Verilization

Verilization是一种针对定义二进制文件格式而设计的序列化描述语言。与Protocol Buffers等其他序列化工具不同，序列化的Verilization数据不具有向前或向后兼容性。相反，从旧版本格式转换变得简单，允许数据更紧凑，并且对数据底层数据结构的控制更加灵活。

目标

Verilization有以下主要目标。

• 给予用户对文件格式的最大控制
• 以语言无关的方式定义格式
• 支持从旧版本格式轻松转换

其他较低层次的目标。

• 支持大整数类型
• 无需使用本地二进制文件即可嵌入到其他语言中

类型

以下类型受支持。

结构体

使用多个版本定义结构体类型。每个版本定义一个字段列表。

struct Rectangle {
    version 1 {
        width: u32;
        height: u32;
    }
}

枚举

使用多个版本定义枚举类型。每个版本定义一个用作情况的字段列表。枚举值由这些字段中的一个精确表示。

struct StringOrInt {
    version 1 {
        str: string;
        num: int;
    }
}

外部类型

外部类型在用户代码中定义。类型定义、转换和编解码器必须在目标语言中实现。

外部类型可以声明哪些字面量可用于该类型。

extern MyString {
    literal {
        string;
    }
}

以下字面量规范受支持。

运行时库类型

运行时库提供了一些 extern 类型。

int 和 nat 的编码定义了一个小端序位序列。每个字节的最高位被设置，如果数字中还有更多字节。

此编码是一个字节序列 [B₀, ..., B_n]，其中当 i < n 时，B_i,7 = 1，并且 B_n,7 = 0。此字节序列相当于一个位序列 [B_0,0, ... B_0,6, ..., B_n-1,0, ..., B_n-1,6] = [b₀, ..., b_m-1]，其中 m = 6n。本质上，位序列去除了用于确定序列何时结束的标志位，并将每个字节中的剩余位按从最低到最高位排序。位序列映射如下

• 对于 int 类型，如果 b_m-1 = 0，则 k = b₀ * 2⁰ + ... + b_{m - 2} * 2^m-2
• 对于 int 类型，如果 b_m-1 = 1，则 k = -(b₀ * 2⁰ + ... + b_{m - 2} * 2^m-2) - 1
• 对于 nat 类型，k = b₀ * 2⁰ + ... + b_{m - 1} * 2^m-1

版本控制

在以下示例中，用户有一个用户名和出生日期。

struct Person {
    version 1 {
        name: Name;
        dob: Date;
    }
}

struct Name {
    version 1 {
        firstName: string;
        middleName: option string;
        lastName: string;
    }
}

但是，并非每个人都有 2 或 3 个名字。为了适应这种情况，我们可以创建一个新版本，允许任意数量的名字。

struct Name {
    version 1 {
        ...
    }
    version 2 {
        names: list string;
    }
}

对 Name 的此更改意味着在格式的版本 2 中，Person 的 name 字段现在将使用 Name 的版本 2。然而，由于对 Person 没有直接更改，因此版本 2 是自动创建的。在生成的代码中，用户应提供将 Name 从版本 1 升级到版本 2 的代码。但是，无需提供升级 Person 的此类代码。 Person 可以使用其字段的升级代码自动升级。

最终

版本化类型可以被声明为final，以指示不会添加该类型的新版本。这限制了类型只能使用显式声明的最后一个版本，防止自动生成新版本。最终类型可能只包含最终或非版本化类型的字段。

final struct FormatVersion {
    version 1 {
        major: nat;
    }
}

泛型

泛型类型允许类型进行参数化。

final struct Pair(A, B) {
    version 1 {
        left: A;
        right: B;
    }
}

常量

常量允许定义在生成任何语言之间共享的值。

命令行

Verilization有一个命令行界面。以下选项得到支持。

语言生成器

以下语言得到支持。

• TypeScript
• Java
• Scala

编译器绑定

Verilization编译器是用Rust编写的。它可以编译成WebAssembly，以便在其他语言中使用。这具有这样的优势，即可以分发工具（例如，作为NPM包、独立的JAR等），而不需要任何本地二进制文件。这些绑定公开了一个可以直接从运行时使用的接口，以及一个仅依赖于相关运行时的命令行界面。

目前，以下运行时有绑定。

• Node