『Writing An Compiler In Go』

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だれかのgithub

1章

Compilers & Virtual Mahines

その理由は、最適化のためだったり、他の言語へ変換しやすかったりするから。

IRは最適化フェーズに入る

使われてないコードを取り除いたり、事前に演算をしたり、ループに入る必要のないコードを移動させたり。

optimizerはIRを何度か舐めて、最適化を施す

1回目のパスで使われてないコードを取り除いたり、2回目のパスで関数をインライン展開したり。

monkey言語においてVMを使って何が嬉しい？

移植性とかあまり関係ないやん、移植しないし

Real Machine

どのようにしてコンピュータは動いているのか

しかし、置かれる場所は異なる

特定の場所は特定の物のみが置かれる

switch文を使って実装すると、遅くなる

特に分岐が数百以上になったとき

fetch,decodeの部分がなくなるようにディスパッチのオーバーヘッドを大幅に減らす

他の解決策

junp tables

computed GOTO statements

indirect and direct threaded code

なぜ仮想マシンが必要か

機械語を吐くコンパイラを書けば、ネイティブの速度が出る、が、いくつかのアーキテクチャに向けたものを書かないといけなくなる

普遍的なコンピュータはユニバーサルすぎる、ドメイン固有ではまったくない

x86-64の命令とかも同じようなことをするために複数の命令があって、複雑でむずかしい

swicth文が4000分岐とかになる

この処理系用の実装もむずいし、この処理系用の言語の実装もむずくなる

コンパイラとVM、どっちを先に構築するか

この本では同時に両方作っていく

2章 Hello Bytecode!

こんな感じの構成になる

Lexer→Parser→Compiler→VM

「コンパイルタイム」lexer..compilerまで、

「ランタイム」はVMを指す

Strings→Tokens→AST→Bytecode→Object

constant

constant expressionの略。定数式

定数であり、コンパイル時に決定できる値のこと

整数値はその場で評価する

なんでこんなことをするか

数値の場合は普通に1と2をpushし、その後add命令を実行すれば良いが、文字列をスタックにpushしたいとなると、文字列をエンコードしてバイトコードにしてpushすることになり、できなくはないけど煩雑になっていく

そしてそれを定数としてメモリに格納する

そしてこの値にインデックスを振る

それってコンパイル時にevalしてるってこと？

VMにはコンスタントプールを渡して、インデックスを参照して結果を返す

この辺ちょっと何言ってるかわからない38/352付近

定義するデータ構造

Instructions型

seq[byte]

byteの並びで構成される

Opcode型

byte

OpConstant

自分で定義したopcodeの一つ

つまり1byteに収まる数値

一つのoperandを持つ

このoperandは定数に振られたインデックス

このインデックスを介して定数を取得する

そして取得した値をスタックにpushする

Definition

NameとOperandWidthを持つ

デバッグやテストで使う

Nameが'OpConstant'など自分で定義したopcodeの名前

OperandWidthはそれが持つoperandのbyte

2つのoperandをとる

各バイト長は1byte, 2byteである

ということを表す

例えばNameが'OpConstant'のものを考える

code:nim

これは2byte長のoperandを一つとる、ということがわかる

2byte長、つまる16bitなのでこれが取れる最大値は2^16-1になる

やったところで、monkey言語では65536個以上も命令を作ることはないのでやらない

もしやると未使用のバイト数が多くなり無駄遣いすることになる

opcodeとoperandを引数にとり、その全体をバイトコード化したものの配列を返す

本の中ではmake()という名前だが、golangのmake()関数と名前かぶってややこいのでmakeByteにした

これをテストする関数では65534をエンコードした数値のテストをしている

なんで65535ではないか

最大値と最大値だ

これはビッグエンディアンを採用しており、順序も込みでテストしたいのでこんなことをしているわけだ。

code:go

b := make([]byte, 4) // サイズの指定されたからの配列を用意

fmt.Printf("% x\n", b)

// 03 e8 07 d0

code:go

a := []byte{255,254}

fmt.Println(binary.BigEndian.Uint16(a)) // 65534

code:nim

# イメージ

Compilerオブジェクト

instructions

bytecodeを保持する

constants

コンスタントプールをslice?

Bytecodeオブジェクト

instructions

コンパイラが生成したもの

constants

コンパイラが評価したもの

Bytecode disassemble

Compiling Expressions

つまり式文が沢山あれば、無駄にスタックに積まれていくことになる

式の実行後に毎回popを実行する

Kindleの位置No.1844