Shiika/クロージャ

例

code:shiika

var a = 1

f = fn() { a }

a = 2

無名関数(lambda)は外側のローカル変数をキャプチャできる

コンパイル結果(予定)

code:llvm

; a) 無名関数本体。仮引数のあとに、キャプチャした変数のアドレスをとる

define %Object* @lambda_1(%Object* %self, %Array* %captures) {

%a = %capturesの0番目

; %aを必要な型にキャスト

ret %Object* %value

}

; b) 呼び出し側はこれ(+bitcast)に展開する

define %Object* @"Fn0#call"(%Fn0* %self) {

%"@func" = %selfの@func (型は Shiika::Internal::Ptr)

%"@captures" = %selfの@captures (型は Array<Shiika::Internal::Ptr>)

%result = call %"@func"(%self, %"@captures")

}

; c) 無名関数の生成箇所

define @user_main() {

%a = ...

%func = @lambda_2(をbitcastしたもの)

%f = call %"Meta:Fn0#new", %func, %captures

}

; d) lambdaがネストしてるケースがある

define @lambda_2(%self, %captures) {

%b = ...

%func = @lambda_1(をbitcastしたもの)

%f = call %"Meta:Fn0#new", %func, %captures

}

これを生成するために何が必要か

a)

capturesの何番目を何にキャストしたら値が取れるか

b)

ivarを取得して渡すだけなので特に必要なものはない

c)

capturesを構成するコードを生成する

ローカル変数またはメソッド引数のなかで、キャプチャされているものをcapturesに入れる

captureしたと分かるのは、Hir::convert_bare_nameのタイミング

この情報を上流に反映させないといけない

exprsを処理する前にctxに空配列をセット

処理しおわったら配列を取り出す

配列には何を入れるか

変数の種類による

ローカル変数なら名前

メソッド引数ならインデックス

もう一つ、lambda_nの%capturesから取るパターンがある

内側lambdaがあるとき

この場合capturesの何番目かが必要

簡単なケースから考える

toplevel→lambda

トップのローカル変数を参照

method→lambda

メソッドのローカル変数を参照

メソッドの引数を参照

method→lambda→lambda

メソッドのローカル変数を参照

メソッドの引数を参照

ラムダのローカル変数を参照

ラムダの引数を参照

これで全部か？

三段のケースを考える

メソッドの仕事

Fn作成時にcapturesに必要な値を入れる

中間ラムダの仕事

Fn作成時に自分のcapturesから次のcapturesに値をコピー

n段を考える

code:txt

def foo

fn(a1){

b1 = 1

fn(a2) {

b2 = 2

...

fn(ai) {

bi = i

c1 + ... + ci*2 (cjは a1 ... ai, b1 ... bi のいずれか; 重複なし) 　

}

cjを解決する際、「どこで見つけたか」の情報を入れる必要がある

a) 各lambdaに名前をつける

名前は文字列でなくても、整数でよい

b) 「いくつ上のスコープか」という数字を入れる

スコープを抜ける際に全部デクリメントする必要あり

同じ段に複数のlambdaがあるケースがある

code:txt

a = 0

fn(a1){

fn(b1){

fn(c1) { a }

}

fn(b2){

fn(c2) { }

}

}

# a1,b1,c1作成時、aをcapturesとして渡す必要がある

# b2,c2作成時は、aは使わないので渡さない

責務を分割する

ラムダ内(値を使用する側)では、必要な値はすべて%caputresに入っているので、それの何番目かだけを指定すればよい

ラムダ作成箇所では、ラムダで使用されるものを%capturesとしてFn.newに渡す

使用され得るもの：ローカル変数、メソッド/ラムダ引数、ラムダのcaptures内の値

うーん

ごちゃごちゃ考えるより、まずは簡単な方法で実装してしまったほうが良い気がしてきた

簡単な方法とは？？？

ラムダを見つけたとき

まず中身をHIRに変換

それを解析して、以下を見つける

このラムダがキャプチャするもの

中のラムダがキャプチャしてるものも含む

ラムダごとにctxを作るのだから、そいつがVecを持てばいいような気がしてきた

見つけた順にpushしていく

内部ラムダがあった場合は、ctxを回収する際にVecにappendする

ただし所有者が自分であるものは取り除く

重複するものも取り除く(?)

code:txt

x = 0

fn(a1){

a11 = 0

a12 = 0

fn(b1){

b11 = a11

b12 = 0

fn(c1) {

x + a1 + a11 + a12 + b1 + b11 + b12 + c1

}

}

fn(b2){

a11

fn(c2) {

c2 + b2 + a12 + x

}

}

}

やること

HirMakerContextにidを付加

barenameを解決する際、

外側のスコープのlvarであれば、capturesに(owner, name)を追加し、capturesから値を取得するコードを生成

外側のスコープのargであれば、capturesに(owner, idx)を追加し、capturesから値を取得するコードを生成

lambdaの生成時、

capturesを構成するコードを生成

ownerが自分であれば、lvar/argとして取得

ownerが外側であれば、capturesに追加し、capturesから取得するコードを生成

↑コードを生成と書いたけど、HIRを生成、だったわ

以下のHIRを追加

HirCaptureRef(idx)

HirCreateCapture(values)

なんやかんやあって

実装できました〜