🥇নতুন প্রোগ্রামিং ভাষা ম্যাশ

বেশ কয়েক বছর ধরে আমি আমার নিজস্ব প্রোগ্রামিং ভাষা বিকাশে আমার হাত চেষ্টা করেছি। আমি আমার মতে, সম্ভব সবচেয়ে সহজ, সম্পূর্ণ কার্যকরী এবং সুবিধাজনক ভাষা তৈরি করতে চেয়েছিলাম।

এই নিবন্ধে আমি আমার কাজের প্রধান পর্যায়গুলি হাইলাইট করতে চাই এবং শুরুতে, ভাষার তৈরি ধারণা এবং এর প্রথম বাস্তবায়ন বর্ণনা করতে চাই, যা আমি বর্তমানে কাজ করছি।

আমাকে আগেই বলে রাখি যে আমি সম্পূর্ণ প্রজেক্ট ফ্রি প্যাসকেলে লিখেছি, কারণ... এটিতে থাকা প্রোগ্রামগুলি বিপুল সংখ্যক প্ল্যাটফর্মের জন্য একত্রিত করা যেতে পারে এবং কম্পাইলার নিজেই খুব অপ্টিমাইজ করা বাইনারি তৈরি করে (আমি O2 পতাকা সহ প্রকল্পের সমস্ত উপাদান সংগ্রহ করি)।

ভাষা রানটাইম

প্রথমত, আমার ভাষায় ভবিষ্যত অ্যাপ্লিকেশনগুলি চালানোর জন্য আমাকে যে ভার্চুয়াল মেশিনটি লিখতে হয়েছিল সে সম্পর্কে কথা বলা মূল্যবান। আমি একটি স্ট্যাক আর্কিটেকচার বাস্তবায়ন করার সিদ্ধান্ত নিয়েছি, সম্ভবত, কারণ এটি ছিল সবচেয়ে সহজ উপায়। রাশিয়ান ভাষায় কীভাবে এটি করা যায় সে সম্পর্কে আমি একটি সাধারণ নিবন্ধ খুঁজে পাইনি, তাই ইংরেজি ভাষার উপাদানের সাথে নিজেকে পরিচিত করার পরে, আমি আমার নিজের সাইকেল ডিজাইন এবং লিখতে বসেছিলাম। পরবর্তীতে আমি এই বিষয়ে আমার "উন্নত" ধারণা এবং উন্নয়ন উপস্থাপন করব।

স্ট্যাক বাস্তবায়ন

স্পষ্টতই, VM এর শীর্ষে স্ট্যাক রয়েছে। আমার বাস্তবায়নে এটি ব্লকগুলিতে কাজ করে। মূলত এটি পয়েন্টারগুলির একটি সাধারণ অ্যারে এবং স্ট্যাকের শীর্ষের সূচক সংরক্ষণ করার জন্য একটি পরিবর্তনশীল।
যখন এটি আরম্ভ করা হয়, 256 উপাদানের একটি অ্যারে তৈরি করা হয়। যদি আরও পয়েন্টার স্ট্যাকের উপর ধাক্কা দেওয়া হয়, তাহলে এর আকার পরবর্তী 256 উপাদান দ্বারা বৃদ্ধি পায়। তদনুসারে, স্ট্যাক থেকে উপাদানগুলি সরানোর সময়, এর আকার সামঞ্জস্য করা হয়।

ভিএম বিভিন্ন স্ট্যাক ব্যবহার করে:

প্রধান স্ট্যাক।
রিটার্ন পয়েন্ট সংরক্ষণের জন্য একটি স্ট্যাক।
আবর্জনা সংগ্রহকারী স্তুপ.
চেষ্টা করুন/ধরা/অবশেষে হ্যান্ডলার স্ট্যাক ব্লক করুন।

ধ্রুবক এবং চলক

এই এক সহজ. ধ্রুবকগুলি কোডের একটি পৃথক ছোট অংশে পরিচালনা করা হয় এবং স্ট্যাটিক ঠিকানাগুলির মাধ্যমে ভবিষ্যতের অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে উপলব্ধ। ভেরিয়েবল হল একটি নির্দিষ্ট আকারের পয়েন্টারগুলির একটি অ্যারে, এর কোষগুলিতে অ্যাক্সেস সূচক দ্বারা পরিচালিত হয় - যেমন স্ট্যাটিক ঠিকানা। ভেরিয়েবলগুলি স্ট্যাকের শীর্ষে পুশ করা যেতে পারে বা সেখান থেকে পড়তে পারে। আসলে, কারণ যদিও আমাদের ভেরিয়েবলগুলি মূলত VM মেমরিতে মানগুলির জন্য পয়েন্টার সংরক্ষণ করে, ভাষাটি অন্তর্নিহিত পয়েন্টারগুলির সাথে কাজ করে আধিপত্য বিস্তার করে।

আবর্জনা সংগ্রহকারী

আমার ভিএমে এটি আধা-স্বয়ংক্রিয়। সেগুলো. ডেভেলপার নিজেই সিদ্ধান্ত নেয় কখন আবর্জনা সংগ্রহকারীকে কল করতে হবে। এটি পাইথন, পার্ল, রুবি, লুয়া ইত্যাদির মতো নিয়মিত পয়েন্টার কাউন্টার ব্যবহার করে কাজ করে না। এটি একটি মার্কার সিস্টেমের মাধ্যমে প্রয়োগ করা হয়। সেগুলো. যখন একটি পরিবর্তনশীল একটি অস্থায়ী মান নির্ধারণ করার উদ্দেশ্যে করা হয়, তখন এই মানটির একটি পয়েন্টার আবর্জনা সংগ্রহকারীর স্ট্যাকে যোগ করা হয়। ভবিষ্যতে, সংগ্রাহক দ্রুত পয়েন্টারের ইতিমধ্যে প্রস্তুত তালিকার মাধ্যমে সঞ্চালিত হয়।

ট্রাই/ক্যাচ/অবশেষে ব্লক হ্যান্ডলিং

যেকোনো আধুনিক ভাষার মতো, ব্যতিক্রম হ্যান্ডলিং একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান। VM কোরটি একটি try..catch ব্লকে মোড়ানো হয়, যা স্ট্যাকের উপর এটি সম্পর্কে কিছু তথ্য পুশ করে একটি ব্যতিক্রম ধরার পরে কোড এক্সিকিউশনে ফিরে যেতে পারে। অ্যাপ্লিকেশন কোডে, আপনি কোডের চেষ্টা/ক্যাচ/অবশেষে ব্লক সংজ্ঞায়িত করতে পারেন, ক্যাচ (ব্যতিক্রম হ্যান্ডলার) এবং অবশেষে/এন্ড (ব্লকের শেষে) এন্ট্রি পয়েন্ট নির্দেশ করে।

মাল্টিথ্রেডিং

এটি VM স্তরে সমর্থিত। এটা সহজ এবং ব্যবহার করা সুবিধাজনক. এটি একটি বিঘ্নিত সিস্টেম ছাড়াই কাজ করে, তাই কোডটি যথাক্রমে একাধিক থ্রেডে দ্রুত কার্যকর করা উচিত।

VM-এর জন্য বাহ্যিক লাইব্রেরি

এটা ছাড়া উপায় নেই। VM আমদানি সমর্থন করে, যেমন এটি অন্যান্য ভাষায় প্রয়োগ করা হয়। আপনি কোডের কিছু অংশ ম্যাশ এবং কোডের কিছু অংশ স্থানীয় ভাষায় লিখতে পারেন, তারপর সেগুলিকে একটিতে লিঙ্ক করতে পারেন।

VM-এর জন্য উচ্চ-স্তরের ম্যাশ ভাষা থেকে বাইটকোডে অনুবাদক

মধ্যবর্তী ভাষা

একটি জটিল ভাষা থেকে VM কোডে দ্রুত অনুবাদক লিখতে, আমি প্রথমে একটি মধ্যবর্তী ভাষা তৈরি করেছি। ফলাফলটি একটি অ্যাসেম্বলারের মতো ভয়ানক দৃশ্য ছিল যা এখানে বিবেচনা করার কোনও বিশেষ বিষয় নেই। আমি কেবল বলব যে এই স্তরে অনুবাদক বেশিরভাগ ধ্রুবক এবং ভেরিয়েবলগুলি প্রক্রিয়া করে, তাদের স্ট্যাটিক ঠিকানাগুলি এবং এন্ট্রি পয়েন্টগুলির ঠিকানাগুলি গণনা করে।

অনুবাদক আর্কিটেকচার

আমি বাস্তবায়নের জন্য সেরা আর্কিটেকচার বেছে নিইনি। অনুবাদক একটি কোড ট্রি তৈরি করেন না, যেমনটি অন্য অনুবাদকরা করেন। সে কাঠামোর শুরুর দিকে তাকায়। সেগুলো. যদি পার্স করা কোডের অংশটি “while <condition>:” এর মত দেখায়, তাহলে এটা স্পষ্ট যে এটি একটি while loop কনস্ট্রাক্ট এবং এটিকে একটি while loop construct হিসাবে প্রসেস করা দরকার। একটি জটিল সুইচ-কেস মত কিছু.

এই স্থাপত্য সমাধানের জন্য ধন্যবাদ, অনুবাদকটি খুব দ্রুত নয় বলে প্রমাণিত হয়েছে। যাইহোক, এর পরিবর্তনের সহজতা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পেয়েছে। আমার কফি ঠাণ্ডা হওয়ার চেয়ে দ্রুত প্রয়োজনীয় কাঠামো যোগ করেছি। সম্পূর্ণ OOP সমর্থন এক সপ্তাহেরও কম সময়ে বাস্তবায়িত হয়েছে।

কোড অপ্টিমাইজেশান

এখানে, অবশ্যই, এটি আরও ভালভাবে প্রয়োগ করা যেতে পারে (এবং বাস্তবায়িত হবে, তবে পরে, যত তাড়াতাড়ি কেউ এটির কাছাকাছি যায়)। এখনও অবধি, অপ্টিমাইজার কেবল জানে কীভাবে অব্যবহৃত কোড, ধ্রুবক এবং সমাবেশ থেকে আমদানি কাটা যায়। এছাড়াও, একই মান সহ একাধিক ধ্রুবক একটি দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়। এখানেই শেষ.

ম্যাশ ভাষা

ভাষার মৌলিক ধারণা

মূল ধারণাটি ছিল সম্ভাব্য সর্বাধিক কার্যকরী এবং সহজ ভাষা বিকাশ করা। আমি মনে করি যে উন্নয়ন একটি ঠুং শব্দ সঙ্গে তার টাস্ক সঙ্গে copes.

কোড ব্লক, পদ্ধতি এবং ফাংশন

ভাষার সমস্ত নির্মাণ একটি কোলন দিয়ে খোলা হয়। : এবং অপারেটর দ্বারা বন্ধ করা হয় শেষ.

পদ্ধতি এবং ফাংশন যথাক্রমে proc এবং func হিসাবে ঘোষণা করা হয়। আর্গুমেন্ট বন্ধনী তালিকাভুক্ত করা হয়. সবকিছুই অন্যান্য ভাষার মতো।

অপারেটর প্রত্যাবর্তন আপনি একটি ফাংশন, অপারেটর থেকে একটি মান ফেরত দিতে পারেন বিরতি আপনাকে পদ্ধতি/ফাংশন থেকে প্রস্থান করার অনুমতি দেয় (যদি এটি লুপের বাইরে থাকে)।

কোড উদাহরণ:

...

func summ(a, b):
  return a + b
end

proc main():
  println(summ(inputln(), inputln()))
end

সমর্থিত ডিজাইন

লুপস: for..end, while..end, পর্যন্ত..end
শর্তাবলী: যদি...[অন্যথায়..]শেষ, সুইচ...[কেস..এন্ড...
পদ্ধতি: proc <name>():... end, func <name>():... end
লেবেল এবং যান: <নাম>:, লাফ <নাম>
এনাম গণনা এবং ধ্রুবক অ্যারে।

পরিবর্তনশীল

অনুবাদক সেগুলি স্বয়ংক্রিয়ভাবে নির্ধারণ করতে পারে, অথবা যদি বিকাশকারী তাদের সংজ্ঞায়িত করার আগে var লিখেন।

কোড উদাহরণ:

a ?= 10
b ?= a + 20

var a = 10, b = a + 20

গ্লোবাল এবং স্থানীয় ভেরিয়েবল সমর্থিত।

পিএলও

ঠিক আছে, আমরা সবচেয়ে সুস্বাদু বিষয়ে এসেছি। ম্যাশ সমস্ত অবজেক্ট-ওরিয়েন্টেড প্রোগ্রামিং প্যারাডাইম সমর্থন করে। সেগুলো. শ্রেণী, উত্তরাধিকার, বহুরূপতা (গতিশীল সহ), গতিশীল স্বয়ংক্রিয় প্রতিফলন এবং আত্মদর্শন (সম্পূর্ণ)।

আরও কিছু না করে, শুধু কোডের উদাহরণ দেওয়াই ভালো।

একটি সাধারণ ক্লাস এবং এটির সাথে কাজ করা:

uses <bf>
uses <crt>

class MyClass:
  var a, b
  proc Create, Free
  func Summ
end

proc MyClass::Create(a, b):
  $a = new(a)
  $b = new(b)
end

proc MyClass::Free():
  Free($a, $b)
  $rem()
end

func MyClass::Summ():
  return $a + $b
end

proc main():
  x ?= new MyClass(10, 20)
  println(x->Summ())
  x->Free()
end

আউটপুট হবে: 30।

উত্তরাধিকার এবং বহুরূপতা:

uses <bf>
uses <crt>

class MyClass:
  var a, b
  proc Create, Free
  func Summ
end

proc MyClass::Create(a, b):
  $a = new(a)
  $b = new(b)
end

proc MyClass::Free():
  Free($a, $b)
  $rem()
end

func MyClass::Summ():
  return $a + $b
end

class MyNewClass(MyClass):
  func Summ
end

func MyNewClass::Summ():
  return ($a + $b) * 2
end

proc main():
  x ?= new MyNewClass(10, 20)
  println(x->Summ())
  x->Free()
end

আউটপুট হবে: 60।

গতিশীল পলিমারফিজম সম্পর্কে কি? হ্যাঁ, এটি প্রতিফলন!:

uses <bf>
uses <crt>

class MyClass:
  var a, b
  proc Create, Free
  func Summ
end

proc MyClass::Create(a, b):
  $a = new(a)
  $b = new(b)
end

proc MyClass::Free():
  Free($a, $b)
  $rem()
end

func MyClass::Summ():
  return $a + $b
end

class MyNewClass(MyClass):
  func Summ
end

func MyNewClass::Summ():
  return ($a + $b) * 2
end

proc main():
  x ?= new MyClass(10, 20)
  x->Summ ?= MyNewClass::Summ
  println(x->Summ())
  x->Free()
end

আউটপুট হবে: 60।

এখন আসুন সাধারণ মান এবং ক্লাসগুলির জন্য আত্মবিশ্লেষণ করার জন্য একটি মুহূর্ত নেওয়া যাক:

uses <bf>
uses <crt>

class MyClass:
  var a, b
end

proc main():
  x ?= new MyClass
  println(BoolToStr(x->type == MyClass))
  x->rem()
  println(BoolToStr(typeof(3.14) == typeReal))
end

আউটপুট হবে: সত্য, সত্য।

অ্যাসাইনমেন্ট অপারেটর এবং স্পষ্ট পয়েন্টার সম্পর্কে

?= অপারেটর মেমরির একটি মান একটি ভেরিয়েবল একটি পয়েন্টার বরাদ্দ করতে ব্যবহার করা হয়.
= অপারেটর একটি ভেরিয়েবল থেকে একটি পয়েন্টার ব্যবহার করে মেমরির একটি মান পরিবর্তন করে।
এবং এখন স্পষ্ট পয়েন্টার সম্পর্কে একটু. আমি তাদের ভাষার সাথে যুক্ত করেছি যাতে তারা বিদ্যমান।
@<variable> — একটি ভেরিয়েবলের জন্য একটি স্পষ্ট পয়েন্টার নিন।
?<variable> — পয়েন্টার দ্বারা একটি পরিবর্তনশীল পান।
@= — একটি ভেরিয়েবলের একটি সুস্পষ্ট পয়েন্টার দ্বারা একটি মান নির্ধারণ করুন।

কোড উদাহরণ:

uses <bf>
uses <crt>

proc main():
  var a = 10, b
  b ?= @a
  PrintLn(b)
  b ?= ?b
  PrintLn(b)
  b++
  PrintLn(a)
  InputLn()
end

আউটপুট হবে: কিছু সংখ্যা, 10, 11।

চেষ্টা করুন...

কোড উদাহরণ:

uses <bf>
uses <crt>

proc main():
  println("Start")
  try:
    println("Trying to do something...")
    a ?= 10 / 0
  catch:
    println(getError())
  finally:
    println("Finally")
  end
  println("End")
  inputln()
end

ভবিষ্যতের জন্য পরিকল্পনা

আমি GraalVM এবং Truffle এর দিকে তাকিয়ে থাকি। আমার রানটাইম পরিবেশে একটি JIT কম্পাইলার নেই, তাই কর্মক্ষমতার দিক থেকে এটি বর্তমানে শুধুমাত্র পাইথনের সাথে প্রতিযোগিতামূলক। আমি আশা করি যে আমি GraalVM বা LLVM এর উপর ভিত্তি করে JIT সংকলন বাস্তবায়ন করতে সক্ষম হব।

ভান্ডার

আপনি উন্নয়নের সাথে খেলতে পারেন এবং নিজেই প্রকল্পটি অনুসরণ করতে পারেন।

ওয়েবসাইট
GitHub-এ সংগ্রহস্থল

শেষ পর্যন্ত পড়ার জন্য আপনাকে ধন্যবাদ যদি আপনি করেন.

উত্স: www.habr.com