नयाँ प्रोग्रामिङ भाषा म्यास

धेरै वर्षको लागि मैले मेरो आफ्नै प्रोग्रामिङ भाषा विकास गर्न मेरो हात प्रयास गरें। म मेरो विचारमा, सम्भवतः सबैभन्दा सरल, पूर्ण रूपमा कार्यात्मक र सुविधाजनक भाषा सिर्जना गर्न चाहन्छु।

यस लेखमा म मेरो कामको मुख्य चरणहरू हाइलाइट गर्न चाहन्छु र, सुरुमा, भाषाको सिर्जना गरिएको अवधारणा र यसको पहिलो कार्यान्वयनको वर्णन गर्न चाहन्छु, जुन मैले हाल काम गरिरहेको छु।

मलाई अग्रिम भन्न दिनुहोस् कि मैले सम्पूर्ण परियोजना फ्री पास्कलमा लेखेको छु, किनकि... यसमा प्रोग्रामहरू ठूलो संख्यामा प्लेटफर्महरूको लागि भेला गर्न सकिन्छ, र कम्पाइलर आफैंले धेरै अनुकूलित बाइनरीहरू उत्पादन गर्दछ (म O2 फ्ल्यागको साथ परियोजनाका सबै घटकहरू सङ्कलन गर्दछ)।

भाषा रनटाइम

सबैभन्दा पहिले, यो भर्चुअल मेसिनको बारेमा कुरा गर्न लायक छ जुन मैले मेरो भाषामा भविष्यका अनुप्रयोगहरू चलाउनको लागि लेख्नुपर्‍यो। मैले स्ट्याक आर्किटेक्चर लागू गर्ने निर्णय गरें, सायद, किनभने यो सबैभन्दा सजिलो तरिका थियो। मैले रूसी भाषामा यो कसरी गर्ने भन्ने बारे एउटा सामान्य लेख फेला पारेन, त्यसैले अङ्ग्रेजी भाषाको सामग्रीसँग परिचित भएपछि, म आफ्नै साइकल डिजाइन र लेख्न बसें। अर्को म यस विषयमा मेरो "उन्नत" विचार र विकास प्रस्तुत गर्नेछु।

स्ट्याक कार्यान्वयन

जाहिर छ, VM को शीर्ष मा स्ट्याक छ। मेरो कार्यान्वयनमा यो ब्लकहरूमा काम गर्दछ। अनिवार्य रूपमा यो सूचकहरूको एक सरल सरणी हो र स्ट्याकको शीर्षको अनुक्रमणिका भण्डारण गर्न एक चल।
जब यो प्रारम्भ हुन्छ, 256 तत्वहरूको एर्रे सिर्जना हुन्छ। यदि थप सूचकहरूलाई स्ट्याकमा धकेलियो भने, यसको आकार अर्को 256 तत्वहरूले बढ्छ। तदनुसार, स्ट्याकबाट तत्वहरू हटाउँदा, यसको आकार समायोजित हुन्छ।

VM ले धेरै स्ट्याकहरू प्रयोग गर्दछ:

1. मुख्य स्ट्याक।
2. रिटर्न पोइन्टहरू भण्डारण गर्नको लागि स्ट्याक।
3. फोहोर संकलन गर्ने स्ट्याक।
4. प्रयास गर्नुहोस् / समात्नुहोस् / अन्तमा ह्यान्डलर स्ट्याक ब्लक गर्नुहोस्।

स्थिर र चर

यो एक सरल छ। स्थिरहरू कोडको एक अलग सानो टुक्रामा ह्यान्डल गरिन्छन् र स्थिर ठेगानाहरू मार्फत भविष्यका अनुप्रयोगहरूमा उपलब्ध हुन्छन्। चरहरू निश्चित साइजको सूचकहरूको एर्रे हुन्, यसको कक्षहरूमा पहुँच अनुक्रमणिका द्वारा गरिन्छ - अर्थात्। स्थिर ठेगाना। चरहरू स्ट्याकको शीर्षमा धकेल्न वा त्यहाँबाट पढ्न सकिन्छ। वास्तवमा, किनभने हाम्रा चरहरूले अनिवार्य रूपमा VM मेमोरीमा मानहरूमा सूचकहरू भण्डारण गर्दा, भाषा निहित सूचकहरूसँग काम गरेर हावी हुन्छ।

फोहोर संकलनकर्ता

मेरो VM मा यो अर्ध-स्वचालित छ। ती। फोहोर संकलनकर्तालाई कहिले बोलाउने भनेर विकासकर्ता आफैले निर्णय गर्छ। यसले नियमित सूचक काउन्टर प्रयोग गरेर काम गर्दैन, जस्तै पाइथन, पर्ल, रुबी, लुआ, आदि। यो मार्कर प्रणाली मार्फत लागू गरिएको छ। ती। जब एउटा चरलाई अस्थायी मान तोक्ने उद्देश्य राखिएको हुन्छ, यो मानमा एउटा सूचकलाई फोहोर सङ्कलन गर्ने स्ट्याकमा थपिन्छ। भविष्यमा, कलेक्टर चाँडै सूचकहरूको पहिले नै तयार सूची मार्फत चल्छ।

ह्यान्डलिंग प्रयास / समात्ने / अन्तमा ब्लकहरू

कुनै पनि आधुनिक भाषामा जस्तै, अपवाद ह्यान्डलिङ एक महत्त्वपूर्ण घटक हो। VM कोर प्रयास गर्नुहोस्..क्याच ब्लकमा बेरिएको छ, जसले स्ट्याकमा यसको बारेमा केही जानकारी पुश गरेर अपवाद समातेर कोड कार्यान्वयनमा फर्कन सक्छ। एप्लिकेसन कोडमा, तपाईंले कोडको प्रयास/क्याच/अन्तमा ब्लकहरू परिभाषित गर्न सक्नुहुन्छ, क्याच (अपवाद ह्यान्डलर) र अन्तमा/अन्त (ब्लकको अन्त्य) मा प्रविष्टि बिन्दुहरू निर्दिष्ट गर्दै।

मल्टिथ्रेडिङ

यो VM स्तरमा समर्थित छ। यो सरल र प्रयोग गर्न सुविधाजनक छ। यो एक अवरोध प्रणाली बिना काम गर्दछ, त्यसैले कोड क्रमशः धेरै पटक छिटो धेरै थ्रेडहरूमा कार्यान्वयन गर्नुपर्छ।

VMs को लागि बाह्य पुस्तकालयहरू

यो बिना गर्ने कुनै उपाय छैन। VM ले आयातलाई समर्थन गर्दछ, जसरी यसलाई अन्य भाषाहरूमा लागू गरिन्छ। तपाईले कोडको अंश म्यासमा र कोडको अंश मातृभाषाहरूमा लेख्न सक्नुहुन्छ, त्यसपछि तिनीहरूलाई एकमा लिङ्क गर्नुहोस्।

VMs को लागि बाइटकोडमा उच्च-स्तरीय म्यास भाषाबाट अनुवादक

मध्यवर्ती भाषा

एक जटिल भाषाबाट VM कोडमा अनुवादकलाई द्रुत रूपमा लेख्नको लागि, मैले पहिलो पटक मध्यवर्ती भाषा विकास गरें। नतिजा एक एसेम्बलर जस्तो भयानक तमाशा थियो कि यहाँ विचार गर्न को लागी कुनै विशेष बिन्दु छैन। म मात्र भन्छु कि यस स्तरमा अनुवादकले धेरै स्थिर र चरहरू प्रशोधन गर्दछ, तिनीहरूको स्थिर ठेगानाहरू र प्रविष्टि बिन्दुहरूको ठेगानाहरू गणना गर्दछ।

अनुवादक वास्तुकला

मैले कार्यान्वयनको लागि उत्तम वास्तुकला छनोट गरेको छैन। अन्य अनुवादकहरूले जस्तै अनुवादकले कोड ट्री बनाउँदैन। उसले संरचनाको सुरुमा हेर्छ। ती। यदि कोडको टुक्रा पार्स गरिँदैछ भने "जबकि <स्थिति>:" जस्तो देखिन्छ, तब यो स्पष्ट छ कि यो समय लुप निर्माण हो र यसलाई समय लुप निर्माणको रूपमा प्रशोधन गर्न आवश्यक छ। एक जटिल स्विच-केस जस्तै केहि।

यस वास्तु समाधानको लागि धन्यवाद, अनुवादक धेरै छिटो भएन। यद्यपि, यसको परिमार्जनको सहजता उल्लेखनीय रूपमा बढेको छ। मैले मेरो कफी चिसो हुन सक्ने भन्दा छिटो आवश्यक संरचनाहरू थपें। पूर्ण OOP समर्थन एक हप्ता भन्दा कम समयमा लागू गरियो।

कोड अनुकूलन

यहाँ, निस्सन्देह, यसलाई राम्रोसँग लागू गर्न सकिन्थ्यो (र लागू हुनेछ, तर पछि, यसको वरिपरि पुग्ने बित्तिकै)। अहिलेसम्म, अप्टिमाइजरलाई मात्र थाहा छ कि कसरी प्रयोग नगरिएको कोड, स्थिरता र एसेम्बलीबाट आयातहरू काट्ने। साथै, एउटै मानका साथ धेरै स्थिरताहरू एकद्वारा प्रतिस्थापित हुन्छन्। यति नै।

मास भाषा

भाषा को आधारभूत अवधारणा

मुख्य विचार सम्भव सबै भन्दा कार्यात्मक र सरल भाषा विकास गर्न थियो। मलाई लाग्छ कि विकासले आफ्नो कार्यलाई धमाका साथ सामना गर्दछ।

कोड ब्लकहरू, प्रक्रियाहरू र कार्यहरू

भाषामा सबै निर्माणहरू बृहदान्त्रको साथ खोलिएका छन्। : र अपरेटर द्वारा बन्द छन् अन्त.

प्रक्रियाहरू र कार्यहरू क्रमशः proc र func को रूपमा घोषित गरिन्छ। तर्कहरू कोष्ठकहरूमा सूचीबद्ध छन्। सबै अन्य भाषाहरू जस्तै छन्।

अपरेटर फिर्ती तपाईं प्रकार्य, अपरेटरबाट मान फर्काउन सक्नुहुन्छ ब्रेक तपाईंलाई प्रक्रिया/ प्रकार्यबाट बाहिर निस्कन अनुमति दिन्छ (यदि यो लूप बाहिर छ भने)।

नमूना कोड:

...

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

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

समर्थित डिजाइनहरू

• लूप्स: for..end, while..end, ..end सम्म
• सर्तहरू: यदि...[अन्य...]अन्त, स्विच...[केस...अन्त...][अन्य...]अन्त
• विधिहरू: proc <name>():... end, func <name>():... end
• लेबल र जानुहोस्: <नाम>:, जम्प <नाम>
• enum enumerations र स्थिर arrays।

चरहरू

अनुवादकले तिनीहरूलाई स्वचालित रूपमा निर्धारण गर्न सक्छ, वा यदि विकासकर्ताले तिनीहरूलाई परिभाषित गर्नु अघि var लेख्छ भने।

कोड उदाहरणहरू:

a ?= 10
b ?= a + 20

var a = 10, b = a + 20

ग्लोबल र स्थानीय चर समर्थित छन्।

OOP

खैर, हामी सबैभन्दा स्वादिष्ट विषय मा आएका छौं। म्यासले सबै वस्तु-उन्मुख प्रोग्रामिङ प्रतिमानहरूलाई समर्थन गर्दछ। ती। वर्ग, विरासत, बहुरूपता (गतिशील सहित), गतिशील स्वचालित प्रतिबिम्ब र आत्मनिरीक्षण (पूर्ण)।

थप विज्ञापन बिना, यो केवल कोड उदाहरणहरू दिन राम्रो छ।

एक साधारण वर्ग र यसको साथ काम:

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

आउटपुट हुनेछ: 30।

विरासत र बहुरूपता:

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

आउटपुट हुनेछ: 60।

गतिशील बहुरूपताको बारेमा के हो? हो, यो प्रतिबिम्ब हो!:

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

आउटपुट हुनेछ: 60।

अब सरल मान र वर्गहरूको लागि आत्मपरीक्षण गर्न एक क्षण लिऔं:

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

आउटपुट हुनेछ: सत्य, सत्य।

असाइनमेन्ट अपरेटरहरू र स्पष्ट सूचकहरूको बारेमा

?= अपरेटरलाई मेमोरीको मानमा चरलाई पोइन्टर तोक्न प्रयोग गरिन्छ।
= अपरेटरले चरबाट सूचक प्रयोग गरेर मेमोरीमा मान परिवर्तन गर्दछ।
र अब स्पष्ट सूचकहरूको बारेमा थोरै। मैले तिनीहरूलाई भाषामा थपें ​​ताकि तिनीहरू अवस्थित छन्।
@<variable> — एउटा चरमा स्पष्ट सूचक लिनुहोस्।
?<variable> - सूचक द्वारा एक चर प्राप्त गर्नुहोस्।
@= — भ्यारीएबलमा स्पष्ट पोइन्टरद्वारा मान तोक्नुहोस्।

नमूना कोड:

uses <bf>
uses <crt>

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

आउटपुट हुनेछ: केहि संख्या, 10, 11।

प्रयास गर्नुहोस्।।[सम्पादन गर्नुहोस्।।][अन्तमा...]अन्त

नमूना कोड:

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

भविष्यको लागि योजनाहरू

म GraalVM र Truffle हेर्दै र हेरिरहेको छु। मेरो रनटाइम वातावरणमा JIT कम्पाइलर छैन, त्यसैले प्रदर्शनको सन्दर्भमा यो हाल पाइथनसँग मात्र प्रतिस्पर्धी छ। मलाई आशा छ कि म GraalVM वा LLVM मा आधारित JIT संकलन लागू गर्न सक्षम हुनेछु।

भण्डार

तपाईं विकासहरूसँग खेल्न सक्नुहुन्छ र परियोजना आफैंलाई पछ्याउनुहोस्।

वेबसाइट
GitHub मा भण्डार

यदि तपाईंले गर्नुभयो भने अन्त्यसम्म पढ्नु भएकोमा धन्यवाद।

स्रोत: www.habr.com