Kreirajte svoj vlastiti programski jezik (I)

Nakon pisanja prvog članka o kako stvoriti vlastiti operativni sistemNeko mi je rekao mogu li napisati članak o tome kako stvoriti programski jezik. U početku nisam obraćao puno pažnje, ali sada i na druge načine naučio sam mnogo više o stvaranju programskih jezika. Pa hajdemo osnovni programski jezik, lako se može ugraditi u druge programe i koji radi s virtualnom mašinom koju ćemo također dizajnirati. Danas moramo napraviti najosnovniju virtualnu mašinu.

Vjerovatno se pitate: «Virtualna mašina? Ali nije li to vrlo teško i usporava li programe? " Suprotno tome, jednostavna virtualna mašina je vrlo jednostavna i relativno brza. Odabrao sam rđa kao jezik za virtuelnu mašinu. Ali šta je to? rđa?

rđa instalira u Linux Na jednostavan način. Međutim, ne postoji službena parcela. Korisnici Ubuntu mogu dodati ovo dvoje PPA: ppa: hansjorg / hrđa  y ppa: cmrx64 / teret, korisnici svod mogu koristiti AUR (cargo-git je paket koji sve instalira). Ostali mogu koristiti:

curl -s https://static.rust-lang.org/rustup.sh | sudo sh

Kako funkcionira virtualna mašina?

Ako znate kako svijet asemblera funkcionira, potpuno je isto, sa hrpom ili hrpom. Ako ne, objasnit ću vam. Zamislimo sljedeći kod:

ispis 2 + 3

Računar ne razumije šta znači 2 + 3, niti zna kojim redoslijedom se treba pridržavati. Računari rade s baterijama ili hrpama u kojima se podaci akumuliraju i kontinuirano izvlače. Taj kôd u našoj virtualnoj mašini trebao bi izgledati otprilike ovako:

PUSH 2 PUSH 3 DODAJ ŠTAMPU

U osnovi bismo stavili 2 na hrpu, 3 također. ADD bi povukao (tj. Uklonio ga iz steka i dobio njegovu vrijednost) posljednje 2 stavke u stogu i dodao rezultat na vrh stoga. PRINT bi uzeo posljednju stavku na hrpi i njome je prikazao nama. Uradimo to sada rđa.

Prvo moramo definirati jezik za bajt kod, mogli bismo koristiti postojeću poput one u Java ili CLR .NET / Mono, ali mi ćemo stvoriti jedan osnovniji.

https://gist.github.com/a01de8904fd39a442c20

Za svaku nastavu koristimo heksadecimalni zapis. Na vrh smo stavili # [izvodi (izPrimitivnog)], je posebnost rđa i to će nam pomoći kasnije da budemo mogli direktno usporediti nabrajanje s bajtovima.

Sada moramo napraviti funkciju koja izvršava svaku od tih uputa. Za to moramo pročitati bajt i uporediti ga s uputama koje imamo u nabrajanju. Ako pronađete nešto što postoji, morate izvršiti svoju akciju.

https://gist.github.com/8950ce212a2de2f397f9

To činimo kako bismo pročitali svaki bajt pojedinačno i kako bismo ih izvršili:

https://gist.github.com/12e24a1f0dd65e4cd65d

Kao što vidite, razlikujemo se ako smo prije dobili naredbu PUSH (naša naredba INTEGER), sljedeći bajt će u potpunosti biti prebačen u stog. Tamo koristimo dvije funkcije koje vas nisam naučio, self.pop () y self.push (), koji su očito zaduženi za rukovanje hrpom.

https://gist.github.com/54147f853a8a2b8c01d9

Nisu vrlo složeni, ali pop funkcija ima mehanizme za otkrivanje grešaka. Zapravo, u rđa, ako uklonimo te mehanizme, to bi nam stvorilo grešku u kompilaciji. Sada jednostavno moramo pozvati program Perin (naša virtualna mašina) i izvršite bytecode.

https://gist.github.com/99b1ab461318b3a644d0

Taj se bytecode može pročitati iz datoteke, ali ovdje sam ga radi jednostavnosti pohranio u varijablu. Ako ga izvršimo, dat će nam očekivani rezultat:

Perin v0.1 Perin VM izvršava FlopFlip bytecode Pokretanje PerinVM instance PerinVM v0.1.0 Integer vrijednost 5

Sav kod je dostupan na GitHub ispod Apache licenca 2.0: https://github.com/AdrianArroyoCalle/perin. Da bi ih kompajlirali, moraju ih imati teret instalirano i stavljeno:

napuni izgradnju && ./cilj/main

U sljedećem poglavlju vidjet ćemo više o našem programskom jeziku.