Δημιουργήστε τη δική σας γλώσσα προγραμματισμού (I)

Αφού γράψατε το πρώτο άρθρο πώς να δημιουργήσετε το δικό σας λειτουργικό σύστημαΚάποιος μου είπε αν μπορούσα να κάνω ένα άρθρο πώς να δημιουργήσετε μια γλώσσα προγραμματισμού. Στην αρχή δεν έδωσα μεγάλη προσοχή, αλλά τώρα και με άλλους τρόπους έχω μάθει πολύ περισσότερα για τη δημιουργία γλωσσών προγραμματισμού. Ας το κάνουμε μια βασική γλώσσα προγραμματισμού, ενσωματωμένο εύκολα σε άλλα προγράμματα και λειτουργεί με μια εικονική μηχανή που θα σχεδιάσουμε επίσης. Σήμερα πρέπει να φτιάξουμε την πιο βασική εικονική μηχανή.

Αναρωτιέστε πιθανώς: «Μια εικονική μηχανή; Αλλά δεν είναι τόσο δύσκολο και επιβραδύνει επίσης τα προγράμματα; " Αντίθετα, μια απλή εικονική μηχανή είναι πολύ απλή και σχετικά γρήγορη. επέλεξα Σκωρία ως γλώσσα για την εικονική μηχανή. Αλλά τι είναι Σκωρία?

Σκωρία εγκαθίσταται στο Linux Με απλό τρόπο. Ωστόσο, δεν υπάρχει επίσημο δέμα. Χρήστες του Ubuntu μπορείτε να προσθέσετε αυτά τα δύο ΟΛΠ: ppa: hansjorg / σκουριά  y ppa: cmrx64 / φορτίο, χρήστες του αψίδα μπορεί να χρησιμοποιηθεί AUR (cargo-git είναι το πακέτο που εγκαθιστά τα πάντα). Τα υπόλοιπα μπορούν να χρησιμοποιήσουν:

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

Πώς λειτουργεί μια εικονική μηχανή;

Εάν γνωρίζετε πώς λειτουργεί ο κόσμος στο assembler, είναι ακριβώς το ίδιο, με τη στοίβα ή τη στοίβα. Εάν όχι, θα σας το εξηγήσω. Ας φανταστούμε τον ακόλουθο κώδικα:

εκτύπωση 2 + 3

Ο υπολογιστής δεν καταλαβαίνει τι σημαίνει 2 + 3, ούτε ξέρει τι να ακολουθήσει. Οι υπολογιστές λειτουργούν με μπαταρίες ή στοίβες όπου συσσωρεύονται και εξάγονται συνεχώς δεδομένα. Αυτός ο κώδικας στην εικονική μας μηχανή θα πρέπει να μοιάζει με αυτό:

PUSH 2 PUSH 3 ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΕΚΤΥΠΩΣΗΣ

Βασικά θα βάζαμε τα 2 στη στοίβα στην κορυφή, τα 3 επίσης. Η ADD θα τραβήξει (δηλαδή θα την αφαιρούσε από τη στοίβα και θα έπαιρνε την αξία της) τα 2 τελευταία στοιχεία στη στοίβα και θα προσθέσει το αποτέλεσμα στην κορυφή της στοίβας. Το PRINT θα έπαιρνε το τελευταίο στοιχείο στη στοίβα και θα το χρησιμοποιούσε για να το εμφανίσει. Τώρα ας το κάνουμε Σκωρία.

Πρέπει πρώτα να ορίσουμε μια γλώσσα για το Bytecode, θα μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε ένα υπάρχον όπως αυτό Java ή η CLR του .NET / Mono, αλλά πρόκειται να δημιουργήσουμε ένα πιο βασικό.

https://gist.github.com/a01de8904fd39a442c20

Χρησιμοποιούμε δεκαεξαδική σημειογραφία για κάθε εντολή. Στο ψηλό έχουμε βάλει # [παράγοντας (FromPrimitive)], είναι μια ιδιαιτερότητα του Σκωρία και θα μας βοηθήσει αργότερα να μπορούμε να συγκρίνουμε την απαρίθμηση με τα byte απευθείας.

Τώρα πρέπει να κάνουμε μια λειτουργία που εκτελεί καθεμία από αυτές τις οδηγίες. Για αυτό πρέπει να διαβάσουμε ένα byte και να το συγκρίνουμε με τις οδηγίες που έχουμε στην απαρίθμηση. Εάν βρείτε κάτι που υπάρχει, πρέπει να εκτελέσετε την ενέργειά σας.

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

Κάνουμε αυτό για να διαβάσουμε κάθε byte ξεχωριστά και να τα εκτελέσουμε:

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

Όπως μπορείτε να δείτε, διαφοροποιούμε εάν μας δόθηκε η εντολή PUSH (η εντολή INTEGER) πριν, το επόμενο byte θα μεταφερθεί πλήρως στη στοίβα. Εκεί χρησιμοποιούμε δύο λειτουργίες που δεν σας έχω διδάξει, self.pop () y self.push (), οι οποίοι είναι προφανώς υπεύθυνοι για το χειρισμό της στοίβας.

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

Δεν είναι πολύ περίπλοκα, αλλά η συνάρτηση pop έχει μηχανισμούς ανίχνευσης σφαλμάτων. Στην πραγματικότητα, στο Σκωρία, εάν αφαιρέσουμε αυτούς τους μηχανισμούς, θα μας έδινε ένα σφάλμα συλλογής. Τώρα πρέπει απλώς να καλέσουμε σε ένα πρόγραμμα Περίν (η εικονική μηχανή μας) και εκτελέστε έναν bytecode.

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

Αυτό το bytecode μπορεί να διαβαστεί από ένα αρχείο, αλλά εδώ για απλότητα το έχω αποθηκεύσει σε μια μεταβλητή. Εάν το εκτελέσουμε, θα μας δώσει το αναμενόμενο αποτέλεσμα:

Perin v0.1 Perin VM εκτελεί FlopFlip bytecode Εκκίνηση παρουσίας PerinVM PerinVM v0.1.0 Τιμή ακέραιου 5

Όλος ο κωδικός είναι διαθέσιμος στη διεύθυνση GitHub υπό την Άδεια Apache 2.0: https://github.com/AdrianArroyoCalle/perin. Για την κατάρτιση πρέπει να έχουν Φορτίο εγκατεστημένο και βάλτε:

χρέωση build && ./target/main

Στο επόμενο κεφάλαιο θα δούμε περισσότερα για τη γλώσσα προγραμματισμού μας.