Lag ditt eget programmeringsspråk (I)

Etter å ha skrevet den første artikkelen på hvordan du lager ditt eget operativsystemNoen fortalte meg om jeg kunne gjøre en artikkel om hvordan lage et programmeringsspråk. Først fulgte jeg ikke mye oppmerksomhet, men nå og på andre måter har jeg lært mye mer om etableringen av programmeringsspråk. Så la oss gjøre et grunnleggende programmeringsspråk, lett å legge inn i andre programmer, og som fungerer med en virtuell maskin som vi også vil designe. I dag må vi lage den mest grunnleggende virtuelle maskinen.

Du lurer sannsynligvis på: «En virtuell maskin? Men er ikke det veldig vanskelig, og bremser det også programmene? " I kontrast er en enkel virtuell maskin veldig enkel og relativt rask. jeg har valgt Rust som et språk for den virtuelle maskinen. Men hva er det? Rust?

Rust installeres i Linux På en enkel måte. Det er imidlertid ingen offisiell pakke. Brukere av Ubuntu kan legge til disse to PPA: ppa: hansjorg / rust  y ppa: cmrx64 / last, brukere av Arch kan bruke AUR (last-git er pakken som installerer alt). Resten kan bruke:

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

Hvordan fungerer en virtuell maskin?

Hvis du vet hvordan montørverdenen fungerer, er det nøyaktig det samme, med stakken eller stakken. Hvis ikke, forklarer jeg det for deg. La oss forestille oss følgende kode:

skriv ut 2 + 3

Datamaskinen forstår ikke hva 2 + 3 betyr, og vet heller ikke hvilken rekkefølge de skal følge. Datamaskiner fungerer med batterier eller stabler der data akkumuleres og trekkes ut kontinuerlig. Den koden i den virtuelle maskinen vår skal se slik ut:

PUSH 2 PUSH 3 LEGG TIL UTSKRIFT

I utgangspunktet vil vi sette de 2 på bunken på toppen, de 3 også. ADD ville trekke (dvs. fjerne den fra bunken og få verdien) de to siste elementene på bunken og legge resultatet til toppen av bunken. PRINT tar det siste elementet på bunken og bruker det til å vise det for oss. La oss nå gjøre det Rust.

Vi må først definere et språk for Bytekode, kunne vi bruke en eksisterende som den i Java eller CLR av. NET / Mono, men vi skal lage en mer grunnleggende.

https://gist.github.com/a01de8904fd39a442c20

Vi bruker heksadesimal notasjon for hver instruksjon. På høy har vi satt # [avledet (FromPrimitive)], er en særegenhet ved Rust og det vil hjelpe oss senere å kunne sammenligne opptellingen med byte direkte.

Nå må vi lage en funksjon som utfører hver av disse instruksjonene. For dette må vi lese en byte og sammenligne den med instruksjonene vi har i oppregningen. Hvis du finner noen som eksisterer, må du utføre handlingen din.

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

Vi gjør det for å lese hver byte hver for seg og for å utføre dem:

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

Som du kan se, skiller vi ut om vi fikk PUSH-kommandoen (vår INTEGER-kommando) før, neste byte blir helt tatt til stabelen. Der bruker vi to funksjoner som jeg ikke har lært deg, self.pop () y self.push (), som åpenbart har ansvaret for å håndtere stabelen.

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

De er ikke veldig komplekse, men pop-funksjonen har feildeteksjonsmekanismer. Faktisk i Rust, hvis vi fjerner disse mekanismene, vil det gi oss en kompileringsfeil. Nå må vi bare kalle inn et program Perin (vår virtuelle maskin) og utføre en bytekode.

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

Den bytekoden kan leses fra en fil, men her har jeg for enkelhets skyld lagret den i en variabel. Hvis vi utfører det, vil det gi oss det forventede resultatet:

Perin v0.1 Perin VM utfører FlopFlip bytecode Starter PerinVM-forekomst PerinVM v0.1.0 Heltalsverdi 5

All kode er tilgjengelig på GitHub under Apache lisens 2.0: https://github.com/AdrianArroyoCalle/perin. For å kompilere må de ha Cargo installert og satt:

charge build && ./target/main

I neste kapittel vil vi se mer om programmeringsspråket vårt.