Ustvarite svoj programski jezik (I)

Po pisanju prvega članka o kako ustvariti svoj operacijski sistem, mi je nekdo rekel, da če bi lahko napisal članek o kako ustvariti programski jezik. Sprva nisem posvečal veliko pozornosti, zdaj pa sem na druge načine izvedel veliko več o ustvarjanju programskih jezikov. Torej, narediva osnovni programski jezik, ki ga je mogoče enostavno vgraditi v druge programe in deluje z navideznim računalnikom, ki ga bomo tudi oblikovali. Danes moramo narediti najosnovnejši virtualni stroj.

Verjetno se sprašujete: Navidezni stroj? A ni to zelo težko in ali to upočasni programe? " Nasprotno pa je preprost navidezni stroj zelo preprost in razmeroma hiter. izbral sem Rust kot jezik za navidezni stroj. Toda kaj je to Rust?

Rust namesti v Linux Na preprost način. Vendar pa ni uradne pakete. Uporabniki Ubuntu lahko dodate ta dva PPA: ppa: hansjorg / rja  y ppa: cmrx64 / tovor, uporabniki Arch lahko uporabi AUR (cargo-git je paket, ki namesti vse). Ostali lahko uporabljajo:

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

Kako deluje navidezni stroj?

Če veste, kako deluje svet zbiralcev, je popolnoma enako, tako glede sklada ali sklada. Če ne, vam bom razložil. Predstavljajmo si naslednjo kodo:

natisni 2 + 3

Računalnik ne razume, kaj pomeni 2 + 3, niti ne ve, kateremu vrstnemu redu mora slediti. Računalniki delujejo z baterijami ali skladi, v katerih se podatki zbirajo in neprestano pridobivajo. Ta koda v našem virtualnem računalniku bi morala izgledati nekako takole:

PUSH 2 PUSH 3 ADD PRINT

V bistvu bi na vrh postavili 2, 3 pa tudi. ADD bi potegnil (tj. Odstranil ga iz sklada in dobil njegovo vrednost) zadnja 2 elementa v kupu in rezultat dodal na vrh sklada. PRINT bi vzel zadnji element na kupu in ga uporabil za prikaz. Zdaj pa narediva to v Rust.

Najprej moramo določiti jezik za bajtno kodo, lahko uporabimo obstoječo, kot je tista v Java o el CLR .NET / Mono, vendar bomo ustvarili bolj osnovnega.

https://gist.github.com/a01de8904fd39a442c20

Za vsako navodilo uporabljamo šestnajstiški zapis. Na visoko smo postavili # [izhaja (izPrimitive)], je posebnost Rust in nam bo kasneje pomagalo, da bomo lahko neposredno primerjali naštevanje z bajti.

Zdaj moramo narediti funkcijo, ki izvrši vsako od teh navodil. Za to moramo prebrati bajt in ga primerjati z navodili, ki jih imamo v naštevanju. Če najdete kakršno koli, ki obstaja, morate izvesti svoje dejanje.

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

To naredimo, da preberemo vsak bajt posebej in jih izvedemo:

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

Kot lahko vidite, razlikujemo, če smo prej dobili ukaz PUSH (naš ukaz INTEGER), naslednji bajt bo v celoti prenesen v sklad. Tam uporabljamo dve funkciji, ki vas ju nisem naučil, self.pop () y self.push (), ki so očitno zadolženi za ravnanje s skladom.

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

Niso zelo zapleteni, ima pa pop funkcija mehanizme za odkrivanje napak. Pravzaprav v Rust, če odstranimo te mehanizme, bi to povzročilo napako pri sestavljanju. Zdaj moramo preprosto poklicati program Perin (naš virtualni stroj) in izvedite bajtno kodo.

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

To bajtno kodo je mogoče prebrati iz datoteke, vendar sem jo zaradi enostavnosti shranil v spremenljivko. Če jo izvedemo, nam bo dal pričakovani rezultat:

Perin v0.1 Perin VM izvede bajtno kodo FlopFlip Zagon primerka PerinVM PerinVM v0.1.0 Celotna vrednost 5

Vsa koda je na voljo na GitHub pod Licenca Apache 2.0: https://github.com/AdrianArroyoCalle/perin. Za sestavljanje jih morajo imeti Cargo nameščen in postavljen:

polnjenje gradi && ./cilj/glavno

V naslednjem poglavju bomo videli več o našem programskem jeziku.