สร้างภาษาโปรแกรมของคุณเอง (I)

หลังจากเขียนบทความแรกเมื่อ วิธีสร้างระบบปฏิบัติการของคุณเองมีคนบอกฉันว่าฉันสามารถทำบทความเกี่ยวกับ วิธีสร้างภาษาโปรแกรม. ตอนแรกฉันไม่ได้ให้ความสนใจมากนัก แต่ตอนนี้และในทางอื่น ๆ ฉันได้เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการสร้างภาษาโปรแกรม ลองทำดู ภาษาโปรแกรมพื้นฐานสามารถฝังในโปรแกรมอื่น ๆ ได้อย่างง่ายดายและทำงานร่วมกับเครื่องเสมือนที่เราจะออกแบบด้วย วันนี้เราต้องทำ virtual machine พื้นฐานที่สุด

คุณอาจสงสัยว่า: เครื่องเสมือน? แต่มันไม่ได้ยากมากและยังทำให้โปรแกรมช้าลงด้วย” ในทางตรงกันข้ามเครื่องเสมือนธรรมดานั้นง่ายมากและค่อนข้างเร็ว ฉันเลือกแล้ว สนิม เป็นภาษาสำหรับเครื่องเสมือน แต่มันคืออะไร สนิม?

สนิม ติดตั้งใน ลินุกซ์ ด้วยวิธีง่ายๆ อย่างไรก็ตามไม่มีพัสดุอย่างเป็นทางการ ผู้ใช้ของ อูบุนตู คุณสามารถเพิ่มทั้งสองนี้ PPA: ppa: hansjorg / สนิม  y ppa: cmrx64 / ขนส่งสินค้า, ผู้ใช้ โค้ง สามารถใช้ AUR (ขนส่งสินค้า เป็นแพ็คเกจที่ติดตั้งทุกอย่าง) ส่วนที่เหลือสามารถใช้:

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

เครื่องเสมือนทำงานอย่างไร?

ถ้าคุณรู้ว่าโลกของแอสเซมเบลอร์ทำงานอย่างไรมันเหมือนกันทุกประการกับสแต็กหรือสแต็ก ถ้าไม่ฉันจะอธิบายให้คุณฟัง ลองนึกภาพรหัสต่อไปนี้:

พิมพ์ 2 + 3

คอมพิวเตอร์ไม่เข้าใจว่า 2 + 3 หมายถึงอะไรและไม่รู้ว่าต้องปฏิบัติตามคำสั่งใด คอมพิวเตอร์ทำงานกับแบตเตอรี่หรือสแต็คซึ่งข้อมูลถูกสะสมและดึงข้อมูลออกมาอย่างต่อเนื่อง รหัสนั้นในเครื่องเสมือนของเราควรมีลักษณะดังนี้:

PUSH 2 PUSH 3 ADD PRINT

โดยพื้นฐานแล้วเราจะวาง 2 บนสแต็กไว้ด้านบน 3 เช่นกัน ADD จะดึง (เช่นลบออกจากสแต็กและรับค่า) 2 รายการสุดท้ายในสแต็กและเพิ่มผลลัพธ์ที่ด้านบนสุดของสแต็ก PRINT จะใช้รายการสุดท้ายในสแตกและใช้เพื่อแสดงให้เราเห็น ทีนี้มาทำใน สนิม.

ก่อนอื่นเราต้องกำหนดภาษาสำหรับ รหัสไบต์เราสามารถใช้อันที่มีอยู่เหมือนใน ชวา ทั้ง CLR ของ. NET / Mono แต่เราจะสร้างพื้นฐานเพิ่มเติม

https://gist.github.com/a01de8904fd39a442c20

เราใช้สัญกรณ์ฐานสิบหกสำหรับแต่ละคำสั่ง ที่สูงเราได้วาง # [ได้มา (FromPrimitive)]เป็นลักษณะเฉพาะของ สนิม และจะช่วยให้เราสามารถเปรียบเทียบการแจงนับกับไบต์ได้โดยตรงในภายหลัง

ตอนนี้เราต้องสร้างฟังก์ชันที่เรียกใช้คำสั่งเหล่านั้นแต่ละคำสั่ง สำหรับสิ่งนี้เราต้องอ่านไบต์และเปรียบเทียบกับคำแนะนำที่เรามีในการแจงนับ หากคุณพบสิ่งที่มีอยู่คุณต้องดำเนินการของคุณ

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

เราทำเช่นนั้นเพื่ออ่านแต่ละไบต์ทีละรายการและดำเนินการ:

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

อย่างที่คุณเห็นเราแยกความแตกต่างว่าเราได้รับคำสั่ง PUSH (คำสั่ง INTEGER ของเรา) มาก่อนหรือไม่ไบต์ถัดไปจะถูกนำไปที่สแต็กอย่างสมบูรณ์ เรากำลังใช้สองฟังก์ชั่นที่ฉันไม่ได้สอนคุณ self.pop () y self.push ()ซึ่งเห็นได้ชัดว่ารับผิดชอบในการจัดการกองซ้อน

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

ไม่ซับซ้อนมากนัก แต่ฟังก์ชันป๊อปมีกลไกการตรวจจับข้อผิดพลาด ในความเป็นจริง สนิมถ้าเราลบกลไกเหล่านั้นออกมันจะทำให้เรามีข้อผิดพลาดในการคอมไพล์ ตอนนี้เราต้องโทรในโปรแกรม เปริน (เครื่องเสมือนของเรา) และเรียกใช้ bytecode

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

bytecode นั้นสามารถอ่านได้จากไฟล์ แต่เพื่อความง่ายฉันเก็บไว้ในตัวแปร หากเราดำเนินการมันจะให้ผลลัพธ์ที่คาดหวัง:

Perin v0.1 Perin VM รัน FlopFlip bytecode เริ่มต้นอินสแตนซ์ PerinVM PerinVM v0.1.0 ค่าจำนวนเต็ม 5

รหัสทั้งหมดมีอยู่ที่ GitHub ภายใต้ Apache License 2.0: https://github.com/AdrianArroyoCalle/perin. ในการรวบรวมพวกเขาต้องมี สินค้า ติดตั้งและใส่:

ชาร์จบิลด์ && ./target/main

ในบทถัดไปเราจะดูเพิ่มเติมเกี่ยวกับภาษาโปรแกรมของเรา