หน้าแรก>การเขียนโปรแกรมที่เกี่ยวข้อง>ซอร์สโค้ดอื่น ๆ
ดาวน์โหลด

(เอกสารนี้เป็นงานที่อยู่ระหว่างดำเนินการ…)

หมายเหตุ: สาขา“ CPP” มีพอร์ต“ ใบ้” ของโครงการนี้จาก C ถึง C ++ ซึ่งฉันทำด้วยเหตุผลหลายประการ:

  • เห็นได้ชัดว่ามันจาระบีลื่นไถลไปสู่การขยายขีดความสามารถในการสะท้อนกลับของมันไปยัง C ++
  • ฉันต้องการกำจัดการพึ่งพาส่วนขยาย“ ฟังก์ชั่นซ้อน” ของ GCC โดยใช้ "มาตรฐาน" C ++ Lambdas แทน ...
  • ... ดังนั้นจึงสามารถรวบรวมด้วยเสียงดัง/LLVM ...
  • ... ดังนั้นฉันสามารถเล่นกับ Klee

สนามลิฟต์ ...

J2 เป็นระบบที่รวมภาษาการเขียนโปรแกรมแบบมินิมอลลิสต์ (“ EDICT” สำหรับ“ พจนานุกรมที่ดำเนินการได้”) กับระบบ C Reflection/FFI ช่วยให้คุณสามารถนำเข้าไลบรารีที่ใช้ร่วมกันได้อย่างง่ายดายและใช้ข้อมูลประเภทตัวแปรและฟังก์ชั่นภายใน (อย่างน้อยที่สุดในขอบเขตทั่วโลก) โดยตรง โดยไม่จำเป็นต้องเขียนรหัส "กาว" ใด ๆ

ตัวอย่างเช่นหากฉันมีไฟล์“ Inc.c” ที่มี: 

 typedef struct mystruct { int i; float f; } mystruct;
extern mystruct increment(mystruct x) { x.i+=1; x.f+=1; return x; }

... และฉันสร้างห้องสมุดที่ใช้ร่วมกัน: 

 gcc --shared -g inc.c -o inc.so

... จากนั้นฉันสามารถนำเข้าไลบรารีที่ใช้ร่วมกันไปยัง Edict Interpreter และได้รับสิทธิ์ในการใช้งาน: 

 e> loadlib([inc.so]) @mylib
Finished curating module
e> mylib<mystruct! <2@i 4@f> @x increment(x)>/ stack!
VMRES_STACK
 <null>
        structure_type "struct mystruct" 
    member "i" 
    base_type "int" 0x3 (0x7f361c0121a0)
    member "f" 
    base_type "float" 5 (0x7f361c0121a4)

มันดูเรียบง่าย แต่มี หลายอย่าง เกิดขึ้นที่นี่ภายใต้ผ้าห่มที่นี่ ...

ภาพรวมภาษา

“ EDICT” เป็นภาษาการเขียนโปรแกรมที่เรียบง่ายซึ่งประกอบขึ้นเพื่อความเรียบง่ายโดยมีความสามารถในตัวในการทำความเข้าใจและผูกกับไลบรารี C แบบไดนามิกให้การเข้าถึงประเภท C แบบ C, ตัวแปรและวิธีการของความซับซ้อนโดยพลการโดยไม่ต้องเขียน ห่อหุ้มหรือรหัสกาว อีกทางเลือกหนึ่งคุณสามารถมองว่าเป็นไลบรารีสะท้อนแสงสำหรับโปรแกรม C ที่ช่วยให้พวกเขาสามารถเปิดเผยการเข้าถึงภายในของตัวเองที่รันไทม์

ภาษาถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานขององค์ประกอบสามประการ:

  • โครงสร้างข้อมูล: ข้อมูลทั้งหมด (สถานะทั้งหมดของระบบ) อยู่ในโครงสร้าง "Listree" ซึ่งเป็นพจนานุกรมลำดับชั้นที่กำหนดซ้ำ
  • Reflection: C ประเภทฟังก์ชันและคำจำกัดความ/การประกาศตัวแปรจากไลบรารี C จะถูกนำเข้าและดูแลผ่านข้อมูล Dwarf (Debugging) ของ Libraries
  • Interpreter (S): Bytecode VM ที่เรียบง่าย (พร้อมล่าม/คอมไพเลอร์ JIT) ให้วิธีการรวมและการใช้ประโยชน์จากคำแนะนำและข้อมูล

องค์ประกอบทั้งสามนี้รวมตัวกันที่รันไทม์ในสภาพแวดล้อมที่ตั้งโปรแกรมได้อเนกประสงค์ ระบบ bootstraps ของตัวเองโดย:

  • การนำเข้าห้องสมุดของตัวเองดังนั้นจึงสามารถสะท้อนตัวเองได้
  • รวบรวมเคอร์เนลสำหรับ VM; โดยค่าเริ่มต้นจะรวบรวมการแก้ไขคำสั่งแก้ไข (ตัวเองกำหนดไว้ใน EDICT) โดยใช้ C Building Block ที่นำเข้าจากไลบรารีของตัวเอง
  • ใช้เคอร์เนลใน VM ...
  • ... ซึ่งในทางกลับกัน (โดยค่าเริ่มต้น) จะประเมินไฟล์ EDICT และ/หรือเซสชันการโต้ตอบ

วิวัฒนาการของคำสั่งได้รับอิทธิพลจาก Forth, Lisp, Joy, Factor, TCL, Mathematica และอื่น ๆ

ภาษา

ประเด็นสำคัญ:

  • EDICT เป็นภาษา“ สแต็ก”: การทำงานจะดำเนินการโดยการเปิดข้อมูลจากด้านบนของสแต็กข้อมูลทำงานบนมันและผลักผลลัพธ์กลับไปยังสแต็ก
  • EDICT มีพจนานุกรมที่มี ... ดีทุกอย่างรวมถึงสแต็คข้อมูล
  • คำสั่ง
  • “ รหัส” คือ“ ข้อมูล” (แต่ไม่ใช่ในลักษณะเดียวกับ LISP)
  • รหัส EDICT ถูกรวบรวมไว้ใน Core Bytecode อย่างง่ายซึ่ง VM ดำเนินการ
  • ข้อมูลที่มีโครงสร้าง/ลำดับชั้นอื่น ๆ สามารถรวบรวมลงในรหัสนี้ได้
  • VM นี้คือ“ Stackless”; มันไม่ได้กลับมาอีกครั้งและ VM Inner Bytecode Dispatch Loop นั้นเกือบจะไม่มีเงื่อนไข:
    • ** while (call=vm_dispatch(call)); // VM's inner loop
  • บริบท VM รักษาสถานะไว้ในวัตถุ“ Listree” รูทเดียว
  • ภายในบริบท VM มีหลายสแต็คของรายการและเฟรมสำหรับ:
    • Bytecodes
    • ข้อมูล (EDICT เป็นภาษา postfix แบบไม่ต้องใช้จุด)
    • พจนานุกรมลำดับชั้น
    • ตัวดำเนินการ“ ฟังก์ชั่นการโทร” สไตล์คำนำหน้า
    • ข้อยกเว้น

Listree (“ รายการต้นไม้”)

(หมายเหตุ: ฉันพบโครงสร้าง "ซิกแซก" นี้ที่คล้ายกัน มาก (และวันพิเศษ) Listree ของฉัน: https://www.nongnu.org/gzz/gi/gi.html)

“ Listree” เป็นโครงสร้างข้อมูลหลักของ EDICT และ VM ซึ่งใช้มัน ตัวอย่างของ Listree ประกอบด้วยค่า Listree ซึ่งมี:

  • บัฟเฟอร์เป็นศูนย์หรือหนึ่งบัฟเฟอร์ของข้อมูล“ โดยพลการ” และ
  • ศูนย์หรือมากกว่า การอ้างอิง ที่มีป้ายกำกับ ไปยังค่า Listree อื่น ๆ*

ความเป็นไปได้ของค่า Listree ที่จะมีการอ้างอิง (ติดป้าย) ไปยังค่า Listree อื่น ๆ คือสิ่งที่ทำให้ Listree เป็นโครงสร้างข้อมูล "ลำดับชั้น" หรือ "เรียกซ้ำ" Listree เป็นทั้งแกนหลักของ EDICT และระบบที่ใช้งาน

*มันไม่ชัดเจนในคำอธิบายง่ายๆนี้ (และนั่นคือจุดประสงค์) แต่แต่ละฉลากจริง ๆ แล้วหมายถึง รายการ การอ้างอิงถึงค่า Listree อื่น ๆ

ดังที่ได้กล่าวไว้ VM รักษาสถานะทั้งหมดของตนไว้ในค่า Listree รวมถึง“ Data Stack” และ“ Dictionary” ผู้ถือหุ้นย่อยในหมู่คนอื่น ๆ อีกหลายคน

ใน EDICT มีค่าข้อมูลสองประเภท แต่ค่าของทั้งสองประเภทจะถูกเก็บไว้โดยใช้ค่า Listree ซึ่งมีอยู่ในสแต็กข้อมูลของ VM หรือภายในพจนานุกรม

ตัวอักษร

ค่าที่ง่ายที่สุดคือ "ตัวอักษร" ตัวอักษรเป็นเพียงข้อความที่อธิบายโดยวงเล็บเหลี่ยม: 

 [This is a literal]

หากคุณมาจากพื้นหลังที่กระฉับกระเฉงคุณอาจคิดว่าล่ามจะแบ่งตัวอักษรออกเป็น s-expressions แต่นี่ไม่ใช่กรณี ทุกอย่างระหว่างวงเล็บจะแสดง“ ตัวอักษร” ใน“ บัฟเฟอร์ข้อมูล” ของค่า Listree

Edict Interpreter ติดตามวงเล็บสี่เหลี่ยมซ้อนกันดังนั้น: 

 [This is a [nested] literal]

ถูกตีความว่าเป็นตัวอักษรเดียวที่มีค่า "นี่คือ [ซ้อนกัน] ตัวอักษร"

ตัวละคร "" ที่ปรากฏในคำจำกัดความของตัวอักษร "หลบหนี" ตัวละครถัดไปช่วยให้ล่ามสามารถสร้างตัวอักษรที่มี (ตัวอย่าง) วงเล็บเหลี่ยมที่ไม่สมดุล: 

 [This is a literal containing an unbalanced [ bracket]

เมื่อล่ามมาถึงหนึ่งค่าตัวอักษร (หรือมากกว่านั้น การอ้างอิง ถึงค่า - ความแตกต่างที่สำคัญ) จะถูกวางไว้บนสแต็กข้อมูล

Otoh ล่ามจะประมวลผลอะไรมากกว่าสิ่งที่ ไม่ใช่ ตัวอักษร (มีค่าอื่น ๆ ที่ ไม่ใช่ ตัวอักษรซึ่งฉันจะพูดถึงในส่วนต่อมา…)

พจนานุกรม (ลำดับชั้น)

โปรแกรมเมอร์ EDICT สามารถกำหนดชื่อให้กับค่าบนสแต็กและต่อมาอ้างถึงค่าเหล่านั้นด้วยชื่อเหล่านั้น งานที่ได้รับมอบหมายเป็นแบบนี้: 

 @mylabel

การกำหนดชื่อให้กับค่าจริง ๆ แล้วทำหลายสิ่ง:

  • มันเพิ่ม“ รายการ Listree” ลงในเฟรมด้านบน* ของพจนานุกรมด้วยชื่อนั้นหากไม่มีอยู่แล้วและ
  • เพิ่มการอ้างอิงถึงค่าและ
  • ลบการอ้างอิงของสแต็กในค่านั้น

เมื่อล่ามเห็นการอ้างอิงถึงฉลากการอ้างอิงนั้นจะถูกแทนที่ด้วยการอ้างอิงถึงค่าที่เกี่ยวข้องกับป้ายกำกับนั้น ... กล่าวอีกนัยหนึ่ง:

  • คุณสามารถตั้งชื่อสิ่งต่างๆ
  • จากนั้นคุณสามารถอ้างอิงสิ่งเหล่านั้นตามชื่อ
  • (ไม่ใช่วิทยาศาสตร์จรวด)

การประเมิน

EDICT นั้นแตกต่างจากภาษาอื่น ๆ ด้วยวิธีที่สำคัญ หลายภาษาเป็น“ homoiconic” คือรหัสและข้อมูลที่แสดงโดยใช้โครงสร้างพื้นฐานเดียวกัน (LISP เป็นตัวอย่างดั้งเดิมของภาษา homoiconic) คำสั่งไม่ได้เป็น homoiconic หรือ non -homoiconic: มันไม่มี "ฟังก์ชั่น" เลย มันมีตัวดำเนินการประเมินผลซึ่งสามารถนำไปใช้กับค่าได้

สิ่งพื้นฐาน "ฟังก์ชั่น" เหมือนในคำสั่งดูอาจมีลักษณะ: 

 [1@x]

(กำหนดฉลาก“ x” ให้กับค่า“ 1”)

โปรดทราบว่า มันเป็นเพียงตัวอักษร

ใน การเรียกใช้ มันจะใช้ ตัวดำเนินการประเมินผล : 

 [1@x]!

ผลลัพธ์ของสิ่งนี้เหมือนกับว่าล่ามได้อ่านสิ่งต่อไปนี้โดยตรง: 

 1@x

ผู้ดำเนินการประเมินผลทั้งหมดทำคือป้อนเนื้อหาของด้านบนของด้านบนของสแต็กไปยังล่าม

ตอนนี้: จำได้ว่าฉลากสามารถกำหนดให้กับค่านิยมและฉลากสามารถเรียกใช้เพื่อเรียกคืนค่าของพวกเขาและค่าเหล่านั้นจะถูกส่งไปยังสแต็กและผู้ดำเนินการประเมินผลจะป้อนเนื้อหาของสแต็กกลับเข้าไปในล่าม: 

 [1@x]@f
f!

ลำดับเล็ก ๆ นี้ทำดังต่อไปนี้:

  • ผลักดันค่าตัวอักษร“ [1@x]” ไปยังสแต็ก
  • ใช้ฉลาก“ F” กับค่า TOS (ลบออกจากสแต็กในกระบวนการ)
  • เรียกคืนค่าที่มีป้ายกำกับว่า "F" ไปยังสแต็ก
  • ประเมินว่า:
    • ผลักดันค่าตัวอักษร“ 1” ไปยังสแต็ก
    • กำหนดฉลาก“ x” ให้กับค่า TOS (ลบออกในกระบวนการ)

นำเข้า/สะท้อนห้องสมุด

EDICT สามารถนำเข้าประเภทไลบรารี C และข้อมูลตัวแปร/ฟังก์ชั่นทั่วโลกผ่านส่วนการดีบัก (DWARF) ของห้องสมุดหากมีอยู่ ข้อมูลแคระถูกประมวลผลและเก็บไว้ในพจนานุกรมและ VM สามารถ“ เข้าใจ” ข้อมูลนี้และนำเสนอภายในล่าม EDICT โดยใช้ไวยากรณ์“ ดั้งเดิม” แบบง่าย ๆ ที่ทำงานกับค่าตัวอักษร

  • อินสแตนซ์ของประเภทสามารถจัดสรรได้ (และวางบนสแต็กแน่นอน) เพียงแค่“ ประเมินชื่อประเภท
    • int! @x
  • ตัวแปรทั่วโลกสามารถ“ อ้างอิง” ด้วยชื่อของพวกเขา (และค่าของพวกเขาจะถูกวางไว้บนสแต็ก) เช่นเดียวกับข้อมูลที่มีป้ายกำกับอื่น ๆ
    • (สมมติว่า“ int mycglobalint = 0;”)
    • MyCGlobalInt @y
  • ฟังก์ชั่นทั่วโลกสามารถ“ ประเมิน” เช่นเดียวกับค่าที่แท้จริงโดยใช้“!” ผู้ประกอบการ; อาร์กิวเมนต์จะถูกดึงออกมาจากสแต็กและค่าส่งคืนจะถูกผลักไปที่สแต็ก
    • (สมมติว่า“ int multiply (int x, int y) {return x*y;}”)
    • xy Multiply!

(WIP ด้านล่าง…)

ผู้อ้างอิง อ้างอิง
-ref อ้างอิง (หาง)
- มอบหมายให้ TOS
@ref มอบหมายให้อ้างอิง
- ปล่อย TOS
/อ้างอิง รีลีสอ้างอิง
^ref การพิจารณา
ref^ ผสานเลเยอร์สแต็กด้านบนเพื่ออ้างอิง
^ref^(^ref +^) Metareference และผสานเลเยอร์สแต็คด้านบนเพื่ออ้างอิง
- ประเมิน TOS
tos <... > “ ประเมินใน dict-context”: ผลักดัน TOS ไปยัง DICT ประเมินเนื้อหาของ <... >, ป๊อปด้านบนของ Dict Stack ถึง TOS
tos (... ) “ ประเมินในรหัสบริบท”: Push Null Stack/Dict Layers, Push TOS ไปยัง Code Stack, ประเมินเนื้อหาของ Parens, ประเมินด้านบนของ Code Stack, ทิ้งด้านบนของ dict, concatenate ด้านบนของสแต็กไปยังชั้นก่อนหน้า

ตัวอย่าง

โปรแกรมสะท้อนแสงที่เรียบง่าย: 

 int! [3]@ square! stack!

รายละเอียด:

int การค้นหาและการผลักดันค่าของ“ int” (ประเภท C ดั้งเดิม) ลงบนสแต็ก
! ประเมินค่าสูงสุดของสแต็คในกรณีนี้จัดสรรอินสแตนซ์ของ "int"
[3] กดตัวอักษร“ 3” ลงบนสแต็กตัวอักษร
@ งานที่มอบหมาย; ในกรณีนี้สตริง“ 3” จะถูกบังคับโดยอัตโนมัติใน C“ Int”
square การค้นหาและผลักดันค่าของ“ สี่เหลี่ยม” (วิธี C ดั้งเดิม) ลงบนสแต็ก
! ประเมินค่าสูงสุดของสแต็คในกรณีนี้การเรียก FFI ไปยังวิธี C พื้นเมือง“ สแควร์”
stack การค้นหาและผลักดันค่าของ“ สแต็ค” (วิธี C ดั้งเดิม) ลงบนสแต็ก
! ประเมินด้านบนของสแต็ก ...

คุณจะเห็น int 0x9 คือ 3 กำลังสอง

การสร้างที่ชัดเจนและการกำหนดจำนวนเต็ม C จะแสดงเฉพาะสำหรับตัวอย่าง; เวอร์ชันที่ง่ายกว่าจะเป็น: 

 [3] square! stack!

การบีบบังคับแบบเดียวกันนี้จะดำเนินการโดยอัตโนมัติในระหว่างการโต้แย้งของ FFI

โปรดทราบว่า "รหัส" ไม่ได้ประเมินโดยอัตโนมัติ การประเมินผลจะถูกเรียก อย่างชัดเจน ผ่าน "!" รหัสเป็นเพียงข้อมูลจนกว่าคุณจะตัดสินใจ "เรียกใช้":

[3] square stack! ข้อมูลและ "รหัส" บนสแต็กไม่ผ่านการประเมิน
! stack! ประเมิน TOS และสังเกตผลลัพธ์

แฟคทอเรียล: 

 [@n int_iszero(n) 1 | int_mul(fact(int_dec(n)) n)]@fact

ชาวเลียสตี้

ใน Listree ค่ามีพจนานุกรมของคู่คีย์/CLL ซึ่งแต่ละ CLL ("รายการเชื่อมโยงแบบวงกลม" การใช้คิวสองปลาย) มีการอ้างอิงอย่างน้อยหนึ่งรายการซึ่งแต่ละรายการมีพจนานุกรม .. และอื่น ๆ ส่วนประกอบสำคัญ/deq ของ Listree คือการใช้งาน BST โดยใช้การเปลี่ยนแปลง RBTree "Simple" ของ Arne Andersson (http://user.it.uu.se/~arnea/ps/simp.pdf)

VM

VM นั้นง่ายมาก มันประเมิน bytecodes ซึ่งแต่ละตัวเป็นดัชนีเป็นอาร์เรย์ของวิธี C ที่ใช้ไบต์

รีเซ็ต แสงใส
ต่อ ถอดรหัสลำดับอักขระและตั้งค่า Lit ("[One Two 3]", "ABC")
ext_push ดันไฟลงบนสแต็กข้อมูล
ผู้อ้างอิง สร้างการอ้างอิงพจนานุกรมอ้างอิงจาก LIT
ดีเรฟ แก้ไขอ้างอิงในพจนานุกรม
กำหนด ป๊อปด้านบนของสแต็กข้อมูลและแทรกลงในพจนานุกรมที่ Location Ref ("@")
ลบ มูลค่าการวางจำหน่ายที่อ้างอิง
การประเมิน ป๊อปด้านบนของ Data Stack และ A) Call FFI หรือ B) กดไปยัง Code Stack และให้ VM ให้ผลผลิต
ctx_push ป๊อปด้านบนของสแต็กข้อมูลและผลักมันไปที่หัวของสแต็กพจนานุกรมผลักเลเยอร์ใหม่ไปยังสแต็กข้อมูล
ctx_pop ฟิวส์สองชั้นของสแต็กข้อมูลป๊อปพจนานุกรมสแต็กพจนานุกรมและผลักมันไปยังสแต็กข้อมูล
fun_push ป๊อปด้านบนของสแต็คข้อมูลและผลักไปยังสแต็ก func เพิ่มเลเยอร์ลงในสแต็กข้อมูลเพิ่มเลเยอร์โมฆะลงในพจนานุกรม
fun_eval กด {fun_pop} ไปยังรหัสสแต็กป๊อปด้านบนของ Func Stack และทำ "eval"
fun_pop ฟิวส์สองชั้นสแต็คทิ้งเลเยอร์พจนานุกรม Null
โยน โยนข้อยกเว้น*
จับ จับข้อยกเว้น*

*ข้อยกเว้นเป็นวิธีการใช้ข้อผิดพลาดและเงื่อนไขของ VM และพวกเขาเล่นซอกับสถานะของ VM มากกว่าการดำเนินการเฉลี่ยเล็กน้อยซึ่งสมควรได้รับย่อหน้าของตัวเอง

ชุดปฏิบัติการง่าย ๆ นี้เพียงพอที่จะโต้ตอบกับพจนานุกรมประเมินการสร้างภาษาซ้ำ (VM คือการใช้งานแบบไร้สแต็ค) และที่สำคัญที่สุดคือการใช้ประโยชน์จากประเภท C ฟังก์ชั่นและข้อมูล มันเป็นกรอบกระดูกเปลือยที่ต้องอาศัยการมีเพศสัมพันธ์อย่างแน่นหนากับ C เพื่อขยายความสามารถของมันอย่างง่ายดาย

การพึ่งพาอาศัยกัน

(distro gnu/linux ใด ๆ ที่คุ้มค่าเกลือของมันมีสิ่งเหล่านี้:

  • GCC, cmake
  • libdwarf, libdw, libelf (เพื่ออ่านส่วนการแก้ไขข้อบกพร่องของ Elf/Dwarf)
  • libdl (สำหรับ dlopen, dlsym ... )
  • libffi (ฟังก์ชั่นต่างประเทศเรียก/จาก c libs)
  • libpthread (multithreading)
  • ตัวเลือก: liblttng*/liburcu* (ชุดเครื่องมือติดตาม Linux Next Gen)
  • ตัวเลือก: RLWRAP/LIBREADLINE (REPL ความสะดวก)

ในการเรียกใช้: สมมติว่า GCC, CMAKE และห้องสมุดไม่ได้โบราณเกินไปเพียงแค่เรียกใช้ "Make" เพื่อสร้างและเข้าสู่ Repl

สิ่งที่ต้องทำ

  • พารามิเตอร์ Symbolic FFI
  • ทำอะไรกับผู้ให้บริการ“ เครื่องหมายจุลภาค”
  • บันทึกการบันทึก/กู้คืน listrees กราฟ
  • XML, JSON, Yaml, Swagger, Lisp, Mathematica-Map Bytecode Compilers
  • เครื่องยนต์การเขียนใหม่/การประเมินผลเชิงสัญลักษณ์
  • ห้องสมุดหลัก ...
ขยาย
ข้อมูลเพิ่มเติม
แอปที่เกี่ยวข้อง
แนะนำสำหรับคุณ
ข้อมูลที่เกี่ยวข้อง ทั้งหมด