Материал из eSyr's wiki.

Предыдущая лекция | Следующая лекция

Содержание 1 Компиляция из одного языка в другой 1.1 Типы и как с ними бороться 1.2 Разное 1.3 Пример: решето Эратосфена 1.3.1 Как собирать

Компиляция из одного языка в другой

Обычно в качестве другого языка выступает язык Си.

Некоторое время назад до людей дошло, что компилировать в машинный код или ассемблер совершенно необязательно, ибо отслеживать машинозависимые вещи при написании каждого компилятора накладно. Если человек разрабатывает какой-нибудь ЛИСП или какую-нибудь Схему, то ему совершенно не нужно разрабатывать код под интел и под сан.

Почему бы не научиться интегрировать модули на Лиспе и на Си? Это было бы интересно и это было сделано.

Существует несколько трансляторов из Схемы в Си, например stalin, но вот этот stalin-scheme преследует несколько иную цель — он оптимизирует. Но получается файл на Си, но там такая каша, что с чем-то там интегрировать можно забыть просто. Это значит, что не все трансляторы одинаково полезны.

Далее, есть транслятор Scheme→C. Транслятор известный, stalin bootstrapился с него. Но есть один недостаток — последний релиз датируется 1994 годом.

Далее, Chicken Scheme, там жирный бройлер с лямбдой на крылышке. Это уже близко к тому, что надо, по крайней мере достаточно быстро удаётся произвести интеграцию во все стороны, но генерирует код на Си такой, что без поллитры не разберёшь, но он не такой запутанный, как у stalin. Код почти идеальный, но генерируются функции вида f_217. Но если создатели не потрудились добавить структурные отступы, то предполагали, что исходник на C будет human-maintainable, ибо изменять генерируемые файлы — последнее дело.

Вместе с Chicken Scheme поставляется csz. Он, как и многие другие интерпретаторы Схемы, не использует библиотеку readline. Кроме того, есть компилятор chicken. пример использования:

chicken prog.scm
gcc -Wall -g prog.c `chicken-conf -libs`

chicken-conf в зависимости от флажков генерирует флаги компиляторов, но можно и просто

gcc -Wall -g prog.c -lchicken

если планируется использовать данный файл в составе проекта, то надо ещё добавить

`chicken-conf -embedded`

Что нового по сравнению с обычной Схемой:

#>
//кусок кода на Си
<#

Chicken тупо, механически, не анализируя, вставляет этот кусок кода в начало файла. Потом нам позволяют сделать где угодно

(foreign-code "do_something();")

Причём это должен быть один оператор. Но где бы угодно мы её не вставили, мы можем вставить её сколь угодно глубоко. И тогда Chicken добавит ещё и её. Форма эта, если попытаться использовать её значение, ничего не возвращает, точнее #<unspecified>. Для вычисления выражения надо воспользоваться другой вещью:

(foreign-value "fgets(...)" c-string)

И в кавычках должно быть выражение. Но этого мало, так как Схема ещё должна знать, какой тип значения этого выражения (c-string в данном случае). Ещё из этой серии:

(define-foreign-variable myvar <type> ["C expression"])

Если выражение не задать, то будет использовано называние переменной. Если C-expression — lvalue, то можно будет делать

(set! myvar ...)

Есть также ещё пачка выражений для встраивания кусочков сишного кода

Типы и как с ними бороться

• bool — преобразуется в #F и #T
• char
• unsigned-char
• short
• int
• integer
• float
• double
• pointer — предполагается указатель на схемовский объект, если 0, то #F
• nonnull-pointer
• c-pointer — указатель на сишный объект
• nonnull-c-pointer
• u8vector — unsigned char *
• u16vector
• u32vector
• s8vector
• s16vector
• s32vector
• f32vector
• f64vector
• nonnull-u8vector
• nonnull-u16vector
• nonnull-u32vector
• nonnull-s8vector
• nonnull-s16vector
• nonnull-s32vector
• nonnull-f32vector
• nonnull-f64vector

В Лиспе и Схеме есть список — #( ... ), в нём можно нумеровать элементы. Что характерно, размер не передаётся.

Ссылка — (ref ....)

(template T1 T2 ...) — T1<T2 ...>

• scheme-object — со стороны Си это C-word

Разное

• как обозначать пустой список — C_SCHEME_END_OF_LIST, имеет тип C_word

C_word c =  C_SCHEME_END_OF_LIST

• car и cdr
  • В одной версии C_u_i_car(C_word, C_word) и C_u_i_cdr(C_word, C_word)
  • В другой — C_i_car(C_word, C_word) и C_i_cdr(C_word, C_word)
• int C_num_to_int(C_word)

Пример: решето Эратосфена

Весь пример лектор писать не будет, ибо он большой

Была такая функция:

(define (eratosfen max) ...)

Хочется, чтобы main был в Си, а не в Схеме. Надо написать такую вещь:

• В одной версии

(include "chicken-entry-points")

• В другой версии

(include "default-entry-points")

Это файл, со Схемовским синтаксисом, который определяет множество ниточек, за которые можно дёргать. Далее:

• В одной версии

(define-embedded (eratosfen_call (int x)) scheme-object (eratosfen x))

• В другой версии

(define-external (eratosfen_call (int x)) scheme-object (eratosfen x))

когда эта штука отрабатывается, то в сишный код вставляется функция

eratosfen_call(int x);

которую можно вызывать.

Далее основная программа:

#include <stdio.h>
#include <chicken.h> 
/* В исходниках примеров этот инклюд в кавычках. 
 * Вообще, не понятно, почему так. Возможно, один 
 * из разработчиков не преодолел барьер замены 
 * кавычек на угловые скобки 
 */

extern C_word eratosfen_call(int x);

int main()
{
  /* SCHEME_init(0, 0, 0, 0) */
  C_word rec = eratosfen_call(2000);
  C_word t = res;

  while (t != C_SCHEME_END_OF_LIST)
  {
    C_word cur = C_u_i_car(t);
    int x = C_num_to_int(cur);
    printf("%d ", x);
    t = C_u_i_cdr(t);
  }
  
  return 0;
}

Как собирать

chicken eratosfen.scm [-include-dir /usr/share/chicken]
gcc main.c erstosfen.c `chicken-conf -libs -embedded`

Мораль: следует хватать этот chicken и что-то делать? Можно. Но не обязательно. Факт в том, что если транслируется во что-то другое, то в исходном языке появляются возможности по использованию кусков целевого языка. И тут это не скрывается. В stalin'е же это скрыватеся.

Тема следующей лекции: моделирование отдельных особенностей, через две недели будет изучение InteLib.

Отличные оценки тем, что будет продемонстрировано что-то своё мультипарадигмальное.