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今日から始める自作コンパイラ ver 0.0.1

今日から始める自作コンパイラ ver 0.0.1

第28回 #hiro_it で発表した資料です。
自作コンパイラの概論みたいなテキストを書こうとしていて、その進捗報告第1回です。

Yuya Kono

July 26, 2020
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Transcript

  1. (そもそも)コンパイラって何?2/3 • “ある言語(原始言語)で書かれたプログラムを読み込んで、それを別の言語(目的言語)で 書かれた意味的に等価なプログラムへ翻訳するプログラムである ” - 『コンパイラ[第2版] 原理・技法・ツー ル』 ◦

    原始言語はソース言語、目的言語はターゲット言語と呼ぶことも多い • 言語Aから言語Bへの翻訳プログラムのこと • gcc:Cからアセンブリ言語へのコンパイラ javac:JavaからJVMバイトコードへのコンパイラ clang:CからLLVM IRへのコンパイラ llc:LLVM IRからアセンブリ言語へのコンパイラ TODO: コンパイラドライバの話
  2. 何から何へのコンパイラを作るか どんな言語から、どんな言語へのコンパイラを作るかを決めないとコンパイラは作れない。 いくつか考えられる案がある。 1. アセンブリ言語へのコンパイラ a. ふつうのプログラミング言語より表現力が低いので、ソース言語の意味を「かみくだく」必要がある b. どんなCPUアーキテクチャを対象にするか( x86,

    ARM, RISC-V)も考えないといけない 2. C言語やJavaScriptへのコンパイラ a. どちらも割とどこでも動く高級言語(ふつうのプログラミング言語) Cコンパイラはいろいろな CPUに対応している。 JavaSciprtはWebブラウザがあれば動く 3. JVMへのコンパイラ a. Javaが動くマシンでなら動く b. Javaや他のJVM言語の資産を使える
  3. 何からのコンパイラを作るか • 自作言語コンパイラ ◦ 俺がかんがえた最強のプログラミング言語 ◦ 好きなプログラミング言語の特徴を組み合わせてみる(オブジェクト指向 +関数型とか) ◦ 限定継続、Algebraic

    Effect、依存型など、まだ広く使われていない概念の実装を試す • C言語コンパイラ ◦ 最近(2019-2020)自作コンパイラ界隈で流行っている ◦ 『低レイヤを知りたい人のための Cコンパイラ作成入門』 • MinCamlコンパイラ ◦ http://esumii.github.io/min-caml/ ◦ 小さく読みやすいコンパイラ実装。これを改造したり移植したり
  4. コンパイラを書くための技術 コンパイラにはやることがたくさんある • 構文解析:ソースコード(文字列)を解析して、抽象構文木( AST)を作る • 意味検査:プログラムが正しく動きそうかチェックする ◦ 定義してない変数の使用をチェックする(ミスタイプかも?) ◦

    式の型が合っているかチェックする型検査 • 最適化:より速いプログラムに変換する ◦ 1 + 1 は 2 に置き換える、定数回のループは展開する • コード生成:目的言語のプログラムを生成する