Форум программистов, компьютерный форум, киберфорум
Lisp
Войти
Регистрация
Восстановить пароль
 
rennnorb
19 / 10 / 6
Регистрация: 28.05.2014
Сообщений: 140
Завершенные тесты: 1
1

Как правильнее сделать виртуальную машину для Lisp?

23.08.2017, 12:02. Просмотров 421. Ответов 4

Здравствуйте! Сейчас пишу компилятор для маленького лиспа, все работает так, как нужно, но хочется узнать, как это реализовать правильнее. На данный момент, такой вот код:

Lisp
1
2
3
4
5
6
(defun (fact n) 
    (if-else (> n 1) 
        (* n (fact (- n 1))) 
        1)) 
 
(print (fact 5))
компилируется в такой "ассемблерный" код (комментарии исполнитель не пропускает):

Код
fact:
check_args 1

set_arg n; изначально, в функцию приходит массив аргументов, их нужно распаковать и дать имена 
load_name n
push_int 1
gt; берет два верхних объекта на стеке, возвращает True, если второй больше первого
jf 7; пропускает заданное количество команд, если верхний элемент стека - False

load_name n
load_name n
push_int 1
sub
call fact 1; вызывает заданную функцию с указанным количеством аргументов
mult 2

jmp 1; безусловно пропускает заданное количество команд
push_int 1
ret
push_int 5
call fact 1
print 1
Исполнением занимается такая простыня кода:
Python
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
from time import time
 
class Type:
    (Int, Str, Func, List, Bool) = range(5)
    Name = ('Int', 'Strs', 'Func', 'List', 'Bool')
 
class Var:
    def __init__(self, t, value):
        self.type = t
        self.value = value
 
    def __add__(self, other):
        addable = [Type.Int, Type.Str, Type.List]
        if not self.type in addable or not other.type in addable:
            raise TypeError('Error: (+ <{}> <{}>)'.format(Type.Name(self.type), Type.Name(other.type)))
 
        return Var(Type.Int, self.value + other.value)
 
    def __sub__(self, other):
        if self.type != Type.Int or other.type != Type.Int:
            raise TypeError('Error: (- <{}> <{}>)'.format(Type.Name(self.type), Type.Name(other.type)))
 
        return Var(Type.Int, self.value - other.value)
 
    def __mul__(self, other):
        if self.type != Type.Int or other.type != Type.Int:
            raise TypeError('Error: (* <{}> <{}>)'.format(Type.Name(self.type), Type.Name(other.type)))
 
        return Var(Type.Int, self.value * other.value)
 
    def __truediv__(self, other):
        if self.type != Type.Int or other.type != Type.Int:
            raise TypeError('Error: (/ <{}> <{}>)'.format(Type.Name(self.type), Type.Name(other.type)))
 
        return Var(Type.Int, self.value / other.value)
 
    def __repr__(self):
        return 'V[{}, {}]'.format(self.type, self.value)
 
    def __str__(self):
        if self.type == Type.Func:
            return '<Func at {}>'.format(self.value)
 
        return str(self.value)
 
    def __gt__(self, other):
        if self.type != Type.Int or other.type != Type.Int:
            raise TypeError('Error: (> <{}> <{}>)'.format(Type.Name(self.type), Type.Name(other.type)))
 
        return Var(Type.Bool, self.value > other.value)
 
    def __bool__(self):
        return bool(self.value)
 
 
 
class Scope:
    def __init__(self, parent):
        self.parent = parent
        self.scope = {}
 
    def __getitem__(self, key):
        if not key in self.scope.keys():
            if self.parent != {}:
                return self.parent[key]
 
            else:
                raise KeyError(key)
 
        return self.scope[key]
 
    def __setitem__(self, key, value):
        self.scope[key] = value
 
    def __repr__(self):
        return repr(self.scope)
 
    def __contains__(self, key):
        if not key in self.scope.keys():
            if key in self.parent:
                return True
 
            return False
 
        return True
 
    def keys(self):
        ret = set(self.scope.keys())
 
        for i in self.parent.keys():
            ret.add(i)
 
        return ret
 
 
f_name = input() or 'code.code'
 
f = open(f_name, 'r').readlines()
f = [i.replace('\n', '') for i in f]
 
inFunc = False
 
stack = []
args = []
var = [Scope({})]
call_level = 0
call_stack = []
 
pos = 0
 
start = time()
 
while pos<len(f):
    i = f[pos]
 
    if i.endswith(':'):
        var[0][i.replace(':', '')] = Var(Type.Func, pos)
        inFunc = True
 
    if inFunc and i == 'ret':
        inFunc = False
        pos+=1
        continue
 
 
    if not inFunc:
        a = i.split(' ')  # a for args
 
        if a[0] == 'push_int':
            stack.append(Var(Type.Int, int(a[1])))
 
        elif a[0] == 'call':
            if not a[1] in var[-1].keys():
                raise NameError('{} is not defined! Pos: {}'.format(a[1], pos))
 
            for i in range(int(a[2])):
                args.append(stack.pop())
 
            args.reverse()
            call_stack.append(pos)
            call_level+=1
 
            var.append(Scope(var[-1]))
 
            if var[-1][a[1]].type == Type.Func:
                pos = var[-1][a[1]].value
 
 
        elif a[0] == 'check_args':
            if not len(args) == int(a[1]):
                raise TypeError('Expected {} arguments, got {}! Pos: {}'.format(int(a[1]), len(args), pos))
 
        elif a[0] == 'set_arg':
            var[call_level][a[1]] = args.pop()
 
        elif a[0] == 'load_name':
            stack.append(var[call_level][a[1]])
 
        elif a[0] == 'gt':
            r = stack.pop()
            l = stack.pop()
 
            stack.append(l>r)
 
        elif a[0] == 'add':
            r = stack.pop()
            l = stack.pop()
 
            stack.append(l+r)       
 
        elif a[0] == 'sub':
            r = stack.pop()
            l = stack.pop()
 
            stack.append(l-r)       
 
        elif a[0] == 'mult':
            r = stack.pop()
            l = stack.pop()
 
            stack.append(l*r)       
 
        elif a[0] == 'div':
            r = stack.pop()
            l = stack.pop()
 
            stack.append(l/r)       
 
        elif a[0] == 'jmp':
            pos += int(a[1])
 
        elif a[0] == 'jf':
            if bool(stack.pop()) == False:
                pos += int(a[1])
 
 
        elif a[0] == 'ret':
            pos = call_stack.pop()
            call_level-=1
            var.pop()
 
        elif a[0] == 'print':
            args = [stack.pop() for i in range(int(a[1]))]
 
            args.reverse()
 
            print(*args)
 
            args = []
 
        elif a[0] == 'list':
            args = [stack.pop() for i in range(int(a[1]))]
 
            args.reverse()
 
            stack.append(Var(Type.List, args))
 
            args = []
 
        elif a[0] == 'get':
            it = stack.pop()
            arr = stack.pop()
 
            stack.append(arr[it])
 
        elif a[0] == 'len':
            arr = stack.pop()
 
            stack.append(len(arr))
 
    pos+=1
 
print('finnished in {}s'.format(time()-start))
В общем, все работает, но есть несколько вопросов:
  • Как сделать так, что бы встроенные функции были "полноправными" (функциями первого класса)? Пока смог придумать только такой вариант:
    Lisp
    1
    
    (defun (+ a b) (bif-add a b)) # bif-add - встроенная функция, + - обертка
  • Как правильнее реализовать области видимости?
  • Как ввести замыкания?

Буду благодарен, если кто-нибудь расскажет, как можно улучшить имеющийся код.

Копия вопроса с SO.
2
QA
Эксперт
41792 / 34177 / 6122
Регистрация: 12.04.2006
Сообщений: 57,940
23.08.2017, 12:02
Ответы с готовыми решениями:

Подскажите виртуальную машину для установки Windows 10 tp
Использовал VMWARE, установил win10 и visual studio для рзаработки под win phone. Всё лагало, мышка...

Как экспортировать виртуальную машину?
Здравствуйте! Подскажите как экспортировать из Hyper в другой Hyper Есть сервер под Windows...

Как установить os x на виртуальную машину
Доброго времени суток. В универе проходим С# и мне нужен макбук, для тестирования всякой...

Hyper-v - как закрыть виртуальную машину?
итак, установила hyper-v server 2012. Комп перезагрузился, мне предложили создать длинный пароль....

4
budden
198 / 99 / 4
Регистрация: 16.08.2015
Сообщений: 193
24.08.2017, 17:35 2
Как улучшить вряд ли расскажу. Методически я бы на твоём месте не стал ничего писать, а почитал бы. Реализаций лиспа уже очень много - берёшь любую и смотришь, как сделано. Я так понял, ты юноша, и хочешь стать профессионалом. Профессионал - это не тот, кто всё умеет, а тот, кто решает задачи быстро и эффективно. В наше время и для такой задачи быстро и эффективно - значит заимствование чужого кода и взятие его под свой контроль. Т.е., прочитать, понять, использовать, поддерживать. Это скучнее, чем писать с нуля, но так ты быстрее выйдешь на то, чтобы быть полезным людям (а это и есть то, что нужно от профессионала).

Например, ты мог бы взять какую-то опенсорсную реализацию лиспа и улучшить её.

Если я тебя не убедил, то есть книжка SICP - она вроде бы как раз про реализацию компилятора Лиспа. Читал ли ты её? (Я-то сам не читал)
0
Catstail
Модератор
25766 / 13283 / 2513
Регистрация: 12.02.2012
Сообщений: 21,781
25.08.2017, 09:14 3
Могу рассказать, как я сделал это в интерпретаторе Лиспа.
1
rennnorb
19 / 10 / 6
Регистрация: 28.05.2014
Сообщений: 140
Завершенные тесты: 1
25.08.2017, 19:40  [ТС] 4
Если вам не сложно.
0
Luke0208
33 / 58 / 6
Регистрация: 22.01.2017
Сообщений: 640
29.08.2017, 21:43 5
В SICP есть главы, плюс Интерпретация Лиспа и Scheme - книга целиком этому посвященна. Писать самому веселее)
1
29.08.2017, 21:43
Answers
Эксперт
37091 / 29110 / 5898
Регистрация: 17.06.2006
Сообщений: 43,301
29.08.2017, 21:43

Заказываю контрольные, курсовые, дипломные и любые другие студенческие работы здесь.

Установка Ideco ICS для раздачи интернета на виртуальную машину
Подскажите возможно ли установить Ideco на виртуальную машину?

Как установить Windows XP на виртуальную машину с флэшки?
Я создал виртуальный жесткий диск с помощью VirtualBox. Имеется флэшка с установочным дистрибутивом...

Как бы сохранить виртуальную машину в virtual box
Добрый вечер. Пришло время поменять windows, но жаль расставаться с установленной в virtual box...

Как проще всего поставить W10 на виртуальную машину?
Это чудо мне нужно буквально на 10 минут. Моя старая версия wmvare не может поставить. Подскажите...


Искать еще темы с ответами

Или воспользуйтесь поиском по форуму:
5
Ответ Создать тему
Опции темы

КиберФорум - форум программистов, компьютерный форум, программирование
Powered by vBulletin® Version 3.8.9
Copyright ©2000 - 2020, vBulletin Solutions, Inc.