Компиляторы *

char buffer[32] = { 0 };
char buffer[32] = {};

Сегодня на /r/C_Programming задали вопрос о влиянии const в C на оптимизацию. Я много раз слышал варианты этого вопроса в течении последних двадцати лет. Лично я обвиняю во всём именование const.

«Совершенство достигается не тогда, когда нечего добавить, а тогда, когда нечего убрать»

• Код Quake3 и стандарт IEEE754
• Магическую константу 0x5F3759DF
• Много ассемблера x86
• Много IR кода LLVM
• Rust, Java и даже Fortran

Процесс портирования и создания средств разработки программ для KolibriOS продолжается. По наиболее активно используемым языкам программирования мы публикуем статьи. Сегодня мы начинаем рассказывать о языке С--, вокруг которого сложилось активное сообщество в 2000-е годы. Подробности под катом.

Недавно Лукас Эдер заинтересовался в своём блоге, способен ли JIT-компилятор Java оптимизировать такой код, чтобы убрать ненужный обход списка из одного элемента:

// ... а тут мы "знаем", что список содержит только одно значение
for (Object object : Collections.singletonList("abc")) {
    doSomethingWith(object);
}

Вот мой ответ: JIT может даже больше. Мы будем говорить про HotSpot JVM 64 bit восьмой версии. Давайте рассмотрим вот такой простой метод, который считает суммарную длину строк из переданного списка:

static int testIterator(List<String> list) {
    int sum = 0;
    for (String s : list) {
        sum += s.length();
    }
    return sum;
}

Пытливый читатель наверняка уже знаком с принципиально новой архитектурой процессоров — мультиклеточной; а если не знает, сможет бегло ознакомиться в нашей статье. Архитектура настолько непохожа на традиционные, что создание компилятора привычных языков программирования становится проблемой, с которой разработчики безуспешно борются многие годы.

Немного истории

С начала основания компании "Мультиклет" в 2010 велась разработка нескольких типов компиляторов для мультиклеточной архитектуры:

1. С первым процессором Multiclet P1 в 2012 году был разработан в составе программного обеспечения компилятор С89 на базе LCC. Одновременно велась разработка первого варианта собственного компилятора, приостановленная ввиду изначально сложного нереализуемого замысла.
   Как уже неоднократно указывалось во многих статьях на данную тему, а также признавалось самими разработчиками компании, компилятор на базе LCC имеет ряд существенных недостатков: поддержка лишь языка С89, отсутствие каких-либо оптимизаций.
   Впоследствии данный компилятор был адаптирован для поддержки нового процессора Multiclet R1 (2015 г.), система команд которого была значительно расширена, но компилятор этого не учитывал.
   Принимая во внимание эти недостатки, руководство компании в 2012 году собрало группу программистов, которым была поставлена задача разработать новый компилятор С99, лишённый указанных недостатков.

Процесс сигнатурного анализа кода в нашем проекте PT Application Inspector разбит на следующие этапы:

1. парсинг в зависимое от языка представление (abstract syntax tree, AST);
2. преобразование AST в независимый от языка унифицированный формат;
3. непосредственное сопоставление с шаблонами, описанными на DSL.
   

О первых двух этапах было рассказано в предыдущих статьях «Теория и практика парсинга исходников с помощью ANTLR и Roslyn» и «Обработка древовидных структур и унифицированное AST». Данная статья посвящена третьему этапу, а именно: различным способам описания шаблонов, разработке специализированного языка (DSL) для их описания, а также примерам шаблонов на этом языке.

Предыдущая статья серии была посвящена теории парсинга исходников с использованием ANTLR и Roslyn. В ней было отмечено, что процесс сигнатурного анализа кода в нашем проекте PT Application Inspector разбит на следующие этапы:

1. парсинг в зависимое от языка представление (abstract syntax tree, AST);
2. преобразование AST в независимый от языка унифицированный формат (Unified AST, UAST);
3. непосредственное сопоставление с шаблонами, описанными на DSL.

Данная статья посвящена второму этапу, а именно: обработке AST с помощью стратегий Visitor и Listener, преобразованию AST в унифицированный формат, упрощению AST, а также алгоритму сопоставления древовидных структур.

Содержание

• Обход AST
  
  • Visitor и Listener
  • Различия в Visitor в ANTLR и Roslyn
  • Грамматика и Visitor в ANTLR
  • Альтернативные и элементные метки в ANTLR
• Типы узлов унифицированного AST
• Тестирование конвертеров
• Упрощение UAST
• Алгоритм сопоставления древовидных структур
• Заключение