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author | anatofuz <anatofuz@cr.ie.u-ryukyu.ac.jp> |
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date | Fri, 19 Apr 2019 18:24:04 +0900 |
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--- a/slide.md Fri Apr 19 15:52:38 2019 +0900 +++ b/slide.md Fri Apr 19 18:24:04 2019 +0900 @@ -9,18 +9,62 @@ - Rakudoの内部で利用されているVMや, Perl6のサブセットなどについて探索します - スクリプト言語で主に使われているバイトコードインタプリタの気持ちになります +## 内容 +- Perl6とは? +- スクリプト言語処理系の動き +- Perl6の内部構造 + - NQP + - MoarVM +- MoarVMのバイトコード実行 +- まとめ + ## Perl6とは - 当初Perl5の時期バージョンとして開発されていたプログラミング言語 + - 現在は別の言語として開発がそれぞれ進んでいる - 仕様と実装が分離しており, 現在はテストが仕様となっている -- 実装は複数存在しているが,現在主流な実装はRakudoとなっている -- 言語的にはスクリプト言語であり, 漸進的型付き言語となっている -- MoarVM, JVMで動作する +- 実装は歴史上複数存在しているが,主流な実装はRakudo +- 言語的にはスクリプト言語であり, 漸進的型付き言語 +- 動作環境は、独自のVMのMoarVM, JVM、一部JavaScript上で動作する <img src="2000px-Camelia.svg.png" alt="" style="width: 31%; height: auto;"> +## 現在のPerl6 + +- 現在のバージョンは `6.d` +- [ブラウザ上で実行可能な環境](https://perl6.github.io/6pad/)が存在する +- [IDE](https://commaide.com/)が開発されている +- WebApplicationFrameworkなども開発されており、 Perl5のモジュールを移行したものがいくつか存在する +- 日本では趣味のプロダクト以外社会では使用されていない + - 海外では実際に使われているケースも存在する +- 処理速度では一部Perl5に勝っているが、それでも大分遅い + +## [参考]Perl5のソースコード + +- Perl5時代 + − スカラ、配列、ハッシュの3種類 + - それぞれの変数への参照であるリファレンスが使用可能 + +```perl +use ustrict; +use warnings; + +my $scalar_value = "hello!"; +print "$scalar_value\n"; + +my @array = (1..10); +print "$array[0]\n"; + +my %hash = ( this_is_key => "this_is_value"); +print "$hash{this_is_key}\n"; + +my $hash_ref = \%hash; +print "$hash_ref->{this_is_key}\n"; +``` + ## Perl6のソースコード概要 - Perl5の文法とは比較的変更が多い + - 雰囲気は似ている - 変数がオブジェクトと化した事により, 変数からsayメソッドを呼ぶことが可能 ``` @@ -74,6 +118,16 @@ fizzbuzz($_).say for 1..15; ``` + +- 型を利用したFizzBuzz + +## スクリプト言語 +- Perl6は現状コンパイルすることはできない + - スクリプト言語の分類 + +- 現在広く使われているスクリプト言語(Perl,Python,Ruby...)などとPerl6の構成は類似している +- 今回はPerl6の実装を追いながら、最近のスクリプト言語処理系の大まかな実装を理解する + ## スクリプト言語処理系 - スクリプト言語は入力として与えられたソースコードを、 直接評価せずにバイトコードにコンパイルする形式が主流となっている - その為スクリプト言語の実装は大きく2つで構成されている @@ -82,24 +136,55 @@ <img src="fig/bytecode_sample_generally_lang.svg" width="80%"> + +## Perl6以外のスクリプト言語 + +- 現在使われているプロセスVMは言語に組み込まれているものが多い +- JVMやElixirなどのVMは複数の言語で使用されている +- Java + - JVM +- Ruby + - YARV +- Python + - PythonVM +- Elixir + - BEAM + ## Perl6の処理系の構成 -- Perl6の処理系は現在はRakudoと呼ばれる(歴史上複数存在する) +- Perl6の処理系で現在主流なものはRakudoと呼ばれる実装である(歴史上複数存在する) - Rakudoは3つのレイヤーから構成されている - Perl6インタプリタ - Perl6インタプリタを記述するPerl6のサブセットNQP - Perl6のバイトコードを解釈するMoarVM -- このうちPerl6インタプリタとNQPはNQP自身で記述されている -- MoarVMはC言語で記述されている +- Perl6/NQPがフロントエンドに相当し、MoarVMがバックエンドに相当する + +## Rakudoの構成図 +![](fig/Rakudo_System_overview.png) - +(http://brrt-to-the-future.blogspot.com/2015/03/advancing-jit-compiler.html) ## Perl6とNQP -- NQP(NotQuitPerl Perlっぽい別の言語)でRakudoを記述している +- NQP(NotQuitPerl Perl) + - Perl6のサブセット。Perl6っぽい言語 +- Perl6、 NQP自体がNQPで記述されている - NQPもNQPで記述されている為、 セルフビルド(自分自身で自分自身をコンパイルする)を行う - NQPはPerl6の文法をベースにしているが、 制約がいくつか存在する +- 元々はPerl6の主力実装がParrotだった時代に登場 + - 文法がアップデートされており、当時の資料は古くなっている + +``` +my $value := "hello!"; +say($value); +``` + +## NQPスクリプト + +- 変数は束縛 `:=` を使う +− 関数の間に空白を入れてはいけない +- 再帰呼び出しを使うフィボナッチ数列 ``` #! nqp @@ -109,34 +194,47 @@ my $N := 29; -my $t0 := nqp::time_n(); my $z := fib($N); -my $t1 := nqp::time_n(); nqp::say("fib($N) = " ~ fib($N)); -nqp::say("time = " ~ ($t1-$t0)); +``` + +## NQPスクリプト(nまでの整数の和) + +```perl6 +sub add_test($n){ + mu $sum := 0; + while ( $n > 1) { + $sum := $sum + $n; + --$n; + } + return $sum; +} + +say(add_test(10000)); ``` -## プログラミング言語とVM -- 最近のスクリプト言語は、 ソースコードを直接解釈せず、バイトコードに変換しVMが評価する - - 全体的な処理速度の向上の為 - - 実装を分離することでの見通しの良さ -- 言語処理系の実行にのみ動作するVM(プロセスVM) -- 他言語の環境 - - Java - - JVM - - Ruby - - YARV - - Python - - PythonVM - - Elixir - - BEAM +## NQPとオペコード + +- NQPはPerl6の中で一番レイヤーが低い言語 +- その為、 実行するVMのオペコード(処理単位)を使用することができる + -## Perl6のVMの構成 -- MoarVMと呼ばれるVM -- C言語で記述されている +## NQPとMoarVM +- NQPそのものは実行することはできない +- NQPの実行にはMoarVM/JVMが必要となる + - NQPコンパイラが各VMに対応したバイトコードに変換する + +## Perl6のVM +- MoarVM, JVM , JavaScriptが選択可能 + - メインで開発されているのはMoarVMであり、 他のVMは機能が実装されていないものが存在する +- `rakudo-star` というPerl6のパッケージ環境では、 MoarVMがデフォルトでインストールされる + +## MoarVM +- C言語で記述されているPerl6専用の仮想機械 - レジスタマシン - 型情報を持つレジスタに対しての演算として処理される + - Rubyなどはスタックマシンとして実装されている - LuaJITなどを利用したJITコンパイルなども可能 - Perl6やNQPは、MoarVMに対してライブラリなどを設定して起動する