[翻译][POD] Parrot 入门
zhuomingliang
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zhuomingliang 发表于 2008-12-01 22:13
[翻译][POD] Parrot 入门
# Copyright (C) 2001-2005, The Perl Foundation.
# Translator: Jimmy Zhuo # Email: zhuomingliang@yahoo.com.cn # $Id: intro.pod 18689 2007-05-30 15:58:47Z coke $ =head1 名称 docs/intro.pod - Parrot 入门 =head1 欢迎使用 Parrot 本文档给那些考虑为 Parrot 手工编写代码或 Parrot 运行平台的编译器，或者是考 虑参与 Parrot 发展，以及仅仅想知道地球上 Parrot 是为何物的人提供了一份文雅的 Parrot 虚拟机介绍。 =head1 什么是 Parrot? =head2 虚拟机 Parrot 是一个虚拟机。为了了解什么是虚拟机，考虑当你在用 Perl 之类的语言编写一个 程序的时候发生了什么，然后用适当的解释器去运行它（如 Perl 就是 perl 解释器）。 首先，你用高级语言编写的程序转变成简单的指令，例如 I<获取一个变量 x 的值>， I<对该值加 2>，I<保持该值到变量 y>，等等。一行高级语言的代码可能会转换成许多行 简单的指令。这个阶段叫做I<编译>。 第二个阶段涉及执行这些简单的指令。一些语言（如 C） 常常编译成 CPU 能理解的指令， 所以能被硬件执行。其它语言，例如 Perl，Python 以及 Java， 常常编译成 CPU 独有的 指令。I<虚拟机>（某些时候也叫I<解释器>）需要执行这些指令。 虽然一个虚拟机的核心作用是有效地执行指令，但它也履行了一些其它职能。其中一个是 抽象化硬件及程序运行平台细节。一旦程序已经编译运行到虚拟机上，它将可以在任何已 实现虚拟机的平台上运行。虚拟机也可以通过允许为程序进行更细致的限制来提供安全、内 存管理功能以及高级语言特性（如对象，数据结构，类型，子程序）。 =head2 设计目标 Parrot 应动态类型语言（如 Perl 和 Python）的明确需求而设计，并要求这些语言写的 程序比用静态语言开发的虚拟机（JVM，.NET）能更高效地运行。Parrot 也被设计成在编 译到它上面的语言之间提供互操作性。理论上，你可以用 Perl 写一个类，用 Python 写 一个子类，然后在 Tcl 程序里面实例化并使用那个子类。 在历史上，Parrot 始于 Perl 6 的运行时间。和 Perl 5 不同，Perl 6 的编译器和运行 时间（VM）要更加清晰地分开。在 2001 年 4 月 Perl 和 Python 要在它们语言下一版本合 作的愚人玩笑后，选择了 I<Parrot> 这个名字。它反映了建立这个虚拟机的含义，即不 仅仅运行 Perl 6，而且也要运行很多其它语言。 =head1 Parrot 的概念和术语 =head2 指令格式 Parrot 目前能接受指令以 4 种方式运行。PIR（Parrot 中间描述）被设计成可以被人编 写和编译器生成。它隐藏了一些底层的细节，例如传递参数到函数的方式。PASM （Parrot 汇编）低于PIR层 - 它仍然是人类可读写并且可编译器生成的。但是作者必须 关心调用规则和寄存器分配。PAST（Parrot 抽象语法树）使 Parrot 接受抽象语法树格 式输入 - 对语法编译器有用。 上面所有的输入格式在 Parrot 里面被自动转换成 PBC（Parrot 字节码）。这非常像机 器码，但是 Parrot 可以理解它。PBC 无意使其人类可读写，但与其它可以立即开始执行 的方式不同，它不需要经过汇编阶段。Parrot 字节码是平台无关的。 =head2 指令集 Parrot 指令集包含了算术和逻辑运算符，比较和分支/跳转（为实现循环，if...then 结 构，等等），查找和保持全局和局部变量，使用类和对象，调用子程序和方法以及它们的 参数，I/O，线程及更多。 =head2 寄存器和基本数据类型 Parrot 虚拟机基于寄存器。这意味着，像一个硬件 CPU 一样，它有许多个快速存取存储 单元的寄存器。Parrot 有 4 种基本数据类型：整型（I），数字（N)，字符串（S）以及 PMC（P）。它们每个都有 N，叫 I0，I1，..N0..，等等。整型寄存器与 Parrot 运行机 器上的字大小一样，数字寄存器也映射到本地浮点类型。 每个子程序在编译时期决定了寄存器需求数量。 =head2 PMCs PMC 表示 Parrot 魔术小甜饼（Parrot Magic Cookie）。PMC 描述了任何复杂数据结构 或者类型，包括聚合数据类型（数组，哈希表等等）。PMC 可以为在它上面执行算术， 逻辑，字符串操作实现它固有的行为，允许特定语言行为被引入。PMC 可以编译成 Parrot 可执行的或者在它们需要时候动态加载。 =head2 垃圾回收 Parrot 提供垃圾回收，意味着 Parrot 程序不需要明确地释放内存。它将在不再使用并逢 垃圾回收器运行的时候释放（也就是说，不再引用）。 =head1 获取, 创建和测试 Parrot =head2 从哪里获得 Parrot 每隔一段时间，编号发行将出现在CPAN。版本发布阶段的时候会有大量的变化。你可以从 SVN 版本库获取最新的 Parrot 拷贝。按照以下方式完成： svn co https://svn.perl.org/parrot/trunk parrot 你可以在 L<http://www.parrotcode.org/source.html> 找到更多教程。 =head2 创建 Parrot 创建 Parrot 的第一步是运行 F<Configure.pl> 程序，它根据你的平台来决定如何创建 Parrot。通过输入以下命令来完成： perl Configure.pl 一但完成这步，运行 C<make> 程序（有时候是 C<nmake> 或 C<dmake> 或 C<gmake>）。 这步应该会完成，并给你一个可运行 Parrot。 请报告你创建 Parrot 时所遇到的任何问题，以便开发者能修复它们。你可以通过发送 一份包含问题描述信息的邮件到 C<parrotbug@parrotcode.org>。请包含创建过程中生 成的 F<myconfig> 文件以及你观察到的任何错误。 =head2 Parrot 测试套件 Parrot 有广泛的回归测试套件。可以通过输入以下命令来运行： make test 可以用你平台上的 make 程序名字替代 make。输入结果看起来像这样： C:\Perl\bin\perl.exe t\harness --gc-debug --running-make-test t\library\*.t t\op\*.t t\pmc\*.t t\run\*.t t\native_pbc\*.t imcc\t\*\*.t t\dynpmc\*.t t\p6rules\*.t t\src\*.t t\perl\*.t t\library\dumper...............ok t\library\getopt_long..........ok ... All tests successful, 4 test and 71 subtests skipped. Files=163, Tests=2719, 192 wallclock secs ( 0.00 cusr + 0.00 csys = 0.00 CPU) 有可能一些测试会失败。如果量比较小的话，那你不需要太多的担心，尤其用的是 从 SVN 库获取的最新 Parrot。但是，不要因为这个而阻止你报告失败的测试，请 用上面所描述的方法来报告遇到的错误。 =head1 几个简单的 Parrot 程序 =head2 Hello world! 创建一个包含以下代码的 F<hello.pir> 文件。 .sub main print "Hello world!\n" .end 通过输入以下命令来运行: parrot hello.pir 正如所期待的，它将在控制台上显示 C<Hello world!> 文本，并跟着一个换行 （取决于 C<\n>）。 让我们来把程序分离。C<.sub main> 表示后面的指令创建了一个叫 C<main> 的 子程序，一直到 C<.end>。第二行包含了一个 C<print> 指令。这种情况下，我 们调用不同能接受字符串常量的指令。汇编程序负责为我们决定使用哪些不同的 指令。 =head2 使用寄存器 我们可以修改 hello.pir，让它首先保存 C<Hello world!\n> 字符串到一个寄存 器，然后通过 print 指令来使用那个寄存器。 .sub main set S0, "Hello world!\n" print S0 .end 我们在这里明确的规定了使用哪个寄存器。然而，通过用 C<$S0> 替换 C<S0> 的方 式，我们可以委托 Parrot 选择使用哪个寄存器。也可以用 C<=> 符号替代 C<set> 指令。 .sub main $S0 = "Hello world!\n" print $S0 .end 为了让 PIR 更加可读，可以使用命名寄存器。它们最后会映射到真正的数字寄存器。 .sub main .local string hello hello = "Hello world!\n" print hello .end C<.local> 伪指令表示命名寄存器只在当前编译单元内部需要（也就是，在 C<.sub> 和 C<.end>之间的）。C<.local> 后面是一个类型，可以是 C<int> （即 I 寄存 器），C<float>（即 N 寄存器），C<string>（即 S 寄存器），C<pmc>（即 P 寄存 器）或者是 PMC 类型的名字。 =head2 PIR、PASM 比较 PASM 不处理寄存器分配或者提供命名寄存器支持。它也没有 C<.sub> 和 C<.end> 伪 指令，而是在指令的开始用一个标签替代它们。 =head2 平方和 本例介绍了更多的指令和 PIR 语法，以 C<#> 开头的行是注释。 .sub main # 初始化平方和数字 .local int maxnum maxnum = 10 # 我们将用一些命名寄存器，请注意可以在一行声明很多同样类型的寄存器 .local int i, total, temp total = 0 # 循环计算总和 i = 1 loop: temp = i * i total += temp inc i if i <= maxnum goto loop # 输出结果 print "The sum of the first " print maxnum print " squares is " print total print ".\n" .end PIR 提供了少量语法糖来使它看起来比汇编语言更高级。例如： temp = i * i 以下仅仅是另一个写起来更像汇编的方式： mul temp, i, i 并且: if i <= maxnum goto loop 和下面一样: le i, maxnum, loop 以及: total += temp 和下面一样: add total, temp 通常，每当 Parrot 指令修改一个寄存器的内容，它将是编写汇编形式指令的第一个寄 存器。 由于汇编语言通常根据条件分支语句和标签来实现循环和选择，正如上所示。汇编语言 编程使用 goto 不是差的方式。 =head2 递归计算阶乘 这个例子我们定义了一个阶乘函数并递归地调用它以计算阶乘。 .sub factorial # 获取一个输入参数 .param int n # return (n > 1 ? n * factorial(n - 1) : 1) .local int result if n > 1 goto recurse result = 1 goto return recurse: $I0 = n - 1 result = factorial($I0) result *= n return: .return (result) .end .sub main :main .local int f, i # 我们将计算 0...10 的阶乘 i = 0 loop: f = factorial(i) print "Factorial of " print i print " is " print f print ".\n" inc i if i <= 10 goto loop .end 第一行 C<.param int n> 指明了该子程序有一个整型参数，我们指的是通过名字 C<n> 为子程序其余部分传递参数的寄存器。 下面大部分都已经在前面的例子见过，除了下面这行之外： result = factorial($I0) 这行 PIR 实际上相当于几行 PASM。汇编程序建立了描述特征的 PMC，其中包括参数 附带的寄存器。为了提供返回值所在寄存器，一个类似的过程发生了。最后， C<factorial> 子程序被执行。 在 C<factorial> 子程序的 C<.end> 前面，C<.return> 伪指令用来说明这个值在名叫 C<result> 的寄存器里面，并拷贝到调用程序期望保存返回值的寄存器里面。 在 main 调用 C<factorial> 与在子程序 C<factorial> 自己内部调用 C<factorial> 是一样的。唯一有点不同的是 C<.sub main> 之后的新语法 C<:main>. PIR 默认假设 从文件第一个子程序开始执行。这个行为可以通过标记子程序始于 C<:main> 而改变。 =head2 编译成 PBC 为了把 PIR 编程字节码，使用 C<-o> 标志并且指定一个带 F<.pbc> 扩展的输出文件。 parrot -o factorial.pbc factorial.pir =head1 接下来怎么办? =head2 文档 你下一步要阅读什么文档？这取决于你要用 Parrot 做什么。绝大部分人研究操作符文献 和内置的 PMC 文献都是有益的。如果你打算编写或者编译 PIR，那么有许多 PIR 文档值 得一读。对于写编译器的人，有必要阅读一下编译器 FAQ。如果你想参与 Parrot 发展， PDDs（Parrot 设计文档）包含了 Parrot 一些内部细节；其它一些文档在代码里面。帮 助 Parrot 发展的一种方式是编写测试代码，有份叫 I<测试 Parrot> 的文档对这有帮助。 =head2 Parrot 邮件列表 大部分 Parrot 开发和讨论都在 parrot-porters 邮件列表。你可以用过发送一份邮件到 C<[email]porters-subscribe@perl.org[/email]> 或者到 L<http://www.nntp.perl.org/group/perl.perl6.internals> 阅读 NNTP 存档。 =head2 IRC Parrot IRC 频道位于 ire.perl.org 上的 C<#parrot>。供选择的 IRC 服务器在 irc.pobox.com 或者 irc.rhizomatic.net。 =cut |