あらすじ
Juliaのコンパイラの内部実装を読んでいくシリーズです。
シリーズ自体については
Lowering
今回は、Lowering における for文の処理について少し書きます。
for の出自
for はいうまでもなくトップクラスに使われる制御構文ですが、 Juliaにおいては for は以下のような対応の糖衣構文です。
for i in 1:10
println(i)
end
\( \Leftrightarrow \)
_next = iterate(1:10)
while _next !== nothing
(i, state) = _next
println(i)
_next = iterate(1:10, state)
end
(このあたりのことは、
while は前回見たように compile でバラされていましたが、この糖衣構文を desugar するのはどこでやっているのか見てみます。desugar
degugar は
julia-syntax.scm で行われています。例えばわかりやすそうなのでいくと
julia-syntax.scm#L44 に;; generate first comparison call, converting e.g. (a < b < c)
;; to ((call < a b) b < c)
(define (compare-one e)
(let* ((arg (caddr e))
(arg2 (if (and (pair? arg)
(pair? (cdddr e)))
(make-ssavalue) arg)))
(if (and (not (dotop-named? (cadr e)))
(length> e 5)
(pair? (cadddr (cdr e)))
(dotop-named? (cadddr (cddr e))))
;; look ahead: if the 2nd argument of the next comparison is also
;; an argument to an eager (dot) op, make sure we don't skip the
;; initialization of its variable by short-circuiting
(let ((s (make-ssavalue)))
(cons `(block
,@(if (eq? arg arg2) '() `((= ,arg2 ,arg)))
(= ,s ,(cadddr (cdr e)))
(call ,(cadr e) ,(car e) ,arg2))
(list* arg2 (cadddr e) s (cddddr (cdr e)))))
(cons
(add-init arg arg2
`(call ,(cadr e) ,(car e) ,arg2))
(cons arg2 (cdddr e))))))
とあります。
これは
a < b < c という糖衣構文を (a < b) < c に desugar する処理です。このまま見ていくと
julia-syntax.scm#L1791 に 以下のようなものを見つけることができます。(define (expand-for lhss itrs body)
(define (outer? x) (and (pair? x) (eq? (car x) 'outer)))
(let ((copied-vars ;; variables not declared `outer` are copied in the innermost loop
;; TODO: maybe filter these to remove vars not assigned in the loop
(delete-duplicates
(filter (lambda (x) (not (underscore-symbol? x)))
(apply append
(map lhs-vars
(filter (lambda (x) (not (outer? x))) (butlast lhss))))))))
`(break-block
loop-exit
,(let nest ((lhss lhss)
(itrs itrs))
(if (null? lhss)
body
(let* ((coll (make-ssavalue))
(next (gensy))
(state (make-ssavalue))
(outer (outer? (car lhss)))
(lhs (if outer (cadar lhss) (car lhss)))
(body
`(block
,@(if (not outer)
(map (lambda (v) `(local ,v)) (lhs-vars lhs))
'())
,(lower-tuple-assignment (list lhs state) next)
,(nest (cdr lhss) (cdr itrs))))
(body
(if (null? (cdr lhss))
`(break-block
loop-cont
(soft-let (block ,@(map (lambda (v) `(= ,v ,v)) copied-vars))
,body))
`(scope-block ,body))))
`(block (= ,coll ,(car itrs))
(local ,next)
(= ,next (call (top iterate) ,coll))
;; TODO avoid `local declared twice` error from this
;;,@(if outer `((local ,lhs)) '())
,@(if outer `((require-existing-local ,lhs)) '())
(if (call (top not_int) (call (core ===) ,next (null)))
(_do_while
(block ,body
(= ,next (call (top iterate) ,coll ,state)))
(call (top not_int) (call (core ===) ,next (null))))))))))))
ちょっと長いですが、 どうも for を先ほどの while に書き直す処理がなされていることがわかります。
なので、 for は
desugar → (while として)
compile というながれで AST から linearize されて IR になることがわかりました。まとめ
ヤクルト最近ちょっと強いですね〜
今日の一曲
何かの間違いでヤクルトに入団してほしい。