Priedes kompilēšana uz grandMA2 makro funkcijām

Published: at 12:00 AM

Satura rādītājs

Priekšvārds

grandMA (izrunā grand-em-ā)

grandMA, jeb vienkārši MA ir skatuves gaismu vadības programmatūra. Tai ir primitīva komandrindiņa, ar kuru var veikt lielu daļu darbību, ko varētu veikt grafiski.

Līdz ar to, ir iespēja rakstīt automatizācijas makro skriptus, kas ir saraksts ar komandrindiņas komandām.

MA3 makro piemērs

Lūk MA3 makro skrips ar 4 rindiņām.

Vēl spējīgākām automatizācijām var izmantot LUA skriptus, kas būtu labāks variants, ja šiem skriptiem ir vajadzība būt sarežģītākiem par pāris komandu palaišanu pēc kārtas.

Šim eksperimentam izmantošu MA2 versiju, jo tai ir koda sazarojumi bez LUA iesaistes.

Priede

Priede ir latviski rakstāma programmēšanas valoda, pie kuras es strādāju jau kādu laiciņu.

Šī Priedes implementācija ir interpretēta ar virtuālo mašīnu, rakstītu Rustā. Bet tagad mērķis ir šo virtuālo mašīnu aizstāt ar MA makro skriptiem.

Makro importēšana MA

MA makro var tikt importēti no XML faila, kurus vajadzēs ģenerēt un ielikt specifiskā vietā diskā, kur to var importēt kā iebūvēto makro.

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<MA xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance">
	<Info datetime="2015-05-22T14:08:42" showfile="new show 2015-05-22" />
	<Macro index="0'" name="macrotest">
    <Macroline index="0" delay="0">
			<text>SetVar $reg_0 = 1</text>
		</Macroline>
    <Macroline index="1" delay="0">
			<text>SetVar $priedevar_a = $reg_0</text>
		</Macroline>
    <Macroline index="2" delay="0">
			<text>SetVar $reg_1 = $priedevar_a</text>
		</Macroline>
	</Macro>

</MA>

Priedes virtuālās mašīnas pārnešana uz MA komandrindiņu

Pašreizējā Priedes virtuālā mašīna ir pietiekoši izvērsta. Daudzas darbības notiek izpildlaikā, darbības ar masīviem un objektiem, piemēram. Šeit nekā tāda nav.

Kas ir pieejams

SetVar $mainiganosaukums = 1.

AddVar $a = $b Mainīgais b tiek pieskaitīts pie a.

Macro 1.1.3 Pārlec uz šo rindiņu un pārtrauc pašreizējo izpildi.

[$reg_5 == $reg_4] SetVar $reg_6 = 1 Ja 5. un 4. reģistrs ir vienādi, tad 6. reģistram piešķiram vērtību 1

Kad pārbaudīju, strādāja tikai > un >= operatori, bet lai tiktu pie pretējā virziena, vērtības tikai jāsamaina pusēm.

Un tas arī viss. Pārējās funkcijas ir jāsapiņķerē kopā no šīm.

Priedes virtuālās mašīnas replicēšana

Vairāk par Priedi ir rakstīts citos rakstos, bet īsumā, Priede sastāv no divām daļām: baitkoda kompilatora un virtuālās mašīnas, kas šo baitkodu izpilda. Batkods ir starpposms starp Priedes kodu un mašīnkodu. Par virtuālo mašīnu to sauc tāpēc kā tā “emulē” šķietamu procesoru, kas izmanto Priedes baitkodu kā mašīnkodu.

Priedes virtuālās mašīnas pamatā ir steks, ko varētu tulkot kā ‘kaudze’. Tā ir datu struktūra, kurai vērtības var uzlikt augšā un noņemt no augšas.

Aptuveni šādi izskatās Priedes baitkods:

LOAD_CONST 2 
LOAD_CONST 1 
ADD
CALL_PRINT_FUNCTION

Un tas izpildās aptuveni šādi:

Šeit, protams, nav pieejama tik sarežģīta datu struktūra. Vienīgais, ko piedāvā MA komandrindiņa ir mainīgie. (Neizmantojot citas MA programmatūras funkcijas Piemēram, sekvences, kas satur gaismu datus varētu tikt izmantotas līdzīgam nolūkam.)

Būtiska alternatīva steka mašīnai ir reģistru mašīna. Steka vietā ir masīvs ar reģistriem, kas satur datus. Procesori darbojās līdzīgi, bet tajos ir fiziskas limitācijas reģistriem. Šeit tādu nav.

Reģistru baitkodu gan ir sarežģītāk ģenerēt. Steka baitkods divus skaitļus saskaita šādi:

UZLIKT_UZ_STEKA skaitlis1
UZLIKT_UZ_STEKA skaitlis2
SASKAITĪT

Reģistru baitkods turpretī

REĢISTRĀ 1 IELIKT skaitlis1
REĢISTRĀ 2 IELIKT skaitlis2
SASKAITĪT 1.reģistru ar 2.reģistru REĢISTRĀ 3

Visām šīm darbībām ar reģistriem nepieciešams zināt reģistra nummurus kompilācijas laikā. Steka mašīnā visas darbības notiek ar tiem datiem, kas ir steka augšpusē, bet te jāsaprot kādos reģistros ir šie dati.

Priedes kompilators kompilācijas laikā simulē steku ar datu tipiem. Nekādas darbības netiek veiktas, bet tikai tiek pārbaudīts vai datu tipi ir pareizi, ja šādas darbības tiktu veiktas izpildlaikā.

Un te varētu darīt līdzīgi. Kompilācijas laikā simulējam steku, kas satur reģistru numurus. Tad kad būtu nepieciešams uz steka uzlikt jaunu vērtību (ja tāds būtu), tad šai vērtībai piešķiram jaunu reģistra numuru un uzliekam to uz simulētā kompilācijas steka. Tad, kad nepieciešams noņemt vērtību no steka (ja tāds būtu), tad noņemam augšu no simulētā steka un skatamies kāds tur ir reģistra numurs. Ar šo reģistru arī veicam darbību.

Iespējams vajadzēs arī kaut kā attīrīt vecos reģistrus, lai neieietu milzīgos skaitļos, bet par to pašlaik var neuztraukties. Operatīvā atmiņa jau netrūkst…

Ar to nonākam pie šāda hibrīd baitkoda:

UZLIKT_UZ_STEKA reg_1
UZLIKT_UZ_STEKA reg_2
SASKAITĪT reg_3 = reg_1 + reg_2

Priedes funkciju implementācija

Matemātiskās darbības

Saskaitīšana

MA2 komandrindiņa piedāvā tikai pieskaitīt vērtību pie jau esoša mainīgā. Priedē tas izskatās pēc +: operatora. Ir garantēts, ka kreisās puses saskaitāmā reģistrs vairs netiks izmantots tāpēc pieskaitām labo pusi pie kreisās un ietaupām vienu reģistru.

Baitkods beigās izskatās šādi.

UZLIKT_UZ_STEKA reg_1
UZLIKT_UZ_STEKA reg_2
SASKAITĪT reg_1 =+ reg_2

Atņemšana

Atņemšanas darbības MA komandrindiņā nav. Tātad ir nepieciešams labās puses saskaitāmo padarīt negatīvu un tad veikt tādu pašu saskaitīšanu. Mainīgo padarīt negatīvu var tam pieskaitot ”-” tekstu. Un tad, tālāk, tas darbosies kā skaitlis. JavaScript datu tipu dīvainības nobāl šī priekšā, bet nu nevar sūdzēties. Citādi tas būtu daudz sarežģītāk.

Reizināšana

Ha ha

Reizināšana, teorētiski ir saskaitīšana vairākas reizes. Ņemot vērā negatīvus skaitļus tas izskatās aptuveni šādi:

def multiply(a, b):
    result = 0
    is_negative = False
    if b < 0:
        b = -b
        is_negative = True

    for _ in range(b):
        result += a

    if is_negative:
        result = -result

    return result

jeb Priedē

sk res: 0

sk negativs: 0

ja multB < 0{
    multB: 0 - multB
    negativs: 1
}

sk skaititajs: 0
kamēr skaititajs < multB {
    res +: multA
    skaititajs +: 1
}

ja negativs = 1 {
    res: 0 - res
}

Visi prieki no šī koda darbības apsīka, kad es mēģināju reizināt decimālskaitļus. Ja viens no tiem ir vesels skaitlis, tad nav problēmu, jo varam skaitīt decimālskaitli ar sevi tik reizes, cik norāda veselais skaitlis.

Reizināšana ar diviem decimālskaitļiem tā nevar notikt.

Vienīgais jēdzīgais risinājums ir abus skaitļus reizināt ar skaitļa 10 pakāpi, tad reizināt šos skaitļus tāpat kā iepriekš, un tad reizināt rezultātu ar 10 negatīvu pakāpi, kas atgriež abus skaitļus atpakaļ decimālskaitļos.

Viss lieliski, bet šis risinājums ir ārkārtīgi lēns. Es nevienā brīdī necerēju, ka jebkas no šī būs ātrdarbīgs, bet vairākas sekundes vai minūtes lai sareizinātu divus skaitļus ir nedaudz par traku.

Reizināšanas funkcija atrodas atsevišķā MA makro skriptā, lai to varētu izmantot atkārtoti, gluži kā funkciju. Bet, kad šī funkcija tiek izsaukta, pamata skripts negaida, kad tā pabeigs izpildi, kā tas notiktu parastā sinhronā programmas izpildē, tāpēc ir jāieliek aizkaves, kas sagaida reizināšanas rezultātu. Protams varētu izveidot kaut kādu gaidīšanas ciklu, bet pagaidām nesarežģīsim.

Un tāpēc ka reizināšanas darbības izpildes laiks nav zināms, vajag gaidīt uz sliktāko gadījumu, kas visu padara ārkārtīgi lēnu.

Risinājums vienkāršs - neatbalstām decimālskaitļus.

Koda sazarojumi

Priede sazarojumus implementē ar lēkāšanu pa baitkodu. Ja blokam nav jāizpildās, tad aizlecam uz šī bloka beigām. Ja ir jāizpildās, tad turpinām.

MA2 piedāvā komandu, kas var palaist konkrētu rindiņu no konkrēta makro skripta. Interesanti tas, ka brīdī, kad tiek izsaukta šī komanda, makro tajā vietā apstājās un turpina strādāt tikai tā rindiņa, kas ir izsaukta. Bet tieši tas tagad ir vajadzīgs.

Sazarojumu baitkods aptuveni izskatās šādi.

LoadNumber { value: 1, register: 0 }
JumpIfZero { register_to_check: 0, line_to_jump_to: 7 }
LoadNumber { value: 2, register: 3 }
LoadNumber { value: 1, register: 4 }
Add { target_register: 4, value_register: 3 }
SelectFixture { id_register: 4 }
EmptyLine

Ar if-elsiem ir tas pats, kas Priedē. if bloka beigās ir vēl viena lēcēja rindiņa, kas pārlec pāri else blokam.

Ar lēkājamo nobīžu aprēķināšanu bija jautri. Vienā brīdi bija situācija, ka ja bloks nestrādāja iekšā ciklā, jo tas mēģināja aprēķināt baitkoda absolūto nobīdi no tukša bloka, kas tika padots AST parsošanas funkcijai. Gala variantā batikods tiek ģenerēts ar relatīvām nobīdēm un tad tās tiek pārvērstas par absolūtām tad, kad tiek rakstīts XML fails, balstoties uz makro rindiņu.

Ciklu nobīdes strādā tāpat.

Mainīgie

Nekā interesanta, MA jau piedāvā saglabāt mainīgos ar nosaukumu, tikai nosaukumam priekšā tiek pielikts priedevar_ prefikss, lai nekonfliktētu ar mainīgajiem ko izmanto Priede.

Piemēri:

Rakstīti Priedē, protams. Priedes dokumentācija

Mainīgā definēšana un izmantošana

sk a: 1

fixture(a)

Mainīgā definēšana un izmantošana

Diezgan izšķērdīgi un šo varētu pamatīgi optimizēt, bet šī sistēma darbojas arī ar sarežģītākiem gadījumiem, kad dati reģistros tiek apstrādāti un izmantoti.

Saskaitīšana

fixture(1 + 2)

Saskaitīšana

Atņemšana

fixture(2 - 1)

Atņemšana

Reizināšana

sk res: 0

sk negativs: 0

ja multB < 0{
    multB: 0 - multB
    negativs: 1
}

sk skaititajs: 0
kamēr skaititajs < multB {
    res +: multA
    skaititajs +: 1
}

ja negativs = 1 {
    res: 0 - res
}

Reizināšana

Un reizināšanu var izmantot ar funkciju:

sk reizinajums: mint(3; 4)

fixture(reizinajums)

Reizināšanas pielietojums

Sazarojums

sk i: 0

ja i = 0 {
    fixture(i)
}

Sazarojums

Salīdzinot vērtības tiek izveidots jauns reģistrs, kas satur darbības rezultātu. Neatceros kāpēc…

Kamēr cikls

sk i: 0

kamēr i < 10 {
    fixture(i)
    i +: 1
}

Kamēr cikls

Tetris

sk x_level: 5
sk y_level: 191

kamēr y_level >= 11 {
    fixture(y_level + x_level + 1)
    fixture(y_level - 10 + x_level)
    fixture(y_level - 9 + x_level)
    fixture(y_level - 11 + x_level)
    fulldim()
    color(1)
    wait(1)
    ja y_level > 11 {
        zerodim()
    }
    clear()
    y_level: y_level - 10
}

Ja video nedarbojas, var pārlādēt lapu.

Tetris

Saites

Kods

Priede

MA2 makro dokumentācija