Компилятор
После завершения задачи парсинга у интерпретатора имеется дерево AST с операциями, функциями, классами и пространствами имен Python-кода.
Задача компилятора — преобразование AST в инструкции, понятные для процессора:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/ |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Взадаче компиляции участвуют два компонента:
1.Компилятор: обходит AST и создает граф потока управления (CFG, Control Flow Graph), представляющий логическую последовательность выполнения.
2.Ассемблер: преобразует узлы CFG в последовательность выполняемых команд, называемую байт-кодом.
Наглядное представление процесса компиляции:
|
AST |
|
CFG |
|
- |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
Книги для программистов: https://t.me/booksforits
Важные термины 111
ВАЖНО
Важно помнить,что единицей компиляции для CPython являетсямодуль. Шаги компиляции ипроцесс,описанный вэтой главе,выполняются одно кратно для каждого модуля в вашем проекте.
В этой главе мы сосредоточимся на компиляции модуля AST в объект кода.
Функция PyAST_CompileObject() — главная точка входа компилятора CPython. Она получает в качестве основного аргумента модуль Python AST; также передается имя файла, глобальные и локальные переменные и PyArena — все эти данные должны быть созданы ранее в процессе работы интерпретатора.
ПРИМЕЧАНИЕ
Теперь вы начинаете углубляться во внутреннее устройство компилятора CPython,за которым лежат десятилетия разработки и развития computer science.Непугайтесьегоразмеровисложности.Еслиразбитькомпилятор на логические шаги, понять его будет не так сложно.
ИСХОДНЫЕ ФАЙЛЫ
Ниже перечислены исходные файлы, относящиеся к компилятору:
ФАЙЛ |
НАЗНАЧЕНИЕ |
Python compile.c |
Реализация компилятора |
Include compile.h |
API и определения типов компилятора |
ВАЖНЫЕ ТЕРМИНЫ
Ниже перечислены некоторые ключевые термины, которые вам могут быть пока незнакомы:
zz Состояние компилятора реализуется как тип контейнера, содержащий одну таблицу символических имен.
Книги для программистов: https://t.me/booksforits
112 Компилятор
zz Таблица символических имен содержит имена переменных, также в ней могут дополнительно находиться дочерние таблицы символических имен.
zz Состояние компилятора включает в себя несколько единиц компиляции.
zz Каждая единица компиляции может содержать множество имен, имен переменных, констант и сегментных переменных.
zz Единица компиляции содержит несколько базовых блоков. zz Базовые блоки содержат множество инструкций байт-кода.
Контейнер состояния компилятора и его компоненты можно наглядно представить в следующем виде:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
• |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СОЗДАНИЕ ЭКЗЕМПЛЯРА КОМПИЛЯТОРА
Перед запуском компилятора создается глобальное состояние компилятора. Структура состояния компилятора (тип compiler) содержит свойства, используемые компилятором: флаги компилятора, стек и PyArena. Также она содержит ссылки на другие структуры данных, такие как таблица символических имен.
Книги для программистов: https://t.me/booksforits
Создание экземпляра компилятора 113
Поля состояния компилятора:
ПОЛЕ |
ТИП |
НАЗНАЧЕНИЕ |
c_arena |
PyArena * |
Указатель на арену выделения |
|
|
памяти |
c_const_cache |
PyObject * (dict) |
Словарь Python (dict) со всеми |
|
|
константами, включая кортеж |
|
|
names |
c_do_not_emit_bytecode |
int |
Флаг отключения компиляции |
|
|
байт-кода |
c_filename |
PyObject * (str) |
Имя компилируемого файла |
c_flags |
PyCompilerFlags * |
Унаследованные флаги компиля- |
|
|
тора (см. раздел «Флаги компиля- |
|
|
тора») |
c_future |
PyFutureFeatures * |
Указатель на __future__ модуля |
c_interactive |
int |
Флаг интерактивного режима |
c_nestlevel |
int |
Текущий уровень вложенности |
c_optimize |
int |
Уровень оптимизации |
c_st |
symtable * |
Таблица символических имен ком- |
|
|
пилятора |
c_stack |
PyObject * (list) |
Список Python (list), содержащий |
|
|
указатели compiler_unit |
ucompiler_unit* Состояние компилятора для теку-
щего блока
Экземпляр состояния компилятора создается внутри PyAST_CompileObject():
zz Если модуль не содержит строку документации (__doc__), в этой точке создается пустая строка, как и в свойстве __annotations__.
zz PyAST_CompileObject() задает переданное значение как имя файла состояния компилятора, которое используется для трассировки стека и обработки исключений.
Книги для программистов: https://t.me/booksforits