コンパイラ記述言語

コンパイラ記述言語 (CDL) は、接辞文法に基づくプログラミング言語です。これは、バッカス・ナウア記法 (BNF)と非常によく似ています。これは、コンパイラの開発用に設計されました。CDL の機能と制御フローは非常に制限されていますが、これは意図的なものです。これらの制限には、2 つの利点があります。

一方では、CDL2 オプティマイザが使用する高度なデータおよび制御フロー分析が可能になり、非常に効率的なコードが生成されます。もう 1 つの利点は、非常に冗長な命名規則が促進されることです。これにより、かなりの程度まで自己文書化されたプログラムが作成されます。

この言語はPrologに少し似ています(両方の言語がほぼ同時期に接辞文法の研究から生まれたため、これは驚くことではありません)。ただし、Prolog とは対照的に、CDL の制御フローは成功/失敗に基づいて決定論的に行われます。つまり、現在の選択肢が成功した場合、他の選択肢は試されません。この考え方は、式文法の解析にも使用されます。

CDL3 は CDL 言語の 3 番目のバージョンであり、以前の 2 つのバージョンとは大きく異なります。

1971 年に登場したナイメーヘン大学のCornelis HA Kosterによって設計されたオリジナル バージョンは、かなり変わったコンセプトを持っていました。つまり、コアがないということです。一般的なプログラミング言語のソースは、マシン命令またはそれらの命令の既成のシーケンスに変換されます。これらは、その言語がサポートする最も基本的な抽象化であるコアを表します。このようなプリミティブには、数値の加算、変数の相互コピーなどがあります。CDL1 にはそのようなコアがありません。従来の言語のアセンブラまたはコンパイラを使用してマシン命令に変換できる形式でプリミティブ操作を提供するのは、プログラマの責任です。CDL1 言語自体には、プリミティブの概念はなく、マシン ワード (抽象的な記憶単位 - 必ずしも実際のマシン ワードである必要はありません) 以外のデータ型の概念もありません。評価規則は、バッカス ナウア形式の構文記述にかなり似ています。実際、BNF で記述された言語のパーサーを書くことは、CDL1 では非常に簡単です。

基本的に、この言語はルールで構成されています。ルールは成功するか失敗するかのどちらかです。ルールは、他のルール呼び出しのシーケンスである選択肢で構成されています。ルールは、その選択肢のいずれかが成功すると成功します。これらは順番に試されます。選択肢は、そのルール呼び出しがすべて成功すると成功します。この言語は、再帰なしで評価ループを作成する演算子 (CDL2 では、最適化プログラムが同じ効果を達成するため、これは厳密には必要ではありません) と、それ以外の再帰評価の効率を上げるショートカットを提供しますが、基本的な概念は上記のとおりです。文脈自由文法解析での明らかな用途とは別に、CDL は制御アプリケーションにも適しています。これは、多くの制御アプリケーションが本質的に深くネストされた if-then ルールであるためです。

各 CDL1 ルールは、評価中に、未指定のタイプの data に作用する可能性があります。理想的には、ルールが成功しない限り (失敗しても副作用がない)、データを変更すべきではありません。これにより、このルールが成功しても、それを呼び出すルールが失敗する可能性があり、その場合、データの変更が有効にならないため、問題が発生します。すべてのデータがスタックに動的に割り当てられている場合は、上記の動作を保証するのはかなり簡単です (ただし、メモリを大量に消費します)。ただし、静的データがある場合は、よくあることですが、これはかなり困難です。CDL2 コンパイラーは、パラメーターの方向 (入力、出力、入出力) とルールのタイプ (失敗する可能性がある: test、predicate。失敗しない: function、action。副作用がある可能性がある: predicate、action 。副作用がない: test、function ) をプログラマーが指定する必要があるという要件により、起こりうる違反にフラグを立てることができます。

ルールの評価は、より単純なルールの呼び出しに基づいているため、下部には実際の作業を行ういくつかの基本ルールがあるはずです。CDL1 が非常に驚くべき点は、これらの基本ルールがないことです。これらのルールは自分で用意する必要があります。プログラムで加算が必要な場合は、2 つの入力パラメータと 1 つの出力パラメータを持つルールを作成し、出力はコードによって 2 つの入力の合計になるように設定する必要があります。CDL コンパイラは、コードを文字列として使用し (入力変数と出力変数を参照する方法には規則があります)、必要に応じてそれを出力します。アセンブリを使用して加算ルールを記述する場合は、CDL コンパイラの出力をマシン コードに変換するためのアセンブラが必要になります。すべての基本ルール (CDL 用語ではマクロ) を Pascal または C で記述する場合は、CDL コンパイラの後に実行する Pascal または C コンパイラが必要です。コア プリミティブが不足していると、たとえ最も単純なマシン命令操作であっても、コードの断片を記述しなければならない場合に非常に困難になります。しかし、その一方で、エキゾチックな抽象オブジェクトに作用する難解で抽象的なプリミティブを実装する際に大きな柔軟性が得られます(CDL の「マシン ワード」は、そこに格納されるデータの種類とは関係のない「データ ストレージの単位」のようなものです)。さらに、大規模なプロジェクトでは、慎重に作成されたプリミティブのライブラリが使用されました。これらは、ターゲット アーキテクチャと OS ごとに複製され、すべてに対して非常に効率的なコードを作成できるようになりました。

言語の雰囲気をつかむために、CDL2 マニュアルから抜粋した小さなコードを以下に示します。

アクション クイックソート + >from + >to -p -q:
  less+from+to、split+from+to+p+q、
    クイックソート+from+q、クイックソート+p+to;
  +.

アクション 分割 + >i + >j + p> + q> -m:
  +p+i を作り、+q+j を作り、+i+j+m を加え、+m を半分にし、
    （繰り返しますが、上に移動+j+p+m、下に移動+i+q+m、
       (less+p+q、swap item+p+q、incr+p、decr+q、*再び;
        less+p+m、項目の入れ替え+p+m、incr+p;
        less+m+q、アイテムをスワップ+q+m、decr+q;
        +)）。

FUNCTION 上へ移動 + >j + >p> + >m:
  少ない+j+p;
  小さい項目+m+p;
  増分+p、*。

FUNCTION 下へ移動 + >i + >q> + >m:
  少ない+q+j;
  小さい項目+q+m;
  減算+q、*。

テスト less+>a+>b:=a"<"b.
関数 make+a>+>b:=a"="b.
関数 add+>a+>b+sum>:=sum"="a"+"b.
関数 halve+>a>:=a"/=2"。
関数 incr+>a>:=a"++"。
関数 decr+>a>:=a"--"。

小さい item+>i+>j:="items["i"]<items["j"]" をテストします。
アクション アイテムの交換+>i+>jt:=t"=items["i"];items["i"]=items["j"];items["j"]="t.

ここでは、基本的な操作は Java (または C) で定義されています。これは完全なプログラムではないため、Java 配列項目は別の場所で定義する必要があります。

1976 年に登場した CDL2 は、CDL1 の原理を維持しながら、言語を大規模プロジェクトに適したものにしました。モジュールを導入し、成功時にのみデータ変更を強制し、言語の機能をいくらか拡張しました。CDL2 コンパイラ、特に CDL2 Laboratory (CDL2 用の IDE) の最適化プログラムは、当時だけでなく世界クラスのものでした。CDL2 Laboratory 最適化プログラムの 1 つの機能は、ほぼユニークです。それは、コンパイル単位全体にわたって最適化を実行できることです。つまり、プログラム全体を 1 回のコンパイルとして扱うことができるのです。

CDL3 は比較的新しい言語です。以前の CDL バージョンのオープンエンド機能を放棄し、基本的な算術演算とストレージ アクセスのプリミティブを提供します。以前の CDL バージョンの非常に厳格な構文 (キーワードとシンボルの数はどちらも 1 桁) も緩和されました。いくつかの基本概念は、明示的なセマンティクスではなく構文で表現されるようになりました。さらに、データ型が言語に導入されました。

商用の mbp Cobol (PC 用の Cobol コンパイラ) と MProlog システム (多数のアーキテクチャ (IBM メインフレーム、VAX、PDP-11、Intel 8086 など) および OS (DOS/OS/CMS/BS2000、VMS/Unix、DOS/Windows/OS2) で実行される産業用 Prolog 実装)。特に後者は、CDL2 の移植性の証です。

CDL で書かれたプログラムのほとんどはコンパイラですが、CDL で開発および保守された商用 GUI アプリケーションが少なくとも 1 つあります。このアプリケーションは、現在 DEXIS が所有する歯科画像取得アプリケーションです。歯科医院管理システムもかつては CDL で開発されました。

メフィストIIIチェスコンピュータのソフトウェアはCDL2で書かれました。^[1]

• CDL1 / CDL2言語に関する本
• CDL3の説明
• Bedő Árpád: Programkészítési Módszerek; Közgazdasági és Jogi Könyvkiadó、1979。ISBN 963-220-760-2