Subversion Repositories Kolibri OS

Rev

Go to most recent revision | Details | Last modification | View Log | RSS feed

Rev Author Line No. Line
2053 jaeger 1 
Обзор интерпретатора TinyPy и заметки по его адаптации к работе в КолибриОС.
2 
 
3 
1. Что такое TinyPy и чем он хорош в плане портирования
4 
 
5 
 TinyPy - интерпретатор Python-подобного языка, созданный Филом
6 
Хэсси (Phil Hassey), отличающийся очень небольшими размерами: выбором опций
7 
компиляции можно добиться размеров исполняемого модуля в пределах 64 килобайт.
8 
 
9 
 При разработке приложений для Колибри в других операционных системах
10 
доступен довольно широкий выбор кросс-компиляторов. Набор средств разработки в
11 
самой Колибри до недавнего времени был ограничен FASM. Можно предположить, что
12 
возможность создавать программы в самой системе на таком легкоизучаемом и
13 
распространённом языке, как Python, повышает привлекательность системы для
14 
пользователя, далёкого от программирования на ассемблере.
15 
 
16 
TinyPy оказался лёгок в портировании: значительная часть его написана на самом
17 
Python, а остальная часть - на C, исходные тексты занимают чуть больше 200 Кб.
18 
Для компиляции нужна только стандартная библиотека libc. Из неё используется
19 
всего около полутора десятков функций (vsnprintf/vsprintf, malloc/memcpy/memmove/free,
20 
fopen/fread/fwrite/fclose).
21 
 
22 
 В итоге работа по портированию TinyPy состояла из следующих частей:
23 
 1. Написание Makefile для сборки компилятором GCC с использованием
24 
 menuetlibc.
25 
 2. Добавление в menuetlibc недостающих функций vsnprintf/vsprintf.
26 
 3. Подключение библиотеки Колибри для работы с консолью.
27 
 4. И конечно, отлов разнообразных мелких багов (как же без этого!).
28 
 
29 
2. Возможности TinyPy.
30 
 
31 
2.1. Типы данных.
32 
 
33 
Каждый объект в среде TinyPy представляется 16-байтовой структурой tp_obj.
34 
Первые 4 байта занимает тип, и назначение последующих 12 байт зависит от него.
35 
Доступны следующие типы: TP_NONE, TP_NUMBER, TP_STRING, TP_DICT, TP_LIST,
36 
TP_FNC, TP_DATA.
37 
 
38 
 TP_NONE - соответствует единственному объекту None. Больше про него сказать
39 
 нечего.
40 
 
41 
 TP_NUMBER - число, хранится как float. Если число отличается от ближайшего
42 
 целого меньше, чем на 10^(-6), оно считается целым, и при печати выводится
43 
 как целое. Также к этому типу относятся логические True и False.
44 
 Поддерживаются арифметические операции +,-,*,/,%, битовые << и >>, логические
45 
 |, &.
46 
 
47 
 Пример:
48 
 print(2+2*2, 7/3, (-7)%3, 1==True, 0==False)
49 
 
50 
 Выводит:
51 
 6 2.333333 -1 1 1
52 
 
53 
 Заметим сразу, что print является функцией (как в Python 3), то есть параметры
54 
 обязательно указывать в скобках.
55 
 
56 
 TP_STRING - строка. Поддерживаются: проверка вхождения ("str1" in "str2"), срезы s[:b], s[a:b],
57 
 s[a:], функции len, index, join, split, find, strip, replace.
58 
 
59 
 TP_DICT - словарь, он же ассоциативный массив. Поддерживается добавление
60 
 нового элемента и всех элементов другого словаря. Перебор по всем ключам и
61 
 удаление элементов пока не поддерживается. Словари также являются удобным способом
62 
 представления объектов, в частности, если d словарь, то записи d.key и
63 
 d['key'] равнозначны. В этом TinyPy немного напоминает JavaScript.
64 
 
65 
 TP_LIST - список. Поддерживаются: перебор по элементам (for el in list),
66 
 функции len, append/appendx, extend, insert/insertx, pop, find, index, sort.
67 
Также поддерживается функция range. reverse() пока не поддерживается.
68 
 
69 
 TP_FNC - функция. Бывает 2 типов - обычная функция и метод, отличаются
70 
 порядком вызова.
71 
 
72 
 TP_DATA - внутренние структуры TinyPy.
73 
 
74 
2. Возможности TinyPy в сравнении с "большим" Python
75 
 
76 
"what tinypy won't be:
77 
- a full implementation of Python;
78 
- totally compatible with Python"
79 
        "roadmap.txt", tinypy sources
80 
 
81 
 Синтаксис языка TinyPy очень похож на Python, но многие существенные
82 
 возможности Python не поддерживаются:
83 
 
84 
 - итераторы и сопрограмм;
85 
 - синтаксический "сахар" для объявления списков и словарей, наподобие
86 
 odd_squares = [a*a for a in range(100) if a%2];
87 
 - интерактивная консоль
88 
 - передача параметров через ARGV
89 
 
90 
  В библиотеке menuetlibc процедура разбора параметров командной строки пока
91 
  не адаптирована для КолибриОС, поэтому при запуске TinyPy приходится вводить
92 
  имя файла вручную, также нельзя передавать параметры в командной строке.
93 
 
94 
 И конечно, не хватает основной силы Python - его стандартной библиотеки.
95 
 
96 
3. Расширение TinyPy.
97 
 
98 
 Набор встроенных функций в TinyPy достаточно беден, но зато добавление новых
99 
 модулей достаточно просто. Рассмотрим создание модулей на самом TinyPy, на
100 
 C и на FASM.
101 
 
102 
 3.1. Модули на TinyPy.
103 
 
104 
 TinyPy поддерживает модульное программирование, создание модулей
105 
 принципиально ничем не отличается от Python. Пусть, у нас есть простая
106 
 программа из двух файлов:
107 
 
108 
Файл math.py:
109 
 def square(a):
110 
     return a*a
111 
 
112 
Файл prog.py:
113 
import math
114 
 
115 
if __name__=="__main__":
116 
    math.square(12)
117 
 
118 
 Вначале нужно скомпилировать модуль math.py в байт-код при помощи программы
119 
 py2bc.py, она работает как в Python, так и в TinyPy. В последнем случае нужно
120 
 указать глобальный массив ARGV=[0, 'math.py', 'math.tpc'], так как передать
121 
 параметры через командную строку пока нельзя. После этого можно запустить
122 
 prog.py из TinyPy. Синтаксис "from module import function" пока не
123 
 поддерживается.
124 
 
125 
 3.2 Модули на C.
126 
 
127 
 Пример создания модулей на C можно посмотреть в каталоге modules/kolibri. Такие
128 
 модули статически линкуются с самим интерпретатором и, соответственно,
129 
 увеличивают его размер. Для снижения накладных расходов компоненты TinyPy
130 
 компилируются в один объектный модуль, а файлы исходных текстов включаются с
131 
 помощью директивы #include. Дополнительные модули могут компилироваться как в
132 
 отдельные объектные файлы, в этом случае нужно дописать их в Makefile, или
133 
 точно так же подключаться директивой include.
134 
 
135 
 В модуле должна присутствовать функция инициализации обычно она называется
136 
 _init. Она вызывается в tpmain сразу после инициализации виртуальной
137 
 машины, создаёт словарь  экспортируемых объектов и добавляет его в предопределённый словарь modules.
138 
 
139 
 Чтобы определить TinyPy-функцию, нужно создать обычную функцию на C вида
140 
 
141 
tp_obj myfunc(tp_vm *tp);
142 
 
143 
 3.3 Модули на FASM.
144 
 
145 
Модуль на FASM пишется аналогично, но всегда компилируется в отдельный
146 
объектный файл. Пример можно посмотреть в каталоге fasm_modules. Модуль
147 
kolibri_dbg экспортирует одну функцию debug_print, выводящую строку на доску
148 
отладки.
149 
 
150 
 4. Обзор модуля kolibri.
151 
 
152 
 Продолжение следует.