Subversion Repositories Kolibri OS

Rev

Rev 2053 | Details | Compare with Previous | 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];
2073 jaeger 87 
 - интерактивная консоль.
2053 jaeger 88 
 
89 
 И конечно, не хватает основной силы Python - его стандартной библиотеки.
90 
 
91 
3. Расширение TinyPy.
92 
 
93 
 Набор встроенных функций в TinyPy достаточно беден, но зато добавление новых
94 
 модулей достаточно просто. Рассмотрим создание модулей на самом TinyPy, на
95 
 C и на FASM.
96 
 
97 
 3.1. Модули на TinyPy.
98 
 
99 
 TinyPy поддерживает модульное программирование, создание модулей
100 
 принципиально ничем не отличается от Python. Пусть, у нас есть простая
101 
 программа из двух файлов:
102 
 
103 
Файл math.py:
104 
 def square(a):
105 
     return a*a
106 
 
107 
Файл prog.py:
108 
import math
109 
 
110 
if __name__=="__main__":
111 
    math.square(12)
112 
 
113 
 Вначале нужно скомпилировать модуль math.py в байт-код при помощи программы
2073 jaeger 114 
 py2bc.py, она работает как в Python, так и в TinyPy. Запускаем shell и выполняем команду
115 
 # tinypy py2bc.py math.py math.tpc
116 
 
117 
 После этого можно запустить prog.py из TinyPy.
118 
 
119 
 # tinypy prog.py
120 
 144
121 
 
122 
 Замечание: синтаксис "from module import function" пока не поддерживается.
2053 jaeger 123 
 
124 
 3.2 Модули на C.
125 
 
126 
 Пример создания модулей на C можно посмотреть в каталоге modules/kolibri. Такие
127 
 модули статически линкуются с самим интерпретатором и, соответственно,
128 
 увеличивают его размер. Для снижения накладных расходов компоненты TinyPy
129 
 компилируются в один объектный модуль, а файлы исходных текстов включаются с
130 
 помощью директивы #include. Дополнительные модули могут компилироваться как в
131 
 отдельные объектные файлы, в этом случае нужно дописать их в Makefile, или
132 
 точно так же подключаться директивой include.
133 
 
134 
 В модуле должна присутствовать функция инициализации обычно она называется
135 
 _init. Она вызывается в tpmain сразу после инициализации виртуальной
136 
 машины, создаёт словарь  экспортируемых объектов и добавляет его в предопределённый словарь modules.
137 
 
138 
 Чтобы определить TinyPy-функцию, нужно создать обычную функцию на C вида
139 
 
140 
tp_obj myfunc(tp_vm *tp);
141 
 
142 
 3.3 Модули на FASM.
143 
 
144 
Модуль на FASM пишется аналогично, но всегда компилируется в отдельный
145 
объектный файл. Пример можно посмотреть в каталоге fasm_modules. Модуль
146 
kolibri_dbg экспортирует одну функцию debug_print, выводящую строку на доску
147 
отладки.
148 
 
149 
 4. Обзор модуля kolibri.
150 
 
151 
 Продолжение следует.