MLton (произносится «ми́ллтон»[1]) — кроссплатформенный полнопрограммно-оптимизирующий компилятор языка программирования Standard ML (SML). Как и большинство остальных реализаций Standard ML, написан на самом Standard ML (за исключением рантайм-системы, написанной на Си) и распространяется с открытыми исходными кодами под лицензией в стиле BSD.
Обеспечивает очень высокую производительность программ на Standard ML: на мелких программах по скорости лишь незначительно отстаёт от Си/С++[2]; на более крупных, за счёт полнопрограммной оптимизации на основе глобального анализа потока управления программы, способен превосходить их. Порождает самостоятельные исполнимые файлы компактного размера. Производительность в MLton обеспечивается даже при интенсивном использовании механизмов абстракции SML (параметрического полиморфизма, функций высшего порядка, функторов), что позволяет использовать язык как для быстрого прототипирования, так и в крупномасштабном программировании[en], не требуя от программиста искать баланс между абстракцией и эффективностью. Прирост скорости кода в сравнении с другими реализациями SML на разных тестах составляет от нескольких раз до нескольких порядков[3].
Сопровождается очень богатой документацией, в том числе описанием трюков с нетривиальным использованием языка. На сайте проекта можно найти почти полный список ссылок на существующую научную и учебную литературу по Standard ML[4]. Достаточно строго соответствует Определению языка и спецификации Базисной библиотеки. Имеется четыре отклонения от Определения, которые авторы не планируют корректировать, а наоборот, классифицируют как исправление дефектов в самом Определении.
Имеет тонкий и быстрый FFI[en], обеспечивающий полное двустороннее взаимодействие с языком Си (вплоть до взаимной рекурсии); а также генератор привязок[en] NLFFI (No-Longer-Foreign Function Interface — рус. интерфейс к отныне-более-не-чужеродным функциям), позволяющий встраивать заголовочные файлы Си прямо в проект на SML и использовать прямые вызовы функций Си в программах на SML[5].
Поддерживает множество нативных платформ (x86, IA-64, AMD64, SPARC, ARM, PowerPC/PowerPC64, DEC Alpha, HPPA, S390) и разнообразных операционных систем, в том числе различных Unix-like-систем (Debian, Fedora, *BSD). Под Windows требует Cygwin или MinGW (по состоянию на 2014 год), родной порт входит в планы разработчиков. Имеет дополнительные бэк-энды в Си, C--, LLVM; ранее имел в своём составе бэк-энд в байт-код, но его поддержку прекратили, так как он не снискал популярности.
Эффективность и компактность программ MLton обеспечивает за счёт:
IntInf
, сопоставимая с сигнатурой INTEGER
) посредством GNU Multi-Precision Library.Подход к оптимизации, применённый в MLton, разительно отличается от традиционного[2]. Обычные компиляторы языков с поддержкой сущностей высших порядков выполняют оптимизации непосредственно над AST, полученном после разбора грамматики и вывода типов, после чего осуществляют преобразование замыканий[en] и низкоуровневые оптимизации. В MLton же порядок работы упрощённо выглядит так. Сперва выполняется дефункторизация и мономорфизация, в результате чего код представляется на промежуточном языке со значительно упрощённой, по сравнению с SML, системой типов, но с поддержкой функций высшего порядка. Затем следует дефункционализация[en] и код на промежуточном языке первого порядка, состоящем только из определений верхнего уровня (SSA). И лишь затем на полученном плоском коде применяются более традиционные оптимизации (замена хвостовой рекурсии на плоскую итерацию, распространение констант, удаление мёртвого кода, выбор представления и прочее), а также плоское представление замыканий. Такая цепочка даёт выигрыш и для пользователей компилятора, и для его разработчиков:
Всего же MLton использует восемь промежуточных языков[8], в том числе нарушающих безопасность ради производительности (в отличие, например, от компилятора TILT[9], не поступающегося безопасностью до самого машинного кода), и несколько десятков проходов.
MLton предлагает ряд нестандартных библиотек:
Unsafe
— небезопасные возможности, в том числе каламбуры типизации (в основном необходимы для FFI).IO
и OS
.CM
из состава SML/NJ[en]. Сопровождается автоматическим преобразователем из формата .cm
в формат .mlb
.и многое другое[11].
Существуют экспериментальные расширения самого MLton:
В апреле 1997 года Стивен Уикс (англ. Stephen Weeks) разработал дефункторизатор для SML/NJ[en], сразу показавший прирост скорости от 2 до 6 раз. В августе того же года была начата разработка оптимизирующего компилятора, который на тот момент назывался smlc
. К октябрю был реализован мономорфизатор. За следующие полтора года smlc
стал полностью независимым компилятором и был переименован в MLton, первый релиз которого состоялся в марте 1999 года. К 2005 году MLton показывал превосходные характеристики производительности программ[3].
С самого начала разработка велась с упором на производительность за счёт глобальной оптимизации программ.[13]
Разработчики MLton диктуют прочтение названия своего компилятора как «ми́ллтон», по аналогии со словом «мельница» (англ. mill)[1] — вероятно, шутливо подразумевая «перемалывание программ на ML», что отражает применение агрессивных методик преобразования[en] и рафинирования[en] программ.
Проектом MLton руководят четыре человека:
Немалый вклад также внесли многие другие люди[14].
В 2013 году проект MLton входил в программу Google Summer of Code[15][16].
Разработчики MLton являются активными участниками совета по successor ML. В 2014 году двое из них были удостоены премии «NSF CISE Research Infrastructure (CRI)»[17] «за позиционирование MLton для исследований языка нового поколения».
MLton обеспечивает быстродействие программ на уровне Си/С++, вне зависимости от использованного стиля программирования .
Недостатки напрямую вытекают из применения глобального анализа и множества этапов преобразований:
И OCaml, и MLton порождают программы высокого быстродействия[19], нередко способные соперничать с программами на Си и С++, портированы на множество платформ (хотя список не идентичен) и сопровождаются обширной документацией. Это делает актуальным вопрос об их отличиях[20]:
fork()
.Также здесь следует отметить некоторые различия между компиляторами, тесно связанные с различиями между самими языками:
Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".
Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.
Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .