Transpilátor Z Jazyka PHP Do Jazyka Go Student: Lukáš Simulík Vedoucí: Ing

ZADÁNÍ BAKALÁŘSKÉ PRÁCE

Název: Transpilátor z jazyka PHP do jazyka Go Student: Lukáš Simulík Vedoucí: Ing. Radomír Polách Studijní program: Informatika Studijní obor: Teoretická informatika Katedra: Katedra teoretické informatiky Platnost zadání: Do konce zimního semestru 2021/22

Pokyny pro vypracování

Nastudujte jazyky PHP a Go a principy týkající se konstrukce překladačů. Navrhněte, analyzujte a implementujte transpilátor projektů z jazyka PHP do jazyka Go. Transpilátor přeloží veškeré základní řídící konstrukce, standardní operátory, oblasti platnosti proměnných a také další nezbytné konstrukce jazyka PHP a také detekuje těžko přeložitelné konstrukce a upozorní na potřebné ruční úpravy výsledného kódu. Implementovaný transpilátor testujte na jednoduchých projektech. Seznam odborné literatury

Dodá vedoucí práce.

doc. Ing. Jan Janoušek, Ph.D. doc. RNDr. Ing. Marcel Jiřina, Ph.D. vedoucí katedry děkan

V Praze dne 28. února 2020

Bakaláˇrskápráce

Transpil´atorz jazyka PHP do jazyka Go

Luk´aˇsSimul´ık

Katedra teoretickéinformatiky Vedouc´ıpráce:Ing. Radom´ırPolách

4. ˇcervna2020

Podˇekov´an´ı

Dˇekujipanu inˇzenýrovi Poláchovi za návrhy, jakýmzp˚usobem pˇrevádˇet konstrukce jazyka PHP do Go, a tipy, jakýmzp˚usobem tento projekt dálrozˇs´ıˇrit. Rovnˇeˇzdˇekujipanu inˇzenýrovi Bohuslávkovi za postˇrehy pˇrirealizaci transpi- látorua objeven´ımprojekt˚u,zabývaj´ıc´ıse pˇreklademdo jazyka Go.

Prohl´aˇsen´ı

Prohlaˇsuji,ˇzejsem pˇredloˇzenouprácivypracoval samostatnˇea ˇzejsem uvedl veˇskerépouˇzitéinformaˇcn´ızdroje v souladu s Metodickýmpokynem o dodrˇzo- ván´ıetických princip˚upˇripˇr´ıpravˇevysokoˇskolských závˇereˇcných prac´ı. Beru na vˇedom´ı,ˇzese na moji prácivztahuj´ıpráva a povinnosti vyplývaj´ıc´ı ze zákona ˇc.121/2000 Sb., autorskéhozákona, ve znˇen´ıpozdˇejˇs´ıch pˇredpis˚u. V souladu s ust. § 2373 odst. 2 zákona ˇc.89/2012 Sb., obˇcanskýzákon´ık,ve znˇen´ıpozdˇejˇs´ıch pˇredpis˚u,t´ımto udˇelujinevýhradn´ıoprávnˇen´ı(licenci) k uˇzit´ı tétomoj´ıpráce,a to vˇcetnˇevˇsech poˇc´ıtaˇcových program˚u,jeˇzjsou jej´ısouˇcást´ı ˇcipˇr´ılohoua veˇskeréjejich dokumentace (dálesouhrnnˇejen D´ılo“), a to vˇsem ” osobám,kterési pˇrej´ıD´ılouˇz´ıt.Tyto osoby jsou oprávnˇeny D´ılouˇz´ıtjakýmkoli zp˚usobem, kterýnesniˇzujehodnotu D´ılaa za jakýmkoli úˇcelem(vˇcetnˇeuˇzit´ı k výdˇeleˇcnýmúˇcel˚um).Toto oprávnˇen´ıje ˇcasovˇe,teritoriálnˇei mnoˇzstevnˇe neomezené.Kaˇzdáosoba, kterávyuˇzijevýˇseuvedenou licenci, se vˇsakzava- zuje udˇelitke kaˇzdému d´ılu, kterévznikne (byt’ jen zˇcásti)na základˇeD´ıla, úpravou D´ıla,spojen´ımD´ılas jinýmd´ılem,zaˇrazen´ımD´ıla do d´ılasouborného ˇcizpracován´ımD´ıla(vˇcetnˇepˇrekladu)licenci alespoˇnve výˇseuvedeném rozsahu a zároveˇnzpˇr´ıstupnitzdrojovýkódtakovéhod´ılaalespoˇnsrovnatelným zp˚usobem a ve srovnatelném rozsahu, jako je zpˇr´ıstupnˇenzdrojovýkódD´ıla.

V Praze dne 4. ˇcervna2020 ...... Ceskévysokéuˇcen´ıtechnickévˇ Praze Fakulta informaˇcn´ıch technologi´ı © 2020 LukáˇsSimul´ık.Vˇsechna práva vyhrazena. Tato práce vznikla jako ˇskoln´ı d´ılo na Ceskémvysokémuˇcen´ıˇ technickém v Praze, Fakultˇeinformaˇcn´ıch technologi´ı.Práce je chránˇenaprávn´ımipˇredpisy a mezinárodn´ımiúmluvamio právuautorskéma právech souvisej´ıc´ıchs právem autorským.K jej´ımuuˇzit´ı,s výjimkoubezúplatnýchzákonnýchlicenc´ıa nad rámec oprávnˇen´ıuvedenýchv Prohláˇsen´ına pˇredchoz´ıstranˇe,je nezbytnýsou- hlas autora.

Odkaz na tuto práci Simul´ık,Lukáˇs. Transpilátorz jazyka PHP do jazyka Go. Bakaláˇrskápráce. Praha: Ceskévysokéuˇcen´ıtechnickévˇ Praze, Fakulta informaˇcn´ıch technologi´ı,2020. Abstrakt

Prácese zabývátvorbou programu, kterýpˇrevád´ıprojekty pro skriptovac´ıja- zyk PHP do jazyka Go. Popisuje historii PHP a jeho vývoj, rozeb´ırázp˚usoby, kterýmilze kódpˇrevádˇet a zrychlovat. Popisuje jiˇzexistuj´ıc´ıprojekty zabývaj´ı- c´ıse touto problematikou. Zahrnuje popis konstrukce kompilátorua jeho jed- notlivéˇcásti.Popisuje realizaci nástroje, zp˚usoby testován´ı,a srovnávávýkon p˚uvodn´ıhoˇreˇsen´ıs novým,pˇreloˇzeným.Analyzuj´ıse zp˚usoby, jakýmiˇslojed- notlivékonstrukce zdrojovéhojazyka pˇrevéstdo c´ılového.

Kl´ıˇcová slova transpilátor,jazyk Go, jazyk PHP, kompilovanýjazyk, dy- namickýjazyk, webovátechnologie

Abstract

The thesis deals with the creation of a program which converts projects for the PHP scripting language into the Go language. Describes the history of PHP and its development, discusses ways how to convert and speed up code. Describes existing projects dealing with this issue. Includes a description of the compiler design and its individual parts. Describes implementation of the tool, methods of testing, and compares the performance of the original

vii solution with the translated one. Methods how the individual constructions could be translated were analyzed.

Keywords transpiler, Go language, PHP language, compiled language, dy- namic language, web technology

viii Obsah

Uvod´ 1

1 PHP 3 1.1 Historie WWW ...... 3 1.2 Historie PHP ...... 4

2 Zp˚usoby zrychlován´ı kódu 5 2.1 Transpilace ...... 5 2.2 Jinýinterpret ...... 6 2.3 JIT kompilátor ...... 6

3 Projekty zabyvaj´ ´ıc´ı se upravou´ PHP 7 3.1 Phalanger ...... 7 3.1.1 PeachPie ...... 8 3.2 P9 ...... 9 3.3 Project Zero ...... 9 3.4 Quercus ...... 10 3.5 HipHop Compiler for PHP ...... 10 3.6 HipHop Virtual Machine ...... 11 3.7 Hack ...... 13 3.8 PHP 7.1...... 13

4 Konstrukce kompilátoru 17 4.1 Lexikáln´ıanalýza ...... 18 4.2 Syntaktickáanalýza ...... 19

5 Realizace 21 5.1 Poˇzadavky ...... 21 5.2 Lexikáln´ıa syntaktickáanalýzaPHP ...... 22 5.3 Struktura ...... 22

ix 5.4 Konflikty v názvech ...... 23 5.4.1 Promˇenné...... 24 5.4.2 Funkce ...... 24 5.4.3 Návˇest´ı ...... 24 5.5 Rozsah platnosti promˇenné ...... 24 5.6 Vedlejˇs´ıefekty pˇr´ıkaz˚u...... 26 5.7 Break a continue ...... 27 5.8 Asociativn´ıpole ...... 27 5.9 Globáln´ıpromˇenné ...... 28 5.10 Funkce a promˇennýpoˇcetargument˚u...... 28 5.11 Vkládán´ıskript˚u ...... 29 5.12 SQL ...... 29 5.13 Generován´ıkódu ...... 31 5.14 Testován´ıa porovnáván´ıvýkonu ...... 31 5.14.1 Testován´ı ...... 31 5.14.2 Porovnáván´ıvýkonu ...... 32

Z´avˇer 35

Bibliograﬁe 37

A Seznam pouˇzitych´ zkratek 41

B Obsah pˇriloˇzen´eho CD 43

x Seznam obr´azk˚u

3.1 Zlepˇsen´ıpoˇct˚upoˇzadavk˚uza sekundu a ˇcasodezvy napˇr´ıˇcverzemi PHP [5] ...... 14 3.2 Porovn´an´ıPHP 7.0 a HHVM 3.10.1 [28] ...... 15

4.1 Struktura kompil´atoru[31] ...... 17

5.1 Pˇr´ıkladneoˇcekávanéhochován´ı ...... 26 5.2 SQL pˇripojen´ıv PHP s definovanýmnávratovýmtypem ...... 30 5.3 Skript pouˇzitýpro porovnáván´ıˇcasu ...... 32

Uvod´

Transpilace je procesem, ve kterémse pˇrevád´ı zdrojovýkódz jednoho do druhého.Jde o událostve svˇetˇeinternetových technologi´ıvelmi rozˇs´ıˇrenou. Jde rozdˇelitdo dvou kategori´ı,podle m´ıstapouˇzit´ı. Prvn´ı z nich souvis´ı se zobrazován´ım na stranˇeklienta, s internetovým prohl´ıˇzeˇcem.M´ıstotoho, aby programátorpouˇz´ıval jazyk prohl´ıˇzeˇce, pracuje s jiným,kterýmávˇetˇs´ımoˇznosti,lepˇs´ıstrukturu, kratˇs´ımzápisem,nebo obsahuje konstrukce známéz jiných jazyk˚u. Castoˇ si jsou oba jazyky velmi podobné, novýnˇejakýmzp˚usobem vycház´ı z p˚uvodn´ıho. Toto rozhodnut´ı pouˇz´ıvat jinou technologii s sebou nese problémv podobˇenutnosti kódpˇreklá- dat do oˇcekávanépodoby. Nemus´ıj´ıtpouze o rozˇs´ıˇren´ımoˇznost´ıjazyka pomoc´ınovéhodialektu, jde i o zpˇetnoukompatibilitu. Jazyky se vyv´ıjej´ı,ale ne vˇsechni pouˇz´ıvaj´ınejnovˇejˇs´ıprohl´ıˇzeˇce. Druhákategorie souvis´ıse stranou serveru a tou se bude zabývat i tato práce.Jedny z nejrozˇs´ıˇrenˇejˇs´ıch jazyk˚uv tétooblasti maj´ıdvˇevýznamnévlast- nosti. Je velmi jednoduchév nich program napsat a zmˇenu jde okamˇzitˇevidˇet, protoˇzejsou interpretované.To s sebou nese dvˇenevýhody. Kv˚uliinterpretu nejsou tolik výkonné,zdroj se totiˇzmus´ıpokaˇzdépˇrekládat.Nejde o jedinou vˇeczpomaluj´ıc´ı bˇeh,jazyky jsou takéˇcastovelmi dynamické,datovétypy promˇených se mohou mˇenitkaˇzdouchv´ıli. Tato vlastnost zjednoduˇsujepsan´ı,ale sniˇzuje rychlost bˇehu a zp˚usobuje, ˇzekontrola nad programem je niˇzˇs´ı.Kv˚ulitomu se zvyˇsujeˇsance,ˇzese program nebude chovat tak, jak má.Projekt˚una zrychlen´ıkóduvzniklo velkémnoˇzstv´ı. Nepˇr´ımose zabývaj´ıvˇsemiproblémy interpretovaných jazyk˚u. Tato prácese bude zabývat skriptovac´ımjazykem PHP. Patˇr´ımezi ty nej- rozˇs´ıˇrenˇejˇs´ıa mávˇsechny neduhy zm´ınˇenévýˇse.Prácese bude krátcezabývat vznikem tohoto jazyka, ˇcásteˇcnˇeproto, aby byly obhájeny nˇekterájeho imple- mentaˇcn´ırozhodnut´ı.Jazyk je kritizovánpro nˇekteréjeho vlastnosti, vˇetˇsina z nich je ale dána historicky, jeho p˚uvodn´ımzámˇerem. Dalˇs´ımbodem bude popsán´ızp˚usob˚u,jak ke zrychlen´ıjazyka m˚uˇzedoj´ıt.

1 Uvod´

Nejd˚uleˇzitˇejˇs´ımze vˇsech bude transpilace, kaˇzdýprojekt ji v nˇejakém´ıˇreob- sahuje. Prac´ıˇreˇs´ıc´ıtuto problematiku je hned nˇekolik, nˇekteréz nich budou zm´ınˇeny zde. U pˇrevodu konstrukc´ıposlouˇz´ıjako inspirace pro implementaci vlastn´ıhoˇreˇsen´ı.Posledn´ımkrokem pˇredrealizac´ıje popis jednotlivých ˇcást´ı pˇrekladaˇce,coˇzje koncept, kterýmse celáprácezabývá. C´ılemtétoprácebude pˇrevéstvybranou mnoˇzinu konstrukc´ınacházej´ıc´ı se v jazyce PHP a pˇrevéstje do jazyka Go tak, aby se nezmˇenilvýsledek, a pokud moˇznovylepˇsilyjeho vlastnosti – rychlost bˇehu programu a ˇcas odezvy, pokud bude spuˇstˇenjako server. Ke zrychlen´ıbude docházetjen d´ıky zmˇenˇetechnologie, optimalizace se nebudou provádˇet,struktura programu by mˇelabýtco nejv´ıcepodobnázdrojovému skriptu. Pˇrevádˇetse bude jen kód splˇnuj´ıc´ı danépoˇzadavky, mezi nˇenapˇr´ıklad patˇr´ı jednoznaˇcnostdatového typu v danémm´ıstˇeprogramu. Testován´ımse zkontroluje úspˇeˇsnostpˇrevádˇen´ı. Prácebude m´ıtcelou ˇradoupˇr´ıklad˚u,u kterých budou popsány d˚uvody, proˇc jdou pˇrevést,ˇcinikoliv. Uspˇeˇsnostse´ nebude dokazovat pouze na pˇr´ıkladech, dojde k pokus˚um o pˇreloˇzen´ıjiˇzfunguj´ıc´ıch projekt˚u.

2 Kapitola 1

PHP

Kapitola se bude zabývat histori´ıwebových technologi´ı,chronologicky pop´ıˇse jejich vývoj po pˇr´ıchod PHP. Zmiˇnujese o p˚uvodn´ımzámˇerutohoto jazyka.

1.1 Historie WWW

V roce 1989 se v laboratoˇr´ıch CERN objevuje návrhprojektu, kterýve svém názvunese dvˇevýznamnéfráze.Jsou jimi WorldWideWeb a HyperText. C´ılem bylo obej´ıt omezen´ı spojenás hielarchickýmuspoˇrádán´ım soubor˚u.Nebylo totiˇzmoˇznése jednoduchýmzp˚usobem dostat na jinýsoubor, aniˇzby se muselo celou stromovou strukturou znovu procházet.Podle Tima Bernerse- Leeho má Stromovástruktura praktickévýhody v pojmenován´ıkaˇzdéhouzlu ” unikátn´ımjménem.Na druhou stranu ale neumoˇzˇnujesystémupopsat reálný svˇet.“ [1, pˇrekladautora] Odpovˇed´ına tento problémmˇely býtodkazy. D´ıky nim p˚ujdelépe popsat vztah mezi jednotlivýmidokumenty, mohou mezi nimi vzniknout cyklickévazby, dátjim stejnou váhu nehledˇena um´ıstˇen´ıve stromu a tak podobnˇe. Zádostseˇ odloˇzilaa znovu se zaˇcneˇreˇsitv kvˇetnu pˇr´ıst´ıhoroku. Pro implementaci byly pouˇzity dvˇenovétechnologie, HyperText Markup Language a HyperTextTransfer Protocol. Obˇetyto technologie stáleexistuj´ıa jsou dále vyv´ıjeny konsorciem W3C, kterépro nˇezároveˇnvydávái standardy [2]. Do listopadu 1993 nebyla tato technologie pˇr´ıliˇspopulárn´ı,coˇzbylo zapˇr´ıˇce- nˇenoniˇzˇs´ıatraktivitou prohl´ıˇzeˇc˚uHTML stránek.Zmˇenapˇriˇslas grafickým webovýmprohl´ıˇzeˇcemMosaic. Jde o projekt NCSA patˇr´ıc´ı pod univerzitu Illinois. Uspˇechu´ vdˇeˇc´ı za implementaci vˇec´ı, kterédo tédoby ˇzádnýjiný prohl´ıˇzeˇcnemˇel, jde napˇr´ıklado ikony, záloˇzky,poutavéuˇzivatelsképrostˇred´ı ” – to udˇelalo software jednoduchýmpro pouˇz´ıvan´ıa lákavéi pro osoby, které nejsou technicky zamˇeˇrené“ [3, pˇrekladautora]. Poˇzadavky na schopnosti stránekse neustálezvˇetˇsovaly, dalˇs´ımkrokem bylo zaˇr´ıdit,aby byly interaktivn´ı.Pro to ze zaˇcátkuslouˇzilo Common Ga- teway Interface – CGI. Jednáse o prostˇredn´ıkamezi serverem a programem

3 1. PHP generuj´ıc´ıstr´anku. D´ıkytomu se rozˇs´ıˇrily moˇznosti,jak odpovˇed’ bude vypadat, jiˇznemuselo j´ıto kopii HTML str´ankyuloˇzenouna serveru [4].

1.2 Historie PHP

CGI bylo jedn´ımz d˚uvod˚u,proˇcse objevil projekt, pojmenovanýjako Perso- ” nal Home Pages“. Byl napsánRasmusem Lerdorfem a jeho c´ılembylo vytvoˇrit velmi jednoduchýˇsablonovac´ısystém,kterýbude vypadat jako HTML, jen bude m´ıtnav´ıcpárovou znaˇcku,kteráse nahrad´ıdynamickýmobsahem [5]. Do tédoby programy na druhéstranˇeCGI byly napsanév C nebo v Perl, a mˇely podobu standardn´ıho programu, bylo proto tˇeˇzkérozpoznat, ˇzevýsledkem bude HTML výstup[6]. Ke vzniku tohoto systému doˇslov roce 1994 a nyn´ıje známpod zkratkou PHP“. Veˇskerévýpoˇcty se mˇelyprovádˇetv jinémjazyce, autorovou viz´ı ” bylo pouˇz´ıvat jazyk C, vytvoˇrilproto rozhran´ıpro komunikaci mezi tˇemito dvˇemajazyky. V porovnán´ıs p˚uvodn´ımzámˇerema vzhledem jazyka dnes je vidˇet,ˇzese zamˇeˇren´ızmˇenilo,moˇznostijazyka se zvˇetˇsily. PHP jiˇznen´ıznámé t´ım,ˇzeby bylo ˇsablonovac´ımjazykem, vykreslován´ıa výpoˇcty jsou spojené dohromady [5]. Tato zmˇenapostaven´ıjazyka zp˚usobila,ˇzese v nˇem objevuj´ıkonstrukty, kteréjsou pro jinéjazyky se stejnýmzamˇeˇren´ımneobvyklé.Vˇetˇsinaz nich bude zm´ınˇenav kapitole 5, protoˇzes nimi c´ılovýjazyk neum´ıpracovat.

4 Kapitola 2

Zp˚usoby zrychlov´an´ık´odu

Tato kapitola pop´ıˇsezp˚usoby, jakýmilze jiˇzexistuj´ıc´ıprogramy zrychlit. Otáz- ka rychlosti je spojena s PHP od jeho vzniku. Skripty v jazyce Perl byly nˇekolikanásobnˇerychlejˇs´ıneˇzty v PHP, ale d´ıkysprávnýma rychlýmrozhod- nut´ımtento jazyk nakonec nad konkurentem zv´ıtˇezil[5]. Zp˚usoby se od sebe liˇs´ıvelikost´ızásahu do p˚uvodn´ıstruktury a velikost´ı zrychlen´ı.

2.1 Transpilace

Kompilátorje program, kterýpˇrevede programovac´ıjazyk do strojovéhokódu nebo do formátuCLI. Jde o standardizovanýformátnezávislýna zdrojovém kódu.Podporuje objektovˇeorientovanéprogramován´ı,generickédatovétypy. C´ılem je m´ıt kódnezávislýna platformˇe,ke spuˇstˇen´ı programu staˇc´ı m´ıt systém,kterýtento formátum´ızpracovat a spustit [7]. T´ımto zp˚usobem na- pˇr´ıkladfunguje .NET Framework od spoleˇcnostiMicrosoft [8]. Transpilátorje speciáln´ıpˇr´ıpadkompilátoru,kterýpˇrevád´ızdrojovýkód mezi dvˇemavysokoúrovˇnovýmiprogramovac´ımijazyky. Tento proces se po- uˇz´ıvánapˇr´ıkladpro pˇrevod ze starˇs´ıhojazyka do nového.Dalˇs´ımd˚uvodem je modernizace jiˇzexistuj´ıc´ıhokódu,pouˇz´ıván´ınových funkc´ıa tak podobnˇe. Dalˇs´ımd˚uvodem m˚uˇze býtoptimalizace zdrojovéhokódu.Jde o sériitransfor- mac´ı,rozdˇelenédo nˇekolika krok˚upodle jejich nároˇcnosti. V prvn´ıch fáz´ıch se odstran´ınepouˇzitépromˇenné,nevykonatelnébloky kódua tak podobnˇe.Pak pˇrijdena ˇraduodstraˇnován´ızbyteˇcných pˇriˇrazován´ıi kdyˇzhodnota je jasnˇe danákonstantou, úpravy cykl˚ua ˇr´ıd´ıc´ıch konstrukc´ı,ˇciaplikován´ı znalost´ı o argumentech funkce [9].

5 2. Zp˚usoby zrychlovan´ ´ı kodu´

2.2 Jin´yinterpret

Dalˇs´ımze zp˚usob˚ujak vylepˇsitˇcasje pouˇzit´ımjinéhointerpretu pro daný jazyk. Tento zp˚usobbude ze vˇsech nejménˇepouˇz´ıvaný.Dánoje to zejména t´ım,ˇzeproblémrychlosti to neum´ıˇreˇsittak dobˇrejako jinézmiˇnovanévarianty. Je zde stáleproblémse zpomalen´ım,kterýsi s sebou nese kaˇzdýinterpret. I pˇresto interprety vznikaj´ı,jejich vyuˇzit´ıale nen´ıurˇcenopro fináln´ıprodukt. Slouˇz´ık jednoduˇsˇs´ımu testován´ı,je moˇznésledovat výslednýkódv reálném ˇcasev pˇr´ıpadˇetranspilace a d´ıkytomu snadnˇeji objevovat chyby [10], [11].

2.3 JIT kompil´ator

Aktuálnˇenejúspˇeˇsnˇejˇs´ımzp˚usobem je pouˇzit´ımJIT kompilátoru.Jde o zkratku pro just-in-time“, term´ındo ˇceˇstiny nepˇrekládaný.Pro program to znamená ” odkládán´ıkompilace, k prvn´ımu pˇrekladufunkce do strojovéhokódudojde aˇz kdyˇzje poprvévolána.Pˇridalˇs´ımvolán´ıtétofunkce se jiˇzbude pouˇz´ıvat varianta pˇreloˇzená,ˇcasstrávenývolán´ımfunkce tak bude mnohonásobnˇemenˇs´ı [12]. Pokud se funkce voláˇcasto,bude docházetk dalˇs´ımúpravámkódu.Opti- malizace se odkládá,protoˇzekdyby se kaˇzdáfunkce volala jen jednou, m´ıstoke zrychlen´ıby doˇslo ke zpomalen´ı.C´ılemje zachovat vlastnosti podobnébˇeˇzným kompilátor˚um,uˇzivatel nesm´ına ˇcasepoznat, ˇzese provád´ıoptimalizace. Dojde k optimalizac´ımpodobnýmtˇem,co lze provádˇetbˇehemtranspilace zm´ınˇenév sekci 2.1. Protoˇzec´ılem je strojovýkód,mohou se ve funkc´ıch provádˇetdalˇs´ıúpravy, naruˇsuj´ıc´ıp˚uvodn´ıvýznam.Mezi nˇepatˇr´ıodstranˇen´ı zapouzdˇrován´ı,bˇeˇznépro objektovˇeorientovanéprogramován´ı,nebo sn´ıˇzen´ı pˇr´ıstup˚udo tabulky virtuáln´ımetod. Oproti statickému kompilátorumátento velkou výhodu v podobˇevˇetˇs´ıhomnoˇzstv´ıinformac´ıo prostˇred´ıve kterém se program vykonává.D´ıkytomu se m˚uˇzelépe pˇrizp˚usobita optimalizovat kvalitnˇejidanýdruh problému. Optimalizace se provád´ıv nˇekolika fáz´ıch. Jsou k tomu dva d˚uvody. Prvn´ımz nich je snaha pˇr´ıliˇsnezpomalit prvn´ıkompilaci. Druhýmje ten fakt, ˇzeoptimalizace nemus´ıbýtvˇzdyúspˇeˇsnáa m˚uˇzedoj´ıtke zhorˇsen´ıvlastnost´ı.Kompilátormáproto schopnost provésti inverzn´ıpostup k optimalizaci [13].

6 Kapitola 3

Projekty zab´yvaj´ıc´ıse ´upravou PHP

Upravou´ PHP se zabývalo velkémnoˇzstv´ıprojekt˚u.Vˇetˇsinaz nich nˇejakým zp˚usobem ˇreˇsilproblémdynamického typován´ı.Sekce budou obsahovat po- uˇzitoutechnologii, popis, jaképroblémy se pˇripˇrevodu ˇreˇsily, a jak. V kapitole jsou dvˇesekce, kterése problémemdynamickéhotypován´ı pˇr´ımo nezabývaj´ı. Jde o novˇejˇs´ı verzi interpretu PHP a jeden novýjazyk, kterýmáskriptovac´ıjazyk za inspiraci. Protoˇze vˇsechny transpilátoryˇreˇs´ı stejné problémy, zp˚usoby, jakýmje vyˇreˇsily, slouˇz´ıjako inspirace pro vlastn´ıˇreˇsen´ı.

3.1 Phalanger

Tento projekt si jako c´ılovou technologii vybral prostˇred´ı.NET. Skripty se pˇrekládaj´ıdo CLI, coˇzje formát,kterýse na tétoplatformˇepouˇz´ıvá.Efektivity se dosahuje zmˇenoutechnologie, ta um´ıprovádˇetdalˇs´ıoptimalizace. Text, co nen´ıve funkci, nebo je mimo znaˇcky znaˇc´ıc´ıoblast PHP skriptu, se pˇreloˇz´ıjako statickámetoda. Rozhran´ıa tˇr´ıdynapsanév PHP se definuj´ı jako novétypy v CLI. Funkce a pˇr´ıkazyse pˇreloˇz´ıjako jeden velkýstatickýtyp CLI. Tento typ obsahuje vˇsechny statickémetody, vˇcetnˇetextu mimo skript. Mimo tuto strukturu se nav´ıcdefinuje kontext ve kterémse skript právˇe ted’ nacház´ı,obsahuje informace o stavu, ve kterémse nacházej´ır˚uznépro- mˇenné,dynamickákonfigurace a dalˇs´ı. Kaˇzdáfunkce mák tˇemto údaj˚um pˇr´ıstup. Stejnˇejako PHP umoˇzˇnuj´ıdynamickédeklarace funkc´ıa tˇr´ıd.Kaˇzdáde- klarace másvoji verzi. S touto strukturou je moˇznéprovádˇetredeklarace, ˇc´ımˇz by se pak liˇsiliod p˚uvodn´ıhojazyka, tak se toto chován´ızakázalo,m˚uˇzese provéstjen jedna takovádeklarace a ta bude aktivn´ıpo celou dobu trván´ıpro- gramu. C´ılovýjazyk dynamicky deklarovat neum´ı,proto se generuj´ıvˇsechny

7 3. Projekty zabyvaj´ ´ıc´ı se upravou´ PHP verze, pro pˇr´ıstupk poˇzadovanéverzi se pouˇz´ıváhaˇsovac´ıtabulka. Tabulka nen´ıpokaˇzdépotˇreba,ta máopodstatnˇen´ıjen u dynamických deklarac´ı. Proto kdyˇzexistuje jen jedna verze funkce, jde pro volán´ıfunkc´ıa vytváˇren´ıobjekt˚u pouˇz´ıvat právˇejedna existuj´ıc´ıdefinice. Tento krok se provede bˇehemkompi- lace [14, s. 33]. Pˇr´ıkaz include se pˇreloˇz´ıjako funkce eval. To mánevýhodu v podobˇe ˇcasovénároˇcnostia slabékontroly nad skriptem, m˚uˇzepˇrinéstbezpeˇcnostn´ı riziko. Pokud volán´ıpˇr´ıkazujde pˇrevéstdo staticképodoby a kódza t´ımto pˇr´ıkazemjde rovnˇeˇzstaticky zpracovat, od funkce eval se ustoup´ıa kódse na daném´ıstovloˇz´ıstejnýmzp˚usobem, jakýmto dˇeláPHP. Lokáln´ıpromˇennése ukládaj´ına zásobn´ık,toto pravidlo ale vˇzdyneplat´ı. I k lokáln´ıpromˇennýmse nˇekdybude pˇristupovat pomoc´ıtabulky. To nastává napˇr´ıkladu vykonáván´ıfunkce eval a pˇr´ıkazu include. Globáln´ıpromˇennése dávaj´ıdo haˇsovac´ıtabulky, mohou se totiˇzkdykoli zmˇenita bˇehemkompilace jeˇstˇenemus´ıani existovat. Nepˇr´ımévolán´ıv PHP reprezentované promˇennou ” promˇenných“ se ˇreˇs´ı pˇrep´ınaˇcemhledaj´ıc´ım shodu. Pokud se zde nenajde, hledáse v haˇstabulce. Nepˇr´ımévolán´ıtak nemus´ızp˚usobovat problémy. Tento zp˚usobhledán´ıse mus´ıprovádˇetu kaˇzdémetody, je to zp˚usobenémagickými funkcemi __get a __set. To nedeklarovanýmpoloˇzkámdávánovývýznam. Analýzatyp˚use neprovád´ı, typ se tu reprezentuje jen dvˇemazp˚usoby. Jde o obecnýobjekt a referenci, kteráse pouˇz´ıvánapˇr´ıklad u globáln´ıch promˇenných. Jde o obaluj´ıc´ıtyp, obsahuje objekt obsahuj´ıc´ıhodnotu promˇenné [14, s. 34]. Pro kaˇzdoumetodu vznikaj´ıdvˇepˇret´ıˇzenévarianty, liˇs´ıc´ıse svýmpouˇzit´ım. Jedna slouˇz´ıpro pˇr´ıpadkdy je vˇseznámébˇehemkompilace, druhá,se stejným pˇredpisem, s argumenty pˇr´ımo nepracuje – volaj´ıc´ı argumenty um´ıst´ı na zásobn´ıka funkce si je zpracuje, zkontroluje [14, s. 32 – 34]. Starˇs´ı verze PHP podporovaly neobvyklédeklarace metod, mohly být napˇr´ıkladabstraktn´ıa statickézároveˇn,privátn´ıa abstraktn´ı.Tyto definice v pátéverzi zaˇcalymizet [15], pˇrekladaˇcsi s nimi ale um´ıporadit pomoc´ı dodateˇcných atribut˚uv CLI. Zkompilovanétˇr´ıdyjde pouˇz´ıtv jiných technologi´ıch pouˇz´ıvaj´ıc´ıstejnou platformu, staˇc´ısplnit danérozhran´ı.Jde pouˇz´ıti pˇrevrácenýpostup, jeˇstˇe v nezkompilovanémPHP jde pouˇz´ıtknihovny z .NET [14, s. 35 – 36]. Toto ˇreˇsen´ıdosáhlov testovac´ıch pˇr´ıpadech v´ıceneˇzdvojnásobnéhozrych- len´ıoproti referenˇcn´ımverz´ımPHP [14, s. 37].

3.1.1 PeachPie

Phalanger jiˇznen´ıdále vyv´ıjen,jeho pokraˇcovatelem je PeachPie. Mápodobné c´ılejako pˇredch˚udce,tedy zakomponován´ıC# modul˚udo PHP. Stejnˇejako pˇredt´ım se kódpˇrekládádo vnitˇrn´ı struktury pro .NET, jde ale takécelý projekt zpracovat do jazyka C# nebo Visual Basic.

8 3.2. P9

Pro kompilován´ıpouˇz´ıvaj´ıprojekt Roslyn [16]. Ten si dal za c´ılzjednoduˇsit generován´ıkódu,transformace, tvorbu doménovˇespecifických jazyk˚u.Nab´ız´ı taképrostˇredkypro syntaktickou a sémantickou analýzu[17].

3.2 P9

Jde o práci,kterápro svoji implementaci pouˇz´ıvájiˇzexistuj´ıc´ıframework – kompilátorod IBM. Pro ten se daj´ınapsat generátorykódua optimalizátor. Výslednýkódje urˇcen pro Java Virtual Machine. Kompilátoru pˇredávaj´ı vlastn´ıstrukturu kódu, provádˇej´ıs n´ıdalˇs´ıoptimalizace, ale optimalizace spe- cificképro Java se nepouˇz´ıvaj´ı.Zrychlen´ıse dosahuje za pouˇzit´ıJIT kompilace [18, s. 121 – 123]. Datovýmtyp˚umse dala struktura, nyn´ı se rozliˇsuj´ı tˇrizákladn´ı druhy. Prvn´ımz nich jsou primitivn´ıdatovétypy, dalˇs´ıjsou objekty a dalˇs´ısamo- statnou skupinu tvoˇr´ıdalˇs´ıtˇeˇzko identifikovatelnéstruktury, mezi kterépatˇr´ı objekty zabývaj´ıc´ı se databázovýmpˇripojen´ım, prac´ı se souborem a dalˇs´ı. S t´ımto rozdˇelen´ımjsou v´ıcekonkrétn´ıneˇzPHP a d´ıkytomu ˇsetˇr´ıpamˇet´ı, alokace jsou v´ıcekonkrétn´ı. Co jednotlivézákladn´ıoperace vykonávaj´ıje dánopravýma levýmope- randem. Toto komplikovanépˇretˇeˇzován´ıoperátor˚ubrán´ıvytvoˇren´ıjednéin- strukce pro kompilátor,proto se vˇsechny takovéoperace pˇrevedly na pomocné funkce. Pˇr´ıkaz include v PHP vkládákódna daném´ıstoa um´ıpracovat s pro- mˇennými,kterése pˇredt´ımto pˇr´ıkazem objevily. Zde to pˇrevedli do podoby volán´ıfunkce pˇrizachován´ıp˚uvodn´ıhochován´ı,k tˇemto promˇennýmmákód pˇr´ıstupa vˇsemaj´ıpod kontrolou [18, s. 124]. V pˇrekládanémjazyce je moˇznése k promˇennédostat nˇekolika zp˚usoby, interpret pro vˇsechny pouˇz´ıvástejnýzp˚usob, a t´ım je asociativn´ı pole. To s sebou nese problémy v podobˇeˇcasovénároˇcnosti,zde se toto zpomalen´ıˇreˇs´ı komplikovanˇejˇs´ıstrukturou. Lokáln´ıpromˇennéna zásobn´ıkuse indexuj´ı.Je snahou jednotlivépˇr´ıstupy dálev kódunaj´ıthned v tomto indexu. Pokud se neuspˇeje,pouˇz´ıváse stejnátechnika jakou máinterpret, tedy asociativn´ıpole [18, s. 124]. Pro P9 jde napsat rozˇsiˇruj´ıc´ıknihovny, bylo vytvoˇrenorozhran´ı,pˇreskteré knihovny mohou komunikovat [18, s. 125]. Zrychlen´ıoproti interpretu PHP se liˇs´ıpodle pouˇzit´ı,na malých testovac´ıch skriptech jde aˇzo desetinásobnézlepˇsen´ı,u webových aplikac´ıjde o hodnotu mezi dvaceti aˇztˇricetiprocenty [18, s. 125 – 128].

3.3 Project Zero

Projekt vznikl pod záˇstitouspoleˇcnostiIBM. Zabýval se spojen´ımjazyku PHP s jazykem Java. Mávlastnosti interpretu a JIT kompilátoru:Project Zero je

9 3. Projekty zabyvaj´ ´ıc´ı se upravou´ PHP pro PHP interpretem, jednotlivéelementy tohoto skriptovac´ıjazyka vid´ıjako tˇr´ıdy v Java. Ty si pak pˇrevede do svévnitˇrn´ı reprezentace a nakonec se zkompiluje do formátupro virtuáln´ıstroj Java bˇeˇzný– bytekód. V nˇekterých oblastech se od PHP liˇs´ı. Napˇr´ıklad zde neexistuj´ı super- globáln´ıpromˇenné– pro z´ıskán´ıhodnot se bude pouˇz´ıvat funkce get(), která je souˇcást´ıprostˇred´ıZero. Rozˇs´ıˇren´ıpro PHP jsem pˇrepsánado jazyku Java a stejnˇejako standadn´ı interpret pro PHP i tento umoˇzˇnujepˇridatrozˇs´ıˇren´ı.Mohou býtnapsány v C nebo v Java [19], [20]. Jakéhozrychlen´ı dosáhlv porovnán´ı s p˚uvodn´ımˇreˇsen´ım nen´ı známo, hlavn´ımc´ılem bylo umoˇznitpouˇz´ıvat prostˇredkyz obou jazyk˚uzároveˇn.

3.4 Quercus

Quercus stejnˇejako Zero pˇricház´ıs interpretem PHP a velkýmmnoˇzstv´ım rozˇs´ıˇren´ı.Obˇetechnologie jde volnˇekombinovat, PHP skript ale automaticky zaˇcnepouˇz´ıvat lepˇs´ıˇreˇsen´ı pocházej´ıc´ı z Java, napˇr´ıklad efektivnˇejˇs´ı práce s databázovýmipˇripojen´ımi. Quercus pro nˇekteréaplikace dosáhlzrychlen´ı,uvád´ıse, ˇzeaˇzˇctyˇrnásobné [21].

3.5 HipHop Compiler for PHP

Tento projekt od spoleˇcnostiFacebook se zabývátranspilac´ıPHP do kom- pilovaného,staticky typovanéhojazyka, v tomto pˇr´ıpadˇeC++. Zrychlen´ıje z´ıskánoomezen´ımdynamických kontrol typ˚ua d´ıkyoptimalizac´ım,kteréum´ı kompilátorprovádˇet[11, s. 576]. Pˇrevádˇej´ıvˇetˇsinu konstrukc´ıPHP, nepodporuj´ıse funkce eval, protoˇze pˇrináˇs´ıbezpeˇcnostn´ıriziko, a neprovád´ıse implicitn´ıpˇrevod mezi ˇc´ıselnými datovýmitypy, pokud mádoj´ıt k pˇreteˇcen´ı[11, s. 577 – 578]. C´ılemje pˇrevéstpokud moˇznoco nejvˇetˇs´ımnoˇzstv´ıkódudo staticképo- doby, kde se nebudou muset ˇreˇsitproblémy dynamickéhotypován´ı.Dosahuje toho t´ım,ˇzeagresivn´ımzp˚usobem se snaˇz´ıtypy odvodit. U primitivn´ıch da- tových typ˚uje tento proces velmi úspˇeˇsný.D´ıkytomu bude velkémnoˇzstv´ı funkc´ımoˇznévolat bez kontrol na datovýtyp [11, s. 578 – 579]. Vˇse,co nelze jasnýmzp˚usobem pˇrevést, bude uloˇzenodo nˇejakétabulky. Pro funkci pˇrij´ımaj´ıc´ı vˇetˇs´ı mnoˇzstv´ı datových typ˚use vygeneruj´ı vˇsechny moˇznékombinace a dostane unikátn´ıjméno. Tabulka zaˇr´ıd´ı,aby se pouˇzilata správná.Konstanty definovanéza bˇehu programu a globáln´ıpromˇennérovnˇeˇz nejde udˇelatstaticky, budou uloˇzeny v tabulce globáln´ıch symbol˚u.Ta obsahuje nav´ıcstaticképromˇennéve tˇr´ıdách a informaci o jejich dostupnosti – zda byl do skriptu vloˇzensoubor pomoc´ıpˇr´ıkazu include. Lokáln´ıpromˇenné nemoˇznéodvodit staticky rovnˇeˇzskonˇc´ıv tabulce. Ta máale menˇs´ırozsah,

10 3.6. HipHop Virtual Machine náleˇz´ı pouze danéfunkci. Pˇr´ıstup k dynamicképromˇennéznamenáhledat v tabulkách lokáln´ıch a globáln´ıch symbol˚u.Nejednoznaˇcnétypy tu je dalˇs´ı tabulka, ta namapuje názvypoloˇzekk hodnotám[11, s. 581]. Pokud nˇeconejde zavolat staticky – vytváˇretobjekty, vkládatskripty s nedefinovanýmnázvem – jsou na m´ıstˇejeˇstˇevyvolávac´ıtabulky. Chován´ı je podobnéinterpretu PHP, vˇsese ale tvoˇr´ıbˇehemkompilace, d´ıkyprocesu statickéanalýzy. Aby se zachovalo p˚uvodn´ıchován´ı,simuluje se dynamickénaˇc´ıtán´ısou- bor˚u.T´ımto zp˚usobem funkce class_exists a podobnémaj´ıv c´ılovémjazyce stálevýznam.Zkompilovanýprogram o vˇsech tˇr´ıdách jiˇzv´ı,ale protoˇze jeˇstˇe neprobˇehl include, pˇredst´ırá,ˇzetˇr´ıdaneexistuje. Kompilátorse skládáz ˇsestiˇcást´ı.Prvn´ıvytvoˇr´ıabstraktn´ısyntaktický strom pro zdrojovésoubory. V dalˇs´ım kroku se strom projde, zjist´ı se, co vˇseje definovánoa kolikrát.Pro unikátn´ıkonstrukce bude moˇznépozdˇejivy- tvoˇritlépe optimalizovanýkód.Vytvoˇr´ıse graf závislost´ı.S touto informac´ı bude moˇznéparalelizovat. Tˇret´ımbodem je proveden´ıprvn´ıch jednoduchýop- timalizac´ı.Ignoruj´ıse datovétypy, odstraˇnuj´ıse zbyteˇcnávolán´ıfunkc´ıv PHP pouˇz´ıvanékv˚ulirozd´ılnýmverz´ıminterpreta, miz´ınepouˇzitéfunkce. Zp˚usoby, jakýmilze ˇretˇezcespojovat se pˇrevád´ına jeden unifikovaný.Dalˇs´ımkrokem je odvozen´ıdatových typ˚u. C´ımv´ıcekonkrétn´ı,t´ımlepˇs´ı,budeˇ se provádˇet bˇehembˇehu programu menˇs´ımnoˇzstv´ıkontrol. Pak pˇricház´ıdalˇs´ıoptimali- zace, kterése nedaly bez typ˚uprovést.Posledn´ımbodem je kódvygenerovat. Kaˇzdátˇr´ıdabude ve vlastn´ımsouboru. Kaˇzdýsoubor bude obsahovat funkci podobné main, kteráse zavolábˇehemvkládán´ısouboru [11, s. 579 – 581]. Oproti p˚uvodn´ımu ˇreˇsen´ıje zde v´ıceneˇzpˇetinásobnézrychlen´ı,u nˇekterých úlohje zrychlen´ıv´ıceneˇzdvou set násobné[11, s. 582 – 584]. O tomto projektu se na svémblogu zm´ınili autor PHP. Uvád´ı,ˇzezrychlen´ı neˇreˇs´ıvˇsechny problémy spojenés generován´ımstránek.Výpoˇcetn´ıvýkon nen´ı to, co webovéstránkyzdrˇzuje, jde sp´ıˇso mnoˇzstv´ıdotaz˚una server, zpoˇzdˇen´ı kv˚ulidatabázovému pˇripojen´ıa dalˇs´ıproblémy, kterétranspilace nevyˇreˇs´ı[22]. Pro projekt se pouˇz´ıvázkratka HPHPc“ – HipHop compiler. Aby se ” bˇehemtestován´ıneztratila výhoda interpretovanéhojazyka, vznikl pro tento projekt i interpret, HPHPi“. Je ˇsestkrátpomalejˇs´ıneˇzkompilátor,v nˇekterých ” pˇr´ıpadech je proto horˇs´ı neˇzp˚uvodn´ı interpret. Jeho pouˇzitelnostje proto velmi n´ızká,nav´ıcse chovájinak neˇzkompilovanáverze [23, s. 778].

3.6 HipHop Virtual Machine

Jde o dalˇs´ız projekt˚uspoleˇcnostiFacebook zabývaj´ıc´ıse problémemrychlosti PHP. I pˇresto, ˇzevýsledkyHPHPc byly velice dobré,stáletu byly limitace spojenés vˇetˇs´ımmnoˇzstv´ımkomplikovaných operac´ıv pˇr´ıpadech, kdy datový typ nebylo moˇznéodvodit. Neznámétypy zp˚usobuj´ı, ˇzekompilace nebude

11 3. Projekty zabyvaj´ ´ıc´ı se upravou´ PHP

schopnánikdy typ odvodit a pr˚uchody programem nejsou jednoznaˇcné,coˇz brán´ıdalˇs´ımoptimalizac´ım[23, s. 778]. Jde o virtuáln´ıstroj chovaj´ıc´ıse jako zásobn´ıkovýpoˇc´ıtaˇc,kterýmávlastn´ı mnoˇzinu pˇr´ıkaz˚u– instrukˇcn´ısadu. Pˇripom´ınáproto CLI. Pro tuto vnitˇrn´ı strukturu se pouˇz´ıváoznaˇcen´ı HHBC“, HipHop ByteCode. HHVM pracuje ” s vˇetˇs´ıznalost´ıprogramu. Frontend virtuáln´ıhostroje pˇrevede PHP do HHBC a vˇsedáleˇreˇs´ıJIT kompilátor. Znáaktuáln´ıhodnoty, proto dokáˇzevytváˇret kódjasnˇedefinovaný,datovýtyp je vˇzdyznáma d´ıky tomu lze kóddále zrychlit [23, s. 778 – 779]. Bytekódobsahuje kromˇesady pˇr´ıkazu jeˇstˇemetadata, kterépomáhaj´ı zakódovat funkce a tˇr´ıdy. Obsahuj´ıˇc´ıslaˇrádku,tabulky kóduj´ıc´ıidentifikátory, mapován´ına zdrojovésoubory a dalˇs´ıd˚uleˇzitéinformace pro to, aby mohl stroj fungovat. Vˇetˇsinouje kódbez typ˚u,odkazuje se na vˇetˇsinu konstrukc´ınázvy. Reference z PHP se snaˇz´ıeliminovat. Absence datových typ˚uzp˚usobuje,ˇze volán´ıfunkce je tˇeˇzké,mus´ıse pˇredn´ımprovéstdva kroky. Identifikuje se volaj´ıc´ı,zjist´ıse, zda funkce existuje, a jak vypadaj´ıjej´ıargumenty, co s nimi bude dˇelat. Druhýmkrokem je rozpoznat, co se bude pˇredávat referenc´ı,a co hodnotou [23, s. 779 – 780]. Odvozován´ıtyp˚uprob´ıháza bˇehu a pˇredpokládáse jejich svázanost s argumenty funkce, nebo ˇzese nemˇen´ıv pr˚ubˇehu vykonáván´ıtak ˇcasto.Kódse nedˇel´ına statickéa dynamickéfunkce, tady je dˇelbaa následnáoptimalizace v´ıckonkrétn´ı.Docház´ık rozkládán´ına úseky, kteréjsou nˇejakýmzp˚usobem významnésvýmdynamickýmchován´ım.Pro tyto úsekyse pouˇz´ıváoznaˇcen´ı tracelet“. Tracelet je identifikovánpˇrij´ımanýmdatovýmtypem. Pokud typ ” na vstupu je stejnýjakýúsekoˇcekává,stroj m˚uˇzeoptimalizovat, nebo nemus´ı nic dˇelat.K rekompilaci dojde pouze tehdy, kdyˇzse typy liˇs´ı.Tyto bloky jde ˇretˇezit,vˇsechny za sebou v ˇradˇebudou stoprocentnˇespecializovanépro daný datovýtyp. Useky´ jsou malé,proto pˇri nutnosti pˇrekompilován´ınenástává velkézdrˇzen´ı.A pokud jiˇzk tomuto kroku dojde, p˚uvodn´ıverze se nezniˇc´ı, takˇzenávratk pˇredchoz´ımu typu bude rychlejˇs´ı.Maléúsekys sebou nesou i jednu nevýhodu v podobˇemenˇs´ıho mnoˇzstv´ı optimalizac´ı. Je moˇzné,ˇze s vˇetˇs´ım mnoˇzstv´ıkontextu by byl kódvýkonnˇejˇs´ıneˇzted’, sloˇzenýz nˇekolika malých blok˚u.Pokud se budou typy mˇenitˇcasto,ˇcasbude podobnýjako v interpretu PHP [23, s. 780 – 782]. HHBC je stálevysokoúrovˇnováreprezentace zdrojovéhokódu.Neobsaho- val informace o typu, volán´ıfunkce je nároˇcné.Tracelet se proto dálepˇrevád´ı do jeˇstˇeniˇzˇs´ıpodoby, nazývanéjako HHIR“. Jde o typovanýformát,který ” um´ıvˇsechny bˇeˇznéoptimalizace a nav´ıcovládáty, kteréjsou specificképro PHP. Je pˇrenosný,nezávislýna c´ılovéplatformˇe.Lépe pracuje s pamˇet´ıneˇz PHP interpret, tvorba tˇr´ıdje úspornˇejˇs´ı,a vlákna um´ımezi sebou dobˇrespo- lupracovat sd´ılen´ımmezipamˇeti[23, s. 782 – 783]. Pro tento projekt nen´ıtˇrebavytváˇretinterpret jako tomu bylo u HipHop kompilátoru.Rozd´ılnéchován´ımezi testovac´ıma produkˇcn´ımkódemtu je, jde ale jen o mnoˇzstv´ıoptimalizac´ı[23, s. 778].

12 3.7. Hack

Zrychlen´ı oproti HPHPc je u nˇekterých aplikac´ı v´ıce neˇzdvojnásobné, u komplikovaných projekt˚ujde o padesátiprocentn´ızrychlen´ıoproti bˇeˇznému PHP interpretu [23, s. 785 – 786].

3.7 Hack

Jde o jinýdruh projektu neˇzty zmiˇnovanévýˇse,kterése zabývaly primárnˇe rychlost´ıvykonáván´ı,pˇr´ıpadnˇerozˇs´ıˇren´ımoˇznost´ıjazyka. Hack je jazykem, kterýzaˇcaljako v´ıcestriktn´ıdialekt PHP. Pˇrechod mezi nimi mˇelbýtvelmi snadnýa spousta zdrojových kód˚uuˇzmˇelabýtvalidn´ı kódemnapsanýmv Hack. Takovou myˇslenkujde napˇr´ıkladpozorovat u Ty- peScript [24]. Pˇrestalpodporovat konstrukce neshoduj´ıc´ıse s myˇslenkou statickéhoty- pován´ı, jiˇznen´ı moˇznépouˇz´ıvat konstrukci promˇennápromˇenných“. Vˇse ” m˚uˇzebýtstaticky typovanéa mnoˇzinamoˇzných datových typ˚uje velmi velká. Typy mohou býtgenerické,rozsah hodnot rozˇs´ıˇreno hodnotu null. Do jazyku se pˇridalykolekce s rozhran´ımbˇeˇznépro jinéjazyky, typ˚umjde dátalias. Tvorba anonymn´ıch funkc´ıje jednoduˇsˇs´ı[25]. Zmenˇsilose mnoˇzstv´ıkl´ıˇcových slov. Nˇekterénemaj´ıalternativu, napˇr´ıklad slovn´ılogickéoperátoryse liˇs´ıod standardn´ıch svoj´ıniˇzˇs´ıprioritou. Pˇr´ıkaz ukonˇcuj´ıc´ıcyklus uˇznen´ımoˇznépouˇz´ıvat s ˇc´ıslic´ı,nen´ıproto moˇznéjedno- duchýmzp˚usobem ukonˇcitz vnitˇrn´ıhocyklu i vnˇejˇs´ı.Cykly a podm´ınkynen´ı moˇznéukonˇcitpomoc´ıkl´ıˇcovéhoslova sloˇzenéhoz end“ a názvuˇr´ıd´ıc´ıkon- ” strukce. Byly omezeny zp˚usoby, jakýmilze tˇr´ıdaa funkce definovat. Nelze ji provádˇet dynamicky a pˇrestalyse pouˇz´ıvat magickémetody. Neexistuj´ıtu ˇzádnéglobáln´ıani superglobáln´ıpromˇenné. Kódnem˚uˇzeexis- tovat bez funkce, v kóduje jasnýmzp˚usobem definovánstart, funkce, který celýkódspust´ı,alternativa k funkci main v jiných jazyc´ıch [26]. Dalˇs´ımidrobnostmi je respektován´ıvelikosti p´ısmenu funkc´ı,inkremen- tuj´ıc´ıa dekrementuj´ıc´ıpˇr´ıkazynovˇenevrac´ıhodnotu, nedaj´ıse proto pouˇz´ıt bˇehemindexaci, pˇriˇrazován´ıa dalˇs´ıch operac´ı.To zp˚usobilo,ˇzeoba druhy inkrementace splynuly dohromady, v jazyce ale nadález˚ustávaj´ıobˇevarianty [27].

3.8 PHP 7.1.

Vˇsechny projekty zmiˇnovanévýˇsepracovaly s PHP verze 5. V tédobˇeinterpret nebyl na takovéúrovni, jako je dnes, s verz´ı7. Ta je o dva roky mladˇs´ıneˇz posledn´ıprojekt zabývaj´ıc´ıse zrychlován´ımkóduv podobˇeHHVM v sekci 3.6. Poˇcetpoˇzadavk˚u,kteréinterpret zpracuje za sekundu, se zdvojnásobil, zpoˇzdˇen´ımezi ˇzádost´ıa odpovˇed´ıje dvakrátmenˇs´ı.Nárokyna pamˇetjsou ˇsestkrátmenˇs´ı[5].

13 3. Projekty zabyvaj´ ´ıc´ı se upravou´ PHP

Obr´azek3.1: Zlepˇsen´ıpoˇct˚upoˇzadavk˚uza sekundu a ˇcasodezvy napˇr´ıˇcver- zemi PHP [5]

Z tohoto d˚uvodu je proto otázkazda pouˇz´ıvat HHVM nebo standardn´ı PHP obt´ıˇznˇejˇs´ıotázkou na zodpovˇezen´ı.Jiˇzexistuj´ıaplikace, ve kterých je virtuáln´ıstroj od spoleˇcnostiFacebook pˇrekonán.HHVM je ale stáleefek- tivnˇejˇs´ına zdroje, dokáˇzeprovéstv´ıcetransakc´ıza jednotku ˇcasu[28]. Problém pˇr´ıcház´ıs ukonˇcen´ımpodpory pro PHP, nyn´ıbude moˇznépouˇz´ıvat jen Hack, nedáse jiˇzproto dáletvrdit, ˇzesi pˇr´ımokonkuruj´ı[29]. Nováverze rovnˇeˇzpˇridávámoˇznostdefinovat návratovétypy funkc´ı.Moˇz- nosti tu nejsou tak rozsáhléjako v jazyce Hack, ve kterémje napˇr´ıkladmoˇzné jasnýmzp˚usobem popsat vracenou anonymn´ıfunkci. Tato novávlastnost bude vyuˇz´ıvánabˇehemtranspilace u vlastn´ıhoˇreˇsen´ı. Jeden z plán˚ujak dálezrychlit PHP je zaˇc´ıt s pouˇz´ıván´ımJIT kompilátoru. Tento poˇzadavek proˇselhodnocen´ıma objev´ıse ve verzi PHP ˇc´ısloosm. Casyˇ zrychlen´ı se velmi liˇs´ı, u reálných aplikac´ı jde o hodnoty pod pˇetprocent, skript pouˇz´ıvánýpro mˇeˇren´ıvýkonu mádvojnásobnézrychlen´ı[30].

14 3.8. PHP 7.1.

Obr´azek3.2: Porovn´an´ıPHP 7.0 a HHVM 3.10.1 [28]

Kapitola 4

Konstrukce kompil´atoru

Kompilátorje sloˇzitýmprogramem, provádˇej´ıhned nˇekolik krok˚u.Jeho c´ılem je pˇreˇc´ıstzdrojovýprogram a pˇrevéstjej do jiného,ekvivalentn´ıho.Pomáhá tak vyˇreˇsitproblémkterýpˇrineslyvyˇsˇs´ı programovac´ı jazyky. Ty pˇricház´ı s vlastn´ımi operacemi aby udˇelalyprogramován´ı jednoduˇsˇs´ı a odolnˇejˇs´ı na chyby. Poˇc´ıtaˇcestálepracuj´ıs binárn´ıinformac´ıreprezentuj´ıc´ıstrojovýkód a modern´ıjazyky tak nemaj´ıpˇr´ımoureprezentaci pro c´ılovýpoˇc´ıtaˇc.Kom- pilátortuto mezeru mezi c´ılovýmjazykem a strojovýmjazykem pomáhápˇre- klenout, zdroji nav´ıcpˇridávápˇrenositelnost – c´ılemmohou býtr˚uznéarchi- tektury. Kompilátorpˇricház´ıs celou ˇradouoptimalizac´ı.Jsou dvoj´ıhodruhu, prvn´ıskupina upravuje kódbez znalosti c´ılovéarchitektury, kroky jsou po- dobnétˇempˇri optimalizaci transpilace v 2.1, tedy redukce zbyteˇcných pˇriˇrazen´ı a dalˇs´ı.Druháskupina je komplikovanˇejˇs´ı,závisléna architektuˇre. To pˇrináˇs´ı velkémnoˇzstv´ımoˇznost´ıjak optimalizovat, poˇc´ıtaˇceumoˇzˇnuj´ıprovádˇetpara- leln´ıvýpoˇcty a struktura pamˇetina sloˇzitˇejˇs´ıhielarchii [31]. Tato práceoptimalizace neprovád´ı,c´ılemje co nejvˇernˇejˇs´ımzp˚usobem za- chytit zdrojovýkód.Prácezároveˇnneimplementuje vˇetˇsinu ze zm´ınˇených konstrukc´ı,pro analýzuzdrojovéhoskriptu se pouˇz´ıváknihovna.

Obr´azek4.1: Struktura kompil´atoru[31]

17 4. Konstrukce kompilatoru´

Dalˇs´ıkapitoly se budou zabývat jednotlivýmiˇcástmikompilátorupro realizaci zaj´ımavé,tˇemijsou lexikáln´ı,syntaktickáa sémantickáanalýzaspolu s generován´ımkódu.Analýzyjsou zaloˇzenéna teorii automat˚u,proto se pro popis jednotlivých ˇcást´ıpouˇzijeprávˇeteorie formáln´ıch jazyk˚ua gramatik.

4.1 Lexik´aln´ıanal´yza

Lexikáln´ıanalýzaje prvn´ıkomponenta kompilátoru.Pˇrevád´ıvstupn´ızdrojový kódreprezentovanýjednotlivýmiznaky na ˇcástipro jazyk bˇeˇzné,kterýmijsou napˇr´ıkladkl´ıˇcováslova, aritmetickéoperace, identifikátorya dalˇs´ı.Pro jejich konstrukci se pouˇz´ıvaj´ıkoneˇcnéautomaty [32, s. 2]. Jde o model, jehoˇzúkolem je rozhodnout, zda vstupn´ıˇretˇezec symbol˚upˇrijme,nebo ne. Vˇsechny sekvence pˇrijatéautomatem se nazvou jazykem. Automat se skládáz pˇeti ˇcást´ı. Jsou jimi vnitˇrn´ıstavy, vstupn´ısymboly, poˇcáteˇcn´ıstav a mnoˇzinakoncových stav˚u.Poˇcáteˇcn´ıa koncovéstavy jsou z podmnoˇziny vnitˇrn´ıch stav˚u.Mezi jednotlivýmistavy jsou pˇrechody, kteréjsou definovanépˇrekladovou funkc´ı. Ta podle aktuáln´ıhovnitˇrn´ıhostavu a vstupn´ıhosymbolu zmˇen´ıvnitˇrn´ıstav automatu [32, s. 51 – 52]. Pro úˇcely analýzyje automat celkem dvakrátupraven. Prvn´ı úpravou je zmˇenavracenéhodnoty. M´ıstotoho, aby pouze zodpov´ıdalotázkuzda je vstupn´ıˇretˇezecz danéhojazyka, vrac´ı tokeny“. T´ımto zp˚usobem se ˇretˇezci ” dal nˇejakýdalˇs´ıvýznam,jiˇzje známo,zda jde o aritmetickou operaci ˇcijinou komponentu zdrojovéhokódu.Pracuje se s dvˇemadruhy token˚u.U literáln´ıch je významjasnˇedándruhem tokenu, lexikáln´ıpouze kategorizuj´ıvstupn´ısek- venci, napˇr´ıklad jako ˇc´ıslo. Druháúprava se provád´ıu ukonˇcovac´ıch stav˚u.Automat májen jeden, zde jich bude hned nˇekolik, pro kaˇzdýtoken jeden. Se zdrojovýmkódemse pak nepracuje jako s jednou vstupn´ısekvenc´ı,ale postupnˇese dˇel´ına menˇs´ılogické celky. D´ıkytomu se na vstupn´ıkódbude nahl´ıˇzetjako na dlouhou sekvenci token˚u.Pokaˇzdé,co se nalezne nˇejakýtoken, se automat spust´ıznovu. Ve vˇetˇsinˇepˇr´ıpad˚use mezery a konce ˇrádk˚uignoruj´ı,v nˇekterých jazyc´ıch se jim ale dávávˇetˇs´ıvýznam,napˇr´ıkladkonec ˇrádkuv pˇr´ıpadˇejazyka Go znaˇc´ıkonec pˇr´ıkazu.Pokud jazyk podporuje vnoˇrován´ıkomentáˇr˚udo sebe nebo v´ıceslovnépromˇenné,nejde pro pˇrekladpouˇz´ıtkoneˇcnýautomat, protoˇze nemáˇzádnouvnitˇrn´ıpamˇetvhodnou pro poˇc´ıtán´ıpoˇctuvnoˇren´ı. U analýzymohou nastat dva problémy. Mohou totiˇzexistovat tokeny, které zaˇc´ınaj´ı stejnýmiznaky. Vracen´ı prvn´ıho výskytu by znamenalo, ˇzeby nemohlo vzniknout ˇc´ıslovˇetˇs´ıneˇzdevˇet.Analyzátorproto bude hledat tu nejdelˇs´ı nejdelˇs´ısekvenci. Pokud se dojde do nˇejakéhokoncovéhostavu, pˇredvrácen´ım tokenu se jeˇstˇezkontroluje, zda nejde sekvenci pomoc´ıpravidla v pˇrechodové funkci prodlouˇzit. Tento postup funguje dobˇreu ˇc´ısel,u komplikovanˇejˇs´ıch sekvenc´ıale m˚uˇze nastat stav, kdy jiˇzdalˇs´ıkoneˇcnýstav neexistuje, a automat právˇeted’ nen´ı

18 4.2. Syntaktickáanalýza v jednom z koneˇcných stav˚u.To by vedlo k chybˇev pˇrekladu,i kdyˇztam nemus´ıbýt– jeden z vnitˇrn´ıch stav˚upouˇzitých k pˇrekladumohl býtukonˇcuj´ıc´ı. Pokud k tomu dojde, m´ıstochyby se vrát´ınejdelˇs´ısekvence stav˚u,kterákonˇc´ı právˇetakovýmstavem [33, s. 59 – 66]. Velkémnoˇzstv´ı kl´ıˇcových slov splývás identifikátory. Je tedy d˚uleˇzité nˇekterýmidentifikátor˚umdátvˇetˇs´ıvýznam.To jde provéstdvˇemazp˚usoby. Kaˇzdékl´ıˇcovéslovo bude m´ıtspeciáln´ıpr˚uchod automatem. To je kompliko- vané,zejménav souvislosti s problémy zm´ınˇenévýˇse,ˇreˇsen´ıchyby v pˇrekladu. Druhýzp˚usobje vloˇzitjej do tabulky symbol˚ua po kaˇzdémnálezuiden- tifikátorujej zpracovat. Symbol máv tabulce informaci o svémspeciáln´ım vyznamu. Tabulka symbol˚uje strukturou, kteráse pouˇz´ıvábˇehemceléhopro- cesu kompilace, hl´ıdáredeklarace a dalˇs´ıproblémy, pro lexikáln´ıanalýzu ne- podstatné[31, s. 85 – 86].

4.2 Syntaktick´aanal´yza

Regulárn´ıgramatika je schopnápopsat vˇetˇsinu konstrukc´ı,nelze s n´ıale popsat aritmetickéoperace. Pro asociativitu a prioritu operátor˚use pouˇz´ıvá bezkontextovágramatika. Jejich pˇrepisovac´ıpravidla jsou v´ıcekomplexn´ıneˇz u regulárn´ıch gramatik a to umoˇzn´ıaritmetickéoperace jednoznaˇcnˇepopsat [32, s. 194]. Pro popis jazyka se v tomto pˇr´ıpadˇepouˇz´ıvaj´ı derivace. Jde o proces, bˇehemkteréhose neterminálpˇrep´ıˇse pomoc´ıpravidla na kombinaci terminál˚u a neterminál˚u,jak je dánopravidlem. Sekvence symbol˚udo jazyka patˇr´ı,pokud existuje takováposloupnost derivac´ı,bˇehemkterése z poˇcáteˇcn´ıhosym- bolu vytvoˇr´ıvstupn´ıˇretˇezec.Neterminályse pˇrepisuj´ıpomoc´ıpravidel do té doby, dokud se ˇretˇezecneskládápouze z terminál˚u[32, s. 175]. Derivaˇcn´ıstrom je grafickou reprezentac´ıtohoto procesu. Startovac´ısym- bol je koˇrenemstromu, listy jsou terminály, vnitˇrn´ıuzly jsou neterminály. Listy ˇctenézleva doprava dávaj´ızpracovanýˇretˇezec.Abstraktn´ısyntaktickýstrom je speciáln´ıvariantou derivaˇcn´ıhostromu vhodnéhopro uchováván´ızdrojového kódu.Je jednoduˇsˇs´ı,neobsahuje napˇr´ıkladinformace o vˇsech ˇctených symbo- lech, závorky a stˇredn´ıkyjsou významnéjen pro správnou formulaci stromu [32, s. 183 – 184], [31, s. 201 – 202]. Ne kaˇzdágramatika je vhodnápro pouˇzit´ı v kompilátoru.Stejnˇejako u lexikáln´ıanalýzy, i zde je d˚uleˇzitájednoznaˇcnost.Nejednoznaˇcnágrama- tika je taková,kterápro vstupn´ıˇretˇezecm˚uˇzevˇetˇs´ımnoˇzstv´ırozd´ılných de- rivaˇcn´ıch strom˚u.Tato vlastnost je neˇzádouc´ı,m˚uˇzevéstk nefunkˇcn´ımprio- ritámoperátor˚u,coˇzje jeden z d˚uvod˚u,proˇcse tato gramatika pouˇz´ıvá[31, s. 203 – 204]. V programovac´ıch jazyc´ıch se pouˇz´ıvájedna nejednoznaˇcnákon- strukce. Jde o podm´ınky, kaˇzdánemus´ım´ıtalternativn´ıvˇetev,a pokud se podm´ınkydo sebe vnoˇruj´ı,nemus´ıbýtjasnˇedané,ke kterépodm´ınce blok patˇr´ı. Pracuje se tu proto s pˇredpokladem, ˇzeblok bude patˇritpˇredchoz´ı

19 4. Konstrukce kompilatoru´ podm´ınce[33, s. 101]. Tento problémnenastáváv jazyce Go, kaˇzdápodm´ınka se mus´ıskládatz celého bloku, nejenom jednoho pˇr´ıkazu. Vˇsechny gramatiky nejsou jednoznaˇcné,jsou ale zp˚usoby, kterýmije jed- noznaˇcnéudˇelat.U parsován´ıshora dol˚uje nutném´ıtpravidla bez levére- kurze. Pokud symbol v pravidle co nejv´ıcenalevo je stejnýjako ten právˇeted’ pˇrevádˇený,nen´ımoˇznédeterministicky urˇcit,kolik tˇechto pravidel je potˇreba pouˇz´ıt,protoˇzesymbol, podle kteréhose proces m˚uˇzeˇr´ıdit,se nemˇen´ı.Rekurze lze z pravidel odstranit bez zmˇeny jazyka [31, s. 67]. Pro rozhodován´ı, kterépravidlo mágramatika pouˇz´ıt, se pouˇz´ıvaj´ı dvˇe pomocnémnoˇziny. Kaˇzdýnetermináltuto dvojici pouˇz´ıvá.Popisuj´ı jednu z vlastnost´ıpravidel, a tou je prvn´ıneterminál,kterýse na levéstranˇepravi- dla m˚uˇzevyskytnout. V mnoˇzinˇese m˚uˇzenacházeti prázdnýˇretˇezec.Druhá mnoˇzinauchováváinformace o terminálech, kterése nacház´ıza danýmneter- mináln´ımsymbolem na pravéstranˇepravidla. Podle tétomnoˇziny se rozho- duje v pr´ıpadech, kdy prvn´ız nich obsahuje práznýˇretˇezec[33, s. 145 – 148]. Mnoˇzny nesm´ıobsahovat konflikty, to by znamenalo, ˇzenejde o determinis- trickýproces. Stejnˇejako u rekurze, lze provádˇetúpravy, aby se nejedno- znaˇcnostodstranila. Parser˚um,kterépostupuj´ıshora dol˚ua pouˇz´ıvaj´ıtyto mnoˇziny se nazývaj´ı LL( k“). Jde o zkratku, prvn´ıznak znaˇc´ı,ˇzese vstup ˇctezleva doprava, druhý ” znamenáhledán´ınejlevˇejˇs´ıderivace. Promˇennáudává,kolik netermináln´ıch symbol˚use pouˇz´ıvápro urˇcen´ıpravidla, kterébude v dalˇs´ımkroku pouˇzito [31, s. 217 – 226].

20 Kapitola 5

Realizace

Tato kapitola bude zabývat konstrukc´ıvlastn´ıhopˇrekladaˇce. Bude rozdˇelena na ˇctyˇricelky. V prvn´ıpop´ıˇsipoˇzadavky na transpilátora pouˇzitétechnolo- gie. V dalˇs´ıse zm´ın´ımo pouˇzitéknihovnˇekterázjednoduˇsilaproces lexikáln´ı a syntaktickéanalýzyna úrovni PHP. Tˇret´ıa zároveˇnnejvˇetˇs´ız nich se bude zabývat problémy, na kteréjsem bˇehemtvorby narazil, a popisuje moˇznosti, jakýmise tyto komplikace vyˇreˇsili,pˇr´ıpadnˇemohly ˇreˇsit.Výˇcet bude seˇrazen podle významnostia ˇcasu,kdy se na tˇeˇzcepˇrevoditelnou konstrukci narazilo. Posledn´ısekce se bude zabývat zp˚usobem, jakýmbyla správnosttranspilace kontrolována.

5.1 Poˇzadavky

Pro konstrukci transpilátorujsem pouˇzilprogramovac´ıjazyk Go. Jsou pro to celkem dva d˚uvody, nikterak závaˇzné,danézejménaprostˇred´ım,ve kterém se pohybuji. Jde pro mne o druhýnejpouˇz´ıvanˇejˇs´ıjazyk, je rovnˇeˇzna druhé pˇr´ıˇccev pouˇz´ıvanosti ve firmˇe,ve kterépracuji. Vynechávámtu jazyky které se pro psan´ıpˇrekladaˇcenehod´ıjako jsou HTML a CSS. Druhýmd˚uvodem je poukázán´ına moˇznostitohoto jazyka a úmyslnévyhnut´ıse PHP, kteréhose mátranspilátorzbavovat. Transpilátorbude schopnýpˇreloˇzitvˇsechny základn´ıˇr´ıd´ıc´ıkonstrukce na- cházej´ıc´ıse v PHP. Komplikovanˇejˇs´ıkonstrukce budou fungovat pouze v ome- zeném´ıˇre, kdy jejich implementace byla nepˇr´ımo vyˇzadovánapro pˇrevod jiných konstrukc´ı. U vˇsech výraz˚use bude vyˇzadovat, aby bylo moˇznéodvodit jejich datový typ. Podobnýkrok se provád´ıu HPHPc, zde je ale nejednoznaˇcnost zakázána a povede k chybˇebˇehempˇrevodu. Nˇekterékonstrukce proto nebude moˇzné pˇreloˇzitv danépodobˇe,budou vyˇzadovány takovéúpravy, aby ˇslo jejich vlastnosti odvodit jiˇzbˇehemtranspilace. Dynamickévlastnosti jazyka budou zakázány, alternativn´ıdefinice funkce danépr˚uchodem programu nebude moˇznéprovádˇet.Výjimkou jsou pˇr´ıkazy

21 5. Realizace pro vkládán´ıskript˚u. Pˇrekládatse bude validn´ıPHP kódpro verzi 7.1. Tento poˇzadavek je spojen s novýmivlastnostmi tohoto skriptovac´ıhojazyka, tou nejvýznamnˇejˇs´ıje moˇznostdefinovat typy argument˚ufunkce a jej´ınávratovýtyp. To bude velmi nápomocnépro zaˇcátektranspilace, vyˇzadován´ıtétoinformace zjednoduˇs´ıde- klaraci funkc´ıa d´ıkyn´ıbude skript jednoznaˇcný. Jazyk Go je staticky typovanýa tuto vlastnost do jistém´ıryoˇcekávámi od skriptu. Tohoto omezen´ıse budu moci do jistém´ıryzbavit aˇzbude transpilace pracovat i s komentáˇri.Ty mohou dálespecifikovat jakéhotypu vstup je, PHP je u definice pol´ıvelmi skromné,nepopisuj´ıvnitˇrn´ıstrukturu, pouˇz´ıváse jen kl´ıˇcovéslovo array. To je nˇeco, co komentáˇrum´ıupˇresnit.Lze je pouˇz´ıt i pro inverzn´ıpostup, definice bude ménˇestriktn´ıa funkce bude moci vra- cet/pˇrij´ımatvˇetˇs´ımnoˇzstv´ıtyp˚u.Je zde tedy velkýprostor pro dalˇs´ırozˇs´ıˇren´ı transpilace a mohlo by tak doj´ıtke zm´ırnˇen´ıpoˇzadavku na verzi PHP. Druhým zp˚usobem vedle komentáˇr˚uje provéstvˇetˇs´ımnoˇzstv´ıpr˚uchod˚uprogramem, coˇzje krok, kterýje moˇznépozorovat u HPHPc.

5.2 Lexikáln´ıa syntaktickáanalýzaPHP

Transpilátorse nezabývákontrolou PHP kódua jeho pˇrevodem do struktury, se kterou se bude dáledobˇre pracovat. Pro tuto problematiku bylo pouˇzitoextern´ı knihovny, kteráse t´ımto problémem zabývá.Vytváˇr´ı abstraktn´ısyntaktickýstrom, ve kterémje kaˇzdáˇr´ıd´ıc´ıkonstrukce PHP jedno- znaˇcnˇepopsána.Pokud kódnen´ısyntakticky validn´ı,je zde moˇznostdostat se ke vˇsemproblém˚uma t´ımto zp˚usobem donutit uˇzivatele kódopravit. Strom obsahuje vˇsechny znaky kterébyly souˇcást´ızdrojovéhoskriptu, d´ıkykterým bude moˇznépracovat s komentáˇria ponechat p˚uvodn´ıformátován´ıprogramu [34]. Informace o um´ıstˇen´ıprvk˚uv souboru se ignoruj´ı,pro vypsán´ıprogramu do souboru se pouˇz´ıváformátován´ıpro jazyk Go. Pro analýzuse pouˇz´ıvaj´ınejnovˇejˇs´ıpravidla, to napˇr´ıkladznamená,ˇze fn je kl´ıˇcovýmslovem [35].

5.3 Struktura

Program se skládáze tˇr´ıbal´ıˇck˚u,kaˇzdýz nich pln´ıjeden specifickýúkol. Pro pˇrevedenýskript je nejd˚uleˇzitˇejˇs´ıbal´ıˇcek std“, kterýobsahuje funkce ” simuluj´ıc´ıchován´ıPHP. Vˇetˇsinaz nich je definovánai v Go, ale liˇs´ıse svým pˇredpisema návratovou hodnotou. Dálese zde nacház´ıfunkce reprezentuj´ıc´ı implicitn´ıkonverze, ty c´ılovýjazyk neprovád´ı.Nav´ıcneobsahuje vˇsechny konverze jako je tomu v PHP, napˇr´ıklad z binárn´ıhodnoty nelze udˇelatˇc´ıslici, bal´ıˇcektoto omezen´ıeliminuje. SQL pˇripojen´ıa asociativn´ıpole se pˇrevád´ıdo podoby struktur. Go pˇripojen´ıi asociativn´ıpole implementuje, jeho chován´ı a pouˇzit´ıale nen´ıidentické. Slouˇz´ıpro zjednoduˇsen´ıpˇrevodu, napˇr´ıkladv PHP

22 5.4. Konflikty v názvech se pˇripojen´ık databáziprovád´ıve dvou kroc´ıch, v Go jen v jednom. Struktura pˇripojen´ık databázisimuluje do podoby dvou funkc´ı. Dalˇs´ıbal´ıˇcekslouˇz´ıpro reprezentaci abstraktn´ıhosyntaktickéhostromu. Pouˇz´ıvaj´ıse tˇridruhy uzl˚u,liˇs´ıse svýmischopnostmi, rozhran´ım,kterémus´ı splˇnovat. Nejjednoduˇsˇs´ım z nich je výraznevracej´ıc´ı hodnotu. Do tétoka- tegorie spadápˇriˇrazen´ı,inkrementace a dekrementace. Pˇriˇrazen´ımáale jiné postaven´ı, v pr˚ubˇehu transpilace se s n´ım pracuje jako s uzlem obsahuj´ıc´ı hodnotu, docház´ı k jeho úpravámv pˇr´ıpadˇeˇretˇezen´ı pˇriˇrazen´ı, deklarac´ım v podm´ınkách a tak podobnˇe.Dalˇs´ıje výraz,kterýnav´ıcobsahuje informaci o svémnávratovémtypu. Jde o nejvˇetˇs´ıkategorii, spadaj´ıdo n´ınejjednoduˇsˇs´ı konstrukce jazyka jakýmijsou binárn´ıoperace, volanéfunkce, primitivn´ıda- tovétypy. Posledn´ız nich jsou bloky. Jde o kontejnery, kterémohou obsahovat dalˇs´ı,jinéuzly, a mohou obsahovat definice promˇenných. To simuluje chován´ı tabulky symbol˚u.Do tétokategorie spadaj´ıfunkce, ˇr´ıd´ıc´ıkonstrukce, bloky. Pro reprezentaci stromu se pouˇz´ıvaj´ı dalˇs´ı dva uzly, kteréjsou speciáln´ım pˇr´ıpademblok˚u.Splˇnuj´ırozhran´ı,ale vˇetˇsinametod neovlivˇnujevnitˇrn´ıstav. Jeden z nich je koˇrenem celéhoprojektu, obsahuje informace o vˇsech souborech a globáln´ıch promˇenných. Soubor je uzlem obsahuj´ıc´ıinformace o pouˇzitých bal´ıˇcc´ıch, vˇsech funkc´ıch, a odkazem na funkci symbolizuj´ıc´ı main. Posledn´ıbal´ıˇcek je pro parser. Ten zdroj pˇrevede do podoby stromu, pouˇzije k nim uzly popsanévýˇse.Jeho souˇcást´ı jsou struktury pro pˇrekladnázv˚u. Dalˇs´ıobsahuje pˇredpisyvˇsech funkc´ı,kteréje moˇznébˇehempˇrekladupouˇz´ıt. Pouˇz´ıváse pro výbˇersprávnéfunkce a vrácen´ıjej´ıhopˇredpisu,nav´ıcdo soubor˚upodle potˇreby vkládáodkazy na bal´ıˇcky, aby byl výsledekvalidn´ı.Z toho d˚uvodu je velmi úzceprovázáns obˇemabal´ıˇckyvýˇse,pˇredpisyfunkc´ıjsou defi- novány textovˇepouze tady, proto zmˇenastandardn´ıknihovny m˚uˇzezp˚usobit, ˇzevýslednýprogram nebude fungovat.

5.4 Konﬂikty v n´azvech

PHP máspecifickýzp˚usobdefinován´ıpromˇenných a s funkcemi se váˇzejeden problémnekonzistence, kterýskriptovac´ıjazyk ignoruje, ale v c´ılovémjazyce bude zp˚usobovat problémy. K vyˇreˇsen´ıse pouˇzijepˇrekladovátabulka, která pro fráziv PHP najde vhodnýekvivalent pro Go. Pokud tento názevnen´ı volný,pˇridáse na konec ˇc´ıslice,kteráse bude navyˇsovat do tédoby, dokud frázenebude unikátn´ı.Tabulky se od liˇs´ıdefinic´ıkonflikt˚ua mnoˇzinou slov, kterýmse mus´ıvyhýbat,projekt pˇricház´ıjiˇzs nˇekterýmipˇreddefinovanými funkcemi a promˇennými. Go mávelmi malémnoˇzstv´ıkl´ıˇcových slov – dvacet sedm [36]. Krok˚upro nalezen´ıvhodnéhonázvuby proto nemˇelobýtmnoho. C´ıslicevýˇsejeˇ pˇr´ıliˇs optimistická,skuteˇcnáhodnota nepouˇzitelných fráz´ıje vyˇsˇs´ı,jeˇstˇese budu vyhýbatnázv˚umbal´ıˇck˚u,kterése budou pouˇz´ıvat. Poˇcetse tak navýˇs´ıaˇzna tˇricetpˇetu transpilace do serverovépodoby.

23 5. Realizace

5.4.1 Promˇenné Zádnápromˇennávˇ PHP nem˚uˇzem´ıtkonflikt v názvech, napˇr´ıklads jmenným prostorem, kl´ıˇcovýmslovem, funkc´ıˇcimakrem. Jedinou výjimkou jsou su- perglobáln´ıpromˇenné, tam nˇejakýkonflikt vzniká,ale ne na takovéúrovni, aby program pˇrestalfungovat, jen se zmˇen´ıobsah promˇenné.Vˇsechny tyto problémy jsou vyˇreˇsenédolarem na zaˇcátkunázvu.To je jedna z vˇec´ı,která v Go nejde aplikovat, promˇennánesm´ızaˇc´ınatdolarem. Pˇrekladovátabulka vrát´ısprávnýnázevpromˇenné.Konflikty se zaˇcnouobjevovat právˇetehdy, kdyˇzse promˇennápojmenuje kl´ıˇcovýmslovem v Go. K velkému mnoˇzstv´ı pˇreklad˚ubude potédocházetpokud se kl´ıˇcovéslovo bude vyskytovat v kódu v´ıcekrát,jen s pˇridán´ımˇc´ıslicena konec frázejako pˇr´ıpona.

5.4.2 Funkce Nejtriviálnˇejˇs´ımkonfliktem v názvuje definován´ıfunkce main. Pokud se program pouˇz´ıvájako server, je tu nav´ıc jeˇstˇefunkce obstarávaj´ıc´ı spouˇstˇen´ı skriptu v podobˇekonzolovéaplikace. Pro pˇrekladaˇcfunkc´ıto znamenájen jedno dalˇs´ıkl´ıˇcovéslovo, kterému se bude muset vyhýbat.Zaj´ımavˇejˇs´ımcho- ván´ımje pˇr´ıstupk funkc´ımze strany PHP – nerespektuje se velikost p´ısmen. Dáse proto tvrdit, ˇzenen´ımoˇznéjednoznaˇcnˇerozhodnout, jak se funkce jme- nuje. Názevfunkce bude dánjej´ıdefinic´ıa t´ımto zp˚usobem se vˇsesjednot´ı. Pˇredvolán´ımfunkce se proto názevfunkce pˇrevede na maláp´ısmenaa teprve pak se hledá,zda je funkce definovaná.

5.4.3 Návˇest´ı Konflikty v tˇechto identifikátorech pro pˇr´ıkaz goto by nemˇelynastávat, jsou ale transpilátorumˇeletvoˇreny bˇehemsnahy pˇreloˇzitkl´ıˇcováslova continue a break s ˇc´ıselnýmidentifikátoremvelikosti skoku. Postup generován´ınového názvuje nejjednoduˇsˇs´ıze vˇsech, pravidla pro jeho pojmenován´ıjsou v obou jazyc´ıch stejná.

5.5 Rozsah platnosti promˇenn´e

Snad kaˇzdýkompilovanýjazyk váˇzeˇzivotnost promˇennék nˇejakému bloku. Promˇennápro blok o úroveˇnn´ıˇzeje neznámáa kaˇzdýpotomek bloku o této promˇennév´ı,pokud si blok nezadefinuje promˇennous t´ımto názvem znovu. V PHP se blokovédefinice ignoruj´ı,promˇennáexistuje i mimo blok. Existuj´ı asi tˇrizp˚usoby, jak toto chován´ıpˇrevéstdo Go:

• Toto chován´ızakázat.Pˇr´ıstupnejjednoduˇsˇs´ıa do jistém´ırykorektn´ı, u sloˇzitˇejˇs´ıch konstrukc´ı se ignorován´ı blok˚unemus´ı vyplatit a m˚uˇze nastat, ˇzese kódnebude chovat korektnˇe,protoˇze promˇennáobsahuje nˇecojiného,neˇzse oˇcekává.

24 5.5. Rozsah platnosti promˇenn´e

• Kaˇzdápromˇennábude definovanána nejniˇzˇs´ıúrovni. T´ımto zp˚usobem bude ve staticky typovanémkompilovanémjazyce jasnˇevidˇet,za pro- mˇennése pouˇz´ıváa jakéhodatovéhotypu jsou. Na druhou stranu se m˚uˇzehezkýskript státv kompilovanémjazyce státneatraktivn´ım,coˇz je nˇeco,co nen´ıˇzádouc´ı, a prvn´ı zp˚usobmáv tomto pˇr´ıpadˇenavrh: trestáˇspatnýkód,tento i z dobréhodˇelánehezký.

• Pouˇz´ıtstejnýzp˚usobjako PHP, jen pˇrevedenýblokovéhochován´ı.Pokud se nastav´ıpromˇennáv bloku pro aktuáln´ıblok neznámý,pod´ıváse na vˇsechny ostatn´ıa pokus´ıse definici naj´ıta vyjmout ji tak, aby ji mohl pouˇz´ıvat i on. Rozsah platnosti promˇennéproto bude tak velký,jak jej vyˇzadujePHP. Pokud by se tento zp˚usobaplikoval na vˇsechny promˇenné, mohlo by doj´ıtke stejnému chován´ıjakéje definovanév druhémpostupu.

Pro transpilaci se pouˇz´ıvákombinace vˇsech tˇr´ızp˚usob˚u.Jsou pˇr´ıpady, kdy je ignorován´ıblok˚uvelmi ˇspatné,a t´ımje nastavován´ıpromˇennév podm´ınce. V jednévˇetvise promˇennávytvoˇr´ı,v druhéne. Nebo se jim nastav´ıjinýdatový typ. To je problémneˇreˇsitelnýbˇehemtranspilace a z toho d˚uvodu se v˚ubec nepˇrekládá.Pomoc´ıreflexe jde pravou hodnotu promˇennézjistit, ale to by kód udˇelalovelmi nepˇrehledným.Nav´ıcby mˇelabýtoprava tohoto chován´ıv PHP pomˇernˇejednoduchá. Pˇresouván´ına nejniˇzˇs´ıúroveˇnse pouˇz´ıváv pˇr´ıpadˇeglobáln´ıch promˇenných. Kaˇzdápromˇenná,co nen´ıum´ıstˇenáve funkci, je globáln´ıpromˇennou,je moˇzné ji pouˇz´ıvat za pomoci kl´ıˇcovéhoslova global, nebo k n´ıpˇristoupitpˇressu- perglobáln´ıpromˇennou – asociativn´ıpole $GLOBALS. Vˇse,co je na nejniˇzˇs´ı úrovni, neum´ıstˇenév dalˇs´ımbloku, bude bránojako promˇennáv tomto rozsahu. Výjimkou jsou promˇennéurˇcenépro z´ıskáván´ıdat z SQL dotaz˚uzm´ınˇené v 5.12. Pro vˇsechna jináum´ıstˇen´ıpromˇennév kóduse pouˇz´ıvátˇret´ızp˚usob.V pr˚u- bˇehu implementace tohoto chován´ıjsem objevil celou mnoˇzinu pˇr´ıpad˚u, kdy k vyj´ımán´ımus´ıdoj´ıt.Bylo to zp˚usobenémýmpˇr´ıstupem k vytváˇren´ınových promˇenných. Jakmile se zadefinovala ve vnoˇrenémbloku promˇennáse stejným jménemale jinýmdatovýmtypem, tranpilátork n´ıpˇristupujejako k nové promˇennéexistuj´ıc´ıpouze v tomto bloku. Mohly proto nastat pˇr´ıpady, kdy i na prvn´ıpohled validn´ıkódmohl dávat ˇspatnévýsledky, protoˇzehodnota s danýmdatovýmtypem existovala pouze v rozsahu bloku, jak je reprezen- továnov pˇr´ıkladu5.1. Pro vyˇreˇsen´ı tétonekonzistence se provád´ı zpˇetnéhledán´ı i mimo ro- diˇcovskébloky. Pokud se v bloc´ıch dˇr´ıve promˇennánacház´ı, jej´ı deklarace se pˇresunena niˇzˇs´ıúroveˇn,prvn´ıhospoleˇcnéhorodiˇcedvou blok˚u.K vyj´ımán´ı bude docházetjen tehdy, kdyˇzse promˇennájeˇstˇeneeditovala. Pˇrepsán´ıpro- mˇennév bloku tento proces zastav´ı. Toto zpˇetnéhledán´ınen´ıv porovnán´ıs blokovýmvyhledáván´ımvýhodné. M´ıstokontroly na výskytpromˇennév mapˇeaktuáln´ıhoprvku a pˇresunu na

25 5. Realizace

$a = 0; { $a = "1"; echo $a; // "1" } echo $a; // "1" $a = 2; echo $a; // 2

Obrázek5.1: Pˇr´ıkladneoˇcekávanéhochován´ı

rodiˇcese proces rozˇs´ıˇrilna hledán´ıve vˇsech bloc´ıch. Spolu s n´ımje spojen problémpˇredáván´ıpromˇenných referenc´ı,nejde provéstpˇreveden´ına správný datovýtyp a z´ıskatodkaz na promˇennou.V nˇekterých pˇr´ıpadech to proto m˚uˇzezp˚usobitchybu bˇehemkompilace.

5.6 Vedlejˇs´ıefekty pˇr´ıkaz˚u

V p˚uvodn´ımjazyce jsou operace, kterémaj´ıvedlejˇs´ıefekty, ale nemaj´ıpˇr´ımou reprezentaci v c´ılovémjazyce. To vede ke konstrukc´ım, kterése od zdroje v nˇekterých pˇr´ıpadech dost liˇs´ı,nˇekteréz nich jsou zakázanépro svoji kom- plikovanost. Nejjednoduˇsˇs´ım pˇr´ıpadem, kterýse nedádo novéhojazyka pˇrevést,je pˇriˇrazen´ı.To zde nevrac´ıhodnotu. Z toho d˚uvodu se nedaj´ıˇretˇezita nemohou se pouˇz´ıtv podm´ınkách. Go tento problémˇreˇs´ıpˇridán´ımmoˇznostiinicializace do podm´ınky. Pˇredpis tak bude podobnýjako u cyklu. Pokud se pˇriˇrazen´ıv podm´ınceobjev´ı,vyjme se a um´ıst´ıse do inicializace. Pˇriˇrazen´ıse odstran´ı,nahrad´ıse jen promˇennou. Tento postup se pouˇz´ıvájen u jednoho pˇriˇrazen´ıve výrazu, sloˇzitˇejˇs´ıoperace se nezpracovávaj´ı,vedou k páduprogramu, nebo k chybˇebˇehempˇrevodu. Retˇezen´ınaˇ jinémm´ıstˇeneˇzv ˇr´ıd´ıc´ıch cyklech je moˇzné – rozdˇel´ıse na jednotlivápˇriˇrazen´ı. Dalˇs´ıvýrazs vedlejˇs´ımefektem je inkrementace a dekrementace. V Go nejde o výrazvracej´ıc´ı hodnotu, proto nelze pouˇz´ıvat napˇr´ıklad pro inde- xaci, v operac´ıch a dalˇs´ı.Oba druhy tˇechto operac´ızde splývaj´ıpodobnˇejako v Hack, nedaj´ıse pro tento úˇcelpouˇz´ıta vedou k chybˇetranspilace. Aby se chován´ızachovalo, musela by se pouˇz´ıtanonymn´ıfunkce. Ta ale nyn´ınen´ı pˇr´ıtomnaa jej´ıimplementace by vedla k moˇznýmproblém˚umspojenýms blo- kovou definic´ıpromˇenných.

26 5.7. Break a continue

5.7 Break a continue

Pˇr´ıkazy break a continue mohou nav´ıcobsahovat ˇc´ıselnýargument, který definuje, kolik cykl˚use pˇreruˇs´ı.Varianty bez ˇc´ıslajsou identickév c´ılovém jazyka, pro ˇc´ıselnéverze se mus´ızvolit jináreprezentace. Toto chován´ı se bude simulovat dvojic´ı goto a návˇest´ı. Ty se generuj´ı podle potˇreby, kaˇzdýs unikátn´ımnázvem, kterýse jiˇznikde jinde nepouˇzije. Z aktuáln´ıbloku se po rodiˇc´ıch ve stromˇejde k ˇzádouc´ımu elementu, a za nˇej se um´ıst´ınázevnávˇest´ı.

5.8 Asociativn´ıpole

Asi nejpouˇz´ıvanˇejˇs´ıdatovou strukturou ve zdrojovém jazyce je pole, respektive asociativn´ıpole – mapa. Protoˇzejazyk je dynamicky typovaný,jsou rozd´ıly mezi tˇemitodvˇemadruhy pro transpilaci takˇrkanerozpoznatelné.Tato struktura mádvˇevlastnosti, kterénen´ımoˇznénˇejakýmjednoduchýmzp˚usobem pˇrepsatdo Go. Jde o zachováván´ıpoˇrad´ıvkládán´ıa jeho vlastnost typickápro primitivn´ıdatovýtyp, pˇriˇrazován´ımse vytváˇr´ınováinstance, nejde o pouhou referenci [37]. Mnou vytvoˇrenástandardn´ıknihovna obsahuje struktury, kterélze indexovat stejnýmzp˚usobem jako tomu je v PHP a uchovávápoˇrad´ıvkládaných prvk˚u.Vyˇzadujese jednoznaˇcnostuchovávanéhodatovéhotypu, m˚uˇzeobsaho- vat jen hodnoty danéhotypu. Ve vˇetˇsinˇepˇr´ıpad˚utoto omezen´ınebude limitac´ı, zejménaproto, ˇzepro nejkomplikovanˇejˇs´ıpˇrevádˇenoustrukturu – výsledek z SQL dotazu – se pouˇz´ıvájinýzp˚usob.Funkce pouˇz´ıvanépro prácis poli se pˇrevád´ıdo metod, transpilátorvolán´ıtˇechto funkc´ıpˇrevede do podoby volán´ı metody. Kaˇzdýtyp másvoji strukturu, pro jejich generován´ıje napsánprogram. Funguje na jednoduchémprincipu, doplˇnujena správnám´ısta názevtypu pocházej´ıc´ız pˇr´ıkazovéhoˇrádku. Indexovat se dájakýmkoliv typem, ten se pˇrevede do textovépodoby. Z desetinných ˇc´ıselse dˇelaj´ıceláa navzájemse mohou pˇrepisovat stejným zp˚usobem jako je tomu v pˇr´ıpadˇePHP, napˇr´ıkladnen´ırozd´ılmezi indexován´ım pomoc´ıbinárn´ıhodnoty true nebo textu "1". Výslednástruktura je velmi pomalá.Mapa se pouˇz´ıvápro indexy pole, hodnota odkazuje na hodnotu v poli udrˇzuj´ıc´ıpoˇrad´ıvkládaných prvk˚u.Asi nejlepˇs´ıvariantou je snaˇzitse pouˇz´ıván´ıtétostruktury vyhnout. Pokud nebude tˇrebauchovávat poˇrad´ıvkládán´ı,pouˇzijese mapa, v pˇr´ıpadech, kdy indexace nen´ıpodstatná,se pouˇzijebˇeˇznépole. Informace o vzhledu pole by se mohla z´ıskávat z komentáˇr˚u.

27 5. Realizace

5.9 Glob´aln´ıpromˇenn´e

Reˇsen´ıglobáln´ıchˇ promˇenných z 5.5 bylo vhodnéjen pro pˇreklad kódu,kterýse nepouˇz´ıval jako server. Globáln´ıpromˇennése v pˇr´ıpadˇeserverovéhochován´ı navzájempˇrepisuj´ı,coˇzvede ke ˇspatnýmvýsledk˚um,chybámz d˚uvodu ne- splnˇen´ıHTTP protokolu ˇcipád˚umprogramu. Tento problémse obcház´ıvy- tvoˇren´ımstruktury, kterávˇsechny globáln´ıpromˇennéobsahuje. Pˇredkaˇzdým pr˚uchodem programu se takováinstance struktury vytvoˇr´ı, a bude se pouˇz´ıvat jen ta. Kaˇzdáfunkce, kterápouˇz´ıváglobáln´ıpromˇenné,bude souˇcást´ıtéto globáln´ıstruktury. Pˇrekladaˇcnad t´ımto chován´ımnemáabsolutn´ıkontrolu, s metodami se nepracuje pˇr´ımo,jde jen o vloˇzen´ıtextu na daném´ısto,nen´ıto podloˇzenéˇzádnouvlastnost´ıdatovéhotypu. Alternativn´ımˇreˇsen´ımje globáln´ı kontext pˇredávat jako argument, zvolil jsem ale prvn´ı variantu, protoˇzese nemˇen´ıargumenty funkce. Nemus´ıse proto upravovat jejich definice a jiˇzexis- tuj´ıc´ıvolán´ıfunkce z˚ustávaj´ıstejné.Tato varianta jen mˇen´ınázevfunkce a to lze upravit bˇehemvýpisu.K poloˇzkámdatovéstruktury je dobrýpˇr´ıstup, vytváˇr´ıse v koˇrenisyntaktickéhostromu jako kaˇzdájinápromˇenná.Jejich ad- resován´ıje ale komplikované,doˇcasnˇese vytvoˇr´ıpromˇennás názvem sloˇzeným ze struktury a poloˇzky, ze kterése vytvoˇr´ıvýraz,kterýje pouˇz´ıvanýstejným zp˚usobem jako jinépromˇenné. V PHP je moˇznédefinovat globáln´ı promˇennékdekoli, tranpilátortuto moˇznostzakazuje, jen ty na nejniˇzˇs´ıúrovni nenacházej´ıc´ıse ve funkce se sta- nou globáln´ımi.Deklarace pomoc´ı global je zakázána,protoˇzenen´ımoˇzné odvodit datovýtyp, a informace o tétodeklaraci nep˚ujdez´ıskatbˇehemjed- noho pr˚uchodu stromem nebo by vedla k nejednoznaˇcnýmvýsledk˚um.

5.10 Funkce a promˇenn´ypoˇcetargument˚u

Funkce v PHP mohou býtdefinovanés promˇennýmpoˇctemparametr˚u.Toto chován´ınelze do c´ılovéhojazyka jednoznaˇcnˇepˇrevést,protoˇzefunkce t´ımto zp˚usobem pouˇz´ıvat nelze. Pokud by se zadefinovala funkce se stejnýmnázvem, doˇsloby k chybˇebˇehemkompilace, nehledˇena jinýzápisv podobˇemenˇs´ıho poˇctuargument˚u.Funkce tu jsou od sebe rozliˇsovány pouze svýmnázvem, ne celýmpˇredpisem. Pokud se bˇehempˇrekladuobjev´ıtato funkce, vygeneruj´ıse vˇsechny jej´ı varianty s unikátn´ım názvem. Um´ıst´ı se do kontejneru se vˇsemifunkcemi, identifikovány jsou p˚uvodn´ımjménem. Kaˇzdávarianta s kratˇs´ımseznamem argument˚umástejnétˇelofunkce, obsahuj´ıvolán´ıdalˇs´ıfunkce v ˇretˇezci s do- plnˇenýmargumentem. Pro zavolán´ısprávnévarianty funkce se provede porovnán´ıpoˇctuargu- ment˚u,se kterýmise funkce volá,s úplnýmpoˇctem.Rozd´ıltˇechto dvou ˇc´ısel identifikuje jej´ıum´ıstˇen´ıv poli se vˇsemivariantami funkce.

28 5.11. Vkl´ad´an´ıskript˚u

5.11 Vkl´ad´an´ıskript˚u

Transpilátorprávˇeted’ nepracuje s moˇznost´ıpˇrekládatvˇetˇs´ımnoˇzstv´ısou- bor˚u,celéadresáˇre.Výjimkou jsou soubory dostupnépomoc´ıpˇr´ıkaz˚u require, require_once, include, include_once, ty se rovnˇeˇzpˇreloˇz´ı,aby vznikl jeden funkˇcn´ıskript. Mezi jednotlivýmipˇr´ıkazyjsou v PHP rozd´ıly. Ty konˇc´ıc´ına _once lze vloˇzitjen jednou, pojmenované require vyˇzaduj´ı,aby soubor existoval, jinak nastane chyba v pr˚ubˇehu spuˇstˇenéhoskriptu. Protoˇzedocház´ıke kompilaci, problémy s neexistenc´ısouboru nemohou nastat. Hlavn´ımd˚uvodem, proˇcby mˇeloj´ıtnˇecovloˇzitjen jednou, je zamezen´ı redeklarac´ı.To ve pˇrevedenémskriptu nenastane, proto ke vˇsempˇr´ıpad˚um pˇristupujiidentickýmzp˚usobem. Pouˇzit´ıtˇechto výraz˚uje pro transpilovaný program aliasem pro volán´ıfunkce obsahuj´ıc´ıveˇskerékonstrukce nenacházej´ıc´ı ve funkc´ı.Stejnýzp˚usobzvolil projekt P9 (3.2). Oproti referenˇcn´ımu ˇreˇsen´ıse kontext neuchovává,funkce máproto pˇr´ıstupjen ke globáln´ımpromˇenným. Protoˇzese nepˇrekládaj´ıceléprojekty, jde o jedinýsoubor, vkládanýskript mus´ıbýtjednoznaˇcnˇeidentifikovánjednoduchýmtextovýmˇretˇezcem.Pokud se danýsoubor jeˇstˇenepˇreloˇzil,dojde k procesu transpilace. Se správnoupo- sloupnost´ıtˇechto pˇr´ıkaz˚uproto m˚uˇze doj´ıtk tomu, ˇzese pˇreloˇz´ıcelýadresáˇr. Výsledkem celéhopˇrekladuje jeden dalˇs´ı soubor, zvˇetˇsen´ı mnoˇziny funkc´ı kterélze pouˇz´ıta poˇctuglobáln´ıch promˇenných. Pˇr´ıkazje nahrazen volán´ım funkce v danémsouboru reprezentuj´ıc´ı main, pˇr´ıkazymimo funkci. Vˇsechny soubory t´ımto zp˚usobem pˇreloˇzenébude moˇznéspustit pomoc´ı staréhonázvu.Pokud se program spust´ı jako server, bude skript spuˇstˇen stejnýmzp˚usobem jakýmse chováinterpret PHP.

5.12 SQL

Pˇrevádˇen´ıSQL dotaz˚ubylo provádˇenovlastn´ım,specifickýmzp˚usobem, a do transpilátoruto tak pˇrineslovelkémnoˇzstv´ıˇr´ıd´ıc´ıch konstrukc´ızabývaj´ıc´ıse jen touto problematikou. Jde o prvn´ıpˇr´ıpad, kdy se do kódupˇridávávlastn´ı anonymn´ıstruktura, jej´ıdefinice se z´ıskáváz komentáˇr˚uum´ıstˇených v kódu. Protoˇzese ve vˇsech pˇr´ıpadech tato novástruktura deklaruje, je zakázánodo ni pˇriˇrazovat jinýdatovýtyp a redeklarovat v rámcibloku. Vˇsechny pˇr´ıpady nejsou oˇsetˇrené,m˚uˇzeto proto véstv chybámv kompilaci výslednéhotranspi- lovanéhoprogramu. Tvoˇren´ıspojen´ıs databáz´ıse provád´ıv PHP ve dvou kroc´ıch – nejdˇr´ıve se zadaj´ıpˇrihlaˇsovac´ıúdaje, pak se vybere tabulka. Toto chován´ınelze do Go pˇrevést,protoˇzeobˇeakce se provádˇej´ınajednou a tvoˇr´ıse mnoˇzinapˇripojen´ı. Databázovépˇripojen´ıse reprezentuje strukturou ve vlastn´ıknihovnˇe.Prvn´ı funkce mysqli_connect se pˇreloˇz´ıjako konstruktor struktury, aˇzpˇrivýbˇeru

29 5. Realizace

$link = mysqli_connect("localhost", "root", ""); mysqli_select_db($link, "test");

$r = mysqli_query($link, "SELECT * FROM ‘table‘"); /** @var $a array{id: int, data: string} */ while ($a = mysqli_fetch_array($r, MYSQLI_ASSOC)) { echo "$a[id]: $a[data]"; }

Obrázek5.2: SQL pˇripojen´ıv PHP s definovanýmnávratovýmtypem tabulky se vytvoˇr´ıdatabázovépˇripojen´ı.Po kaˇzdémvýbˇerutabulky se nav´ıc zavoláfunkce uzav´ıraj´ıc´ıpˇripojen´ı. Chován´ıpˇripojen´ıje podobnétomu v PHP, jen se volán´ıfunkc´ıpˇrevád´ı do podoby metody, prvn´ım argumentem bude identifikátorpˇripojen´ı nebo výsledkydotazu. Pro z´ıskán´ıˇrádk˚uz SQL dotazu jsem ve vˇsech pˇr´ıpadech pouˇz´ıval jednu z funkc´ı,jej´ıˇzvolán´ıvýsledky, dokud jsou, vrac´ıjako asociativn´ı pole. Podporuje i jinénávratovétypy, podporuje se ale jen jedna podoba. Pokud jiˇzvýsledekˇzádnézáznamy neobsahuje, vrac´ıse jen binárn´ıhod- nota. Pro dynamicky typovanýjazyk jinýdruh návratovéhotypu nezp˚usobuje ˇzádnýproblém,zde tento postup nejde pouˇz´ıt.Pro zjiˇstˇen´ı,zda dotaz jeˇstˇeob- sahuje nˇejakédalˇs´ıvýsledky, se proto pouˇz´ıvájinámetoda. Pokud se metoda vracej´ıc´ıvýsledekz SQL objev´ıv podm´ınkách co vyˇzaduj´ıbinárn´ıhodnotu, pouˇzijese m´ısto tohoto výrazuspecializovanámetoda pro tento úˇcel.Metoda se pˇresunedo tˇelaˇr´ıd´ıc´ıkonstrukce. Aby transpilátormˇelúplnoukontrolu nad vracenýmvýsledkem, mus´ıse návratovétypy SQL dotazu nˇekdedefinovat. Jde o jedinýbod v pˇrekladu, kterýnelze vyˇreˇsitjinak neˇzpˇripsán´ımpomocných fráz´ıdo p˚uvodn´ıhoskriptu. Pro tento úˇcelse pouˇzij´ıkomentáˇre,s bˇeˇznoustrukturou jakáje vidˇetu definic promˇenných ve tˇr´ıdách 5.2. Tento zápisse pˇrevede na definici promˇennéa ta se bude moci dálepouˇz´ıtpro z´ıskán´ıhodnot z dotazu. Pokud je typ promˇenné pole, pˇrevede se do podoby anonymn´ıstruktury. Protoˇzese pouˇz´ıváextern´ı knihovny, názvypromˇenných se tu pˇrevádˇej´ıdo takovépodoby, aby byly vidi- telnéz kaˇzdéhobal´ıˇcku.V Go funkce a promˇennézaˇc´ınaj´ıc´ıvelkýmp´ısmenem jsou aliasem pro kl´ıˇcovéslovo public z jiných programovac´ıch jazyk˚u. Na zdrojovýskript zde nen´ıpoˇzadavek na pojmenováván´ıkl´ıˇc˚uasociativn´ıhopole velkýmp´ısmenem,k tomuto pˇrevodu bude docházetbˇehemtranspilace. Zadefinovanápromˇennábude dálepouˇz´ıvánapro z´ıskáván´ıdat. Bal´ıˇcek sqlx“ pomoc´ıreflexe výsledekum´ıst´ıdo pˇredanéstruktury [38]. ” Komentáˇrese daj´ıpouˇz´ıti pro definici jiných datových typ˚u.D´ıkytomu bude jednoduˇsˇs´ıˇreˇsitrozsah platnosti promˇenných u podm´ınek.

30 5.13. Generov´an´ık´odu

5.13 Generov´an´ık´odu

Kaˇzdýprvek, kterývznikne bˇehemtranspilace, lze nˇejakýmzp˚usobem vypsat. Ve vˇetˇsinˇepˇr´ıpad˚ujde o postup pˇr´ımoˇcarý,neovlivnˇenýkontextem, kterýse vyˇreˇs´ıaˇzpo celémprocesu zpracován´ızdrojovéhoskriptu. Existuj´ızde tˇridruhy uzl˚uv abstraktn´ımsyntaktickémstromu, jej´ıˇzpo- doba se v pr˚ubˇehu transpilace m˚uˇzemˇenit. Prvn´ımz nich je promˇenná.Jej´ıvýpisje závislýzp˚usobujej´ıhopouˇz´ıván´ı. Pokud v pr˚ubˇehu transpilace bude zmˇenˇenjej´ıtyp, dojde k pˇrevodu na gene- rický interface{}, jej´ıpouˇz´ıván´ıbude nav´ıcobsahovat pˇretypován´ına jasnˇe definovanýtyp kterýpromˇennáv danýmoment obsahuje. Dalˇs´ıje funkce, jej´ıˇzvzhled je ovlivnˇempouˇz´ıvanýmiprostˇredky. Ke zmˇenˇe pˇredpisunedojde tehdy, pokud nepouˇz´ıváglobáln´ı promˇennéa bude proto tˇrebaji zmˇenitna metodu. Pokud se skript pˇrevád´ı do serverovépodoby, i výpisyzp˚usob´ı,ˇzebude vyˇzadovánglobáln´ıkontext. Uzlem pracuj´ıc´ına nejvˇetˇs´ıúrovni abstrakce je inkrementace a dekrementace. Pokud je promˇennádefinovanájako ˇc´ıselnýdatovýtyp, vzhled je stejný jako u jiných programovac´ıch jazyk˚u.Pokud se pracuje s neznámýmdatovým typem, pouˇzijese pˇriˇrazen´ı, u kteréhonenastáváprobléms pˇretypován´ım. Pokud je promˇennátextovýmˇretˇezcem,pouˇzijese rovnˇeˇzpˇriˇrazen´ı,ale m´ısto sˇc´ıtán´ıse pouˇzijespecializovanáfunkce z méstandardn´ıknihovny urˇcenápro tento datovýtyp. Jde o jeden ze dvou uzl˚u,jehoˇztextovápodoba m˚uˇzei po úspˇeˇsnétranspilace zp˚usobit,ˇzekódnebude funkˇcn´ı.Prvn´ımz nich je volán´ı funkce pracuj´ıc´ıs argumentem pˇredávanýmreferenc´ı.

5.14 Testován´ıa porovnáván´ıvýkonu

Tato sekce se bude zabývat testován´ım chován´ı transpilátorua kontrolou výstupu.Dálese bude zkoumat jeho výkonnost v porovnáván´ı s ˇreˇsen´ım v p˚uvodn´ım jazyce.

5.14.1 Testován´ı Testován´ı se provád´ı na tˇrech úrovn´ıch. Na prvn´ı z nich se provád´ı jedno- duchékontroly zda se vytváˇr´ıvˇsechny logicképrvky pouˇz´ıvanév kompilátoru správnˇe,nastaven´ırodiˇc˚u,správnýpoˇcetpromˇenných v prázdnémprojektu a tak podobnˇe. Dalˇs´ıkontrola se zabývákontrolou výstupu z programu. Jde o textovépo- rovnáván´ıvýstupuz kompilátoru a oˇcekávanýmvýstupem. To pomohlo odhalit komplikovanˇejˇs´ıkonstrukce, pro kteréje porovnáván´ına úrovni prvk˚upˇr´ıliˇs komplikované.T´ımto zp˚usobem se odhalovaly problémy spojenés vyj´ıman´ım promˇenných aby splˇnovaly blokovédeklarace. Oba zp˚usoby výˇse se nezabývaly výstupem transpilovanéhoprogramu. Pro to slouˇz´ıposledn´ızp˚usob,kterýse skládáze tˇr´ıd´ılˇc´ıch ˇcinnost´ı.Prvn´ı

31 5. Realizace

$start = microtime(true);

$c = 0; for ($i = 0; $i < 10; $i++) { for ($j = 0; $j < 32000; $j++) { for ($k = 0; $k < 32000; $k++) { $c++; if ($c > 50) { $c = 0; } } } }

$end = microtime(true); $time = $end - $start; printf("Execution time of script = %f sec.\n", $time);

Obrázek5.3: Skript pouˇzitýpro porovnáván´ıˇcasu z nich spust´ıinterpretr PHP se zdrojovýmsouborem a jeho výsledeksi uloˇz´ı pro pozdˇejˇs´ıporovnáván´ı.V dalˇs´ımkroku se soubor zpracuje transpilátorem a spust´ıse i ten. Stejnˇejako u PHP, i zde se uloˇz´ıjeho výsledeka porovnáse s výstupem zdroje. Porovnáván´ıje ˇcasovˇenejnároˇcnˇejˇs´ı,ale je schopnéodha- lit velkémnoˇzstv´ıproblém˚u,kterépˇredchoz´ızp˚usoby nezvládlykv˚uliabsenci kompilace.

5.14.2 Porovnáván´ıvýkonu Zkouˇsen´ı výkonnost´ı novéhoˇreˇsen´ı bylo provádˇenocelkem dvˇemazp˚usoby, liˇs´ıc´ıse zp˚usobem, jakýmbyl program spuˇstˇen.Pro ˇcasovˇenároˇcnéoperace se pouˇz´ıvalo konzolovéhochován´ı,bez spouˇstˇen´ıserveru. Pro jednoduˇsˇs´ıvˇeci byl pouˇzitprogram Apache HTTP server benchmarking tool [39]. Ten pomohl odhalit problémy spojenése soubˇehemu globáln´ıch promˇenných zm´ınˇenév 5.9. Protoˇze pro porovnáván´ı bˇeh˚uprogramu nen´ı jeden poˇc´ıtaˇc s velkým mnoˇzstv´ıjiných spuˇstˇených proces˚udobrýmtestovac´ımprostˇred´ım,spouˇstˇely se skripty, u kterých byla ˇcasovánároˇcnostˇrádovˇevyˇsˇs´ı,nemohlo proto j´ıt o jeden ˇspatnýbˇehskriptu. Interpretovanápodoba skriptu 5.3 trvala v pr˚umˇerusto ˇsedesátsekund, transpilovanáverze je desetkrátrychlejˇs´ı.U jiných test˚u,napˇr´ıkladcyklické pˇriˇrazován´ı do textovéhoˇretˇezcenebo ˇrazen´ı pole, je pˇrevedenýskript po-

32 5.14. Testován´ıa porovnáván´ıvýkonu malejˇs´ı.Problémy s asociativn´ımpolem lze vyˇreˇsitjejich lepˇs´ıimplementac´ı, nebo je v˚ubec nepouˇz´ıvat – adresován´ıtypicképro mapy nen´ıvˇzdypouˇz´ıváno. Problémy spojenés ˇretˇezciby byly ˇreˇsenépodobnýmzp˚usobem. Retˇezcejsouˇ v PHP editovatelné,nevytváˇr´ıse kopie, proto práces nimi v porovnán´ıs na- ivn´ıimplementac´ıv Go tak rychlá.S vˇetˇs´ıznalost´ıkóduby se m´ıstoˇretˇezc˚u mohly pouˇz´ıvat specializovanéstruktury, kterékopie nevytváˇr´ı.Jejich vyuˇzit´ı zp˚usob´ı,ˇzeskript se vykonáv podobném ˇcase,rozd´ılje zhruba desetiprocentn´ı ve prospˇech transpilovanéverze. Apache benchmarking tool byl pouˇzitpro ˇcasovˇeménˇenároˇcnéoperace, kde výstupem byla HTML stránka.Pro jej´ıtvorbu se neprovád´ıvelkémnoˇzstv´ı výpoˇct˚u.C´ılembylo vyzkouˇset,jak se server bude chovat pˇrizpracováván´ı vˇetˇs´ıhomnoˇzstv´ıpoˇzadavk˚unajednou. Aby výsledkybyly pokud moˇznoco nejv´ıce izolované,nepouˇz´ıváse databáze,pracuje se jen s GET parametry. Práces t´ımto nástrojem byla zkomplikovánarozd´ılnýmchován´ımserver˚upˇri zahlcen´ıpoˇzadavky. Transpilovanáverze poˇzadavky odm´ıtá,integrovanýPHP server zpracovávávˇsechny, coˇzvedlo k neporovnatelnýmvýsledk˚um. Pro porovnáván´ıse pouˇzilskript, kterývyp´ıˇsedo tabulky GET parametry, kl´ıˇci hodnotu. K vyˇreˇsen´ı tohoto problému byla pouˇzitvlastn´ı definice asociativn´ıhopole a cyklus, tud´ıˇzvlastn´ıˇreˇsen´ıv nˇejakéomezeném´ıˇre ovlivˇnujevýslednýˇcas.Pokud se synchronnˇespust´ısto tis´ıcpoˇzadavk˚u,ˇcasy jsou obdobné.Pokud bude poˇzadavk˚uparalelnˇepadesát,ˇcasje dvakrátlepˇs´ı u transpilovanéverze.

Z´avˇer

C´ılembylo pˇrevéstvybranou mnoˇzinu konstrukc´ınacházej´ıc´ıse v jazyce PHP a pˇrevéstje do jazyka Go tak, aby se nezmˇenilvýsledek.K optimalizac´ım nedocházelo,struktura programu z˚ustalapokud moˇzno co nejv´ıcepodobná p˚uvodn´ımu skriptu. Vˇsechny funkcionality bˇeˇznépro staticky typovanýjazyk byly pˇrevedeny, zkompilovanýprogram pˇripom´ınáchován´ıinterpretu PHP. Vˇetˇsinadynamic- kéhochován´ıje zakázána,nelze proto napˇr´ıkladdefinovat funkce v pr˚ubˇehu programu nebo pouˇz´ıvat promˇennoupromˇenných“. Hodnota null v pˇreve- ” denémjazyce neexistuje, pˇredpokládáse, ˇzeje vˇsedefinované.Ze stejného d˚uvodu jde funkce isset a unset pouˇz´ıvat jen u pol´ı.Vkládán´ıskript˚ulze provádˇetkdekoli, mus´ım´ıtale podobu jednoduchéhotextovéhoˇretˇezce,aby doˇslok pˇreloˇzen´ı.U promˇenných se vyˇzadujejednoznaˇcnéurˇcen´ıdatového typu, jinak transpilace konˇc´ıneúspˇechem. Serverovéchován´ımázjednoduˇsený pˇr´ıstupke GET parametr˚um,kaˇzdýz nich bude jednoduchýmtextovýmˇretˇez- cem, nep˚ujdeo pole, jak k tomu m˚uˇzepˇrisprávnémpojmenován´ıkl´ıˇcedoj´ıt. Lze transpilovat SQL pˇripojen´ı, coˇzje jeden z bod˚u,co do základn´ıch konstrukc´ınepatˇr´ı,jde o rozˇsiˇruj´ıc´ıknihovnu pro interpretr. K implementaci doˇslo,aby bylo moˇznékompletnˇepˇrevéstjiˇzexistuj´ıc´ıprojekt. U nˇekterých aplikac´ı dojde aˇzk desetinásobnému zrychlen´ı. Projekt je pˇripraven na pˇridáván´ıdalˇs´ıch funkc´ıobsaˇzených v PHP, kteréjeˇstˇenejsou implementované. Pˇrevedenýzdrojovýkódumoˇzˇnujeodhalit konstrukce, kterése daj´ıop- timalizovat. Mezi ty hlavn´ı patˇr´ı databázovépˇripojen´ı, kterélze v c´ılovém jazyce ve vˇetˇsinˇepˇr´ıpad˚uprovéstjen jednou. Byla popsánahistorie PHP a jeho vývoj. Byly zm´ınˇeny zp˚usoby, jakými lze interpretovanýjazyk zrychlit. Popsaly se projekty zabývaj´ıc´ıse touto problematikou. Pˇredimplementac´ıtranspilátorudoˇslok popisu jeho konstrukce. Prácese dálem˚uˇzevyv´ıjetnˇekolika smˇery. Hlavn´ımc´ılembude rozˇs´ıˇrit moˇznostipˇrekladu,ted’ se zcela ignoruj´ıjmennéprostory, ve standardn´ıkni- hovnˇenejsou funkce pro autentifikaci. Dálechyb´ıpˇrekladtˇr´ıd.Výslednýkód

35 Zav´ erˇ nimi pracuje, neum´ıje ale zpracovat. Dalˇs´ımzp˚usobem jak projekt upravit, je pˇridán´ıdalˇs´ıhoc´ılovéhojazyka. Právˇeted’ na to transpilátornen´ıv˚ubec pˇripraven, pˇredt´ımto krokem bude nutnéprovéstúpravu ve výpisua vnitˇrn´ı reprezentaci zdrojovéhokódu.

36 Bibliograﬁe

1. BERNERS-LEE, Tim. HyperText and CERN [online]. 1989 [cit. 2020-05- 01]. Dostupnéz: https://www.w3.org/Administration/HTandCERN. txt. 2. W3C. STANDARDS [online] [cit. 2020-03-29]. Dostupnéz: https:// www.w3.org/standards. 3. SUPERCOMPUTING APPLICATIONS (NCSA) AT THE UNIVER- SITY OF ILLINOIS, National Center for. NCSA MOSAIC™ [online] [cit. 2020-04-23]. Dostupné z: http : / / www . ncsa . illinois . edu / enabling/mosaic. 4. D. ROBINSON, K. Coar. The Common Gateway Interface (CGI) Ver- sion 1.1 [online]. RFC Editor, 2004 [cit. 2020-04-23]. Dostupnéz DOI: 10.17487/RFC3875. RFC. RFC Editor. 5. LERDORF, Rasmus. 25 Years of PHP (by the Creator of PHP) [online]. 2019 [cit. 2020-04-23]. Dostupnéz: https://www.youtube.com/watch? v=wCZ5TJCBWMg. 6. KOSEK, Jiˇr´ı. 1. Uvod.´ In: PHP – tvorba interaktivn´ıchinternetových aplikac´ı [online]. 1999, s. 17–22 [cit. 2020-04-23]. ISSN 80-7169-373-1. Do- stupnéz: https://www.kosek.cz/php/php-tvorba-interaktivnich- internetovych-aplikaci.pdf. 7. INTERNATIONAL, ECMA. I.6 Overview of the Common Language In- frastructure. In: Standard ECMA-335 - Common Language Infrastructure (CLI) [online]. 2010 [cit. 2020-04-23]. Dostupnéz: http://www.ecma- international.org/publications/standards/Ecma-335.htm. 8. Common Language Runtime (CLR) overview. In: Microsoft Docs [online]. 2019 [cit. 2020-04-20]. Dostupnéz: https://docs.microsoft. com/en-us/dotnet/standard/clr.

37 Bibliografie

9. LOVEMAN, David B. Program Improvement by Source-to-Source Trans- formation. J. ACM. 1977, roˇc.24, ˇc.1, s. 121–125. ISSN 0004-5411. Do- stupnéz DOI: 10.1145/321992.322000. 10. Introduction. In: Trustworthy Compilers [online]. John Wiley & Sons, Ltd, 2010, kap. 1, s. 4 [cit. 2020-04-17]. ISBN 9780470593387. Dostupnéz: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/9780470593387. 11. ZHAO, Haiping et al. The HipHop Compiler for PHP. SIGPLAN Not. [online]. 2012, roˇc.47, ˇc.10, s. 575–586 [cit. 2020-04-15]. ISSN 0362-1340. Dostupnéz DOI: 10.1145/2398857.2384658. 12. Trustworthy Optimizations. In: Trustworthy Compilers [online]. John Wiley & Sons, Ltd, 2010, kap. 6, s. 170–173 [cit. 2020-04-17]. ISBN 9780470593387. Dostupnéz: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/ pdf/10.1002/9780470593387. 13. Runtime, JIT, and AOT Compilation. In: Trustworthy Compilers [online]. John Wiley & Sons, Ltd, 2010, s. 203–211 [cit. 2020-04-17]. ISBN 9780470593387. Dostupnéz: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/ pdf/10.1002/9780470593387. 14. BENDA, Jan; MATOUSEK, Tomas; PROSEK, Ladislav. Phalanger: Com- piling and running PHP applications on the Microsoft .NET platform. .NET Technologies 2006 [online]. 2006, s. 31–38 [cit. 2020-04-15]. Do- stupnéz: http://oot.zcu.cz/NET_2006/Papers_2006/!Proceedings_ Full_Papers_2006.pdf. 15. PHP 5 ChangeLog. In: PHP [online]. 2019 [cit. 2020-04-20]. Dostupnéz: https://www.php.net/ChangeLog-5.php. 16. PEACHPIE. Use cases [online] [cit. 2020-04-23]. Dostupnéz: https : //www.peachpie.io/usecases. 17. SDK, The .NET Compiler Platform [online]. 2017 [cit. 2020-04-23]. Do- stupnéz: https://docs.microsoft.com/en- us/dotnet/csharp/ roslyn-sdk. 18. TATSUBORI, Michiaki; TOZAWA, Akihiko; SUZUMURA, Toyotaro; TRENT, Scott; ONODERA, Tamiya. Evaluation of a Just-in-Time Com- piler Retrofitted for PHP. SIGPLAN Not. [online]. 2010, roˇc.45, ˇc.7, s. 121–132 [cit. 2020-04-23]. ISSN 0362-1340. Dostupnéz DOI: 10.1145/ 1837854.1736015. 19. SLATTERY, Ed; TAYLOR, Judy. Get started with Project Zero and PHP. In: developerWorks [online]. 2007 [cit. 2020-04-17]. Dostupnéz: https:/ /www.ibm.com /developerworks/web/ tutorials/wa- pz- php/wa-pz-php-pdf.pdf.

38 Bibliograﬁe

20. NICHOLSON, Rob. Project Zero. In: international PHP 2007 conference [online]. 2007 [cit. 2020-04-17]. Dostupnéz: https://www.ibm.com/ developerworks/collaboration/uploads/phpblog/zeroPHPforIPC. pdf. 21. quercus: php in java. In: Caucho [online] [cit. 2020-04-17]. Dostupnéz: https://www.caucho.com/resin-3.1/doc/quercus.xtp. 22. RASMUS, Lerdorf. Rasmus’ Toys Blog. HipHop PHP - Nifty Trick? [online]. 2010 [cit. 2020-05-13]. Dostupnéz: https://toys.lerdorf.com/ hiphop-php-nifty-trick. 23. ADAMS, Keith; EVANS, Jason; MAHER, Bertrand; OTTONI, Guilherme; PAROSKI, Andrew; SIMMERS, Brett; SMITH, Edwin; YAMAUCHI, Owen. The Hiphop Virtual Machine. SIGPLAN Not. [online]. 2014, roˇc.49, ˇc.10, s. 777–790 [cit. 2020-04-15]. ISSN 0362-1340. Dostupnéz DOI: 10.1145/2714064.2660199. 24. Migrating from JavaScript. TypeScript [online]. 2020 [cit. 2020-05-13]. Dostupnéz: https : / / www . typescriptlang . org / docs / handbook / migrating-from-javascript.html. 25. VERLAGUET, Julien; MENGHRAJANI, Alok. Hack: a new programming language for HHVM. In: Facebook Engineering [online]. 2014 [cit. 2020-04-17]. Dostupnéz: https://engineering.fb.com/developer- tools/hack-a-new-programming-language-for-hhvm. 26. PHP, Differences from [online] [cit. 2020-04-17]. Dostupnéz: https:// github.com/facebookarchive/hack-langspec/blob/master/spec/ 23-differences-from-php.md. 27. EXPRESSIONS; INCREMENTING, Operators: DECREMENTING [online] [cit. 2020-04-17]. Dostupnéz: https://docs.hhvm.com/hack/ expressions-and-operators/incrementing-and-decrementing. 28. ARSENAULT, Cody. PHP 7 vs HHVM - Which One Should You Use? In: KeyCDN [online]. 2014 [cit. 2020-05-13]. Dostupnéz: https://www. keycdn.com/blog/php-7-vs-hhvm. 29. EMMOTT, Fred. HHVM. Ending PHP Support, and The Future Of Hack [online]. 2018 [cit. 2020-05-13]. Dostupnéz: https://hhvm.com/ blog/2018/09/12/end-of-php-support-future-of-hack.html. 30. STOGOV, Dmitry; SURASKI, Zeev. PHP RFC: JIT. In: PHP [online]. 2019 [cit. 2020-05-13]. Dostupnéz: https://wiki.php.net/rfc/jit.

39 Bibliografie

31. AHO, Alfred V.; LAM, Monica S.; SETHI, Ravi; ULLMAN, Jeffrey D. 1. Introduction. In: Compilers: Principles, Techniques, and Tools (2nd Edition) [online]. USA: Addison-Wesley Longman Publishing Co., Inc., 2006, s. 1–23 [cit. 2020-04-12]. ISBN 0321486811. Dostupnéz: http:// ce.sharif.edu/courses/94-95/1/ce414-2/resources/root/Text% 20Books/Compiler%20Design/Alfred%20V.%20Aho,%20Monica%20S. %20Lam,%20Ravi%20Sethi,%20Jeffrey%20D.%20Ullman-Compilers% 20-%20Principles,%20Techniques,%20and%20Tools-Pearson_Addison% 20Wesley%20(2006).pdf. 32. HOPCROFT, John E.; MOTWANI, Rajeev; ULLMAN, Jeffrey D. Intro- duction to automata theory, languages, and computation [online]. 3rd ed. Pearson/Addison Wesley, 2007 [cit. 2020-04-12]. ISBN 9780321455369. Dostupnéz: http://ce.sharif.edu/courses/94- 95/1/ce414- 2/ resources/root/Text%20Books/Automata/John%20E.%20Hopcroft, %20Rajeev%20Motwani,%20Jeffrey%20D.%20Ullman-Introduction% 20to%20Automata%20Theory,%20Languages,%20and%20Computations- Prentice%20Hall%20(2006).pdf. 33. BARRETT, William A. Compiler Design [online]. 2000 [cit. 2020-04-12]. Dostupnéz: http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download? doi=10.1.1.462.9894&rep=rep1&type=pdf. 34. SLIZOV, Vadym. PHP Parser [software]. Dostupnétakéz: https:// github.com/z7zmey/php-parser. 35. MORRISON, Levi; WEINAND, Bob. PHP. PHP RFC: Arrow Functions [online]. 2014 [cit. 2020-05-13]. Dostupnéz: https://wiki.php.net/ rfc/arrow_functions. 36. LANGUAGE, The Go Programming. The Go Programming Language Specification [online]. 2020 [cit. 2020-04-23]. Dostupnéz: https://golang. org/ref/spec. 37. Arrays. PHP [online] [cit. 2020-05-18]. Dostupnéz: https://www.php. net/manual/en/language.types.array.php. 38. MOIRON, Jason. sqlx [software]. Dostupnétakéz: https://github. com/jmoiron/sqlx. 39. APACHE. ab - Apache HTTP server benchmarking tool - Apache HTTP Server Version 2.4 [software]. Dostupnétakéz: https://httpd.apache. org/docs/2.4/programs/ab.html.

40 Prˇ´ıloha A

Seznam pouˇzit´ychzkratek

PHP PHP: Hypertext Preprocessor

AST Abstract syntax tree

JIT just-in-time

HPHPc HipHop compiler

HPHPi HipHop interpreter

HHVM HipHop Virtual Machine

HHBC HipHop bytecode

HHIR HipHop intermediate representation

WWW World Wide Web

SQL Structured Query Language

CGI Common Gateway Interface

CLI Common Language Infrastructure

NCSA National Center for Supercomputing Applications

Prˇ´ıloha B

Obsah pˇriloˇzen´ehoCD

/ thesis.pdf...... text práceve formátuPDF src thesis ...... zdrojováforma práceve formátuLATEX php2go...... zdrojovékódyimplementace examples ...... pˇr´ıklady readme.md ...... popis jednotlivých pˇr´ıklad˚u cli server benchmark dist...... kompilovanétranspilátorypro r˚uznéarchitektury