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Bootstrapping

El bootstrapping es una técnica que te permite implementar un compilador para un lenguaje X en el mismo lenguaje. Este comienza con una implementación inicial en otro lenguaje (en el caso de PseudoD, el intérprete en C++). Luego escribes el compilador en X y luego utilizas la implementación original para compilar el compilador con si mismo. Por ejemplo, en el caso de PseudoD, si deseas compilar todo desde cero utilizando solo el intérprete:

mkdir outputs/
pseudod -X v3x inicio.pd -- inicio.pd -o outputs/compilador.lua --guardar-db outputs/compilador.sdb

Veamos el comando en más detalle:

  • pseudod -X v3x inicio.pd -- ...: Esta parte es la de "ejecutas el compilador con la implementación original". En este caso, pseudod es el intérprete en C++ e inicio.pd es el compilador en PseudoD.
  • ... inicio.pd ...: Este es el "y compilas el compilador con si mismo". En este caso estamos ejecutando el compilador (inicio.pd) con si mismo como archivo de entrada. Utilizando otro compilador para hacerlo más claro, con gcc, el compilador de C, la línea se vería de manera similar a gcc ./gcc.c -o gcc.
  • ... -o outputs/compilador.lua --guardar-db outputs/compilador.sdb: Guardamos el compilado en outputs/compilador.lua. Este es nuestro compilador, listo para ser ejecutado con Lua.

Luego de esto tenemos un compilador completo de PseudoD en Lua.

Ahora, cada cambio que queramos hacer al compilador, en vez de actualizarlo volviendo a ejecutar la línea anterior solo basta con:

lua5.4 outputs/compilador.lua inicio.pd -o outputs/compilador.lua

El problema

Imaginemos que hay un problema con nuestro compilador. Digamos que emite código incorrecto. ¿Cómo podríamos detectar este error? Y más importante, ¿Cómo lo corregimos si ya compilamos nuestro compilador con la versión que tenía el bug? La solución es separar el compilador en etapas (o stages). El verdadero proceso de compilación de PseudoD se ve de la siguiente forma:

  • Compila el compilador con si mismo usando el intérprete. Esto te va a dar un compilador (en Lua) al que llamaremos "stage 0".
  • Luego, usamos "stage 0" para compilar el compilador (de nuevo). Esto nos dará otro compilador que llamaremos "stage 1".

Si "stage 0" y "stage 1" son iguales sabemos que el compilador se comporta de exactamente la misma forma tanto en el intérprete como en el compilador.

Luego, si realizamos un cambio al compilador y queremos probarlo, solo basta con:

  • Copia stage 1. Llamemos a esta copia "stage 1 old".
  • Con "stage 1 old" compila el nuevo compilador, este reemplazará a "stage 0".
  • Con "stage 0" compila el nuevo compilador (de nuevo). Este será el nuevo "stage 1".
  • Tal como antes, verifica que "stage 1" y "stage 0" sean iguales. "stage 1 old" si puede ser distinto a ambos.

Este sistema permite detectar errores triviales. Combina esto con el hecho de que ambos stages son incluidos en cada commit del repositorio y obtienes un sistema en el que puedes detectar errores simples del compilador y puedes moverte en el tiempo para probar compiladores antiguos sin tener que recompilar todo desde 0 (simplemente haciendo "checkout" a un commit).

Nota 2021-03-26: El compilado del compilador ya no es incluído con cada commit por motivos de eficiencia y espacio.