wamcc:将Prolog编译成C (No.7-1)

cri-dist.univ-paris1.fr/diaz/publications/WAMCC/iclp95.pdf 

摘要：
我们呈现的wamcc系统，是一个通过WAM的，转换Prolog到C的Prolog编译器。这种方法有一些有趣的的后果：简单，高效，可移植性，可扩展性和模块化。事实上，该系统不纳入复杂的优化，但效率和Quintus Prolog2.5（基于汇编语言编写的一个模拟器）类似，只比Sicstus Prolog语言（编译为机器码）慢30％。它对任何机器都是马上可移植的，机器需带有一个C编译器并易于扩展，如限制，如clp(FD)系统，是基于wamcc的。要感谢C的模块化，它还集成了一种简单而有效使用的模块化。

一、引言
目前，编译Prolog是一项众所周知的课题。当高速的Prolog系统的设计不完全评估，它不再像十几年前般具有挑战性。可以说是在逻辑编程中的最后十年的重大突破沃伦抽象机（Warren Abstract Machine:WAM）的定义[14]，成为Prolog编译的事实上的标准，已经帮助许多研究者获得一个更好的机会去了解Prolog的执行，并开发出高效的逻辑程序系统。此外WAM证明有足够的灵活性，保持骨干各种扩展，如高阶，约束，并行或并发逻辑程序。然而，简单而高效的Prolog系统的设计仍然是一个活跃的话题。我们于1991年开始发展我们自己的逻辑引擎，以提供一个良好的各种扩展的基础和逻辑编程特定的约束[6]。这个新系统的要求如下：

可扩展性：系统应作为实验平台。这意味着在Prolog引擎的设计简单而不复杂的优化会过分扩大系统的规模。

可移植性：为了实现广泛扩散和避免实属固有特定的体系结构的喜好。

效率：由于Prolog系统缺乏足够的底层表现，要避免跛足的未来扩展。一门新的语言的确往往首先判断（计数器）经典基准的表现，其次它提供的新颖性和表现。因此，我们的逻辑引擎的目标是象仿真版本Sicstus Prolog一样有效，这是一个高度优化的C模拟器。

模块化：分解成若干个模块的Prolog应用程序。这也可能第一步忘了内置的谓词，这将是写在以后的Prolog单独模块。

经典技术包括编译Prolog成为一个WAM-like指令集，然后直接执行用C语言编写的一个模拟器中WAM代码（Sicstus Prolog的原始版本）或汇编器（QUINTUS Prolog）或编译机器码（BIM的Prolog，Sicstus Prolog的最新版本，Aquarius Prolog）。

然而，无论是仿真还是编译，都不能满足我们安全机器码的初步要求：如果没有优化的或极其复杂，仿真已表现不佳；如果优化而生产的本机代码肯定不是一个简单的任务，是不可移植的。因此，我们决定调查一个新的替代：翻译Prolog语言到C。事实上，至少在理论上，这一解决方案是合并两者的优点的方法。确保可移植性是由C语言的全球霸权决定的，在编译过程结束后产生机器码（通过C编译器）。这样就避免了模拟器开销，并因此从缺乏优化得以补偿。 C语言的模块化使人们有可能作为单独的C模块一样编译Prolog模块，它可以通过连接器连接（谓词能见度应对通过适当的C声明）。编译到C还能够为这个简单的接口（以及任何其他编译）语言，并产生真正的可执行文件作为输出的逻辑系统。由此产生的系统，名为wamcc，证明这种方法是健全的，把Prolog翻译到C的系统可以作为一个高效的优化商业Prolog。

本文组织如下。第2节的基本思路关于WAM代码的执行。第3节介绍了其他现有系统如何编译WAM代码为C，而第4节wamcc方法。第5节细节是内存是如何管理wamcc，终于，第6呈现性能评价。一个简短的结论结束此文件。