오늘은 조금은 색다른 주제를 가지고 왔습니다. 컴파일러를 사용하다가, 자동으로 컴파일러가 loop을 변형하여 최적화해주거나, 병렬화를 해 주면 좋겠다고 생각한 적이 있지 않은가요? 컴파일러 엔지니어들도 이러한 고민들을 해왔습니다. 그 중 하나의 방법으로 등장한 것이 polyhedral compiler 인데요, LLVM Polly 프로젝트, MLIR affine dialect가 사용하는 방법이기도 합니다. 오늘은 이 방법에 대해 소개해 보겠습니다. 기본 개념 먼저, 자세히 설명하기 전에 기본적인 개념을 짚고 넘어가고자 합니다. 대부분의 개념들은 선형대수학을 조금만 알고 있다면 쉽게 접할 수 있는 것들입니다. ...
프로그래밍 언어 만들기 컴파일러를 만들기 전에, 우리는 먼저 언어를 정의해야 합니다. 프로그래밍 언어는 단순히 구문으로 정의되는 것이 아닙니다. 사실 프로그래밍 언어는 인간과 컴퓨터 사이의 사용자 인터페이스입니다. 프로그래밍 언어란 무엇인가? 추상화는 컴퓨터 과학의 핵심 개념 중 하나입니다. 추상화가 없다면, 컴퓨터로 무언가를 하기 위해서는 전기 신호, 메모리 레이아웃, 레지스터, 그리고 수많은 하드웨어의 특징을 고려해야 할 것입니다. 프로그래밍 언어는 이러한 복잡성을 단순화합니다. 그것은 아이디어를 표현하는 인간 친화적인 방법을 제공하면서, 그것들을 작동하게 만드는 low-level 메커니즘을 숨깁니다. 이런 의미에서, programming language는 computing을 위한 UI로 기능합니다—하드웨어를 수동으로 조작하는 대신, 로직, 애플리케이션, 그리고 시스템을 구축하는 데 집중할 수 있게 해주는 계층입니다. ...
Crafting compilers Compilers 이 포스팅 및 앞으로 쓰게 될 시리즈는 compiler가 무엇인지, 어떻게 만들어지는지, 그리고 직접 compiler를 만드는 방법을 설명하는 시리즈가 될 것입니다. Compiler는 (어느 정도는) 복잡한 프로그램으로, 사람이 작성한 high-level 프로그램(주로 English 형태로 존재하는)을 컴퓨터가 이해할 수 있는 binary 형식으로 변환합니다. Compiler engineering은 이러한 변환 과정을 어떻게 설계할 것인지 결정하는 일입니다. 우선 “프로그램"이 무엇인지, 그리고 어떻게 생겼는지부터 생각해보겠습니다. 저는 프로그램을 하드웨어가 실행해야 하는 명령어들의 순서라고 정의할 수 있다고 생각합니다. 가장 낮은 수준에서는 프로그램은 단순히 ‘1’과 ‘0’으로 이루어진 명령어들의 시퀀스입니다. 프로그램이 표현되던 초기 형태 중 하나는 IBM 360 같은 컴퓨터에서 사용되던 assembly language였습니다. 과거의 프로그래머들은 하드웨어 명령어를 직접 작성하여, 우주 로켓의 궤적 계산이나 은행 계좌 관리 같은 아주 중요한 프로그램들을 만들었습니다. 이러한 명령어들은 컴퓨터가 각 단계에서 무엇을 해야 하는지를 직접 표현했으며, 프로그래머는 컴퓨터가 가진 모든 하드웨어 디테일을 이해해야 했습니다. Register usage, memory state, 기타 모든 하드웨어 세부 사항을 직접 계산해야 했고, 잘못 계산하면 프로그램이 오작동하거나 심각한 문제가 발생할 수 있었습니다. ...