阅读 GHC 核心

Question

Core 是 GHC 的中间语言。 Reading Core 可以帮助您更好地了解程序的性能。 有人向我询问有关阅读 Core 的文档或教程，但我找不到太多。

哪些文档可用于阅读 GHC Core？

这是我到目前为止发现的：

• 写 Haskell 和 C 一样快：利用严格性、惰性和递归性
• Haskell 与 C 一样快：在高海拔地区工作以获得低水平性能
• RWH：第 25 章。分析和优化
• CUFP 上的高性能 Haskell 演讲（幻灯片 65-80）

Answer 1

GHC Core 是系统 FC语言，所有 Haskell 都被翻译成该语言。 Core 的（近似）语法由下式给出：

Core 与更简单、更广为人知的System F密切相关。 GHC 在核心级别所做的所有转换都是此核心表示的类型保留重构，以提高性能。 而且，不太为人所知，您可以直接在 Core 中编写 GHC 程序。

GHC Core 适合编译器管道（就像 2002 年一样，sans-LLVM 和 CMM）：

了解 GHC Core 的主要文件是：

• GHC 核心语言的外部表示，Tolmach，2001
• ghc/compiler/CoreSyn ，GHC 定义本身
• Glasgow Haskell Compiler inliner 的秘密，Peyton Jones 和 Marlow，1999。核心在第 2.3 节中描述，包括有关出现分析注释的详细信息。
• Haskell，Peyton Jones 和 Santos，1998 年的基于转换的优化器。在 S3 中描述了核心，包括对核心的多态性和操作读数的讨论。

有助于理解的相关材料：

• GHC -fext-core output
• 我花了很多时间通过阅读 GHC 源码来学习 Core。 有些在我 2002 年的本科论文中有所描述，从第 16 页开始。
• 从使用ghc-core工具，到生成我喜欢的格式的 Core。

核心又被翻译成 STG 代码，看起来像：

Core 中有趣的名字被编码在“Z 编码”中：

GHC Core 的类型和种类（来自 Tolmach 的论文）：

最后，当您将 Haskell 优化到 GHC 知道的基本指令时，GHC 的primops会定期出现在 GHC Core output 中。 primop 集作为预处理文件中的一组核心函数给出。

Answer 2

提示：如果您不关心类型注释和强制，请使用-ddump-simpl simpl 和-dsuppress-all选项。 核心 output 应该更具可读性。

Answer 3

虽然不完全是 GHC 核心语言，但正如 Don 提到的 STG 语言非常相似。 最近做了一个证明STG语言+机器类型安全的练习，后来发现自己可以轻松理解Core了。

我用来学习 STG 的文本很容易理解：在 Stock Hardware 上实现惰性函数式语言：Simon Peyton-Jones 的 Spineless Tagless G-machine 。 这篇论文的大部分内容都与实现细节有关，但我特别推荐第 4 节作为对 STG 语言的自上而下的解释，它为一些违反直觉的设计决策提供了动机，并提供了map等熟悉示例的翻译。

Answer 4

“GHC 核心语言的外部表示”是一个文档，可以在 ghc 的安装 ( share/doc/ghc/core.pdf ) 或互联网上找到。