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[インデックス 13750] ファイルの概要

このコミットは、Go言語のコンパイラ (cmd/gc) の内部で使用される OXXX 定数に詳細なコメントを追加するものです。これらの定数は、コンパイラがGoのソースコードを解析して構築する抽象構文木（AST）や中間表現（IR）のノードの種類を識別するために用いられます。変更は src/cmd/gc/go.h ファイルに対して行われました。

コミット

commit 1c675ac89de6be3adff87047c62b4352b0da0310
Author: Nigel Tao <nigeltao@golang.org>
Date:   Wed Sep 5 09:34:52 2012 +1000

    cmd/gc: add commentary to the OXXX constants.
    
    R=rsc, daniel.morsing
    CC=golang-dev
    https://golang.org/cl/6495074

GitHub上でのコミットページへのリンク

https://github.com/golang/go/commit/1c675ac89de6be3adff87047c62b4352b0da0310

元コミット内容

cmd/gc: add commentary to the OXXX constants.

このコミットは、Goコンパイラのcmd/gc部分において、OXXX定数に解説（コメント）を追加するものです。

変更の背景

コンパイラの内部コード、特にAST（抽象構文木）やIR（中間表現）のノードタイプを定義する定数は、そのコンパイラの動作を理解する上で非常に重要です。しかし、これらの定数が多数存在し、それぞれが特定の意味を持つ場合、コメントがないとコードの可読性や保守性が著しく低下します。

このコミットが行われた2012年9月時点のGo言語はまだ比較的新しく、コンパイラの内部構造も進化の途上にありました。このような時期に、コンパイラの主要な内部定数に詳細なコメントを追加することは、以下のような目的があったと考えられます。

  1. 可読性の向上: コンパイラのコードベースは複雑であり、新しい開発者が参加する際や既存の開発者が特定の機能をデバッグ・改修する際に、OXXX定数の意味を迅速に理解できるようにするため。
  2. 保守性の向上: 定数の意図が明確になることで、将来的な変更や拡張の際に誤った解釈によるバグの発生を防ぐ。
  3. ドキュメンテーション: コード自体が自己文書化されることで、外部ドキュメントに頼ることなく、コンパイラの内部動作を理解するための貴重な情報源となる。
  4. 開発効率の向上: 開発者が定数の意味を調べる時間を削減し、より本質的な開発作業に集中できるようにするため。

特に、OXXX定数はGo言語のあらゆる構文要素に対応するため非常に多岐にわたっており、それぞれがコンパイラの異なるフェーズでどのように扱われるかを理解するためには、詳細な説明が不可欠でした。

前提知識の解説

このコミットの変更内容を理解するためには、以下の前提知識が役立ちます。

  • Goコンパイラ (cmd/gc): Go言語の公式コンパイラは、Goのソースコードを機械語に変換する役割を担っています。cmd/gcは、そのコンパイラの主要な部分であり、Go言語のフロントエンド（構文解析、意味解析、型チェック）と一部のバックエンド（中間コード生成、最適化、最終的な機械語生成）を担当します。GoコンパイラはGo言語で書かれていますが、初期の段階やパフォーマンスが重要な部分ではC言語が使われており、このコミットで変更されているgo.hファイルはそのC言語部分で使用されるヘッダーファイルです。

  • 抽象構文木 (AST - Abstract Syntax Tree): コンパイラは、ソースコードを直接処理するのではなく、まず抽象構文木（AST）と呼ばれるツリー構造に変換します。ASTは、プログラムの構文構造を抽象的に表現したもので、各ノードがプログラムの特定の要素（変数宣言、関数呼び出し、演算子、制御構造など）を表します。ASTは、構文解析フェーズで生成され、その後の意味解析、型チェック、最適化、コード生成の各フェーズで利用されます。

  • 中間表現 (IR - Intermediate Representation): ASTは高レベルな表現ですが、コンパイラによっては、さらに最適化やコード生成に適した低レベルな中間表現（IR）に変換されることがあります。IRは、ASTよりも機械語に近い形式で、コンパイラのバックエンドで効率的なコード生成を行うために使用されます。Goコンパイラでは、ASTノードがそのままIRの役割を果たすこともあれば、より具体的な内部表現に変換されることもあります。

  • OXXX 定数: OXXX定数は、Goコンパイラ（特にcmd/gc）の内部で、ASTノードやIRノードの種類を識別するために使用される列挙型（enum）の定数です。各定数は、Go言語の特定の構文要素や操作に対応しています。例えば、OADDは加算演算子、OASは代入文、OCALLFUNCは関数呼び出しを表します。これらの定数は、コンパイラの各フェーズにおいて、現在処理しているノードがどのようなタイプであるかを判別し、それに応じた処理を行うために不可欠です。

  • go.h ファイル: GoコンパイラのC言語部分で使用されるヘッダーファイルです。GoコンパイラはGo言語で書かれている部分が多いですが、初期の段階やパフォーマンスが重要な部分ではC言語が使われていました。このファイルは、コンパイラ内部のデータ構造や定数を定義しており、OXXX定数もこのファイル内で定義されています。

技術的詳細

このコミットは、Goコンパイラのsrc/cmd/gc/go.hファイル内のenumブロックに定義されているOXXX定数群に、詳細なインラインコメントを追加するものです。これらの定数は、Goコンパイラがソースコードを解析して生成する抽象構文木（AST）の各ノードの「操作コード（opcode）」として機能します。

コンパイラのフロントエンドは、Goのソースコードを読み込み、字句解析（トークン化）と構文解析（パース）を経て、プログラムの構造をASTとして表現します。このASTの各ノードは、Go言語の特定の構文要素（例：変数、型、式、文、関数呼び出しなど）に対応しており、そのノードが何を表すかを識別するためにOXXX定数が使用されます。

例えば、OADDは加算演算子（x + y）、OASは代入文（x = yまたはx := y）、OCALLFUNCは通常の関数呼び出し（f()）を表します。これらの定数は、コンパイラの以下の主要なフェーズで利用されます。

  1. 構文解析 (Parsing): ソースコードからASTを構築する際に、適切なOXXX定数を持つノードが生成されます。
  2. 型チェック (Type Checking): 各ノードのOXXX定数に基づいて、そのノードが表す操作や要素の型がGo言語の型システムに適合しているか検証されます。例えば、OADDノードの両オペランドが数値型であるか、OASノードの左右の型が一致するかなどがチェックされます。
  3. 最適化 (Optimization): AST/IRのノードを操作して、生成されるコードのパフォーマンスを向上させます。この際、OXXX定数によってノードの種類を識別し、特定の最適化ルールを適用します。
  4. コード生成 (Code Generation): 最終的に、OXXX定数で識別される各ノードから、ターゲットアーキテクチャの機械語命令が生成されます。

このコミットで追加されたコメントは、各OXXX定数が具体的にGo言語のどの構文要素や操作に対応するのかを簡潔かつ明確に説明しています。これにより、コンパイラの内部構造を理解しようとする開発者にとって、Go言語の構文とコンパイラ内部の表現とのマッピングが格段に分かりやすくなりました。これは、コンパイラのデバッグ、機能追加、パフォーマンス改善などの作業において、開発効率とコード品質の向上に大きく貢献します。

特に、OXXX定数は「名前（names）」「式（expressions）」「文（statements）」「型（types）」「その他（misc）」「バックエンド用（for back ends）」といったカテゴリに分類されており、それぞれのカテゴリ内で関連する定数がまとめられています。追加されたコメントは、これらの分類と各定数の具体的な意味を補強する役割を果たしています。

コアとなるコードの変更箇所

変更はsrc/cmd/gc/go.hファイルに集中しており、具体的にはenumブロック内のOXXX定数定義に対して、各定数の意味を説明するコメントが追加されています。

--- a/src/cmd/gc/go.h
+++ b/src/cmd/gc/go.h
@@ -399,104 +399,172 @@ struct	Hist
 };
 #define	H	((Hist*)0)
 
+// Node ops.
 enum
 {
  	OXXX,
 
  	// names
- 	ONAME,
- 	ONONAME,
- 	OTYPE,
- 	OPACK,
- 	OLITERAL,
-
- 	// exprs
- 	OADD, OSUB, OOR, OXOR, OADDSTR,
- 	OADDR,
- 	OANDAND,
- 	OAPPEND,
- 	OARRAYBYTESTR, OARRAYRUNESTR,
- 	OSTRARRAYBYTE, OSTRARRAYRUNE,
- 	OAS, OAS2, OAS2FUNC, OAS2RECV, OAS2MAPR, OAS2DOTTYPE,
- 	OASOP,
- 	OBAD,
- 	OCALL, OCALLFUNC, OCALLMETH, OCALLINTER,
- 	OCAP,
- 	OCLOSE,
- 	OCLOSURE,
- 	OCMPIFACE, OCMPSTR,
- 	OCOMPLIT, OMAPLIT, OSTRUCTLIT, OARRAYLIT, OPTRLIT,
- 	OCONV, OCONVIFACE, OCONVNOP,
- 	OCOPY,
- 	ODCL, ODCLFUNC, ODCLFIELD, ODCLCONST, ODCLTYPE,
- 	ODELETE,
- 	ODOT, ODOTPTR, ODOTMETH, ODOTINTER, OXDOT,
- 	ODOTTYPE,
- 	ODOTTYPE2,
- 	OEQ, ONE, OLT, OLE, OGE, OGT,
- 	OIND,
- 	OINDEX, OINDEXMAP,
- 	OKEY, OPARAM,
- 	OLEN,
- 	OMAKE, OMAKECHAN, OMAKEMAP, OMAKESLICE,
- 	OHMUL, ORRC, OLRC,	// high-mul and rotate-carry
- 	OMUL, ODIV, OMOD, OLSH, ORSH, OAND, OANDNOT,
- 	ONEW,
- 	ONOT, OCOM, OPLUS, OMINUS,
- 	OOROR,
- 	OPANIC, OPRINT, OPRINTN,
- 	OPAREN,
- 	OSEND,
- 	OSLICE, OSLICEARR, OSLICESTR,
- 	ORECOVER,
- 	ORECV,
- 	ORUNESTR,
- 	OSELRECV,
- 	OSELRECV2,
- 	OIOTA,
- 	OREAL, OIMAG, OCOMPLEX,
-
- 	// stmts
- 	OBLOCK,
- 	OBREAK,
- 	OCASE, OXCASE,
- 	OCONTINUE,
- 	ODEFER,
- 	OEMPTY,
- 	OFALL, OXFALL,
- 	OFOR,
- 	OGOTO,
- 	OIF,
- 	OLABEL,
- 	OPROC,
- 	ORANGE,
- 	ORETURN,
- 	OSELECT,
- 	OSWITCH,
- 	OTYPESW,	// l = r.(type)
+ 	ONAME,	// var, const or func name
+ 	ONONAME,	// unnamed arg or return value: f(int, string) (int, error) { etc }
+ 	OTYPE,	// type name
+ 	OPACK,	// import
+ 	OLITERAL, // literal
+
+ 	// expressions
+ 	OADD,	// x + y
+ 	OSUB,	// x - y
+ 	OOR,	// x | y
+ 	OXOR,	// x ^ y
+ 	OADDSTR,	// s + "foo"
+ 	OADDR,	// &x
+ 	OANDAND,	// b0 && b1
+ 	OAPPEND,	// append
+ 	OARRAYBYTESTR,	// string(bytes)
+ 	OARRAYRUNESTR,	// string(runes)
+ 	OSTRARRAYBYTE,	// []byte(s)
+ 	OSTRARRAYRUNE,	// []rune(s)
+ 	OAS,	// x = y or x := y
+ 	OAS2,	// x, y, z = xx, yy, zz
+ 	OAS2FUNC,	// x, y = f()
+ 	OAS2RECV,	// x, ok = <-c
+ 	OAS2MAPR,	// x, ok = m["foo"]
+ 	OAS2DOTTYPE,	// x, ok = I.(int)
+ 	OASOP,	// x += y
+ 	OBAD,	// unused.
+ 	OCALL,	// function call, method call or type conversion, possibly preceded by defer or go.
+ 	OCALLFUNC,	// f()
+ 	OCALLMETH,	// t.Method()
+ 	OCALLINTER,	// err.Error()
+ 	OCAP,	// cap
+ 	OCLOSE,	// close
+ 	OCLOSURE,	// f = func() { etc }
+ 	OCMPIFACE,	// err1 == err2
+ 	OCMPSTR,	// s1 == s2
+ 	OCOMPLIT,	// composite literal, typechecking may convert to a more specific OXXXLIT.
+ 	OMAPLIT,	// M{"foo":3, "bar":4}
+ 	OSTRUCTLIT,	// T{x:3, y:4}
+ 	OARRAYLIT,	// [2]int{3, 4}
+ 	OPTRLIT,	// &T{x:3, y:4}
+ 	OCONV,	// var i int; var u uint; i = int(u)
+ 	OCONVIFACE,	// I(t)
+ 	OCONVNOP,	// type Int int; var i int; var j Int; i = int(j)
+ 	OCOPY,	// copy
+ 	ODCL,	// var x int
+ 	ODCLFUNC,	// func f() or func (r) f()
+ 	ODCLFIELD,	// struct field, interface field, or func/method argument/return value.
+ 	ODCLCONST,	// const pi = 3.14
+ 	ODCLTYPE,	// type Int int
+ 	ODELETE,	// delete
+ 	ODOT,	// t.x
+ 	ODOTPTR,	// p.x that is implicitly (*p).x
+ 	ODOTMETH,	// t.Method
+ 	ODOTINTER,	// err.Error
+ 	OXDOT,	// t.x, typechecking may convert to a more specific ODOTXXX.
+ 	ODOTTYPE,	// e = err.(MyErr)
+ 	ODOTTYPE2,	// e, ok = err.(MyErr)
+ 	OEQ,	// x == y
+ 	ONE,	// x != y
+ 	OLT,	// x < y
+ 	OLE,	// x <= y
+ 	OGE,	// x >= y
+ 	OGT,	// x > y
+ 	OIND,	// *p
+ 	OINDEX,	// a[i]
+ 	OINDEXMAP,	// m[s]
+ 	OKEY,	// The x:3 in t{x:3, y:4}, the 1:2 in a[1:2], the 2:20 in [3]int{2:20}, etc.
+ 	OPARAM,	// The on-stack copy of a parameter or return value that escapes.
+ 	OLEN,	// len
+ 	OMAKE,	// make, typechecking may convert to a more specfic OMAKEXXX.
+ 	OMAKECHAN,	// make(chan int)
+ 	OMAKEMAP,	// make(map[string]int)
+ 	OMAKESLICE,	// make([]int, 0)
+
+ 	// TODO: move these to the "for back ends" section, like OLROT.
+ 	OHMUL, // high-mul. 386/amd64: AMUL/AIMUL for unsigned/signed (OMUL uses AIMUL for both).
+ 	ORRC, // right rotate-carry. 386/amd64: ARCR.
+ 	OLRC, // unused.
+
+ 	OMUL,	// x * y
+ 	ODIV,	// x / y
+ 	OMOD,	// x % y
+ 	OLSH,	// x << u
+ 	ORSH,	// x >> u
+ 	OAND,	// x & y
+ 	OANDNOT,	// x &^ y
+ 	ONEW,	// new
+ 	ONOT,	// !b
+ 	OCOM,	// ^x
+ 	OPLUS,	// +x
+ 	OMINUS,	// -y
+ 	OOROR,	// b1 || b2
+ 	OPANIC,	// panic
+ 	OPRINT,	// print
+ 	OPRINTN,	// println
+ 	OPAREN,	// (x)
+ 	OSEND,	// c <- x
+ 	OSLICE,	// v[1:2], typechecking may convert to a more specfic OSLICEXXX.
+ 	OSLICEARR,	// a[1:2]
+ 	OSLICESTR,	// s[1:2]
+ 	ORECOVER,	// recover
+ 	ORECV,	// <-c
+ 	ORUNESTR,	// string(i)
+ 	OSELRECV,	// case x = <-c:
+ 	OSELRECV2,	// case x, ok = <-c:
+ 	OIOTA,	// iota
+ 	OREAL,	// real
+ 	OIMAG,	// imag
+ 	OCOMPLEX,	// complex
+
+ 	// statements
+ 	OBLOCK,	// block of code
+ 	OBREAK,	// break
+ 	OCASE,	// case, after being verified by swt.c's casebody.
+ 	OXCASE,	// case, before verification.
+ 	OCONTINUE,	// continue
+ 	ODEFER,	// defer
+ 	OEMPTY,	// no-op
+ 	OFALL,	// fallthrough, after being verified by swt.c's casebody.
+ 	OXFALL,	// fallthrough, before verification.
+ 	OFOR,	// for
+ 	OGOTO,	// goto
+ 	OIF,	// if
+ 	OLABEL,	// label:
+ 	OPROC,	// go
+ 	ORANGE,	// range
+ 	ORETURN,	// return
+ 	OSELECT,	// select
+ 	OSWITCH,	// switch x
+ 	OTYPESW,	// switch err.(type)
  
  	// types
- 	OTCHAN,
- 	OTMAP,
- 	OTSTRUCT,
- 	OTINTER,
- 	OTFUNC,
- 	OTARRAY,
- 	OTPAREN,
+ 	OTCHAN,	// chan int
+ 	OTMAP,	// map[string]int
+ 	OTSTRUCT,	// struct{}
+ 	OTINTER,	// interface{}
+ 	OTFUNC,	// func()
+ 	OTARRAY,	// []int, [8]int, [N]int or [...]int
+ 	OTPAREN,	// (T)
  
  	// misc
- 	ODDD,
- 	ODDDARG,
- 	OINLCALL,	// intermediary representation of an inlined call
- 	OEFACE,	// itable and data words of empty-interface value
- 	OITAB,	// itable word of interface value
+ 	ODDD,	// func f(args ...int) or f(l...) or var a = [...]int{0, 1, 2}.
+ 	ODDDARG,	// func f(args ...int), introduced by escape analysis.
+ 	OINLCALL,	// intermediary representation of an inlined call.
+ 	OEFACE,	// itable and data words of an empty-interface value.
+ 	OITAB,	// itable word of an interface value.
  
  	// for back ends
- 	OCMP, ODEC, OEXTEND, OINC, OREGISTER, OINDREG,
- 	OLROT,
+ 	OCMP,	// compare. 386/amd64: ACMP.
+ 	ODEC,	// decrement. 386/amd64: ADEC.
+ 	OEXTEND,	// extend. 386/amd64: ACWD/ACDQ/ACQO.
+ 	OINC,	// increment. 386/amd64: AINC.
+ 	OREGISTER,	// an arch-specific register.
+ 	OINDREG,	// offset plus indirect of a register, such as 8(SP).
+ 	OLROT,	// rotate left. 386/amd64: AROL.

コアとなるコードの解説

このコミットの核心は、src/cmd/gc/go.hファイル内のenum定義に、各OXXX定数の具体的な意味を説明するコメントが追加された点です。これにより、Goコンパイラの内部構造を理解する上で不可欠なこれらの定数の役割が明確になりました。

以下に、追加されたコメントの例とその解説を示します。

  • ONAME, // var, const or func name: これは、変数、定数、または関数の名前を表すノードであることを示しています。コンパイラがソースコード中の識別子を解析する際に、このタイプのノードが生成されます。

  • OADD, // x + y: 加算演算子（+）を表すノードです。コンパイラはa + bのような式を解析する際に、OADDタイプのノードを生成し、その子ノードとしてaとbのノードを持ちます。

  • OAS, // x = y or x := y: 代入文を表すノードです。Go言語の通常の代入（=）と、短い変数宣言と代入を兼ねる（:=）の両方に対応します。

  • OCALLFUNC, // f(): 通常の関数呼び出しを表すノードです。f()のように、レシーバを持たない関数を呼び出す際に使用されます。

  • OMAKECHAN, // make(chan int): make組み込み関数を使用してチャネルを作成する操作を表すノードです。make(chan int)のようなコードに対応します。

  • OBLOCK, // block of code: コードブロック、つまり波括弧{}で囲まれた一連の文を表すノードです。関数本体やif文、for文のブロックなどがこれに該当します。

  • OTCHAN, // chan int: チャネル型を表すノードです。chan intのように、チャネルの型定義をコンパイラが内部で表現する際に使用されます。

これらのコメントは、各定数がGo言語のどの構文要素や操作に直接対応しているかを一目で理解できるように設計されています。これにより、コンパイラのソースコードを読み解く際の障壁が大幅に低減され、開発者がコンパイラの動作原理をより深く、より迅速に把握できるようになりました。これは、Goコンパイラの開発と保守において、非常に価値のある改善と言えます。

関連リンク

  • Go Code Review (CL): https://golang.org/cl/6495074 このコミットの元となったGoのコードレビューシステム（Gerrit）上の変更リストです。詳細な議論や変更の経緯を確認できます。

参考にした情報源リンク

  • Go言語の公式ドキュメント (Go Compiler Internalsに関する一般的な情報)
  • Go言語のソースコード (src/cmd/gc ディレクトリ内のファイル構造と命名規則)
  • コンパイラ理論に関する一般的な知識 (AST, IR, コンパイラフェーズなど)