️‍♀️ Racket 的新衣裳：NORA 编译器探秘

在编程语言的浩瀚星空中，Racket 犹如一颗璀璨的明珠，以其强大的宏系统和优雅的设计哲学吸引着无数开发者。然而，Racket 现有的编译器架构却像一位年迈的工匠，难以跟上时代发展的步伐。为了让 Racket 在未来更加耀眼夺目，一个名为 NORA 的全新编译器项目应运而生。NORA 仿佛为 Racket 穿上了一件崭新的衣裳，将赋予其更快的运行速度和更强大的功能。

🧱 编译器的基石：链接单元

在 Racket 的世界里，一切代码都被编译成一个个独立的链接单元（linklet）。这些链接单元使用一种名为“完全展开程序”（FEP）的语言进行描述。FEP 就如同构建软件大厦的一块块砖石，而链接单元则是将这些砖石组合在一起的框架。

NORA 的目标是将 Racket 代码编译成高效的机器码，而 LLVM 则是实现这一目标的利器。LLVM 就像一座现代化的工厂，能够将代码编译成高效的机器指令。为了将 Racket 代码送入 LLVM 工厂，NORA 需要将 FEP 代码转换成 LLVM 能够理解的中间表示形式（IR）。

⚙️ Racket 编译的独特挑战

与其他编程语言相比，Racket 的编译过程更加复杂，这是因为它依赖于一个名为“扩展器”的特殊程序。扩展器就像一位经验丰富的翻译官，能够将 Racket 代码转换成 FEP 代码。

NORA 的编译过程可以概括为以下几个步骤：

1. 提取扩展器链接单元: NORA 首先需要获取 Racket 扩展器的链接单元，就像一位建筑师需要先准备好图纸一样。
2. 扩展用户代码: NORA 使用扩展器将用户编写的 Racket 代码转换成 FEP 代码，就像建筑师根据图纸绘制出详细的施工图一样。
3. 编译运行时: NORA 使用 LLVM 将 Racket 运行时编译成 LLVM IR，就像建筑工人准备好了建筑所需的各种材料。
4. 编译扩展器链接单元: NORA 使用 LLVM 将扩展器链接单元编译成 LLVM IR，就像建筑工人将图纸转换成实际可操作的施工方案。
5. 转换为中间表示: NORA 将 FEP 代码转换成一种名为 NIR 的中间表示形式，就像建筑工人将施工方案细化成每个步骤的操作指令。
6. 生成可执行文件: LLVM 将 LLVM IR 编译成可执行文件或使用 JIT 技术直接执行，就像建筑工人根据操作指令一步步建造出完整的建筑。
7. 降低到 LLVM IR: NORA 将 NIR 降低到 LLVM IR，就像建筑工人将每个操作指令转换成具体的机器操作。

🚀 NORA 的未来

NORA 项目还处于早期阶段，但它已经展现出巨大的潜力。NORA 的目标是成为 Racket 的默认编译器，为 Racket 带来更快的运行速度、更强大的功能和更广泛的应用领域。

🤝 其他相关项目

以下是一些与 NORA 相关的项目，它们都使用了 MLIR-C：

• Brutus
• PyTorch importer
• Rise Lang
• Clasp

📚 参考文献

• NORA GitHub 仓库: https://github.com/pmatos/nora