有关GHC实施的良好介绍性文本？

Question

在Haskell中进行编程时（尤其是在解决Project Euler问题时，其中次优解决方案往往会强调CPU或内存需求）我经常感到困惑，为什么程序的行为方式如此。我看一下配置文件，尝试引入一些严格性，选择另一种数据结构，......但主要是在黑暗中摸索，因为我缺乏良好的直觉。

此外，虽然我知道Lisp，Prolog和命令式语言是如何实现的，但我不知道如何实现一种懒惰的语言。我也有点好奇。

因此，我想了解更多关于从程序源到执行模型的整个链。

我想知道的事情：

• 应用了哪些典型优化？

• 当有多个评估候选者时，执行顺序是什么（虽然我知道它是从所需的输出驱动的，但是在首先评估A然后是B或者首先评估B之间可能仍存在很大的性能差异你根本不需要A）

• thunks如何代表？

• 如何使用堆栈和堆？

• 什么是CAF？ （分析表明有时热点在那里，但我没有线索）

Answer 1

关于GHC系统架构和方法的大部分技术信息都在他们的wiki中。我将链接到关键部分，以及一些人们可能不知道的相关论文。

应用了哪些典型优化？

关于此的主要文件是：A transformation-based optimiser for Haskell， SL Peyton Jones和A Santos，1998，描述了模型GHC使用类似保留变换（重构）核心Haskell类语言来改善时间和内存使用。这个过程称为“简化”。

在Haskell编译器中完成的典型事情包括：

• 内联;
• Beta减少;
• 消除死代码;
• 条件转换：案例案例，案例消除。
• 开箱;
• 构建产品退货;
• 完全懒惰转型;
• 专业化;
• Eta扩张;
• Lambda提升;
• 严格性分析。

有时候：

• 静态参数转换;
• 构建/折叠或流融合;
• 常见的子表达式消除;
• 构造函数专业化。

上述论文是开始理解大多数优化的关键所在。一些较简单的内容在早期的书中提供， Implementing Functional Languages ，Simon Peyton Jones和David Lester。

有多个评估候选人时的执行顺序是什么

假设您使用的是单处理器，那么答案就是“编译器根据启发式选择静态选择的一些顺序，以及程序的需求模式”。如果你通过sparks使用推测评估，那么“一些非确定性的，无序的执行模式”。

通常，要查看执行顺序是什么，请查看核心，例如， ghc-core工具。introduction to Core。 the layout of heap objects是关于优化的RWH章节。

thunks如何代表？

Thunks表示为带有代码指针的堆分配数据。

见how thunks are represented。 具体来说，请参阅the design of the Spineless Tagless G-machine。

如何使用堆栈和堆？

由thread object has a stack确定，具体而言，自该论文发布以来进行了许多修改。广泛地说，执行模型：

• （盒装）对象在全局堆上分配;
• 每"Push/Enter versus Eval/Apply"，由与堆对象布局相同的框架组成;
• 进行函数调用时，将值推入堆栈并跳转到函数;
• 如果代码需要分配，例如一个构造函数，该数据放在堆上。

要深入了解堆栈使用模型，请参阅treated specially by the garbage collector。

什么是CAF？

“不变的申请表”。例如。在程序执行期间分配的程序中的顶级常量。由于它们是静态分配的，因此必须为The GHC Commentary。

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参考和进一步阅读：

• The Spinless Tagless G-machine
• Compilation via Transformation
• Push/Enter vs Eval/Apply
• Unboxed Values as First-Class Citizens
• Secrets of the Inliner
• Runtime Support for Multicore Haskell
• {{3}}

Answer 2

这可能不是你在介绍性文字方面的想法，但Edward Yang有一系列博客文章讨论Haskell堆，如何实施thunk等等。

这既有插图也有娱乐性，而不需要为Haskell的新手深入细节。该系列涵盖了您的许多问题：

• The Haskell heap and how thunks are stored - 系列中的第一篇文章
• Bindings and CAFs
• How the IO monad gets translated into primitives

在更技术层面上，有许多论文（与其他内容一致）涵盖了您想要了解的部分内容：

• A paper by SPJ, Simon Marlow et al on GC in Haskell - 我还没有读过它，但由于GC经常代表Haskell工作的一个很好的门户，它应该给予洞察力。
• The Haskell 2010 report - 我相信你会听说过这个，但是不要链接到这里太好了。可以在某些地方进行干读，但是了解Haskell的最佳方法之一，至少是我读过的部分。
• A history of Haskell - 比技术名称更具技术性，并提供了一些非常有趣的Haskell设计视图以及设计背后的决策。阅读后，你不禁能更好地理解Haskell的实现。