Parrot

静的な型付けと動的な型付け言語の異なる性質がParrotの開発の動機となっている。 現在のJava仮想マシンや共通言語ランタイム (CLR) などの人気のある仮想マシンは、静的に型付けされた言語のために開発されているが、Parrotが対象としている言語は動的な型付けのものである。

また、Java仮想マシンや現行のPerl 5 仮想マシンはスタックマシンである。Parrotの開発者達は、Parrotがレジスタを備えているため実際のハードウェアの設計に近く、バイトコードを機械語に近い速度で動作させるためにこれまでの膨大なコンパイラ最適化の学術的な資産をParrot仮想マシン用のコード生成に利用できる利点があると考えている。

Parrotは、クロージャや継続などの、いずれも例外処理やマルチスレッドと組み合わせた場合には、正しくかつ移植性を保って実現するのが特に難しいような関数型プログラミングの機能を数多くサポートしている。こうした問題を仮想マシンのレベルで解決することにより、Parrotのクライアント言語で実現する労力を著しく軽減することができる。

Parrotはコンパイラ作成ツールセットを提供している。再帰下降構文解析や演算子順位パーサーを表現できるハイブリッドのParser Grammar Engine (PGE) を備えており、この2つを同じ文法で自由に遷移できる。

PGEはTree Grammar Engine (TGE) に解析結果を与え、TGE は最適化のため、究極的にはコード生成のために、PGE が作成した解析構文木を変換する。

予定されているRakuのサブセットに加えて、多数のプログラム言語がParrot assembly languageにコンパイルできるようにすることが次々に計画されている。 APL、BASIC、Befunge、Brainfuck、Cola、Forth、Jako、LISP、m4、Miniperl、Parakeet、OpenComal、PHP、Plot、Pheme、Punie、 Python、Ruby、Scheme、Span、Tcl（別名partcl）、URM、YAL、Zork Z-codeなどである。しかし、これらの言語の実装のほとんどは、まだ不完全であったり、実験的であったり、さらに放棄されてしまったりしている。

Rubyコミュニティの一部にParrotに対する強い興味がある。すでにPythonからマシンコードへのJITコンパイラPsycoや、Python からバイドコードへのコンパイラJython、.NETプラットフォームへのコンパイラ IronPython、現在開発中の高レベルの最適化や静的なコード生成を目的としたPyPyなどがあるため、Pythonコミュニティは見守る様子を見せている。

Parrot のコードには3つの形態がある。バイトコード(Parrot Bytecode, PBC)はネイティブでParrotに解釈される機械語であり、ほかの2つのコードはIMCC(旧バージョン)またはPIRC(新バージョン)によってバイトコードにコンパイルされる中間言語である。

アセンブリ言語(Parrot Assembly Language, PASM) は、バイトコードにほぼ1対1で対応する低レベルの言語である。

Parrot intermediate representation (PIR) はPASMより若干高レベルの言語であるが、直接バイトコードにコンパイルすることができる。Parrot上で動作させる言語処理系は、普通はPASMより扱いやすいPIRへのコンパイラを実装する。

PIRを使うと、Parrotのルーチン間の呼び出し規約の違いを管理・吸収し、またより実効効率のよい命令への変換(命令選択, instruction selection)[2]や、変数のレジスタ割り付けやメモリ退避（レジスタスピル) などの最適化を個別に実装することなくParrot (IMCCやPIRC) に任せることができる。

もともとは独自のJITコンパイラを開発していたが、2009年のバージョン1.7.0で放棄された。将来的には、LLVMやnanojitなどの既存のJITライブラリを利用して新しいコンパイラを用意するとしている。[3]

Polymorphic Container(PMC, 以前はParrot Magic Cookieの略とされていた)は、クライアント言語が扱う型を拡張するための仕組みである。

Parrotは大半のハードウェアのCPUと同様レジスタベースであり、大半の仮想マシンがスタックマシンであるのとは異なる。Parrotは4種類のレジスタを提供する。

• I: ネイティブの整数型
• N: 浮動小数点数
• S: Unicodeをサポートする先進的な文字列レジスタ
• P: Parrotのオブジェクト型であるPMC（あるいは Parrot Magic Cookie）

Parrot は任意の数のレジスタを提供する。レジスタの数は、コンパイル時にサブルーチンごとに決定される。

PASMコード

   set I1, 4
   inc I1        # I1 は 5
   add I1, 2     # I1 は 7
   set N1, 42.0
   dec N1        # N1 は 41.0
   sub N1, 2.0   # N1 は 39.0
   print I1
   print ', '
   print N1
   print "\n"
   end

PIR コード

.sub 'main' :main
   $I1 = 4
   inc $I1     # $I1 は 5
   $I1 += 2    # $I1 は 7
   $N1 = 42.0
   dec $N1     # $N1 は 41.0
   $N1 -= 2.0  # $N1 は 39.0
   print $I1
   print ', '
   print $N1
   print "\n"
.end