Nuevo backend de C++ para el compilador de OCaml

• Se propuso un nuevo backend con soporte para generación de código C++ para el compilador de OCaml, con el fin de complementar las limitaciones del backend existente basado en C
• El código transformado se escribe en estilo funcional puro, sin estado mutable ni uso de la biblioteca estándar, reimplementando parte del módulo List
• La ejecución requiere un compilador de C++ (g++) y admite opciones para quitar el límite de profundidad de plantillas o pasar argumentos
• El rendimiento varía según el compilador, y al aplicar un algoritmo de criba mejorado basado en cola de prioridad aumentan la velocidad y la eficiencia de memoria
• La comunidad lo evalúa como un experimento de combinación entre lenguajes funcionales y metaprogramación con plantillas, y también se menciona la posibilidad de extenderlo a Rust

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Propuesta para agregar un backend de C++

• Se propuso un parche para agregar un backend de C++ al compilador de OCaml (ocamlc)
  • Es una versión mejorada del backend en C no incremental que ya se usa en el runtime y el FFI
  • Con el comando ocamlc -incr-c primes.ml se puede transformar código OCaml a C++
• El código C++ transformado se escribe en estilo funcional puro y no admite estado mutable
  • Por esto no es posible usar la biblioteca estándar, y en el ejemplo se reimplementa de forma puramente funcional parte del módulo List
  • La salida se representa como una estructura anidada con forma de Cons<hd, tl>, usando una estructura separada para evitar conflictos con el operador :: de C++
• La ejecución requiere un compilador de C++ (g++) y permite pasar argumentos con la opción -Dlimit=100
  • El resultado de la ejecución se muestra con formato de mensaje de error del compilador
  • En cálculos grandes, se puede quitar el límite de profundidad de plantillas con la opción -ftemplate-depth=999999
• El rendimiento varía según el compilador
  • g++ tarda unos 30 segundos para calcular números primos hasta 10000, usando 11 GiB de memoria
  • clang++ muestra una advertencia en menos de 1 segundo y luego falla con un error de segmentación
  • Al aplicar el algoritmo de criba de O’Neill basado en cola de prioridad, mejora a 8 segundos y 3.1 GiB
• Como dirección futura de expansión, se menciona soporte para Rust
  • Se comenta que, si Rust completa impl specialization parcial, sería posible ejecutar programas de OCaml

Reacción y discusión en la comunidad

• Pruebas de la funcionalidad y comentarios

  • redianthus preguntó si hay soporte para tipos de datos recursivos no uniformes
  • stedolan corrigió un error causado por la falta de implementación de %predint y confirmó que ese tipo funciona correctamente

• Humor y reacciones

  • avsm dejó la broma: “Necesitábamos C-- y salió C++, así que mejor transemos con C#”
  • stedolan respondió: “El próximo año intentaré con el número complejo ℂ”
  • Hubo muchas reacciones con emojis como 😂, ❤️ y 🚀, lo que mostró una recepción positiva en la comunidad

• Propuestas técnicas

  • AdelKS propuso una alternativa usando evaluación con constexpr en lugar de plantillas
    • Compartió un ejemplo de código que calcula números primos en tiempo de compilación y los incluye directamente en el binario
  • LoganDark respondió en tono humorístico: “Eso sería por pura diversión”, explicando así por qué se usan plantillas

• Discusión adicional

  • redianthus comentó: “Ahora C++ se ha convertido en un verdadero lenguaje funcional”
    • Destacó que las estructuras de datos funcionales puras de OCaml pueden implementarse en C++
  • dzmitry-lahoda mencionó que ya existe un proyecto capaz de ejecutar OCaml en Rust (contextgeneric/cgp)

Rendimiento y ejemplos de ejecución

• Ejemplo básico: programa para calcular números primos
  • ocamlc -incr-c primes.ml → genera primes.cpp
  • Al ejecutar g++ -Dlimit=100 primes.cpp se imprime la lista de números primos

• Configuración de alto rendimiento

  • g++ -ftemplate-depth=999999 -Dlimit=10000 primes.cpp
  • Unos 30 segundos, 11 GiB de memoria usados

• Al aplicar el algoritmo mejorado

  • 8 segundos, 3.1 GiB, con mejor rendimiento

Conclusión

• Este PR es un experimento de un nuevo backend que transforma OCaml a C++ y muestra la posibilidad de combinar lenguajes funcionales con metaprogramación mediante plantillas
• La comunidad lo recibió como un caso que mezcla humor técnico y experimentación creativa, generando una discusión activa
• También se plantea la posibilidad de extenderlo a otros lenguajes como Rust

[GN⁺]

Comentarios en Hacker News

• Esto es realmente excelente. Quiero dar un consejo cuando se escribe código C++ de larga ejecución
  Curiosamente, los intérpretes de C++ no tienen tail call optimization en absoluto
  Por eso, la mayor parte del código C++ idiomático implementa directamente funciones como reverse, map, range y filter para evitar que explote la pila
  Si se implementa de esta manera, será mucho más fácil para quien tenga que mantenerlo. Es mejor usar un enfoque portable en lugar de depender de flags de línea de comandos

• Me dio risa leer la frase: “si usas estas estructuras de datos avanzadas, g++ calcula los números primos menores o iguales a 10000 en solo 8 segundos y usando apenas 3.1GiB de memoria”
  Por fin voy a poder hacer cálculo de números primos en mi laptop

• Me identifiqué totalmente con la parte que dice: “este código se traduce a un C++ idiomático y fácil de leer”
  Como alguien a quien le gusta C++, de verdad creo que este es código C++ agradable de leer

  • En general estoy de acuerdo, pero partes como typedef I<((I<((n::val (p::val))>::val) != (I<0>::val))> res; son realmente trucos de plantillas a nivel magia
    Es la primera vez que veo una expresión condicional dentro de una definición de tipo en C++
    Después vi que esto no era código real, sino parte de la lógica de evaluación de plantillas
    Es decir, en cierto modo delegaron parte de la lógica del compilador de un lenguaje de alto nivel al motor de plantillas
    Este enfoque podría incluso ser más eficiente que dedicar más tiempo al parser
    Así que ahora me dan ganas de probar C++ como target de lowering para el framework de compiladores elevate que estoy desarrollando

• Cuando vi la frase “C++ is a purely functional language”, al principio levanté la ceja pensando que era un typo
  Pero cuando entendí que no lo era, me pareció todavía más interesante. El resto del contenido también estuvo excelente

• Este artículo me alegró el día. Gracias

• Stephen Dolan no decepciona, como siempre. Cada vez sorprende

• Al leer la parte que dice “C++ es un lenguaje puramente funcional y no admite estado mutable. Para ejecutar un programa en C++ hace falta un intérprete de C++”
  por un momento pensé que era una broma del Día de los Inocentes. Aunque abril ya pasó