A Taxonomy of Functional Language Implementations Part II : Call-by-Name, Call-by-Need and Graph Reduction

In Part I [5], we proposed an approach to formally describe and compare functional languages implementations. We focused on call-by-value and described well-known compilers for strict languages. Here, we complete our exploration of the design space of implementations by studying call-by-name, call-by-need and graph reduction. We express the whole compilation process as a succession of program transformations in a common framework. At each step, different transformations model fundamental choices or optimizations. We describe and compare the diverse alternatives for the compilation of the call-by-name strategy in both environment and graph-based models. The different options for the compilation of β-reduction described in [5] can be applied here as well. Instead, we describe other possibilities specific to graph reduction. Call-by-need is nothing but call-by-name with redex sharing and update. We present how sharing can be expressed in our framework and we describe different update schemes. We finally classify some well-known call-by-need implementations. Une Taxonomie des implantations des langages fonctionnels Partie II : Appel par nom, appel par nécessité et réduction de graphe Résumé : Dans la première partie de ce travail [5], nous avons proposé une approche pour formellement décrire et comparer les implantations de langages fonctionnels. Nous avons appliqué cette approche à l'étude des mises en oeuvre de l'appel par valeur. Ici, nous poursui-vons notre exploration des techniques de mise en oeuvre en étudiant l'appel par nom, l'appel par nécessité et la réduction de graphe. Nous décrivons le processus de compilation comme une suite de transformations de programmes dans le cadre fonctionnel. Les choix fondamen-taux de mise en oeuvre ainsi que les optimisations s'expriment naturellement comme des transformations différentes. Nous décrivons et comparons les choix de compilation de l'appel par nom dans les modèles à environnement et à réduction de graphes. Les différentes options de compilation de la β-réduction décrits dans [5] restent valides ici. Au lieu de cela, nous décrivons de nouvelles possibilités plus spécifiques à la réduction de graphes. L'appel par nécessité n'est rien d'autre qu'un raffinement de l'appel par nom intégrant le partage et la mise à jour d'expressions. Nous présentons comment le partage peut s'exprimer dans notre cadre et décrivons deux procédés de mise à jour. Enfin, nous cataloguons plusieurs implantations connues de l'appel par nécessité.