Nouveau backend C++ pour le compilateur OCaml

• Un nouveau backend prenant en charge la génération de code C++ a été proposé pour le compilateur OCaml, afin de compenser les limites du backend existant basé sur C
• Le code converti est écrit dans un style fonctionnel pur, sans état mutable ni utilisation de la bibliothèque standard, avec une réimplémentation partielle du module List
• L’exécution nécessite un compilateur C++ (g++), avec prise en charge d’options pour lever la limite de profondeur des templates ou transmettre des arguments
• Les performances varient selon le compilateur ; l’application d’un algorithme de crible amélioré basé sur une file de priorité améliore la vitesse et l’efficacité mémoire
• La communauté y voit une expérience combinant langage fonctionnel et métaprogrammation par templates, avec une possible extension à Rust également évoquée

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Proposition d’ajout d’un backend C++

• Un patch proposant d’ajouter un backend C++ au compilateur OCaml (ocamlc) a été soumis
  • Il s’agit d’une amélioration du backend C non incrémental déjà utilisé dans le runtime et la FFI
  • La commande ocamlc -incr-c primes.ml permet de convertir du code OCaml en C++
• Le code C++ généré est écrit dans un style fonctionnel pur et ne prend pas en charge l’état mutable
  • De ce fait, la bibliothèque standard ne peut pas être utilisée ; dans l’exemple, une partie du module List est réimplémentée en style purement fonctionnel
  • La sortie est représentée sous forme de structure imbriquée Cons<hd, tl>, avec une structure distincte pour éviter le conflit avec l’opérateur :: de C++
• L’exécution nécessite un compilateur C++ (g++), et l’option -Dlimit=100 permet de transmettre des arguments
  • Le résultat d’exécution s’affiche sous la forme de messages d’erreur du compilateur
  • Pour les calculs de grande taille, l’option -ftemplate-depth=999999 permet de lever la limite de profondeur des templates
• Les performances varient selon le compilateur
  • g++ met environ 30 secondes et utilise 11GiB de mémoire pour calculer les nombres premiers jusqu’à 10000
  • clang++ affiche un avertissement en moins d’une seconde puis se termine par une erreur de segmentation
  • L’application de l’algorithme de crible de O’Neill basé sur une file de priorité améliore les résultats à 8 secondes et 3.1GiB
• Une prise en charge future de Rust est évoquée comme piste d’extension
  • Il est mentionné que Rust pourrait exécuter des programmes OCaml une fois le impl specialization partiel finalisé

Réactions et discussions de la communauté

• Tests de fonctionnalité et retours

  • redianthus demande si les types de données récursifs non uniformes sont pris en charge
  • stedolan corrige une erreur due à l’absence d’implémentation de %predint et confirme que ce type fonctionne correctement

• Humour et réactions

  • avsm plaisante : « On avait besoin de C--, et voilà du C++, faisons un compromis avec C# »
  • stedolan répond : « L’an prochain, j’essaierai les nombres complexes ℂ »
  • De nombreuses réactions en émojis comme 😂, ❤️ et 🚀 confirment l’accueil positif de la communauté

• Propositions techniques

  • AdelKS propose une alternative utilisant l’évaluation constexpr plutôt que les templates
    • Il partage un exemple de code qui calcule les nombres premiers à la compilation et les intègre directement dans le binaire
  • LoganDark répond avec humour : « Mais là, on perd tout le plaisir pur de la chose », pour expliquer l’usage des templates

• Discussions supplémentaires

  • redianthus affirme que « C++ est désormais devenu un véritable langage fonctionnel »
    • Il souligne qu’il est possible d’implémenter en C++ les structures de données purement fonctionnelles d’OCaml
  • dzmitry-lahoda mentionne qu’il existe déjà un projet permettant d’exécuter OCaml sur Rust (contextgeneric/cgp)

Exemples de performances et d’exécution

• Exemple de base : programme de calcul des nombres premiers
  • ocamlc -incr-c primes.ml → génération de primes.cpp
  • exécution de g++ -Dlimit=100 primes.cpp pour afficher la liste des nombres premiers

• Configuration haute performance

  • g++ -ftemplate-depth=999999 -Dlimit=10000 primes.cpp
  • environ 30 secondes, 11GiB de mémoire utilisés

• Avec l’algorithme amélioré

  • performances améliorées à 8 secondes et 3.1GiB

Conclusion

• Cette PR est une expérience de nouveau backend convertissant OCaml en C++, montrant la possibilité de combiner langage fonctionnel et métaprogrammation par templates
• La communauté y voit un exemple mêlant humour technique et expérimentation créative, et y réagit activement
• La possibilité d’une extension vers d’autres langages, comme Rust, est également évoquée