Проблема встала особенно остро, когда нам предложили включить переработанную версию компилятора в состав системного ПО для нового микропроцессора. Особенно переживал мой коллега, не успевший набраться советского правового нигилизма. Однако именно он и нашел выход. Точнее, не выход, а разгадку, поскольку, как оказалось, проблемы в действительности не было.
Был краткий период моральной усталости от отладочной гонки, которая выглядела бесконечной (последние пять процентов ошибочных тестов поддавались с невероятным трудом и требовали все новых правок). Мы задумались о будущем и начали прикидывать, как могла бы выглядеть совсем новая версия компилятора. Мы начали интенсивно искать в Интернете все, что так или иначе касалось компиляции, генерации кода и языка Си++. Как ни странно, больше всего информации оказалось о методах генерации. И вот в один прекрасный день Саша натолкнулся на работу Джонсона[3] о реализации одного из первых компиляторов Си — проекте Portable C, относящегося к концу 70-х годов. Это была статья в каком-то древнем формате с подробным описанием проектных решений и описывающая, в частности, подход к генерации кода. Мы не глядя распечатали ее и ахнули: в ней были расписаны основные коды бельгийского внутреннего представления, который мы помнили наизусть! Два дня ушло на лихорадочный поиск и запросы во все стороны, где можно найти исходники Portable C. Нашлись, родимые, рядышком, у какого-то коллекционера в Финляндии! И что же? Похожие названия команд, те же кодировки и почти те же самые заголовочные файлы, что и у бельгийцев!
Теперь мы поняли причины неуверенности в ответах на вопросы об особенностях промежуточного представления — это был не их формат. Многие детали так и остались тогда непроясненными. В начале работы нам приходилось познавать промежуточное представление, по существу, полностью самостоятельно, если угодно, используя "проекционный подход" В.Ш.Кауфмана: мы написали больше сотни тестов на Си, пропускали их через фирменный компилятор Си и изучали порождаемый промежуточный код, сравнивая "проекцию" с оригиналом — исходным текстом.
Не будем гадать о том, почему фирма взяла за основу своего промежуточного представления формат Джонсона. Для своего времени это было естественное и, наверное, правильное решение, и, конечно, их нельзя упрекнуть в некорректности — статья известна всем, она до сих пор входит в комплект документации по "Seventh Edition release of the UNIX operating system" компании Bell Telephone Laboratories, а исходные тексты Portable C общедоступны.
Однако для нас ситуация изменилась радикально. Кто запрещает нам проделать, по существу, то же самое? Теперь, совсем немного переработав генерирующую часть компилятора (стоит ли говорить, что за неделю это было сделано), мы можем (можем?) честно и открыто, в противоположность бельгийцам, говорить, что наш компилятор порождает промежуточное представление, формат которого соответствует формату, используемому в таком-то компиляторе (исходные тексты которого общедоступны) и описанному в таком-то году в такой-то известной статье такого-то известного автора. Это вполне соответствует общепринятой практике. Если у нас будет (а у нас будет) собственный генератор, по этому промежуточному представлению порождающий код для некоторой программно-аппаратной платформы, то мы с полным основанием можем считать наш компилятор нашим.
Это сладкое слово — свобода!
Надо бы зарегистрировать его в РАПО…
Заключение. Полетит?
К настоящему времени (конец 1997 года) мы далеко ушли от версии, сданной бельгийцам в конце прошлого года. Теперь компилятор соответствует последней, декабрьской версии Предварительного Стандарта и успешно проходит примерно 98% всех тестов. Заметно быстрее работает синтаксический разбор, почти полностью реализованы шаблоны. Наконец, теперь он перенесен на платформу Intel (в виде консольного приложения для Windows’95), а в конце года должен заработать наш собственный генератор кода для Win32.
Мы подготовили эскизный проект совершенно новой версии компилятора, надеемся, свободного от проектных ошибок, которые уже невозможно выковырять из теперешней версии и в котором заложены очень заманчивые решения (и, конечно, новые ошибки!).
Наконец мы получили опыт, ценность которого безмерна. Такими малыми силами полностью пройти проект почти предельной сложности (теперь мы можем утверждать это совершенно определенно), получить в итоге работающую программу с приличными характеристиками — это было огромным уроком, некоторые фрагменты которого я и постарался показать. Кстати, задержка реализации компилятора (значительная по сравнению с первоначальными сроками, но вполне естественная, если принять в расчет его действительную трудоемкость) дала один положительный эффект: мы смогли на практике оценить и оперативно пересмотреть многие проектные решения, опробовать несколько вариантов и выбрать наилучший в конкретных условиях.
Знакомые ребята из одной московской фирмы, разрабатывающей программно-аппаратные комплексы на основе микроконтроллеров, некоторое время назад написали компилятор ANSI Си для одного семейства однокристальных микроконтроллеров. Их история оказалась несколько похожей на нашу, что может говорить о типичности явления. Они делали компилятор по заказу известной американской фирмы, в контракте с которой был пункт об оплате всей работы после проведения тестирования. Сроки тестирования никак не оговаривались, а проводить его должны были сами заказчики. Через год компилятор был полностью готов (вместе с библиотеками, отладчиком, макроассемблером, программным эмулятором процессора и средой разработки!), однако, к этому времени ситуация изменилась: американцы, видимо, потеряли интерес к разработке и… просто не стали проводить тестирование! Придраться было не к чему, буква контракта нарушена не была. В результате фирма осталась без денег, правда, с компилятором, который теперь стал, естественно, их собственностью.
Но… нет худа без добра. Теперь они распространяют его сами и продают до шести комплектов в месяц. У нас, в России, продается компилятор, разработанный в России же, и покупают его наши пользователи! Как хотите, а это здорово.
Однако их опыт не слишком подходит нам. Ниша, образуемая системным программным обеспечением для микроконтроллеров, в гораздо меньшей степени насыщена такими инструментами, как компиляторы языков высокого уровня. Поэтому у ребят остаются неплохие шансы выйти и на мировой рынок, который, конечно, существенно шире. Что же касается инструментов общего назначения, то здесь конкуренция очень жесткая. Примеры превосходных систем программирования на Си++ для любых платформ известны всем. Что из того, что наш компилятор лучше соответствует стандарту? Зато он не интегрирован с редактором, с отладчиком, у него нет "Менеджера Проектов" и других полезных штучек. Даже несмотря на наличие собственного генератора кода он, по существу, остается полуфабрикатом, пригодным для включения в какую-нибудь интегрированную среду, в которой есть все, что надо, но по недосмотру не оказалось компилятора. Сами мы такую среду не напишем — мало сил, не та квалификация, и вряд ли у нас это получится профессионально (каждый должен заниматься своим делом). Кому нужен такой продукт?
Правда, не все так уж плохо. Весь последний год мы работали по контракту с небольшой, но серьезной российской фирмой, создающей заказные программно-аппаратные комплексы и спроектировавшей собственный (sic!) специализированный процессор (опытные экземпляры вот-вот появятся; еще один пример того, что не все занимаются проталкиванием импортных решений!). Мы принимали участие в разработке системного ПО для этого процессора и адаптировали для него свой компилятор. Что получится из этого проекта, пока не известно. Многое зависит от того, как код, сгенерированный нашим компилятором, заработает на реальном "камне", а не на эмуляторе, и от того, сможет ли фирма заинтересовать этой разработкой потенциальных заказчиков. Однако факт остается фактом: наш компилятор получил (пусть даже очень небольшое) признание, оказался востребован.
Однако принципиально ситуация не изменилась. Возможное использование компилятора в одном проекте, к тому же еще не доведенном до конца, никак нельзя назвать успехом. Вопрос "летает — не летает?" по-прежнему остается без ответа и по-прежнему мучает нас.
Тем не менее мы остаемся оптимистами. Самолет уже поднят из подпалубного ангара и выведен на стартовую позицию, крылья разложены, двигатели работают, прогреваясь, аппарат наполняется мелкой дрожью, которая передается пилотам, уже включившим все приборы. С вышки вот-вот прозвучит команда, выводящий в наушниках махнет флажком и отбежит в сторону, двигатели взревут, переходя в режим форсажа, и истребитель, подброшенный дугообразным завершением палубы авианесущего крейсера, почти вертикально уйдет в небо.
