alogic

Компилятор vcc теперь на Линуксе и маке по умолчанию создаёт родные бинарники. Например:

$ vcc hello.c 
$ ./a.out
Hello, World!

Заглянем "под капот", какие проходы при этом выполняются.

$ vcc -v hello.c 
/home/vak/.local/bin/vcpp -t x86_64-linux -nostdinc -I/home/vak/.local/share/vcc/x86_64-linux/include hello.c /home/vak/.tmp/vccKpzN1K.i 
/home/vak/.local/bin/vparse /home/vak/.tmp/vccKpzN1K.i /home/vak/.tmp/vccmb65nv.ast 
/home/vak/.local/bin/vlower -t x86_64-linux /home/vak/.tmp/vccmb65nv.ast /home/vak/.tmp/vccuuoSdo.tac 
/home/vak/.local/bin/vgenx86 --linux /home/vak/.tmp/vccuuoSdo.tac /home/vak/.tmp/vccb2Q3rw.s 
/usr/bin/gcc -c -o /home/vak/.tmp/vcclcl2h5.o /home/vak/.tmp/vccb2Q3rw.s 
/usr/bin/gcc -no-pie -o a.out /home/vak/.tmp/vcclcl2h5.o -L/home/vak/.local/share/vcc/x86_64-linux/lib -lvcc 

Сначала препроцессор, получаем файл *.i. Затем парсер преобразует его в *.ast. После этого собственно компилятор перемалывает программу в *.tac. Дальше кодогенератор порождает код на ассемблере *.s. Потом стандартные ассемблер и линкер, через gcc. Компилятор успешно компилирует сам себя. При этом размер бинарников x86 выходит даже меньше, чем через gcc. Вот, к примеру:

$ size lower parse self/lower self/parse 
   text	   data	    bss	    dec	    hex	filename
 409812	   5456	    280	 415548	  6573c	lower
 181580	   2712	   3312	 187604	  2dcd4	parse
 339664	   6369	    280	 346313	  548c9	self/lower
 151594	   2673	   3232	 157499	  2673b	self/parse

На Линуксе arm64 ситуация не настолько удачная. Есть ещё где потрудиться над оптимизацией:

$ size lower parse self/lower self/parse 
   text	   data	    bss	    dec	    hex	filename
 348687	   5552	    192	 354431	  5687f	lower
 178356	   2880	   3208	 184444	  2d07c	parse
 413957	   6409	    240	 420606	  66afe	self/lower
 179543	   2713	   3208	 185464	  2d478	self/parse

Я когда-то рассказывал про MMIX - компьютерную архитектуру, изобретённую лично Дональдом Кнутом. Все классические алгоритмы в своём бессмертном многотомнике он программирует на ассемблере этой машины. Народ для неё уже массу софта сварганил, вплоть до Линукса.

Мой компилятор был бы неполным без бэкенда для MMIX. Скомпилируем и запустим стандартный пример.

$ vcc -t mmix hello.c -o hello
$ mmix hello
Hello, World!
[exit 0]

Глянем на ассемблерный код.

$ vcc -t mmix -S hello.c
$ cat hello.s
...
main:
    get     $0, rJ
    geta    $2, _str0
    pushj   $1, printf
    setl    $1, #0
    put     rJ, $0
    set     $0, $1
    pop     1, 0

Не могу сказать, что система команд MMIX сильно понятная. Сравнить с другими архитектурами можно здесь: 1595864.html.

За выходные кавалерийским наскоком я залудил в Си компиляторе кодогенераторы для семи архитектур:

• 64-битные: riscv64, aarch64, x86_64
• 32-битные: riscv32, arm32
• 16-битный msp430
• 8-битный avr

Ну и 48-битная бэсм6 никуда не делась. Задача была убедиться, что технология разработки самого компилятора достаточно универсальна и покрывает весь спектр потребностей. Покажу как выглядит код.

Intel x86_64:

$ vcc -t x86_64 -S hello.c
$ cat hello.s
...
main:
    subq    $8, %rsp
    leaq    _str0(%rip), %rdi
    xorl    %eax, %eax
    call    printf
    xorl    %eax, %eax
    addq    $8, %rsp
    ret

( +6 )

Для отладки Си компилятора под MSP430 нужен симулятор. Чтобы запускать бинарник и видеть выдачу, в том числе и с трассировкой. Я поискал, нашёл несколько проектов:

• contiki-ng/mspsim - написан на Java, что неудобно
• RudolfGeosits/MSP430-Emulator - работает онлайн через браузер, что неудобно
• zceemja/msp430emu - с оболочкой на Питоне, что неудобно

В результате взял исходники от Rudolf Geosits и переиначил как надо. Добавил недостающие команды (dadd), вычистил баги (jmp), добавил трассировку. Встроенный интерактивный отладчик оставил, хотя мне он без надобности.

Исходники здесь: sergev/mspsim

• Всё написано на Си.
• Вызывается из командной строки.
• Может непосредственно выполнять бинарники, собранные стандартным msp430-gcc.
• Умеет трассировку.

Кто не в курсе, напомню: msp430 это та же система команд, что и pdp11, но для современных микроконтролеров. Описание системы команд: MSP430_Instruction_Set.md.

Работает оно так:

$ msp430-elf-gcc -mcpu=msp430 -msim hello.c -o hello
$ mspsim hello 
Loaded hello: 5918 bytes, 205 symbols, start at 0x052e
Hello, world!

[Exit code 0 after 3978 cycles]

Компания Edison Design Group открыла исходные тексты своего Си++ фронтэнда.

github.com/edgcpp/compiler

Стоит ли пытаться пристегнуть этот парсер к бэкенду vcc? Уж очень он громадный на первый взгляд.

Генетическая разница между мужчиной и женщиной примерно такая же, как между человеком и шимпанзе: 1-2%.

Очевидно, причина, по которой мужчины и женщины живут друг с другом, а не с шимпанзе - чисто эстетическая. 😀