Обзор C/C++ компиляторов EMX и Watcom

2000 г

Обзор C/C++ компиляторов EMX и Watcom

Олег Дашевский, Russian/2 progect, http://os2.ru/

В предлагаемой статье описывается мое видение некоторых компиляторов С/C++ под OS/2. Должен сразу оговориться, что не претендую ни на полноту изложения, ни на энциклопедическую точность; это, скорее, просто ощущения и впечатления, разбавленные общеизвестными фактами, а где-то и наоборот. Где-то изложение может показаться претенциозным, но это во всяком случае не нарочно - больше от вероятного незнания мной некоторых фактов.

Watcom C/C++

Watcom - звезда прошлого. Основные черты - многоплатформенность и качество кода. В лучшие времена генерировал код для DOS real mode, DOS protected mode (DOS/4G, DOS/4GW, Phar Lap), Win16, Win32, Win32s, QNX, OS/2 (16- & 32-bit), Netware NLM. Причем, работая под любой системой, можно было генерировать код для всех остальных (к примеру, программу под Win32 можно было скомпилировать и слинковать из-под OS/2 и т.д.). Watcom стал весьма популярен во времена DOS-игр, работающих в защищенном режиме (DOOM и пр.).

К моменту появления версии 11.0 (1997 г.) фирма, разрабатывавшая Watcom, была куплена Sybase Inc., и это, к сожалению, возвестило о кончине компилятора. Дальнейшая разработка была практически заморожена, а в 1999 г. Sybase Inc. объявила о прекращении продаж и установила крайний срок, после которого будет прекращена и техническая поддержка для тех, кто еще успел купить компилятор (это было 30 июня 2000 г.). Дальнейшая судьба продукта пока неизвестна.

Последняя версия - 11.0B. C++ компилятор в ней не поддерживает namespaces и не содержит STL. Впрочем, существуют многие реализации STL, поддерживающие Watcom C++ (к примеру, STLPort ).

Под любую поддерживаемую систему есть набор стандартных утилит: компиляторы, линкер, отладчик(и), make, lib, strip и пр. В системах с GUI (OS/2, Windows) есть также IDE (хотя и не очень удобная).

Кодогенерация застыла на уровне 1997 г., и теперь даже MS Visual C++ обгоняет Watcom (естественно, сравнения проводились под Windows, но некоторое представление это дать может).

При работе с Watcom C++ под OS/2 нужно знать следующее:

В версиях 11.0* в линкере есть досадная ошибка, и вызовы 16-разрядных функций OS/2 (Vio*, Kbd*, Mou* и др.) будут давать трапы. Для борьбы с этим предназначена утилита LXFix, которая запускается после линкера и исправляет fixups.
В комплект входит весьма древний OS/2 Toolkit (от OS/2 2.x). Поэтому крайне рекомендуется установить Toolkit из последних (4.0, 4.5).
Кроме разработки "родных" OS/2-программ, Watcom C/C++ можно рекомендовать для компиляции кода, слабо привязанного к ОС. Наличие в стандартной библиотеке функций вроде _dos_setdrive(), поддерживаемых под всеми системами (ну, или как минимум под OS/2, Win32 и DOS) позволяет писать в этом смысле платформонезависимо (для пользовательского интерфейса в данном случае можно использовать Turbo Vision).

И напоследок стоит еще раз напомнить про то, что компилятор более не развивается и не поддерживается. Имеющиеся проблемы никуда не денутся и не будут теперь решены.

Ссылки:

Домашняя страница продукта
Newsgroup поддержки (Fidonet echoarea WATCOM.C)

EMX (GNU C/C++)

EMX - представительство Unix в OS/2 и одно из представительств Unix в DOS. Это целый комплект из компиляторов, сопутствующих утилит и библиотек поддержки. В первую очередь предназначен для портирования программ из среды Unix в OS/2, для чего эмулирует множество функций в "первозданном" виде, включая даже и fork(). Основывается на одном из наибольших достижений мира бесплатных программ - системе компиляторов GCC (gcc означает "GNU Compiler Collection"). GCC состоит из собственно трансляторов с языков программирования (в настоящее время это C, C++, Objective C, Fortran 77, Chill и Java, хотя ничто не мешает встроить в систему свой язык), превращающих исходный код в программу на внутреннем языке компилятора (он называется RTL - Register Transfer Language) и стартующих уже от представления на RTL генераторов машинного кода для различных платформ. В частности, поддерживается и нужная нам платформа i386.

Сам EMX является портом GCC под OS/2 / DOS и содержит измененные версии компиляторов, линкера, отладчика gdb и многих других программ; стандартную библиотеку C, содержащую множество функций из мира Unix; DLL поддержки и многое другое. Кроме того, с помощью EMX под OS/2 были скомпилированы многие другие Unix-программы, к примеру GNU Make, который обязательно понадобится при мало-мальски серьезной разработке.

Кроме всего прочего, EMX позволяет создавать "родные" программы для OS/2, используя OS/2 API. Можно также использовать в программах одновременно и "родные", и "заимствованные" функции.

Программы же, не использующие OS/2 API и некоторых функций Unix, будут "контрабандой" работать и из-под голого DOS во flat mode (в комплекте с EMX поставляется DOS-расширитель). К тому же, и под Windows есть расширитель rsx.exe, позволяющий запускать файлы в формате a.out, сгенерированные EMX!

Но сам GCC родом из мира Unix, и поэтому EMX также привносит с собой кое-что оттуда. Вот основные моменты:

Прямой слэш ('/'). Как известно, в Unix для разделения каталогов в файловом пути вместо обратных слэшей используются прямые. Нет, все стандартные функции (open(), fopen() и др.) понимают оба варианта, но вот при указании файлов и путей компилятору придется использовать прямые. (Не пугайтесь, c:/aaa/bbb/ccc это нормально :-)
Нестандартные форматы файлов. Да, объектные файлы имеют расширение .o и формат a.out, отличный от привычных .obj-файлов. То же самое верно и для файлов объектных библиотек (.a в сравнении с .lib). И даже исполняемые файлы фактически являются файлами формата a.out, содержащими пришпиленный в начале LX-загрузчик.
Но это еще не все. Существует возможность делать и .obj файлы, и нормальные LX .exe (для этого вызываются всяческие конверторы и на финальном этапе link386). Все эти многочисленные варианты (еще отметим широкие возможности по созданию различных типов DLL) разнятся предоставляемыми возможностями. К примеру, если работать с .obj и LX .exe, то программа не будет запускаться под DOS и ее нельзя будет отлаживать. Если к тому же выбрать статическую линковку, то еще и список поддерживаемых функций уменьшится. В общем, есть простор для экспериментирования (хотя наиболее часто используемый вариант - a.out формат исполняемого файла + динамическая линковка с EMX runtime).
Расширения C, C++. Не будем их здесь перечислять, отметим лишь, что они есть и что их применение делает программу непереносимой.
Компиляция всегда идет через ассемблер. Т.е. кодогенераторы генерируют лишь ассемблерный текст и переваливают проблему на плечи ассемблера. Не стоит пугаться, с ней он справляется весьма быстро. К тому же, существуют возможности:
- всем частям компилятора общаться друг между другом с помощью pipes (выход препроцессора поступает сразу на вход компилятору, а выход последнего ассемблеру) и обойтись без временных файлов.
- всем частям компилятора висеть некоторое время в памяти после последнего обращения и тем самым экономить время на их запуске.
Нестандартная библиотека. Работавшие с какими-либо другими компиляторами могут не найти привычных функций, зато могут найти множество других, доселе неизвестных. :-) Но основное отличие EMX от остальных - это объединение хендлов файлов и сокетов в одну группу. К примеру, используя EMX, не нужно вызывать sock_init(), можно использовать read() и write(), а задачу soclose() выполняет обычный close(). Кроме этого, функция select(), работающая в IBM TCP/IP только для сокетов, в EMX расширена до поддержки любых хендлов, как и полагается в Unix'e. :-)

Как уже отмечалось выше, GCC распространяется под лицензией GNU. Разработка GCC, инициированная где-то в конце 80-х гг. - начале 90-х гг., поначалу велась командой разработчиков, возглавлявшейся идеологом GNU Ричардом М. Столлменом (rms); в 1996 г. ими была выпущена версия 2.7.2.1 и затем экспериментальная версия 2.8.1. Если поддержка C в последней была на уровне ANSI C + расширения (см. выше), то ситуация с C++ была тяжелой; к тому же, разработка фактически остановилась. Но еще до выпуска 2.8.1 за развитие GCC взялась фирма Cygnus, особенно направив свои усилия на выправление ситуации с C++ (к тому времени до принятия стандарта C++ оставалось не так уж и много). Эта фирма выпустила несколько версий EGCS (Enhanced GNU Compiler Suite), после чего Столлмен и компания решили и вовсе их благословить. Развитие версии 2.8.1, содержавшей кучу ошибок в реализации C++, было заброшено, последняя к тому времени версия EGCS автоматически превратилась в последнюю версию GCC (2.95), а развитие GCC фактически продолжилось командой из Cygnus. Последняя выпущенная ими версия - 2.95.2, это случилось 27 октября 1999 г. (А сама Cygnus не так давно была приобретена небезызвестной компанией Red Hat Inc.)

Последняя версия GCC довольно близка к стандарту, поддерживает все последние добавления к C++ (вроде namespace) и включает в себя также реализацию STL от SGI (она включена в libstdc++, последняя версия 2.90.8). STL из libstdc++ близка к стандарту, но iostreams там все еще не template-based, а взяты из совсем старой libg++. Впрочем, можно опять же обратиться к STLport , она поддерживает и GCC.

Таково состояние GCC на сегодняшний момент. Однако, использовать GCC под OS/2 означает использовать EMX, последняя версия которого (v0.9d) включает в себя старый GCC 2.8.1. Но все не так плохо. Ибо есть еще проект под названием PGCC, суть Pentium-optimized GCC. Сам GCC хоть и содержит различные оптимизации для базовой платформы i386, но про особенности конкретных процессоров современности (а это кроме различных вариантов Pentium еще и Cyrix, AMD, все сильно отличающиеся друг от друга по тому, как надо для них оптимизировать) знает крайне мало. Цель проекта PGCC - научить GCC генерировать программы, выжимающие максимум из процессора. (PGCC - это набор "патчей" к GCC). А что самое приятное, в команде PGCC есть Андрей Заболотный (автор lxlite), кроме всего прочего компилирующий релизы PGCC для OS/2. Последний PGCC - 2.95.3, основан на GCC 2.95.2. Оптимизация для конкретного процессора производится при указании определенного ключа в командной строке, так что если его не указывать, то мы получаем "честный" GCC 2.95.2, со всеми его прелестями.

А теперь о прелестях применительно к OS/2. Сам компилятор версии 2.95.2 уже вполне неплох. Он параноидален в духе последнего стандарта (по моим субъективным ощущениям предупреждений об ошибках в сравнении с версией EGCS 1.1.2 стало раза в два больше), не падает, генерирует приемлемый код. Смелые могут даже поставить ключ '-O6' и попробовать оптимизацию под Pentium (здесь имеется в виду PGCC). Но про нормальную отладку PM-приложений можно сразу же забыть. Нацеленный на это PMGDB, входящий в состав EMX, крайне примитивен, да и порой просто не работает (у меня на Авроре при выходе попросту виснет и приходится срубать его по kill -9). То же самое с profiling (поддержка заявлена, но опять же на Авроре виснет намертво, до reset). EMX runtime версии до 0.9d FIX 2 не работал на Авроре, а равно и любая программа, его использовавшая. Проблемы могут явиться сами собой (к примеру, у меня PrfOpenProfile("test.ini", ...) давал трап до тех пор, пока через пару месяцев не догадался поставить ключ '-fwritable-strings'). Короче говоря, будьте готовы к возникновению странных проблем и к дубовой отладке.

Компиляторы GCC (C и C++), как уже говорилось выше, можно рекомендовать для переноса программ из Unix под OS/2. Впрочем, как раз в этой области весьма мало вариантов, если не сказать, что как раз один. Можно наоборот, с помощью EMX разрабатывать программы, которые потом будут работать под Unix. Правда, к сожалению, многие функции не поддерживаются EMX. Как минимум, нет очередей сообщений, семафоров, shared memory (ни BSD, ни POSIX). Здесь стоит также заметить, что порты GCC существуют и под win32, и под DOS (а еще вспомним про возможность запуска a.out-программ, сделанных EMX, под DOS и win32!), так что теоретически с помощью EMX можно писать программы, которые будут компилироваться и работать под OS/2, Unix, DOS и Windows.

Главное же достоинство EMX - он абсолютно бесплатен и доступен в исходных текстах. А если вы не верите, что он работает, вот доказательство: такая большая вещь, как XFree86, компилируется с помощью EMX и работает под OS/2! Не говоря о многих других программах меньшего размера.

Ссылки:

Если у вас есть замечания, предложения или дополнения к этому материалу - пишите.