Пока вы рождались, ходили в школу, заканчивали учебу и выходили на свою первую работу, на свете существовал совершенно особенный набор компиляторов, о котором крайне мало известно на просторах РФ.

Именно о нем пойдет сегодняшний рассказ.

Amsterdam Compiler Kit

Врядли среди читателей обнаружится аксакал живой пользователь этого удивительного проекта:

The Amsterdam Compiler Kit is a venerable piece of software that dates back to the early 1980s. It was originally written by Andrew Tanenbaum and Ceriel Jacobs as a commercial product; for many years it was also used as Minix’ native toolchain. After eventually failing as a commercial project, it was made open source under a BSD license in 2003 when it looked like it was going to be abandoned and the code lost.

Сочетание «начало 80х» и «коммерческий продукт» оставляет мало шансов на появление пользователей ACK в родных краях, поскольку в 80е еще вовсю жил СССР и вопрос покупки иностранного программного обеспечения был мягко говоря неактуальным.

Теперь подробнее, что там внутри и почему оно до сих пор шевелится представляет интерес:

The ACK contains compilers for ANSI C, K&R C, Pascal, Modula-2, Occam 1, and a primitive Basic. It contains code generators for a large number of architectures, mostly 8 and 16 bit machines; there are also a set of generic optimisation, linker and librarian tools.

В принципе стандартный набор языков для тех лет, но есть нюанс:

It contains assembler and linker support for: 6500, 6800, 6805, 6809, ARM, i80, Z80, Z8000, i86, i386, 68000, 68020, NS32016, S2650, SPARC, VAX, PDP11 and VideoCore IV.

Это уже несет определенный «вау-эффект», причем как для тех, так и для этих лет, поскольку даже для популярных clang и gcc столь широкая поддержка различных архитектур решается весьма нетривиально - путем форков и неофициальных патчей.

В мейнстриме и готовых пакетах столь дикого набора архитектур разумеется нет, при этом поддержку устаревших архитектур еще и регулярно ломают, а некоторые вообще удаляют.

Современная версия ACK, разрабатываемая с 2003 года как открытый проект, поддерживает следующие платформы:

pc86, linux386, linux68k, linuxppc, linuxmips, cpm, rpi (VideoCore IV), pdpv7, msdos86 and msdos386.

Лично у меня глаз начал дергаться после cpm и pdpv7, msdos86 по сравнению с этим уже творческие мелочи.

Для юных читателей, не заставших даже дискет стоит пояснить, что CP/M это операционная система из 1970х, для примерно таких компьютеров:

Как выглядит PDP-7 уже показывал в предыдущей статье, но на всякий случай напомню:

И ACK дает вам возможность скомпилировать приложение в современном окружении в 2025м году, которое будет работать на этом.

Чтобы у вас не сложилось впечатление, будто ACK это только лишь про плешивых дедов пожилых программистов и их древние игрушки, покажу как выглядит заявленный выше VideoCore IV:

Как видите это уже вполне себе современная плата, используемая в различных устройствах.

Minix

Отдельно стоит упомянуть историю с Minix — той самой операционной системой, созданной тем самым Таненбаумом для обучения нерадивых студентов сложной теме разработки операционных систем.

В почтовой рассылке, посвященной этой ОС когда-то давно некий Линус Торвальдс впервые представил свой известный проект, вызвавший эпический архитектурный срач дискурс, ныне являющийся историческим событием.

Дело в том, что ACK когда-то был основным системным компилятором в Minix, при этом являясь коммерческим продуктом — поставлялся в виде готовых бинарников:

The ACK has been used as the standard Minix compiler for years. While the ACK was still commercial, this was done by distributing binaries; when it get opened, a version was forked off and is now used as part of the Minix base build.

Форк с поддержкой Minix мне был не особо интересен, поэтому искать не стал, тем более что в современной Minix 3 используется вполне стандартный clang.

Однако на поддержке столь широкого набора архитектур возможности ACK не заканчиваются и чтобы добить окончательно нежную психику современных разработчиков, процитирую следующий абзац:

Each language comes with its own runtime, so if you’re a C programmer you also get a libc. Compared to gcc, it is far smaller, faster and easier to port.

Стоило догадаться об этом, прочитав список поддерживаемых архитектур и прикинув как оно вообще может работать, но тем не менее.

Так что ACK это уникальный, редкий и необычный проект, позволяющий творить запредельную дичь вроде кросс-компиляции из FreeBSD в MS-DOS подручными средствами, которую вы могли видеть в шапке статьи.

Ниже я опишу процесс сборки и использования этого необычного проекта.

Сборка

Собирать буду по традиции на FreeBSD 14, поэтому часть требуемых шагов несколько отличается от стандартных.

Проект старый, разработка в git ведется давно, поэтому внутри репозитория присутствует множество разных веток, не актуальных для обывателя.

Чтобы не выкачивать всю эту дичь, я использовал ключ --depth -1, с которым будет выгружена только ветка по-умолчанию:

git clone --depth 1 https://github.com/davidgiven/ack.git

Таким образом собирать мы будем текущую на момент написания статьи версию:

ACK 6.0 is a ground-up reworking of the whole compiler suite, with a lot of the more archaic features removed.

Сборка проекта.. весьма своеобразна, поскольку основана на скриптах Python и немного Lua. Как гласит описание:

The version 5.0 build mechanism has been completely rewritten (twice).

И видимо это еще не конец.

Для сборки нужен достаточно банальный набор инструментов:

• любой ANSI C компилятор (автор использовал GCC)

• flex и yacc

• GNU make (gmake)

• Lua с библиотекой lua-posix

• Python 3.4 и выше

• ~2Гб свободного места

В трекере проекта и пул-реквестах есть сообщения от камрадов, использующих ACK на OpenBSD, так что врядли будут проблемы в куда более популярных Linux, Windows и MacOS.

Запускается сборка стандартным образом — вызовом GNU Make в корне проекта:

gmake

Поскольку автор собирал на FreeBSD, которая имеет определенную специфику в именовании инструментов, появится такая ошибка:

Происходит это из-за того, что lua во FreeBSD имеет постфикс версии:

Так что надо отредактировать Makefile в корне проекта и поменять значение переменной LUA=, добавив версию:

Следующая ошибка также специфична для FreeBSD, поскольку gcc у нас тоже с постфиксом версии:

Несмотря на документацию, которая утверждает что актуальный компилятор должен подхватываться через стандартную переменную окружения CC=, нашлось место в скриптах сборки, где были прямо забиты названия используемых бинарников:

Нужный файл называется ack/build/ab.mk и почему-то несмотря на название и расположение — не является генерируемым.

По аналогии с lua, добавляем постфикс версии и сохраняем:

После этого заново запускаем сборку и ждем, никаких других ошибок при сборке замечено не было.

Итоговый размер после завершения сборки, со всеми временными файлами получился размером в 1.7Гб, что несколько больше заявленного в требованиях:

По-умолчанию ACK устанавливается в каталог /opt/pkg/ack, поэтому запускаем из корня проекта:

mkdir -p /opt/pkg/ack
gmake install

Перед установкой будут запущены тесты, но далеко не все:

Итоговый каталог bin выглядит следующим образом:

Хотя основные бинарники находятся в ack/lib/ack:

Теперь переходим к самому интересному — к запуску и работе с ACK, это будет действительно весело.

В репозитории проекта находится каталог examples, где лежат примеры более-менее сложной логики на Си, Паскале и Бейсике, которые точно собираются и работают с помощью ACK.

Один из таких примеров под названием mandelbrot.c , выводящий в консоль с помощью символа * фрактал Мандельброта вы можете лицезреть в работе на заглавной картинке к статье.

Но поскольку мне был интереснее сам процесс компиляции и запуска приложений на разных экзотических архитектурах из древних времен нежели специфика каждой конкретной платформы, не стал заморачиваться сложной логикой, взяв в качестве эталона классический «Hello world!» на Си:

#include <stdio.h>

int main(void)
{
printf("Hello, alex0x08 \n");
return 0;
}

И собственно ниже покажу сборку и запуск этой нестареющей классики под крайне экзотические (по современным меркам) архитектуры.

Компиляция FreeBSD->MS-DOS

Компиляцию в COM-файл с последующим запуском можно увидеть на заглавной картинке, поэтому ниже покажу компиляцию в EXE под DOS:

/opt/pkg/ack/bin/ack -mmsdos386 -O hello.c -o hello.exe

Цитируя документацию:

msdos386 produces i386 MS-DOS 32-bit DPMI .EXE files

Поэтому для работы нужен запущенный DPMI-резидент — т. н. «расширитель памяти», который можно взять например тут.

Так это выглядит в записи:

Как видите запуск осуществлялся в известном эмуляторе DOS под названием Dosbox, установленном из пакетов FreeBSD.

Компиляция для CP/M

Продолжая исторический угар, показываю сборку и запуск под CP/M, напоминаю что это операционная система из 1970х (старше автора) а компьютеры, на которых она работала выглядели так:

Тут надо сделать небольшое отступление и рассказать про эмулятор CP/M, поскольку его в пакетах FreeBSD не нашлось — пришлось собирать руками.

RunCPM - Z80 CP/M emulator

Разработка ведется на Github, забираем исходники:

git clone https://github.com/MockbaTheBorg/RunCPM.git

При сборке будет описанная выше проблема с номером версии в названии исполняемых файлов компилятора GCC — стандартная для FreeBSD, поэтому необходимо в файле RunCPM/Makefile.posix в переменную СС= добавить номер версии:

Сама сборка запускается командой:

gmake posix build

Но это еще не все приключения, после сборки необходимо подготовить рабочее пространство — специальный каталог из которого будет запускаться эмулятор:

mkdir disk
unzip ../../DISK/A0.ZIP
cp ../RunCPM .

В результате появится каталог A/0, внутри которого будут все управляющие команды CP/M, в корне будет запускаемый бинарник самого эмулятора.

Все готово к использованию, для проверки можно запустить эмулятор:

Должна быть отображена шапка с версией и работать команда DIR. Для завершения работы эмулятора введите EXIT.

Теперь можно переходить к сборке тестового приложения.

«Hello world» для CP/M

Для компиляции под эту систему достаточно указать ключ -mcpm:

/opt/pkg/ack/bin/ack -mcpm -O hello.c -o hello.com

Следующим шагом копируем полученный бинарник, обязательно с именем в верхнем регистре:

cp ~/hello.com ./A/0/HELLO.COM

Запускаем эмулятор и вводим команду hello:

Круто?

Круто, но недостаточно, поскольку среди поддерживаемых ACK систем есть:

pdpv7 produces PDP/11 V7 Unix binaries

Думаю вы догадываетесь, что пройти мимо такого было невозможно, поэтому автор убил еще неделю показываю нечто действительно удивительное.

Компиляция для Unix v7 и PDP-11 в 2025м году (!)

Чтение этого абзаца прибавляет 100 баллов к инженерным навыкам.

Напоминаю как выглядел PDP-11:

Вот так выполняется компиляция из ACK для этого древнего монстра:

/opt/pkg/ack/bin/ack -mpdpv7 -O hello.c -o hello

Как ни странно и неожиданно, но стандартная утилита file, присутствующая во всех UNIX-системах с незапамятных времен честно показывает тип:

Apout — Simulate PDP-11 Unix a.out binaries

Для проверки я сначала запустил полученный бинарник на этом:

This program is a user-level simulator for UNIX a.out binaries. Binaries for V1, V2, V5, V6, V7, 2.9BSD and 2.11BSD can be run with this simulator. The user-mode PDP-11 instructions are simulated, and TRAP instructions are emulated by calling equivalent native-mode system calls.

Собирается оно под FreeBSD одной командой, поскольку внешних зависимостей нет:

export CC=gcc13
gmake

После сборки в корне проекта появится бинарник apout, так выглядит в работе запуск нашего «Hello world»:

Но разумеется сильно круче было бы попробовать запустить в реальном симуляторе PDP с Unix v7 на борту, что я и сделал.

SIMH

Эмуляцию PDP как впрочем и множества других исторических систем обеспечивает известный проект Open SIMH. Нужный нам Unix v7 заявлен на главной странице проекта в качестве ключевого примера:

For example Version 7 Unix, released in 1979, runs unchanged today on SimH.

В этот раз эмулятор присутствовал в готовом виде среди пакетов FreeBSD, так что хотя-бы его не пришлось собирать из исходников.

На этот раз.

Забираем готовый образ диска с Unix v7 для PDP-11 отсюда, существует известная инструкция по полной установке с использованием образов установочной ленты:

Но автор решил не убивать еще неделю что это уже перебор, поэтому использовал готовый образ диска с Unix v7.

В архиве по ссылке будет файл unix_v7_rl.dsk , который необходимо распаковать:

mkdir v7
cd v7
unzip ~/uv7swre.zip

Дальше необходимо создать конфигурационный файл эмулятора:

set cpu u18 set cpu idle attach rl0 unix_v7_rl.dsk attach rl1 hello.tar boot rl0

Сохраните файл как simh-pdp11.ini, в том же самом каталоге v7 , куда был распакован образ диска.

Теперь надо создать tar-файл с собранным бинарником "Hello world" приложения:

cd ~
tar cvf hello.tar hello
cp hello.tar ~/v7/

Итоговый набор файлов должен выглядеть как-то так:

Запускаем эмулятор:

pdp11 simh-pdp11.ini

После появления приглашения в виде символа @ вводим:

boot

Появится древний предок современного Grub, загрузчик:

Вводим:

rl(0,0)rl2unix

Появится приглашение в виде символа # , что означает запуск Unix v7 в однопользовательском режиме:

Нажмите Ctrl - D для начала работы в многопользовательском режиме:

Появится хорошо знакомое любому юниксоиду приглашение авторизации. Введите root в качестве логина и пароля:

При первом запуске будет необходимо выполнить ряд дополнительных шагов. Создаем каталог для временных файлов:

mkdir /tmp

Создаем ссылки на устройства:

cd /dev
make rl

Таким образом со стороны запущенной в эмуляторе Unix v7 будет доступно устройство, эмулирующее ленту и можно будет добраться наконец до собранного на хосте бинарника:

cd /tmp
tar xvf /dev/rrl1

В результате в файловой системе появится тот самый файл hello, собранный на FreeBSD с помощью ACK:

Наконец сам запуск:

Ну кто еще вам спрашивается покажет такую красоту?

Эпилог

ACK имеет отличную портируемость и расширяемость, поэтому существует столь интересный форк этого проекта:

This fork of the Amsterdam Compiler Kit supports the Cray X-MP supercomputer and the COS operating system platform.

Его тоже удалось собрать и запустить, но ввиду невероятной сложности самобытности COS, история будет уже в отдельной статье. Следите за анонсами, как говорится.

Статья была опубликована на Хабре, оригинал как обычно в нашем блоге, все желающие получить обои с автографом (и не умеющие пользоваться нейросетями) должны будут повторить все описанные в статье шаги и прислать скриншот с работающим «Hello <username>» под Unix v7 на PDP, где username — ваш ник.

Хотите довести до дурки любимого преподавателя компьютерных наук или навсегда прослыть «особенным» среди коллег, сразу после немедленного увольнения?

Ниже патентованный метод, с которым вас точно не забудут.

Электронная дичь

Ладно, допустим вы не имеете отношения к ИТ или не занимаетесь непосредственно разработкой ПО. Возможно вы начинающий веб‑разработчик, умеющий только в лендинги и сайты‑визитки — словом вы никогда прежде не слышали об экзотерических языках программирования и их ярчайшем представителе:

Brainfuck — один из эзотерических языков программирования, придуман Урбаном Мюллером (нем. Urban Müller) в 1993 году, известен своим минимализмом. Название языка можно перевести на русский как вынос мозга, оно напрямую образовано от английского выражения brainfuck (brain — мозг, fuck — вынос), т. е. заниматься ерундой. Язык имеет восемь команд, каждая из которых записывается одним символом. Исходный код программы на Brainfuck представляет собой последовательность этих символов без какого-либо дополнительного синтаксиса.

Понимаю, тяжело воспринять фразу «экстремальный минимализм» по отношению к языку программирования, поэтому вот вам небольшая иллюстрация:

>+++++++++[<++++++++>-]<.>+++++++[<++++>-]<+.+++++++..+++.>>>++++++++[<++++>-] <.>>>++++++++++[<+++++++++>-]<---.<<<<.+++.------.--------.>>+.>++++++++++.

Да это исходный код программы.

Ну и заодно запредельный треш и ужас, созданный специально для выноса мозга программистам, с чего и получил такое поэтическое название.

Разбираем по шагам:

>++.

в ячейке 1 добавление 2 к 70 и вывод на печать ASCII-кода 72, т.е. буквы «Н».

>+.

в ячейке 2 добавление 1 к 100 = 101, печать буквы «e»

+++++++..

в этой же ячейке добавление 7 к 101 = 108, печать «l» дважды

+++.

в этой же ячейке добавление 3 к 108 = 111, печать «o»

И так далее и тому подобное:

Brainfuck почти не используется для практического программирования (за исключением работ отдельных энтузиастов), а используется преимущественно для головоломок и задач для соревнований.

Теперь, если вы занимаетесь разработкой и более‑менее подкованы в программировании — вернитесь обратно к картинке выше и задумайтесь: что именно автор тут для вас приготовил:)

Транспилеры и компиляторы

Минутка матчасти, прежде чем мы с вами погрузимся в бездну бесконечного ужаса разработки, для лучшего хоть какого-то понимания этой сложной темы.

Начнем с транспилера:

A source-to-source translator, source-to-source compiler (S2S compiler), transcompiler, or transpiler is a type of translator that takes the source code of a program written in a programming language as its input and produces an equivalent source code in the same or a different programming language. A source-to-source translator converts between programming languages that operate at approximately the same level of abstraction, while a traditional compiler translates from a higher level programming language to a lower level programming language.

Максимально упрощая, транспилер — такой специальный компилятор, для превращения исходного кода на одном языке в исходный код на другом языке.

Очень часто используется на практике, в том числе в современных и сверхпопулярных языках вроде Java или.NET.

Чаще всего такую технику применяют для выдачи «желаемого за действительное», например с помощью транспилера реализованы ваши любимые генерики и замыкания в Java.

Теперь про интерпретатор:

In computer science, an interpreter is a computer program that directly executes instructions written in a programming or scripting language, without requiring them previously to have been compiled into a machine language program.

По‑сути это такой «разнорабочий от мира ПО», который сам ничего не умеет, зато отлично выполняет простые последовательные команды.

И наконец «его величество» компилятор:

In computing, a compiler is a computer program that translates computer code written in one programming language (the source language) into another language (the target language). The name «compiler» is primarily used for programs that translate source code from a high-level programming language to a low-level programming language (e.g. assembly language, object code, or machine code) to create an executable program.[1][2]

Да это «та самая программа с помощью которой создаются другие программы», в изначальном смысле этого слова.

Практически любой компилятор — очень сложная программа, даже использование которой требует определенной подготовки. Ну а задача создания компилятора с нуля — предмет для изучения в высших технических заведениях и удел исключительно опытных профессионалов.

В теории.

Именно эту дичь мы сейчас и будем творить.

Но все же объясню чуть подробнее, для обывателей:

программировать на самом Brainfuck безумно тяжело и ничего сложнее «Hello, World» у вас не выйдет пока вы не рехнетесь, но если использовать транспилер, — становится возможно писать код уже на С (или С‑подобном языке) и гораздо более интересные вещи.

Например можно взять домашнее задание по числам Фибоначчи:

include "std.bfx"

function main()
{
prints("f[0] = ");
let a = scand();

prints("f[1] = ");
let b = scand();

prints("Up to n = ");
let n = scand();

prints("0: "); printd(a); endl();
for (let i = 0; i != n - 1; ++i)
{
printd(i + 1); prints(": ");
printd(b); endl();

let tmp = b;
b += a;
a = tmp;
}

printd(n); prints(": ");
printd(b); endl();
}

И сдать его в таком интересном виде (фрагмент):

>>>[-]++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++.>[-]+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++.>[-]++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++.>[-]+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++.>[-]++++++++++++++++++++++++++++++++.>[-]+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++.>[-]++++++++++++++++++++++++++++++++.<<<[-]+>>[-]>[-]>[-]+>[-]+>[-]+>[-]>[-]>[-]+>[-]+>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]>[-]<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<[-]>>>>>[>>>>>[-]>>[-]>[-]<<<<<[>>>>+>+<<<<<-]>>>>>[<<<<<+>>>>>-]<<[-]>>>[-]<<<<<[>>+>>>+<<<<<-]>>>>>[<<<<<+>>>>>-]<<<[>[<<[-]+>>[-]]<[-]]>>>>[-]>[-]<<<<<<[>>>>>+>+<<<<<<-]>>>>>>[<<<<<<+>>>>>>-]>[-]+>[-]>[-]<<<<[>>>+>+<<<<-]>>>>[<<<<+>>>>-]<[<[-]>[-]]<<<[>>>>>[-]>>[-]>[-]<<<<<<<<<<<<<<<[>>>>>>>>>>>>>>+>+<<<<<<<<<<<<<<<-]>>>>>>>>>>>>>>>[<<<<<<<<<<<<<<<+>>>>>>>>>>>>>>>-]<<[-]>>>[-]<<<<<<<<<<<<<<<[>>>>>>>>>>>>+>>>+<<<<<<<<<<<<<<<-]>>>>>>>>>>>>>>>[<<<<<<<<<<<<<<<+>>>>>>>>>>>>>>>-]<<<[>[<<[-]+>>[-]]<[-]]>>>>[-]>[-]<<<<<<[>>>>>+>+<<<<<<-]>>>>>>[<<<<<<+>>>>>>-]>[-]+>[-]>[-]<<<<[>>>+>+<<<<-]>>>>[<<<<+>>>>-]<[<[-]>[-]]<<<[>>>>>[-]+>[-]+>[-]>>[-]>[-]<<<<<[>>>>+>+<<<<<-]>>>>>[<<<<<+>>>>>-]<<[-]>>>[-]<<<<<[>>+>>>+<<<<<-]>>>>>[<<<<<+>>>>>-]<<<[>[<<[-]+>>[-]]<[-]]>>>>[-]>[-]<<<<<<[>>>>>+>+<<<<<<-]>>>>>>[<<<<<<+>>>>>>-]>[-]+>[-]>[-]<<<<[>>>+>+<<<<-]>>>>[<<<<+>>>>-]<[<[-]>[-]]<<<[>>>>>,>[-]>[-]<<[>+>+<<-]>>[<<+>>-]<<<<<<<[-]]>>[[-]]<<<<<<<<<[-]>[-]>>>>>>>>>>>>[<<<<<<<<<<<<<+>+>>>>>>>>>>>>-]<<<<<<<<<<<<[>>>>>>>>>>>>+<<<<<<<<<<<<-]<<<<<<[-]]>>[[-]]>>>>>[-]>>[-]>[-]<<<

Полный вариант занимает ~1.6Mb одной строкой, представляте как обрадуется любимый преподаватель такой оригинальной работе?

Главное чтобы вас потом не нашли.

Теперь перейдем к инструментарию для наших веселых шалостей.

Гримуар

Поскольку программисты по большей части ребята веселые, оказалось что для языка Brainfuck реализовано очень много всего интересного. Ниже будет небольшой обзор самых отбитых инструментов, которые мы будем использовать во имя Луны для создания тестового проекта.

Bfpy

Автор этого замечательного проекта объявил личный джихад здравому смыслу:

BFPY is an alternative Python runtime that uses Brainfuck as a bytecode.

Для тех кто еще не оценил всю мощь по одной цитате выше, приведу небольшой пример кода:

#!/usr/bin/env python3.4
# coding: utf-8

from bfpy.instruction import Instruction
from bfpy.bytecode import Bytecode
from bfpy.machine import Machine

def test(x,y):
return x + y

def main():
bc = Bytecode.from_function(test, x=40,y=2) #42
print(bc)
vm = Machine(bc)
vm.run()
print(vm.current)

if __name__ == '__main__':
main()

Вот так это чудо выглядит в работе:

Теперь немного разберем логику, для погружения в безумие лучшего понимания.

Вот эта замечательная строка генерирует код Brainfuck из байткода Python:

bc = Bytecode.from_function(test, x=40,y=2) #42

Что вы и видите на скриншоте выше, где сам вывод на печать делает данная инструкция:

print(bc)

Следующий блок интерпретирует код на Brainfuck и выводит на печать:

vm = Machine(bc)
vm.run()
print(vm.current)

Вся эта радость отлично встраивается например в Python‑скрипт работающий с нейросетями, тем самым добавляя новую грань смысла слову «blackbox», которым так любят прикрывать свои провалы ML‑разработчики.

К сожалению этот проект очень далек до завершения:

For instance, BFPY can only translate arithmetic operations (addition, subtraction, multiplication, floor division and power). There is still a lot of features to implement for it to be a proper Python runtime alternative

Поэтому если у вас есть лишний $1млн и ненависть к человечеству — можете проинвестировать в этот замечательный проект. Деньги пойдут автору на лечение в лучшей дурке.

Brainfix

Следующий проект зашел немного дальше в своем безумии, поэтому именно с его помощью мы с вами и сделаем тестовое приложение:

BrainFix is a compiler/language that takes a C-style language (although the syntax slowly evolved to something very close to Javascript for some reason) and compiles this into BrainF*ck, an esoteric programming language consisting of only 8 operations.

Забираем исходный код и пробуем собрать:

git clone https://github.com/jorenheit/brainfix
cd brainfix
make

К сожалению при сборке появится такая ошибка:

Чтобы ее исправить достаточно закомментировать это условие выбора в makefile:

ifeq ($(GAMING_MODE_AVAILABLE),1)

Нет, я тоже не догадываюсь для чего компилятору Brainfuck мог понадобиться игровой режим, но конечный результат должен быть таким:

CC=g++
CFLAGS= -c -O3 -Wall --std=c++2a -fmax-errors=2 #-Wfatal-errors
SOURCES=interpreter/bfint.cc interpreter/main.cc

OBJECTS=$(SOURCES:.cc=.o)
EXECUTABLE=bfint

all: $(SOURCES) $(EXECUTABLE)

#ifeq ($(GAMING_MODE_AVAILABLE),1)
#$(EXECUTABLE):$(OBJECTS)
# $(CC) $(OBJECTS) -o ../$@ -lncurses
#
#.cc.o:
# $(CC) $(CFLAGS) -DUSE_CURSES lt; -o $@
#
#else

$(EXECUTABLE):$(OBJECTS)
$(CC) $(OBJECTS) -o ../$@

.cc.o:
$(CC) $(CFLAGS) lt; -o $@
#endif

После правки сборка успешно завершается:

В результате сборки в корневом каталоге появится готовый бинарник bfx, запускаем и наслаждаемся:

Теперь пробуем собрать тестовый пример, с помощью вот такой простой и очевидной команды:

./bfx -o program.bf -O1 -I ./std -t int16 bfx_examples/hello.bfx

Результат:

Для проверки корректности, вставляем полученный код Brainfuck в онлайн-интерпретатор:

Там еще много интересных примеров, но большие программы будут ощутимо долго компилироваться в код на Brainfuck, имейте ввиду.

Но едем дальше.

BFC

Как лаконично описывает проект его автор: «an industrial‑grade Brainfuck compiler» и он при этом совсем не врет:

bfc includes an extensive range of optimisations. This page discusses the techniques used, and gives examples of BF programs that are transformed in each case.

Написана эта штука разумеется на Rust (неужели вы сомневались?) и сейчас мы будем ее пенетри.. ээ использовать.

Забираем исходники:

git clone https://github.com/Wilfred/bfc.git

Собирается это чудо сумрачного гения вот такой командой:

RUSTFLAGS='-L /usr/local/lib' cargo build --release

Поскольку дело происходит на FreeBSD (неужели я забыл об этом упомянуть?), с помощью переменной окружения RUSTFLAGS необходимо указать путь /usr/local/lib, который почему‑то не учитывается сборщиком cargo.

Также на машине должен быть сам Rust и 14я версия LLVM.

Зато теперь вы тоже знаете как использовать Rust на FreeBSD, надеюсь эти знания помогут вам построить успешную карьеру в ИТ-индустрии а не наставят на путь экстремального ИТ-терроризма.

В результате успешной сборки в каталоге ./target/debug появится готовый к использованию бинарник bfc:

Что же мы будем делать с оптимизирующим компилятором Brainfuck? Разумеется использовать для всего хорошего и замечательного:

./target/release/bfc /opt/work/tmp/brainfix/program.bf

Это тот самый пример с «Hello world!» сгенерированный выше из С‑подобного кода, который с помощью замечательного оптимизирующего компилятора превратился в настоящее приложение:

Итого

Повторим еще раз всю цепочку для лучшего запоминания:

Код на С‑подобном языке → транспилер Brainfix → компилятор Bfc → готовое приложение

В чем отличие от обычной разработки:

Вы спокойно сдаете в качестве лабы код на Brainfuck, который будет компилироваться в запускаемый бинарник и вполне себе подпадать под термин «исходный код».

Разумеется ваш любимый преподаватель будет в полном восторге, пытаясь в этом коде разобраться, в то время как вы никаких сложностей даже не увидите, поскольку настоящий код с читаемой логикой останется на уровне транспилера.

Правда весело?

Примерно из-за таких милых шалостей мои бывшие преподы до сих пор меня помнят мою фамилию.

Ну а если вас попросят написать тестовое задание, вставив в постановку фразу «на любом известном вам языке» — теперь вы знаете как и на чем его делать.

P.S.

Статья была опубликована на Хабре, более трешевый оригинал доступен в нашем блоге.

Само собой вся изложенная информация приведена исключительно в развлекательных целях, не стоит применять подобные технологии на практике в реальных проектах.