Портируемый код - миф или реальность? Опции

[CD_Eater]

Очень хочется покидать камушки в огород тех, кто пишет на Си и верит в миф о лёгком портировании кода. Нет возражающих? Ну, тогда начну.

Недавно на телесисях была поучительная ветка. Вот она
http://telesys.ru/wwwboards/mcontrol/1809/...es/173406.shtml
Прочитайте её, интересно.

Прочитали? Тогда продолжим.
Это почти классический пример - ЯВУ скрыл от программиста важнейшую деталь реализации: с виду атомарная инструкция "PORTB ^= 1" на самом деле оказалась неатомарной, и автор совершенно не ожидал, что здесь придётся заботиться о корректном доступе к общему ресурсу (порту B ) в многопоточной среде (фоновая задача + обработчик прерывания). Если бы человек писал на ассемблере, он бы легко увидел эту потенциальную "борьбу за ресурс" и принял бы обычные в таких случаях меры. Не исключено (хотя маловероятно), что автор предвидел эту возможную угрозу, но понадеялся, что компилятор достаточно умный и автоматически выберет самый оптимальный вариант реализации, то есть, "PINB = 1", сделав операцию атомарной (разумеется, компилятор сделал бы это из соображений оптимизации по скорости/размеру кода, а не из заботы об атомарности). Для нас важно одно: простые и однозначные с виду операции ЯВУ могут (в зависимости от компилятора и железа) оказаться вовсе не такими простыми и однозначными.

Теперь представьте такую ситуацию. У Вас есть Сишный исходник и Вы портируете код проекта на другой МК. Разные не только МК, но и компиляторы. Предположим, что в проекте встречается ситация, аналогичная приведённой выше: в фоновой задаче и в обработчике прерывания используется нечто вроде "PORTB ^= 1", но в предыдущей реализации (при старом МК и старом компиляторе) эта операция была атомарной, а в новой реализации (на новом МК и новом компиляторе) перестала быть атомарной. Вопрос: заметите ли Вы это???
При переносе исходника Вы успешно подправите имена портов, замените где нужно номера битов этих портов, но придёт ли Вам в голову менять стандартную Сишную инструкцию "PORTB ^= 1" на какую-то другую? Да никогда в жизни! И программа успешно скомпилируется, и на Вашем столе она заработает без ошибок, и пирожок с полки Вы возьмёте, преисполненный гордостью за умение легко портировать программы. А потом, через месяц-другой, придут недобрые вести с поля - что-то там не фурычит. Приезжай, творец, разбирайся что натворил - изредка бывают сбои. Спорим, что первое, на что Вы подумаете - это на недостаточную помехозащищённость Вашего девайса. Вероятность того, что прерывание попадёт внутрь Read-Modify-Write последовательности, достаточно мала и при тестировании обнаружена не будет, но вот в поле (помножьте эту вероятность на тысячу устройств, которые Вы уже изготовили и внедрили) уверенно даст о себе знать. Пока Вы, начиная с мыслей о помехозащищённости, дойдёте до реальной причины неисправности, пройдёт порядка месяца, не меньше, т.к. это очень труднообнаруживаемая ошибка. Вы вряд ли станете искать ошибку в софте, т.к. при портировании код фактически вообще не был изменён, а в предыдущей реализации сбоев не было. Возможно, ошибку так и не найдёте, но будете всем рассказывать сказки про плохую помехозащищённость или ужасную глючность новых МК...

Имхо:
Надеяться на лёгкую портируемость проектов с одного МК на другой - это путь в страну Грабляндию. Создавая проект, пишите его применительно к данной задаче и для данного МК. Если всё же придётся переносить на другой МК, переносите только блок-схему алгоритма, заново наращивая "скелет" деталями реализации. Чаще всего придётся даже немного изменить алгоритм работы, приспособив его к особенностям новой периферии (например, использовать не поллинг пина по таймеру, а функцию захвата и т.п.).

P.S. Сейчас меня обвинят в том, что я не люблю или не умею писать портируемые программы, что большинство программистов в мире пишут только портируемый код, и что за портируемым кодом будущее. В ответ замечу одну большую разницу - не сравнивайте программирование для PC и для МК. Легко портируются те программы, которые фактически не зависят от аппаратуры, например, математические вычисления (БПФ, фильтры и т.п.). Большинство программ для МК сильно зависят от железа. Правильный с точки зрения программирования подход к созданию легко портируемого кода состоит в том, чтобы выделять в отдельные функции (возможно, inline-функции) всё обращение к периферии, и при каждом портировании переписывать эти функции полностью. Причём для одной и той же операции, например, для "PORTB ^= 1", должны присутствовать две функции: одна реентабельная (для случаев типа нашего), другая нереентабельная, зато быстрая (для обычного однопоточного программирования). Тогда проблем будет гораздо меньше, но программы перестанут быть эффективными. Короче, стандартная ситуация с плюсами и минусами универсальности (тут очень в тему будут слова автора с ником -=Shura=- про джаву - искать гуглем по сайту телесистем фразу "anal sex")...

[sensor_ua]

Уважаемый,
я, конечно, понимаю Ваше настроение. Похоже, написание портируемого кода от Вас требуют по работе и аргументируют этим требованием использование инструмента, якобы избавляющего от проблем при портировании. ИМХО, во-первых нужно просто не уходить в крайности. Я бы сказал просто - ассемблер не обеспечивает портируемость априори. Это совсем не значит, что Си её обеспечивает безо всяких дополнительных мер. Существуют разные подходы к обеспечению портируемости кода, которые можно разделить (слегка) - по разновидности применяемого компилятора и по группированию портируемых участков кода и аппаратно/инструментально зависимых. Для многих ОС есть порты под различные компиляторы (назовём упрощенно "различные синтаксически различающиеся комплекты диалектов Си и ассемблеров"). Но, например, для исходных кодов файловых систем часто выделяются аппаратно-зависимые части - функции ввода вывода - функции чтения/записи блока данных на/с носителя.
В то же время нужно было бы напомнить о самом языке Си - в нём, в отличие от других ЯВУ, например, Паскаля, НЕТ ОПЕРАТОРОВ ВВОДА-ВЫВОДА. Это не случайно. Умные книги повторять не буду - сами почитаете, если вдруг не читали.
Указанные проблемы неатомарности некоторых операций должны быть, ИМХО, понятны без утомительного застирывания. Упрощение записи ещё не повод не понимать, что же будет выполняться
x^=y; => x = x^y;
Далее вспоминаем, что x объявлена как volatile.
Начинаем вспоминать, что значение порта ДОЛЖНО быть прочитано при любых условиях, модифицировано и уж после записано назад. Уж не помню, но в C51 чтение-модификация-запись порта вроде бы была атомарной операцией, но, даже если и так, то это скорее исключение. Итого - операция ввода-вывода, если следовать канонам Си, должна быть описана функцией. (Но мы-то сами знаем, что нам надо). Конечно, если в такой функции не обеспечить атомарность, то получим тот же негативный результат. Но язык тут нипричём. Это мы не обеспечили при при написании функции её реентерабельность. Мы знаем, что прерывания могут быть, и позволяем себе такую небрежность. Но это ввод-вывод. Аналогичная по проблематике фигня с математическими библиотеками, не обеспечивающими реентерабельность - можно по незнанию/непониманию/нежеланию напороться на весь цвет проблем))
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%B5%...%81%D1%82%D1%8C

Так что давайте не путать тёплое и мягкое. Если мне нужен портируемый код, то я забочусь о разделении участков кода на портируемый и от чего-то зависимый и по месту определяю - буду разруливать #ifdef-ами или вааще отдельный форк накатаю.
ЗЫ. На ассемблере не пишу без особой необходимости. Да и не особо умею. Но читаю "со словарём" без проблем. Понимать особенности приходится. Не являюсь ярым противником писания программ на ассемблере, но у нас производственная необходимость вообще не позволяет без оснований применять даже ассемблерные вставки. Это отдельная тема.