D2X 由麻省理工學院開發，是一種新工具，可以輕松調試任何特定于領域的編程語言。

在2019年的某個時候，麻省理工學院的博士生Ajay Brahmakshatriya制定了一個簡單的目標，但仍然很有挑戰性。他希望那些在特定領域（如氣候建模、生物信息學或建筑學）擁有專業知識的人能夠編寫自己的編程語言，即所謂的領域特定語言（DSL），即使他們在創建編程語言方面很少或根本沒有經驗。作為麻省理工學院計算機科學和人工智能實驗室（CSAIL）教授Saman Amarasinghe領導的研究小組的成員，Brahmakshatriya希望這些語言具有人們舒適地使用它們所需的所有輔助功能，包括調試工具。他和Amarasinghe同意，這個消除軟件錯誤的過程是必不可少的，因為他們稱缺乏調試支持是“DSL的致命弱點”。

對他們倆來說，這是富有成效的幾年。2021 年，Brahmakshatriya 和 Amarasinghe 推出了 BuildIt，這是一個軟件包，極大地簡化了創建 DSL 的任務。上個月，在蒙特利爾由計算機協會共同贊助的一次國際會議上，兩人介紹了D2X，這是一種可以輕松地向任何DSL添加調試的工具，并且已被證明與BuildIt配合得特別好。他們關于這項工作的論文甚至獲得了會議上頒發的兩個杰出論文獎之一。

Brahmakshatriya解釋說，在專業領域產生語言的主要原因“是為了促進易用性。例如，圖像處理DSL可以具有“模糊整個圖像”的功能。用通用語言發出相同的命令需要更多的代碼行，Brahmakshatriya指出。“這是使用DSL的部分原因。另一個是性能。由于操作特定于該域，因此可以更容易地對其進行優化 - 以適當的順序執行，從而更高效，更快速地完成。

Brahmakshatriya 將 BuildIt 描述為“用于創建 DSL 的 DSL”。它有助于采用現有的通用編程語言并將其縮減的多步驟過程，直到它以正確的方式變得專業化?！凹僭O你有一個問題，你想寫一個程序來解決它，”他說?！澳憧梢詫懸粋€程序來完整地解決它，或者你可以寫一個較小的程序來解決你感興趣的問題的子類。你使程序越專業，它的運行速度就越快。BuildIt旨在根據這些指導原則構建DSL。

Halide——一種發明于2012年的圖像處理語言，比BuildIt早幾年——是Amarasinghe團隊中早出現的DSL之一。它的發展由當時的研究生Jonathan-Ragan Kelley和當時的CSAIL博士后Andrew Adams領導?！癏alide現在非常流行，它被用于許多Adobe應用程序，包括Photoshop，但它仍然沒有調試器，”Amarasinghe說。他補充說，原因是“調試器非常復雜。編寫它們非常困難，這就是為什么大多數小型DSL沒有調試支持的原因。

根據Brahmakshatriya的說法，這不是一個理想的狀態，他堅持認為每個DSL都應該有自己的調試器?！澳悴荒苤苯訉F有的調試器用于你的新語言，因為它們不理解域。此外，他說，次就寫出一個完全正確的程序是不可能的?！澳憧偸菑挠绣e誤的東西開始，盡管它們通常直到開發周期的后期才會出現。如果此時出現錯誤，當你有 5，000 行代碼時，可能很難找到它。因此，一旦一個程序“代碼完成”——被其開發人員認為已經準備好進行測試——軟件工程師可能不得不將一半以上的時間投入到繁重的調試工作中。

但是幫助正在以D2X的形式出現（發音為“”，因為它與消除程序中的毒藥或缺陷的概念有關）。D2X本身不是一個程序，而是被歸類為一個庫——一段可以被其他程序重用的計算機代碼。它旨在與現有調試器（如 GDB 或 LLDB）配合使用，充當這些工具和給定 DSL 之間的橋梁。調試器需要有關要清理的程序或編程語言的信息?！懊總€調試器都需要以自己的特定格式提供信息，可以是400頁的文檔，”Amarasinghe說?！叭绻闶褂肈2X，你不必擔心。它為你照顧好了。

Brahmakshatriya 說，以 D2X 為接口，“你的程序可以使用流行的調試器進行調試，而無需對調試器本身進行任何修改。在他看來，這是將D2X與BuildIt相結合的主要優勢：“如果你使用BuildIt編寫DSL，你不必做任何額外的工作。您可以免費獲得調試器，而無需編寫任何額外的代碼。

“D2X正面解決了高性能軟件的固有矛盾，”康奈爾大學計算機科學副教授Adrian Sampson評論道?！耙环矫?，特定領域的語言是我們在現代大幅提高計算效率的希望。然而，從頭開始為新語言制作新的調試器是很困難的，沒有調試器是程序員可能拒絕“更好”語言而支持“更差”語言的合理原因。D2X的偉大之處在于，它降低了為DSL構建有用的調試器的障礙。

但就婆羅門沙特利而言，這并不是故事的結局。除了調試之外，他想與 BuildIt 合并的另一個功能是編輯，這使得編寫程序變得更容易。例如，編輯者可以突出顯示文檔中的某些關鍵字，這可以提高其可讀性。它們可以執行其他功能，例如自動完成功能，該功能會在輸入一小部分后自動填充文本。

Brahmakshatriya 希望將分析器以及調試器和編輯器作為 BuildIt 平臺的一部分。“探查器就像調試器，但它們不是幫助你找到錯誤，而是讓你評估程序中的性能問題，”他說。“如果程序的運行速度比預期的慢，您可以使用探查器來了解程序的哪個部分使事情陷入困境。他說，將來可能會添加其他有用的功能。

Amarasinghe認為，所有這些努力將使創建專業語言的前景更具吸引力?！霸谖铱磥?，有大量的人支持傳統語言——成千上萬的程序員為C、C++或Java構建工具，”他說?！傲硪环矫?，如果我正在構建一個簡單的DSL，我沒有成千上萬的程序員來提供所有這些支持。但是現在，有了BuildIt和D2X，他補充說，“小家伙可以得到其他人得到的所有東西，包括調試器，終是編輯器和分析器——與傳統語言的好處相同。而且，您無需讓工程師團隊編寫各種復雜的代碼即可實現這一點。

這項工作得到了應用驅動架構研究中心、美國國防計劃局 （DARPA）、由半導體研究公司和 DARPA 共同贊助的聯合大學微電子項目中心的支持;美國科學基金會;以及英特爾/NSF 獎。