Интеграция Tree-sitter в Emacs стала одним из важнейших шагов к улучшению возможностей редактора и повышению эффективности работы с кодом. Tree-sitter - это парсер с возможностью инкрементального синтаксического анализа, который обеспечивает высокоточный, контекстно-зависимый разбор исходного кода. Объединение Tree-sitter с Emacs значительно расширяет функционал редактора, открывая новые горизонты для разработчиков, занимающихся сложным редактированием и анализом программного текста. В основе интеграции лежит разделение на два уровня: низкоуровневая интеграция на уровне C API и высокоуровневая реализация через Lisp API. В ходе обзора мы рассмотрим особенности именно низкоуровневого слоя, который отвечает за взаимодействие с внутренним механизмом парсера, обработку изменений в буфере и синхронизацию с различными состояниями редактора.
Lisp API и C API в интеграции Tree-sitter отличаются по уровню абстракции и функционалу. Большинство функций C API имеет более упрощённые Lisp-аналоги, что позволяет разработчикам использовать мощь парсера без необходимости управлять низкоуровневыми деталями. Например, хотя в C API присутствуют объекты TSTree, представляющие дерево разбора, эти объекты сознательно не экспонируются в Lisp для избежания сложностей с их управлением. Emacs предоставляет доступ к корневому узлу парсера посредством функции treesit-parser-root-node, что позволяет эффективно использовать дерево разбора без перегрузки интерфейса. Интересной особенностью является отказ от экспонирования TSCursor - курсора по дереву разбора.
Несмотря на широкое использование курсора в коде интеграции на C, на Lisp уровне обходятся без него, создавая Lisp-узлы при обходе. Такой подход доказал свою эффективность и производительность, особенно учитывая, что большинство операций с узлами требуют выполнения Lisp-условий или вычислений именно на уровне этих объектов. Tree-sitter API изначально предусматривает возможность установки таймаутов и флагов отмены парсинга для оптимизации при многозадачности. Однако в Emacs этот функционал не реализован, поскольку редактор не поддерживает параллелизм на низком уровне. Даже при возможном будущем расширении с поддержкой асинхронности, эти механизмы могут быть посчитаны излишними, учитывая специфику нагрузки и особенности архитектуры Emacs.
В первых версиях интеграции один из ключевых компромиссов заключался в том, что при отправке изменений из буфера в Tree-sitter не передавались реальные позиции строк и столбцов. Это было обусловлено тем, что внутренний хранитель текста Emacs - gap буфер - не позволяет эффективно вычислять такие данные. При этом Tree-sitter корректно функционировал, поскольку сам по себе не использует эти данные при разборе, а лишь передает их обратно, если вызывающая сторона запрашивает информацию о позиции узла. Вместо реальных данных использовались фиктивные значения. Это приводило к некоторым ошибкам и непредвиденным поведением, которые были замечены и устранены сообществом разработчиков, в частности благодаря усилиям Амана Куреши.
Со временем была разработана и внедрена полноценная трассировка строк и столбцов, что планируется включить в стабильный выпуск Emacs 31. Это нововведение не приводит к заметным потерям производительности, но значительно улучшает корректность и точность работы с синтаксическими узлами, создавая основу для новых возможностей. Функциональность сужения (narrowing) играет в Emacs особую роль и требует отдельного рассмотрения в контексте Tree-sitter. Сужение позволяет временно ограничить область видимого и доступного для всех операций региона буфера. С точки зрения редактора, содержимое за пределами сужения считается недоступным, что предъявляет высокие требования к реализации парсера, чтобы тот уважал это ограничение.
Изначально возникала идея просто игнорировать сужение в Tree-sitter и всегда анализировать полный буфер. Такой подход максимально прост и устраняет проблемы с синхронизацией видимой области. Однако он противоречит концепции сужения в Emacs, поскольку ломает фундаментальную гарантию о невозможности доступа к недоступным данным. Также возникают накладки при работе с узлами, пересекающими границы сужения. Выбор сделали в пользу уважения к сужению.
Это решение с одной стороны усложнило реализацию, так как теперь нужно поддерживать "видимую" область парсера, называемую viewport. С другой стороны, была введена концепция ленивого парсинга, когда повторный разбор изменённого региона происходит только при непосредственном запросе к дереву разбора. Такой подход позволяет эффективно использовать инкрементальный парсер без постоянного переразбора всего буфера при каждом изменении. Механизм обработки правок устроен следующим образом. При изменении текста в буфере Emacs через внутренние функции регистрации изменений уведомляет Tree-sitter о факт внесённых изменений, но не запускает немедленный разбор.
Каждое изменение описывается тройкой чисел - начальной позицией изменённой области, ее прежним и новым концом. Для обеспечения работы сужения каждый парсер сохраняет собственный viewport - диапазон, который он видит и обрабатывает. При передаче изменений позиции редактируемого региона корректируются с учётом viewport, с учётом сдвигов вызванных вставками и удалениями в областях до или внутри viewport. Это позволяет парсеру оставаться синхронизированным с видимым регионом и корректно реагировать на локальные правки, не затрагивая остальную часть буфера. Удаление текста вне viewport игнорируется парсером; удаление внутри viewport уменьшает его диапазон.
Вставка вне viewport вызывает сдвиг диапазона, внутри viewport расширяет видимую область. Такая модель работы напоминает объединение удаления и вставки в единую правку с адекватной корректировкой диапазонов. Поскольку re-парсинг ленивый, он происходит только по запросу со стороны пользователя или Lisp, что предотвращает излишнюю нагрузку при частых изменениях и обеспечивает плавность взаимодействия. В то же время, ситуация с частыми сужениями и расширениями буфера (widening) не приводит к повторным дорогостоящим разборкам, так как при сужении и расширении сама логика не инициирует перепарсинг. Если программисту необходимо работать с parse tree для суженной области, можно создать отдельный парсер, видящий только этот регион.
Синхронизация между сужением буфера и viewport парсера реализована достаточно элегантно. Сначала проверяются и, при необходимости, корректируются границы viewport так, чтобы совпадать с границами сужения. Это достигается искусственными операциями вставки или удаления в парсере, которые моделируют изменения видимой области без реальных изменений текста. Такой метод обеспечивает универсальность и надежность без обилия частных случаев. Одним из менее известных, но важных аспектов реализации в Emacs является поддержка косвенных буферов - clone-indirect-buffer.
Косвенный буфер отображает тот же текст, что и оригинальный, но имеет свой собственный набор локальных переменных и состояний. В случае Tree-sitter парсеры организованы так, что список парсеров в косвенных буферах разделяется логически: общий набор хранится в ядре, однако для каждого буфера возвращается только соотвествующий парсер. Это сохраняет целостность и изоляцию контекстов при одновременной экономии ресурсов и синхронизации изменений. История интеграции Tree-sitter в Emacs рассказывает об упорстве и сотрудничестве сообщества. На протяжении нескольких лет велись активные обмены мнениями и доработки, благодаря которым инструмент получил стабильное воплощение.
Основные усилия по низкоуровневой интеграции сосредоточились на решении архитектурных вопросов и построении фундаментальной базы, которая в будущем будет расширяться и использоваться для самых разных задач - от расширенного выделения текста до семантического анализа и рефакторинга кода. Сегодня интеграция Tree-sitter в Emacs продолжает совершенствоваться и занимает важное место в развитии редактора. Благодаря высокопроизводительному синтаксическому разбору, поддержке ленивого парсинга и корректному учету сужения, Emacs становится ещё мощнее, оставаясь гибким и удобным инструментом для профессиональных разработчиков и энтузиастов программирования. .
