constexpr 8cc

ConstExpr-8cc: Compile-Time C-Compiler

Contexpr-8cc ist ein Kompilierungs-T-T-C-Compiler, der als C ++ 14 konstante Ausdrücke implementiert ist. Dies ermöglicht es Ihnen, zu kompilieren, während Sie kompilieren! Dieses Projekt ist ein Hafen von 8cc, der auf der ELVM -Infrastruktur basiert.

Konstante Ausdrücke in C ++ sind Ausdrücke, die zur Kompilierungszeit bewertet werden können. In C ++ 14 wurden durch entspannende Einschränkungen ständige Ausdrücke so mächtig , dass ein C -Compiler implementiert werden kann !

In ContexPR-8CC wird die Hauptroutine für Zusammenstellungen von C-Programmen in einer C ++ 14 constexpr -Funktion implementiert. Wenn Sie 8cc.cpp mit G ++ zu einer Binärdatei kompilieren, wird die Kompilierung eines C-Programms als Kompilierungszeitberechnung durchgeführt und das Ergebnis dieser C-Kompilierung wird in die erzeugte Binärdatei eingebettet. In diesem Sinne ist Contexpr-8cc ein Compiles-T-T-C-Compiler .

Das Folgende ist die main in 8cc.cpp.

 int main () {
  // Compile-time
  constexpr buffer buf = eight_cc (); // Compile C code into ELVM IR
  constexpr unsigned int output_size = buf. size ;

  static_assert ( 0 <= output_size && output_size < EIGHT_CC_OUTPUT_LIMIT, " 8cc: Error " );

  // Run-time
  for ( int i = 0 ; i < output_size; ++i) {
    putchar (buf. b [i]);
  }
}

In diesem Programm wird der Rückgabewert von eight_cc mit einem constexpr -Spezifizierer in den variablen buf gespeichert. Daher werden Sie feststellen, dass die Zusammenstellung eines C-Programms in der Kompilierungszeit durchgeführt wird.

Anforderungen

constexpr-8cc erfordert Linux mit> G ++-6.2. Ich habe bestätigt ./test/hello.c kann zumindest mit g++-6.2 , g++-8.3 und g++-9.3 kompiliert werden.

• G ++-6.2 funktionierte ohne zusätzliche Flagge, die sich auf Contexprin bezogen, da in dieser Version keine Einschränkung der Schleife von Constant vorliegt.
• Mit G ++-8.3 musste ich die Schleife von Contexpr mit -fconstexpr-loop-limit vergrößern. Die maximale Zahl, die wir angeben können, ist 2**31 - 1 .
• Bei G ++-9.3 wurde zusätzlich zu -fconstexpr-loop-limit -Vergrößerung -fconstexpr-ops-limit vergrößert.
• Es gibt keine Garantie dafür, dass es mit anderen Versionen von G ++ funktioniert.
• Ich konnte es nicht mit Clang ++ funktionieren lassen, da Clang ++ eine strengere Einschränkung der Codexpr -Schleifenzahlen hat.

Wie man rennt

Zusammenstellung von run_8cc.py

Verwenden Sie run_8cc.py , um ContExpr-8cc problemlos auszuprobieren.

$ ./run_8cc.py x86 ./test/hello.c -o ./hello.exe # It takes about 3 minutes on my laptop
$ chmod +x ./hello.exe                           # 'hello.exe' is i386-linux binary
$ ./hello.exe
Hello, world !

Sie können die Zielsprache von Zusammenstellungen wie folgt ändern:

$ ./run_8cc.py py ./test/hello.c -o ./hello.py # target language is Python
$ python ./hello.py
Hello, world !

Weitere Informationen zu diesem Skript geben Sie $ ./run_8cc.py -h ein.

Zusammenstellung von Hand

Wenn Sie 8cc.cpp manuell kompilieren möchten, schauen Sie sich bitte config.hpp an. In dieser Datei ist die Variable EIGHT_CC_INPUT_FILE definiert. EIGHT_CC_INPUT_FILE sollte ein Name einer Datei sein, die ein Quell -C -Programm als C ++ String Literal enthält. Diese Zeichenfolge wird zur Vorverarbeitungszeit in 8cc.cpp eingebettet und als Eingabe der Kompilierungszeitberechnung verwendet.

Bevor Sie also 8cc.cpp manuell zusammengestellt haben, müssen Sie ein RAW -Programm in ein Streicherliteral wie folgt umwandeln:

$ sed ' 1s/^/R"(/ ' ./test/hello.c | sed ' $s/$/n)"/ ' > ./test/hello.c.txt # Convert C to string literal
$ g++-6 ./8cc.cpp -o eir_gen.out
$ ./eir_gen.out > ./test/hello.eir       # eir_gen.out outputs ELVM IR
$ sed -i ' 1s/^/R"(x86/ ' ./test/hello.eir # Convert IR to string literal
$ sed -i ' $s/$/n)"/ ' ./test/hello.eir
$ g++-6 ./elc.cpp -o exe_gen.out
$ ./exe_gen.out > ./hello.exe            # exe_gen.out outputs i386-linux binary
$ chmod +x ./hello.exe
$ ./hello.exe
Hello, world ! 

Wie wurde ConstExpr-8cc erzeugt?

Wenn Sie 8cc.hpp sehen, werden Sie wissen, dass dieses Programm nicht von Hand geschrieben wurde. Eigentlich habe ich die ELVM -Compiler -Infrastruktur verwendet, um sie zu erzeugen. Ich habe gerade einen Übersetzer von ELVM IR auf C ++ 14 Colexpr implementiert.

Autor

Keiichi Watanabe (udon.watanabe [at] gmail.com)

Links

• 8cc (@rui314)

  • Ein sehr cooler C -Compiler. ConstExpr-8cc ist ein C ++ 14's Contexpr-Port von 8cc.

• ELVM (@Shinh)

  • ELVM (Esolang Virtual Machine) ist ein Parodieprojekt von LLVM, aber esoterische Sprachen gewidmet. Contexpr-8cc basiert auf der ELVM-Infrastruktur.

• 8cc.vim (@rhysd), 8cc.tex (@hak7a3)

  • Contexpr-8cc wird von diesen Projekten beeinflusst.

• Compile-Time Brainf*CK Compiler (@bolero-murakami)

  • Ich habe mehrere Ideen aus diesem Programm bekommen.

• TMP-8CC: Ein weiterer C-Compiler für Kompilierzeit-C-Compiler

  • Ein weiterer Compile-Time-C-Compiler, den ich erstellt habe, der in der C ++-Vorlagen-Metaprogrammierung implementiert ist
  • Dies wird durch das C ++ - Template -Metaprogramm -Backend von ELVM generiert.
  • Da TMP eine große Menge an Erinnerungen nimmt, funktioniert TMP-8cc leider nicht auf echten Maschinen.

• Mein Blog -Beitrag (Japanisch)