constexpr 8cc

constexpr-8cc: compilateur C compilé-temps

Consxpr-8cc est un compilateur C à temps de compilation implémenté sous forme d'expressions constantes C ++ 14. Cela vous permet de compiler pendant que vous compilez! Ce projet est un port de 8cc construit sur l'infrastructure ELVM.

Les expressions constantes en C ++ sont des expressions qui peuvent être évaluées au temps de compilation. Dans C ++ 14, par des contraintes relaxantes, les expressions constantes sont devenues si puissantes qu'un compilateur C peut être mis en œuvre !

Dans Consxpr-8cc, la principale routine pour les compilations des programmes C est implémentée dans une fonction C ++ 14 constexpr . Par conséquent, si vous compilez 8cc.cpp à un fichier binaire par G ++, la compilation d'un programme C sera effectuée comme calcul de compilation et le résultat de cette compilation C sera intégrée dans le binaire généré. En ce sens, Consxpr-8cc est un compilateur C compilé .

Ce qui suit est la fonction main de 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]);
  }
}

Dans ce programme, la valeur de retour de eight_cc est stockée dans la variable buf avec un spécificateur constexpr . Ainsi, vous constaterez que la compilation d'un programme C est effectuée en temps de compilation.

Exigences

constexpr-8cc nécessite Linux avec> G ++ - 6.2. J'ai confirmé ./test/hello.c peut être compilé avec g++-6.2 , g++-8.3 et g++-9.3 au moins.

• G ++ - 6.2 a fonctionné sans indicateur supplémentaire lié à Consxpr car il n'y avait pas de limitation du nombre de boucles de Constant dans cette version.
• Avec G ++ - 8.3, j'avais besoin d'élargir le nombre de boucles de Consxpr avec -fconstexpr-loop-limit . Le nombre maximum que nous pouvons spécifier est 2**31 - 1 .
• Avec G ++ - 9.3, en plus de -fconstexpr-loop-limit , l'agrandissement -fconstexpr-ops-limit était nécessaire.
• Il n'y a aucune garantie qu'il fonctionne avec d'autres versions de G ++.
• Je ne pouvais pas le faire fonctionner avec Clang ++ car Clang ++ a une limitation plus stricte des dénombrements de boucle constexpr.

Comment courir

Compilation par run_8cc.py

Afin d'essayer Consxpr-8cc facilement, utilisez run_8cc.py .

$ ./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 !

Vous pouvez modifier le langage cible des compilations comme ce qui suit:

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

Pour plus d'informations sur ce script, tapez $ ./run_8cc.py -h .

Compilation à la main

Si vous souhaitez compiler manuellement 8cc.cpp , veuillez consulter config.hpp . Dans ce fichier, la variable EIGHT_CC_INPUT_FILE est définie. EIGHT_CC_INPUT_FILE devrait être le nom d'un fichier qui contient un programme Cource C en tant que littéral de chaîne C ++. Cette chaîne sera intégrée dans 8cc.cpp au temps de prétraitement et utilisée comme entrée du calcul de compilation.

Ainsi, avant de compiler 8cc.cpp manuellement, vous devez convertir un programme brut en un littéral de cordes comme celui qui suit:

$ 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 ! 

Comment Consxpr-8CC a-t-il été généré?

Lorsque vous voyez 8cc.hpp , vous saurez que ce programme n'a pas été écrit à la main. En fait, j'ai utilisé l'infrastructure du compilateur ELVM pour le générer. Je viens d'implémenter un traducteur d'ELVM IR à C ++ 14 Consxpr ici.

Auteur

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

Links

• 8cc (@ rui314)

  • Un compilateur C très cool. Consxpr-8cc est un port Consxpr de C ++ 14 de 8cc.

• Elvm (@shinh)

  • ELVM (Esolang Virtual Machine) est un projet de parodie de LLVM, mais dédié aux langues ésotériques. Consxpr-8cc est construit sur l'infrastructure ELVM.

• 8c.vim (@rhysd), 8c.tex (@ hak7a3)

  • CONSEXPR-8CC est influencé par ces projets.

• Compilateur compilé de cerveau * ck (@ bolero-murakami)

  • J'ai obtenu plusieurs idées de ce programme.

• TMP-8CC: un autre compilateur C compilé-temps

  • Un autre compilateur C compilé que j'ai créé, qui est implémenté dans la métaprogrammation du modèle C ++
  • Ceci est généré par le backend de métaprogrammation du modèle C ++ d'ELVM.
  • Étant donné que TMP NEADS est énorme de souvenirs, TMP-8cc ne fonctionne malheureusement pas sur les machines réelles.

• Mon article de blog (japonais)