constexpr 8cc

Constexpr-8cc: Compile-Time C Compiler

Constexpr-8cc adalah kompiler C kompilasi yang diimplementasikan sebagai ekspresi konstan C ++ 14. Ini memungkinkan Anda untuk mengkompilasi saat Anda mengkompilasi! Proyek ini adalah pelabuhan 8cc yang dibangun di atas infrastruktur ELVM.

Ekspresi konstan dalam C ++ adalah ekspresi yang dapat dievaluasi pada waktu kompilasi. Dalam C ++ 14, dengan melonggarkan kendala, ekspresi konstan menjadi sangat kuat sehingga kompiler C dapat diimplementasikan !

Dalam Constexpr-8cc, rutin utama untuk kompilasi program C diimplementasikan dalam fungsi C ++ 14 constexpr . Oleh karena itu, jika Anda mengkompilasi 8cc.cpp ke file biner oleh G ++, kompilasi program C akan dilakukan sebagai perhitungan waktu kompilasi dan hasil kompilasi C ini akan tertanam ke dalam biner yang dihasilkan. Dalam hal ini, Constexpr-8cc adalah kompiler C kompilasi .

Berikut ini adalah fungsi main dalam 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]);
  }
}

Dalam program ini, nilai pengembalian eight_cc disimpan ke dalam variabel buf dengan spesifikasi constexpr . Dengan demikian, Anda akan menemukan bahwa kompilasi program C dilakukan dalam waktu kompilasi.

Persyaratan

constexpr-8cc membutuhkan Linux dengan> G ++-6.2. Saya mengonfirmasi ./test/hello.c dapat dikompilasi dengan g++-6.2 , g++-8.3 dan g++-9.3 setidaknya.

• G ++-6.2 bekerja tanpa bendera tambahan yang terkait dengan Constexpr karena tidak ada batasan jumlah loop Constant di versi ini.
• Dengan G ++-8.3, saya perlu memperbesar jumlah loop Constexpr dengan -fconstexpr-loop-limit . Angka maksimum yang dapat kami tentukan adalah 2**31 - 1 .
• Dengan G ++-9.3, selain -fconstexpr-loop-limit , diperlukan -fconstexpr-ops-limit diperlukan.
• Tidak ada jaminan bahwa ia bekerja dengan versi G ++ lainnya.
• Saya tidak bisa membuatnya bekerja dengan Clang ++ karena Clang ++ memiliki batasan yang lebih ketat dari jumlah loop Constexpr.

Bagaimana menjalankan

Kompilasi oleh run_8cc.py

Untuk mencoba Constexpr-8cc dengan mudah, gunakan 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 !

Anda dapat mengubah bahasa target kompilasi seperti yang berikut:

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

Untuk informasi lebih lanjut tentang skrip ini, ketik $ ./run_8cc.py -h .

Kompilasi dengan tangan

Jika Anda ingin mengkompilasi 8cc.cpp secara manual, silakan lihat config.hpp . Dalam file ini, variabel EIGHT_CC_INPUT_FILE didefinisikan. EIGHT_CC_INPUT_FILE harus menjadi nama file yang berisi program Sumber C sebagai string C ++ literal. String ini akan tertanam dalam 8cc.cpp pada waktu pra-pemrosesan dan digunakan sebagai input dari perhitungan waktu kompilasi.

Jadi, sebelum menyusun 8cc.cpp secara manual, Anda harus mengonversi program mentah menjadi string literal seperti berikut:

$ 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 ! 

Bagaimana Constexpr-8cc dihasilkan?

Ketika Anda melihat 8cc.hpp , Anda akan tahu program ini tidak ditulis dengan tangan. Sebenarnya, saya menggunakan infrastruktur kompiler ELVM untuk menghasilkannya. Saya baru saja mengimplementasikan penerjemah dari ELVM IR ke C ++ 14 Constexpr di sini.

Pengarang

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

Tautan

• 8cc (@rui314)

  • Kompiler C yang sangat keren. Constexpr-8cc adalah port C ++ 14 Constexpr of 8cc.

• Elvm (@shinh)

  • ELVM (Esolang Virtual Machine) adalah proyek parodi LLVM, tetapi didedikasikan untuk bahasa esoterik. Constexpr-8cc dibangun di atas infrastruktur ELVM.

• 8cc.vim (@rhysd), 8cc.tex (@hak7a3)

  • Constexpr-8cc dipengaruhi oleh proyek-proyek ini.

• Compile-Time Brainf*CK Compiler (@Bolero-Murakami)

  • Saya mendapat beberapa ide dari program ini.

• TMP-8CC: Kompiler C Compile-Time Lainnya

  • Kompiler C kompilasi lain yang saya buat, yang diimplementasikan dalam Metaprogramming Template C ++
  • Ini dihasilkan oleh backend Metaprogramming Template ELVM.
  • Karena TMP Neads dalam jumlah besar, TMP-8cc sayangnya tidak bekerja pada mesin sungguhan.

• Posting blog saya (Jepang)