程序設計基石與實踐系列之寫一個C語言編譯器

動手編寫1個編譯器，學習1下較為底層的編程方式，是1種學習計算機究竟是如何工作的非常有效方法。

編譯器通常被看做是10分復雜的工程。事實上，編寫1個產品級的編譯器也確切是1個龐大的任務。但是寫1個小巧可用的編譯器卻不是這么困難。

秘訣就是首先去找到1個最小的可用工程，然后把你想要的特性添加進去。這個方法也是Abdulaziz Ghuloum在他那篇著名的論文“1種構造編譯器的捷徑”里所提到的辦法。不過這個辦法確切可行。你只需要依照這篇論文中的第1步來操作，就能夠得到1個真正可用的編譯器！固然，它只能編譯程序語言中的非常小的子集，但是它確切是1個真實可用的編譯器。你可以隨便的擴大這個編譯器，然后從中學到更多更深的知識。

遭到這篇文章的鼓舞，我就寫了1個C編譯器。從某種意義上來講這比寫1個scheme的編譯器要困難1些（由于你必須去解析C那復雜的語法），但是在某些方面又很便利（你不需要去處理運行時類型）。要寫這樣1個編譯器，你只需要從你那個可用的最小的編譯器開始。

對我寫的編譯器來講，我把它叫 babyc，我選了這段代碼來作為我需要運行的第1個程序：

沒有變量，沒有函數調用，沒有額外的依賴，乃至連if語句，循環語句都沒有，1切看起來是那末簡單。

我們首先需要解析這段代碼。我們將使用 Flex 和 Bison 來做到這點。這里有怎樣用的例子可以參考，幸虧我們的語法是如此簡單，下面就是詞法分析器：

這里是語法分析器：

終究，我們需要生成1些匯編代碼。我們將使用32位的X86匯編，由于它非常的通用而且可以很容易的運行在你的機器上。這里有X86匯編的相干網站。

下面就是我們需要生成的匯編代碼：

然后加上上面的詞法語法分析代碼，把這段匯編代碼寫進1個文件里。恭喜你！你已是1個編譯器的編寫者了！

Babyc 就是這樣誕生的，你可以在這里看到它最開始的模樣。

固然，如果匯編代碼沒辦法運行也是枉然。讓我們來用編譯器生成我們所希望的真實的匯編代碼。

非常棒！接著讓我們來真實的運行1下編譯以后代碼來確保它能得到我們所想的結果。

我們踏出了第1步，接下去怎樣做就全看你了。你可以依照那篇文章所指點的全部做1遍，然后制作1個更加復雜的編譯器。你需要去寫1個更加精致的語法樹來生成匯編代碼。接下去的幾步分別是：（1）允許返回任意的值（比如，return 3; 1些可履行代碼）；（2）添加對“非”的支持（比如，return ～1; 1些可履行代碼）。每個額外的特性都可以教你關于C語言的更多知識，編譯器究竟是怎樣履行的，和世界上其他編寫編譯器的人是如何想的。

這是構建 babyc 的方法。Babyc 現在已具有了if語句，循環，變量和最基礎的數據結構。歡迎你來check out它的代碼，但是我希望看完我的文章你能夠自己動手寫1個。

不要懼怕底層的1些事情。這是1個非常奇妙的世界。

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