使用lex和yacc 结合llvm编写一个C语言的简单编译器
时间: 2024-05-25 09:18:44 浏览: 14
这是一个非常复杂的任务,需要一定的编译原理和LLVM的知识。以下是大致的步骤:
1. 设计C语言的语法,并使用lex和yacc生成词法分析器和语法分析器,构建抽象语法树(AST)。
2. 实现符号表,用于存储变量和函数的信息。
3. 对AST进行语义分析,包括类型检查、符号解析和常量折叠等。
4. 生成LLVM IR代码,将AST转换为LLVM IR表示形式,并使用LLVM API进行优化。
5. 将LLVM IR代码转换为目标机器的机器码,并生成可执行文件。
这只是一个简单的概述,实现过程中还需要处理很多细节问题,例如错误处理、内存管理等。如果您有足够的编译原理和LLVM知识,可以尝试实现一个简单的C编译器。否则,建议先学习相关知识,再尝试实现较为复杂的编译器。
相关问题
使用lex和yacc编写一个C语言的语法分析器
以下是一个基本的C语言语法分析器示例,使用lex和yacc编写:
1. 首先,我们需要定义我们的C语言语法规则。下面是一个简单的示例:
```
program -> declaration_list
declaration_list -> declaration | declaration_list declaration
declaration -> var_declaration | func_declaration
var_declaration -> type_specifier ID ;
type_specifier -> int | float | double | char
func_declaration -> type_specifier ID ( params ) compound_stmt
params -> param_list | void
param_list -> param | param_list , param
param -> type_specifier ID
compound_stmt -> { local_declarations statement_list }
local_declarations -> local_declarations var_declaration | ε
statement_list -> statement | statement_list statement
statement -> expression_stmt | compound_stmt | selection_stmt | iteration_stmt | return_stmt
expression_stmt -> expression ;
selection_stmt -> if ( expression ) statement | if ( expression ) statement else statement
iteration_stmt -> while ( expression ) statement
return_stmt -> return ; | return expression ;
expression -> var = expression | simple_expression
var -> ID
simple_expression -> additive_expression relop additive_expression | additive_expression
additive_expression -> additive_expression addop term | term
term -> term mulop factor | factor
factor -> ( expression ) | var | call | NUM
call -> ID ( args )
args -> arg_list | ε
arg_list -> expression | arg_list , expression
```
2. 接下来,我们使用lex编写一个词法分析器,它将读取C代码并将其分解为标记流。以下是一个简单的示例:
```
%{
#include "y.tab.h"
%}
%%
"auto" return AUTO;
"break" return BREAK;
"case" return CASE;
"char" return CHAR;
"const" return CONST;
"continue" return CONTINUE;
"default" return DEFAULT;
"do" return DO;
"double" return DOUBLE;
"else" return ELSE;
"enum" return ENUM;
"extern" return EXTERN;
"float" return FLOAT;
"for" return FOR;
"goto" return GOTO;
"if" return IF;
"int" return INT;
"long" return LONG;
"register" return REGISTER;
"return" return RETURN;
"short" return SHORT;
"signed" return SIGNED;
"sizeof" return SIZEOF;
"static" return STATIC;
"struct" return STRUCT;
"switch" return SWITCH;
"typedef" return TYPEDEF;
"union" return UNION;
"unsigned" return UNSIGNED;
"void" return VOID;
"volatile" return VOLATILE;
"while" return WHILE;
[0-9]+ yylval.num = atoi(yytext); return NUM;
[a-zA-Z]+ yylval.name = strdup(yytext); return ID;
[ \t\n] /* ignore whitespace */
. return yytext[0];
%%
int yywrap() {
return 1;
}
```
3. 最后,我们使用yacc编写语法分析器,它将使用我们的语法规则和词法分析器生成的标记流来分析C代码。以下是一个简单的示例:
```
%{
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
%}
%token ID NUM AUTO BREAK CASE CHAR CONST CONTINUE DEFAULT DO DOUBLE ELSE ENUM EXTERN FLOAT FOR GOTO IF INT LONG REGISTER RETURN SHORT SIGNED SIZEOF STATIC STRUCT SWITCH TYPEDEF UNION UNSIGNED VOID VOLATILE WHILE
%%
program: declaration_list
;
declaration_list: declaration
| declaration_list declaration
;
declaration: var_declaration
| func_declaration
;
var_declaration: type_specifier ID ';'
;
type_specifier: INT
| FLOAT
| DOUBLE
| CHAR
;
func_declaration: type_specifier ID '(' params ')' compound_stmt
;
params: param_list
| VOID
;
param_list: param
| param_list ',' param
;
param: type_specifier ID
;
compound_stmt: '{' local_declarations statement_list '}'
;
local_declarations: local_declarations var_declaration
| /* empty */
;
statement_list: statement
| statement_list statement
;
statement: expression_stmt
| compound_stmt
| selection_stmt
| iteration_stmt
| return_stmt
;
expression_stmt: expression ';'
;
selection_stmt: IF '(' expression ')' statement
| IF '(' expression ')' statement ELSE statement
;
iteration_stmt: WHILE '(' expression ')' statement
;
return_stmt: RETURN ';'
| RETURN expression ';'
;
expression: var '=' expression
| simple_expression
;
var: ID
;
simple_expression: additive_expression relop additive_expression
| additive_expression
;
additive_expression: additive_expression addop term
| term
;
term: term mulop factor
| factor
;
factor: '(' expression ')'
| var
| call
| NUM
;
call: ID '(' args ')'
;
args: arg_list
| /* empty */
;
arg_list: expression
| arg_list ',' expression
;
relop: '<'
| LE
| '>'
| GE
| EQ
| NE
;
addop: '+'
| '-'
;
mulop: '*'
| '/'
;
%%
int main() {
yyparse();
return 0;
}
void yyerror(char *s) {
printf("Error: %s\n", s);
}
```
这是一个基本的C语言语法分析器示例,它将读取C代码并检查它是否符合我们的语法规则。需要注意的是,这只是一个简单的示例,实际的C语言语法规则远比这个复杂,因此需要更复杂的词法和语法规则来处理它。
编写 LEX 和 YACC 源文件,实现一个简单的计算器程序
好的,下面是LEX和YACC的源文件实现一个简单的计算器程序的示例:
首先是LEX程序,命名为calc.l:
```
%{
#include "y.tab.h"
%}
%%
[0-9]+ { yylval = atoi(yytext); return NUMBER; }
[ \t] ;
\n return 0;
. return yytext[0];
%%
int yywrap(void) {
return 1;
}
```
接下来是YACC程序,命名为calc.y:
```
%{
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
%}
%token NUMBER
%%
stmt: expr '\n' { printf("%d\n", $1); }
;
expr: expr '+' expr { $$ = $1 + $3; }
| expr '-' expr { $$ = $1 - $3; }
| expr '*' expr { $$ = $1 * $3; }
| expr '/' expr { $$ = $1 / $3; }
| '(' expr ')' { $$ = $2; }
| NUMBER { $$ = $1; }
;
%%
int main(void) {
yyparse();
return 0;
}
void yyerror(char *s) {
fprintf(stderr, "error: %s\n", s);
}
```
接下来编译并生成可执行文件:
```
$ lex calc.l
$ yacc -d calc.y
$ gcc lex.yy.c y.tab.c -o calc
```
最后,输入以下命令运行程序:
```
$ ./calc
1+2*3
7
```
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