使用lex和yacc 结合llvm编写一个C语言的简单编译器
时间: 2024-05-29 20:10:39 浏览: 25
这是一个比较复杂的编程任务,需要涉及到多个技术和工具。
首先,需要使用lex和yacc来进行词法和语法分析。lex可以根据正则表达式生成一个有限状态自动机,用于识别输入的C代码中的单词(token),比如标识符、关键字、运算符等。yacc可以根据文法规则生成一个语法分析器,用于检查输入的C代码是否符合语法,比如是否有语法错误、多余的括号等。
接下来,需要将语法分析生成的抽象语法树(AST)转换为LLVM IR。LLVM是一个开源的编译器基础设施,可以将高级语言的代码转换为LLVM IR,然后再通过LLVM将LLVM IR转换为机器码。LLVM IR是一种中间表示语言,可以在不同的平台上生成可执行文件。
具体实现步骤如下:
1. 定义C语言的语法规则,包括标识符、关键字、运算符、语句、函数等。
2. 使用lex编写词法分析器,根据语法规则生成token序列。
3. 使用yacc编写语法分析器,根据语法规则生成抽象语法树。
4. 将抽象语法树转换为LLVM IR。
5. 使用LLVM将LLVM IR转换为机器码,生成可执行文件。
需要注意的是,这只是一个简单的框架,实际的实现会更加复杂。例如,需要处理类型推导、变量作用域、内存管理等问题。因此,需要对C语言的语法规则和LLVM IR的中间表示语言有深入的理解,才能实现一个高质量的C语言编译器。
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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