程序设计基石与实践系列之写一个C语言编译器

动手编写1个编译器，学习1下较为底层的编程方式，是1种学习计算机究竟是如何工作的非常有效方法。

编译器通常被看做是10分复杂的工程。事实上，编写1个产品级的编译器也确切是1个庞大的任务。但是写1个小巧可用的编译器却不是这么困难。

秘诀就是首先去找到1个最小的可用工程，然后把你想要的特性添加进去。这个方法也是Abdulaziz Ghuloum在他那篇著名的论文“1种构造编译器的捷径”里所提到的办法。不过这个办法确切可行。你只需要依照这篇论文中的第1步来操作，就能够得到1个真正可用的编译器！固然，它只能编译程序语言中的非常小的子集，但是它确切是1个真实可用的编译器。你可以随便的扩大这个编译器，然后从中学到更多更深的知识。

遭到这篇文章的鼓舞，我就写了1个C编译器。从某种意义上来讲这比写1个scheme的编译器要困难1些（由于你必须去解析C那复杂的语法），但是在某些方面又很便利（你不需要去处理运行时类型）。要写这样1个编译器，你只需要从你那个可用的最小的编译器开始。

对我写的编译器来讲，我把它叫 babyc，我选了这段代码来作为我需要运行的第1个程序：

没有变量，没有函数调用，没有额外的依赖，乃至连if语句，循环语句都没有，1切看起来是那末简单。

我们首先需要解析这段代码。我们将使用 Flex 和 Bison 来做到这点。这里有怎样用的例子可以参考，幸亏我们的语法是如此简单，下面就是词法分析器：

这里是语法分析器：

终究，我们需要生成1些汇编代码。我们将使用32位的X86汇编，由于它非常的通用而且可以很容易的运行在你的机器上。这里有X86汇编的相干网站。

下面就是我们需要生成的汇编代码：

然后加上上面的词法语法分析代码，把这段汇编代码写进1个文件里。恭喜你！你已是1个编译器的编写者了！

Babyc 就是这样诞生的，你可以在这里看到它最开始的模样。

固然，如果汇编代码没办法运行也是枉然。让我们来用编译器生成我们所希望的真实的汇编代码。

非常棒！接着让我们来真实的运行1下编译以后代码来确保它能得到我们所想的结果。

我们踏出了第1步，接下去怎样做就全看你了。你可以依照那篇文章所指点的全部做1遍，然后制作1个更加复杂的编译器。你需要去写1个更加精致的语法树来生成汇编代码。接下去的几步分别是：（1）允许返回任意的值（比如，return 3; 1些可履行代码）；（2）添加对“非”的支持（比如，return ～1; 1些可履行代码）。每个额外的特性都可以教你关于C语言的更多知识，编译器究竟是怎样履行的，和世界上其他编写编译器的人是如何想的。

这是构建 babyc 的方法。Babyc 现在已具有了if语句，循环，变量和最基础的数据结构。欢迎你来check out它的代码，但是我希望看完我的文章你能够自己动手写1个。

不要惧怕底层的1些事情。这是1个非常奇妙的世界。

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