本文是 VMBC / D#  项目 的 系列文章,

有关 VMBC / D# ,  见 《我发起并创立了一个 VMBC 的 子项目 D#》(以下简称 《D#》)  https://www.cnblogs.com/KSongKing/p/10348190.html    。

VMBC  需要一个 内置 的  C 编译器,   想来想去, 觉得还是自己写一个,

计划用  C 语言 写,  因为 VMBC 的  C 编译器 要求是一个 本地库,  如果不要求是 本地库,  我就用 C# 写了, 呵呵呵 。

为什么 是 库 呢 ?   因为这是一个 内置编译器,  是由  ILBC 运行时 来 调用的 (ILBC 见 《D#》),  所以 是一个 库  。

这个 库  最好 能 尽可能的  小 。

C 语言 写的 代码 是 最贴近 底层(汇编) 的,  所以  C 语言 写的 库 应该是 最紧凑 的, 所以用  C 语言 来写 。

还有一个 原因 是, 我会的 语言 不多,  C 算是 相对 更熟一点的,    So  。

有 网友 说 C 语言 不适合 写 编译器, C 的抽象太低了,  建议用 函数式 语言写,

又举例    Rust  最早是用  OCaml  写的,   然后又用 Rust 写了一遍  。

好吧,   但  Rust 、OCaml   这些语言 的 名字 我都 没怎么听过,   还是用 C 吧  。

另外用  C  的话, 应该不用担心 操作系统 的 支持 的 问题  。

这个 项目 我只 实现    语法分析   和   类型检查    的 部分,      语法分析 包含了 语法检查  。

生成目标代码     链接(链接外部库)  这  2 个 部分   大家 如果有兴趣, 对 汇编 和 操作系统 了解 的话, 可以来补充 。

InnerC  是   ansi C   的 子集 + 扩展, 只支持   ansi C   的 部分特性, 同时还会加入一些  新特性  。

总的来说,  InnerC  会 比  ansi C  简单 。

比如,  InnerC   不支持  结构体(Struct),  因为 InnerC 是 作为 中间语言, 只需要是一种  “高级汇编语言”  就可以 。

不用   Struct, 那用什么 ?

用 数组, 包括 静态数组 和 从 堆 里 分配 的 数组 。

根据 偏移量 向 数组 的 相应位置 写入 字段 的 值,  这就是 Struct,  也是 对象 。

去掉 Struct 可以 省掉 不少 语法分析 的 开销 和  人力上的 研发成本 。

但  C 语言 里好像没有 按值 传递 数组 的 特性, 所以  InnerC  需要 加入 按值传递数组(拷贝传递数组) 的 特性 。

比如, InnerC 应该 增加  T [ n ]  类型, 用于 参数 和 返回值,

T [ n ]  类型 表示 按值传递数组(拷贝传递数组),

假设 A() 方法 调用 B() 方法,  B() 方法有一个  T [ n ]  arr  参数,  那么 A() 方法 传给 T [ n ]  arr  参数 的 是一个 数组的 首地址 arr, 编译器会处理成 把 A() 里的 arr 数组 以 长度 n 拷贝到 B() 的 arr 里,  所以 B() 的  arr 也是 数组 的 首地址, 但是是 拷贝到 B() 的 堆栈 里的 数组 的 首地址 。

T [ n ]  arr  表示 arr 参数 是 长度 为 n 的 数组, 编译器 会为 arr 在 B 的 堆栈 里 分配 长度为 n * sizeof(T)  的 内存空间 。 这个空间是 编译器 分配的, 是 静态分配 的,  等价于  声明一个   T arr[ n ]   这样的 静态数组 。

同理, 假设 B() 的 返回值 是 T [ n ]  类型,  B() 实际返回的是一个 数组 的 首地址 arr,  A() 里 用来 接收 B() 的 返回值 的 是一个    T arr[ n ]  arr ;   静态数组 变量, 编译器会处理成 把 B() 里的  arr 数组 以 长度 n 拷贝到 A() 的 arr 里 。

InnerC   也不支持 对 函数指针 进行 类型检查,

不对 函数指针 类型检查 是指 函数指针 可以调用 任意 的 参数列表,  当然, 出了错 是 调用者 自己 负责 。^^

不过 对于 中间语言 来说, 基本上 不用担心 这个问题 。

InnerC  的 语法分析 可以 生成一个 表达式对象树,  把 表达式对象树 序列化 得到一个    byte []  (byte 数组),

这个  byte[]    就相当于  .Net  的  Op Code,  或者  java  的  Byte Code,   我们可以把 这个  byte[]  称为   ILBC Byte Code (简称 Byte Code)  。

这样一来, 问题就明朗了,

如果  开发期 编译 生成的 目标代码 就是   ILBC Byte Code,   那  JIT 速度 较慢 的 问题 就 解决了  。

这就是说, 可以把   C 语言 作为 第一级 中间代码,   Byte Code 作为 第二级 中间代码  。

这样,  InnerC  就可以由  2 个模块 组成:

1   InnerC   to   Byte Code

2   Byte Code   to   Native Code

当然, 可以在 开发期 编译 直接 生成  Native Code (本地代码),     这是  AOT  。

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