如何實現 C 語言編譯器？

01-12

想學習編譯原理，想實現一個C語言的編譯器，後端是生成X86的機器代碼，請問大大們，我該怎麼一步一步實現，有什麼書籍推薦嗎？本人學生，時間比較多，數據結構還行.

「既然 C++ 的模板和 constexpr 是圖靈完全的」

完全用 constexpr 實現的 C 編譯器 kw-udon/constexpr-8cc，使用了 elvm 作為後端（elvm 還有十幾個後端，比如 brainfxxk……）。

有回答提到C4…這玩兒短是短但是對初學者來說一點也不友好。

對它感興趣的話歡迎參考另一個回答：有沒有關於c4-in four function 編譯器的文章？看不懂 - RednaxelaFX 的回答

rswier/c4 · GitHub

上面是一個簡化的C編譯器，用C實現的，實際代碼500行不到，比較容易上手。感受一下。

Hacker News的討論（C4 – C in 4 functions）中提到了一本直接能下載到的參考書：《Compiler Construction》。

另外就是諸位提到的龍書。

找一個1萬多行的開源的C編譯器來閱讀，太龐大的GCC和LLVM不適合初學者。並不是要把龍書讀完了，再去讀C編譯器源代碼。在不少實際的編譯器中，語法分析採用的還是手工打造parser的技術路線，因為可以更準確地報錯，而並不會採用自動化的LR分析。LR分析有其巨大的實用和理論價值，但許許多多的初學者，滿懷著鑽研的精神想搞明白編譯器是怎麼工作的，卻在龍書等編譯原理的LR分析這一關被卡住了。比較符合認知規律的方法是從感性認識到理性認識。

推薦直接去看UCC編譯器的源代碼（小米公司MIUI首席架構師的傑作），代碼結構和函數命名比LCC更清楚。與之配套的一本書為《C編譯器剖析》 http://product.dangdang.com/23973799.html

只有從源代碼中，才能比較徹底地搞懂編譯器是如何工作的。如果沒有源代碼的支撐，編譯原理的書就成了理論課，其實編譯器是計算機工程技術的精華。在不少學校中，這門課在某種意義上成為需要背誦名詞解釋和定義的課程，這不得不說是種遺憾。

看龍書和C標準，也可以實現一個子集，或者自己造個和C類似的語言，至於具體實現手段，非常不推薦用C來寫，我寫編譯器都是用python，文本和邏輯處理非常方便

// Update1: 2016-11-19

最近發現 9cc(huangguiyang/9cc)，名字源自8cc，但是作者做了很多優化。預處理器比8cc快不少。語義分析也很全。後端沒有細看，應該是龍書上的三地址碼，寄存器分配應該也是龍書上面的。生成的代碼和gcc -O0 應該是差不多的, 非常不錯的編譯器, 不可多得的學習素材~

// End of update1

推薦8cc GitHub - rui314/8cc: A Small C Compiler 比起tcc lcc這些比較古老的tiny c 編譯器， 8cc的代碼好讀太多。

或者，也可以看看我最近寫的GitHub - wgtdkp/wgtcc: a tiny C compiler in C++。

以及在這裡的回答，如何寫一個簡單的編譯器？ - wgtsam 的回答 - 知乎

編譯器本身比較完善，包括基本完整的語法，精簡的語義與類型檢查，x86-64代碼生成，以及預處理器。

那篇回答介紹了寫一個小的C編譯器的方方面面，以及一些實用的建議。

除了編譯原理，還可以看csapp。它涉及c語言，彙編語言，機器語言三者的對應關係，以及程序是如何運作的，可以幫助你更深刻的理解c語言
推薦項目

1 lotabout/write-a-C-interpreter

一個基於rswier/c4的項目，附上教程write-a-C-interpreter-0

2 rspivak/lsbasi

用python實現Pascal編譯器，可能和題目沒啥關係，但是教程Let』s Build A Simple Interpreter. Part 1.寫的很清楚詳細，所以推薦一下

業。寫一個精簡版的C，支持大部分語法功能，除了goto和case幾乎所有的常用語法都支持。

wereFluke / compiler2015 - Bitbucket

然後是用遞歸下降，一趟式直接生成IR的再從IR到MIPS，支持自舉。

寫一個編譯器前端簡單，編譯器最耗時間的是後端.如果你說的是寫一個c語言前端，可以利用llvm後端寫一個

參見未來程序改

以上各位都提到了最近比較新的編譯器前段/後端技術。

我的建議時看樓主是想玩前端（詞法/語法分析，生成語法樹）還是後端（生成byte code或機器碼），或者是兩者都。我這裡假設樓主是來學習和練手的，如果是實際項目里用的話。。。那就是另外一個話題了。

前端的話，建議不要用其他庫或開源，直接用bison/flex開始擼，直到實現語法樹（AST)，這個可以充分的演練教科書里每個環節。如果不需要後端（或者沒時間實現）但希望能驗證運行結果的話，可以簡單實現一個解釋器。

後端的話，你可以直接用LLVM，也可以仿照其架構自己輪子一個。當然也可以硬擼。比如TCC : Tiny C Compiler 雖然是上古時代的東西，但在同期可能沒有更好的了。實現上，它包沒有明顯的區分前端和後端，直接上來parse後就code gen了。

建議實現C語言的子集。

過程就是詞法分析，語法分析，語義分析，代碼生成。推薦《編譯器工程》。

既然是說C編譯器，有書啊，這本：a retargetable c compiler design and implementation

還可以看看這個問題：怎樣去寫一個編譯器（用C語言寫C語言編譯器），需要哪些知識做鋪墊，可以給一下相關網站和書籍的推薦嗎？ - 編程語言

很簡單的，我寫過一個，大概1000行代碼，py寫的。

只是簡單的編譯器，重複造輪子沒多大意義，只是理解下編譯器的工作原理。

不要看國人的書,看萊斯大學教授寫的編譯器設計 ,第二版,看不懂,多看幾遍就懂了.

從此,再也不怕別人裝逼了.