constexpr-8cc：令人惊叹的编译时C语言编译器

constexpr-8cc：令人惊叹的编译时C语言编译器

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constexpr-8cc是一个奇妙的开源项目，它将C++14的常量表达式（constexpr）功能发挥到极致，实现了在编译期间编译C程序的能力。这意味着你可以一边编译，一边完成C代码的翻译工作！该项目是基于rui314的8cc和ELVM基础设施进行的创新性移植。

在constexpr-8cc中，C程序的主要编译流程被封装在一个C++14的constexpr函数中。通过这种方式，当8cc.cpp被g++编译为二进制文件时，C源代码的编译过程就会作为编译时的计算嵌入到生成的二进制文件中，使得编译过程发生在编译阶段。

下面展示了8cc.cpp中的main函数：

int main() {
  // 编译时
  constexpr buffer buf = eight_cc(); // 将C代码编译为ELVM IR
  constexpr unsigned int output_size = buf.size;

  static_assert(0 <= output_size && output_size < EIGHT_CC_OUTPUT_LIMIT, "8cc: Error");

  // 运行时
  for(int i = 0; i < output_size; ++i) {
    putchar(buf.b[i]);
  }
}

技术分析

• 利用了C++14放宽的常量表达式限制，使更复杂的计算可以在编译时处理。
• 基于ELVM Infrastructure进行编译到运行环境转换。
• 使用constexpr关键字确保了C代码的编译过程在编译时完成，并将结果内联到最终的二进制文件中。

应用场景

• 教育：学习编译原理或演示C++14常量表达式的强大之处。
• 研究：探索编译器实现的新方法，尤其是针对编译时计算的优化。
• 实验性编程：创建编译时依赖的代码，例如在有限的环境中生成特定行为的程序。

项目特点

1. 高效利用编译器能力：利用C++14标准，将C编译过程移到编译时，提升开发效率。
2. 轻量级：仅依赖于g++编译器，对硬件要求低。
3. 移植性强：基于8cc的简洁设计，易于理解并移植到其他系统。
4. 灵活性高：支持多种目标语言输出，如C、Python等。

获取与使用

在具备g++-6.2或更高版本的Linux环境下，您可以轻松尝试constexpr-8cc：

1. 使用提供的run_8cc.py脚本编译并运行示例程序：

   $ ./run_8cc.py x86 ./test/hello.c -o ./hello.exe
   $ chmod +x ./hello.exe
   $ ./hello.exe
   Hello, world!
   

2. 或者手动编译和执行各步骤，详情参见项目文档。

这个独特的项目由Keiichi Watanabe创作，受到了多个相关项目的启发和贡献。现在，您有机会亲自体验编译时间计算的魔力，让代码的编译过程在瞬间完成！

立即加入constexpr-8cc，开启您的编译探索之旅！

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