24.03.17 46.9K

C — это простой процедурный язык программирования общего назначения. Он достаточно прост в освоении. В то же время он мощный, чтобы его можно было использовать для создания любой компьютерной программы.

C++ — это объектно-ориентированный язык программирования, который изначально был создан как надмножество C . Языки C и C++ являются одними из самых популярных технологий, используемых для написания программ.

В этой статье перечислены бесплатные компиляторы C и C++ для различных операционных систем.

Бесплатные компиляторы и интерпретаторы C, C++ для компьютеров

Open Watcom V2 Fork

Он может работать и создавать исполняемые файлы под Windows (16-разрядные, 32-разрядные и 64-разрядные версии ), Linux (32-разрядные и 64-разрядные версии ), OS / 2 и MS-DOS (16-разрядные и 32-разрядные режимы ). Стоит пояснить, что Watcom — это был известный коммерческий компилятор, пока первоначальные разработчики не прекратили его продажи и не опубликовали исходный код (в соответствии с публичной лицензией Sybase Open Watcom ).

Microsoft Visual Studio Community

Для индивидуальных или начинающих программистов Microsoft Visual Studio Community включает в себя много важных инструментов из коммерческих версий проекта. Вы получите в свое распоряжение IDE , отладчик, оптимизирующий компилятор, редактор, средства отладки и профилирования. С помощью этого пакета можно разрабатывать программы для настольных и мобильных версий Windows , а также Android . Компилятор C++ поддерживает большинство функций ISO C++ 11 , некоторые из ISO C++ 14 и C++ 17 . В то же время компилятор C уже безнадежно устарел и не имеет даже надлежащей поддержки C99 .

Программное обеспечение также поставляется с поддержкой построения программ на C# , Visual Basic , F# и Python . В то время, когда я писал эту статью, на сайте проекта утверждалось, что Visual Studio Community 2015 «бесплатный инструмент для индивидуальных разработчиков, проектов с открытым исходным кодом, научных исследований, образовательных проектов и небольших профессиональных групп ».

Clang: Фронтенд языка программирования C для LLVM

Clang — компилятор C , C++ , Objective C и Objective C++ , разработанный под Apple . Это часть проекта LLVM . Clang реализует различные стандарты ISO C и C++ , такие как C11 , ISO C++ 11 , C++ 14 и частично C++ 1z .

Он также поддерживает расширения, которые можно найти в семействе компиляторов C GNU . Компилятор C для Windows выпущен под лицензией BSD . К сожалению, на момент написания этой статьи, он предоставляется только в исходной форме, и вам придется собирать его самостоятельно.

MinGW-w64

Проект MinGW-w64 предоставляет библиотеки, заголовки, необходимые компиляторам C и C++ GNU для работы в системе Windows . В случае MinGW-w64 эти файлы поддержки позволяют создавать 64-битные программы в дополнение к 32-битным . Проект также предоставляет кросс-компиляторы, так что можно скомпилировать программу Windows из системы Linux .

AMD x86 Open64 Compiler Suite

Это версия набора компиляторов Open64 (описанного ниже ), которая была настроена для процессоров AMD и имеет дополнительные исправления ошибок. Компилятор C / C++ соответствует стандартам ANSI C99 и ISO C++ 98 , поддерживает межъязыковые вызовы (так как он включает в себя компилятор Fortran ), 32-битный и 64-битный код x86 , векторную и скалярную генерацию кода SSE / SSE2 / SSE3, OpenMP 2.5 для моделей с разделяемой памятью, MPICH2 для моделей с распределенной и разделяемой памятью; содержит оптимизатор, поддерживающий огромное количество оптимизаций (глобальную, цикл-узел, межпроцедурный анализ, обратную связь ) и многое другое. Набор поставляется с оптимизированной AMD Core Math Library и документацией. Для этого набора компиляторов требуется Linux .

Компилятор C/C++ Open Source Watcom / Open Watcom

Является бесплатным компилятором для Windows 7 с открытым исходным кодом. Он генерирует код для Win32 , Windows 3.1 (Win16) , OS / 2 , Netware NLM , MSDOS (16-битный и 32-битный режим ) и т. д. Watcom был очень популярным компилятором несколько лет назад до тех пор, пока Sybase не закрыла его. Он также включает в себя довольно известный STLport (реализация библиотеки стандартных шаблонов C++ ). Обновление: этот проект, похоже, застопорился, и в настоящее время запущен новый проект Open Watcom V2 Fork (описан выше ).

Компилятор Digital Mars C/C++ (замена Symantec C++)

Digital Mars C / C ++ является заменой Symantec C++ с поддержкой компиляции программ для Win32 , Windows 3.1 , MSDOS и 32-разрядных расширенных MSDOS . Если используемый ПК не имеет процессора с плавающей запятой (машины pre-Pentium ), можно связать эмуляцию с плавающей запятой в вашей программе. Компилятор поддерживает определение C++ из аннотированного руководства по C++ (ARM ) и расширенные функции языка AT & T версии 3.0 , включая шаблоны, вложенные классы, вложенные типы, обработку исключений и идентификацию типа во время выполнения.

UPS Debugger (интерпретатор C)

Это графический отладчик уровня исходного кода для X Window , который содержит встроенный интерпретатор языка C . Он может обрабатывать один или несколько исходных файлов. Можно использовать его для создания исполняемого файла с байтовым кодом и выполнения интерпретатора в этом исполняемом файле. Если вам нужен интерпретатор для отладки или создания прототипов программ, или просто для изучения языка, попробуйте этот инструмент. Он поддерживает следующие платформы: Solaris , SunOS , Linux , FreeBSD , BSD / OS и некоторые другие Unix-платформы .

The BDS C Compiler

Помните старый (популярный ) компилятор C BDS для систем CP / M 8080 / Z80 ? В настоящее время этот компилятор языка C находится в публичном доступе, в комплекте с исходным кодом языка ассемблера. Пакет представляет собой розничную версию компилятора с компоновщиком и руководством пользователя. Его можно использовать для простой генерации кода 8080/8085 / Z80 для встраиваемых систем (то есть создавать собственные процедуры для замены любого кода библиотеки, который обращается к функциям операционной системы ).

Компилятор C / C++ Bloodshed Dev

Это интегрированная среда разработки Win32 , включающая в себя компилятор C++ egcs и отладчик GNU из среды Mingw32 . А также редактор и другие средства, облегчающие разработку программ с использованием компилятора Mingw32 gcc на платформе Windows . Он также содержит программу установки для приложений.

Компилятор C Orange

Он работает как в Windows , так и в DOS , имеет интегрированную среду разработки с редактором программ (с подсветкой синтаксиса и автоматическим завершением кода ). Он может генерировать программы для Win32 и MSDOS , а также файлы Intel и Motorola hex (что полезно, если вы пишете программы для встроенных систем ). Для вывода MSDOS ваши программы будут использовать расширитель DOS .

DeSmet C

DeSmet C должен быть знаком тем, кто программировал на C в 1980-х годах. Это компилятор C для MSDOS . Он был выпущен под лицензией GNU GPL и поставляется с руководствами, редактором и сторонним оптимизатором.

Apple Xcode для Mac OS X

Xcode — это интегрированная среда разработки Apple , которая включает в себя редактор с подсветкой синтаксиса, систему управления сборкой, отладчик, компилятор C GNU (gcc ), конструктор интерфейса, AppleScript Studio , поддержку разработки на Java , инструменты разработки WebObjects . Чтобы получить в свое распоряжение данные инструменты необходимо быть участником Apple Developer Connection (ADC ) . Но онлайн-членство является бесплатным.

Tiny C Compiler — самый компактный Linux C компилятор

Этот небольшой компилятор C для Linux и Windows генерирует оптимизированные двоичные файлы x86 . Утверждается, что он собирает, компонует и связывает код в несколько раз быстрее, чем GCC . В настоящий момент разработчики стремятся обеспечить соответствие ISO C99 . Компилятор также включает необязательную проверку границ. Он обрабатывает файлы скриптов C (просто добавьте в Linux shebang код #!/usr/local/bin/tcc -run в первую строку исходного кода на C , чтобы он выполнялся напрямую ). TCC распространяется под лицензией GNU General Public License .

Portable Object Compiler

Это набор библиотек классов и компилятор Objective C , который преобразует код Objective C в простой C-код . Работает на Windows , Linux , OS / 2 , Macintosh и т. д.

C & C++ компиляторы Mingw32

Эта система поставляется с компилятором GNU C / C++ , который можно использовать для создания исполняемых файлов Win32 . Она содержит собственный , который находится в открытом доступе. Предполагается, что приложения, созданные с использованием этой системы, будут быстрее, чем, те которые созданы с помощью Cygwin32 , и они не ограничиваются положениями лицензии GNU . Mingw32 поставляется с инструментами для обработки текста (sed, grep ), генератором лексического анализатора (flex ), генератором парсеров (bison ) и т. д. Mingw32 также поставляется с компилятором ресурсов Windows .

Компилятор C / C++ GNU

На странице компилятора C GNU можно получить ссылки на бинарные файлы и исходный код для компилятора GNU C . Также можно использовать приведенные в этой статье ссылки на наиболее часто запрашиваемые бинарные версии (MSDOS и Win32 ).

Компилятор C Pelles

Еще один компилятор C , основанный на LCC (смотрите также LCC-Win32 ). Он включает в себя компилятор C , компоновщик, компилятор ресурсов, сообщений, утилиту make и другие инструменты. Он компилирует код для Windows и Pocket PC .

Компилятор C Compaq

Пользователи Linux / Alpha теперь могут бесплатно скачивать и использовать компилятор Compaq , просто заполнив форму и приняв лицензионное соглашение. Компилятор может использоваться для генерации любых программ, коммерческих или иных. Он включает в себя математическую библиотеку и отладчик (ladebug ), перенесенный из True64 Unix . Он поставляется с обычными справочными страницами, а также справочником по языку и руководством программиста.

Интерпретатор C / C++ Ch Embeddable (стандартная версия)

Интерпретатор C / C++ , поддерживающий стандарт ISO 1990 C (C90 ), основные функции C99 , классы C++ , а также расширения к языку С , такие как вложенные функции, строковый тип и т. д. Он может быть встроен в другие приложения и аппаратные средства, использоваться в качестве языка сценариев. Код C / C++ интерпретируется напрямую без компиляции промежуточного кода. Поскольку этот интерпретатор поддерживает Linux , Windows , MacOS X , Solaris и HP-UX , созданный вами код можно перенести на любую из этих платформ. Стандартная версия бесплатна для личного, академического и коммерческого использования. Для загрузки пакета необходимо зарегистрироваться.

Компиляторы C и C++ DJGPP

Это система разработки, основанная на хорошо известном компиляторе C / C++ GNU . Она генерирует 32-разрядные исполняемые файлы MSDOS , которые являются файлами с длинными именами Windows 95 . Это очень функциональная система с IDE , графическими библиотеками, генераторами лексического анализатора (flex ), генераторами парсеров (bison ), утилитами обработки текста и так далее. Компилятор языка C , утилиты и библиотеки поставляются с исходным кодом.

Cilk — ANSI компилятор на основе C

Cilk — это язык на основе ANSI C , который может использоваться для многопоточного параллельного программирования. Это особенно эффективно для использования динамического, высоко асинхронного параллелизма в стиле параллельных данных или передачи сообщений. На официальном сайте упоминается, что Cilk уже используется для разработки трех шахматных программ мирового класса: StarTech , Socrates и Cilkchess .

Sphinx — компилятор C—

Это своего рода сочетание компилятора C и ассемблера, который позволяет «создавать программы с возможностями и читабельностью C , сохраняя при этом эффективность языка ассемблера ». Он может создавать исполняемые файлы MSDOS или файлы .OBJ , которые можно применять вместе с другими компоновщиками для создания исполняемого файла. По приведенной выше ссылке можно найти исходный код и документацию для компилятора. Если вы хотите получить предварительно скомпилированный бинарный файл, это можно сделать на неофициальном сайте компилятора C— Sphinx .

Компилятор C LSI C-86

Сайт этого компилятора написан на японском языке. Он выглядит как кросс-компилятор, позволяющий генерировать код для ROM . Старая версия компилятора (3.30c ) предоставляется бесплатно. Бесплатная версия работает только на MSDOS .

Кросс-компилятор C SDCC

Это кросс-компилятор C , предназначенный для микропроцессоров Intel 8051 , DS390, Z80, HC08 и PIC. Он также может быть переназначен для других 8-битных микроконтроллеров или ОСТО . SDCC поставляется с перенастраиваемым ассемблером и компоновщиком, отладчиком исходного уровня и симулятором. Библиотеки совместимы со стандартом C99 . Исходный код для компилятора доступен под лицензией GPL . Поддерживаются такие платформы, как Linux , Windows , Mac OS X , Alpha , Sparc и другие.

Компилятор C LADSoft CC386

Это компилятор ANSI C для MSDOS / DPMI и Win32 , который поставляется с библиотекой среды выполнения, компоновщиком, отладчиком, DOS-расширителем (версия MSDOS ), IDE (версия Win32 ) и утилитой make . Также доступен исходный код. При работе в режиме совместимости с C99 он компилирует большинство конструкций C99 .

Проект Cygwin (компиляторы C и C ++)

Этот «проект» включает в себя коммерческий компилятор (GNU C / C++ ), который генерирует графический интерфейс Win32 и консольные приложения. Предоставляется исходный код компилятора, библиотек и инструментов. Обратите внимание, что опция по умолчанию в этом пакете требует от вас распространять исходный код, если вы компилируете и связываетесь со своими библиотеками. Существует также специальная вызываемая опция, которая задает возможность связи с альтернативными библиотеками, позволяя распространять свои приложения без источников.

Компилятор C LCC-Win32

Это компилятор C для Windows , который генерирует графический интерфейс Win32 и консольные приложения. Он поставляется со своим собственным компоновщиком, IDE , отладчиком, редактором и компилятором ресурсов. LCC-Win32 основан на компиляторе LCC и является бесплатным только для некоммерческого использования.

LCC — перенанаправляемый компилятор для ANSI C

LCC — это компилятор C (только исходный код ), который генерирует код для Alpha , Sparc , MIPS R3000 и Intel x86 . Он является основой как минимум для двух других компиляторов Win32 C (также описанных выше ).

Cyclone C

Cyclone C не является компилятором ANSI C в строгом значении, а представляет собой компилятор «безопасного диалекта » C . Он обеспечивает безопасность типов, имеет множество проверок для защиты от переполнения буфера, связанных с массивами нарушений и т. д. В настоящее время он работает на Linux и Windows (в последнем случае через Cygwin ), для него требуется наличие в системе инструментов компиляции GNU .

Leonardo IDE

Это IDE на базе Macintosh , компилятор и отладчик для программ на C . Он включает в себя редактор с подсветкой синтаксиса, ANSI C компилятор, компилятор для языка визуализации ALPHA , редактор графов, обратимый виртуальный процессор и т. д.

Обратите внимание, что программы в код, который будет выполняться для виртуального ЦПУ. Виртуальная машина и отладчик позволяют выполнять код вперед и назад и поддерживать многозадачность. IDE поставляется с анимированными алгоритмами, примерами исходного кода таких игр, как Tetris , Checkers и других. IDE полезна для проверки и отладки исходного кода, поиска процессов, неэффективно использующих память и т. д.

Примечание: этот проект был прекращен.

Turbo C 2.01

Старый, но проверенный Turbo C 2.01 для DOS доступен бесплатно по решению новых владельцев Borland . Это был популярный компилятор C во времена MSDOS , известный своей быстрой сборкой, интегрированной средой разработки («IDE ») и графической библиотекой (DOS ).

Данная публикация представляет собой перевод статьи «Free C/C++ Compilers and Interpreters » , подготовленной дружной командой проекта

Хорошо Плохо

Язык C++ возник в начале 80-х годов, когда сотрудник одной фирмы, придумал усовершенствование языка C для своих нужд. Через 5 лет вышло 1-е издание «Языка программирования C++». Вообще, языки программирования имеют большое значение в современном мире. Многие языки, которые создавались для первого поколения компьютеров не могут решать задачи, которые необходимы сейчас. C и С++ являются теми языками, которые до сих пор в полной мере удовлетворяют запросам программистов. Их должен знать каждый, даже начинающий программист. Кроме этого, эти языки программирования широко используются талантливыми программистами, чтобы взаимодействовать с компьютером.

1 место. Microsoft Visual C++

Как следует из названия, среда разработана фимой Microsoft и как почти все, что производит эта фирма стоит недёшево (100$), и как почти всё, отличается высокой степенью полезности, особенно для начинающего программиста. Visual C++ входит в комплект Visual Studio, которая, предоставляет ещё более широкие возможности. Я очень сомневаюсь, что какой-либо редактор сможет превзойти Visual Studio.

2 место. Eclipse

Eclipse IDE это свободная среда разработки приложений, которая имеет функции, которые очень полезны для C++ разработчиков. Среда имеет некоторые впечатляющие функции, такие как подсветка синтаксиса, отладчик и авто-завершение кода. Eclipse IDE кроссплатформенная, поддерживается на Windows, Linux и Mac OS X. Eclipse делает процесс кодирования проще, как для начинающих программистов, так и для профессионалов.

3 место. NetBeans

NetBeans является свободным програмным обеспечением с открытым исходным кодом, разрабатывалась NetBeans Community. В NetBeans, кроме C++ поддерживаются языки: UML, SOA, Ruby, Python, в версии 6.5 в этом списке появился PHP, а в 6.8 появилась поддержка фреймворка Symfony. Эта IDE помогает легко и быстро разрабатывать как настольные, так и мобильные приложения, также помогает создавать безошибочный код, благодаря интеллектуальным и удобным функциям.

4 место. CodeBlocks

CodeBlocks относится к кроссплатформенным, свободно распространяемым приложениям с открытым исходным кодом. В этой IDE имеется встроенный интерфейс для разных компиляторов и тулчейнов, компактное и интуитивно понятное меню, но главной особенностью CodeBlocks является то, что в соответствии с от ваших потребностей, функционал может быть улучшен с помощью доступных плагинов.

5 место. Digital Mars

Digital Mars пока что является свободным компилятором, который имеет поддержку командной строки. Это достаточно быстрый компилятор для OS Windows. Она включает в себя компилятор, библиотеку, стандартные примеры приложений Win32 и многое другое.

6 место. C Free

C Free является отличной альтернативой для традиционного компилятора Turbo C . Это маленькая IDE с блестящими возможностями. В последних обновлениях улучшена подсветка синтаксиса, авто завершение кода, и переосмыслена технология навигации. Компилятор является платным, но вы также можете скачать бесплатную 30-ти дневную версию.

7 место. Dev C++

Это один из самых лучших редакторов и компиляторов для C++. IDE содержит в себе все необходимые инструменты для написания, компилирования, проверки и выполнения программ, написанных на С++. Есть также инструменты для создания инсталляционных пакетов для созданных вами программ. Также редактор включает в себя авто-завершение кода, подсветку синтаксиса, менеджер проекта и поддержку печати.

8 место. CodeLite

Как и некоторые другие редакторы, имеет открытий исходный код, кроссплатформенность и поддержку других языков кроме C и C +. CodeLite может работать на различных операционных системах, таких как Windows, Linux и Mac OS.

9 место. MinGW

MinGW (Minimalist GNU for Windows) это коллекция бесплатных виндусовских компиляторов для C и C++ . Это компилятор с открытым исходным кодом. MinGW включает в себя: GCC – компиляторы, ассемблер, линковщик, архиватор, комплект библиотек, а также набор утилит, для работы с командной строкой.

10 место. Ultimate++

Ultimate++ , более известная как U++ или UPP, является кросс-платформенным IDE, распространяемый по свободной лицензии, которая направлена на повышение производительности программистов С++ . При использовании, мы получаем набор библиотек, таких как графический интерфейс и SQL, удобную работу с виджетами, многофункциональные шаблоны диалогов.

Реализовал функции для varargs, а именно va_start, va_arg и va_end. Они используются не часто, но я нуждался в них для компиляции функций, например printf.

Спецификация vararg для C не очень хорошо продумана. Если вы передаете все аргументы функции через стек, va_start может быть реализован довольно легко, но на современных процессорах и в современных соглашениях о вызовах аргументы передаются через регистры, чтобы уменьшить накладные расходы на вызов функций. Поэтому спецификация не соответствует реальности.

Грубо говоря, ABI для x86-64, стандартизированное AMD, требует чтобы функции с переменным числом аргументов копировали все регистры в стек, чтобы подготовиться к последующему вызову va_start. Я понимаю, что у них не было другого выбора, но это все равно выглядит неуклюже.

Мне стало интересно как другие компиляторы обрабатывают функции с переменным числом аргументов. Я посмотрел на заголовки TCC и, похоже, они не совместимы с ABI x86-64. Если структура данных для varargs отличается, то функции передающие va_list (такие как vprintf) становятся несовместимыми. Или я ошибаюсь? [И я действительно ошибаюсь - они совместимы.] Я также посмотрел на Clang, но он выглядит запутанным. Я не стал читать его. Если я буду читать слишком много кода других компиляторов, это может испортить веселье от собственной реализации.

День 32

После исправления незначительных проблем и добавления управляющих последовательностей для строковых литералов (до сих пор не было "\0" и подобных вещей), получилось скомпилировать еще один файл. Я чувствую уверенный прогресс.

Я пытался реализовать поддержку функций, имеющих более шести параметров, но не смог закончить это за один день. В x86-64 первые 6 целочисленных параметров передаются через регистры, а оставшиеся через стек. Сейчас поддерживается передача только через регистры. Передачу через стек не сложно реализовать, но она требует слишком много времени для отладки. Я думаю в моем компиляторе нет функций, имеющих более шести параметров, так что я пока отложу их реализацию.

День 33

Еще три файла скомпилированы сегодня. Итого 6 из 11. Но если считать строки кода, то это около 10% от общего числа. Оставшиеся файлы намного больше, так как содержат код ядра компилятора.

Еще хуже то, что в файлах ядра я использую относительно новые особенности C, такие как составные литералы и назначенные инициализаторы. Они сильно усложняют самокомпиляцию. Я не должен был использовать их, но переписывать код на простом старом C будет не продуктивно, поэтому я хочу поддерживать их в своем компиляторе. Хотя на это потребуется время.

День 34

Несколько замечаний о средствах отладки. Так как компилятор - это сложный кусок кода, который состоит из многих этапов, необходим способ как-то исследовать его для отладки. Мой компилятор не исключение; я реализовал несколько функций, которые посчитал полезными.

Во-первых, лексический анализатор запоминает свою позицию чтения и когда он прерывается по непредвиденным причинам, он возвращает эту позицию. Это позволяет легко найти баг, когда компилятор не принимает корректные входные данные.

Есть опция командной строки для печати внутреннего абстрактного синтаксического дерева. Если есть ошибка в синтаксическом анализаторе, я хочу посмотреть на синтаксическое дерево.

Генератор кода позволяет широко использовать рекурсию, потому что он генерирует фрагменты ассемблерного кода, когда обходит абстрактное синтаксическое дерево. Так я смог реализовать печать мини трассировки стека для каждой строки ассемблерного вывода. Я если я замечаю что-то неправильное, я могу проследить за генератором кода, посмотрев на его вывод.

Большинство внутренних структур данных имеют функции для преобразования в строку. Это полезно при использовании printf для отладки.

Я всегда пишу юнит-тесты, когда пишу новую функцию. Даже реализовав ее, я стараюсь сохранять код компилирующимся, чтобы запускать тесты. Тесты пишутся так, чтобы выполняться за короткий промежуток времени, так что вы можете запускать их так часто, как вам хочется.

День 36

Реализовал составные литералы и переписал инициализатор структур и массивов. Мне не нравилась предыдущая реализация. Теперь инициализатор стал лучше. Я должен был написать красивый код с самого начала, но поскольку я понял это, только написав рабочий код, переписывание было неизбежным.

Думаю, единственная особенность, которой не хватает для самокомпиляции, это присваивание структур. Надеюсь все будет работать как задумано без особой отладки, когда она будет реализована.

День 37

Файл, содержащий токенайзер скомпилирован, но получившийся компилятор второго поколения по некоторым причинам не генерирует корректный ассемблерный код. Хотя код, генерируемый компилятором первого поколения проходит все тесты. Такой вот коварный баг.

Думаю, что у меня нет другого выбора, кроме использования printf для отладки, потому что второе поколение компилируется через мой компилятор, который не поддерживает отладочную информацию. Я добавил printf в подозрительных местах. Отладочные сообщения printf отображались при компиляции второго поколения, что меня несколько удивило. Я хотел чтобы отладочные сообщения выводились только когда я использую второе поколение, так что я не ожидал что вывод будет работать, когда второе поколение только создается .

Мне это напоминает фильм «Начало». Мы должны идти глубже, чтобы воспроизвести этот баг. Это забавная часть отладки самокомпилирующегося компилятора.

День 38

Я исправил проблему, возникавшую во втором поколении, если лексический анализатор был самоскомпилирован. Она вызывала баг при котором -1 > 0 иногда возвращало true (я забыл про знаковое расширение). Есть еще один баг в размещении структур (struct layout). Осталось только три файла.

День 39

Генератор кода теперь тоже может скомпилировать себя. Осталось два файла. Работа почти закончена, хотя мне, возможно, не стоит быть чересчур оптимистичным. Могут оставаться еще неожиданные подводные камни.

Я исправил много проблем, вызванных плохим качеством кода, который я писал на ранней стадии этого проекта. Это утомило меня.

Я верил, что имел все возможности для самокомпиляции, но это не правда. Нет даже префиксных операторов инкремента/декремента. Для некоторых особенностей C99 я переписал часть компилятора, чтобы сделать его более удобным для компиляции. Так как я не ожидал добраться до возможности самокомпиляции так быстро, я использовал столько новых особенностей C, сколько хотел.

День 40

Ура! Мой компилятор теперь может полностью себя скомпилировать!

Это заняло около 40 дней. Это очень короткий промежуток времени, для написания самокомпилируемого компилятора C. Вы так не думаете? Я считаю, что мой подход - вначале сделать небольшой компилятор для очень ограниченного подмножества C, и затем преобразовать его в настоящий компилятор C очень хорошо сработал. В любом случае сегодня я очень счастлив.

Смотря на свой код, даже зная что я сам написал его, я ощущаю его немного волшебным, потому что он может принять сам себя на входе и преобразовать в ассемблер.

Осталось много багов и нереализованных особенностей. Я, наверное, закончу с ними, а потом начну работу по улучшению выходного кода.

Исходный код находится . Я не знаю, стоит ли это читать, но может быть интересно посмотреть его как образец кода на языке C, который может обработать простой компилятор в 5000 строк.

День 41

Вернулся к систематической разработке, так как была достигнута большая веха. Я изменил код, пытаясь читать его, как если бы я был третьим лицом, и, в итоге, удовлетворился качеством кода. Это напоминает подрезку дерева бонсай.

День 42

Есть часть информации, которую можно передать следующему поколению только через исполняемые файлы в двоичном формате, несмотря на то что она не записывается в исходный код компилятора.

Например, мой компилятор интерпретирует "\n" (последовательность обратного слеша и символа «n») в строковый литерал "\n" (в данном случае символ новой строки). Если вы подумаете об этом, вы можете счесть это немного странным, потому что он не располагает информацией о реальном ASCII коде для "\n". Информация о коде символа не присутствует в исходном коде, но передается из компилятора, компилирующего компилятор. Символы новой строки моего компилятора могут быть прослежены до GCC.
Компиляторы могут передать гораздо больше информации, чем код символа.

Эта удивительная история была представлена Кеном Томпсоном в его лекции при получении премии Тьюринга. Информация, которую Кен добавил в раннюю версию Unix компилятора давала возможность программе для входа пользователей принимать некоторые особенные пароли, так что Кен мог войти в любую учетную запись Unix. Он также сделал так чтобы компилятор распознавал собственную компиляцию и передавал хак программы для входа дочернему компилятору, так что этот бэкдор (которого не было в исходном коде) передавался из поколения в поколение. Вы не могли удалить его, даже если бы тщательно осмотрели каждую строчку исходного кода компилятора и перекомпилировали его, поскольку компилятор, который обрабатывает исходный код был заражен. Это удивительная история, не правда ли?

День 43

Переписал реализацию парсера для операторов на метод рекурсивного спуска вместо использования первенства операторов (operator-precedence parser). Я думаю, что причина для того, чтобы выбрать парсер использующий приоритет операторов это простота и скорость, но грамматика используемая в для операторов в C слишком запутанная для обработки таким способом (например, индексы массивов или различные виды унарных операторов). Код теперь легче читать, чем раньше, потому что большие функции разбиваются на множество мелких. Также теперь должно быть легче добавить проверку ошибок в парсер.

Техники написания парсеров - это один из моих самых полезных навыков как программиста. Он помогал мне бесчисленное количество раз.

Однако, когда я читал спецификацию языка Си, чтобы написать парсер для грамматики использующий рекурсивный спуск, я обнаружил, что некоторые производные являются леворекурсивными. Мне пришлось некоторое время подумать и открыть учебник еще раз, чтобы вспомнить, как переписать грамматику, чтобы сделать ее праворекурсивной. Устранение левой рекурсии является базовой темой в синтаксическом анализе, которая описывается в любом вводном учебнике. Но я не мог вспомнить такие элементарные вещи, так как не использовал технику на протяжении длительного периода времени.

День 44

Входные данные сейчас преобразуются таким образом: строка символов → последовательность токенов → последовательность токенов после подстановки макросов → абстрактное синтаксическое дерево → x86-64 ассемблер. Последний переход, возможно делает слишком много и слишком запутан. Он выполняет различные виды операций, такие как неявные преобразования типов и разворачивание имен меток, пока производит ассемблерный код. Теоретически, я, вероятно, должен определить промежуточный язык между АСД и ассемблером.

Я снова читал Dragon Book по этой теме, не чувствуя, что я полностью ее понял. Книга слишком абстрактна, так что я не могу немедленно применить ее моем случае.

Мой компилятор в два раза медленнее чем GCC когда компилирует сам себя. Это не так плохо, как я думал. Мой компилятор генерирует жутко бесхитростный ассемблер, но такой код не медленнее на порядок.

День 45

Мне было интересно, как gcov будет работать на моем коде. Он нашел множество ветвей кода, которые не прошли юнит тесты. Я нашел несколько багов, добавив тесты для этих ветвей кода. Инструменты покрытия кода действительно полезны.

День 46

Я чувствую, что у меня кончились идеи о том, что делать с компилятором. Для меня было не сложно добраться до текущего состояния разработки, потому что мне не пришлось изучать новые штуки, но вещи за пределами этой точки кажется трудновыполнимым.

Я вынес неявное преобразование типов из генератора кода. Они сейчас явно представлены в АСД. Это позволяет легко понять, что происходит под капотом. Я также сделал бессистемные улучшения в различных местах. Я думал, что работа была почти завершена, но в действительности существовало множество нереализованных особенностей и ошибок.

Я стал лучше понимать оптимизацию компилятора, после того как прочитал еще несколько страниц из Dragon Book. Я мог бы начать писать код, если разберусь в этом еще чуть-чуть лучше.

День 52

Я искал таинственный баг в течение трех дней: если вы округлите вверх или вниз указатель стека для выравнивания к 16-байтовой границе, компилятор второго поколения выводит сообщение об ошибке для корректных входных данных. Такого рода ошибки отлаживать труднее, чем обычные фатальные ошибки.

Моим первым предположением было: неправильное выравнивание указателя стека. Но это не так, потому что указатель стека был уже правильно выровнен по 16-байтовой границе. Я не мог найти баги в ассемблерном выводе. Я решил разделить пополам.

Я пытался компилировать каждый файл через мой компилятор, а остальное через GCC чтобы определить функцию, с которой я могу воспроизвести проблему. Но казалось, что функция не содержит ошибок. Это не функция, которая выводит сообщение об ошибке - они даже не в одном файле. Теория заключается в том, что одна функция создает неверные данные которые вызывают ошибки в других функциях.

После продолжительной бессистемной отладки, я наконец нашел причину: компилятор не инициализирует поля структуры нулями. Спецификация C требует, чтобы при инициализации структуры, поля, не инициализирующиеся значениями, компилятор должен автоматически заполнять нулями. Я знал спецификацию когда писал код (поэтому мой код зависит от этого поведения), но я забыл его реализовать. В результате некоторые поля структур инициализировались мусором вместо нулей. Мусорные данные меняются в зависимости от текущей позиции стека, поэтому изменение указателя стека случайным образом изменяло поведение программы.

В итоге, после трехдневной отладки была исправлена всего одна строка. Хотелось бы иметь какие-то средства чтобы упростить подобную отладку.

День 53

Исправлена еще одна загадочная ошибка. Если компилировать некоторые файлы с помощью GCC, а остальные — моим компилятором, то полученный компилятор сообщает о синтаксических ошибках при корректных входных данных. Такие проблемы должны быть связаны с совместимостью ABI. Моим первым предположением было, что проблема может быть связана с разметкой структур или тем как аргументы передаются в функции, но ассемблерный выход для них кажется правильными.

Я снова сузил поиск до конкретного файла, разделяемого пополам. Я переносил функции по очереди из одного файла в другой, чтобы найти функцию, которая была причиной проблемы. Эта функция была не маленькой, поэтому я разделял ее и переносил код в другой файл. Наконец я получил несколько строк кода. Я скомпилировал их, с помощью GCC и моего компилятора и сравнил.

Единственная разница заключалась в этом: мой компилятор проверяет все биты в регистре, чтобы определить содержит ли он булево значение true, тогда как GCC проверяет только младшие 8 бит. Таким образом, например, если значение в регистре 512 (= 2 9 или 0x100), то мой компилятор воспринимает его как true, тогда как GCC считает по-другому. GCC на самом деле возвращает некоторое очень большое число с нулями в наименее значимых 8 битах, что воспринимается как false.

Из-за этой несовместимости, цикл, который использует для проверки условия выхода функцию, скомпилированную с помощью GCC (при этом сам цикл компилируется моим компилятором) прекращается сразу же на первой итерации. В результате, макросы препроцессора не определяются. И какие-то из токенов оставались неопределенными и поэтому парсер сообщал о синтаксических ошибках при некоторых входных данных. Причина была далеко от того места, где сообщалось об ошибке, но я, наконец, отловил ее.

Спецификация x86-64 ABI имеет небольшую заметку о том, что только младшие 8 бит являются значимыми для логических возвращаемых значений. Я читал это, но в первый раз не понял что это значит, так что я даже не помнил, что такое указание существовало. Но теперь для меня это предельно ясно. У меня смешанные чувства - я узнал новые вещи, но я мог бы их узнать, не тратя на это столько времени.

День 55

Реализованы битовые поля.

Вы можете упаковать несколько переменных в небольшой области с использованием битовых полей, но компилятор все равно должен создавать пространство между ними в зависимости от их типов. Мое быстрое исследование вывода GCC выявило такие правила (конечно, без гарантии, что они правильны):

• Выравнивание первого битового поля подчиняется выравниванию типа. Например, для «int x:5», x выравнивается по 4-байтовой границе (предполагается, что int — это 32 бита).
• Любая переменная не должна пересекать свои естественные границы. Например, для «int x:10», x не должен пересекать 4-байтовую границу. Если оставшееся число битов слишком мало, чтобы удовлетворить этому условию, они остаются неиспользованными и следующее битовое поле начинается в следующих границах.

Обращение к битовому полю требует больше одной машинной инструкции, потому что CPU не имеет инструкций для доступа к отдельным битам в памяти. Вы должны прочитать в регистр память, содержащую битовое поле, а затем использовать & маску для чтения битового поля. Когда вы записываете его в память, вы должны сначала прочитать память, содержащую битовое поле, применить побитовую маску &, побитовое «или», чтобы получить новое значение, и затем записать значение обратно в память.

День 56

Реализованы вычисляемые goto (computed goto). Обычный goto может ссылаться только на одну метку, но вычисляемый goto может принимать указатель и передавать управление на этот адрес. Этого нет в стандарте C и существует как расширение для GCC. Если вы когда-либо писали виртуальную машину с очень большим switch-case, вы, скорее всего, знаете об этой возможности. Эта функция часто используется, чтобы заменить большой переключатель switch-case на таблицу преобразований и вычисляемый goto.

Вычисляемый goto компилируется в единую инструкцию непрямого перехода. Наверное, это легче понять в терминах ассемблера. Мой компилятор генерирует ассемблер, так что это было очень легко реализовать.

День 57

Реализовал C11 _Generic, потому что я хотел использовать его в своем компиляторе. Но после реализации, я заметил, что GCC 4.6.1 не поддерживает _Generic. Я не могу использовать эту функцию так как если я использую ее, то GCC не сможет компилировать мой компилятор.

Я также реализовал функцию typeof(), которая также является расширением GCC. Обе эти функции не используются в данный момент, но это нормально, так как для их реализации потребовалось очень мало кода.

День 58

Добавил диграфы из C99. Диграф — это необычная функция для специфичных окружений, в которых невозможно использовать некоторые символы. Например, "<:" определяется как псевдоним для "[". Диграфы могут быть преобразованы в обычные символы при токенизации, так что это бесполезно, но и безвредно.

В С89 есть триграфы, которые очевидно вредны. Триграфы — трехбуквенные последовательности символов, которые преобразуются в один символов везде, где они появляются в исходном коде. Например, printf(«huh??!») выведет не «huh??!», а «huh|» потому что "??!" это триграф для "|". Это сильно сбивает с толку. У меня нет планов, поддерживать триграфы.

День 62

Я пытаюсь скомпилировать TCC . Но пока я далек от успеха из-за нереализованных функций и ошибок.

TCC — это маленький компилятор C, размер которого составляет от 20К до 30к строк кода. Если вы удалите поддержку архитектур кроме x86-64, количество строк, вероятно, будет около 10К-20К. Удивительно видеть, что такой маленький компилятор поддерживает такое множество функций. Фабрис Беллар , создатель ТСС, — гений.

Я несколько раз попытался прочитать исходный код TCC, но все еще не понимаю всю картину. Компиляторы это сложные программы, поэтому вы обычно хотите разбить их на небольшие управляемые части, но исходный код ТСС ощущается, как монолитный компилятор. Я не могу писать такой великолепный код. Я не знаю, хочу ли я подражать, но то что в мире есть кто-то, кто может писать такой код, действительно производит на меня впечатление.

День 73

Безуспешно продолжал работать над компиляцией TCC. Конечно это тяжело, потому что если она пройдет, это значит мой компилятор имеет те же функции что и TCC. Компиляция других компиляторов полезна для отладки, но по своей природе она придираеся к каждой детали спецификации языка.

Теги:

• компиляторы
• 8cc
• self-hosting compiler

Добавить метки

Какие бесплатные C++ компиляторы и IDE к ним существуют.

Компиляторы:

1) gcc. Под windows лучше всего использовать MinGW, это порт gcc на Windows платформу.

2) Visual C++ 2005 Express Edition. Прямые ссылки на скачивание: www.rsdn.ru/Forum/Message.aspx?mid=1477837#1477837

3) Digital Mars C/C++ Compilers. Довольно неплохой компилятор, но хуже соответствует стандарту чем последние gcc или VC7.1.

4) Borland free compiler. Содержит компилятор и утилиты командной строки.

5) Open Watcom C/C++.

6) LCC-Win32 (Только Си компилятор, C++ не поддерживает).

7) Microsoft Visual C++ Toolkit 2003. полноценный оптимизирующий компилятор VC7.1 без IDE и nmake. В настоящее время заменен на Visual C++ 2005 Express Edition и с сайта Microsoft недоступен, пользуйтесь поиском. Может быть более предпочтителен из-за малого веса(~30 MiB).

IDE:

1) Dev-C++. достаточно неплохая IDE для gcc(mingw). В настоящее время развивается как wxDev-C++ в виду интеграции с системой разработки GUI wxWidgets.

2) MinGW Developer Studio - IDE предназначена специально для использования совместно с MinGW. Очень удобна тем, кто разрабатывает программу под Windows и Linux одновременно, т.к. формат проектов один и остаётся только жмакнуть на кнопку компиляции и не мучиться с настройкой разных сред.

3) Code::Blocks IDE. Это наверно одна из лучших (хоть и самое молодая) IDE для бесплатных компиляторов, подерживает не только MinGW, но и Microsoft Visual C++ Toolkit 2003, Digital Mars C/C++ Compilers, Borland free compiler, Open Watcom C/C++ и Small Device C Compiler

4) Eclipse/CDT - написанные на Java, платформа для разработки IDE + плагин превращающий платформу в приспособленную для C++ среду. Информация о плагине Скачать уже готовую IDE

5) Emacs/Vim. Не для слабых духом, долгое время обучения. Преимущества - кроссплатформенность и не снившаяся другим инструментам мощь и гибкость. Официальный сайт Vim. Emacs: - официальный ftp - хороший дистрибутив для Windows

6) eVC 3/4 Бесплатные IDE от Microsoft под платформу WinCE. www.microsoft.com

7) Visual-MinGW. Распространяется под GNU лицензией. IDE оболочка очень схожа с Microsoft Visual C++ 6

8) Visual Studio 2005 Express - бесплатная версия MSVC 2005. Имеет полноценный компилятор C++ и вместе с Platform SDK и DXSDK дает достаточно возможностей для написания игр. Размер дистрибутива ~450 Мб.

9) Visual Studio 2008 Express. Идет в коплекте с уменьшенной версией Windows SDK (ранее назывался Platform SDK), содержащей только заголовки, библиотеки и основные утилиты, так что теперь нет необходимости скачивать Platform SDK отдельно.

10) NetBeans IDE. Бесплатная IDE от Sun Microsystems, написанная на Java, а потому, как и Eclipse, требует наличия JVM на компьютере пользователя. Поддерживает множество языков, в том чииле и С++. Можно скачать как дистрибутив специально для работы с С++, так и расширить уже установленную среду с помощью плагина. Поддерживает главным образом работу с компилятором MinGW. Обеспечивает широкие возможности автоматического рефакторинга кода. Использующим несколько компиляторов сразу рекомендуется также посмотреть на Scons и Boost.Build - удобные системы для сборки проектов.

Часто возникает необходимость быстро показать кому-либо, как решить небольшую задачу по программированию или как реализовать алгоритм. Можно просто скинуть в ответ кусок кода, но лучше воспользоваться одним из online-компиляторов.

Во многих из них есть возможность получить специальную ссылку на скомпилированный код. Такую ссылку можно например оставлять в комментариях к статьям. Пройдя по ней люди увидят не только сам код, но и результат работы программы.

Рассмотрим несколько вариантов online-компиляторов поддерживающих язык программирования C++

1. Online компилятор для С++ на сайте primat.org . Добавляем код, жмем RUN и ждем выполнения.

Если программа по ходу работы требует действий пользователя – выполняем их:

Если возникнут ошибки они отобразятся во вкладке compilation, которая откроется автоматически. Во вкладе options можно выбирать разнообразные параметры для компиляции, если вас не устраивают заданные по умолчанию.

Так же на этом сайте есть компилятор для Паскаль.

2.

Сразу при входе обратите внимание на тот язык программирования, который выбран по умолчанию. Смените его при необходимости. Входящие данные внесите в stdin:

Тут очень большой выбор языков для компиляции:

3. Online-компилятор Wandbox

Входящие данные надо прописывать в Stdin до того, как нажмете Run.

Мне понравилось, что он хранит историю компиляций. Кроме С++ здесь есть широкий выбор языков программирования для компиляции:

4. C/C++ Online Compiler