C解释器Picoc阅读 (2011-12-21 18:06:11)转载▼ 标签： c 解释器 picoc 分类：编程 Picoc是google开源代码项目中看到的一个项目，其初衷貌似是要做一个在小的

痛定思痛。 2022-07-15 01:58 94阅读 0赞

C解释器Picoc阅读 (2011-12-21 18:06:11)转载▼  
标签： c 解释器 picoc 分类： 编程  
Picoc是google开源代码项目中看到的一个项目，其初衷貌似是要做一个在小的嵌入设备上的C解释器。它的核心代码只有3500行左右，可读性不错，虽然没有实现完整的ISO C标准，基本的C运行库还是具备了。  
我们改造的目标是想构建一个类C的语法，在隐藏指针之类的数据结构，增加string数据类型，struct带默认构造，struct 默认传引用调用(有点像JAVA了...)。  
  
  
一、基本模块  
picoc代码上看，基本有如下几块:lex词法解析，table一个基本数据结构（用于存放变量），是个字符串hash表，heap管理内存分配（包括了stack frame的实现）， type做类型管理（基本型别和程序自定义的struct，typedef等）,expression做表达式解析,variable变量管理分配释放栈帧。  
picoc的定位是一个解释器，它的解析和代码运行是在同一块代码块里做。这个估计也得要花时间改进。  
  
  
table里有一张表StringTable，这个表只放名称，具体的定义要在全局表或者局部表中去找（如NULL的实现），LexInit时词法关键字(预编译指令\\语法相关字)会存放到这里来,type里类型解析的时候解释器要为一些匿名的struct\\enum生成临时类型名，也存在StringTable里，另外，全局变量以及静态变量都会存到StringTable中。  
  
  
variable维护了两个表GlobalTable和StringLiteralTable，以及一个栈TopStackFrame。GlobalTable存放全局变量的定义，StringLiteralTable里存放字符串常量(包括\#include中尖括号内的头文件等)。  
  
  
LexAnalyse()里会把变量存到StringTable表里去，返回一个存放整个以token为单位的串（一块动态分配的内存）。  
LexInitParser()里简单初始化ParseState结构，ParseState是里面一个涉及解析和运行的关键结构。  
  
  
二、表达式的实现  
操作符的顺序有四种：OrderNone, OderPrefix, OrderInfix, OrderPostfix, 所有的操作符都会定义后三种顺序对应的优先级。OrderNone的话，是作为判断是操作数的标识。  
  
  
ExpressionStack是实现表达式栈的节点结构，不管是操作符还是操作数都会被封装成一个ExpressionStack节点，压栈。ExpressionStack会记录上一个节点、当前值（如果是操作符就是操作符和优先级）。优先级的设计也是实现表达式的关键之一。 每一个leftbracket 或者 LeftSquareBracket都会将当前Precedence+=BRACKET\_PRECEDENCE。ExpressionStackCollapse会把当前表达式栈上，优先级高于Precedence的进行合并计算。  
  
  
int ExpressionParse(struct ParseState \*Parser, struct Value \*\*Result)  
这个函数是对表达式进行解释运行。它在parse的过程中，对读到的token主要区分两种类型分别进行压栈处理:一种是操作符，一种是TokenIdentifier(TokenIdentifier可能是变量也可能是函数)，其它的还有左右括号、常量字符串和类型名。  
整个表达式压栈之后，调用ExpressionStackCollapse()，对整个表达式调用栈，根据优先级进行计算压栈。  
  
  
举一个取数组里单个元素的例子：ExpressionStackPushLValue将数组变量压栈，再通过ExpressionStackPushOperator将'\['压栈，数组下标是常数的直接调用ExpressionStackPushValue压栈，碰到'\]'之后，则对表达式栈上进行ExpressionStackCollapse压栈，栈上最后形成\{...-\[-下标\}这样子下标在栈顶的布局。  
最后用当前precedence=0来调用ExpressionStackCollapse():获得栈顶的第一个操作符'\[',其操作符是OrderInfix，前面是数组名，后面是下标，调用ExpressionInfixOperator，下标支持浮点转换到整型，最后通过VariableAllocValueFromExistingData函数将数组中的数据取出。  
  
  
三、函数调用  
函数调用的栈帧结构如下：  
struct StackFrame  
\{  
struct ParseState ReturnParser;  
const char \*FuncName;  
struct Value \*ReturnValue;  
struct Value \*\*Parameter;  
int NumParams;  
struct Table LocalTable;  
struct TableEntry \*LocalHashTable\[LOCAL\_TABLE\_SIZE\];  
struct StackFrame \*PreviousStackFrame;  
\};  
估计每次函数调用会对应一个新的StackFrame,其中FuncName是当前的调用函数名，LocalTable存储局部变量和参数。  
  
  
ParseFunctionDefinition，我们需要执行脚本里写好的函数，这个是Parse函数的。函数也是AnyValue(Union)中的一个成员FuncDef,里面存储函数的信息（函数名，返回值类型，是否变长参数，参数类型表，参数名称表，直接的调用地址,函数体对应的ParseState）。调用ParseStatementMaybeRun，用RunModeSkip模式来Parse函数体（->ParseBlock），但不运行，函数对应的值，会被存到GlobalTable中。  
  
  
表达式解析里，对于TokenIdentifier是函数的，则会调用ExpressionParseFunctionCall来实现函数调用过程的解释运行。函数定义如下：  
void ExpressionParseFunctionCall(struct ParseState \*Parser, struct ExpressionStack \*\*StackTop, const char \*FuncName, int RunIt)  
RunIt表示是运行还是仅解析，运行的话，找到函数的定义FuncValue，为函数参数分配空间，把函数参数定义到局部变量里，从FuncValue->Val->FuncDef.Body中提取函数体FuncParser，通过ParseStatement(&FuncParser, TRUE)来实现函数体的调用(->ParseBlock->ParseStatement)。  
ExpressionParseFunctionCall执行的时候，如果是运行状态(RunIt)，返回值压栈，StackFrame压栈，参数列表压栈取出FuncDef.Body，作为当前ParseState,参数个数压栈，调用VariableStackFrameAdd做栈帧构造工作:  
StackFrame压栈，初始化栈帧的ReturnParse(记录函数调用前的ParseState),FuncName,Parameter,把当前栈帧TopStackFrame保存并重置，还需要初始化局部变量表LocalTable。

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