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codec++
Created
May 29, 2025 1:37 AM
与C++内存布局及调用约定深度兼容的动态脚本语言，通过自研编译器实现即时编译与无缝嵌入，尝试在保留脚本灵活性的同时，尽可能贴近C++的原生性能，为性能与效率的平衡提供了轻量化解决方案
- 前端：
- 词法分析：字符流->记号流（Tokens），使用 Flex，根据自定义的正则表达式规则，自动生成词法分析的扫描器
- 语法分析：记号流->抽象语法树（AST），采用Bison来实现，Bison可以与Flex进行协作，根据上下文无关文法（CFG）对输入的 tokens 序列进行分析，验证其是否符合某种语言的语法规则，并构建对应的抽象语法树
- 语义分析、生成中间代码：抽象语法树->中间代码，使用了LLVM IR作为中间代码语言，它介于高级语言和目标代码之间，既能表达高级语言的抽象概念，又能适应底层机器代码的生成需求
- 作用域解析：追踪变量/函数的作用域（如块级作用域、全局作用域）。
- 符号绑定：将标识符与其声明关联（如变量类型、函数签名）。
- 重复定义检查：禁止同一作用域内同名符号的重复声明。
- 类型推断与检查：验证表达式和操作的合法性，如 int a = "str"; 类型不匹配。
- 隐式类型转换：处理类型提升，如 int + float 自动转为浮点运算。
- 函数签名匹配：检查实参与形参的个数、类型一致性。
- 语句上下文检查：确保 break 仅在循环内、 return 与函数返回类型一致。
- 可达性分析：检测不可达代码（如 return 后的语句）。
- 优化常量计算（如 const x = 2 + 3*4; 直接计算为 14 ）。
- 用于数组长度、条件编译等需编译期确定值的场景。
- 优化器（中端）：通过一系列LLVM预置的优化遍(Pass)
- 后端：负责将中间代码转换成目标机器的的机器码
- 使用 LLVM 的 ORC JIT 作为即时编译器的实现，支持在程序运行时编译脚本，并通过查找函数地址的方式执行脚本
- 编译器最终输出为x86_64平台的可执行二进制，以JIT实例的方式常驻内存，通过入口函数地址执行
符号表管理
类型系统校验
控制流合法性
常量表达式求值
数据流分析
| 死代码消除 (DCE)
| 通过数据流分析，LLVM 能够精确地识别和删除这些无用的指令。
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全局值编号(GVN)
| 检测并消除等价的冗余表达式，减少重复计算。
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循环优化
| 循环展开
(Loop Unrolling)
| 通过展开循环体中的指令，减少循环控制的开销，并增加指令级并行性。
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循环分割
(Loop Split)
| 将复杂的循环拆分为多个更简单的循环，以便更好地优化每个循环。
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循环不变代码外提
(LICM)
| 将循环中不变的计算移出循环体，从而减少不必要的重复计算。
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控制流优化
| 条件合并
(Conditional Merging)
| 合并控制流中多余的条件判断，从而简化分支结构。
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跳转线程化
(Jump Threading)
| 在控制流图中，将多个条件判断组合为一个单一的跳转，以减少不必要的分支。
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尾调用优化 (TCO)
| 优化递归函数调用，使得尾递归调用能够直接重用当前栈帧，从而避免栈溢出。
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内存访问优化
| 内存别名分析
(Alias Analysis)
| 确定不同指针是否指向相同的内存位置，从而帮助优化器在内存访问上进行优化，如消除冗余的内存加载和存储操作。
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堆栈分配优化
(Stack Allocation Optimization)
| 通过分析栈上变量的生命周期，减少不必要的内存分配和释放，或者将栈分配的变量优化到寄存器中。
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