HolyC 编程语言 - 测试版

Terry A. Davis 的 HolyC 语言实现

U0 Main()
{
  "Hello world\n";
}
Main;

完整的语言文档可以在这里找到：https://holyc-lang.com/

简介

这是一个从零开始用 C 语言构建的 HolyC 编译器。目前它是非优化的，直接遍历 AST 并将其编译成 x86_64 汇编代码文本，然后传递给 gcc 进行汇编。支持浮点运算以及大多数主要语言特性。

示例

以下是一段代码片段，展示了这个 HolyC 编译器支持的一些特性。主要包括继承、循环、使用字符串的 printf 以及循环。编译器支持所有类 C 的控制流。

class SomethingWithAnAge
{
  I64 age;
};

class Person : SomethingWithAnAge
{
  U8 name[1<<5];
};

U0 ExampleFunction(U0)
{
  Person *p = MAlloc(sizeof(Person));

  MemCpy(p->name,"Bob",3);
  p->age = 0;

  while (p->age < 42) {
    p->age++;
  }
  "name: %s, age: %d\n",p->name,p->age;
  Free(p);
}

ExampleFunction;

兼容性

目前，这个 HolyC 编译器可以将 HolyC 源代码编译成兼容 x86_64 的二进制文件，已在 AMD Linux 和 Intel Mac 上进行了测试。因此，大多数 x86_64 架构应该都支持。创建带有一些优化的 IR 并编译到 ARM 是高优先级的待办事项。

构建

运行 make，然后运行 make install（在 Linux 上需要 sudo make install），这将安装编译器和 HolyC 库，包括字符串、哈希表、I/O、数学、网络、JSON 解析等库... 详见 ./src/holyc-lib/

使用编译器

编译器编译完成后，可以使用以下选项，可以通过运行 hcc --help 显示这些选项：

HolyC 编译器 2024. 不稳定版
hcc [..选项] <..文件>

选项：
  -ast     打印 AST 并退出
  -tokens  打印标记并退出
  -S       仅生成汇编代码
  -obj     生成目标文件
  -lib     生成动态和静态库
  -clibs   链接 C 库，如：-clibs=`-lSDL2 -lxml2 -lcurl...`
  -o       输出文件名：hcc -o <名称> ./<文件>.HC
  -run     立即运行文件（非 JIT）
  -g       未实现
  -D<变量> 设置编译器 #define（不接受值）
  --help   打印此消息

差异

auto 关键字用于类型推断，这是一个额外的特性，使代码编写更容易。
cast<类型> 可用于类型转换，也可以使用后缀类型转换。
允许在循环中使用 break 和 continue。
您可以通过声明原型 extern "c" <类型> <函数名> 来调用任何 libc 代码。然后像平常一样调用函数。示例请参见这里。

错误

这是一个非详尽的错误列表，如果您发现任何问题，请开启一个 issue 或提交 pull request。我打算在有时间时修复这些问题。

使用 %f 格式化浮点数不起作用
编译器的内存管理几乎不存在，目前所有标记都在编译前生成，这非常慢。
错误消息中的行号有时不准确，并且不报告文件
参数列表中的函数指针必须放在最后
所有可变参数都通过栈传递
I32 和 I64 之间的类型转换非常有问题，最明显的是用 I32 调用期望 I64 的函数，反之亦然，这常常会导致段错误。因此，对于整数类型，最好使用 I64。
#define 的预处理器目前只能接受数值表达式和字符串。它不像 C 编译器的预处理器。

灵感与资源：

很多汇编代码是通过运行 gcc -S -O0 <文件> 或 clang -s O0 <文件> 拼凑而成的。这对学习汇编很有效，玩 TempleOS 也是如此。以下是我在学习过程中发现特别有用的编译器和资源的非详尽列表。

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