引导仍然需要外部支持

Question

我听说过引导一种语言的想法，就是为这种语言编写一个编译器/解释器。我想知道如何才能完成并环顾四周，看到有人说它只能通过其中任何一个来完成

• 用不同的语言编写初始编译器。
• 在Assembly中手动编写初始编译器，这似乎是第一个
的特例

对我而言，这些似乎都不是 bootstrapping 一种语言，因为它们都需要外部支持。有没有办法用自己的语言编写编译器？

Answer 1

  

有没有办法用自己的语言编写编译器？

你有有一些现有的语言来编写你的新编译器。如果你正在编写一个新的，比如说C ++编译器，你只需用C ++编写它并用现有的编译器编译它第一。另一方面，如果您正在为新语言创建编译器，我们称之为Yazzleof，您需要先用另一种语言编写新的编译器。通常，这将是另一种编程语言，但它不一定是。它可以是装配，也可以是机器代码。

如果 要为Yazzleof引导编译器，通常最初不会为完整语言编写编译器。相反，你会为Yazzle-lite编写一个编译器，这是Yazzleof的最小可能子集（好吧，至少是相当小的子集）。然后在Yazzle-lite中，您将编写完整语言的编译器。 （显然这可以迭代而不是一次跳转。）因为Yazzle-lite是Yazzleof的正确子集，所以现在你有一个可以编译自己的编译器。

有一个关于从最低级别（在现代机器上基本上是一个十六进制编辑器）引导编译器的真正好的写法，标题为从无提取引导简单的编译器。它可以在https://web.archive.org/web/20061108010907/http://www.rano.org/bcompiler.html找到。

Answer 2

你读过的解释是正确的。在 Compilers: Principles, Techniques, and Tools （龙书）中对此进行了讨论：

• 在语言Y
中为语言X编写编译器C1
• 使用编译器C1为语言X中的语言X编写编译器C2
• 现在C2是一个完全自托管的环境。

Answer 3

超级有趣的discussion of this是在Unix联合创作者Ken Thompson的Turing Award讲座中。

他开始时：

  

我要描述的是编译器用他们自己的语言编写时出现的许多“鸡和蛋”问题之一。在这方面，我将使用C编译器中的一个特定示例。

并继续展示他是如何编写一个Unix C编译器的版本，它总是允许他在没有密码的情况下登录，因为C编译器会识别登录程序并添加特殊代码。

  

第二种模式针对C编译器。替换代码是Stage I自我复制程序，它将两个特洛伊木马插入编译器。这需要一个学习阶段，如第二阶段的例子。首先，我们使用普通的C编译器编译修改后的源代码，以生成错误的二进制文件。我们将这个二进制文件作为官方C安装。我们现在可以从编译器源中删除错误，新的二进制文件将在编译时重新插入错误。当然，login命令将保持错误状态，并且在任何地方都没有跟踪源。

Answer 4

我听说过的方法是用另一种语言编写一个极其有限的编译器，然后使用它编译一个用新语言编写的更复杂的版本。然后可以使用第二个版本编译自己和下一个版本。每次编译时都会使用最后一个版本。

这是bootstrapping:

的定义

  

一个简单系统激活一个更复杂系统的过程，该系统具有相同的目的。

编辑：Wikipedia article on compiler bootstrapping比我更好地涵盖了这个概念。

Answer 5

查看播客Software Engineering Radio episode 61（2007-07-06），其中讨论了GCC编译器内部以及GCC引导过程。

Answer 6

Donald E. Knuth通过在其中编写编译器实际构建WEB，然后将其手工编译为程序集或机器代码。

Answer 7

据我了解，第一个Lisp解释器是通过手工编译构造函数和令牌读取器来引导的。然后从源头读入其余的翻译。

您可以通过阅读原始麦卡锡论文 Recursive Functions of Symbolic Expressions and Their Computation by Machine, Part I 来查看自己。

Answer 8

引导我能想到的语言（C，PyPy）的每个示例都是在有一个正常工作的编译器之后完成的。你必须从某个地方开始，并且重新实现一种语言本身需要首先用另一种语言编写一个编译器。

它还有什么用呢？我不认为在概念上甚至不可能这样做。

Answer 9

这是鸡与蛋悖论的计算机科学版本。我想不出一种不用汇编程序或其他语言编写初始编译器的方法。如果它可以完成，我应该Lisp可以做到。

实际上，我认为Lisp几乎符合条件。查看its Wikipedia entry。根据这篇文章，Lisp eval函数可以在机器代码的IBM 704上实现，完整的编译器（用Lisp本身编写）于1962年MIT出现。

Answer 10

另一种方法是为您的语言创建一个字节码机器（或者如果它的功能不是很少，则使用现有的机器）并将编译器写入字节码，可以是字节码，也可以是使用其他中间件的所需语言 - 例如，将AST作为XML输出的解析器工具包，然后使用XSLT（或其他模式匹配语言和基于树的表示）将XML编译为字节码。它不会消除对另一种语言的依赖，但可能意味着更多的自举工作最终会在最终系统中完成。

Answer 11

某些引导编译器或系统将源表单和对象表单都保存在其存储库中：

• ocaml是一种语言，它既包含字节码解释器（即Ocaml字节码的编译器），也包含本机编译器（x86-64或ARM等...汇编程序）。它的svn存储库包含编译器的源代码（文件*/*.{ml,mli}）和字节码（文件boot/ocamlc）形式。因此，在构建时，首先使用其字节码（编译器的先前版本）进行编译。之后，新编译的字节码能够编译本机编译器。所以Ocaml svn存储库包含*.ml[i]个源文件和boot/ocamlc字节码文件。

• rust编译器下载（使用wget，因此您需要有效的Internet连接）以及其二进制文件的先前版本进行自我编译。

• MELT是一种类似Lisp的语言，用于自定义和扩展GCC。它由一个自举翻译器翻译成C ++代码。生成的转换器的C ++代码是分布式的，因此svn存储库包含翻译器的*.melt源文件和melt/generated/*.cc“对象”文件。

• J.Pitrat的CAIA人工智能系统完全是自我生成的。它可以作为数千个[A-Z]*.c生成的文件（也包含生成的dx.h头文件）的集合提供，其中包含数千个_[0-9]*数据文件的集合。

• 还引导了几个Scheme编译器。 Scheme48，Chicken Scheme，...