将C代码的中间表示解析为c

Question

我有一个用C编程语言编写的文件，并使用CIL进行了预处理。 现在在此文件中调用了一个名为foo（）的函数。 我想修改此文件中的C代码，以使对foo（）的所有调用都在#ifdef保护之下。 我只希望保护调用而不是函数主体，以便对调用有更好的控制。 调用可以在if条件或while循环内。 宏名称的规则：名称以MACRO_开头，并以原始代码中的函数调用foo（）的行号结尾。

这将在工具内部自动进行，我正在寻找可以对此进行解析的C代码的编译器。

例：

输入源文件

void foo(int x){
 // do something
}

int main(){
 int a;
 printf("doing something");
 foo(a);
 printf("doing something again");
 foo(a);
 return 0;
}

所需的输出

void foo(int x){
 // do something
}

int main(){
 int a;
 printf("doing something");
#ifdef MACRO_1
 foo(a);
#endif
 printf("doing something again");
#ifdef MACRO_2
 foo(a);
#endif
 return 0;
}

Answer 1

您可以自定义一些免费的软件编译器。 如果使用最新的GCC ，则可以使用MELT （一种Lispy域专用语言来扩展gcc和g++等）自定义它。

您可能不想生成惯用的C代码。 定制您的编译器（例如，GCC-或Clang / LLVM ...）以具有所需的行为会容易得多。

转换某些内部编译器表示形式（例如，用于GCC的Gimple ）比输出C代码要简单一些。 它可能仍然意味着需要花费数周的时间（因为C和C ++是相当复杂的语言，并且编译器具有非常复杂的内部表示形式）。

注意，您的问题没有考虑在某个宏（或某些C ++模板扩展，甚至某些内联函数）中调用foo时发生的情况。 这说明了为什么值得在编译器的中间表示形式上进行工作。

顺便说一句，您可能会对coccinelle感兴趣， coccinelle是自由软件转换器的来源。

您原则上也可以使用Clang （将C或C ++代码编译为LLVM ），然后使用llvm-cbe （将LLVM转换为C的后端）

Answer 2

对于SIMPLE源代码，显然可以使用您喜欢的脚本语言（perl，php，awk，python等）的简单脚本和一些正则表达式来执行此操作。 但是，如果您开始决定在if语句中支持函数调用，成员函数调用等[并且希望最终得到实际编译为正确程序的输出代码]，这确实变得越来越困难。

在这种情况下，您需要可以读取（并“理解”）C或C ++并产生某种中间形式的内容，然后可以对其进行处理并重新发布带有修改的源代码。 无论从哪里开始，编写这样的代码都不是一件容易的事。 一种解决方案是将Clang用作库。 它具有从抽象语法树（AST）形式重写C或C ++代码的功能。 此链接显示了此类重写器的示例： http : //eli.thegreenplace.net/2012/06/08/basic-source-to-source-transformation-with-clang

如果您有类似以下的代码，我不确定您要做什么：

 if (x) 
    foo();
 bar();

显然，只需插入#if即可调用foo(); 将仅在x为true时才调用bar() ，这可能不是您想要的...

Answer 3

如果代码的结构使得可以简单地注释掉foo调用来保护行，并且不需要处理更复杂的表达式，例如bar(), foo(a) ，则可以使用如下awk：

awk '/^\s*foo\(/ { print "#ifdef MACRO_" NR; print; print "#endif"; next } 1' filename.c

这将

/^\s*foo\(/ {                  # handle lines that begin with foo( preceded
                               # optionally by whitespaces specially by:
  print "#ifdef MACRO_" NR     # printing #ifdef MACRO_linenumber before
  print
  print "#endif"               # and #endif after the line.
  next
}
1                              # all other lines are printed unchanged.

请注意 ，这是一个肮脏的程序，它不会尝试正确地解析C代码。 您可以通过多种方法来解决此问题，其中包括：

if(something)
  foo(a);

和

foo(
  a
);

那会出来

if(something)
#ifdef MACRO_foo
  foo(a);
#endif

和

#ifdef MACRO_foo
foo(
#endif
  a
);

分别。 它可能适用于您的特定情况，但它不是通用的C代码处理工具。

Answer 4

如果任务是在未定义（或定义）某个宏时从代码中排除对foo(int)调用，则以下方法可能会更好：

void foo(int x){
#ifdef MACRO_foo
 // do something
#endif
}

int main(){
 int a;
 printf("doing something");
 foo(a);
 printf("doing something again");
 foo(a);
 return 0;
}

因此，您可以只排除函数体，而在整个程序中保留函数调用。

Answer 5

我认为您是在要求CIL做CIL无法做的事情。 由于它对预处理的源代码进行操作，因此它不表示预处理器指令，因此您不能“将它们放入CIL表示形式”进行重新生成。 当遇到特殊情况时，您可能可以破解CIL实现本身以吐出指令，但是很难相信这样的hack在任何情况下都是普遍的。

您说您正在寻找“无法解析C代码的编译器来执行此操作”。 如果您坚持认为“ this”涉及CIL，我认为您很不幸。 只有CIL本身可以做到这一点。

如果您放弃CIL并考虑使用其他工具，那么我想我有一个答案，它将像CIL一样做， 可以在表示中保留预处理器指令（和/或允许您根据自定义规则插入它们），并可以重新生成有效的C源代码文本。

该工具是我们的DMS软件再造工具包 ，通用程序转换引擎及其C前端 。 DMS将C代码解析为AST，然后将其解析为有效的源代码，包括保留注释。 它可以用于混合使用其AST操纵库中的过程调用和/或使用表面语法进行源到源重写的源到源转换。

在大多数情况下，DMS会捕获AST中的预处理器指令（它们只是“更多语法！”）；有时您需要（永久地）稍微修改源代码以使预处理器指令可口DMS为C提供符号表和控制和数据流分析；这些将需要进行一些修订以处理预处理程序的条件。

为了匹配您对CIL所做的工作，您可以要求DMS进行预处理。 现在，您最终获得了不含预处理程序的AST。 DMS现有的符号表，CF和DF机械现在可以直接处理这种情况。 因此，您可以使用该附加信息对AST进行复杂的操作，其方式不同于但等同于CIL。 此外，您仍然可以修改AST以插入预处理程序指令，这似乎是您的关键问题。

为了实现特定于呼叫站点的条件的特定效果，您可以利用DMS的表面语法从源到源的转换功能。 以下DMS转换可以完成您想要的操作：

rule wrap_function_call(i: Identifier, a:arguments ):statement -> statement
"  \i(\a); "
 ->
 "  #ifdef \generate_macro_name\(\i\)
      \i(\a);
    #endif
 "
 if want_to_wrap(i);

该规则查找与函数调用相对应的任何语法树作为语句 ，并将其包装在条件语句中。 （如果函数调用是表达式的一部分，您没有说要做什么；这种情况需要更多的转换，但也可以处理）。 定制帮助器函数generate_macro_name使用与与该函数名称匹配的标识符AST节点关联的源位置信息来制造宏名称。 转换以另一个自定义帮助器函数want_to_wrap为条件，该函数检查每个匹配的名称以确定是否应该包装该名称。

完成代码转换后，您将调用DMS的prettyprinter机制将AST打印为源文本。