c - 怎么可能引导一个 C 编译器(从源代码)？

Question

我正在调查 compiler bootstrapping ，我研究了 Golang 如何从源代码实现引导，即通过构建用 C 实现的最后一个 Golang 版本并使用生成的可执行文件来编译更新的 Go 版本。这让我很好奇如何用 C 完成同样的事情。你能在计算机上构建一个 C 编译器，而实际上它上面什么都没有吗？如果不是，那我怎么能相信我使用的编译器的二进制文件不会自动填充它用 spy 软件编译的二进制文件？

相关问题，since the first C compiler was written in B而B是用BCPL写的，BCPL是用什么写的？

Answer 1

Can you construct a C compiler on a computer with literally nothing present on it?

主要问题是如何(2021 年)你会为那台计算机编写程序吗？以及如何输入？

在 1970 年代的计算机(如 IBM 360 大型机)有许多机械开关来输入一些初始程序。在 1960 年代，他们拥有更多，例如IBM1620 .

今天，您将如何输入初始程序？您是否考虑过使用一些 Arduino ?偶oscilloscopes今天包含带有程序的微处理器......

今天的一些爱好者已经设计(并花了很多钱)在几年前制作了带有机械的计算机relays .这些可能比您可以购买的最便宜的笔记本电脑(或计算机鼠标中的微 Controller - 而且您的鼠标也包含一些软件)慢数千倍。

您还可以购买许多离散的transistors (例如数千个 2N2222)并通过焊接它们来制造计算机。

即使是便宜的主板(例如 MSI A320M A-PRO )今天也有一些 firmware名为 UEFI 的程序或 BIOS .它是随那个程序一起提供的......并且据传主要是用 C 语言编写的(几十万条语句)。

在某些方面，计算机芯片是用 VHDL 编码的“软件”。 , SystemC等等……等等……

但是，原则上您仍然可以在 2021 年引导 C 编译器。

这是一个假设的故事......

想象一下，你今天有一台笔记本电脑，在某个孤岛上运行一个小型 Linux 发行版(如 Robinson Crusoe)，没有任何互联网连接 - 但有书籍(包括 Modern C 和一些关于x86-64 汇编和指令集架构以及许多其他纸质书籍)、铅笔、纸张、食物和大量时间。假设系统没有任何 C 编译器(例如，因为您刚刚从某些 Debian 发行版中错误地删除了 gcc 包)，而只是 GNU binutils (即链接器 ld 和汇编器 gas)，一些二进制形式的编辑器(例如 GNU emacs 或 vim )，GNU bash和 GNU make作为二进制包。我们假设您有足够的动力花费数月时间编写 C 编译器。我们还假设您可以访问 man pages以某种纸质形式(特别是 elf(5) 和 ld(1) ...)。我们必须假设您可以使用 od(1) 检查二进制形式的文件和 less(1) .

然后你可以在纸上设计 EBNF notation 中 C 语言的子集 µC .经过几个月的努力，可以写出一个小汇编程序，直接做syscalls(2) (参见 Linux Assembly HowTo )并解释该 µC 语言(因为编写解释器比编写编译器更容易；例如阅读 Dragon book 和 Queinnec 的 Lisp In Small Pieces 和 Scott 的 programming language pragmatics 书)。

一旦有了微型 µC 解释器，您就可以在 µC 中编写一个简单的 µC 编译器(因为 Fabrice Bellard 已经能够编写他的 tinyC 编译器)。

调试完 µC 编译器后，您可以对其进行扩展以接受 C 的所有语法和语义。

一旦你有一个完整的 C 编译器，你可以改进它以更好地优化，也许扩展它以接受 C++ 的一个小子集，你还可以编写一个受 Frama-C 启发的静态 C 代码分析器.

PS。 Bootstrapping 可以推广很多 - 请参阅 Pitrat 的博客 bootstrapping artificial intelligence (Jacques Pitrat，1934 年出生，2019 年 10 月去世)和 RefPerSys项目。