向标准 C 语法添加关键字答案

【问题标题】：Adding a keyword to standard C grammar向标准 C 语法添加关键字
【发布时间】：2012-07-03 07:27:27
【问题描述】：

我正在考虑一个源到源编译器想在标准 C 语法中添加一个关键字（比如 shared）。当一个指针被标记为 shared 时，它是一个特殊的指针，不能直接取消引用。相反，应该调用函数来安全地复制出该值。

如果所有变量都是原始类型，那么一个简单的 C++ 程序就会为我完成翻译。但是，我们有 struct 和 union，然后我们有可能包含共享指针的结构，包含指向共享指针的简单指针的结构等。这听起来像处理 volatile 关键字的严肃类型检查，可能重用或修改现有编译器将是更好的选择。但是我不知道哪个编译器更容易开始修改。你有什么建议吗？顺便说一句，我想查看翻译后的 C 代码，而不是中间代码。它会改变我们的选择吗？谢谢。

【问题讨论】：

你将如何标记负责取消引用每个此类指针的函数？
@unwind：如果 shared 像提问者所建议的那样被视为 cv 限定符，那么大概是你投了。对提问者：这不能回答您的问题，但为什么不为您想要的每种类型 Foo 转发声明 struct shared_Foo; 呢？然后shared_Foo* 不能被取消引用，而是被任何应该取消引用的人转换为Foo*。通常，当人们需要不透明的指针时，他们很乐意拥有一些可以使用它们的 TU，而另一些则不能。所以他们甚至不需要shared_Foo，他们只需在标头中前向声明struct Foo 并在.c 文件中定义它。
“标准 C 语法”？实践中不存在：-{很多变种。
至于关键字部分，我建议添加一个属性（和#define 你的“关键字”），这是一种更容易做到的方式。应该可以在 clang 级别实现您的分析，但使用中间代码 (llvm ir) 更容易，它本质上是一种逃逸分析。如果您（使用元数据）跟踪所有指针的来源，则可以将分析传播回 AST 级别并发出转换后的代码。

标签： c gcc clang

【解决方案1】：

你知道不透明类型吗？在.h 文件中声明一个类型：

typedef struct OpaqueType_s OpaqueType;

并在.c 文件中定义它：

struct OpaqueType_s {
   int value;
};

然后您可以在 .c 文件中取消引用指向它的指针，其中您定义它，但只将它们传递给其他文件中的其他函数（有点像void）。

【讨论】：

【解决方案2】：

我们的DMS Software Reengineering Toolkit 及其C Front End 可能是合适的。

DMS 提供通用解析/AST 构造、符号表构造、控制和数据流分析工具、用于 AST 修改的过程 API 和表面语法重写规则，以及 AST 到可编译的文本重新生成（包括注释重新生成）。前端将 DMS 专门用于特定语言（例如 C；DMS 支持许多其他语言）。前端由BNF驱动；一切都建立在此之上（使用属性语法等）。方言管理使语言前端能够专门用于特定方言（对于 C，目前包括 GCC2/3/4、MS Visual C、ANSI C、GreenHills C、C99 等）。

为了执行 OP 的任务，他将为他的 C 版本定义一种方言，修改前端提供的符号表机制以捕获他的指针新属性，并修改类型检查以验证新的指针类型是否正确没有被他的定义误用。通过类型检查，他可以编写源到源转换，将 shared-ptrC 转换为 vanilla C 以获得可运行的代码。

替代方案可能是使用 Clang 或 GCC，但我的理解是两者都没有语法，因此对解析器的更改必须作为代码实现。两者都不提供任何源到源的重写。我认为 Clang 提供了源代码修补，但我不确定您是否可以在修补后对某个地方进行一系列重写。我认为 GCC 会让你在程序上修改 AST，但不能重新生成源代码。

所有这些解决方案在预处理方面都存在一些问题。我认为 Clang 和 GCC 必须扩展预处理器指令。 DMS 必须扩展非结构化指令。

【讨论】：

我们有一个打了就跑的选民标记答案，但没有提供关于投诉的评论反馈。我得到了很多。我怀疑这是因为 DMS 的商业性质。虽然我知道有人可能出于个人原因不使用商业产品，但这似乎不是反对答案的糟糕理由。