使用预处理指令从C代码生成AST

Question

使用预处理指令从C代码生成AST

cgccrefactoringtransformationabstract-syntax-tree

4

如何从gcc C代码构建AST（抽象语法树），以进行一些转换，例如下面的示例，在此之后再次生成C语法的代码？

    if(condition_1){
     //lines of code 1
    }
    #ifdef expression_1
        else if(condition_2){
           //lines of code 2
        }
   #endif

转换为

bool test = condition_1;
if(teste){
 //lines of code 1
}
#ifdef expression_1
  if(!(test) && condition_2){
    //lines of code 2
  }
#endif

- Antonio Correia

有可能的解决者们：这个问题很明确，而且有一个明确的答案。 - Ira Baxter

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- Ira Baxter · Accepted Answer

GCC本身可以构建AST，但在扩展预处理器指令之前不会这样做。因此，预处理器条件已经不存在了。在进行转换后重新安装它们将非常困难。进行涉及条件本身的转换将是不可能的。因此，GCC本身不是获取所需AST的好方法。

如果您想解析代码示例（包裹在“else if”周围的条件非常好！），则需要一个重构解析器。这些解析器旨在支持重构。这种解析器需要捕获比传统解析器更多的内容，例如标记的列号、词法项的格式等，以便从修改后的树中重新生成源文本。对于C语言，这样的解析器必须捕获预处理器指令。这些相当罕见。

我们的DMS软件重构工具包及其C前端就是这样一种重构解析器，它处理许多C方言，包括GCC 2/3/4/5。它专门设计用于捕获预处理器条件（包括您的特定示例）。DMS还支持使用源到源转换执行转换。

对于OP示例的更改版本，放置在test.c中：

void main () {
  if (condition_1) {
     x++; 
  }
  #ifdef expression_1
  else if (condition_2) {
         y++;
       }
  #endif
}

... DMS C~GCC4解析器（开箱即用）生成以下AST：

C:\DMS\Domains\C\GCC4\Tools\Parser\Source>run ..\domainparser ++AST C:\temp\test.c
C~GCC4 Domain Parser Version 3.0.1(28449)
Copyright (C) 1996-2015 Semantic Designs, Inc; All Rights Reserved; SD Confidential
Powered by DMS (R) Software Reengineering Toolkit
AST Optimizations: remove constant tokens, remove unary productions, compact sequences
Using encoding Unicode-UTF-8?ANSI +CRLF +1 /^I

28 tree nodes in tree.
(translation_unit@C~GCC4=2#3cde920^0 Line 1 Column 1 File C:/temp/test.c
 (function_definition@C~GCC4=966#3cde740^1#3cde920:1 Line 1 Column 1 File C:/temp/test.c
  (function_head@C~GCC4=967#3047320^1#3cde740:1 Line 1 Column 1 File C:/temp/test.c
   (simple_type_specifier@C~GCC4=686#3047180^1#3047320:1 Line 1 Column 1 File C:/temp/test.c)simple_type_specifier
   (direct_declarator@C~GCC4=852#3047380^1#3047320:2 Line 1 Column 6 File C:/temp/test.c
   |(IDENTIFIER@C~GCC4=1531#3047160^1#3047380:1[`main'] Line 1 Column 6 File C:/temp/test.c)IDENTIFIER
   |(parameter_declaration_clause@C~GCC4=900#30473c0^1#3047380:2 Line 1 Column 12 File C:/temp/test.c)parameter_declaration_clause
   )direct_declarator#3047380
  )function_head#3047320
  (compound_statement@C~GCC4=507#3cde1e0^1#3cde740:2 Line 1 Column 14 File C:/temp/test.c
   (selection_statement@C~GCC4=539#3cde940^1#3cde1e0:1 Line 2 Column 3 File C:/temp/test.c
   |(if_head@C~GCC4=550#30476e0^1#3cde940:1 Line 2 Column 3 File C:/temp/test.c
   | (IDENTIFIER@C~GCC4=1531#30473e0^1#30476e0:1[`condition_1'] Line 2 Column 7 File C:/temp/test.c)IDENTIFIER
   |)if_head#30476e0
   |(compound_statement@C~GCC4=507#3cde700^1#3cde940:2 Line 2 Column 20 File C:/temp/test.c
   | (expression_statement@C~GCC4=503#3047740^1#3cde700:1 Line 3 Column 6 File C:/temp/test.c
   |  (postfix_expression@C~GCC4=205#3047720^1#3047740:1 Line 3 Column 6 File C:/temp/test.c
   |   (IDENTIFIER@C~GCC4=1531#3047700^1#3047720:1[`x'] Line 3 Column 6 File C:/temp/test.c)IDENTIFIER
   |  )postfix_expression#3047720
   | )expression_statement#3047740
   |)compound_statement#3cde700
   |(if_directive@C~GCC4=1088#3cde7a0^1#3cde940:3 Line 5 Column 3 File C:/temp/test.c
   | ('#'@C~GCC4=1548#3cde820^1#3cde7a0:1[Keyword:0] Line 5 Column 3 File C:/temp/test.c)'#'
   | (IDENTIFIER@C~GCC4=1531#3cde1c0^1#3cde7a0:2[`expression_1'] Line 5 Column 10 File C:/temp/test.c)IDENTIFIER
   | (new_line@C~GCC4=1578#3cde800^1#3cde7a0:3[Keyword:0] Line 5 Column 22 File C:/temp/test.c)new_line
   |)if_directive#3cde7a0
   |(selection_statement@C~GCC4=527#3cde840^1#3cde940:4 Line 6 Column 8 File C:/temp/test.c
   | (IDENTIFIER@C~GCC4=1531#3047340^1#3cde840:1[`condition_2'] Line 6 Column 12 File C:/temp/test.c)IDENTIFIER
   | (compound_statement@C~GCC4=507#3cde860^1#3cde840:2 Line 6 Column 25 File C:/temp/test.c
   |  (expression_statement@C~GCC4=503#3cde8a0^1#3cde860:1 Line 7 Column 12 File C:/temp/test.c
   |   (postfix_expression@C~GCC4=205#3cde880^1#3cde8a0:1 Line 7 Column 12 File C:/temp/test.c
   |   |(IDENTIFIER@C~GCC4=1531#3cde780^1#3cde880:1[`y'] Line 7 Column 12 File C:/temp/test.c)IDENTIFIER
   |   )postfix_expression#3cde880
   |  )expression_statement#3cde8a0
   | )compound_statement#3cde860
   |)selection_statement#3cde840
   |(endif_directive@C~GCC4=1092#3cde8c0^1#3cde940:5 Line 9 Column 3 File C:/temp/test.c
   | ('#'@C~GCC4=1548#3cde900^1#3cde8c0:1[Keyword:0] Line 9 Column 3 File C:/temp/test.c)'#'
   | (new_line@C~GCC4=1578#3cde8e0^1#3cde8c0:2[Keyword:0] Line 9 Column 9 File C:/temp/test.c)new_line
   |)endif_directive#3cde8c0
   )selection_statement#3cde940
  )compound_statement#3cde1e0
 )function_definition#3cde740
)translation_unit#3cde920

编辑：OP要求提供如何进行转换的示例。正如先前所述，DMS允许源代码到源代码的转换模式，形式为“如果你看到这个，就用目标语言（在本例中为C的GCC4版本）的表面语法替换它”。此类转换的价值在于，它们比通过调用过程完成的传统AST操纵代码更容易编写。

为了实现OP的效果，他需要以下DMS转换：

    default domain C~GCC4; // tells DMS to use C domain with GCC4 dialect

    rule transform_pp_conditional_else(c1: condition, c2: condition,
                                       s1: statements, s2: statements, 
                                       pc1: preprocessor_condition):
         statement -> statement

      "if (\c1) { \s1 }
       #ifdef \pc1
       else if (\c2) { \s2 }
       #endif"
   ->
       "{ bool test=\c1;
          if (test) { \s1 }
          #ifdef \pc1
          if (!test && \c2) { \s2 }
          #endif
        }"

默认域声明告诉DMS以下规则适用于GCC4。在DMS中，转换被称为“规则”；它通过子树类型进行参数化。元引号“...”用于区分DMS重写规则语法和C~GCC4语法。我认为其余部分足够清晰。