如何用C语言编写C编译器？

Question

这个问题可能源于我对编译器的误解，但是让我们来看看…K&R第一版前言中可以找到以下陈述(page xi)：

“操作系统、C编译器和基本上所有的UNIX应用程序(包括用于准备本书的所有软件)都是使用C语言编写的。”

(我强调)

这里是我不理解的地方：难道那个C编译器在它能够编译任何C代码之前不必首先被编译吗？如果那个C编译器是用C编写的，那么编译它是否需要一个已经存在的C编译器呢？

摆脱这个无限回归的困境(或者鸡和蛋问题)的唯一方法是，K&R所提到的用C编写的C编译器实际上是使用了一种其他语言编写的已经存在的C编译器进行编译的。用C编写的C编译器接管了以前的C编译器。

还是我完全错了？

- jub0bs

---

你可以先用汇编语言或其他方式创建一个程序，一旦完成后，就可以使用它来制作C语言版本的程序，之后也可以制作其他语言版本。 - chris

C语言最初是在B语言中编写的，而B语言则是从BCPL简化而来，而BCPL又是从Algol 60简化而来。我相信B语言可能是使用宏汇编器编写的。 - aoeu256

Answer 1

这被称为引导, 来自维基百科的引用：

如果需要一种语言X的编译器来获得一种用语言X编写的语言X的编译器，那么第一个编译器是如何被编写的？解决这个先有鸡还是先有蛋的问题的可能方法包括:

1. 使用语言Y实现语言X的解释器或编译器。Niklaus Wirth报告了他是如何用Fortran写出第一个Pascal编译器的。
2. 另一种语言Y已经编写了X的解释器或编译器；这就是Scheme通常是如何引导的。
3. 编译器的早期版本是用X的子集编写的，其中存在其他编译器；这就是一些Java、Haskell和初始的Free Pascal编译器的引导方式。
4. X的编译器是从存在X编译器的其他架构跨编译而来的；这就是C编译器通常被移植到其他平台的方法。这也是在初始引导之后使用的Free Pascal方法。
5. 用X编写编译器；然后手动从源代码编译它（很可能是非优化方式），并运行该程序以获得优化的编译器。Donald Knuth将此用于他的WEB可读性编程系统。

如果您感兴趣，here 是Dennis Richie的第一个C编译器源代码。

- Yu Hao

Answer 2

通常情况下，第一个编译器是用另一种语言编写的（在这种情况下直接使用PDP11汇编语言编写编译器，或者对于大多数"现代"语言使用C语言）。然后，使用这个第一个编译器来编写一个用该语言本身编写的编译器。

您可以阅读关于C语言历史的页面。 您将看到它也与UNIX系统密切相关。

- perror

---

请注意将1970年的真理转化到今天。GCC已经转向使用C++。 - Marco van de Voort

哦，使用C++中的GCC...... 我有一点怀疑（也有些害怕！:-)）。 - perror

以下是需要翻译的内容：http://gcc.gnu.org/gcc-4.8/changes.html 第一行。GCC 4.8 Release Series Changes, New Features, and Fixes - Marco van de Voort

Answer 3

请参见维基百科页面中的“鸡和蛋”部分：

如果需要一种语言X的编译器来获得该语言X的编译器（该编译器是用语言X编写的），那么第一个编译器是如何编写出来的呢？解决这个鸡和蛋问题的可能方法包括：

• 使用语言Y实现语言X的解释器或编译器。Niklaus Wirth报告称，他用Fortran编写了第一个Pascal编译器。
• 另一种语言Y中已经编写了X的另一个解释器或编译器；这就是Scheme通常如何引导的方式。
• 先前版本的编译器是用X的子集编写的，对于该子集存在其他编译器；这就是某些Java、Haskell的超集以及最初的Free Pascal编译器引导的方式。
• X的编译器是从存在X编译器的另一种架构交叉编译而来的；这就是C编译器通常被移植到其他平台的方式。这也是Free Pascal在初始引导后使用的方法。
• 使用X编写编译器；然后手工编译源代码（很可能是非优化方式），并运行该代码以获得优化的编译器。Donald Knuth用于他的WEB可读程序设计系统。

- Pascal Cuoq

---

Pascal cuoq... 在第一点中，语言Y首先应该有一个编译器，对吧？我认为像Clojure这样的语言就是这样编写的。你能解释一下“手动编译”是什么意思吗？ - AV94

Answer 4

编译器用它所编译的语言来编写是再普通不过的事情了。实现这个目标的方法之一是使用某种其他语言编写语言L的完整编译器，然后使用L中的编译器重新编写一个新的编译器。更有趣的方法是在其他语言中编写L子集的最小编译器，然后使用该最小子集改进编译器，使其不再那么小，并增加可用的L子集。通过这种方式，可以构建出一个完整的编译器。

- Jon Kiparsky