在应用程序中嵌入 C++ 编译器

Posted 2023-03-13

【中文标题】在应用程序中嵌入 C++ 编译器

【英文标题】：Embed C++ compiler in application

【发布时间】：2014-05-28 08:11:00

【问题描述】：

着色器不是很酷吗？你可以只输入一个纯字符串，只要它是有效的源代码，它就会编译、链接和执行。我想知道是否有办法将 GCC 嵌入到用户应用程序中，使其“自给自足”，例如具有编译与自身兼容的本机二进制文件的内部能力。

到目前为止，我一直在从应用程序内部启动的进程中调用独立的 GCC，但我想知道是否有一些 API 或可以允许“直接”使用而不是独立编译器的东西。另外，如果有可能，是否允许？

编辑：虽然最初的问题是关于 CGG，但我也想了解如何嵌入 LLVM/Clang。

现在，针对无法将 2 + 2 放在一起的人进行特殊编辑：该问题询问如何以允许从代码中使用内部 API 而不是从代码中调用编译的方式将 GCC 或 Clang 嵌入可执行文件中命令提示符。

【问题讨论】：

如果您想在您的应用程序中嵌入 gcc 并分发结果，您可能（与律师交谈以确定）必须根据 GPL 发布它。

【参考方案1】：

我会为使用 Clang/LLVM 而不是 GCC 的建议添加 +1。几个很好的理由：

它更加模块化和灵活 编译时间可以大大低于 GCC 它支持您在 cmets 中列出的平台 它有一个可以在内部使用的 API

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string source = "app.c";
string target= "app"; 

llvm::sys::Path clangPath = llvm::sys::Program::FindProgramByName("clang");

// arguments
vector<const char *> args;
args.push_back(clangPath.c_str());
args.push_back(source.c_str());
args.push_back("-l");
args.push_back("curl");

clang::TextDiagnosticPrinter *DiagClient = new clang::TextDiagnosticPrinter(llvm::errs(), clang::DiagnosticOptions());
clang::IntrusiveRefCntPtr<clang::DiagnosticIDs> DiagID(new clang::DiagnosticIDs());
clang::DiagnosticsEngine Diags(DiagID, DiagClient);

clang::driver::Driver TheDriver(args[0], llvm::sys::getDefaultTargetTriple(), target, true, Diags);

clang::OwningPtr<clang::driver::Compilation> c(TheDriver.BuildCompilation(args));

int res = 0;
const clang::driver::Command *FailingCommand = 0;
if (c) res = TheDriver.ExecuteCompilation(*c, FailingCommand);
if (res < 0) TheDriver.generateCompilationDiagnostics(*c, FailingCommand);

【讨论】：

等一下，“clangPath”？这是否意味着 clang::driver::Driver 实际上执行了一个外部“clang”进程？

@cap 任何编译器都需要大量的外部资源，例如库和头文件。大多数编译器相对于它们的安装路径来解决这些问题。

看起来代码来自这个网站：fdiv.net/2012/08/15/compiling-code-clang-api

【参考方案2】：

是的，有可能，例如，QEMU 做到了。

我在这个领域没有任何个人经验，但从我的阅读来看，LLVM 似乎比 GCC 更适合嵌入和扩展。

【讨论】：

LLVL/Clang 在支持方面正在迎头赶上，并且更加灵活，但 GCC 仍然有更好的平台支持。我已经有一个模块化和可定制的编译器，我需要 GCC 来实现旧版兼容性。

好吧，在这种情况下，您要么必须继续使用当前的方法，要么查看 QEMU 正在做什么。据我所知，GCC 没有一种简单的方法可以将其嵌入到您的项目中（没有稳定的 API，也没有设计为构建为库）。

@user2341104 另一个例子是 GNU Common Lisp。它使用 gcc 编译为 DLL 或 .so 文件并动态链接到当前解释器映像。 gcc 实例是在子进程中调用的，但不是嵌入的。

【参考方案3】：

http://www.thefreecountry.com/compilers/cpp.shtml 上提供了一些较旧的 C++ 编译器和解释器列表。

回答“自给自足”的应用程序通常是一个好的语言解释器。其中有很多，很多将代码编译成字节码文件。 Lua language 解释器非常流行且易于嵌入。甚至一些强者use it。

几年前还有一个开源的 C++ 解释器，它具有很好的语言兼容性，从 F.. 开始。不记得名字的其余部分了。还有许多其他工具能够生成本机二进制文件（例如Free Pascal）。

语言和目标平台的选择取决于意图。 “自给自足”有什么好处。谁将编写这些库。一旦你清楚了——使用谷歌——那里就有野生动物。最新的野兽之一是open sourced C# compiler "Roslyn"

编辑

如果您需要一些可以“嵌入”的 C 编译器（当您生成 C 子集时），您可能正在寻找一个 “便携式 C 编译器”，因为您可以put it on USB stick and carry with you。便携式应用程序可以很容易地“嵌入”到其他应用程序中，并且可以很容易地包含在安装程序中。

可能不需要将编译器作为静态链接代码“嵌入”到主应用程序二进制文件中。

https://***.com/questions/7617410/portable-c-compiler-ide SO question 中描述了对便携式 MinGW 的一些参考。

这里有一个集成了 MinGW 的开源 C++ 编辑器https://code.google.com/p/pocketcpp/。

我没有更多话要说，因为我必须去浏览 Google - 所以我不会赢得赏金 :)

【讨论】：

我已经有一个工作翻译。我已经编写了两个编译器，字节码和 C 中间代码，所以我想嵌入一个生产编译器，这样我就不必费心为每个硬件平台编写本机编译器 + 优化。

您必须支持的源语言是什么？目标硬件平台有哪些？哪些是目标操作系统平台？插件代码将解决什么样的问题？嵌入式和独立（您的部署要求）对您来说有什么区别？

它是专有语言，预期平台是 Windows、Linux、MacOS、android 和 ios 上的 x86/x64 和 ARM thumb/v7/v8。诸如 64 位 int/double 值、指针、动态内存分配之类的东西可以是可选的，尽管即使在 ARM M 上也支持大多数，该语言还针对可用的 GLSL 和 OpenCL。自然地，原生编译留给实际的编译器，我只编译成 C 的一个子集作为中间表示。

【参考方案4】：

为什么不使用fork()/exec()（适用于类 UNIX 平台）从您的应用程序中调用编译器和链接器？创建一个共享库，然后您可以使用 dlopen() 加载该库。

这避免了可能的许可问题并减轻了您的维护负担。

这是例如varnish 对其configuration files 做了什么；

VCL 语言是一种小型的特定领域语言，旨在用于定义 Varnish Cache 的请求处理和文档缓存策略。

加载新配置时，varnishd 管理进程将 VCL 代码转换为 C 并将其编译为共享对象，然后动态链接到服务器进程。