前言

最近用gcc编译stm32f103的代码，因为stm32f103没有FPU，浮点数必须按照IEEE754的规则运算，也就是所谓的软件浮点数，编译时gcc会自动引入这些函数，但我遇到的问题是，我的程序进入浮点数处理函数就跑飞!!!这是标准库里的函数啊，为什么会出问题？

我不想花时间研究GCC，于是我换了stm32f401，它有FPU，想着这样就无需引入软件浮点数处理函数了，但是！不行！stm32f401的FPU只能处理32位的float，不能处理64位的double。根据c语言的规则，有时候float压栈会强制提升为double，所以还是要引入软件浮点数处理函数。同样，我的程序进入浮点数处理函数就跑飞。

难道GCC有BUG？GCC那么大名气咱也不敢怀疑它有BUG呀，一定是我自己没配置明白。先弄明白GCC的工作流程？瞅了一眼GCC那堪比linux的代码量！还不如自己写一个编译器！！！！

我的学习过程主要参考了下面几个项目：

C语言是什么语言写的？

你知道C语言是用C语言写出来的吗？是不是感觉有点矛盾？

准确的说是C编译器是用C语言写出来的。有句名言叫：世界上本没有编程语言，有的只是编译器。我们写的程序，只不过是一些字符串，C编译器就是将这些字符串转换成机器码。

主流的C编译器如gcc、clang等都是由C语言编写的。

编译器的结构

预处理器处理#include、#define、#ifdef等宏指令，并且将代码中的宏进行替换
编译器将C语言转换为汇编语言
汇编器将汇编语言转换为机器码
连接器将多个机器码文件合成为一个文件

ncc预处理器源代码分析

预处理器主函数是一个死循环，知道处理完所有内容才退出，对每一行代码，会分四步处理：

若list为空，读入一行，转换为token并放入list链表
处理#include、#define、#ifdef等宏指令
替换list链表中的宏
将list中的token输出，并从list中删除

    for (;;) {
        //若列表为空，解析一行
        while (list->count == 0) {
            if (!fill(INPUT_LINE_NORMAL, list)) {
                out("\n");
                fclose(output_file);
                exit(0);
            }
            check_directives = 1;
        }

        //这里对以#开头的宏指令进行处理
        if (check_directives) {
            directive(list);
            check_directives = 0;
        }

        //对代码中出现的宏进行替换
        if (list->first && (list->first->class == TOKEN_NAME)) {
            struct macro * macro = macro_lookup(list->first->u.text, MACRO_LOOKUP_NORMAL);

            if (macro) {
                if (!macro->arguments) {
                    replace_tokens(list, 1);
                    continue;
                } else {
                    int i = match_parentheses(list, list->first->next);

                    if (i > 0) {
                        replace_tokens(list, 1 + i);
                        continue;
                    }

                    if (i == -1) check_directives = 1;
                }
            }
        }

        //输出换行符
        sync();

        //输出链表中的第一个元素，并将其从链表中删除
        if (list->count) {
            if (list->first->class != TOKEN_SPACE)
                out("%T ", list->first);

            list_delete(list, list->first);
        }
    }

第一步比较简单，唯一值得注意的是，它将\结尾的行与下一行算作一行，这保证#include、#define、#ifdef等宏指令能够一次性读入到list中。

第二步处理#include、#define、#ifdef等宏指令。

#include的处理方式就是字符串合并，预处理器读入源文件会以字符串的方式村在内存中，当#include一个文件时，会读入这个文件内容合并到之前的字符串中。

#define的处理方式就是建立一个哈希表，以后的代码遇到的每个关键字都会到这个哈希表中查找，若找到就说明是一个宏，替换之。

#ifdef、#ifndef指令修改compiling全局变量，若不符合条件，该行list会被清空。

if (!compiling) list_clear(list);

第三步，对list中的token到宏哈希表中检查，查到就说明该关键字是宏，于是替换。由于要支持#define macro(a,b) replacement这种带参数列表的宏，所以代码比较繁琐。

第四步，此时list内的token都已经被处理过，输出到文件，然后清空list。

C编译器学习笔记（一）预处理器

前言

C语言是什么语言写的？

编译器的结构

ncc预处理器源代码分析

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