compiler-frontend

用途

Compiler Frontend 用于引导智能体逐步构建编译器前端，覆盖从源码到 LLVM IR 的主要环节：词法分析、语法分析、AST 设计、符号表、类型检查、错误恢复与 IR 生成。

使用时机

实现新的编程语言或 DSL
为解释器或配置语言添加表达式解析
在 C 或 Rust 中设计 AST 节点层次结构
为变量和函数构建带作用域的符号表
实现基础类型推断或类型检查
从类型化 AST 生成 LLVM IR

整体流程

Source → Lexer（tokens）→ Parser（AST）→ Type checker → IR generator → LLVM IR

词法分析：手写 DFA

技能提供手写 DFA 词法分析器的 C 代码示例，定义了 TokenKind 枚举、Token 与 Lexer 结构体，以及跳过空白字符、读取整数/标识符/符号并返回 token 的 lexer_next 函数。另提供 flex 替代方案及构建命令：

flex lexer.l && gcc -o lexer lexer.tab.c -lfl

表达式解析：Pratt parser

示例展示 AstKind 枚举与 AstNode 联合体结构，并给出绑定力常量 BP_NONE、BP_SUM、BP_PRODUCT，通过 parse_expression 按最小绑定力处理运算符优先级，避免庞大的语法表。

语句解析：递归下降

parse_statement 示例演示如何识别赋值语句与返回语句，调用表达式解析并期望分号，否则回退到表达式语句。

AST 与符号表

技能定义 Symbol（含名称、类型、LLVM 值与链式 next）与 Scope（含符号桶链与父作用域），并提供 scope_lookup（逐层向上查找）与 scope_define（在当前作用域定义新符号）的实现。

类型检查基础

示例定义 TypeKind（TY_INT、TY_BOOL、TY_FUNC、TY_VOID），check_expr 对整数字面量返回整型、对变量查找符号表并在未定义时报错、对二元运算校验两侧类型一致否则报错。技能另提及完整推断可使用 Hindley-Milner：分配类型变量并在约束上做统一，适用于 ML 类语言。

错误恢复

技能列出多种策略及适用场景：

Panic mode：跳过 token 直到同步 token（;、}）
Synchronization sets：为每个非终结符定义恢复 token
Error productions：为常见错误编写语法规则
Single-token insertion/deletion：适合 IDE 的恢复方式

并给出 synchronize 示例，向前推进直到遇到分号后或 return/标识符等边界。

LLVM IR 生成

示例引入 <llvm-c/Core.h> 与 <llvm-c/ExecutionEngine.h>，使用 LLVMModuleRef 与 LLVMBuilderRef，在 codegen_expr 中生成整型常量、二元加法与变量加载。转储与校验方式为：

LLVMDumpModule(module);
char *err = NULL;
LLVMVerifyModule(module, LLVMReturnStatusAction, &err);

Rust 可使用 inkwell 或 llvm-sys crate 获得更安全的绑定。

常见问题

技能提供症状—原因—修复表，包括：解析器死循环（错误分支未推进 token）、运算符优先级错误（绑定力不正确）、作用域中符号重复（缺遮蔽检查）、LLVM 校验失败（IR 类型不匹配、符号与指针层级）、flex token 冲突（模式重叠，按最长匹配与规则顺序处理）、错误级联（缺少同步，需实现恐慌模式恢复）。

限制

本技能资料未提供收费、价格、部署平台或性能效果等信息。

技能介绍

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