Compilers Project

Таргет - WASM Имплементация на C#

Пример программы

routine main() is
  var x : integer is 10
  print x
end

Запуск

# Сборка
dotnet build -c Release Compilers-project/Compilers-project.sln

# Показать справку
dotnet run --project Compilers-project/Compilers-project

# Запуск с конкретным файлом
dotnet run --project Compilers-project/Compilers-project -- TestCases/Test1

# Запуск со всеми файлами в папке
dotnet run --project Compilers-project/Compilers-project -- TestCases

# Вывод токенов (режим лексера)
dotnet run --project Compilers-project/Compilers-project -- --lex TestCases/Test1

# Визуализация AST (древовидный вывод)
dotnet run --project Compilers-project/Compilers-project -- --ast TestCases/Test1

# Экспорт AST в JSON
dotnet run --project Compilers-project/Compilers-project -- --ast-json TestCases/Test1

# Семантический анализ
dotnet run --project Compilers-project/Compilers-project -- --semantic TestCases/Test1

# Комбинация флагов
dotnet run --project Compilers-project/Compilers-project -- --lex --ast --semantic TestCases/Test1

Тестирование

# Запуск всех тестов
dotnet test Compilers-project.Tests

# Запуск тестов с фильтром
dotnet test Compilers-project.Tests --filter "FullyQualifiedName~LexerTests"

# Подробнее см. Compilers-project.Tests/README.md

Структура

• Lexer/ — лексический анализатор (токенизация)
• Parser/ — синтаксический анализатор и визуализация AST
• SemanticAnalyzer/ — семантический анализ (проверка типов, областей видимости)
• TestCases/ — примеры программ для тестирования

Визуализация AST

Для визуализации абстрактного синтаксического дерева:

1. Текстовый вывод в консоль:

   dotnet run --project Compilers-project/Compilers-project -- --ast TestCases/Test1

2. JSON для веб-визуализации:

   dotnet run --project Compilers-project/Compilers-project -- --ast-json TestCases/Test1 > ast.json

3. Откройте ast-viewer.html в браузере и вставьте JSON для интерактивной визуализации

Семантический анализ

Семантический анализатор выполняет проверку типов и корректности программы:

# Запуск семантического анализа
dotnet run --project Compilers-project/Compilers-project -- --semantic TestCases/Test1

Возможности семантического анализатора:

• Проверка объявлений переменных и типов
• Проверка типов в выражениях и операторах
• Автоматическое приведение типов (integer ↔ real, boolean ↔ integer)
• Проверка вызовов функций (количество и типы аргументов)
• Проверка областей видимости
• Проверка доступа к полям записей и элементам массивов
• Проверка условий в if, while, for
• Проверка return в функциях

Поддерживаемые преобразования типов (согласно спецификации):

• integer → real (расширение)
• integer → boolean (0 → false, 1 → true)
• real → integer (сужение с округлением)
• real → boolean ❌ (запрещено)
• boolean → integer (false → 0, true → 1)
• boolean → real (false → 0.0, true → 1.0)

Генерация кода WebAssembly

Быстрый старт

# 1. Перейти в директорию проекта
cd Compilers-project/Compilers-project

# 2. Скомпилировать программу в .wat (текстовый формат)
dotnet run -- --compile ../../TestCases/Test7

# 3. Сгенерировать .wasm (бинарный формат) - требует wat2wasm в PATH
dotnet run -- --wasm ../../TestCases/Test7

Варианты компиляции

# Только .wat файл
dotnet run -- --compile TestCases/Test1

# .wat + .wasm (автоматически вызывает wat2wasm)
dotnet run -- --wasm TestCases/Test1

# Указать выходной файл
dotnet run -- --compile TestCases/Test1 -o output.wat

Установка WABT (для генерации .wasm)

Windows (winget):

winget install wabt

macOS:

brew install wabt

Linux:

# Скачать с https://github.com/WebAssembly/wabt/releases
# Или собрать из исходников

Проверка установки:

wat2wasm --version

Пример работы компилятора

Исходный код (Test7):

routine main() is
  for i in 1 .. 3 loop
    print i
  end
end

Компиляция:

dotnet run -- --wasm ../../TestCases/Test7

Результат (TestCases/Test7.wat):

(module
  (import "env" "print_i32" (func $print_i32 (param i32)))
  (import "env" "print_f64" (func $print_f64 (param f64)))

  (func $main (export "main")
    (local $i i32)
    (i32.const 1)
    (local.set $i)
    (block $break
      (loop $continue
        (local.get $i)
        (i32.const 3)
        (i32.gt_s)
        (br_if $break)
        (local.get $i)
        (call $print_i32)
        (local.get $i)
        (i32.const 1)
        (i32.add)
        (local.set $i)
        (br $continue)
      )
    )
  )
)

Запуск WASM

Вариант 1: Node.js (рекомендуется)

Создайте run.js в корне проекта:

const fs = require('fs');

// Путь к .wasm файлу
const wasmBuffer = fs.readFileSync('TestCases/Test7.wasm');

// Импорты из хост-окружения
const imports = {
  env: {
    print_i32: (value) => console.log(value),
    print_f64: (value) => console.log(value)
  }
};

// Загрузка и запуск
WebAssembly.instantiate(wasmBuffer, imports).then(result => {
  result.instance.exports.main();
});

Запуск:

node run.js

Вывод:

1
2
3

Вариант 2: Браузер

Создайте index.html:

<!DOCTYPE html>
<html>
<head><meta charset="utf-8"></head>
<body>
  <h1>WASM Test</h1>
  <div id="output"></div>

  <script>
  const output = document.getElementById('output');

  const imports = {
    env: {
      print_i32: (v) => {
        output.innerHTML += v + '<br>';
      },
      print_f64: (v) => {
        output.innerHTML += v + '<br>';
      }
    }
  };

  fetch('TestCases/Test7.wasm')
    .then(r => r.arrayBuffer())
    .then(bytes => WebAssembly.instantiate(bytes, imports))
    .then(result => {
      result.instance.exports.main();
    })
    .catch(err => console.error(err));
  </script>
</body>
</html>

Запуск через локальный сервер:

# Python
python -m http.server 8000

# Node.js
npx http-server

# Открыть http://localhost:8000

Вариант 3: wasmtime (standalone runtime)

# Установка
curl https://wasmtime.dev/install.sh -sSf | bash

# Запуск
wasmtime TestCases/Test7.wasm

Поддерживаемые конструкции

Типы данных:

• integer → i32
• real → f64
• boolean → i32 (0/1)

Операторы:

• Арифметические: +, -, *, /, %
• Сравнения: <, <=, >, >=, =, /=
• Логические: and, or, xor, not

Управляющие конструкции:

• if ... then ... else ... end
• while ... loop ... end
• for i in start .. end loop ... end
• return
• print

Ограничения

Упрощённая версия генератора:

• Нет автоматического преобразования типов
• Нет поддержки массивов и записей
• Все операции выполняются над i32 (кроме f64 литералов)