BFCompiler

强大的 Brainfuck 语言工具链项目，提供一站式的 BF 程序解释、转译和编译功能。

本工具链包含强大的优化前端和多后端目标支持，不仅可以将 Brainfuck 直接解释执行，也可以将其翻译成 C 语言代码，甚至可以直接编译为 x86-64 汇编代码或独立的 Windows PE 可执行文件。

🌟 核心特性

本项目分为三个核心子项目模块：

工具	功能说明
bf-interpreter	解释器：直接在虚拟机中解释执行 .bf 源码程序。
bf-transpiler	转译器：将 BF 源码转译为等价的优化后的 C 语言源码。
bf-compiler	编译器：将 BF 源码编译生成 x86-64 汇编代码 (支持 NASM/MASM/AT&T) 或直接生成独立的 Windows PE 可执行文件 (.exe)。

🚀 先进的前端优化

编译前端内置了 IR (中间表示) 生成器和优化器，可自动执行以下优化策略，大幅提升执行效率：

• 连续指令合并：将多个相同的简单指令折叠。例如 >>> 优化为 MovePtr(3)，+++ 优化为 AddVal(3)。
• 清零循环识别：将常见的清零习语 [-] / [+] 直接映射为单一的 SetZero 操作指令。
• 死代码消除：分析并移除程序开头（数据指针为0且指向内存为0时）绝对不可达的循环。

📂 项目结构

BFCompiler/
├── common/          # 共享前端架构（词法分析器、解析器、中间代码IR、优化器）
├── interpreter/     # BF 解释器模块
├── transpiler/      # BF -> C 转译器模块
├── compiler/        # BF -> ASM / PE 可执行文件 编译器模块
├── docs/            # 详细的设计与架构文档
└── tests/           # 测试使用的 Brainfuck 程序示例

🛠️ 构建指南

项目使用 CMake 作为主要的构建系统，同时为了兼容性也保留了 Makefile。推荐使用 CMake。

环境要求

• C++17 兼容的编译器 (如 MinGW-w64 GCC / Clang / MSVC)
• CMake 3.16 及以上版本

使用 CMake 构建（推荐）

在 Windows (MinGW) 环境下：

# 1. 配置 CMake 生成 Makefile
cmake -B build -G "MinGW Makefiles" -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release

# 2. 编译项目
cmake --build build

使用 Makefile 构建

mingw32-make all

构建完成后，所有的可执行工具文件 (bf-interpreter.exe, bf-transpiler.exe, bf-compiler.exe) 将位于 build/ 或 cmake-build/ 目录下。

💡 使用说明

解释执行 (Interpreter)

直接运行你的 Brainfuck 脚本：

bf-interpreter hello.bf

转译为 C 语言 (Transpiler)

将 BF 脚本转换为 C 源码：

bf-transpiler hello.bf              # 默认输出为 hello.c
bf-transpiler hello.bf -o out.c     # 手动指定输出文件名称

编译为可执行文件 (Compiler)

1. 直接生成 Windows PE 可执行文件 (.exe)：

内部自带轻量级 PE 生成器，不依赖任何外部汇编器或链接器！

bf-compiler hello.bf                # 默认输出为 hello.exe
bf-compiler hello.bf -o myapp.exe

2. 仅生成汇编源码：

供学习研究或与其他项目链接：

bf-compiler hello.bf --asm                    # 默认使用 NASM 格式
bf-compiler hello.bf --asm --format=nasm      # 生成 NASM 格式汇编
bf-compiler hello.bf --asm --format=masm      # 生成 MASM 格式汇编
bf-compiler hello.bf --asm --format=att       # 生成 AT&T/GAS 格式汇编

📝 创作者信息

• 作者: 3aKHP
• 联系邮箱: 2971755027@qq.com

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📄 许可证 (License)

本项目采用 MIT License 开源协议。