言語を作ろうプロジェクト（2020年）

１２－０２．FlexとBisonで計算機（VS2019版）

　ここではVS2019で環境を構築し、簡単な計算機を作成します。

FlexとBisonのダウンロード

　字句解析用のプログラムであるflexと、構文解析用のプログラムのbisonのWindows版はwinflexbisonというプロジェクトで、ネットで公開されています。

https://sourceforge.net/projects/winflexbison/files/

　にアクセスして、winflexbison3-latest.zipをダウンロードします。
　ダウンロードしたら、zipの状態のまま、ファイルを右ボタンでクリックしてプロパティを開き、セキュリティチェックを外しておきます。こうしないとVisualStudioで読めこめません。

プロジェクトの作成

　まず、新規作成－プロジェクトを選択します。

図120103

　VisualC++の空のプロジェクトを作成します。
　ここではCLangProjectとしました。

図120204

　基本プロジェクトができたら、もう一つプロジェクトを作成します。

図120205

　こちらも空のプロジェクトとし、名前はFlexBisonとします。
　名前の通りFlexとBisonを別プロジェクトにしますので、プロジェクト名はFlexBisonで良いと思います

図120206

　２つのプロジェクトを作成したら、構成マネージャを開きます。

図120207

　まずアクティブソリューションプラットフォームの編集を選択します。

図020208

　x64を削除します。今回は32ビットアプリケーションとして作成するので、間違ってx64が選択されないようにします。

図120209

　続いて中段のCLangProjectのプラットフォームも編集します。

図020210

　x64を削除します。

図120211

　続いてFlexBisonも編集します。

図120212

　x64を削除します。

図120213

　先ほどダウンロードしたwinflexbison3-latest.zipを解凍しwinflexbisonとディレクトリ名を変更して、以下の様な構造でFlexBisonプロジェクト内にコピーします。

図020214

　FlexBisonプロジェクトのビルドのカスタマイズを選択します。

図120215

　カスタマイズの画面で既存ファイルの検索を選びます。

図120216

　ローカルのディレクトリから、FlexBisonプロジェクト内の、先ほどコピーしたwinflexbison内のcustom_build_rules内のwin_flex_bisonを選択し、win_flex_bison_custom_build.targetsを選択します。

図120217

　このまま設定するかどうか警告が出ますがはいで設定します。すると、以下のようにチェックできるように表示されますので、チェックし、OKをクリックします。

図120218

　続いてFlexBisonプロジェクトのプロパティを選択します。

図120219

　VC++ディレクトリの実行可能ファイルディレクトリの編集を選びます。

図120220

　そこで$(ProjectDir)winflexbisonと記述しOKを選びます。

図120221

　FlexBisonプロジェクトのソースファイルに新しい項目を追加します。

図120222

　C++ファイルを選んで。CLangProject.l（拡張子はエルです）というファイルを追加します。
　.lという拡張子はFlexが使う拡張子です。

図120223

　コードの編集画面が出たら、以下を記述します。
　赤くなっているところの記述は気を付けてください。
　正確に言えば、この、CLangProject.tab.hは、Bisonが書きだすヘッダファイル名です。ですから、この後設定するBison用のファイル名の拡張子を.tab.hにしたものになります。

%{
#include <stdio.h>
#include "CLangProject.tab.h"

#define YY_SKIP_YYWRAP 1

int
yywrap(void)
{
    return 1;
}
%}
%%
"+"     return ADD;
"-"     return SUB;
"*"     return MUL;
"/"     return DIV;
"\n"    return CR;
[1-9][0-9]* {
    double temp;
    sscanf(yytext, "%lf", &temp);
    yylval.double_value = temp;
    return DOUBLE_LITERAL;
}
[0-9]*\.[0-9]* {
    double temp;
    sscanf(yytext, "%lf", &temp);
    yylval.double_value = temp;
    return DOUBLE_LITERAL;
}
[ \t] ;
%%

　続いて、もう一つファイルを追加します。
　今度も、C++ファイルを選んで。CLangProject.y（拡張子はワイです）というファイルを追加します。
　.yという拡張子はBisonが使う拡張子です。
　BisonはもともとUNIXのyaccですから、拡張子が.yとなります。
　Bisonは、cppファイルのほかにファイル名.tab.hというヘッダを書きだします。

図120224

　ファイルを作成したら、以下を記述します。

%{
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define YYDEBUG 1

extern int yylex(void);

int
yyerror(char const *str)
{
    extern char *yytext;
    fprintf(stderr, "parser error near %s\n", yytext);
    return 0;
}

%}
%union {
    int     int_value;
    double  double_value;
}
%token <double_value>    DOUBLE_LITERAL
%token ADD SUB MUL DIV CR
%type <double_value> expression term primary_expression
%%
line_list
    : line
    | line_list line
    ;
line
    : expression CR
    {
        printf(">>%lf\n", $1);
    }
expression
    : term
    | expression ADD term
    {
        $$ = $1 + $3;
    }
    | expression SUB term
    {
        $$ = $1 - $3;
    }
    ;
term
    : primary_expression
    | term MUL primary_expression 
    {
        $$ = $1 * $3;
    }
    | term DIV primary_expression
    {
        $$ = $1 / $3;
    }
    ;
primary_expression
    : DOUBLE_LITERAL
    ;
%%


int main(void)
{
    extern int yyparse(void);
    extern FILE *yyin;

    yyin = stdin;
    if (yyparse()) {
        fprintf(stderr, "Error ! Error ! Error !\n");
        exit(1);
    }
}

　記述が終わりましたら、ビルド－リビルドします。
　以下のような出力があれば成功です。

図020225

　また、FlexBisonプロジェクト内を見てみましょう。以下のようにCLangProject.tab.h、CLangProject.tab.cpp、CLangProject.flex.cppができていればOKです。

図120226

　続いて、メインのプロジェクトであるCLangProjectにソースファイルを追加します。既存の項目で追加してください。

図120227

　FlexBisonプロジェクト内のCLangProject.tab.cpp、CLangProject.flex.cppを追加します。

図120228

　ヘッダーファイルも既存の項目を追加します。

図120229

　FlexBisonプロジェクト内のCLangProject.tab.hを追加します。

図120230

　メインのプロジェクトCLangProjectのプロパティを開きます。

図120231

　詳細設定で指定の警告を無効にするを選び編集します。

図120232

　4996と数字を記述します。これはセキュリティに問題がある関数scanfなどをビルドできないようになっている設定をなくすものです。
　本来は、セキュリティが強化されたバージョンを実装すべきですが、そのあたりはおいおい考えるとして、今は、警告を外しておきます。（これはこの章の最後のほうで元に戻します）

図120233

　続いてoreProjectのプロパティでリンカ－システムのサブシステムにコンソールの設定をします。
　こうしておかないと、プログラムの実行が終わったときに、コンソールが閉じてしまいます。

図120234

　ソリューションのプロパティも設定します。

図120235

　CLangProjectの依存関係をFlexBisonにチェックします。
　こうすることで、ビルドがFlexBisonが行われた後でCLangProjectを行う形になります。

図120236

　さあ、すべてが整いました。ビルド－ソリューションのリビルドを行います。

図120237

　CLangProject.exeが作成されすべてリビルド: 2 正常終了と出力されれば成功です。

図020238

プロジェクトの実行

　それでは実行してみましょう。デバッグ－デバッグなしで開始を選びます。
　コンソールが出たら

10 + 35

　と入力してEnterを打ちましょう。

10 + 35
>>45.000000

　と出れば、足し算はOKです。続いて四則演算を実行して見ましょう。

10 + 35
>>45.000000
34 * 23
>>782.000000
67 / 23
>>2.913043
984 - 34.5
>>949.500000

　最後に、何も入力しないでEnterだけ打ってみましょう。

10 + 35
>>45.000000
34 * 23
>>782.000000
67 / 23
>>2.913043
984 - 34.5
>>949.500000

parser error near

Error ! Error ! Error !

....\CLangProject\Debug\CLangProject.exe (プロセス 9480) は、コード 1 を伴って終了しました。
このウィンドウを閉じるには、任意のキーを押してください . . .

　このようにエラーが出て、プログラムが終了します。

このウィンドウを閉じるには、任意のキーを押してください . . .

　というのは、先ほどプロパティで設定した、サブシステムのコンソールが表示しています。
　サブシステムのコンソールは、プログラムが終了しても、コンソールが閉じずに出力が残るように、ロックをかけてくれます。
　ここで何か入力するとコンソールが閉じます。

この後の作業

　さて、次章ではいよいよ言語の開発環境を整えます。まず文法を考え、FlexとBisonはどの部分で利用し、どの部分は自作しなければいけないのか、具体的な例をあげて説明したいと思います。
　また、今項のFlexおよびBisonのソースは、

http://kmaebashi.com/programmer/devlang/index.html

　の前橋和弥氏の記事を参考にしたものです。このサイトは、具体的に言語の作成方法も詳しく載ってますので、参考になるでしょう。このドキュメントではこのソースを土台にどんどん変化させていきます。

１２．FlexとBisonで計算機

１２－０２．FlexとBisonで計算機（VS2019版）

FlexとBisonのダウンロード

プロジェクトの作成

プロジェクトの実行

この後の作業