编译器开发生态系统技能

生态概览

Compiler Ecosystem 是一个完整的编译器开发生态系统，整合了项目开发所需的所有工具、技能和配置：

核心组件

• 专业技能: ANTLR4编译器开发专业知识
• 构建系统: 跨平台自动化构建脚本
• MCP集成: 模型上下文协议服务器配置
• 开发工具: 项目管理和环境检查工具

项目架构

How to implement PL in ANTLR4/ ├── .claude/skills/ │ ├── compiler-development/ # 原始编译器开发技能 │ └── antlr4-compiler-development/ # 优化版ANTLR4技能 ├── scripts/ │ ├── build.sh # Linux/macOS构建脚本 │ ├── build.ps1 # Windows PowerShell脚本 │ ├── build.bat # Windows CMD脚本 │ └── mcp-helper.py # MCP管理工具 ├── mcp-project-config.json # 项目MCP配置 └── ep1-ep21/ # 21章节编译器实现

核心工作流程

1. 项目初始化和检查

当开始新的编译器开发任务时：

环境检查: bash

使用MCP辅助工具检查环境

python scripts/mcp-helper.py check

查看项目信息

python scripts/mcp-helper.py list ./scripts/build.sh info

环境要求:

• Java 11+ (推荐Java 21)
• Maven 3.6+
• ANTLR4 (可选，Maven依赖已包含)

2. 编译器开发流程

语法设计和实现:

1. 编辑 ep20/src/main/antlr4/.../Cymbol.g4
2. 生成解析器代码: ./scripts/build.sh generate ep20
3. 实现AST节点: ep20/src/main/java/org/teachfx/antlr4/ep20/ast/
4. 构建测试: mvn test -pl ep20 -Dtest="*ParserTest"

语义分析和类型系统:

1. 实现符号表: ep20/src/main/java/org/teachfx/antlr4/ep20/symtab/
2. 开发语义检查: ep20/src/main/java/org/teachfx/antlr4/ep20/pass/sematic/
3. 类型检查测试: mvn test -pl ep17 -Dtest="*TypeCheckTest"

中间代码生成:

1. 设计IR结构: ep20/src/main/java/org/teachfx/antlr4/ep20/ir/
2. 实现代码生成: ep20/src/main/java/org/teachfx/antlr4/ep20/pass/cfg/
3. 运行编译器: ./scripts/build.sh run ep20 program.cymbol

虚拟机实现:

1. 开发字节码解释器: ep18/src/main/java/org/teachfx/antlr4/ep18/stackvm/
2. 运行虚拟机: ./scripts/build.sh vm ep18 program.cymbol

3. 测试和质量保证

全面测试策略: bash

运行所有测试

./scripts/build.sh test

运行特定模块测试

./scripts/build.sh test ep20

生成覆盖率报告

./scripts/build.sh coverage ep20

清理和重新构建

./scripts/build.sh clean && ./scripts/build.sh compile

测试最佳实践:

• 单元测试覆盖率 ≥85%
• 核心模块覆盖率 ≥90%
• 新功能测试覆盖率 100%
• 集成测试验证完整编译流程

4. 调试和故障排除

调试工具链:

1. 语法调试: ANTLR4 TestRig bash java -cp "antlr-4.13.2-complete.jar:target/classes"
   org.antlr.v4.gui.TestRig Cymbol file -tokens program.cymbol

2. AST可视化: 使用ep19/ep20中的可视化工具

3. 符号表调试: 启用DEBUG级别日志

4. IR调试: 输出中间代码进行验证

5. VM调试: 使用虚拟机调试模式

常见问题解决:

• 语法冲突: 使用ANTLR4诊断工具分析
• 类型检查失败: 检查符号表和类型转换规则
• IR生成错误: 验证AST到IR的转换逻辑
• VM执行错误: 检查字节码生成和栈帧管理

MCP集成和工具

MCP服务器配置

项目提供优化的MCP服务器配置：

antlr4-compiler: 文件系统访问 project-structure: 项目结构管理 maven-build: Maven构建工具 grammar-parser: 语法树解析 memory: 记忆功能 context7: 上下文管理

MCP工具使用

bash

启动特定MCP服务器

python scripts/mcp-helper.py start antlr4-compiler

查看MCP配置

python scripts/mcp-helper.py check

跨平台开发支持

支持的平台和脚本

• Linux/macOS: scripts/build.sh
• Windows PowerShell: scripts/build.ps1
• Windows CMD: scripts/build.bat
• 跨平台Python: scripts/mcp-helper.py

统一命令接口

所有脚本支持相同的命令集： bash generate [module] # 生成ANTLR4源文件 compile [module] # 编译项目 test [module] # 运行测试 run [module] [file] # 运行编译器 vm [module] [file] # 运行虚拟机 clean [module] # 清理项目 coverage [module] # 生成覆盖率报告 info # 显示项目信息

项目扩展和定制

添加新的EP模块

1. 复制现有模块结构: cp -r ep20 ep22
2. 更新 pom.xml 中的模块名称
3. 修改包名和类名前缀
4. 更新构建脚本配置

集成外部工具

1. 静态分析: 添加SpotBugs、CheckStyle配置
2. 性能分析: 集成JProfiler、JFR
3. 文档生成: 使用Javadoc、PlantUML
4. 持续集成: 配置GitHub Actions、Jenkins

自定义构建流程

修改 scripts/build.sh 添加新命令： bash

添加新命令

lint) # 添加代码检查逻辑 ;;

最佳实践

开发工作流

1. 测试驱动开发: 先写测试再实现功能
2. 渐进式实现: 按EP1-EP21顺序理解
3. 文档同步: 修改代码时更新文档
4. 版本控制: 使用Git进行版本管理

代码质量

1. 代码风格: 遵循Java编码规范
2. 错误处理: 提供有意义的错误信息
3. 日志记录: 使用适当的日志级别
4. 性能优化: 关注关键路径的性能

项目维护

1. 依赖管理: 定期更新依赖版本
2. 安全扫描: 检查安全漏洞
3. 文档维护: 保持文档与代码同步
4. 测试维护: 确保测试的稳定性

技能使用指南

何时使用此技能

• 开始新的编译器开发项目
• 遇到编译器开发技术问题
• 需要项目构建和测试支持
• 要求跨平台开发解决方案
• 需要MCP服务器配置帮助

与其他技能的配合

• Skill: compiler-development - 深度技术指导
• Skill: mcp-builder - MCP服务器开发
• Tool: bash - 脚本执行和系统操作
• Tool: read_file - 代码和文档分析

技能使用流程

1. 评估项目需求和当前状态
2. 选择合适的开发阶段和工具
3. 使用对应的脚本和配置
4. 参考技能文档解决技术问题
5. 验证结果和优化工作流程

---

技能版本: 3.0.0 | 最后更新: 2025-12-16 项目: How to implement PL in ANTLR4 技能ID: compiler-ecosystem