Let’s Build a Compiler im Rückblick

(eli.thegreenplace.net)

1 Punkte von GN⁺ 2025-12-12 | Noch keine Kommentare. | Auf WhatsApp teilen

Jack Crenshaws „Let’s Build a Compiler“-Tutorial, das zwischen 1988 und 1995 veröffentlicht wurde, wurde in Python und WebAssembly nachgebaut.
Das Original nutzte Pascal und Motorola 68000-Assembler, doch diese Umsetzung überführt es in Code, der in einer modernen Umgebung ausführbar ist.
Kern des Tutorials ist es, einen rekursiven Abwärts-Parser (recursive-descent parser) selbst zu implementieren und schon in frühen Phasen echten Assembler-Code zu erzeugen.
Crenshaws Ansatz nutzt syntax-direktierte Übersetzung (syntax-directed translation), zeigt dabei aber Grenzen bei der Typverarbeitung.
Diese Neuimplementierung ist deshalb bedeutsam, weil das klassische Tutorial in einer Form neu aufgebaut wurde, in der moderne Entwickler es selbst ausführen und ausprobieren können.

Hintergrund des klassischen Tutorials

Jack Crenshaws „Let’s Build a Compiler“ ist ein Einsteiger-Tutorial zur Compiler-Entwicklung, das zwischen 1988 und 1995 erschien und bis heute häufig genannt wird.
- Die Originalfassung war in Pascal verfasst und erzeugte Motorola 68000-Assemblercode.
- Auch 2025 wird es, 35 Jahre später, weiterhin regelmäßig auf Plattformen wie Hacker News diskutiert.
Der Autor ist diesem Tutorial erstmals 2003 begegnet und wurde stark beeindruckt; 2025 hat er es auf Python und WebAssembly übertragen.

Er beschränkte sich nicht aufs Lesen, sondern implementierte den Tutorial-Compiler in Python und so, dass er WebAssembly (WASM) ausgibt.
Das Ergebnis ist im GitHub-Repository (eliben/letsbuildacompiler) veröffentlicht.
- In der Datei TUTORIAL.md wird erklärt, wie jeder Teil des Originals auf Python-Code abgebildet wird.
- Leser können den Original-Tutorialtext verfolgen und dabei direkt lauffähigen Code ausprobieren.

Es werden die Ergebnisse der Kompilierung eines Beispielprogramms in der von Crenshaw entworfenen KISS-Sprache mit dem Python-Compiler gezeigt.
- Das Beispiel enthält procedure, while-Schleifen sowie Wert- und Referenzübergabe.
Der ausgegebene WASM-Text enthält Logik zur Behandlung von by-reference Parameters, wobei kaum Optimierungen durchgeführt wurden.
Der Teil, in dem die globale Variable X implizit aus main zurückgegeben wird, dient der Testbequemlichkeit.
Der erzeugte WASM-Code wird für Tests eingesetzt, bei denen erwartete Ergebnisse durch tatsächliche Ausführung verifiziert werden.

Crenshaws Tutorial baut schrittweise einen rekursiven Abwärts-Parser auf und legt den Fokus auf eine funktionierende Codeerzeugung statt auf komplexe Theorie.
- Damals galten lex und yacc als Standard, doch die Schlichtheit und Klarheit eines selbstgeschriebenen Parsers hatten großen Einfluss.
- In den folgenden 20 Jahren entwickelte der Autor eine Vorliebe für handgeschriebene rekursive Abwärts-Parser.
Während die meisten Lehrinhalte seinerzeit auf Parsing fokussiert waren, behandelt Crenshaw bereits früh die Codeerzeugung in den ersten Phasen.

Das Tutorial verwendet syntax-direktierte Übersetzung und erzeugt Code direkt während des Parsings.
- Dieser Ansatz ist für das Lernen nützlich, hat aber die Grenze, dass Typinformationen vorher nicht bekannt sind und dadurch Optimierung schwierig wird.
Besonders ab dem 14. Teil mit der Einführung von Typen wird deutlich, dass ein strukturierterer Ansatz mit Zwischencode (IR) oder AST notwendig ist.
Warum Crenshaw das Tutorial nach Teil 14 abbrach, ist nicht dokumentiert, doch es wird die Möglichkeit erwähnt, dass dies mit dieser Grenze zusammenhängt.
Der Autor hält es für sinnvoller, ab diesem Wendepunkt erst einen AST zu erzeugen und danach eine Typprüfung sowie Codegenerierung vorzunehmen.

Das Original-Tutorial bleibt ein exzellenter Einstieg in den Compilerbau mit ausgezeichneter Lesbarkeit und Praxisnähe.
Diese Python- und WASM-Version ergänzt es so, dass heutige Entwickler ohne veraltete Technik lernen können.
Über das GitHub-Repository ist es für alle erprobbarkeit und stellt eine moderne Neuinterpretation dar, die ein direktes Erleben der Compilerstruktur ermöglicht.