Clang-Repl 概述：

• 是一个交互式 C++ 解释器，支持增量编译，以读取-求值-打印循环（REPL）风格进行交互式编程。
• 使用 Clang 库将高级编程语言编译为 LLVM IR，再由 LLVM 即时（JIT）基础设施执行。
• 适合探索性编程和对洞察时间要求高的场合，受Cling启发，可将其部分内容向上游推进。

基本数据流：

• 由交互式提示符或允许增量处理输入的接口控制输入基础设施。
• 将输入发送到 Clang 基础结构中的底层增量设施。
• 编译为 AST 表示，可进一步转换以附加特定行为。
• 降低为 LLVM IR，作为 LLVM JIT 编译基础设施的输入格式，将指定函数转换为目标架构的机器代码并执行。

构建指令：

• cd llvm-project，mkdir build，cd build，cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=RelWithDebInfo -DLLVM_ENABLE_PROJECTS=clang -G "Unix Makefiles"../llvm（注意这里的 RelWithDebInfo - 调试/发布）。
• cmake --build. --target clang clang-repl -j n 或 cmake --build. --target clang clang-repl。
• Clang-repl构建在 llvm-project/build/bin 下，进入该目录运行 ./clang-repl 进入交互模式。

使用方法：

• 基本用法：可包含头文件，定义函数，进行输入输出等操作。
• 函数定义和调用：定义并调用函数，如 int sum(int a, int b){ return a+b; }; int c = sum(9,10); std::cout << c << std::endl;。
• 迭代结构：如 for 和 while 循环。
• 类和结构：定义类并进行操作，class Rectangle {int width, height; public: void set_values (int,int); int area() {return width*height;}}; 等。
• Lambda 表达式：auto welcome = []() { std::cout << "Welcome to REPL" << std::endl;}; welcome();。
• 使用动态库：%lib print.so，包含头文件并调用函数，如 print(9);。生成动态库的命令为 clang++-17 -c -o print.o print.cpp，clang-17 -shared print.o -o print.so。

关闭或终止：%quit。

执行结果处理：

• 捕获执行结果：通过 Value 对象捕获程序执行结果，可存储在 LastValue 中，用于连接解释器和编译代码，实现语言互操作性，如 cppyy 项目利用此功能在 C++ 和 Python 之间传输值。

  • 值合成：选择要合成的表达式，根据类型决定是否分配内存。
  • 存储位置：LastValue 是类成员，可在后续输入中访问，无值打印时为无效状态。
  • 提高效率和用户体验：Value 对象用于创建类型和内存的映射，实现高效的类型转换，提高用户体验。

• 转储捕获的执行结果：创建临时转储以显示所需数据的值和类型，方便交互式编程，类似于 Python 的工作方式，使用 Automatic Printf 扩展 libclangInterpreter 库实现，无需多次使用 printf 函数。

  • 解析机制：Interpreter.cpp 中的 ParseAndExecute() 函数可接受 Value 参数捕获结果，若省略则验证并推送最后一个值到 dump() 函数。
  • 注释令牌：使用 annot_repl_input_end 令牌处理缺少分号的情况，识别用户输入的结束位置，存储并返回表达式语句以便自动打印。
  • AST 转换：Sema 遇到该令牌时进行 AST 转换，在 CodeGen 过程前设置相关标记，在 AST 消费者中遍历顶级声明以合成表达式。

更多技术细节可访问RFC on LLVM Discourse。