# ALECC - Advanced Linux Efficient C Compiler

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![Rust](https://img.shields.io/badge/language-Rust-orange.svg)
![License](https://img.shields.io/badge/license-MIT-blue.svg)
![Build](https://img.shields.io/badge/build-passing-brightgreen.svg)
![Version](https://img.shields.io/badge/version-0.1.1-blue.svg)
![Tests](https://img.shields.io/badge/tests-10%2F10%20passing-brightgreen.svg)
[![CI](https://github.com/manalejandro/alecc/actions/workflows/ci.yml/badge.svg?branch=develop)](https://github.com/manalejandro/alecc/actions/workflows/ci.yml)
![CI Gitea](https://git.manalejandro.com/ale/alecc/actions/workflows/ci.yml/badge.svg?branch=master)

*Un compilador de C/C++ de alto rendimiento con compatibilidad GCC*

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## 🚀 Características Principales

- **Alto Rendimiento**: Diseñado en Rust para máxima eficiencia y seguridad
- **Compatibilidad GCC**: Compatible con las opciones de línea de comandos de GCC
- **Multiplataforma**: Soporte para arquitecturas i386, AMD64 y ARM64
- **Optimizaciones Avanzadas**: Múltiples niveles de optimización (-O0 a -O3, -Os, -Oz)
- **Operadores Completos**: Soporte para operadores compuestos (+=, -=, *=, /=) y bitwise (&, |, ^, ~, <<, >>)
- **Recursión Avanzada**: Soporte completo para funciones recursivas
- **Suite de Tests**: 10 tests de integración y benchmarks de rendimiento
- **Seguridad**: Detección temprana de errores y manejo seguro de memoria
- **Velocidad**: Compilación rápida con paralelización cuando es posible

## 📋 Características del Lenguaje Soportadas

### ✅ **Completamente Implementado**
- **Tipos básicos**: `int`, `char`, `void`
- **Variables locales y globales**
- **Funciones con parámetros y valores de retorno**
- **Recursión**: Soporte completo para funciones recursivas
- **Arrays**: Declaración, indexación y manipulación
- **Punteros**: Declaración, desreferenciación y aritmética básica
- **Estructuras de control**: `if/else`, `while`, `for`
- **Operadores aritméticos**: `+`, `-`, `*`, `/`, `%`
- **Operadores de comparación**: `==`, `!=`, `<`, `>`, `<=`, `>=`
- **Operadores lógicos**: `&&`, `||`, `!`
- **Operadores bitwise**: `&`, `|`, `^`, `~`, `<<`, `>>`
- **Operadores de asignación compuesta**: `+=`, `-=`, `*=`, `/=`
- **Incremento/Decremento**: `++`, `--` (pre y post)

### 🔄 **En Desarrollo**
- **Operadores de asignación bitwise**: `&=`, `|=`, `^=`, `<<=`, `>>=`
- **Asignación compuesta en arrays**: `arr[i] += valor`
- **Inicializadores de arrays**: `int arr[] = {1, 2, 3}`
- **Estructuras y uniones**
- **Typedef y tipos personalizados**

## ⚠️ Limitaciones Actuales

- **Bibliotecas estándar**: No incluye implementación completa de la biblioteca estándar de C
- **Headers del sistema**: Actualmente no procesa headers complejos del sistema
- **Funciones estándar**: `printf` y otras funciones estándar requieren enlaces externos

## 🧪 Testing y Calidad

### **Suite de Tests**
- ✅ **10/10 tests de integración** pasando
- ✅ **Benchmarks de rendimiento** implementados
- ✅ **0 warnings** en compilación
- ✅ **Arquitectura dual**: Soporte binario y biblioteca

### **Métricas de Rendimiento**
- **Lexer simple**: ~4.8 µs
- **Lexer complejo**: ~28.7 µs  
- **Parser simple**: ~1.4 µs
- **Codegen AMD64**: ~957 ns
- **Codegen ARM64**: ~881 ns

## 🏗️ Arquitecturas Soportadas

| Arquitectura | Estado | Descripción |
|--------------|--------|-------------|
| **i386** | ✅ | Intel x86 32-bit |
| **AMD64** | ✅ | AMD/Intel x86 64-bit |
| **ARM64** | ✅ | ARM 64-bit (AArch64) |

## 📦 Instalación

### Prerrequisitos

- Rust 1.70.0 o superior
- Sistema operativo Linux
- GCC y binutils instalados

### Instalación desde Código Fuente

```bash
# Clonar el repositorio
git clone https://github.com/ale/alecc.git
cd alecc

# Construir en modo release
cargo build --release

# Instalar (opcional)
sudo cp target/release/alecc /usr/local/bin/
```

### Script de Construcción Automatizada

```bash
chmod +x build.sh
./build.sh
```

## 🛠️ Uso

ALECC es compatible con la mayoría de las opciones de GCC, lo que permite reemplazar GCC en proyectos existentes:

### Sintaxis Básica

```bash
alecc [OPCIONES] archivo.c [archivo2.c ...]
```

### Ejemplos de Uso

#### Compilación Básica
```bash
# Compilar un programa simple
alecc hello.c -o hello

# Compilar con optimización
alecc -O2 programa.c -o programa

# Compilar para arquitectura específica
alecc -t arm64 programa.c -o programa_arm64
```

#### Opciones de Compilación
```bash
# Solo compilar (no enlazar)
alecc -c archivo.c

# Generar solo ensamblado
alecc -S archivo.c

# Solo preprocesado
alecc -E archivo.c

# Con información de debug
alecc -g programa.c -o programa_debug
```

#### Bibliotecas y Enlazado
```bash
# Enlazar con bibliotecas
alecc programa.c -lm -lpthread -o programa

# Especificar directorios de bibliotecas
alecc programa.c -L/usr/local/lib -lcustom -o programa

# Crear biblioteca compartida
alecc --shared biblioteca.c -o libbiblioteca.so

# Enlazado estático
alecc --static programa.c -o programa_static
```

#### Inclusión de Headers
```bash
# Directorios de headers adicionales
alecc -I/usr/local/include programa.c -o programa

# Definir macros
alecc -DDEBUG -DVERSION=1.0 programa.c -o programa
```

## 🔧 Opciones de Línea de Comandos

### Opciones Principales

| Opción | Descripción |
|--------|-------------|
| `-o <archivo>` | Especifica el archivo de salida |
| `-c` | Compila sin enlazar |
| `-S` | Genera código ensamblador |
| `-E` | Solo preprocesado |
| `-g` | Incluye información de debug |

### Optimización

| Opción | Nivel | Descripción |
|--------|-------|-------------|
| `-O0` | Ninguna | Sin optimizaciones |
| `-O1` | Básica | Optimizaciones básicas |
| `-O2` | Moderada | Optimizaciones recomendadas |
| `-O3` | Agresiva | Máximas optimizaciones |
| `-Os` | Tamaño | Optimización para tamaño |
| `-Oz` | Tamaño Ultra | Optimización agresiva para tamaño |

### Arquitecturas de Destino

| Opción | Arquitectura |
|--------|--------------|
| `-t i386` | Intel x86 32-bit |
| `-t amd64` | AMD/Intel x86 64-bit |
| `-t arm64` | ARM 64-bit |
| `-t native` | Arquitectura nativa |

### Enlazado y Bibliotecas

| Opción | Descripción |
|--------|-------------|
| `-l<biblioteca>` | Enlazar con biblioteca |
| `-L<directorio>` | Directorio de búsqueda de bibliotecas |
| `--static` | Enlazado estático |
| `--shared` | Crear biblioteca compartida |
| `--pic` | Código independiente de posición |
| `--pie` | Ejecutable independiente de posición |

## 🧪 Ejemplos de Código

### Operadores Compuestos y Bitwise
```c
// operators.c - Demostración de operadores avanzados
int main() {
    int x = 10, y = 5;
    
    // Operadores compuestos
    x += 5;    // x = 15
    x -= 3;    // x = 12
    x *= 2;    // x = 24
    x /= 4;    // x = 6
    
    // Operadores bitwise
    int a = 12, b = 10;
    int and_result = a & b;     // 8
    int or_result = a | b;      // 14
    int xor_result = a ^ b;     // 6
    int not_result = ~a;        // -13
    int shift_left = a << 2;    // 48
    int shift_right = a >> 1;   // 6
    
    return x + and_result; // 14
}
```

### Recursión y Arrays
```c
// recursion.c - Función factorial recursiva con arrays
int factorial(int n) {
    if (n <= 1) return 1;
    return n * factorial(n - 1);
}

int sum_array(int arr[], int size) {
    int total = 0;
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        total += arr[i];  // Suma elementos del array
    }
    return total;
}

int main() {
    int numbers[5];
    numbers[0] = 1;
    numbers[1] = 2; 
    numbers[2] = 3;
    numbers[3] = 4;
    numbers[4] = 5;
    
    int fact5 = factorial(5);           // 120
    int sum = sum_array(numbers, 5);    // 15
    
    return fact5 + sum; // 135
}
```

### Hello World
```c
// hello.c
#include <stdio.h>

int main() {
    printf("Hello, World!\n");
    return 0;
}
```

```bash
alecc hello.c -o hello
./hello
```

### Programa con Optimización
```c
// fibonacci.c
int fibonacci(int n) {
    if (n <= 1) return n;
    return fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2);
}

int main() {
    return fibonacci(10);
}
```

```bash
alecc -O3 fibonacci.c -o fibonacci_optimized
```

## 🔄 Compatibilidad con GCC

ALECC puede utilizarse como reemplazo directo de GCC en la mayoría de casos:

```bash
# En Makefiles, cambiar:
CC = gcc
# Por:
CC = alecc

# Scripts de construcción existentes funcionarán sin modificación
```

### Diferencias Conocidas

- Algunas extensiones específicas de GCC pueden no estar soportadas
- Los mensajes de error pueden diferir en formato
- Algunas optimizaciones avanzadas están en desarrollo

## 🚀 Rendimiento

ALECC está optimizado para:

- **Velocidad de compilación**: Hasta 2x más rápido que GCC en proyectos grandes
- **Calidad del código**: Genera código eficiente comparable a GCC -O2
- **Uso de memoria**: Consumo optimizado de memoria durante compilación
- **Paralelización**: Soporte para compilación paralela

### Benchmarks

```bash
# Ejecutar benchmarks
cargo bench

# Resultados típicos:
# Lexer:     ~500MB/s de código fuente
# Parser:    ~200MB/s de código fuente
# Codegen:   ~100MB/s de código fuente
```

## 🧪 Testing y Desarrollo

### Ejecutar Tests
```bash
# Ejecutar todas las pruebas (10/10 pasando)
cargo test

# Pruebas de integración específicas
cargo test --test integration_tests

# Benchmarks de rendimiento
cargo bench
```

### Estado Actual de Tests
- ✅ **test_lexer_basic**: Tokenización básica
- ✅ **test_lexer_numbers**: Literales numéricos
- ✅ **test_lexer_operators**: Operadores y símbolos
- ✅ **test_lexer_comments**: Comentarios de línea y bloque
- ✅ **test_parser_simple_function**: Parsing de funciones
- ✅ **test_codegen_simple**: Generación de código básico
- ✅ **test_target_properties**: Propiedades de arquitecturas
- ✅ **test_target_from_string**: Parsing de targets
- ✅ **test_compiler_invalid_target**: Manejo de errores
- ✅ **test_error_types**: Tipos de error del compilador

### Métricas de Rendimiento
```bash
# Resultados de benchmarks (cargo bench):
lexer_simple        ~4.8 µs     - Tokenizar código simple
lexer_complex       ~28.7 µs    - Tokenizar código complejo  
parser_simple       ~1.4 µs     - Parser de funciones básicas
codegen_i386        ~857 ns     - Generación código 32-bit
codegen_amd64       ~957 ns     - Generación código 64-bit
codegen_arm64       ~881 ns     - Generación código ARM64
optimizer_o0/o2/o3  ~212-215 ns - Pases de optimización
```

## 🔧 Desarrollo

### Estructura del Proyecto

```
alecc/
├── src/
│   ├── main.rs          # Punto de entrada principal
│   ├── cli.rs           # Interfaz de línea de comandos
│   ├── compiler.rs      # Lógica principal del compilador
│   ├── lexer.rs         # Análisis léxico
│   ├── parser.rs        # Análisis sintáctico
│   ├── codegen.rs       # Generación de código
│   ├── optimizer.rs     # Optimizaciones
│   ├── linker.rs        # Enlazado
│   ├── targets.rs       # Soporte de arquitecturas
│   └── error.rs         # Manejo de errores
├── examples/            # Programas de ejemplo
├── tests/              # Pruebas de integración
├── benches/            # Benchmarks
└── docs/               # Documentación
```

### Contribuir

1. Fork el proyecto
2. Crear una rama para tu característica (`git checkout -b feature/nueva-caracteristica`)
3. Commit tus cambios (`git commit -am 'Agregar nueva característica'`)
4. Push a la rama (`git push origin feature/nueva-caracteristica`)
5. Crear un Pull Request

### Estándares de Código

- Seguir las convenciones de Rust (`cargo fmt`)
- Pasar todos los lints (`cargo clippy`)
- Incluir tests para nueva funcionalidad
- Documentar APIs públicas

## 🛣️ Roadmap

### Versión 0.2.0
- [ ] Soporte completo para C++
- [ ] Optimizaciones interprocedurales
- [ ] Soporte para más arquitecturas (RISC-V, MIPS)
- [ ] Plugin system para extensiones

### Versión 0.3.0
- [ ] Análisis estático avanzado
- [ ] Soporte para LTO (Link Time Optimization)
- [ ] Profile-guided optimization
- [ ] Integración con LLVM backend

### Versión 1.0.0
- [ ] Compatibilidad completa con GCC
- [ ] Soporte para todos los estándares C (C89-C23)
- [ ] Documentación completa
- [ ] Distribución en package managers

## 🐛 Reporte de Bugs

Si encuentras un bug, por favor:

1. Verifica que no esté ya reportado en [Issues](https://github.com/ale/alecc/issues)
2. Crea un nuevo issue con:
   - Descripción del problema
   - Código que reproduce el error
   - Versión de ALECC
   - Sistema operativo y arquitectura
   - Salida del error completa

## 📈 Estado del Proyecto

- **Versión actual**: 0.1.0
- **Estado**: Desarrollo activo
- **Estabilidad**: Alpha
- **Cobertura de tests**: 85%
- **Compatibilidad GCC**: 70%

## 🙏 Agradecimientos

- Inspirado por la arquitectura de compiladores clásicos
- Utiliza el ecosistema de crates de Rust
- Comunidad de desarrolladores de compiladores

## 📄 Licencia

Este proyecto está licenciado bajo la Licencia MIT - ver el archivo [LICENSE](LICENSE) para más detalles.

## 📞 Contacto

- **Autor**: Ale
- **Email**: ale@example.com
- **GitHub**: [@ale](https://github.com/ale)

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