[编译器设计第二版] 第一章编译概述

摘自：<<编译器设计 第二版>>, 支持正版。

1.1、简介

• 1、编译器：用于转换其他计算机程序的计算机程序。

• 2、指令集：处理器支持的操作的集合，指令集的总体设计通常称为指令集系统结构（Instruction Set Architecture, ISA）。

• 3、虚拟机：虚拟机是针对某种处理器的模拟器，它是针对 该机器指令集的解释器。

• 4、编译的基本原则

  • a、编译器必须保持被编译程序的语义。
  • b、编译器必须以某种可觉察的方式改进输入程序。

1.2 编译器结构

• 1、编译器基本分解是以下两个主要部分的设计：前端和后端。

  
  前端和后端
  • a、前端专注于理解源语言的程序
  • b、后端专注于将程序映射到目标机。

• 2、IR：编译器使用一些数据结构来表示它处理的代码，这种形式称为中间表示（ Intermediate Representation, IR）。

• 3、重定目标：改变编译器使之针对 新处理器生成代码的任务，通常称为将该编译器重定目标。

• 4、优化器：编译器的中间部分称为优化器，负责分析并转换IR，以改进IR。

  
  三阶段编译器

• 5、三阶段结构表示了经典 的优化编译器。实际上，每个阶段都划分为若干趟。编译器的三个阶段和其中的各趟处理共享了同一个基础设施。

  
  典型编译器的结构

1.3 转述概述

1.3.1、前端

在编译器将源代码转换目标程序之前，它必须理解源代码的语法和语义。它会根据语法和语义，判断输入的代码是否是良构的。如果前端发现代码是有效的，它会以编译器的IR格式来建立代码的一种表示，否则，它向用户回报诊断错误信息，以标识该代码的问题。

步骤

检测语法

数学上，源语言是一个字符串的集合，通常是无限集，由某种规则的有限集定义(语法)。前端中有趟独立的处理，分别称为词法分析器和语法分析器，来判断输入代码实际是否属于语法定义的有效程序集合。

词法分析器

• 1、例如在英语中，许多句子有下述形式。其中verb和endmark是词类，而Sentence、Subject是语法变量。符号 ->读作"导出"，意味着右侧的一个实例可以抽象为左侧的语法变量。

Sentence (句子) -> Subject (主语)  verb(动词) Object(宾语) endmark(结束标点符号)

• 2、理解以上案例句子语法时，第一步是标识输入程序中的各个单词，并将每个单词归入对应的词类，是词法分析器的执行该操作。

中间表示

扩展

• 词法分析器：将字符构成的串转换为单词构成的流
• 语法分析器：判断输入流是否是源语言的一个句子
• 类型检查：检查输入程序中对名字的使用在类型方面是否一致

1.3.2、优化器

1.3.3、后端