【cs基礎】編譯器的普及

編譯器是什麼

編譯器就是一種翻譯程序，一般是將高級語言編寫的源代碼轉化成彙編或者機器碼。說白了就是把我們用python,java等各種語言寫的程序,翻譯成計算機能看懂的二進制指令數據,以便運行.

編譯流程

source –> 詞法分析 == 各種記號Token stream
–> 語法分析 == 語法樹
–> 語義分析 == 優化後的語法樹
–> 中間代碼生成 == 中間代碼
–> 中間代碼優化 == 優化後的中間代碼
–> 目標代碼生成 == 目標代碼
–> 目標代碼優化 == target program

流程詳解

1. 詞法分析

    將源代碼的標識符、運算符等分割成一個個記號
   

2. 語法分析

   解析得到的一個個記號，根據語法規則生成一種抽象語法樹
   

3. 語義分析

   編譯器開始對語法樹進行一次或多次的遍歷，檢查程序的語義規則：變量聲明、類型匹配..等
   

4. IR生成（中間代碼，intermediate Representation）

   一般生成的算法是一個遞歸的算法，遞歸的遍歷語法樹，將語法樹上的一些節點替換成中間代碼塊，再根據特定的規則和順序將這些中間代碼塊拼裝起來。
   
   爲什麼不直接生成目標代碼？增加編譯器的開發擴展性；便於對代碼優化，中間代碼的優化要比直接在目標代碼優化難度低得多。
   

5. IR優化

   各種優化：
   去除冗餘代碼
   優化循環、算術表達式等
   

6. 目標代碼生成

   編譯器根據中間代碼和目標機器架構生成目標代碼。
   

7. 目標代碼優化

   利用目標機器的提供的特性對目標代碼做進一步的優化，如利用 CPU 的流水線，利用 CPU 的多核等，生成最終的目標代碼
   

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參考：http://pandolia.net/tinyc/ch6_compiler_overview.html