跟我一起自己写编译器-123.引言

1. 引言

想做编译器很久了,大学期间留下了不少遗憾,没有实现自己的编译器,没有实现自己的JVM,没有实现自己的数据库,当然这其中有很多原因,比如学院的要求太松,比如自己也不够主动,经过两个多月的学习,笔者的Pava1.0以及Pava编译器已经发布,这篇Blog主要介绍理论,将引导读者一步一步构建一个自己的编译器

2. 学习重点

开发编译器我能学到什么?编译器本身吗?其实不对,我们设计编译器的时候,会遇到很多问题,解决这些问题的方法才是最终重要的东西。

3. 编译器的流程

从头开发一个编译器是非常困难的,这涉及到很多知识点,这一部分主要介绍现代编译器的架构。

龙书上把编译器分为前端和后端两个部分,源代码首先经过前端转化为中间代码,中间代码经过后端转化为汇编文件。此后的工作就不是编译器的管理范围了,接下来由汇编器和链接器将汇编文件转化为可执行文件。

graph LR
  源代码 --编译器前端--> 中间代码 --编译器后端--> 汇编文件 --汇编器和链接器--> 可执行文件

为什么编译器要分为两个部分?为什么要分出前端和后端?实际上这样的架构做好以后,只要我们为$m$种源代码编写一个前端,为$n$种架构的机器编写后端,则我们可以组成$n*m$种编译器。当一个新类型的源代码或者新架构的机器出现时,我们可以以更快的速度对编译器进行更新,从而支持这些源代码或机器。另一方面,如果想要对源程序进行优化,编译器前端负责优化吗?还是编译器后端负责优化?这其实是优化器的工作,优化器的输入是中间代码,输出也是中间代码。

接下来读者最关心的问题,应该是中间代码是什么样的?中间代码并不只是一种形式,如果我们忽略优化器,就可以认为中间代码就是一个固定的形式。这个形式就是三地址形式或四元组形式,至于三地址形式和四元式形式究竟是什么,我们后面再做介绍。

3.1. 编译器前端流程

从源代码到中间代码,编译器已经有了很成熟的架构,一般分为下面这几步。

graph LR
  源代码 --词法分析器--> token流 --语法分析器--> 语法树  --中间代码生成器--> 中间代码 

3.2. 编译器后端流程

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  语法树  --中间代码生成器--> 中间代码1 --机器无关优化--> 中间代码2 --机器有关优化--> 中间代码3 --汇编代码生成器--> 汇编代码

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跟我一起自己写编译器-123.引言
http://fightinggg.github.io/fluid/QV7MPO.html
作者
fightinggg
发布于
2021年6月24日
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