編譯這個(gè)詞是用來(lái)描述將高級(jí)語(yǔ)言(HLL)程序翻譯成機(jī)器語(yǔ)言程序的過(guò)程。盡管這種編譯的目的與匯編程序的目的相似，但編譯的問(wèn)題比匯編程序的問(wèn)題要復(fù)雜得多。編譯器是執(zhí)行編譯的程序。編譯器識(shí)別包含在一個(gè)給定的HLL中的程序，并為一個(gè)給定的計(jì)算機(jī)配置(硬件和操作系統(tǒng))創(chuàng)建相應(yīng)的打印程序。為了增進(jìn)同學(xué)們對(duì)編譯的理解，我們總結(jié)了編譯的重要階段。

1.詞法分析

編譯器中的詞法分析可以按照與匯編器中相同的方式執(zhí)行。一般來(lái)說(shuō)，在 HLL 中，需要識(shí)別的標(biāo)記數(shù)量較多 - 各種關(guān)鍵字(例如for、while、if、else等)、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)(例如逗號(hào)、分號(hào)、大括號(hào)等)、運(yùn)算符(例如算術(shù)運(yùn)算符、邏輯運(yùn)算符等)、標(biāo)識(shí)符等。像lex或flex這樣的工具用于創(chuàng)建詞法分析器。

2.中間代碼生成

在將給定的輸入程序識(shí)別為有效后，編譯器嘗試用目標(biāo)環(huán)境的語(yǔ)言創(chuàng)建等效的程序。在匯編器的情況下，這種翻譯稍微簡(jiǎn)單一些，因?yàn)檩斎氤绦蛑忻總€(gè)語(yǔ)句中的助記操作碼隱含的操作有一些等效的機(jī)器操作碼。機(jī)器語(yǔ)言中每個(gè)操作適用的操作數(shù)數(shù)量與相應(yīng)的匯編語(yǔ)言助記符操作碼所允許的操作數(shù)數(shù)量相同。

因此，對(duì)于匯編語(yǔ)言，每個(gè)語(yǔ)句的翻譯幾乎可以獨(dú)立于程序的其余部分進(jìn)行。但是，在 HLL 的情況下，嘗試為輸入語(yǔ)言的每個(gè)語(yǔ)句關(guān)聯(lián)單個(gè)機(jī)器操作碼是徒勞的。原因之一是，如上所述，語(yǔ)句的范圍并不總是固定的，并且可能包含遞歸。此外，與目標(biāo)執(zhí)行環(huán)境可能直接支持的抽象相比，HLL 程序中的數(shù)據(jù)引用可以采取顯著的抽象級(jí)別。將含義(就機(jī)器可以支持的原始操作而言)與程序或程序段相關(guān)聯(lián)的任務(wù)稱為語(yǔ)義處理。

3.語(yǔ)法定向翻譯

盡管將目標(biāo)語(yǔ)言操作與 HLL 程序中的語(yǔ)句關(guān)聯(lián)起來(lái)并不完全簡(jiǎn)單，但 HLL 的 CFG 允許將各種語(yǔ)法規(guī)則的語(yǔ)義操作(或含義) 關(guān)聯(lián)起來(lái)。因此，在廣泛的翻譯任務(wù)中，當(dāng)解析輸入程序時(shí)，編譯器還會(huì)嘗試執(zhí)行與最終應(yīng)用的各種語(yǔ)法規(guī)則相對(duì)應(yīng)的某些語(yǔ)義操作。然而，大多數(shù) HLL 包含某些語(yǔ)法特征，需要使用一些附加信息(例如符號(hào)表的內(nèi)容)來(lái)確定這些語(yǔ)法特征的語(yǔ)義動(dòng)作。因此，諸如符號(hào)表之類的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建和使用是編譯器執(zhí)行的語(yǔ)義操作的重要部分。

在執(zhí)行語(yǔ)義處理后，獲得輸入程序的更易于管理的等效形式。這是使用一些中間代碼表示來(lái)存儲(chǔ)(表示)的，這使得進(jìn)一步的處理變得容易。在這種表示中，編譯器通常必須引入幾個(gè)臨時(shí)變量來(lái)存儲(chǔ)各種操作的中間結(jié)果。用于中間代碼的語(yǔ)言通常不是任何特定的機(jī)器語(yǔ)言，而是可以有效地轉(zhuǎn)換為所需的機(jī)器語(yǔ)言的語(yǔ)言(可以考慮使用某種形式的匯編語(yǔ)言)。

4.代碼優(yōu)化

以中間代碼形式表示的程序通常在存儲(chǔ)空間以及預(yù)期輸出程序的運(yùn)行時(shí)效率方面包含很大的優(yōu)化范圍。有時(shí)輸入程序本身就包含這樣的范圍。除此之外，生成中間代碼表示的過(guò)程通常為這種優(yōu)化留有很大的空間。因此，編譯器通常實(shí)施顯式步驟來(lái)優(yōu)化中間代碼。

5.代碼生成

最后，編譯器將中間代碼表示形式的(優(yōu)化的)程序轉(zhuǎn)換為所需的機(jī)器語(yǔ)言。需要注意的是，如果編譯器正在翻譯的程序?qū)嶋H上依賴于某些外部模塊，則必須對(duì)編譯器的輸出執(zhí)行鏈接。這些活動(dòng)與輸入程序是 HLL 還是匯編語(yǔ)言無(wú)關(guān)。

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