stringtranslate.com

Компилятор

В вычислительной технике компилятор — это компьютерная программа , которая переводит компьютерный код, написанный на одном языке программирования ( исходный язык), на другой язык ( целевой язык). Название «компилятор» в основном используется для программ, которые переводят исходный код с языка программирования высокого уровня на язык программирования низкого уровня (например, язык ассемблера , объектный код или машинный код ) для создания исполняемой программы. [1] [2] : p1  [3]

Существует множество различных типов компиляторов, которые производят вывод в различных полезных формах. Кросс-компилятор производит код для другого процессора или операционной системы, чем тот, на котором работает сам кросс-компилятор. Bootstrap-компилятор часто является временным компилятором, используемым для компиляции более постоянного или лучше оптимизированного компилятора для языка.

Сопутствующее программное обеспечение включает декомпиляторы — программы, которые переводят с языков низкого уровня на языки более высокого уровня; программы, которые переводят между языками высокого уровня, обычно называемые компиляторами «из исходного кода в исходный» или транспиляторами ; рерайтеры языков — обычно программы, которые переводят форму выражений без изменения языка; и компиляторы-компиляторы — компиляторы, которые производят компиляторы (или их части), часто универсальным и повторно используемым способом, чтобы иметь возможность производить множество различных компиляторов.

Компилятор, скорее всего, выполнит некоторые или все из следующих операций, часто называемых фазами: предварительная обработка , лексический анализ , синтаксический анализ , семантический анализ ( синтаксически-управляемый перевод ), преобразование входных программ в промежуточное представление , оптимизация кода и машинно-специфическая генерация кода . Компиляторы обычно реализуют эти фазы как модульные компоненты, способствуя эффективному проектированию и корректности преобразований исходного ввода в целевой вывод. Ошибки программы, вызванные неправильным поведением компилятора, может быть очень трудно отследить и обойти; поэтому разработчики компиляторов вкладывают значительные усилия, чтобы обеспечить корректность компилятора . [4]

Компиляторы — не единственный языковой процессор, используемый для преобразования исходных программ. Интерпретатор — это компьютерное программное обеспечение, которое преобразует и затем выполняет указанные операции. [2] : p2  Процесс трансляции влияет на разработку компьютерных языков, что приводит к предпочтению компиляции или интерпретации. Теоретически язык программирования может иметь как компилятор, так и интерпретатор. На практике языки программирования, как правило, связаны только с одним (компилятором или интерпретатором).

История

Схема работы типичного многоязыкового многоцелевого компилятора

Теоретические вычислительные концепции, разработанные учеными, математиками и инженерами, легли в основу развития современных цифровых вычислений во время Второй мировой войны. Примитивные двоичные языки развивались, поскольку цифровые устройства понимают только единицы и нули и схемы схем в базовой архитектуре машины. В конце 1940-х годов были созданы языки ассемблера, чтобы предложить более работоспособную абстракцию компьютерных архитектур. [5] Ограниченный объем памяти ранних компьютеров привел к существенным техническим проблемам при проектировании первых компиляторов. Поэтому процесс компиляции необходимо было разделить на несколько небольших программ. Программы front-end производят продукты анализа, используемые программами back-end для генерации целевого кода. Поскольку компьютерные технологии предоставляли больше ресурсов, конструкции компиляторов могли лучше соответствовать процессу компиляции.

Обычно программисту более продуктивно использовать язык высокого уровня, поэтому разработка языков высокого уровня естественным образом вытекала из возможностей, предлагаемых цифровыми компьютерами. Языки высокого уровня — это формальные языки , которые строго определены их синтаксисом и семантикой , которые формируют архитектуру языка высокого уровня. Элементы этих формальных языков включают:

Предложения в языке могут быть определены набором правил, называемых грамматикой. [6]

Форма Бэкуса–Наура (БНФ) описывает синтаксис «предложений» языка. Она была разработана Джоном Бэкусом и использовалась для синтаксиса Algol 60. [7] Идеи вытекают из концепций контекстно-свободной грамматики лингвиста Ноама Хомского . [8] «БНФ и ее расширения стали стандартными инструментами для описания синтаксиса программных нотаций. Во многих случаях части компиляторов генерируются автоматически из описания БНФ». [9]

Между 1942 и 1945 годами Конрад Цузе разработал первый (алгоритмический) язык программирования для компьютеров под названием Plankalkül («Плановое исчисление»). Цузе также задумал Planfertigungsgerät («Устройство сборки планов») для автоматического перевода математической формулировки программы в машиночитаемую перфорированную кинопленку . [10] Хотя фактическая реализация не произошла до 1970-х годов, она представила концепции, позже увиденные в APL, разработанном Кеном Айверсоном в конце 1950-х годов. [11] APL — это язык для математических вычислений.

Между 1949 и 1951 годами Хайнц Рутисхаузер предложил Суперплан — язык высокого уровня и автоматический переводчик. [12] Его идеи позднее были усовершенствованы Фридрихом Л. Бауэром и Клаусом Самельсоном . [13]

Разработка языков высокого уровня в годы становления цифровой вычислительной техники предоставила полезные инструменты программирования для различных приложений:

Технология компиляторов развилась из потребности в строго определенном преобразовании исходной программы высокого уровня в целевую программу низкого уровня для цифрового компьютера. Компилятор можно рассматривать как front end для анализа исходного кода и back end для синтеза анализа в целевой код. Оптимизация между front end и back end может производить более эффективный целевой код. [17]

Некоторые ранние вехи в развитии технологии компиляторов:

Ранние операционные системы и программное обеспечение были написаны на языке ассемблера. В 1960-х и начале 1970-х годов использование языков высокого уровня для системного программирования все еще было спорным из-за ограниченности ресурсов. Однако несколько исследовательских и промышленных усилий начали сдвиг в сторону языков системного программирования высокого уровня, например , BCPL , BLISS , B и C.

BCPL (Basic Combined Programming Language), разработанный в 1966 году Мартином Ричардсом в Кембриджском университете, изначально разрабатывался как инструмент для написания компиляторов. [29] Было реализовано несколько компиляторов, книга Ричардса дает представление о языке и его компиляторе. [30] BCPL был не только влиятельным языком системного программирования, который до сих пор используется в исследованиях [31] , но и послужил основой для разработки языков B и C.

BLISS (Basic Language for Implementation of System Software) был разработан для компьютера PDP-10 корпорации Digital Equipment Corporation (DEC) исследовательской группой WA Wulf из Университета Карнеги-Меллона (CMU). Группа CMU продолжила разработку компилятора BLISS-11 годом позже, в 1970 году.

Multics (Multiplexed Information and Computing Service), проект операционной системы с разделением времени, в котором участвовали MIT , Bell Labs , General Electric (позже Honeywell ) и который возглавлял Фернандо Корбато из MIT. [32] Multics был написан на языке PL/I , разработанном IBM и IBM User Group. [33] Целью IBM было удовлетворение требований делового, научного и системного программирования. Существовали и другие языки, которые можно было бы рассмотреть, но PL/I предлагал наиболее полное решение, хотя оно и не было реализовано. [34] В течение первых нескольких лет проекта Multics подмножество языка можно было скомпилировать в язык ассемблера с помощью компилятора Early PL/I (EPL) Дуга Макилори и Боба Морриса из Bell Labs. [35] EPL поддерживала проект до тех пор, пока не был разработан компилятор для полной загрузки PL/I. [36]

Bell Labs вышла из проекта Multics в 1969 году и разработала системный язык программирования B на основе концепций BCPL, написанный Деннисом Ритчи и Кеном Томпсоном . Ритчи создал компилятор начальной загрузки для B и написал операционную систему Unics (Uniplexed Information and Computing Service) для PDP-7 на языке B. В конечном итоге Unics стал писаться как Unix.

Bell Labs начала разработку и расширение C на основе B и BCPL. Компилятор BCPL был перенесен в Multics компанией Bell Labs, и BCPL был предпочтительным языком в Bell Labs. [37] Первоначально использовалась программа front-end для компилятора B Bell Labs, пока разрабатывался компилятор C. В 1971 году новый PDP-11 предоставил ресурс для определения расширений для B и переписывания компилятора. К 1973 году разработка языка C была по существу завершена, и ядро ​​Unix для PDP-11 было переписано на C. Стив Джонсон начал разработку Portable C Compiler (PCC) для поддержки перенацеливания компиляторов C на новые машины. [38] [39]

Объектно-ориентированное программирование (ООП) предлагало некоторые интересные возможности для разработки и обслуживания приложений. Концепции ООП появились еще раньше, но были частью науки о языках LISP и Simula . [40] Bell Labs заинтересовалась ООП с разработкой C++ . [41] C++ впервые был использован в 1980 году для системного программирования. Первоначальный проект использовал возможности системного программирования языка C с концепциями Simula. Объектно-ориентированные возможности были добавлены в 1983 году. [42] Программа Cfront реализовала интерфейс C++ для компилятора языка C84. В последующие годы было разработано несколько компиляторов C++ по мере роста популярности C++.

Во многих прикладных областях идея использования языка более высокого уровня быстро прижилась. Из-за расширяющейся функциональности, поддерживаемой новыми языками программирования , и усложнения компьютерных архитектур компиляторы стали более сложными.

DARPA (Управление перспективных исследовательских проектов в области обороны) спонсировало проект компилятора с исследовательской группой Вульфа из CMU в 1970 году. Проект компилятора качества производства PQCC должен был создать компилятор качества производства (PQC) из формальных определений исходного языка и целевого языка. [43] PQCC попытались расширить термин компилятор-компилятор за пределы традиционного значения как генератора синтаксических анализаторов (например, Yacc ), но без особого успеха. PQCC было бы правильнее называть генератором компилятора.

Исследование PQCC в области процесса генерации кода стремилось построить действительно автоматическую систему написания компилятора. В ходе работы была обнаружена и разработана фазовая структура PQC. Компилятор BLISS-11 предоставил начальную структуру. [44] Фазы включали анализ (фронт-энд), промежуточную трансляцию в виртуальную машину (средний конец) и трансляцию в целевой объект (бэк-энд). TCOL был разработан для исследования PQCC для обработки языковых конструкций в промежуточном представлении. [45] Вариации TCOL поддерживали различные языки. Проект PQCC исследовал методы автоматизированного построения компилятора. Концепции проектирования оказались полезными при оптимизации компиляторов и компиляторов для (с 1995 года объектно-ориентированного) языка программирования Ada .

Документ Ada STONEMAN [a] формализовал среду поддержки программ (APSE) вместе с ядром (KAPSE) и минимальным (MAPSE). Интерпретатор Ada NYU/ED поддерживал усилия по разработке и стандартизации совместно с Американским национальным институтом стандартов (ANSI) и Международной организацией по стандартизации (ISO). Первоначальная разработка компилятора Ada военными службами США включала компиляторы в полную интегрированную среду проектирования в соответствии с документом STONEMAN . Армия и флот работали над проектом Ada Language System (ALS), нацеленным на архитектуру DEC/VAX, в то время как ВВС начали работу над Ada Integrated Environment (AIE), нацеленным на серию IBM 370. Хотя проекты не дали желаемых результатов, они внесли вклад в общие усилия по разработке Ada. [46]

Другие усилия по компилятору Ada были предприняты в Великобритании в Университете Йорка и в Германии в Университете Карлсруэ. В США Verdix (позже приобретенная Rational) поставляла Verdix Ada Development System (VADS) для армии. VADS предоставляла набор инструментов разработки, включая компилятор. Unix/VADS могла размещаться на различных платформах Unix, таких как DEC Ultrix и Sun 3/60 Solaris, ориентированная на Motorola 68020 в оценке CECOM армии. [47] Вскоре появилось много доступных компиляторов Ada, которые прошли тесты Ada Validation. Проект Free Software Foundation GNU разработал GNU Compiler Collection (GCC), которая обеспечивает базовую возможность поддержки нескольких языков и целевых платформ. Версия Ada GNAT является одним из наиболее широко используемых компиляторов Ada. GNAT бесплатна, но есть и коммерческая поддержка, например, AdaCore, была основана в 1994 году для предоставления коммерческих программных решений для Ada. GNAT Pro включает в себя GNAT на базе GNU GCC с набором инструментов для предоставления интегрированной среды разработки .

Языки высокого уровня продолжали стимулировать исследования и разработки компиляторов. Основные направления включали оптимизацию и автоматическую генерацию кода. Тенденции в языках программирования и средах разработки повлияли на технологию компиляторов. Все больше компиляторов стали включаться в языковые дистрибутивы (PERL, Java Development Kit) и как компонент IDE (VADS, Eclipse, Ada Pro). Взаимосвязь и взаимозависимость технологий росли. Появление веб-сервисов способствовало росту веб-языков и языков сценариев. Скрипты восходят к ранним дням интерфейсов командной строки (CLI), где пользователь мог вводить команды, которые должны были выполняться системой. Концепции оболочки пользователя разрабатывались с помощью языков для написания программ оболочки. Ранние проекты Windows предлагали простую возможность пакетного программирования. Традиционное преобразование этих языков использовало интерпретатор. Хотя компиляторы Bash и Batch не получили широкого распространения, были написаны. Совсем недавно сложные интерпретируемые языки стали частью набора инструментов разработчиков. Современные языки сценариев включают PHP, Python, Ruby и Lua. (Lua широко используется в разработке игр.) Все они имеют поддержку интерпретатора и компилятора. [48]

«Когда в конце 50-х годов началась область компиляции, ее фокус был ограничен переводом программ на языке высокого уровня в машинный код... Область компиляции все больше переплетается с другими дисциплинами, включая архитектуру компьютеров, языки программирования, формальные методы, программную инженерию и компьютерную безопасность». [49] В статье «Исследования компиляторов: следующие 50 лет» отмечалась важность объектно-ориентированных языков и Java. Безопасность и параллельные вычисления были названы среди будущих целей исследований.

Конструкция компилятора

Компилятор реализует формальное преобразование из исходной программы высокого уровня в целевую программу низкого уровня. Проектирование компилятора может определять сквозное решение или решать определенную подгруппу, которая взаимодействует с другими инструментами компиляции, например, препроцессорами, ассемблерами, компоновщиками. Требования к проектированию включают строго определенные интерфейсы как внутри между компонентами компилятора, так и снаружи между поддерживающими наборами инструментов.

В ранние дни подход, принятый к проектированию компилятора, напрямую зависел от сложности обрабатываемого компьютерного языка, опыта человека(ов), проектирующего его, и доступных ресурсов. Ограничения ресурсов привели к необходимости проходить исходный код более одного раза.

Компилятор для относительно простого языка, написанный одним человеком, может быть единым, монолитным программным обеспечением. Однако по мере усложнения исходного языка проект может быть разделен на ряд взаимозависимых фаз. Отдельные фазы обеспечивают улучшения дизайна, которые фокусируют разработку на функциях в процессе компиляции.

Однопроходные компиляторы по сравнению с многопроходными компиляторами

Классификация компиляторов по количеству проходов имеет свою подоплеку в ограничениях аппаратных ресурсов компьютеров. Компиляция подразумевает выполнение большого объема работы, и ранние компьютеры не имели достаточно памяти для одной программы, которая выполняла бы всю эту работу. В результате компиляторы были разделены на более мелкие программы, каждая из которых проходила по исходному коду (или некоторому его представлению), выполняя часть необходимого анализа и трансляций.

Возможность компиляции за один проход традиционно рассматривалась как преимущество, поскольку она упрощает работу по написанию компилятора, а однопроходные компиляторы обычно выполняют компиляцию быстрее, чем многопроходные . Таким образом, отчасти из-за ограничений ресурсов ранних систем, многие ранние языки были специально разработаны так, чтобы их можно было компилировать за один проход (например, Pascal ).

В некоторых случаях дизайн языковой функции может потребовать от компилятора выполнить более одного прохода по исходному коду. Например, рассмотрим объявление, появляющееся в строке 20 исходного кода, которое влияет на перевод оператора, появляющегося в строке 10. В этом случае первый проход должен собрать информацию о объявлениях, появляющихся после операторов, на которые они влияют, а фактический перевод происходит во время последующего прохода.

Недостатком компиляции за один проход является то, что невозможно выполнить многие сложные оптимизации, необходимые для генерации высококачественного кода. Может быть сложно точно подсчитать, сколько проходов делает оптимизирующий компилятор. Например, различные фазы оптимизации могут анализировать одно выражение много раз, но анализировать другое выражение только один раз.

Разделение компилятора на небольшие программы — это метод, используемый исследователями, заинтересованными в создании доказуемо корректных компиляторов. Доказательство корректности набора небольших программ часто требует меньших усилий, чем доказательство корректности более крупной, одиночной, эквивалентной программы.

Трехступенчатая структура компилятора

Проектирование компилятора

Независимо от точного количества фаз в конструкции компилятора, фазы могут быть отнесены к одному из трех этапов. Этапы включают в себя front end, middle end и back end.

Такой подход front-middle-back-end позволяет объединять front-end для разных языков с back-end для разных процессоров , при этом разделяя оптимизации middle-end. [50] Практическими примерами такого подхода являются GNU Compiler Collection , Clang ( компилятор C/C++ на основе LLVM ) [51] и Amsterdam Compiler Kit , которые имеют несколько front-end, общие оптимизации и несколько back-end.

Внешний интерфейс

Пример лексера и парсера для C . Начиная с последовательности символов " if(net>0.0)total+=net*(1.0+tax/100.0);", сканер составляет последовательность токенов и классифицирует каждый из них, например, как идентификатор , зарезервированное слово , числовой литерал или оператор . Последняя последовательность преобразуется парсером в синтаксическое дерево , которое затем обрабатывается оставшимися фазами компиляции. Сканер и парсер обрабатывают обычные и собственно контекстно-свободные части грамматики для C , соответственно.

Фронтенд анализирует исходный код для построения внутреннего представления программы, называемого промежуточным представлением (IR). Он также управляет таблицей символов , структурой данных, сопоставляющей каждый символ в исходном коде с соответствующей информацией, такой как местоположение, тип и область действия.

Хотя фронтенд может быть одной монолитной функцией или программой, как в парсере без сканера , он традиционно реализовывался и анализировался как несколько фаз, которые могут выполняться последовательно или одновременно. Этот метод пользуется популярностью из-за его модульности и разделения задач . Чаще всего фронтенд разбивается на три фазы: лексический анализ (также известный как лексирование или сканирование), синтаксический анализ (также известный как сканирование или разбор) и семантический анализ . Лексинг и разбор включают синтаксический анализ (синтаксис слова и синтаксис фразы соответственно), и в простых случаях эти модули (лексер и парсер) могут быть автоматически сгенерированы из грамматики языка, хотя в более сложных случаях они требуют ручной модификации. Лексическая грамматика и грамматика фразы обычно являются контекстно-свободными грамматиками , что значительно упрощает анализ, при этом контекстно-зависимость обрабатывается на этапе семантического анализа. Фаза семантического анализа, как правило, более сложная и пишется вручную, но может быть частично или полностью автоматизирована с использованием атрибутных грамматик . Эти фазы сами по себе могут быть далее разбиты: лексический анализ как сканирование и оценка, и парсинг как построение конкретного синтаксического дерева (CST, parse tree) и последующее преобразование его в абстрактное синтаксическое дерево (AST, syntax tree). В некоторых случаях используются дополнительные фазы, в частности, реконструкция строк и предварительная обработка, но они редки.

Основные этапы фронтенда включают в себя следующее:

Средний конец

Средний конец, также известный как оптимизатор, выполняет оптимизацию промежуточного представления с целью повышения производительности и качества создаваемого машинного кода. [55] Средний конец содержит те оптимизации, которые не зависят от целевой архитектуры ЦП.

Основные фазы среднего этапа включают в себя следующее:

Анализ компилятора является предпосылкой для любой оптимизации компилятора, и они тесно работают вместе. Например, анализ зависимости имеет решающее значение для преобразования цикла .

Область анализа и оптимизации компилятора сильно различается; их область действия может варьироваться от работы в пределах базового блока до целых процедур или даже всей программы. Существует компромисс между степенью детализации оптимизаций и стоимостью компиляции. Например, оптимизация peephole выполняется быстро во время компиляции, но затрагивает только небольшой локальный фрагмент кода и может выполняться независимо от контекста, в котором появляется фрагмент кода. Напротив, межпроцедурная оптимизация требует больше времени компиляции и памяти, но позволяет проводить оптимизации, которые возможны только при одновременном рассмотрении поведения нескольких функций.

Межпроцедурный анализ и оптимизация распространены в современных коммерческих компиляторах от HP , IBM , SGI , Intel , Microsoft и Sun Microsystems . Свободное программное обеспечение GCC долгое время критиковалось за отсутствие мощных межпроцедурных оптимизаций, но оно меняется в этом отношении. Еще один компилятор с открытым исходным кодом с полной инфраструктурой анализа и оптимизации — Open64 , который используется многими организациями в исследовательских и коммерческих целях.

Из-за дополнительного времени и пространства, необходимых для анализа и оптимизации компилятора, некоторые компиляторы пропускают их по умолчанию. Пользователи должны использовать параметры компиляции, чтобы явно указать компилятору, какие оптимизации следует включить.

Бэк-энд

Бэкэнд отвечает за оптимизацию архитектуры ЦП и генерацию кода [55] .

Основные этапы бэкэнда включают в себя следующее:

Корректность компилятора

Корректность компилятора — это раздел программной инженерии, который занимается попытками показать, что компилятор ведет себя в соответствии со спецификацией своего языка . [57] Методы включают разработку компилятора с использованием формальных методов и использование строгого тестирования (часто называемого проверкой компилятора) на существующем компиляторе.

Компилируется по отношению к интерпретируемым языкам

Языки программирования более высокого уровня обычно появляются с учетом типа трансляции : либо разработанные как компилируемый язык , либо интерпретируемый язык . Однако на практике редко бывает так, чтобы язык требовал исключительно компилируемого или исключительно интерпретируемого языка, хотя можно разрабатывать языки, которые полагаются на повторную интерпретацию во время выполнения. Категоризация обычно отражает наиболее популярные или распространенные реализации языка — например, BASIC иногда называют интерпретируемым языком, а C — компилируемым, несмотря на существование компиляторов BASIC и интерпретаторов C.

Интерпретация не заменяет компиляцию полностью. Она только скрывает ее от пользователя и делает ее постепенной. Несмотря на то, что интерпретатор сам по себе может быть интерпретирован, необходим набор непосредственно выполняемых машинных инструкций где-то в нижней части стека выполнения (см. машинный язык ).

Кроме того, для оптимизации компиляторы могут содержать функционал интерпретатора, а интерпретаторы могут включать методы компиляции до начала работы. Например, когда выражение может быть выполнено во время компиляции, а результаты вставлены в выходную программу, то это предотвращает необходимость пересчета при каждом запуске программы, что может значительно ускорить конечную программу. Современные тенденции к компиляции «точно в срок» и интерпретации байт-кода порой еще больше размывают традиционные классификации компиляторов и интерпретаторов.

Некоторые спецификации языка указывают, что реализации должны включать средство компиляции; например, Common Lisp . Однако в определении Common Lisp нет ничего, что мешало бы его интерпретировать. В других языках есть функции, которые очень легко реализовать в интерпретаторе, но которые значительно усложняют написание компилятора; например, APL , SNOBOL4 и многие скриптовые языки позволяют программам создавать произвольный исходный код во время выполнения с помощью обычных строковых операций, а затем выполнять этот код, передавая его специальной функции оценки . Чтобы реализовать эти функции в компилируемом языке, программы обычно должны поставляться с библиотекой времени выполнения , которая включает версию самого компилятора.

Типы

Одна из классификаций компиляторов — по платформе, на которой выполняется сгенерированный ими код. Это называется целевой платформой.

Собственный или размещенный компилятор — это тот, чей вывод предназначен для непосредственного запуска на том же типе компьютера и операционной системы, на которых работает сам компилятор. Вывод кросс-компилятора предназначен для запуска на другой платформе. Кросс-компиляторы часто используются при разработке программного обеспечения для встраиваемых систем , которые не предназначены для поддержки среды разработки программного обеспечения.

Выход компилятора, который производит код для виртуальной машины (VM), может быть выполнен или не выполнен на той же платформе, что и компилятор, который его создал. По этой причине такие компиляторы обычно не классифицируются как собственные или кросс-компиляторы.

Язык более низкого уровня, который является целью компилятора, сам может быть языком программирования высокого уровня . C, рассматриваемый некоторыми как своего рода переносимый язык ассемблера, часто является целевым языком таких компиляторов. Например, Cfront , оригинальный компилятор для C++ , использовал C в качестве своего целевого языка. Код C, сгенерированный таким компилятором, обычно не предназначен для чтения и поддержки людьми, поэтому стиль отступов и создание красивого промежуточного кода C игнорируются. Некоторые из особенностей C, которые делают его хорошим целевым языком, включают #lineдирективу, которая может быть сгенерирована компилятором для поддержки отладки исходного кода, и широкую поддержку платформ, доступную с компиляторами C.

Хотя распространенный тип компилятора выводит машинный код, существует множество других типов:

Ассемблеры, которые переводят понятный человеку язык ассемблера в инструкции машинного кода , выполняемые аппаратным обеспечением, не считаются компиляторами. [65] [b] (Обратная программа, которая переводит машинный код на язык ассемблера, называется дизассемблером . )

Смотрите также

Примечания и ссылки

  1. ↑ Министерство обороны США (18 февраля 1980 г.) Требования Стоунмана
  2. ^ "Множество особенностей исходного языка, описанных в предыдущем разделе, приводят к ряду существенных различий между компиляторами и ассемблерами. По любому пункту различие может быть нечетким. Более того, может быть трудно отличить простой компилятор от мощного макроассемблера. Тем не менее, различия обычно достаточно существенны, чтобы оставалось качественное различие между ассемблерами и компиляторами".
  1. ^ "Энциклопедия: Определение компилятора". PCMag.com . Получено 2 июля 2022 г. .
  2. ^ ab Compilers: Principles, Techniques, and Tools Альфред В. Ахо, Рави Сети, Джеффри Д. Ульман - Второе издание, 2007
  3. ^ Сударсанам, Ашок; Малик, Шарад; Фудзита, Масахиро (2002). «Методология перенацеливаемой компиляции для встраиваемых цифровых сигнальных процессоров с использованием библиотеки оптимизации машинно-зависимого кода». Чтения в Hardware/Software Co-Design . Elsevier. стр. 506–515. doi :10.1016/b978-155860702-6/50045-4. ISBN 9781558607026. Компилятор — это компьютерная программа, которая переводит программу, написанную на языке высокого уровня (HLL), например, C, в эквивалентную программу на языке ассемблера [2].
  4. ^ Сан, Чэннянь; Ле, Ву; Чжан, Цирун; Су, Чжэндун (2016). «К пониманию ошибок компилятора в GCC и LLVM». Труды 25-го Международного симпозиума по тестированию и анализу программного обеспечения . ISSTA 2016. ACM. стр. 294–305. doi :10.1145/2931037.2931074. ISBN 9781450343909. S2CID  8339241.
  5. ^ Багхай, Кристиан (4 апреля 2023 г.). «Эволюция языков программирования: от примитивных двоичных до высокоуровневых абстракций». Medium . Получено 10 июля 2024 г. .
  6. ^ Конспект лекций. Компиляторы: принципы, методы и инструменты. Цзин-Шин Чан. Кафедра компьютерных наук и информационной инженерии. Национальный университет Чи-Нань
  7. ^ Наур, П. и др. «Отчет об АЛГОЛЕ 60». Сообщения ACM 3 (май 1960 г.), 299–314.
  8. ^ Хомский, Ноам; Лайтфут, Дэвид В. (2002). Синтаксические структуры . Вальтер де Грюйтер. ISBN 978-3-11-017279-9.
  9. ^ Gries, David (2012). "Приложение 1: Форма Бэкуса-Наура". Наука программирования . Springer Science & Business Media. стр. 304. ISBN 978-1461259831.
  10. ^ Хеллиге, Ганс Дитер, изд. (2004) [ноябрь 2002 г.]. Написано в Бремене, Германия. Geschichten der Informatik - Visionen, Paradigmen, Leitmotive (на немецком языке) (1-е изд.). Берлин / Гейдельберг, Германия: Springer-Verlag . стр. 45, 104, 105. doi : 10.1007/978-3-642-18631-8. ISBN 978-3-540-00217-8. ISBN 3-540-00217-0 . (xii+514 страниц)
  11. ^ Айверсон, Кеннет Э. (1962). Язык программирования . John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471430-14-8.
  12. ^ Рутисхаузер, Хайнц (1951). «Über autotische Rechenplanfertigung bei programmgesteuerten Rechenanlagen». Zeitschrift für Angewandte Mathematik und Mechanik (на немецком языке). 31 :255. дои :10.1002/zamm.19510310820.
  13. ^ Фоте, Майкл; Уилке, Томас, ред. (2015) [14 ноября 2014 г.]. Написано в Йене, Германия. Келлер, Stack und autotisches Gedächtnis – eine Struktur mit Potenzial [ Подвал, стек и автоматическая память - структура с потенциалом ] (PDF) (Tagungsband zum Kolloquium, 14 ноября 2014 г., Йена). Серия GI: Конспекты лекций по информатике (LNI) - Тематика (на немецком языке). Том. Т-7. Бонн, Германия: Gesellschaft für Informatik (GI) / Köllen Druck + Verlag GmbH. стр. 20–21. ISBN 978-3-88579-426-4. ISSN  1614-3213. Архивировано (PDF) из оригинала 12 апреля 2020 г. . Получено 12 апреля 2020 г. .[1] (77 страниц)
  14. ^ Бэкус, Джон. "История FORTRAN I, II и III" (PDF) . История языков программирования . Архивировано (PDF) из оригинала 10 октября 2022 г. {{cite book}}: |website=проигнорировано ( помощь )
  15. ↑ Портер Адамс, Вики (5 октября 1981 г.). «Капитан Грейс М. Хоппер: Мать COBOL». InfoWorld. 3 (20): 33. ISSN 0199-6649.
  16. ^ Маккарти, Дж.; Брайтон, Р.; Эдвардс, Д.; Фокс, П.; Ходс, Л.; Лакхэм, Д.; Малинг, К.; Парк, Д.; Рассел, С. (март 1960 г.). «Руководство программиста LISP I» (PDF). Бостон, Массачусетс: Группа искусственного интеллекта, Вычислительный центр и исследовательская лаборатория Массачусетского технологического института.
  17. ^ Принципы, методы и инструменты компиляции 2-е издание Ахо, Лама, Сети, Ульмана ISBN 0-321-48681-1 
  18. ^ Хоппер, Грейс Мюррей (1952). «Образование компьютера». Труды национального собрания ACM 1952 года (Питтсбург) на - ACM '52 . С. 243–249. doi : 10.1145/609784.609818 . S2CID  10081016.
  19. ^ Риджуэй, Ричард К. (1952). «Составление рутины». Труды национального собрания ACM 1952 года (Торонто) на - ACM '52 . С. 1–5. doi : 10.1145/800259.808980 . S2CID  14878552.
  20. ^ «Список ранних компиляторов и ассемблеров».
  21. ^ Хоппер, Грейс. «Основной доклад». Труды конференции ACM SIGPLAN History of Programming Languages ​​(HOPL), июнь 1978 г. . doi :10.1145/800025.1198341.
  22. ^ Брудерер, Герберт (21 декабря 2022 г.). «Грейс Хоппер создала первый компилятор?».
  23. ^ Strawn, George; Strawn, Candace (2015). «Grace Hopper: Compilers and Cobol». IT Professional . 17 (янв.-февр. 2015): 62–64. doi :10.1109/MITP.2015.6.
  24. ^ Кнут, Дональд Э.; Пардо, Луис Трабб, «Раннее развитие языков программирования», Энциклопедия компьютерных наук и технологий (Марсель Деккер) 7: 419–493
  25. ^ Hoare, CAR (декабрь 1973 г.). «Советы по проектированию языков программирования» (PDF) . стр. 27. Архивировано (PDF) из оригинала 10 октября 2022 г.(Это утверждение иногда ошибочно приписывают Эдсгеру В. Дейкстре , также участвовавшему в реализации первого компилятора ALGOL 60.)
  26. ^ Абельсон, Хэл; Дибвиг, Р.К.; и др. Рис, Джонатан; Клингер, Уильям (ред.). "Пересмотренный(3) отчет о схеме алгоритмического языка (посвященный памяти АЛГОЛа 60)" . Получено 20 октября 2009 г.
  27. ^ «Рекурсивные функции символических выражений и их вычисление машиной», Сообщения ACM, апрель 1960 г.
  28. ^ Маккарти, Джон; Абрахамс, Пол У.; Эдвардс, Дэниел Дж.; Харт, Тимоти П.; Левин, Майкл И. (1965). Руководство программиста Lisp 1.5. Издательство MIT Press. ISBN 978-0-26213011-0.
  29. ^ «BCPL: Инструмент для написания компиляторов и системного программирования» М. Ричардс, Математическая лаборатория Кембриджского университета, Англия, 1969 г.
  30. ^ BCPL: Язык и его компилятор, М. Ричардс, Cambridge University Press (впервые опубликовано 31 декабря 1981 г.)
  31. ^ Руководство пользователя BCPL Cintsys и Cintpos, М. Ричардс, 2017 г.
  32. ^ Корбато, Ф.Дж.; Высоцкий, В.А. «Введение и обзор системы MULTICS». Осенняя совместная компьютерная конференция 1965 г. Multicians.org.
  33. ↑ Отчет II Комитета по развитию продвинутого языка SHARE, 25 июня 1964 г.
  34. ^ Статья Multicians.org "Выбор PL/I", редактор Том Ван Флек
  35. ^ "PL/I как инструмент для системного программирования", FJ Corbato, Datamation, выпуск от 6 мая 1969 г.
  36. ^ "Компилятор Multics PL/1", RA Freiburghouse, GE, Осенняя объединенная компьютерная конференция 1969 г.
  37. ↑ Деннис М. Ритчи, «Развитие языка C», Вторая конференция ACM по истории языков программирования, апрель 1993 г.
  38. ^ SC Johnson, «Переносимый компилятор C: теория и практика», 5-й симпозиум ACM POPL, январь 1978 г.
  39. ^ А. Снайдер, Переносимый компилятор для языка C, Массачусетский технологический институт, 1974.
  40. ^ К. Нюгор, Университет Осло, Норвегия, «Основные концепции объектно-ориентированного программирования», SIGPLAN Notices V21, 1986
  41. ^ Б. Страуструп: «Что такое объектно-ориентированное программирование?» Труды 14-й конференции ASU, 1986.
  42. ^ Бьярне Страуструп, «Обзор языка программирования C++», Справочник по объектной технологии (редактор: Саба Замир, ISBN 0-8493-3135-8 ) 
  43. ^ Леверетт, Кеттел, Хоббс, Ньюкомер, Райнер, Шатц, Вульф: «Обзор проекта компилятора-компилятора производственного качества», CMU-CS-89-105, 1979
  44. ^ W. Wulf, K. Nori, «Отложенное связывание в компиляторах, сгенерированных PQCC», CMU Research Showcase Report, CMU-CS-82-138, 1982
  45. ^ Джозеф М. Ньюкомер, Дэвид Алекс Лэмб, Брюс В. Леверетт, Майкл Тай, Уильям А. Вульф - Университет Карнеги-Меллона и Дэвид Левин, Эндрю Х. Рейнерит - Intermetrics: "TCOL Ada: Revised Report on An Intermediate Representation for the DOD Standard Programming Language", 1979
  46. ↑ Уильям А. Уитакер, «Ада — проект: рабочая группа высокого уровня Министерства обороны», ACM SIGPLAN Notices (том 28, № 3, март 1991 г.)
  47. ^ Центр CECOM по программной инженерии и передовым технологиям программного обеспечения, «Заключительный отчет — Оценка набора эталонных тестов ACEC для приложений реального времени», AD-A231 968, 1990
  48. ^ P.Biggar, E. de Vries, D. Gregg, «Практическое решение для компиляторов скриптовых языков», подано в Science of Computer Programming, 2009
  49. ^ М. Холл, Д. Падуа, К. Пингали, «Исследования компиляторов: следующие 50 лет», ACM Communications 2009 Vol 54 #2
  50. ^ Купер и Торцон 2012, стр. 8
  51. ^ Lattner, Chris (2017). "LLVM". В Brown, Amy; Wilson, Greg (ред.). Архитектура приложений с открытым исходным кодом . Архивировано из оригинала 2 декабря 2016 года . Получено 28 февраля 2017 года .
  52. ^ Ахо, Лам, Сетхи, Ульман 2007, стр. 5–6, 109–189
  53. ^ Ахо, Лам, Сетхи, Ульман 2007, стр. 111
  54. ^ Ахо, Лам, Сетхи, Ульман 2007, стр. 8, 191-300
  55. ^ ab Blindell, Gabriel Hjort (3 июня 2016 г.). Выбор инструкций: принципы, методы и приложения . Швейцария: Springer. ISBN 978-3-31934019-7. OCLC  951745657.
  56. ^ Купер и Токзон (2012), стр. 540
  57. ^ "S1-A Simple Compiler", Compiler Construction Using Java, JavaCC, and Yacc , Хобокен, Нью-Джерси, США: John Wiley & Sons, Inc., стр. 289–329, 28 февраля 2012 г., doi :10.1002/9781118112762.ch12, ISBN 978-1-118-11276-2, получено 17 мая 2023 г.
  58. ^ Илюшин, Евгений; Намиот, Дмитрий (2016). «О компиляторах исходного кода». International Journal of Open Information Technologies . 4 (5): 48–51. Архивировано из оригинала 13 сентября 2022 г. Получено 14 сентября 2022 г.
  59. ^ Эйкок, Джон (2003). «Краткая история Just-in-Time». ACM Comput. Surv . 35 (2): 93–113. doi :10.1145/857076.857077. S2CID  15345671.
  60. ^ Swartz, Jordan S.; Betz, Vaugh; Rose, Jonathan (22–25 февраля 1998 г.). "Быстрый маршрутизатор, управляемый маршрутизацией для ПЛИС" (PDF) . Труды шестого международного симпозиума ACM/SIGDA 1998 г. по программируемым вентильным матрицам - FPGA '98 . Монтерей, Калифорния: ACM . стр. 140–149. doi :10.1145/275107.275134. ISBN 978-0897919784. S2CID  7128364. Архивировано (PDF) из оригинала 9 августа 2017 г.
  61. ^ Xilinx Staff (2009). "Обзор синтеза XST". Xilinx, Inc. Архивировано из оригинала 2 ноября 2016 года . Получено 28 февраля 2017 года .
  62. ^ Altera Staff (2017). "Spectra-Q™ Engine". Altera.com. Архивировано из оригинала 10 октября 2016 года . Получено 28 февраля 2017 года .
  63. ^ "Декомпиляторы - обзор | Темы ScienceDirect". www.sciencedirect.com . Получено 12 июня 2022 г. .
  64. ^ Чандрасекаран, Сиддхарт (26 января 2018 г.). «Cross Compilation Demystified». embedjournal.com . Получено 5 марта 2023 г. .
  65. ^ Калингарт и Горовиц 1979, стр. 186-187

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки

Найдите слово «компилятор» в Викисловаре, бесплатном словаре.
В Wikibooks есть книга по теме: Конструкция компилятора
На Викискладе есть медиафайлы по теме «Компиляторы» .