編譯器把代碼轉(zhuǎn)化為機(jī)器碼的過程

常量表達(dá)式也要在這里計(jì)算出來，int day = 24 *3600要轉(zhuǎn)化成day = 86400。

常量表達(dá)式的計(jì)算

對(duì)語法樹進(jìn)行遍歷時(shí)，不同的語法節(jié)點(diǎn)使用的處理函數(shù)是不同的，這就是語義。

符號(hào)=要當(dāng)作賦值，符號(hào)+要當(dāng)作加法，其他類似。

C語言里常見的函數(shù)調(diào)用，語法樹是這樣的：

int printf(const char* fmt, ...);

int main()

{

printf("hello world ");

}

函數(shù)調(diào)用也是一個(gè)運(yùn)算符，具有一個(gè)單獨(dú)的語法節(jié)點(diǎn)，它的子節(jié)點(diǎn)都是它的參數(shù)：

其中函數(shù)名也是一個(gè)參數(shù)，要轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的函數(shù)體的節(jié)點(diǎn)的指針。

通過這個(gè)指針才可以找到函數(shù)的代碼，進(jìn)行內(nèi)聯(lián)優(yōu)化（inline）。

函數(shù)調(diào)用和定義

如果要是調(diào)用的外部函數(shù)，只有聲明沒有實(shí)現(xiàn)，那就沒法內(nèi)聯(lián)了。

4，中間代碼生成（三地址碼），從這里開始就是編譯器的后端了。

這一步也是對(duì)語法樹進(jìn)行遍歷，把對(duì)應(yīng)的表達(dá)式、函數(shù)、if語句、for循環(huán)都變成類似匯編的三地址碼。

上面那段for循環(huán)，這時(shí)會(huì)被變成如下的三地址碼序列：

assign sum, 0

assign i, 0

start: // for循環(huán)的開頭

cmp i, 8

jge end //條件不成立，則結(jié)束循環(huán)

assignt, i % 2 // t是編譯器生成的臨時(shí)變量

cmp t, 0

jne next

add sum, sum, i // 這行才是三地址碼

next: // 下一輪for循環(huán)

inc i // 循環(huán)變量+1

jmp start //跳轉(zhuǎn)回開頭，繼續(xù)循環(huán)

end：// for循環(huán)結(jié)束

到了這里，那個(gè)復(fù)雜的樹型結(jié)構(gòu)已經(jīng)變成線形結(jié)構(gòu)了，可以按順序?qū)懙揭粋€(gè)文本文件里，這就是匯編代碼。

到這里，編譯器就可以生成類似gcc -S的匯編代碼了。

5，中間代碼優(yōu)化，

這是編譯器后端的主要部分，屬于機(jī)器無關(guān)優(yōu)化，這部分的優(yōu)化是不依賴于CPU平臺(tái)的。

scf框架的這部分包含以下功能：

1）內(nèi)聯(lián)函數(shù)，

2）有向無環(huán)圖DAG的生成，

3）帶二級(jí)指針參數(shù)的函數(shù)調(diào)用分析，

4）指針別名分析，也就是分析指針指向的變量，

5）活躍變量分析，

6）變量的加載保存分析，

7）需要自動(dòng)內(nèi)存管理的變量分析，

8）代碼流程圖的深度優(yōu)先排序，

9）自動(dòng)內(nèi)存管理代碼的添加，

10）基本塊內(nèi)的優(yōu)化，

11）循環(huán)分析，

會(huì)把一些變量盡量在循環(huán)的入口加載，在循環(huán)出口保存，減少循環(huán)內(nèi)的內(nèi)存讀寫。

沒有常量傳播的優(yōu)化，哪天有空我把它添上

6，寄存器分配，

使用圖的著色算法，之前的文章寫過。

7，指令選擇，

直接寫在代碼里的，沒做龍書里提到的那個(gè)樹的覆蓋。

8，機(jī)器碼生成，

根據(jù)intel x64的手冊(cè)編寫機(jī)器碼就行。

9，目標(biāo)文件生成，

也就是gcc -c 得到那個(gè).o文件。

Linux上的elf文件是什么樣的就怎么寫，可以參考linux的man手冊(cè)里對(duì)elf的講解。

10，可執(zhí)行文件的生成，

這是連接器的功能，它把多個(gè).o .a .so文件連接成一個(gè)可執(zhí)行文件。

這一步的代碼在scf/elf目錄，有興趣的可以看看。

連接之后的文件就可以在shell命令行里運(yùn)行了。

審核編輯：湯梓紅