編譯器是如何工作的_編譯器的工作過程詳解

　　編譯器介紹

　　簡單講，編譯器就是將“一種語言（通常為高級(jí)語言）”翻譯為“另一種語言（通常為低級(jí)語言）”的程序。一個(gè)現(xiàn)代編譯器的主要工作流程：源代碼 （source code） → 預(yù)處理器 （preprocessor） → 編譯器 （compiler） → 目標(biāo)代碼 （object code） → 鏈接器 （Linker） → 可執(zhí)行程序 （executables）

　　編譯器的種類

　　編譯器可以生成用來在與編譯器本身所在的計(jì)算機(jī)和操作系統(tǒng)（平臺(tái)）相同的環(huán)境下運(yùn)行的目標(biāo)代碼，這種編譯器又叫做“本地”編譯器。另外，編譯器也可以生成用來在其它平臺(tái)上運(yùn)行的目標(biāo)代碼，這種編譯器又叫做交叉編譯器。交叉編譯器在生成新的硬件平臺(tái)時(shí)非常有用?！霸创a到源碼編譯器”是指用一種高級(jí)語言作為輸入，輸出也是高級(jí)語言的編譯器。例如： 自動(dòng)并行化編譯器經(jīng)常采用一種高級(jí)語言作為輸入，轉(zhuǎn)換其中的代碼，并用并行代碼注釋對(duì)它進(jìn)行注釋（如OpenMP）或者用語言構(gòu)造進(jìn)行注釋（如FORTRAN的DOALL指令）。

　　編譯器工作原理

　　編譯是從源代碼（通常為高級(jí)語言）到能直接被計(jì)算機(jī)或虛擬機(jī)執(zhí)行的目標(biāo)代碼（通常為低級(jí)語言或機(jī)器語言）的翻譯過程。然而，也存在從低級(jí)語言到高級(jí)語言的編譯器，這類編譯器中用來從由高級(jí)語言生成的低級(jí)語言代碼重新生成高級(jí)語言代碼的又被叫做反編譯器。也有從一種高級(jí)語言生成另一種高級(jí)語言的編譯器，或者生成一種需要進(jìn)一步處理的的中間代碼的編譯器（又叫級(jí)聯(lián)）。

　　典型的編譯器輸出是由包含入口點(diǎn)的名字和地址， 以及外部調(diào)用（到不在這個(gè)目標(biāo)文件中的函數(shù)調(diào)用）的機(jī)器代碼所組成的目標(biāo)文件。一組目標(biāo)文件，不必是同一編譯器產(chǎn)生，但使用的編譯器必需采用同樣的輸出格式，可以鏈接在一起并生成可以由用戶直接執(zhí)行的EXE，

　　所以我們電腦上的文件都是經(jīng)過編譯后的文件。

　　編譯器的工作過程

　　源碼要運(yùn)行，必須先轉(zhuǎn)成二進(jìn)制的機(jī)器碼，這是編譯器的任務(wù)。比如，下面這段源碼（假定文件名叫做test.c）。

　　#include 《stdio.h》

　　int main（void）

　　{

　　fputs（“Hello， world！ ”， stdout）;

　　return 0;

　　}

　　要先用編譯器處理一下，才能運(yùn)行。

　　$ gcc test.c

　　$ 。/a.out

　　Hello， world！

　　對(duì)于復(fù)雜的項(xiàng)目，編譯過程還必須分成三步。

　　$ 。/configure

　　$ make

　　$ make install

　　本文將介紹編譯器的工作過程，也就是上面這三個(gè)命令各自的任務(wù)。我主要參考了Alex Smith的文章《Building C Projects》。需要聲明的是，本文主要針對(duì)gcc編譯器，也就是針對(duì)C和C++，不一定適用于其他語言的編譯。

　　第一步 配置（configure）

　　編譯器在開始工作之前，需要知道當(dāng)前的系統(tǒng)環(huán)境，比如標(biāo)準(zhǔn)庫在哪里、軟件的安裝位置在哪里、需要安裝哪些組件等等。這是因?yàn)椴煌?jì)算機(jī)的系統(tǒng)環(huán)境不一樣，通過指定編譯參數(shù)，編譯器就可以靈活適應(yīng)環(huán)境，編譯出各種環(huán)境都能運(yùn)行的機(jī)器碼。這個(gè)確定編譯參數(shù)的步驟，就叫做“配置”（configure）。

　　這些配置信息保存在一個(gè)配置文件之中，約定俗成是一個(gè)叫做configure的腳本文件。通常它是由autoconf工具生成的。編譯器通過運(yùn)行這個(gè)腳本，獲知編譯參數(shù)。

　　configure腳本已經(jīng)盡量考慮到不同系統(tǒng)的差異，并且對(duì)各種編譯參數(shù)給出了默認(rèn)值。如果用戶的系統(tǒng)環(huán)境比較特別，或者有一些特定的需求，就需要手動(dòng)向configure腳本提供編譯參數(shù)。

　　$ 。/configure --prefix=/www --with-mysql

　　上面代碼是php源碼的一種編譯配置，用戶指定安裝后的文件保存在www目錄，并且編譯時(shí)加入mysql模塊的支持。