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編譯原理--編譯器的自舉與移植

阿新 • • 發佈：2019-01-01

看的編譯原理，發現挺好玩的東西：自舉和移植。有個著名的問題：Mommy, where do compilers come from?要解決這個問題，首先來看看T-Diagram。可以將編譯器用一個T形圖來表示：　－－－－－－－－－｜　Ｓ　　　　　Ｔ　｜　－－－　　　－－－　　　　　｜　Ｉ　｜　　　　－－－其中，S表示Souce Language，T表示Target Language，I表示Implementation Language。根據這個圖，可以得到兩種組合：1、 由I實現的將S翻譯成A的編譯器和將A翻譯成T的編譯器聯合起來工作，可以實現S到Ｔ的編譯。這不是很有意思的組合。　－－－－－－－－－－－－－－－－－－

｜　Ｓ　　　　　A　｜　A　　　　　Ｔ　｜　－－－　　　－－－－－－　　　－－－　　　　　　｜　Ｉ　｜　　　　｜　Ｉ　｜　　　　－－－　　　　　　－－－2、由I實現的將S翻譯成T的編譯器（compiler C1），由H實現的將I翻譯成K的編譯器的組合（compiler C2）。這個組合比較有意思：可以用C2去編譯C1（將其實現語言從Ｉ翻譯成Ｋ），這樣就得到由K實現的將S翻譯成T的編譯器（compiler C3）：　－－－－－－－－－　　　　　　　　　　　　　　　　－－－－－－－－－｜　Ｓ　　　　　Ｔ　｜　　　　　　　　　　　　　　｜　Ｓ　　　　　Ｔ　｜　－－－　　　－－－－－－－－－－　　－－－＞　　　－－－　　　－－－
　　　｜　Ｉ　｜　Ｉ　　　　　Ｋ　｜　　　　　　　　　　｜　Ｋ　｜　　　　－－－－－－－　　　－－－　　　　　　　　　　　　－－－　　　　　　　　　　｜　Ｈ　｜　　　　　　　　　　　－－－這便是我們所感興趣的：編譯器的編譯器。而一個程式要在某臺機器上執行時，其實現語言必須與相應的機器語言匹配。例如在x86平臺上，能執行的程式只能是x86機器語言：－－－－－－－－－－－－－－－－－－/　　　　Ｐｒｏｇｒａｍ　　　　　/　//　　－－－－－－－－－－－－－　　|　　　　　Ｘ８６　　　　|　　－－－－－－－－－－－－－　　|　　　　　Ｘ８６　　　　|　　－－－－－－－－－－－－－讓我們將T形圖和上圖聯絡起來看，以
C為例（假定已有x86的C編譯器）：－－－－－－－－　　　　　　　　－－－－－－－－　　　　　　　－－－－－－－－－/　Ｈｅｌｌｏ　//　Ｈｅｌｌｏ　//　Ｈｅｌｌｏ　/　－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－　　　　　　　　－－－－－－－　｜　Ｃ　　　|　Ｃ　　　　ｘ８６|　ｘ８６　　|　　－－－＞　　｜　x８６　　｜　－－－－－－－－－　　　　－－－－－－－－－－　　　　　　　　－－－－－－－　　　　　　　　　　|ｘ８６｜　　　　　　　　　　　　　　　　　｜　x８６　　｜　　　　　　　　　　－－－－　　　　　　　　　　　　　　　　　　－－－－－－－上圖表示用C寫的Hello程式可以在C“機器”上執行，然而這不是我們想要的——在x86機器上執行。於是使用實現語言為x86的編譯器（其可執行程式碼）編譯形成x86語言，這樣就可以運行了。根據上面的第２條（編譯器的編譯器）以及程式的執行，我們可以得出，要想得到在Ｍ機器上執行的Ｓ語言編譯器，可以使用Ｓ語言來編寫（用Ｍ語言也可以，然而太麻煩）。但還是需要用Ｍ語言寫一個具有很小功能的Ｓ編譯器，然後用其去編譯加入了更多功能的編譯器，然後用編譯出來的更多功能的編譯器去編譯，這樣就得到了最終需要的編譯器，這便是自舉。　－－－－－－－－－　　　　　　　　　　　　　　　　－－－－－－－－－｜　Ｓ　　　　　Ｍ　｜　　　　　　　　　　　　　　｜　Ｓ　　　　　Ｍ　｜　－－－　　　－－－－－－－－－－　　－－－＞　　　－－－　　　－－－　　　｜　Ｓ　｜　Ｓ　　　　　Ｍ　｜　　　　　　　　　　｜　Ｍ　｜　　　　－－－－－－－　　　－－－　　　　　　　　　　　　－－－　　　　　　　　　　｜　Ｍ　｜（微型Ｓ編譯器）　　　　　　　　　　　－－－用Ｓ編寫Ｓ的編譯器還有一個好處，那就是方便移植，並且能產生交叉編譯器。假定要編譯Ｋ機器語言的Ｓ編譯器，只需要將目標語言替換成Ｋ，然後用已有的Ｓ語言編譯器來編譯：　－－－－－－－－－　　　　　　　　　　　－－－－－－－－－｜　Ｓ　　　　　Ｋ　｜　　　　　　　　　｜　Ｓ　　　　　Ｋ　｜　－－－　　　－－－－－－－－－－　－＞　－－－　　　－－－　　　｜　Ｓ　｜　Ｓ　　　　　Ｍ　｜　　　　　｜　Ｍ　｜（執行在Ｍ機器上的編譯器，即交叉編譯器）　　　　－－－－－－－　　　－－－　　　　　　　－－－　　　　　　　　　　｜　Ｍ　｜　　　　　　　　　　　－－－有了交叉編譯器，就可以編譯在Ｋ上執行的Ｓ編譯器了：　－－－－－－－－－　　　　　　　　　　　－－－－－－－－－｜　Ｓ　　　　　Ｋ　｜　　　　　　　　　｜　Ｓ　　　　　Ｋ　｜　－－－　　　－－－－－－－－－－　－＞　－－－　　　－－－　　　｜　Ｓ　｜　Ｓ　　　　　Ｋ　｜　　　　　｜　Ｋ　｜　　　　－－－－－－－　　　－－－　　　　　　　－－－　　　　　　　　　　｜　Ｍ　｜　　　　　　　　　　　－－－

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