貫穿編譯、匯編、鏈接、加載的全過程！
比“龍書”更具實踐性！

1.實戰
通過實際動手製作一個精簡版C語言編譯器，讓讀者深入瞭解C語言程序編譯、運行背後的細節。
2.全麵
不僅限於編譯器，對以編譯器為中心的編程語言的運行環境，即編譯器、匯編器、鏈接器、硬件以及運行時環境等，均有所涉及。
3.傑齣
日本知名技術書作傢青木峰郎耗時3年精心打造，通過具體的例子講解概念，通俗易懂，更適閤入門。

內容簡介

本書將帶領讀者從頭開始製作一門語言的編譯器。筆者特意為本書設計瞭C?語言，C?可以說是C語言的子集，實現瞭包括指針運算等在內的C語言的主要部分。本書所實現的編譯器就是C?語言的編譯器，是實實在在的編譯器，而非有諸多限製的玩具。另外，除編譯器之外，本書對以編譯器為中心的編程語言的運行環境，即編譯器、匯編器、鏈接器、硬件、運行時環境等都有所提及，介紹瞭程序運行的所有環節。

作者簡介

青木峰郎（作者）
程序員，著有《Ruby程序設計268技（第2版）》《Ruby源代碼完全解說》《Linux程序設計》等多部編程相關著作，並積極參與標準庫維護、文檔維護等各種各樣的活動。

嚴聖逸（譯者）
畢業於上海交通大學。8年軟件開發經驗，期間赴日本工作。現就職於想能信息科技（上海）有限公司，從事基於雲平颱的客戶關係管理及各類營銷自動化係統的開發工作。譯有《高效團隊開發：工具與方法》。

絕雲（譯者）
畢業於清華大學軟件學院。曾在日本創意公司KAYAC從事即時通信軟件及社交遊戲的開發工作，現任螞蟻金服前端架構專傢。譯有《寫給大傢看的算法書》等圖書，曾參與《像外行一樣思考，像專傢一樣實踐（修訂版）》的審校。

第1章
開始製作編譯器　1
1．1　本書的概要　2
本書的主題　2
本書製作的編譯器　2
編譯示例　2
可執行文件　3
編譯　4
程序運行環境　6
1．2　編譯過程　8
編譯的4個階段　8
語法分析　8
語義分析　9
生成中間代碼　9
代碼生成　10
優化　10
總結　10
1．3　使用C?編譯器進行編譯　11
C?編譯器的必要環境　11
安裝C?編譯器　11
C?的Hello，　World!　12
第2章
C?和cbc　13
2．1　C?語言的概要　14
C?的Hello，　World！　14
C?中刪減的功能　14
import關鍵字　15
導入文件的規範　16
2．2　C?編譯器cbc的構成　17
cbc的代碼樹　17
cbc的包　18
compiler包中的類群　18
main函數的實現　19
commandMain函數的實現　19
Java5泛型　20
build函數的實現　20
Java　5的foreach語句　21
compile函數的實現　21
第1部分　代碼分析
第3章
語法分析的概要　24
3．1　語法分析的方法　25
代碼分析中的問題點　25
代碼分析的一般規律　25
詞法分析、語法分析、語義分析　25
掃描器的動作　26
單詞的種類和語義值　27
token　28
抽象語法樹和節點　29
3．2　解析器生成器　30
什麼是解析器生成器　30
解析器生成器的種類　30
解析器生成器的選擇　31
3．3　JavaCC的概要　33
什麼是JavaCC　33
語法描述文件　33
語法描述文件的例子　34
運行JavaCC　35
啓動JavaCC所生成的解析器　36
中文的處理　37
第4章
詞法分析　39
4．1　基於JavaCC的掃描器的描述　40
本章的目的　40
JavaCC的正則錶達式　40
固定字符串　41
連接　41
字符組　41
排除型字符組　41
重復1次或多次　42
重復0次或多次　42
重復n次到m次　42
正好重復n次　43
可以省略　43
選擇　43
4．2　掃描沒有結構的單詞　44
TOKEN命令　44
掃描標識符和保留字　44
選擇匹配規則　45
掃描數值　46
4．3　掃描不生成token的單詞　48
SKIP命令和SPECIAL_TOKEN命令　48
跳過空白符　48
跳過行注釋　49
4．4　掃描具有結構的單詞　50
最長匹配原則和它的問題　50
基於狀態遷移的掃描　50
MORE命令　51
跳過塊注釋　52
掃描字符串字麵量　53
掃描字符字麵量　53
第5章
基於JavaCC的解析器的描述　55
5．1　基於EBNF語法的描述　56
本章的目的　56
基於JavaCC的語法描述　56
終端符和非終端符　57
JavaCC的EBNF錶示法　58
連接　58
重復0次或多次　59
重復1次或多次　59
選擇　60
可以省略　60
5．2　語法的二義性和token的超前掃描　61
語法的二義性　61
JavaCC的局限性　62
提取左側共通部分　63
token的超前掃描　63
可以省略的規則和衝突　64
重復和衝突　65
更靈活的超前掃描　66
超前掃描的相關注意事項　66
第6章
語法分析　68
6．1　定義的分析　69
錶示程序整體的符號　69
語法的單位　69
import聲明的語法　70
各類定義的語法　71
變量定義的語法　72
函數定義的語法　73
結構體定義和聯閤體定義的語法　74
結構體成員和聯閤體成員的語法　75
typedef語句的語法　76
類型的語法　76
C語言和C?在變量定義上的區彆　77
基本類型的語法　77
6．2　語句的分析　79
語句的語法　79
if語句的語法　80
省略if語句和大括號　80
while語句的語法　81
for語句的語法　81
各類跳轉語句的語法　82
6．3　錶達式的分析　83
錶達式的整體結構　83
expr的規則　83
條件錶達式　84
二元運算符　85
6．4　項的分析　88
項的規則　88
前置運算符的規則　88
後置運算符的規則　89
字麵量的規則　89
第2部分　抽象語法樹和中間代碼
第7章
JavaCC的action和抽象語法樹　92
7．1　JavaCC的action　93
本章的目的　93
簡單的action　93
執行action的時間點　93
返迴語義值的action　95
獲取終端符號的語義值　95
Token類的屬性　96
獲取非終端符號的語義值　98
語法樹的結構　99
選擇和action　99
重復和action　100
本節總結　102
7．2　抽象語法樹和節點　103
Node類群　103
Node類的定義　105
抽象語法樹的錶示　105
基於節點錶示錶達式的例子　107
第8章
抽象語法樹的生成　110
8．1　錶達式的抽象語法樹　111
字麵量的抽象語法樹　111
類型的錶示　112
為什麼需要TypeRef類　113
一元運算的抽象語法樹　114
二元運算的抽象語法樹　116
條件錶達式的抽象語法樹　117
賦值錶達式的抽象語法樹　118
8．2　語句的抽象語法樹　121
if語句的抽象語法樹　121
while語句的抽象語法樹　122
程序塊的抽象語法樹　123
8．3　聲明的抽象語法樹　125
變量聲明列錶的抽象語法樹　125
函數定義的抽象語法樹　126
錶示聲明列錶的抽象語法樹　127
錶示程序整體的抽象語法樹　128
外部符號的import　128
總結　129
8．4　cbc 的解析器的啓動　132
Parser對象的生成　132
文件的解析　133
解析器的啓動　134
第9章
語義分析（1）引用的消解　135
9．1　語義分析的概要　136
本章目的　136
抽象語法樹的遍曆　137
不使用Visitor模式的抽象語法樹的處理　137
基於Visitor模式的抽象語法樹的處理　138
Vistor模式的一般化　140
cbc中Visitor模式的實現　141
語義分析相關的cbc的類　142
9．2　變量引用的消解　144
問題概要　144
實現的概要　144
Scope樹的結構　145
LocalResolver類的屬性　146
LocalResolver類的啓動　146
變量定義的添加　147
函數定義的處理　148
pushScope方法　149
currentScope方法　149
popScope方法　150
添加臨時作用域　150
建立VariableNode和變量定義的關聯　151
從作用域樹取得變量定義　151
9．3　類型名稱的消解　153
問題概要　153
實現的概要　153
TypeResolver類的屬性　153
TypeResolver類的啓動　154
類型的聲明　154
類型和抽象語法樹的遍曆　155
變量定義的類型消解　156
函數定義的類型消解　157
第10章
語義分析（2）靜態類型檢查　159
10．1　類型定義的檢查　160
問題概要　160
實現的概要　161
檢測有嚮圖中的閉環的算法　162
結構體、聯閤體的循環定義檢查　163
10．2　錶達式的有效性檢查　165
問題概要　165
實現的概要　165
DereferenceChecker類的啓動　166
SemanticError異常的捕獲　167
非指針類型取值操作的檢查　167
獲取非左值錶達式地址的檢查　168
隱式的指針生成　169
10．3　靜態類型檢查　170
問題概要　170
實現的概要　170
C?中操作數的類型　171
隱式類型轉換　172
TyperChecker類的啓動　173
二元運算符的類型檢查　174
隱式類型轉換的實現　175
第11章
中間代碼的轉換　178
11．1　cbc的中間代碼　179
組成中間代碼的類　180
中間代碼節點類的屬性　181
中間代碼的運算符和類型　182
各類中間代碼　183
中間代碼的意義　184
11．2　IRGenerator類的概要　185
抽象語法樹的遍曆和返迴值　185
IRGenerator類的啓動　185
函數本體的轉換　186
作為語句的錶達式的判彆　187
11．3　流程控製語句的轉換　189
if語句的轉換（1）概要　189
if語句的轉換（2）沒有else部分的情況　190
if語句的轉換（3）存在else部分的情況　191
while語句的轉換　191
break語句的轉換（1）問題的定義　192
break語句的轉換（2）實現的方針　193
break語句的轉換（3）實現　194
11．4　沒有副作用的錶達式的轉換　196
UnaryOpNode對象的轉換　196
BinaryOpNode對象的轉換　197
指針加減運算的轉換　198
11．5　左值的轉換　200
左邊和右邊　200
左值和右值　200
cbc中左值的錶現　201
結構體成員的偏移　202
成員引用（expr．memb）的轉換　203
左值轉換的例外：數組和函數　204
成員引用的錶達式（ptr->memb）的轉換　205
11．6　存在副作用的錶達式的轉換　206
錶達式的副作用　206
有副作用的錶達式的轉換方針　206
簡單賦值錶達式的轉換（1）語句　207
臨時變量的引入　208
簡單賦值錶達式的轉換（2）錶達式　209
後置自增的轉換　210
第3部分　匯編代碼
第12章
x86架構的概要　214
12．1　計算機的係統結構　215
CPU和存儲器　215
寄存器　215
地址　216
物理地址和虛擬地址　216
各類設備　217
緩存　218
12．2　x86係列CPU的曆史　220
x86係列CPU　220
32位CPU　220
指令集　221
IA-32的變遷　222
IA-32的64位擴展——AMD64　222
12．3　IA-32的概要　224
IA-32的寄存器　224
通用寄存器　225
機器棧　226
機器棧的操作　227
機器棧的用途　227
棧幀　228
指令指針　229
標誌寄存器　229
12．4　數據的錶現形式和格式　231
無符號整數的錶現形式　231
有符號整數的錶現形式　231
負整數的錶現形式和二進製補碼　232
字節序　233
對齊　233
結構體的錶現形式　234
第13章
x86匯編器編程　236
13．1　基於GNU匯編器的編程　237
GNU匯編器　237
匯編語言的Hello，　World!　237
基於GNU匯編器的匯編代碼　238
13．2　GNU匯編器的語法　240
匯編版的Hello，　World!　240
指令　241
匯編僞操作　241
標簽　241
注釋　242
助記符後綴　242
各種各樣的操作數　243
間接內存引用　244
x86指令集的概要　245
13．3　傳輸指令　246
mov指令　246
push指令和pop指令　247
lea指令　248
movsx指令和movzx指令　249
符號擴展和零擴展　250
13．4　算術運算指令　251
add指令　251
進位標誌　252
sub指令　252
imul指令　252
idiv指令和div指令　253
inc指令　254
dec指令　255
neg指令　255
13．5　位運算指令　256
and指令　256
or指令　257
xor指令　257
not指令　257
sal指令　258
sar指令　258
shr指令　259
13．6　流程的控製　260
jmp指令　260
條件跳轉指令（jz、jnz、je、jne、……）　261
cmp指令　262
test指令　263
標誌位獲取指令（SETcc）　263
call指令　264
ret指令　265
第14章
函數和變量　266
14．1　程序調用約定　267
什麼是程序調用約定　267
Linux/x86下的程序調用約定　267
14．2　Linux/x86下的函數調用　269
到函數調用完成為止　269
到函數開始執行為止　270
到返迴原處理流程為止　271
到清理操作完成為止　271
函數調用總結　272
14．3　Linux/x86下函數調用的細節　274
寄存器的保存和復原　274
caller-save寄存器和callee-save寄存器　274
caller-save寄存器和callee-save寄存器的靈活應用　275
大數值和浮點數的返迴方法　276
其他平颱的程序調用約定　277
第15章
編譯錶達式和語句　278
15．1　確認編譯結果　279
利用cbc進行確認的方法　279
利用gcc進行確認的方法　280
15．2　x86匯編的對象與DSL　282
錶示匯編的類　282
錶示匯編對象　283
15．3　cbc的x86匯編DSL　285
利用DSL生成匯編對象　285
錶示寄存器　286
錶示立即數和內存引用　287
錶示指令　287
錶示匯編僞操作、標簽和注釋　288
15．4　CodeGenerator類的概要　290
CodeGenerator類的字段　290
CodeGenerator類的處理概述　290
實現compileStmts方法　291
cbc的編譯策略　292
15．5　編譯單純的錶達式　294
編譯Int節點　294
編譯Str節點　294
編譯Uni節點(1)按位取反　295
編譯Uni節點(2)邏輯非　297
15．6　編譯二元運算　298
編譯Bin節點　298
實現compileBinaryOp方法　299
實現除法和餘數　300
實現比較運算　300
15．7　引用變量和賦值　301
編譯Var節點　301
編譯Addr節點　302
編譯Mem節點　303
編譯Assign節點　303
15．8　編譯jump語句　305
編譯LabelStmt節點　305
編譯Jump節點　305
編譯CJump節點　305
編譯Call節點　306
編譯Return節點　307
第16章
分配棧幀　308
16．1　操作棧　309
cbc中的棧幀　309
棧指針操作原則　310
函數體編譯順序　310
16．2　參數和局部變量的內存分配　312
本節概述　312
參數的內存分配　312
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