• 自制编译器
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自制编译器

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作者[日]青木峰郎 著;严圣逸、绝云 译

出版社人民邮电出版社

出版时间2016-06

版次1

装帧平装

货号9787115422187

上书时间2024-12-12

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品相描述:全新
图书标准信息
  • 作者 [日]青木峰郎 著;严圣逸、绝云 译
  • 出版社 人民邮电出版社
  • 出版时间 2016-06
  • 版次 1
  • ISBN 9787115422187
  • 定价 99.00元
  • 装帧 平装
  • 开本 16开
  • 纸张 胶版纸
  • 页数 445页
  • 字数 605千字
  • 正文语种 简体中文
  • 原版书名 ふつうのコンパイラをつくろう
  • 丛书 图灵程序设计丛书
【内容简介】
本书将带领读者从头开始制作一门语言的编译器。笔者特意为本书设计了C?语言,C?可以说是C语言的子集,实现了包括指针运算等在内的C语言的主要部分。本书所实现的编译器就是C?语言的编译器, 是实实在在的编译器,而非有诸多限制的玩具。另外,除编译器之外,本书对以编译器为中心的编程语言的运行环境,即编译器、汇编器、链接器、硬件、运行时环境等都有所提及,介绍了程序运行的所有环节。
【作者简介】
青木峰郎(作者) 
程序员,著有《Ruby程序设计268技(第2版)》《Ruby源代码完全解说》《Linux程序设计》等多部编程相关著作,并积极参与标准库维护、文档维护等各种各样的活动。 

严圣逸(译者) 
毕业于上海交通大学。8年软件开发经验,期间赴日本工作。现就职于想能信息科技(上海)有限公司,从事基于云平台的客户关系管理及各类营销自动化系统的开发工作。译有《高效团队开发:工具与方法》。 

绝云(译者) 
毕业于清华大学软件学院。曾在日本创意公司KAYAC从事即时通信软件及社交游戏的开发工作,现任蚂蚁金服前端架构专家。译有《写给大家看的算法书》等图书,曾参与《像外行一样思考,像专家一样实践(修订版)》的审校。
【目录】
第1章 
开始制作编译器 1 
1.1 本书的概要 2 
本书的主题 2 
本书制作的编译器 2 
编译示例 2 
可执行文件 3 
编译 4 
程序运行环境 6 
1.2 编译过程 8 
编译的4个阶段 8 
语法分析 8 
语义分析 9 
生成中间代码 9 
代码生成 10 
优化 10 
总结 10 
1.3 使用C?编译器进行编译 11 
C?编译器的必要环境 11 
安装C?编译器 11 
C?的Hello, World! 12 
第2章 
C?和cbc 13 
2.1 C?语言的概要 14 
C?的Hello, World! 14 
C?中删减的功能 14 
import关键字 15 
导入文件的规范 16 
2.2 C?编译器cbc的构成 17 
cbc的代码树 17 
cbc的包 18 
compiler包中的类群 18 
main函数的实现 19 
commandMain函数的实现 19 
Java5泛型 20 
build函数的实现 20 
Java 5的foreach语句 21 
compile函数的实现 21 
第1部分 代码分析 
第3章 
语法分析的概要 24 
3.1 语法分析的方法 25 
代码分析中的问题点 25 
代码分析的一般规律 25 
词法分析、语法分析、语义分析 25 
扫描器的动作 26 
单词的种类和语义值 27 
token 28 
抽象语法树和节点 29 
3.2 解析器生成器 30 
什么是解析器生成器 30 
解析器生成器的种类 30 
解析器生成器的选择 31 
3.3 JavaCC的概要 33 
什么是JavaCC 33 
语法描述文件 33 
语法描述文件的例子 34 
运行JavaCC 35 
启动JavaCC所生成的解析器 36 
中文的处理 37 
第4章 
词法分析 39 
4.1 基于JavaCC的扫描器的描述 40 
本章的目的 40 
JavaCC的正则表达式 40 
固定字符串 41 
连接 41 
字符组 41 
排除型字符组 41 
重复1次或多次 42 
重复0次或多次 42 
重复n次到m次 42 
正好重复n次 43 
可以省略 43 
选择 43 
4.2 扫描没有结构的单词 44 
TOKEN命令 44 
扫描标识符和保留字 44 
选择匹配规则 45 
扫描数值 46 
4.3 扫描不生成token的单词 48 
SKIP命令和SPECIAL_TOKEN命令 48 
跳过空白符 48 
跳过行注释 49 
4.4 扫描具有结构的单词 50 
最长匹配原则和它的问题 50 
基于状态迁移的扫描 50 
MORE命令 51 
跳过块注释 52 
扫描字符串字面量 53 
扫描字符字面量 53 
第5章 
基于JavaCC的解析器的描述 55 
5.1 基于EBNF语法的描述 56 
本章的目的 56 
基于JavaCC的语法描述 56 
终端符和非终端符 57 
JavaCC的EBNF表示法 58 
连接 58 
重复0次或多次 59 
重复1次或多次 59 
选择 60 
可以省略 60 
5.2 语法的二义性和token的超前扫描 61 
语法的二义性 61 
JavaCC的局限性 62 
提取左侧共通部分 63 
token的超前扫描 63 
可以省略的规则和冲突 64 
重复和冲突 65 
更灵活的超前扫描 66 
超前扫描的相关注意事项 66 
第6章 
语法分析 68 
6.1 定义的分析 69 
表示程序整体的符号 69 
语法的单位 69 
import声明的语法 70 
各类定义的语法 71 
变量定义的语法 72 
函数定义的语法 73 
结构体定义和联合体定义的语法 74 
结构体成员和联合体成员的语法 75 
typedef语句的语法 76 
类型的语法 76 
C语言和C?在变量定义上的区别 77 
基本类型的语法 77 
6.2 语句的分析 79 
语句的语法 79 
if语句的语法 80 
省略if语句和大括号 80 
while语句的语法 81 
for语句的语法 81 
各类跳转语句的语法 82 
6.3 表达式的分析 83 
表达式的整体结构 83 
expr的规则 83 
条件表达式 84 
二元运算符 85 
6.4 项的分析 88 
项的规则 88 
前置运算符的规则 88 
后置运算符的规则 89 
字面量的规则 89 
第2部分 抽象语法树和中间代码 
第7章 
JavaCC的action和抽象语法树 92 
7.1 JavaCC的action 93 
本章的目的 93 
简单的action 93 
执行action的时间点 93 
返回语义值的action 95 
获取终端符号的语义值 95 
Token类的属性 96 
获取非终端符号的语义值 98 
语法树的结构 99 
选择和action 99 
重复和action 100 
本节总结 102 
7.2 抽象语法树和节点 103 
Node类群 103 
Node类的定义 105 
抽象语法树的表示 105 
基于节点表示表达式的例子 107 
第8章 
抽象语法树的生成 110 
8.1 表达式的抽象语法树 111 
字面量的抽象语法树 111 
类型的表示 112 
为什么需要TypeRef类 113 
一元运算的抽象语法树 114 
二元运算的抽象语法树 116 
条件表达式的抽象语法树 117 
赋值表达式的抽象语法树 118 
8.2 语句的抽象语法树 121 
if语句的抽象语法树 121 
while语句的抽象语法树 122 
程序块的抽象语法树 123 
8.3 声明的抽象语法树 125 
变量声明列表的抽象语法树 125 
函数定义的抽象语法树 126 
表示声明列表的抽象语法树 127 
表示程序整体的抽象语法树 128 
外部符号的import 128 
总结 129 
8.4 cbc 的解析器的启动 132 
Parser对象的生成 132 
文件的解析 133 
解析器的启动 134 
第9章 
语义分析(1)引用的消解 135 
9.1 语义分析的概要 136 
本章目的 136 
抽象语法树的遍历 137 
不使用Visitor模式的抽象语法树的处理 137 
基于Visitor模式的抽象语法树的处理 138 
Vistor模式的一般化 140 
cbc中Visitor模式的实现 141 
语义分析相关的cbc的类 142 
9.2 变量引用的消解 144 
问题概要 144 
实现的概要 144 
Scope树的结构 145 
LocalResolver类的属性 146 
LocalResolver类的启动 146 
变量定义的添加 147 
函数定义的处理 148 
pushScope方法 149 
currentScope方法 149 
popScope方法 150 
添加临时作用域 150 
建立VariableNode和变量定义的关联 151 
从作用域树取得变量定义 151 
9.3 类型名称的消解 153 
问题概要 153 
实现的概要 153 
TypeResolver类的属性 153 
TypeResolver类的启动 154 
类型的声明 154 
类型和抽象语法树的遍历 155 
变量定义的类型消解 156 
函数定义的类型消解 157 
第10章 
语义分析(2)静态类型检查 159 
10.1 类型定义的检查 160 
问题概要 160 
实现的概要 161 
检测有向图中的闭环的算法 162 
结构体、联合体的循环定义检查 163 
10.2 表达式的有效性检查 165 
问题概要 165 
实现的概要 165 
DereferenceChecker类的启动 166 
SemanticError异常的捕获 167 
非指针类型取值操作的检查 167 
获取非左值表达式地址的检查 168 
隐式的指针生成 169 
10.3 静态类型检查 170 
问题概要 170 
实现的概要 170 
C?中操作数的类型 171 
隐式类型转换 172 
TyperChecker类的启动 173 
二元运算符的类型检查 174 
隐式类型转换的实现 175 
第11章 
中间代码的转换 178 
11.1 cbc的中间代码 179 
组成中间代码的类 180 
中间代码节点类的属性 181 
中间代码的运算符和类型 182 
各类中间代码 183 
中间代码的意义 184 
11.2 IRGenerator类的概要 185 
抽象语法树的遍历和返回值 185 
IRGenerator类的启动 185 
函数本体的转换 186 
作为语句的表达式的判别 187 
11.3 流程控制语句的转换 189 
if语句的转换(1)概要 189 
if语句的转换(2)没有else部分的情况 190 
if语句的转换(3)存在else部分的情况 191 
while语句的转换 191 
break语句的转换(1)问题的定义 192 
break语句的转换(2)实现的方针 193 
break语句的转换(3)实现 194 
11.4 没有副作用的表达式的转换 196 
UnaryOpNode对象的转换 196 
BinaryOpNode对象的转换 197 
指针加减运算的转换 198 
11.5 左值的转换 200 
左边和右边 200 
左值和右值 200 
cbc中左值的表现 201 
结构体成员的偏移 202 
成员引用(expr.memb)的转换 203 
左值转换的例外:数组和函数 204 
成员引用的表达式(ptr->memb)的转换 205 
11.6 存在副作用的表达式的转换 206 
表达式的副作用 206 
有副作用的表达式的转换方针 206 
简单赋值表达式的转换(1)语句 207 
临时变量的引入 208 
简单赋值表达式的转换(2)表达式 209 
后置自增的转换 210 
第3部分 汇编代码 
第12章 
x86架构的概要 214 
12.1 计算机的系统结构 215 
CPU和存储器 215 
寄存器 215 
地址 216 
物理地址和虚拟地址 216 
各类设备 217 
缓存 218 
12.2 x86系列CPU的历史 220 
x86系列CPU 220 
32位CPU 220 
指令集 221 
IA-32的变迁 222 
IA-32的64位扩展——AMD64 222 
12.3 IA-32的概要 224 
IA-32的寄存器 224 
通用寄存器 225 
机器栈 226 
机器栈的操作 227 
机器栈的用途 227 
栈帧 228 
指令指针 229 
标志寄存器 229 
12.4 数据的表现形式和格式 231 
无符号整数的表现形式 231 
有符号整数的表现形式 231 
负整数的表现形式和二进制补码 232 
字节序 233 
对齐 233 
结构体的表现形式 234 
第13章 
x86汇编器编程 236 
13.1 基于GNU汇编器的编程 237 
GNU汇编器 237 
汇编语言的Hello, World! 237 
基于GNU汇编器的汇编代码 238 
13.2 GNU汇编器的语法 240 
汇编版的Hello, World! 240 
指令 241 
汇编伪操作 241 
标签 241 
注释 242 
助记符后缀 242 
各种各样的操作数 243 
间接内存引用 244 
x86指令集的概要 245 
13.3 传输指令 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 
符号扩展和零扩展 250 
13.4 算术运算指令 251 
add指令 251 
进位标志 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 位运算指令 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 流程的控制 260 
jmp指令 260 
条件跳转指令(jz、jnz、je、jne、……) 261 
cmp指令 262 
test指令 263 
标志位获取指令(SETcc) 263 
call指令 264 
ret指令 265 
第14章 
函数和变量 266 
14.1 程序调用约定 267 
什么是程序调用约定 267 
Linux/x86下的程序调用约定 267 
14.2 Linux/x86下的函数调用 269 
到函数调用完成为止 269 
到函数开始执行为止 270 
到返回原处理流程为止 271 
到清理操作完成为止 271 
函数调用总结 272 
14.3 Linux/x86下函数调用的细节 274 
寄存器的保存和复原 274 
caller-save寄存器和callee-save寄存器 274 
caller-save寄存器和callee-save寄存器的灵活应用 275 
大数值和浮点数的返回方法 276 
其他平台的程序调用约定 277 
第15章 
编译表达式和语句 278 
15.1 确认编译结果 279 
利用cbc进行确认的方法 279 
利用gcc进行确认的方法 280 
15.2 x86汇编的对象与DSL 282 
表示汇编的类 282 
表示汇编对象 283 
15.3 cbc的x86汇编DSL 285 
利用DSL生成汇编对象 285 
表示寄存器 286 
表示立即数和内存引用 287 
表示指令 287 
表示汇编伪操作、标签和注释 288 
15.4 CodeGenerator类的概要 290 
CodeGenerator类的字段 290 
CodeGenerator类的处理概述 290 
实现compileStmts方法 291 
cbc的编译策略 292 
15.5 编译单纯的表达式 294 
编译Int节点 294 
编译Str节点 294 
编译Uni节点(1)按位取反 295 
编译Uni节点(2)逻辑非 297 
15.6 编译二元运算 298 
编译Bin节点 298 
实现compileBinaryOp方法 299 
实现除法和余数 300 
实现比较运算 300 
15.7 引用变量和赋值 301 
编译Var节点 301 
编译Addr节点 302 
编译Mem节点 303 
编译Assign节点 303 
15.8 编译jump语句 305 
编译LabelStmt节点 305 
编译Jump节点 305 
编译CJump节点 305 
编译Call节点 306 
编译Return节点 307 
第16章 
分配栈帧 308 
16.1 操作栈 309 
cbc中的栈帧 309 
栈指针操作原则 310 
函数体编译顺序 310 
16.2 参数和局部变量的内存分配 312 
本节概述 312 
参数的内存分配 312 
局部变量的内存分配:原则 313 
局部变量的内存分配 314 
处理作用域内的局部变量 315 
对齐的计算 316 
子作用域变量的内存分配 316 
16.3 利用虚拟栈分配临时变量 318 
虚拟栈的作用 318 
虚拟栈的接口 319 
虚拟栈的结构 319 
virtualPush方法的实现 320 
VirtualStack#extend方法的实现 320 
VirtualStack#top方法的实现 321 
virtualPop方法的实现 321 
VirtualStack#rewind方法的实现 321 
虚拟栈的运作 322 
16.4 调整栈访问的偏移量 323 
本节概要 323 
StackFrameInfo类 323 
计算正在使用的callee-save寄存器 324 
计算临时变量区域的大小 325 
调整局部变量的偏移量 325 
调整临时变量的偏移量 326 
16.5 生成函数序言和尾声 327 
本节概要 327 
生成函数序言 327 
生成函数尾声 328 
16.6 alloca函数的实现 330 
什么是alloca函数 330 
实现原则 330 
alloca函数的影响 331 
alloca函数的实现 331 
第17章 
优化的方法 333 
17.1 什么是优化 334 
各种各样的优化 334 
优化的案例 334 
常量折叠 334 
代数简化 335 
降低运算强度 335 
削除共同子表达式 335 
消除无效语句 336 
函数内联 336 
17.2 优化的分类 337 
基于方法的优化分类 337 
基于作用范围的优化分类 337 
基于作用阶段的优化分类 338 
17.3 cbc中的优化 339 
cbc中的优化原则 339 
cbc中实现的优化 339 
cbc中优化的实现 339 
17.4 更深层的优化 341 
基于模式匹配选择指令 341 
分配寄存器 342 
控制流分析 342 
大规模的数据流分析和SSA形式 342 
总结 343 
第4部分 链接和加载 
第18章 
生成目标文件 346 
18.1 ELF文件的结构 347 
ELF的目的 347 
ELF的节和段 348 
目标文件的主要ELF节 348 
使用readelf命令输出节头 349 
使用readelf命令输出程序头 350 
使用readelf命令输出符号表 351 
readelf命令的选项 351 
什么是DWARF格式 352 
18.2 全局变量及其在ELF文件中的表示 354 
分配给任意ELF节 354 
分配给通用ELF节 354 
分配.bss节 355 
通用符号 355 
记录全局变量对应的符号 357 
记录符号的附加信息 357 
记录通用符号的附加信息 358 
总结 358 
18.3 编译全局变量 360 
generate方法的实现 360 
generateAssemblyCode方法的实现 360 
编译全局变量 361 
编译立即数 362 
编译通用符号 363 
编译字符串字面量 364 
生成函数头 365 
计算函数的代码大小 366 
总结 366 
18.4 生成目标文件 367 
as命令调用的概要 367 
引用GNUAssembler类 367 
调用as命令 367 
第19章 
链接和库 369 
19.1 链接的概要 370 
链接的执行示例 370 
gcc和GNU ld 371 
链接器处理的文件 372 
常用库 374 
链接器的输入和输出 374 
19.2 什么是链接 375 
链接时进行的处理 375 
合并节 375 
重定位 376 
符号消解 377 
19.3 动态链接和静态链接 379 
两种链接方法 379 
动态链接的优点 379 
动态链接的缺点 380 
动态链接示例 380 
静态链接示例 381 
库的检索规则 381 
19.4 生成库 383 
生成静态库 383 
Linux中共享库的管理 383 
生成共享库 384 
链接生成的共享库 385 
第20章 
加载程序 387 
20.1 加载ELF段 388 
利用mmap系统调用进行文件映射 388 
进程的内存镜像 389 
内存空间的属性 390 
ELF段对应的内存空间 390 
和ELF文件不对应的内存空间 392 
ELF文件加载的实现 393 
20.2 动态链接过程 395 
动态链接加载器 395 
程序从启动到终止的过程 395 
启动ld.so 396 
系统内核传递的信息 397 
AUX矢量 397 
读入共享库 398 
符号消解和重定位 399 
运行初始化代码 400 
执行主程序 401 
执行终止处理 402 
ld.so解析的环境变量 402 
20.3 动态加载 404 
所谓动态加载 404 
Linux下的动态加载 404 
动态加载的架构 405 
20.4 GNU ld的链接 406 
用于cbc的ld选项的结构 406 
C运行时 407 
生成可执行文件 408 
生成共享库 408 
第21章 
生成地址无关代码 410 
21.1 地址无关代码 411 
什么是地址无关代码 411 
全局偏移表(GOT) 412 
获取GOT地址 412 
使用GOT地址访问全局变量 413 
访问使用GOT地址的文件内部的全局变量 414 
过程链接表(PLT) 414 
调用PLT入口 416 
地址无关的可执行文件:PIE 416 
21.2 全局变量引用的实现 418 
获取GOT地址 418 
PICThunk函数的实现 418 
删除重复函数并设置不可见属性 419 
加载GOT地址 420 
locateSymbols函数的实现 421 
全局变量的引用 421 
访问全局变量:地址无关代码的情况下 422 
函数的符号 423 
字符串常量的引用 424 
21.3 链接器调用的实现 425 
生成可执行文件 425 
generateSharedLibrary方法 426 
21.4 从程序解析到执行 428 
build和加载的过程 428 
词法分析 429 
语法分析 429 
生成中间代码 430 
生成代码 431 
汇编 432 
生成共享库 432 
生成可执行文件 433 
加载 433 
第22章 
扩展阅读 434 
22.1 参考书推荐 435 
编译器相关 435 
语法分析相关 435 
汇编语言相关 436 
22.2 链接、加载相关 437 
22.3 各种编程语言的功能 438 
异常封装相关的图书 438 
垃圾回收 438 
垃圾回收相关的图书 439 
面向对象编程语言的实现 439 
函数式语言 440 

附 录 441 
A.1 参考文献 442 
A.2 在线资料 444 
A.3 源代码 445
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