컴파일러

Last updated - 2023년 03월 10일 Edit Source

• 프로그래밍 언어론

컴파일러(Compiler)는 컴파일 과정을 수행하는 프로그램이다.

• 소스 코드 전체를 목적 코드로 번역하고 그 결과를 한 번에 실행
• 번역과 실행 작업이 따로 진행된다. 번역의 과정은 오래 걸리지만, 실행의 과정은 빠르다.
• 실행 프로그램이 따로 생성된다.

자바에서의 컴파일러에 관한 이야기는 여기를 참고하자.

• Front-End : 언어에 의존하고 기계에 독립적인 부분
• Back-End : 언어에 독립적이고 기계에 의존하는 부분

1. Lexical Analyzer (Scanner)

   • 컴파일러 내부에서 효율적이며 다루기 쉬운 정수로 바꿔 줌
   • source programs -> Lexical Analyzer -> A sequence of tokens
   • 대표적인 토큰 분석기로 Lex가 있음
   • 예를 들어, if (a > 10)이 있다고 하면, if, (, a, >, 10, ) 6개의 토큰이 생성되는 것

2. Syntax Analyzer (Parser)

   • 구문(Syntax) 체크, 트리 생성
   • A sequence of tokens -> Syntax Analyzer -> Error message of syntactic structure
   • 대표적인 구문 분석기로 Yacc가 있음
   • 출력
     • incorrect : error message 출력
     • correct : program structure (tree 형태) 출력

3. Intermidate Code Generator
   • 의미(Semantic) 체킹
   • ex) if (a > 10) a = 1.0 => a가 정수일 때 semantic error
   • ex) a = b + 1;

4. Code Optimizer

   • optional phase (선택적 단계)
   • 비효율적인 code를 구분해내서 더 효율적인 code로 바꿔준다.
   • Meaning of optimization (최적화)
     • major part : improve running time
     • minor part : reduce code size
     • ex) LDC R1, 1, LDC R1, 1 load가 중복되니까 하나 없애기
   • Criteria for optimization (최적화의 기준)
     • 프로그램 의미 보존
     • 평균 속도 상승
     • 노력할 가치가 있는 경우
   • Local optimization : local inspection을 통하여 비효율적인 code들을 구분해 내서 더 효율적인 code로 바꾸는 방법
     1. Constant folding (컴파일 시간 상수 연산)
     2. Eliminating redundant load, store instructions
     3. Algebraic simplification
     4. Strength reduction
   • Global optimization : flow analysis technique 이용
     1. Common subexpression (공통 부분식)
     2. Moving loop invariants
     3. Removing unreachable codes

5. Target Code Generator

   • 중간 코드로부터 machine instruction을 생성
   • Intermediate Code -> Target Code Generator -> Target Code
   • Code generator tasks
     1. instruction selection & generation
     2. register management
     3. storage allocation
     4. code optimization (Machine-dependent optimization)

6. Error Recovery

   • Error recovery : error가 다른 문장에 영향을 미치지 않도록 수정하는 것
   • Error repair : error가 발생하며 복구해 주는 것
   • Error Handling
     • Error detection
     • Error recovery
     • Error reporting
     • Error repair
   • Error
     • Syntax Error
     • Semantic Error
     • Run-time Error

추가사항

• Single Pass Compiler
  • 초창기의 컴파일러
  • 컴파일 속도 빠름
• Multi-pass Compiler
  • 부분적인 기능개선 가능
  • 다른 기종으로 이전 편리
  • 작은 기억 공간 요구
  • 컴파일 속도 느림