gcc编译器---前端和后端

 GCC编译器由编译预处理组件cpp和针对特定语言的编译器cc1组成

  [xxxx@ test_paag]$gcc  –S  -O2  main.c  -o  main.s 

  此编译命令解释：命令行中的GCC是一个驱动程序，它接受命令行参数并解释，然后根据命令行参数解释的结果选择下一步的步骤，最后调用编译组件cc1进行编译产生汇编指令*.s文件。

gcc编译器的工作过程：GCC编译器的前端将高级语言源码经过词法分析、语法分析生成与高级语言无关的低级中间层表示GENERIC[36]，然后经过单一化赋值转化为另一种中间表示层GIMPLE[36]，在中间层GIMPLE组建控制流程图（Control Flow Graph，CFG），并在GIMPLE上进行一系列的优化，然后将其转换为更加便于优化的RTL（Register Transfer Language，RTL）中间表示层[37]，在RTL层做很多遍优化（pass），最后对于每条RTL通过模板匹配（Pattern Match）调用对应的汇编模板生成汇编代码。GCC编译流程图如下图1所示。

前端

GCC编译器的前端非常强大，经过多年的发展，GCC 编译器前端已经变得相当成熟，它能编译现在计算机界主流的高级编程语言，前端支持多种编程语言，如C、Fortran、Pascal、Objective-C、Java、Ada、Go等，同样支持这些语言的标准库libstdc++、 libgcj等。

GCC编译的前端将不同的高级编程语言经过词法分析、语法分析转化为与前端语言无关的统一的中间表示。有了与前端无关的中间表示，GCC的前端将不同的高级编程语言转换成这种中间表示，这就是GCC处理器支持多种编程语言的根本原因。

后端

编译器分为前端和后端，在GCC的组成结构中，后端负责将RTL表示的中间形式进行优化并最终生成对应平台的汇编代码。GCC后端是在RTL的中间形式上进行的，在RTL上做大量的优化，包括机器有关的优化和机器无关的优化。

RTL是从特定机器平台中抽象出的模型表示的，实际上它是一种抽象出来的机器模型。和所有实际存在的平台一样，这个抽象出来的机器模型也有它自己的“指令系统”。机器模型的“指令系统”在GCC中定义为标准指令模板的一系列指令，这些指令是GCC内部使用的。GCC的后端为不同的平台提供了描述这些指令模板的接口文件，这些指令模板在不同平台上的描述将GCC映射到不同的平台上去，这样就可以把GCC的后端移植到不同的平台上去。通过机器描述支持多种体系结构，机器描述文件给出机器各种参数的宏定义和指令集。这使得GCC移植非常方便，针对目前广泛使用的目标机器的体系结构提供了大部分的支持，后端支持的平台有x86、mips、Alpha、ARM、AVR、IA-64、SPARC、PowerPC等30多种平台。

前端后端结构框架图