U12 编译生成方法与工具

一、自编译

如果一个高级语言能用来书写自己的编译程序，则该语言具有自编译性，并称该语言为自编译语言。

PS：自编译语言除可编写编译自己的编译程序外，也可用来编写其他高级语言的编译程序。

自编译性不是绝对的，只是强弱不同：数据类型丰富的语言，控制结构丰富的语言自编译性强。
一组奇怪的图示：

二、自展

利用高级语言的自编译性，还可以通过自展方式生成语言的编译程序。

步骤：

1. 首先，将语言划分为N个部分：
   $L=L_1+L_2+\dots +L_n$
   $L_1$ ——核心部分
   $L_2～L_n$——扩充部分
   用自展方式进行编译，可提高生产率。因核心语言小，可用汇编实现。其余部分高级语言编写。比全用低级语言效率高。
2. 先用A机上的汇编编写L1的编译程序，L1.Aa
   $L_1.Aa\to Assember\to L_1.Ao$
3. 用$L1$编写$L1+L2$的编译程序
   
4. 用$(L1+L2)$编写$L1+L2+L3$的编译程序
5. ……
   

三、交叉编译

问题：如何在一个跑不起来Linux操作系统的RISC-V开发板上运行C程序？

1、移植

移植：将某台机上的成熟软件移植到另一台机器上，也就是将宿主机上的软件移植到目标机上。

具有自编译性的高级语言来书写程序，则移植是方便的。

通过移植，在B机上可得到语言L的编译程序，具B机目标形式，可在B机上运行。

移植步骤：

1. 将L. L分为两部分： 一部分与机器无关 $F.L$ 一部分与机器有关 $A.L$
   $\therefore L.L=F.L+A.L$
2. 用语言L改写与具体机器有关的部分（增加后端）：
   
   $\therefore 交叉编译器：L.L=F.L+B.L$
   用A机上的L语言所写的能生成B机目标代码的语言L的编译程序。

2、步骤

1）第一次编译

将L.L在宿主机A上用L的编译程序进行编译，生成能在宿主机A上运行的语言L的交叉编译器，它能生成目标机B的代码。

2）第二次编译（交叉编译）

四、编译器自动生成

目前还没有一个系统能自动生成整个编译系统。

前端分析，即针对语法规则的形式化，有框架。
有词法分析器的自动生成器和语法分析器的自动生成器。

对编译程序后端，（目标机有关的代码生成与优化），由于对语义和目标机进行形式化描述方面所存在的困难，最近有所突破，但未见到流行的产品。（样机——未形成真正产品）