编译原理浅析

目前程序员开发中基本都在使用高级语言，比如OC、Android、Java等。使用这些高级语言开发的程序，想要在计算机上顺利执行，都必须经历编译过程。 我们知道，计算机能够识别的只有0和1，被称为“大脑”的CPU，就是不断地从内存中读入0和1而不知疲倦的工作着。

在一定程度上说，正是通过编译工具架起的高级语言到二进制语言的桥梁，才不断涌现出越来越多的高级语言武器库，供程序员在软件的世界里纵横驰骋、大杀四方。对其机制的理解，能够让一个程序员拨开不同高级语言表面差异的迷雾，找到它们背后共同的渊源。

一个程序的编译过程，可以分为如下几个阶段：

编译过程

1 以中间代码为界，编译器分为前端(front-end)和后端(back-end)；

2 中间代码是程序的通用表示，屏蔽了不同目标机器平台的差异；有了中间代码，编译器独立为前端和后端两个模块，有助于分开优化；

3 前端将源程序作为一个字符串作为输入流，先经词法分析(使用正则实现)，识别变量、字符串/整型/浮点型常量、函数、运算符和关键字等标识，解析为一个个 token 流。然后语法分析(上下文无关语法表示，自底向上分析，LR(1)分析器)对输入的 token 流进行语法有效性检查，将符合规则的语法，转变为中间代码进行表示。

4 中间代码根据选定的平台架构(CPU指令), 转变为最终的目标代码(二进制表示)。将不同源程序转变的目标代码进行链接，最终成为在选定平台上可执行的目标程序。

作为 iOS 的开发者，使用的编译工具是 LLVM，相比它的前辈 GCC有了大幅的性能和实现优化。clang 是 LLVM 的前端，用于生成中间代码。lldb 是 LLVM 的调试器，类似 GCC 的 gdb。

参考：
1 自己动手写编译器
2 Clang/LLVM/lldb/GCC/gdb 关系