しくみと設計

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しくみと設計

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/08/06 02:23 UTC 版)

「コンパイラ」の記事における「しくみと設計」の解説

コンパイラは、一般に次のような部分から成る。 ソースコードを読み込み、トークンに分解する字句解析部や字句解析器 トークン列をもとにプログラムの構文木を構築する構文解析部や構文解析器 中間コード作成（省略可能） 最適化 構文木からオブジェクトコードを生成するコード生成部 字句規則から字句解析器を生成するlex、構文規則から構文解析器を生成するパーサジェネレータというプログラムがあり、広く実用に使われている。コンパイラ全体を生成するコンパイラジェネレータも研究されているものの、広く実用に使われるには至っていない。 コンパイラ設計手法は処理の複雑さ、設計者の経験、利用可能なリソース（人間やツール）に影響される。 コンパイル処理の分割を採用したのはカーネギーメロン大学での Production Quality Compiler-Compiler Project であった。このプロジェクトでは、「フロントエンド」、「ミドルエンド」（今日では滅多に使われない）、「バックエンド」という用語が生み出された。 非常に小さなコンパイラ以外、今日では2段階（2フェーズ）以上に分割されている。しかし、どういったフェーズ分けをしようとも、それらフェーズはフロントエンドかバックエンドの一部と見なすことができる。フロントエンドとバックエンドの分割点はどこかというのは論争の種にもなっている。フロントエンドでは主に文法的な処理と意味論的な処理が行われ、ソースコードよりも低レベルな表現に変換する処理が行われる。 ミドルエンドはソースコードでも機械語でもない形式に対して最適化を施すフェーズとされる。ソースコードや機械語と独立しているため、汎用的な最適化が可能とされ、各種言語や各種プロセッサに共通の処理を行う。 バックエンドはミドルエンドの結果を受けて処理を行う。ここでさらなる解析・変換・最適化を特定のプラットフォーム向けに行う場合もある。そして、特定のプロセッサやOS向けにコードを生成する。 このフロントエンド/ミドルエンド/バックエンドという分割法を採用することにより、異なるプログラミング言語向けのフロントエンドを結合したり、異なるCPU向けのバックエンドを結合したりできる。この手法の具体例としてはGNUコンパイラコレクションや Amsterdam Compiler Kit、LLVM がある。これらは複数のフロントエンドと複数のバックエンドがあり、解析部を共有している。