书名：   自制编译器  

ISBN：     9787115422187    

作者：       [日]青木峰郎      

开本：         16开        

出版时间：           2016-06-01 00:00:00          

内容提要：             本书将带领读者从头开始制作一门语言的编译器。笔者特意为本书设计了C?语言，C?可以说是C语言的子集，实现了包括指针运算等在内的C语言的主要部分。本书所实现的编译器就是C?语言的编译器， 是实实在在的编译器，而非有诸多限制的玩具。另外，除编译器之外，本书对以编译器为中心的编程语言的运行环境，即编译器、汇编器、链接器、硬件、运行时环境等都有所提及，介绍了程序运行的所有环节。            

青木峰郎（作者） 程序员，著有《Ruby程序设计268技（第2版）》《Ruby源代码完全解说》《Linux程序设计》等多部编程相关著作，并积极参与标准库维护、文档维护等各种各样的活动。 严圣逸（译者） 毕业于上海交通大学。8年软件开发经验，期间赴日本工作。现就职于想能信息科技（上海）有限公司，从事基于云平台的客户关系管理及各类营销自动化系统的开发工作。译有《高效团队开发：工具与方法》。 绝云（译者） 毕业于清华大学软件学院。曾在日本创意公司KAYAC从事即时通信软件及社交游戏的开发工作，现任蚂蚁金服前端架构专家。译有《写给大家看的算法书》等图书，曾参与《像外行一样思考，像专家一样实践（修订版）》的审校。              
从零开始制作真正的编译器第1章              
开始制作编译器　1              
1.1　本书的概要　2              
本书的主题　2              
本书制作的编译器　2              
编译示例　2              
可执行文件　3              
编译　4              
程序运行环境　6              
1.2　编译过程　8              
编译的4个阶段　8              
语法分析　8              
语义分析　9              
生成中间代码　9              
代码生成　10              
优化　10              
总结　10              
1.3　使用C?编译器进行编译　11              
C?编译器的必要环境　11              
安装C?编译器　11              
C?的Hello,　World!　12              
第2章              
C?和cbc　13              
2.1　C?语言的概要　14              
C?的Hello,　World！　14              
C?中删减的功能　14              
import关键字　15              
导入文件的规范　16              
2.2　C?编译器cbc的构成　17              
cbc的代码树　17              
cbc的包　18              
compiler包中的类群　18              
main函数的实现　19              
commandMain函数的实现　19              
Java5泛型　20              
build函数的实现　20              
Java　5的foreach语句　21              
compile函数的实现　21              
第1部分　代码分析              
第3章              
语法分析的概要　24              
3.1　语法分析的方法　25              
代码分析中的问题点　25              
代码分析的一般规律　25              
词法分析、语法分析、语义分析　25              
扫描器的动作　26              
单词的种类和语义值　27              
token　28              
抽象语法树和节点　29              
3.2　解析器生成器　30              
什么是解析器生成器　30              
解析器生成器的种类　30              
解析器生成器的选择　31              
3.3　JavaCC的概要　33              
什么是JavaCC　33              
语法描述文件　33              
语法描述文件的例子　34              
运行JavaCC　35              
启动JavaCC所生成的解析器　36              
中文的处理　37              
第4章              
词法分析　39              
4.1　基于JavaCC的扫描器的描述　40              
本章的目的　40              
JavaCC的正则表达式　40              
固定字符串　41              
连接　41              
字符组　41              
排除型字符组　41              
重复1次或多次　42              
重复0次或多次　42              
重复n次到m次　42              
正好重复n次　43              
可以省略　43              
选择　43              
4.2　扫描没有结构的单词　44              
TOKEN命令　44              
扫描标识符和保留字　44              
选择匹配规则　45              
扫描数值　46              
4.3　扫描不生成token的单词　48              
SKIP命令和SPECIAL_TOKEN命令　48              
跳过空白符　48              
跳过行注释　49              
4.4　扫描具有结构的单词　50              
最长匹配原则和它的问题　50              
基于状态迁移的扫描　50              
MORE命令　51              
跳过块注释　52              
扫描字符串字面量　53              
扫描字符字面量　53              
第5章              
基于JavaCC的解析器的描述　55              
5.1　基于EBNF语法的描述　56              
本章的目的　56              
基于JavaCC的语法描述　56              
终端符和非终端符　57              
JavaCC的EBNF表示法　58              
连接　58              
重复0次或多次　59              
重复1次或多次　59              
选择　60              
可以省略　60              
5.2　语法的二义性和token的超前扫描　61              
语法的二义性　61              
JavaCC的局限性　62              
提取左侧共通部分　63              
token的超前扫描　63              
可以省略的规则和冲突　64              
重复和冲突　65              
更灵活的超前扫描　66              
超前扫描的相关注意事项　66              
第6章              
语法分析　68              
6.1　定义的分析　69              
表示程序整体的符号　69              
语法的单位　69              
import声明的语法　70              
各类定义的语法　71              
变量定义的语法　72              
函数定义的语法　73              
结构体定义和联合体定义的语法　74              
结构体成员和联合体成员的语法　75              
typedef语句的语法　76              
类型的语法　76              
C语言和C?在变量定义上的区别　77              
基本类型的语法　77              
6.2　语句的分析　79              
语句的语法　79              
if语句的语法　80              
省略if语句和大括号　80              
while语句的语法　81              
for语句的语法　81              
各类跳转语句的语法　82              
6.3　表达式的分析　83              
表达式的整体结构　83              
expr的规则　83              
条件表达式　84              
二元运算符　85              
6.4　项的分析　88              
项的规则　88              
前置运算符的规则　88              
后置运算符的规则　89              
字面量的规则　89              
第2部分　抽象语法树和中间代码              
第7章              
JavaCC的action和抽象语法树　92              
7.1　JavaCC的action　93              
本章的目的　93              
简单的action　93              
执行action的时间点　93              
返回语义值的action　95              
获取终端符号的语义值　95              
Token类的属性　96              
获取非终端符号的语义值　98              
语法树的结构　99              
选择和action　99              
重复和action　100              
本节总结　102              
7.2　抽象语法树和节点　103              
Node类群　103              
Node类的定义　105              
抽象语法树的表示　105              
基于节点表示表达式的例子　107              
第8章              
抽象语法树的生成　110              
8.1　表达式的抽象语法树　111              
字面量的抽象语法树　111              
类型的表示　112              
为什么需要TypeRef类　113              
一元运算的抽象语法树　114              
二元运算的抽象语法树　116              
条件表达式的抽象语法树　117              
赋值表达式的抽象语法树　118              
8.2　语句的抽象语法树　121              
if语句的抽象语法树　121              
while语句的抽象语法树　122              
程序块的抽象语法树　123              
8.3　声明的抽象语法树　125              
变量声明列表的抽象语法树　125              
函数定义的抽象语法树　126              
表示声明列表的抽象语法树　127              
表示程序整体的抽象语法树　128              
外部符号的import　128              
总结　129              
8.4　cbc 的解析器的启动　132              
Parser对象的生成　132              
文件的解析　133              
解析器的启动　134              
第9章              
语义分析（1）引用的消解　135              
9.1　语义分析的概要　136              
本章目的　136              
抽象语法树的遍历　137              
不使用Visitor模式的抽象语法树的处理　137              
基于Visitor模式的抽象语法树的处理　138              
Vistor模式的一般化　140              
cbc中Visitor模式的实现　141              
语义分析相关的cbc的类　142              
9.2　变量引用的消解　144              
问题概要　144              
实现的概要　144              
Scope树的结构　145              
LocalResolver类的属性　146              
LocalResolver类的启动　146              
变量定义的添加　147              
函数定义的处理　148              
pushScope方法　149              
currentScope方法　149              
popScope方法　150              
添加临时作用域　150              
建立VariableNode和变量定义的关联　151              
从作用域树取得变量定义　151              
9.3　类型名称的消解　153              
问题概要　153              
实现的概要　153              
TypeResolver类的属性　153              
TypeResolver类的启动　154              
类型的声明　154              
类型和抽象语法树的遍历　155              
变量定义的类型消解　156              
函数定义的类型消解　157              
第10章              
语义分析（2）静态类型检查　159              
10.1　类型定义的检查　160              
问题概要　160              
实现的概要　161              
检测有向图中的闭环的算法　162              
结构体、联合体的循环定义检查　163              
10.2　表达式的有效性检查　165              
问题概要　165              
实现的概要　165              
DereferenceChecker类的启动　166              
SemanticError异常的捕获　167              
非指针类型取值操作的检查　167              
获取非左值表达式地址的检查　168              
隐式的指针生成　169              
10.3　静态类型检查　170              
问题概要　170              
实现的概要　170              
C?中操作数的类型　171              
隐式类型转换　172              
TyperChecker类的启动　173              
二元运算符的类型检查　174              
隐式类型转换的实现　175              
第11章              
中间代码的转换　178              
11.1　cbc的中间代码　179              
组成中间代码的类　180              
中间代码节点类的属性　181              
中间代码的运算符和类型　182              
各类中间代码　183              
中间代码的意义　184              
11.2　IRGenerator类的概要　185              
抽象语法树的遍历和返回值　185              
IRGenerator类的启动　185              
函数本体的转换　186              
作为语句的表达式的判别　187              
11.3　流程控制语句的转换　189              
if语句的转换（1）概要　189              
if语句的转换（2）没有else部分的情况　190              
if语句的转换（3）存在else部分的情况　191              
while语句的转换　191              
break语句的转换（1）问题的定义　192              
break语句的转换（2）实现的方针　193              
break语句的转换（3）实现　194              
11.4　没有副作用的表达式的转换　196              
UnaryOpNode对象的转换　196              
BinaryOpNode对象的转换　197              
指针加减运算的转换　198              
11.5　左值的转换　200              
左边和右边　200              
左值和右值　200              
cbc中左值的表现　201              
结构体成员的偏移　202              
成员引用（expr.memb）的转换　203              
左值转换的例外：数组和函数　204              
成员引用的表达式（ptr->memb）的转换　205              
11.6　存在副作用的表达式的转换　206              
表达式的副作用　206              
有副作用的表达式的转换方针　206              
简单赋值表达式的转换（1）语句　207              
临时变量的引入　208              
简单赋值表达式的转换（2）表达式　209              
后置自增的转换　210              
第3部分　汇编代码              
第12章              
x86架构的概要　214              
12.1　计算机的系统结构　215              
CPU和存储器　215              
寄存器　215              
地址　216              
物理地址和虚拟地址　216              
各类设备　217              
缓存　218              
12.2　x86系列CPU的历史　220              
x86系列CPU　220              
32位CPU　220              
指令集　221              
IA-32的变迁　222              
IA-32的64位扩展——AMD64　222              
12.3　IA-32的概要　224              
IA-32的寄存器　224              
通用寄存器　225              
机器栈　226              
机器栈的操作　227              
机器栈的用途　227              
栈帧　228              
指令指针　229              
标志寄存器　229              
12.4　数据的表现形式和格式　231              
无符号整数的表现形式　231              
有符号整数的表现形式　231              
负整数的表现形式和二进制补码　232              
字节序　233              
对齐　233              
结构体的表现形式　234              
第13章              
x86汇编器编程　236              
13.1　基于GNU汇编器的编程　237              
GNU汇编器　237              
汇编语言的Hello,　World!　237              
基于GNU汇编器的汇编代码　238              
13.2　GNU汇编器的语法　240              
汇编版的Hello,　World!　240              
指令　241              
汇编伪操作　241              
标签　241              
注释　242              
助记符后缀　242              
各种各样的操作数　243              
间接内存引用　244              
x86指令集的概要　245              
13.3　传输指令　246              
mov指令　246              
push指令和pop指令　247              
lea指令　248              
movsx指令和movzx指令　249              
符号扩展和零扩展　250              
13.4　算术运算指令　251              
add指令　251              
进位标志　252              
sub指令　252              
imul指令　252              
idiv指令和div指令　253              
inc指令　254              
dec指令　255              
neg指令　255              
13.5　位运算指令　256              
and指令　256              
or指令　257              
xor指令　257              
not指令　257              
sal指令　258              
sar指令　258              
shr指令　259              
13.6　流程的控制　260              
jmp指令　260              
条件跳转指令（jz、jnz、je、jne、……）　261              
cmp指令　262              
test指令　263              
标志位获取指令（SETcc）　263              
call指令　264              
ret指令　265              
第14章              
函数和变量　266              
14.1　程序调用约定　267              
什么是程序调用约定　267              
Linux/x86下的程序调用约定　267              
14.2　Linux/x86下的函数调用　269              
到函数调用完成为止　269              
到函数开始执行为止　270              
到返回原处理流程为止　271              
到清理操作完成为止　271              
函数调用总结　272              
14.3　Linux/x86下函数调用的细节　274              
寄存器的保存和复原　274              
caller-save寄存器和callee-save寄存器　274              
caller-save寄存器和callee-save寄存器的灵活应用　275              
大数值和浮点数的返回方法　276              
其他平台的程序调用约定　277              
第15章              
编译表达式和语句　278              
15.1　确认编译结果　279              
利用cbc进行确认的方法　279              
利用gcc进行确认的方法　280              
15.2　x86汇编的对象与DSL　282              
表示汇编的类　282              
表示汇编对象　283              
15.3　cbc的x86汇编DSL　285              
利用DSL生成汇编对象　285              
表示寄存器　286              
表示立即数和内存引用　287              
表示指令　287              
表示汇编伪操作、标签和注释　288              
15.4　CodeGenerator类的概要　290              
CodeGenerator类的字段　290              
CodeGenerator类的处理概述　290              
实现compileStmts方法　291              
cbc的编译策略　292              
15.5　编译单纯的表达式　294              
编译Int节点　294              
编译Str节点　294              
编译Uni节点(1)按位取反　295              
编译Uni节点(2)逻辑非　297              
15.6　编译二元运算　298              
编译Bin节点　298              
实现compileBinaryOp方法　299              
实现除法和余数　300              
实现比较运算　300              
15.7　引用变量和赋值　301              
编译Var节点　301              
编译Addr节点　302              
编译Mem节点　303              
编译Assign节点　303              
15.8　编译jump语句　305              
编译LabelStmt节点　305              
编译Jump节点　305              
编译CJump节点　305              
编译Call节点　306              
编译Return节点　307              
第16章              
分配栈帧　308              
16.1　操作栈　309              
cbc中的栈帧　309              
栈指针操作原则　310              
函数体编译顺序　310              
16.2　参数和局部变量的内存分配　312              
本节概述　312              
参数的内存分配　312              
局部变量的内存分配：原则　313              
局部变量的内存分配　314              
处理作用域内的局部变量　315              
对齐的计算　316              
子作用域变量的内存分配　316              
16.3　利用虚拟栈分配临时变量　318              
虚拟栈的作用　318              
虚拟栈的接口　319              
虚拟栈的结构　319              
virtualPush方法的实现　320              
VirtualStack#extend方法的实现　320              
VirtualStack#top方法的实现　321              
virtualPop方法的实现　321              
VirtualStack#rewind方法的实现　321              
虚拟栈的运作　322              
16.4　调整栈访问的偏移量　323              
本节概要　323              
StackFrameInfo类　323              
计算正在使用的callee-save寄存器　324              
计算临时变量区域的大小　325              
调整局部变量的偏移量　325              
调整临时变量的偏移量　326              
16.5　生成函数序言和尾声　327              
本节概要　327              
生成函数序言　327              
生成函数尾声　328              
16.6　alloca函数的实现　330              
什么是alloca函数　330              
实现原则　330              
alloca函数的影响　331              
alloca函数的实现　331              
第17章              
优化的方法　333              
17.1　什么是优化　334              
各种各样的优化　334              
优化的案例　334              
常量折叠　334              
代数简化　335              
降低运算强度　335              
削除共同子表达式　335              
消除无效语句　336              
函数内联　336              
17.2　优化的分类　337              
基于方法的优化分类　337              
基于作用范围的优化分类　337              
基于作用阶段的优化分类　338              
17.3　cbc中的优化　339              
cbc中的优化原则　339              
cbc中实现的优化　339              
cbc中优化的实现　339              
17.4　更深层的优化　341              
基于模式匹配选择指令　341              
分配寄存器　342              
控制流分析　342              
大规模的数据流分析和SSA形式　342              
总结　343              
第4部分　链接和加载              
第18章              
生成目标文件　346              
18.1　ELF文件的结构　347              
ELF的目的　347              
ELF的节和段　348              
目标文件的主要ELF节　348              
使用readelf命令输出节头　349              
使用readelf命令输出程序头　350              
使用readelf命令输出符号表　351              
readelf命令的选项　351              
什么是DWARF格式　352              
18.2　全局变量及其在ELF文件中的表示　354              
分配给任意ELF节　354              
分配给通用ELF节　354              
分配.bss节　355              
通用符号　355              
记录全局变量对应的符号　357              
记录符号的附加信息　357              
记录通用符号的附加信息　358              
总结　358              
18.3　编译全局变量　360              
generate方法的实现　360              
generateAssemblyCode方法的实现　360              
编译全局变量　361              
编译立即数　362              
编译通用符号　363              
编译字符串字面量　364              
生成函数头　365              
计算函数的代码大小　366              
总结　366              
18.4　生成目标文件　367              
as命令调用的概要　367              
引用GNUAssembler类　367              
调用as命令　367              
第19章              
链接和库　369              
19.1　链接的概要　370              
链接的执行示例　370              
gcc和GNU　ld　371              
链接器处理的文件　372              
常用库　374              
链接器的输入和输出　374              
19.2　什么是链接　375              
链接时进行的处理　375              
合并节　375              
重定位　376              
符号消解　377              
19.3　动态链接和静态链接　379              
两种链接方法　379              
动态链接的优点　379              
动态链接的缺点　380              
动态链接示例　380              
静态链接示例　381              
库的检索规则　381              
19.4　生成库　383              
生成静态库　383              
Linux中共享库的管理　383              
生成共享库　384              
链接生成的共享库　385              
第20章              
加载程序　387              
20.1　加载ELF段　388              
利用mmap系统调用进行文件映射　388              
进程的内存镜像　389              
内存空间的属性　390              
ELF段对应的内存空间　390              
和ELF文件不对应的内存空间　392              
ELF文件加载的实现　393              
20.2　动态链接过程　395              
动态链接加载器　395              
程序从启动到终止的过程　395              
启动ld.so　396              
系统内核传递的信息　397              
AUX矢量　397              
读入共享库　398              
符号消解和重定位　399              
运行初始化代码　400              
执行主程序　401              
执行终止处理　402              
ld.so解析的环境变量　402              
20.3　动态加载　404              
所谓动态加载　404              
Linux下的动态加载　404              
动态加载的架构　405              
20.4　GNU ld的链接　406              
用于cbc的ld选项的结构　406              
C运行时　407              
生成可执行文件　408              
生成共享库　408              
第21章              
生成地址无关代码　410              
21.1　地址无关代码　411              
什么是地址无关代码　411              
全局偏移表（GOT）　412              
获取GOT地址　412              
使用GOT地址访问全局变量　413              
访问使用GOT地址的文件内部的全局变量　414              
过程链接表（PLT）　414              
调用PLT入口　416              
地址无关的可执行文件：PIE　416              
21.2　全局变量引用的实现　418              
获取GOT地址　418              
PICThunk函数的实现　418              
删除重复函数并设置不可见属性　419              
加载GOT地址　420              
locateSymbols函数的实现　421              
全局变量的引用　421              
访问全局变量：地址无关代码的情况下　422              
函数的符号　423              
字符串常量的引用　424              
21.3　链接器调用的实现　425              
生成可执行文件　425              
generateSharedLibrary方法　426              
21.4　从程序解析到执行　428              
build和加载的过程　428              
词法分析　429              
语法分析　429              
生成中间代码　430              
生成代码　431              
汇编　432              
生成共享库　432              
生成可执行文件　433              
加载　433              
第22章              
扩展阅读　434              
22.1　参考书推荐　435              
编译器相关　435              
语法分析相关　435              
汇编语言相关　436              
22.2　链接、加载相关　437              
22.3　各种编程语言的功能　438              
异常封装相关的图书　438              
垃圾回收　438              
垃圾回收相关的图书　439              
面向对象编程语言的实现　439              
函数式语言　440              
             
附　录　441              
A.1　参考文献　442              
A.2　在线资料　444              
A.3　源代码　445