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自己動手寫編譯器、鏈接器 ( 簡體 字) |
| 作者：王博俊、張宇 | 類別：1. -> 程式設計 -> 綜合 |
| 譯者： |
| 出版社：清華大學出版社 |  3dWoo書號： 40790
詢問書籍請說出此書號！【缺書】
NT售價： 250 元 |
| 出版日：1/19/2015 |
| 頁數：338 |
| 光碟數：0 |
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站長推薦：  |
| 印刷：黑白印刷 | 語系： ( 簡體 版 ) |
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| ISBN：9787302381365 |
| 作者序 | 譯者序 | 前言 | 內容簡介 | 目錄 | 序 |
| (簡體書上所述之下載連結耗時費功, 恕不適用在台灣, 若讀者需要請自行嘗試, 恕不保證) |
| 作者序： |
| 譯者序： |
前言：因為工作的關系，我經常和各企業的技術負責人交流。話題談著談著常常會轉到他們目前共同的難題——技術人員招聘。這時不少人都會感慨，中國能做系統軟件開發的技術人員太少，這方面的人太難找了。隨著中國企業的發展，做系統和平臺的需求不斷增加，這種供需矛盾將越來越明顯。
究其原因，很容易想到的是我們的高校教育、課程設置。美國頂尖大學計算機系基礎課程教學里都非常重視項目實踐，操作系統課往往要真的開發一個像模像樣的操作系統原型，編譯器課也真的要自己設計并實現一門有創新性的小語言……
在計算機科學的各門課程中，編譯器的設計實踐有著特殊的重要性。“龍書”的主要作者、哥倫比亞大學教授Alfred V. Aho曾經列舉過編譯器實踐有諸多好處：
娒 能讓學生領悟到理論與實踐的完美結合。比如編譯原理所涵蓋的正則表達式和自動機，在各種場合的應用是極其廣泛的，對正則的掌握程度，從某種意義上講甚至可以作為技術人員水平的一種尺度。
娒 深入探索計算思維的多樣性。與人類語言一樣，不同類型的編程語言其實代表了不同的思維方式。只用過命令式語言的人可能沒有想到，開啟了大數據領域的Map與Reduce，其實在函數式語言是一種非常常見的東西。
的確，深入了解編譯器和編譯原理，對于技術人員更好地理解和掌握自己最常用的語言和系統，從而提升自己的內力是有極大好處的。另一方面，隨著DSL（領域特定語言）的流行，需要技術人員開發自己語言的機會也越來越多。
然而，編譯原理是計算機科學里公認比較難的一門課。雖然目前國外比較重要的編譯理論教材（比如龍書的《編譯原理》、虎書《現代編譯原理》的C語言和Java版本、鯨書《高級編譯器設計與實現》）基本上都有了中文版和英文影印版，但這些書往往更偏重理論，而且門檻較高，不太適合指導一線技術人員實踐和自學。我認識的一位美籍華人技術專家Ronald Mak在Wiley出版過一本基于Java的“Writing Compilers and Interpreters”，比較貼近實踐，但部頭較大，而且沒有看到中文版。
偶然的機會，我得知王博俊在工作之余，寫了一本以簡化的C語言為例子講述編譯器和鏈接器實踐的書。瀏覽了初稿之后，感覺全書內容簡明，容易上手，又不失全面和系統，正好彌補了這方面的空白。特向大家推薦。
CSDN暨《程序員》雜志總編劉江
2015年1月
紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。
——陸游編譯原理與技術的一整套理論在整個計算機科學領域占有相當重要的地位，學習它對程序設計人員有很大的幫助。我們考究歷史會發現那些人人稱頌的程序設計大師都是編譯領域的高手，像寫出BASIC語言的比爾·蓋茨，Sun公司的Java之父等，在編譯領域都有很深的造詣。曾經在世界首富寶座上穩坐多年的比爾·蓋茨也是從給微機編寫BASIC語言編譯器起家的，也正是這個BASIC編譯器為比爾·蓋茨和保羅·艾倫的微軟帝國奠定了基礎。這個編寫BASIC語言編譯器的經歷，開啟了比爾·蓋茨的輝煌職業生涯。
編譯器是一種相當復雜的程序，編寫甚至讀懂這樣的一個程序都非易事，大多數的計算機科學家和專業人員也從來沒有編寫過一個完整的編譯器。但是，幾乎所有形式的計算都要用到編譯器，而且任何一個與計算機打交道的專業人員都應掌握編譯器的基本結構和操作。除此之外，計算機應用程序中經常遇到的一個任務就是命令解釋程序和界面程序的開發，這比編譯器要小，但使用的卻是相同的技術。因此，掌握這一技術具有非常大的實際意義。
李國杰院士說: “隨著微處理器技術的飛速發展，處理器性能在很大程度上取決于編譯器的質量，編譯技術成為計算機的核心技術，地位變得越來越重要。我國要發展自己的微處理器事業，必然要有自己的編譯技術作為后盾。”
回過頭來說一說是什么樣的原因使我萌生了寫這樣一本書的想法。作者學習其他計算機課程感覺沒有特別難懂的，唯獨看編譯原理的教材，看完了云里霧里的，感覺一知半解，我感覺可能是學的教材過于理論化，于是到書店把所有跟編譯原理有關的書籍統統買回家，當然這也包括大家公認的編譯原理三大經典書籍（龍書、虎書、鯨書）在內，每一本我都從頭到尾翻一遍，好像什么都懂了，又感覺要真的自己動手寫個編譯器仍然是只有大師才能完成，對自己還是可望而不可即的事情。并且作者也了解到許多關于編譯原理實踐的悲觀論調: “現有的編譯器都是用Lex和Yacc構造的，從頭開始手工編寫一個完整的編譯器幾乎是不可能的。”可作者偏偏是那種“明知山有虎，偏向虎山行”的人，要知道早期的編譯器可都是純手工構造的，苦辣酸甜的征程就此開始，可是寫個什么語言的編譯器？這個編譯器怎么定位？這一切都很茫然。
我開始研究編譯原理書上的樣例，希望能從中找到靈感，給上述問題找到答案。世界著名計算機科學家N.Worth編寫的PL/0語言的編譯程序是作者最先研究的編譯器，它功能簡單、結構清晰、可讀性強，被認為是一個非常合適的小型編譯程序的學習模型，可這個編譯程序不支持數組、結構體、字符串，并且是以假想的棧式機器為例來編寫的，而不是直接生成在某種CPU，某種操作系統環境下直接可以運行的目標語言程序。“PL/0語言的編譯程序”作為編譯器的學習模型，也只能算“矬子里面拔將軍”，因為沒有更好的，也只好將就著用了。至此，編譯器定位問題算有了些眉目，作者希望構造一個更適合學習的編譯器。可是，另一個問題接踵而至，為什么那么多開源編譯器不能直接用作編譯器學習模型呢？我開始研究各個開源編譯器的源代碼，其中包括GCC的源代碼，由于GCC支持多個前端語言和各種后端機器平臺、AST（Abstract Syntax Tree）和RTL(Register Transfer Language)又成了繞不過去的坎，還沒學會怎么編寫針對一種源語言、一種目標機器的編譯器，就要去學習支持多種源語言多個機器平臺的編譯器，就好比一個嬰兒還沒學會走路就要學跑，這注定是要跌跟頭的。
自序自己動手寫編譯器、鏈接器一面是過于簡化的編譯器學習模型，另一面是過于復雜的開源編譯器，作為學習模型都不太合適。到這里，編譯器定位問題算是徹底想清楚了，作者要構造一個教大家如何自己動手寫編譯器的學習模型。這個模型包括兩大部分，第一部分是語言定義，第二部分是這個語言編譯器的實現，這個編譯器只支持一種源語言，目標語言也只支持一種。這個語言應該具備目前流行的高級語言的最主要特征。這個編譯器要結構清晰，代碼量要盡可能少，要能體現編寫一個實用的編譯器的完整過程與技術。這個編譯器可以生成在操作系統中直接運行的exe文件，只要雙擊或在命令行執行就能看到結果的那種。
接下來作者開始思考另一個問題，編寫個什么語言的編譯器？作者研究了目前最流行的幾種編程語言C、C++、C#、Objective拟C、Java，其中C語言是最簡單的了，只有32個關鍵字，但是作者研究發現，C語言還是有許多冗余的成分，作為學習模型還可以更簡單一些。作者最終以C語言為藍本，進行適當簡化定義了一門新的語言，僅有15個關鍵字，稱為SC語言。目標語言選擇大家熟悉的Intel x86機器語言，編譯器命名為SCC編譯器。
在本書中，讀者將看到從SC語言定義，到SCC編譯器開發的完整過程。讀完本書你將知道一門全新的語言如何定義，一個真實的編譯器如何編寫，這些對你來說將不再神秘，編譯原理講的理論與本書中講述的SC語言定義及SCC編譯器開發過程，是理論聯系實際在編譯領域的最好闡釋。
如本書作為編譯原理實踐教材，作者建議安排10學時講授。
本書投稿后，有幸請CSDN暨《程序員》雜志總編、劉江老師閱讀了本書的初稿，并為本書作序，在此向劉老師表示最衷心的感謝。
本書臨近出版之際,承蒙清華大學王生原老師閱讀了本書終稿,并對書稿做了中肯評價: “本書特色鮮明，內容有深度，文筆也很不錯，很值得出版。本書最大的特色是所選的目標平臺，即x86處理器以及微軟系統的COFF目標文件格式，這在教材中很少見到，可為國內的編譯教學實踐提供別具一格的素材。”同時，王老師還對本書提出了寶貴建議。在這里，向王老師表示由衷的敬意和最誠摯的感謝。
我還要感謝我的家人,他們的支持與鼓勵是本書得以完成的保障。
要列出所有對本書出版有所幫助的人名是不可能的,因為有些困難是通過互聯網解決的,我甚至不知道他們的名字。在此,謹向他們一并表示感謝!
最后，回想本書6年的寫作歷程，愿以蒲松齡的一副對聯與讀者共勉：
有志者，事竟成，破釜沉舟，百二秦關終屬楚；
苦心人，天不負，臥薪嘗膽，三千越甲可吞吳。
王博俊
2015年1月 |
內容簡介：本書講述了一個真實編譯器的開發過程，源語言是以C語言為藍本，進行適當簡化定義的一門新語言，稱之為SC語言（簡化的C語言），目標語言是大家熟悉的Intel x86機器語言。在本書中，讀者將看到從SC語言定義，到SCC編譯器開發的完整過程。本書介紹的SCC編譯器，沒有借助Lex與Yacc這些編譯器自動生成工具，純手工編寫而成，更便于學習和理解。為了生成可以直接運行EXE文件，本書還實現了一個鏈接器。讀完本書讀者將知道一門全新的語言如何定義，一個真實的編譯器、鏈接器如何編寫。
本書適合各類程序員、程序開發愛好者閱讀，也可作為高等院校編譯原理課程的實踐教材。
鄭重聲明： 本書源代碼作者已申請版權，僅供讀者用于學習研究之目的。未經作者允許，嚴禁任何組織與個人將其在網絡上傳播或用于商業用途。對于侵權行為，作者保留提起法律訴訟的權利。源代碼相關問題，請與作者聯系。
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目錄：第1章引言1
1.1HelloWorld編譯過程分析1
1.1.1HelloWorld程序源文件1
1.1.2詞法分析2
1.1.3語法分析3
1.1.4語義分析3
1.1.5鏈接器4
1.2SCC編譯器簡介7
1.2.1SCC編譯器架構7
1.2.2SCC編譯器開發環境7
1.2.3SCC編譯器運行環境8
第2章文法知識10
2.1語言概述10
2.2形式語言11
2.2.1字母表和符號串11
2.2.2文法與語言的形式定義12
2.2.3文法與語言的類型13
2.2.4程序設計語言描述工具15
2.3詞法分析方法16
2.3.1詞法定義例舉17
2.3.2狀態轉換圖17
2.3.3詞法分析程序流程圖17
2.4語法分析方法18
2.4.1LL分析器18
2.4.2LL（k）文法19
2.4.3LL(1)文法19
2.4.4遞歸子程序法21
2.4.5文法的等價變換24目錄自己動手寫編譯器、鏈接器第3章SC語言定義26
3.1SC語言的藍本選擇26
3.1.1K&R C26
3.1.2C8926
3.1.3C9927
3.2SC語言對C89簡化原則27
3.3SC語言的字符集27
3.3.1基本字符集28
3.3.2擴展字符集28
3.4SC語言詞法定義29
3.4.1關鍵字29
3.4.2標識符30
3.4.3整數常量31
3.4.4字符常量31
3.4.5字符串常量32
3.4.6運算符及分隔符32
3.4.7注釋33
3.5SC語言語法定義33
3.5.1外部定義33
3.5.2語句35
3.5.3表達式39
3.6SC語言與C語言功能對比46
3.6.1關鍵字46
3.6.2數據類型46
3.6.3存儲類型47
3.6.4常量47
3.6.5變量47
3.6.6函數48
3.6.7語句48
3.6.8表達式50
第4章SC語言詞法分析52
4.1詞法分析任務的官方說法52
4.2單詞編碼53
4.3詞法分析用到的數據結構55
4.3.1動態字符串56
4.3.2動態數組58
4.3.3哈希表61
4.3.4單詞表62
4.4錯誤處理，未雨綢繆67
4.5詞法分析過程72
4.5.1詞法分析主程序72
4.5.2預處理76
4.5.3解析標識符79
4.5.4解析整數80
4.5.5解析字符串80
4.5.6詞法分析流程圖82
4.6詞法著色84
4.7控制程序85
4.8詞法分析成果展示86
第5章SC語言語法分析87
5.1外部定義87
5.1.1翻譯單元87
5.1.2外部聲明88
5.1.3類型區分符90
5.1.4結構區分符92
5.1.5函數調用約定95
5.1.6結構成員對齊95
5.1.7聲明符96
5.1.8初值符100
5.2語句101
5.2.1復合語句102
5.2.2表達式語句103
5.2.3選擇語句104
5.2.4循環語句104
5.2.5跳轉語句105
5.3表達式107
5.3.1賦值表達式108
5.3.2相等類表達式109
5.3.3關系表達式109
5.3.4加減類表達式110
5.3.5乘除類表達式111
5.3.6一元表達式112
5.3.7后綴表達式113
5.3.8初值表達式114
5.4語法縮進116
5.4.1用到的全局變量及枚舉116
5.4.2語法縮進程序117
5.5總控程序118
5.6成果展示119
第6章符號表120
6.1符號表簡介121
6.1.1收集符號屬性121
6.1.2語義的合法性檢查122
6.2符號表用到的主要數據結構123
6.2.1棧結構123
6.2.2符號表結構127
6.2.3數據類型結構132
6.2.4存儲類型133
6.3符號表的構造過程134
6.3.1外部聲明134
6.3.2類型區分符137
6.3.3結構區分符138
6.3.4聲明符144
6.3.5變量初始化149
6.3.6復合語句150
6.3.7sizeof表達式150
6.3.8初等表達式152
6.4控制程序153
6.5成果展示155
第7章生成COFF目標文件157
7.1COFF文件結構157
7.1.1基本概念157
7.1.2總體結構158
7.1.3COFF文件頭158
7.1.4節頭表161
7.1.5代碼節內容168
7.1.6數據節與導入節內容168
7.1.7COFF符號表169
7.1.8COFF字符串表173
7.1.9COFF重定位信息173
7.2生成COFF目標文件175
7.2.1生成節表176
7.2.2生成符號表178
7.2.3生成重定位信息182
7.2.4生成目標文件183
7.3成果展示185
第8章x86機器語言187
8.1x86機器語言簡介187
8.2通用指令格式188
8.2.1指令前綴188
8.2.2操作碼190
8.2.3ModR/M字節190
8.2.4SIB字節191
8.2.5偏移量與立即數193
8.3x86寄存器193
8.3.1數據寄存器193
8.3.2變址寄存器193
8.3.3指針寄存器194
8.3.4段寄存器194
8.3.5指令指針寄存器194
8.3.6標志寄存器195
8.4指令參考196
8.4.1符號說明196
8.4.2數據傳送指令198
8.4.3算術運算指令200
8.4.4邏輯運算指令203
8.4.5控制轉移指令205
8.4.6串操作指令208
8.4.7處理器控制指令208
8.5生成x86機器語言208
8.5.1操作數棧209
8.5.2生成通用指令210
8.5.3生成數據傳送指令213
8.5.4生成算術與邏輯運算指令217
8.5.5生成控制轉移指令221
8.5.6寄存器使用224
8.5.7本章用到的全局變量227
8.6成果展示227
第9章SCC語義分析229
9.1外部定義229
9.1.1聲明與函數定義229
9.1.2初值符232
9.1.3函數體234
9.2語句237
9.2.1表達式語句237
9.2.2選擇語句 238
9.2.3循環語句 239
9.2.4跳轉語句241
9.3表達式 244
9.3.1賦值表達式244
9.3.2相等類表達式245
9.3.3關系表達式246
9.3.4加減類表達248
9.3.5乘除類表達式249
9.3.6一元表達式250
9.3.7后綴表達式253
9.3.8初值表達式257
9.4成果展示259
第10章鏈接器261
10.1鏈接方式與庫文件261
10.2PE文件格式263
10.2.1總體結構263
10.2.2DOS部分264
10.2.3NT頭265
10.2.4節頭表272
10.2.5代碼節272
10.2.6數據節274
10.2.7導入節274
10.3鏈接器代碼實現278
10.3.1生成PE文件頭278
10.3.2加載目標文件281
10.3.3加載引入庫文件282
10.3.4解析外部符號285
10.3.5計算節區的RVA地址288
10.3.6重定位符號地址291
10.3.7修正需要重定位的地址292
10.3.8寫PE文件293
10.3.9生成EXE文件295
10.4SCC編譯器、鏈接器總控程序297
10.5成果展示301
10.6全書代碼架構302
第11章SC語言程序開發304
11.1SC語言程序開發流程304
11.2SCC編譯器測試程序304
11.2.1表達式測試304
11.2.2語句測試308
11.2.3結構體測試310
11.2.4函數參數傳遞測試312
11.2.5字符串測試314
11.2.6全局變量測試315
11.3語言舉例316
11.3.1可接收命令行參數的控制臺程序316
11.3.2可接收命令行參數的Win32應用程序317
11.3.3HelloWindows窗口程序318
11.3.4文件復制程序323
11.3.5九九乘法表325
11.3.6打印菱形326
11.3.7屏幕捕捉程序328
參考文獻336
附錄ASC語言文法定義中英文對照表337 |
| 序： |
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