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自制编译器 
定 价：99 元
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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。
贯穿编译、汇编、链接、加载的全过程！
比“龙书”更具实践性！ 1.实战 通过实际动手制作一个精简版C语言编译器，让读者深入了解C语言程序编译、运行背后的细节。 2.全面 不仅限于编译器，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、硬件以及运行时环境等，均有所涉及。 3.杰出 日本知名技术书作家青木峰郎耗时3年精心打造，通过具体的例子讲解概念，通俗易懂，更适合入门。
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。
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
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