C編譯器入門~想懂低階系統從自幹編譯器開始~
  • 譯者序
  • 前言
    • 符號與規範
    • 本書的開發環境
    • 關於作者
    • 結束前言之前
  • 機械語言與組譯器
    • CPU 與記憶體
    • 什麼是組譯器
    • C程式和所對應的組合語言
      • 簡單的範例
      • 包含呼叫函式的範例
    • 本章小結
  • 創造計算機等級的語言
    • 第1步:創造能編譯1個整數的語言
    • 第2步:製作可以算加減法的編譯器
    • 第3步:加入標記解析器(tokenizer)
    • 第4步:改良錯誤訊息
    • 文法的記法與遞迴下降分析法
      • 將文法結構表示為樹(tree)
      • 以生成規則定義文法
      • 以 BNF 描述生成規則
      • 簡單的生成規則
      • 以生成規則描述運算子的優先順序
      • 包含遞迴的生成規則
      • 遞迴下降語法分析
    • 堆疊機
      • 堆疊機的概念
      • 編譯成堆疊機指令
      • 以x86-64實作堆疊機的方法
    • 第5步:製作可進行四則運算的編譯器
    • 第6步:單項加與單項減
    • 第7步:比較運算子
      • 修改標記解析器
      • 新的文法
      • 產生組合語言指令
  • 分離編譯與連結
    • 分離編譯
      • 分離編譯與其必要性
      • 標頭檔的必要性與其內容
      • 連結錯誤
      • 全域變數的宣告與定義
    • 第8步:分割檔案與修改 Makefile
      • 分割檔案
      • 修改 Makefile
  • 函式與區域變數
    • 第9步:1個字的區域變數
      • 堆疊上的變數空間
      • 修改標記解析器
      • 修改分析器
      • 左邊值與右邊值
      • 從任意的記憶體位址取得其值
      • 修改指令產生器
      • 修改主函式
    • 第10步:複數文字的區域變數
    • 第11步:return
    • 1973年的C編譯器
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  1. 前言

本書的開發環境

本書預設使用者使用64位元的 Linux 環境運行於 Intel 或是 AMD 等常見的 PC 平台上。請讀者根據所使用的發行版安裝 gcc 或是 make 等常見的開發工具。Ubuntu 的使用者可以根據以下指令安裝本書所使用到的工具:

$ sudo apt install gcc make git binutils libc6-dev

macOS 雖然與 Linux 有相當程度的相容性,但並非完全相容(具體來說是不支援「靜態連結」功能)。依照本書的內容去製作對應 macOS 的C編譯器不是說不可能,都是實際做起來會因為一些細節上的不相容而多不少煩惱。筆者並不推薦同時學習「C編譯器的開發技術」和「macOS 與 Linux 的差異」這兩件事情。因為如果在什麼地方卡住了的話,會搞不清楚到底是哪部分的理解錯誤。因此,現階段本書是不支援 macOS 的。macOS 的使用者請準備 Docker 等可以使用 Liunx 的環境。

Windows 和 Linux 的組合語言也並不相容。但是 Windows 10可以讓 Linux 像一個應用程式一樣運作在Windows 上,可以利用該環境在 Windows 上進行開發,名稱是 Windows Subsystem for Linux (WSL)。想要在 Windows 上實作本書的內容的話,請安裝 WSL 並在其中進行開發。

小知識:交叉編譯器(Cross compiler)

執行編譯器的機器被稱之為「host」,而執行編譯器產出的程式碼的機器被稱之為「target」。本書的兩者都是64位元的 Linux 環境,但其實 host 和 target 不一定要是一樣的。

Host 和 target 不同的編譯器就稱之為交叉編譯器。舉例來說,在 Windows 上編譯要在Raspberry Pi 上執行檔案的就是交叉編譯器。交叉編譯器在 target 的機器效能不足以執行編譯器的環境、或是其他特殊的情況下常被使用(譯註:例如許多 RTOS 環境並沒有執行編譯器的執行環境,例如說缺少許多常見 PC 支援的函式庫等等)。

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Last updated 5 years ago

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