Категория:Кодогенерация

Упрощенно процесс перевода (translation) программы с одного языка на другой можно представлять себе как последовательное выполнение двух фаз — фазы анализа (analysis) и фазы синтеза (synthesis). Первая фаза включает решение таких задач, как лексический (lexical), синтаксический (syntax) и семантический (semantic) (или контекстный) анализ. В результате выполнения первой фазы формируется промежуточное представление (intermediate representation) исходной программы.

Компилятор (compiler) — это компьютерная программа (транслятор), которая переводит компьютерный код, написанный на входном языке программирования (source language), на выходной язык (target language). Название «компилятор» в основном используется для программ, которые переводят исходный код с языка программирования высокого уровня на язык программирования низкого уровня (например, язык ассемблера (assembly language), объектный код (object code) или машинный код (machine code)) для создания исполняемой программы ( executable program). Часть компилятора, выполняющая первую фазу, обычно называется первичным компилятором (front-end compiler). Часть компилятора, выполняющая вторую фазу, называется вторичным компилятором (back-end compiler) или генератором кода (code generator), если выходным является язык низкого уровня.

Таким образом, генератор кода получает на входе промежуточное представление исходной программы и переводит его в объектный код, форма которого целиком определяется объектной машиной. Хотя имеется большая зависимость кодогенерации от объектного языка и операционной системы, такие вопросы как управление памятью, выбор команд, распределение регистров и порядок вычисления присущи почти всем проблемам кодогенерации.

Реализация процесса трансляции описанным выше способом, как правило, приводит к получению программ, существенно уступающих ручным программам по качеству использования предоставляемых вычислительной системой ресурсов, таких как время, память и т. д. Поэтому часто универсальный способ трансляции дополняется специальными приемами и методами, направленными на улучшение качества выходной программы и получивших название оптимизации программ (program optimization, compiler optimization). Проблема построения оптимальной программы алгоритмически не разрешима, и поэтому основная задача оптимизации состоит в удалении неоптимальностей из выходной программы, возникающих в ней из-за универсального способа трансляции. При этом основные способы оптимизации транслируемой программы заключаются в удалении вычислений или объектов из процессов выполнений программы или в замене в них сложных вычислений на более простые. Многие оптимизации можно реализовать, применяя так называемую смешанную стратегию (mixed strategy) программирования. Суть этого метода состоит в том, что для программирования семантически богатой конструкции входного языка (такой, как цикл или процедура) транслятор использует помимо универсального способа перевода целый ряд специализированных, ориентированных на конкретные, но зато часто встречающиеся в реальных программах варианты использования этой конструкции. Однако обычно оптимизирующие трансляторы используют метод оптимизирующих преобразований (optimizing transformations), который в отличие от смешанной стратегии обладает достаточной языковой независимостью.