Compiler

Encompiler(også kaldetkompilerelleroversætter) er etcomputerprogramder automatisk kan oversætte fra etprogrammeringssprogtil et andet. En compiler bruges til at lave nye programmer med idet man oversætter frakildekodetilmaskinkodeog derved opnåreksekverbare filer(påMicrosoft Windowskaldet ".exe-filer").

Processen hvorved et program oversættes mellem to formelt definerede sprog kan også kaldes en transformation. Oversættelsen foregår typisk fra et sprog med megetabstraktiontil et med mindre, selvom det ikke altid er tilfældet. Denne skelnen kan også karakteriseres ved at kalde det ene sprog for et højniveausprog og det andet for et lavniveausprog. Et typisk lavniveausprog ermaskinkode,som er instruktionssprog computeren forstår.

Der er dog også praktiske grunde til at oversætte til andre højniveausprog eller til maskinkode tilvirtuelle maskiner.Hvis man oversætter til et højniveausprog, kan manafviklesit program i de miljøer som eksisterer til det givne sprog og efterfølgende oversætte det videre. For eksempel oversættes programmeringssprogetHaskelltil programmeringssprogetCfør det oversættes til maskinkode. Det kan der være nogle fordele ved.

Hvis man oversætter til en virtuel maskine, kan man afvikle sit program på alle fysiske maskiner, der understøtter en simulering af den virtuelle maskine. Eksempler på sprog som udnytter sidstnævnte erJavatilJVMogActionScripttilAVM.

Teknikken[redigér|rediger kildetekst]

En compiler oversætter typisk fra kildekode, der ligger i en fil og kan læses af et menneske, til et binært maskinkode-format, der kun kan læses af andre programmer. En compiler indeholder typisk kontrol af fejl i kildekoden, så ugyldige programmer frasorteres med fejlmeddelelser, samtoptimeringmht. udførelsestid og lagerforbrug af den resulterende kode. Derefter kan det resulterende binære program typisk udføres hurtigere og med mindre brug af plads. Dette er i modsætning til enfortolkerder udføre kildekoden direkte, linje for linje, og derfor ikke kan udføre programmet så hurtigt som hvis det var oversat.

En anden fordel ved at compilere er at man kan nøjes med at give den binære version af programmet til andre så de kun kan udføre programmet, men ikke nemt kan rette i programmet. Der er dog ingen garanti imod at andre kan regne ud hvordan ens program virker hvis de har den binære kode. At regne baglæns fra binær maskinkode til et læseligt, men muligvis lavniveausprog, kaldesdekompileringellerreverse engineering.For at gøre processen sværere findes såkaldteobfuskatorer.

Til nogleprogrammeringssprog,som f.eks.BASIC,findes både compiler og fortolker. Når man udvikler i sprog hvor begge dele er tilgængelige, bruger man typisk en fortolker, mens programmet udvikles (debugger/fejlfinder), og en compiler, når resultatet skal anvendes i praksis.

Nogle gange oversætter man typisk til et binært format som kaldesmellemkode,som er et programmeringssprog hvis formål er at levere et abstraktionsniveau mellem højniveausproget og lavniveausproget. For eksempel kan højniveausproget understøtte vilkårligt mange variable, mens lavniveausproget har et begrænset antal registre som skal repræsentere variablene. Man kan derfor have lyst til at have et lavniveausprog hvor man stadig har vilkårligt mange registre og håndtereregister-allokeringsom en separat proces.

Endecompilerer en compiler, der ud fra resulterende kode forsøger at genskabe kildekoden.

En compiler, der er beregnet til at køre på én computertype, men som leverer maskinkode beregnet til kørsel på en anden type computer, omtales som enkrydsoversætter(eng.cross compiler).

Oversættelsesprocessen[redigér|rediger kildetekst]

Oversættelsen foregår i flere trin.

Der kan være enpræ-proces,der udvidermakroer
Kommentarer fjernes fra kildekoden.
Der foretages enleksikalsk analyse,der resulterer i en liste af symboler, som kan genkendes af oversætteren.

Eksempelvis gøres en samlet tekststreng:

'abekat=abe+kat;'

til nu delt i flere tekststrenge og evt. i hvert sit objekt:

'abekat', '=', 'abe', '+', 'kat', ';'

Processen håndterer også, at programmeringssprog somCogJavaeksempelvis både bruger '+', '++', '+=', '=' og '=='.

Der opbygges etparsetræ(Proces:Syntaktisk analyse), ud fra programmeringssprogets grammatik.
Der udføres ensemantisk analyse,der eksempelvis kan afsløre om variabler, der bliver brugt også er defineret korrekt.
Eventuel optimering ved beskæring eller andre transformationsændringer af parsetræet.
Generering afassemblerkodeud fra data i parsetræet.

Der dannes en fil med output for hver fil med kildekode, der kan udføres. Kildefiler, der kun indeholder definitioner af konstanter og variabler resulterer ikke i en outputfil.

Resultatet af oversættelsen skal behandles af en enassemblerog siden enlinkerfør der er kommet et færdigt program ud af det.

Eksempel på oversættelse – Hello.java[redigér|rediger kildetekst]

Herunder følger et eksempel på oversættelse af java programmet Hello.java.

publicclassHello{
publicstaticvoidmain(String[]args){
for(inti=0;i<10;i++)
System.out.println("Hallo");
}
}

Medjavacoversættes Hello.java til en såkaldt class-fil, der indeholder det oversatte program i såkaldt bytecode. Denne kode er instruktioner til en java-maskine (evt. en virtuel java-maskine, JVM).

Delenpublic class Hello extends java.lang.Object{ public Hello();bliver eksempelvis til...

0: aload_0
1: invokespecial #1; //Method java/lang/Object. "<init>":()V
4: return

... og main-metoden bliver til...

0: iconst_0
1: istore_1
2: iload_1
3: bipush 10
5: if_icmpge 22
8: getstatic #2; //Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
11: ldc #3; //String Hallo
13: invokevirtual #4; //Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
16: iinc 1, 1
19: goto 2
22: return

...hvilket en JVM kan forstå og fortolke!