Der Compilerbau ist eine der ältesten Disziplinen der Informatik, und ohne Compiler gäbe es keine Programmiersprachen, Frameworks oder Anwendungen. In diesem Fachbuch lernen Sie, wie Compiler funktionieren, und verstehen das Fundament der Programmiersprachen. Prof. Uwe Meyer bereitet Ihnen dazu die Grundlagen und die Funktionsweise des Compilerbaus modern und zeitgemäß auf und führt Sie von den Begriffsdefinitionen, Paradigmen und Konzepten der Programmiersprachen bis hin zur Generierung von Assemblercode und seiner Optimierung.
Aus dem Inhalt:
- Sprache und Compiler
- Konzepte und Paradigmen von Programmiersprachen
- Lexikalische Analyse
- Syntaxanalyse
- Semantische Analyse
- Variablenallokation
- Code generieren
- Code optimieren
- Ausblick und Forschungsfragen
Inhaltsverzeichnis
Materialien zum Buch . . . 12 Vorwort . . . 13 1. Einleitung . . . 15 1. 1 . . . Compiler und Sprache . . . 15 1. 2 . . . Aufbau dieses Buches . . . 19 2. Grundbegriffe der Programmiersprachen . . . 29 2. 1 . . . Paradigmen . . . 30 2. 2 . . . Konzepte der Programmiersprachen . . . 37 2. 3 . . . Die Beispielsprache SPL . . . 63 2. 4 . . . Zusammenfassung . . . 76 2. 5 . . . Übungsaufgaben . . . 77 3. Lexikalische Analyse . . . 79 3. 1 . . . Einleitung . . . 79 3. 2 . . . Lexikalische Elemente . . . 80 3. 3 . . . Reguläre Ausdrücke . . . 82 3. 4 . . . Endliche Automaten . . . 90 3. 5 . . . Scanner-Generatoren . . . 114 3. 6 . . . Zusammenfassung . . . 129 3. 7 . . . Übungen . . . 129 4. Syntaxanalyse . . . 133 4. 1 . . . Einleitung . . . 133 4. 2 . . . Grammatiken . . . 135 4. 3 . . . Pumping-Lemma für reguläre Sprachen . . . 143 4. 4 . . . Backus-Naur-Form . . . 146 4. 5 . . . Ableitungsbäume . . . 148 4. 6 . . . Top-Down-Parser . . . 153 4. 7 . . . Bottom-Up-Parser . . . 176 4. 8 . . . Fehlerbehandlung . . . 200 4. 9 . . . Parsergeneratoren . . . 201 4. 10 . . . Zusammenfassung . . . 220 4. 11 . . . Übungen . . . 222 5. Abstrakter Syntaxbaum . . . 225 5. 1 . . . Einleitung . . . 225 5. 2 . . . Attributierte Grammatiken . . . 227 5. 3 . . . Erzeugung des AST für SPL . . . 235 5. 4 . . . Zusammenfassung . . . 250 5. 5 . . . Übungen . . . 251 6. Semantische Analyse . . . 253 6. 1 . . . Einleitung . . . 253 6. 2 . . . Namensanalyse . . . 255 6. 3 . . . Typanalyse . . . 283 6. 4 . . . Semantische Analyse komplett . . . 295 6. 5 . . . Vorgehen . . . 296 6. 6 . . . Zusammenfassung . . . 297 6. 7 . . . Übungen . . . 299 7. Variablenallokation . . . 301 7. 1 . . . Einleitung . . . 301 7. 2 . . . Aktivierungsrahmen . . . 303 7. 3 . . . Umsetzung im SPL-Compiler . . . 318 7. 4 . . . Dynamische Speicherverwaltung . . . 320 7. 5 . . . Erweiterungen für andere Sprachen . . . 326 7. 6 . . . Zusammenfassung . . . 331 7. 7 . . . Übungen . . . 332 8. Codegenerierung . . . 335 8. 1 . . . Einleitung . . . 335 8. 2 . . . Ziel-Hardware . . . 336 8. 3 . . . ECO32 . . . 337 8. 4 . . . Codemuster . . . 344 8. 5 . . . Umsetzung im SPL-Compiler . . . 363 8. 6 . . . Zusammenfassung . . . 364 8. 7 . . . Übungen . . . 366 9. Optimierung . . . 369 9. 1 . . . Einleitung . . . 369 9. 2 . . . Grundlagen für die Optimierung . . . 372 9. 3 . . . Kontrollflussanalyse . . . 374 9. 4 . . . Datenflussanalyse . . . 383 9. 5 . . . Lokale und globale Optimierungen . . . 389 9. 6 . . . Schleifenoptimierungen . . . 392 9. 7 . . . Sonstige Optimierungen . . . 396 9. 8 . . . Static-Single-Assignment . . . 405 9. 9 . . . Zusammenfassung . . . 409 9. 10 . . . Übungen . . . 41110. Ausblick . . . 413 10. 1 . . . AOT und JIT . . . 413 10. 2 . . . Forschungsfelder im Compilerbau . . . 414 Literaturverzeichnis . . . 417 Index . . . 425
