Каждый, кто интересовался разработкой компиляторов, не мог не слышать о знаменитой \"Книге Дракона\", классическом труде Ахо и Ульмана \"Принципы разработки компиляторов\". Развитие технологий компиляции привело к рождению очередного \"дракона\" — книги \"Компиляторы. Принципы, технологии, инструментарий\", — у которой теперь уже четыре автора, и каждый из них является высококлассным специалистом в данной области.
Книга, как и предыдущее издание, начинается с изложения основных принципов разработки компиляторов, включая детальное рассмотрение лексического и синтаксического анализа и генерации кода. Особенностью данного издания является широкое освещение вопросов оптимизации кода, в том числе для работы в многопроцессорных системах.
Строгость изложения материала смягчается большим количеством практических примеров. Написание компиляторов охватывает такие области знаний, как
-языки программирования,
-архитектура вычислительных систем,
-теория языков,
-алгоритмы и технология создания программного обеспечения.
Помочь в освоении этих технологий и соответствующего инструментария и призвана данная книга. Несмотря на ее учебную ориентацию — в первую очередь, она предназначена для студентов и преподавателей соответствующих специальностей — книга будет полезна всем, кто просто работает над созданием компиляторов. Рекомендуем!

Со времени написания первого издания книги в 1986 году в мире разработки компиляторов произошли значительные изменения. Языки программирования эволюционировали и перед разработчиками возникли новые проблемы. Архитектура компьютеров предлагает массу различных вычислительных ресурсов, которые для получения наивысших результатов должен использовать разработчик компилятора. Пожалуй, наиболее интересно то, что методы оптимизации кода нашли применение не только в компиляторах. В настоящее время они используются в инструментарии для поиска ошибок в программном обеспечении и, что особенно важно, при проверке безопасности существующего кода. Большинство других методов — грамматика, регулярные выражения, синтаксические анализаторы и синтаксически управляемые трансляторы — также широко используются не только при разработке компиляторов. Таким образом, наш подход остался тем же, что и в предыдущих версиях книги. Мы отдаем себе отчет в том, что лишь малая доля наших читателей будет заниматься разработкой или хотя бы поддержкой компилятора для какого-то из основных языков программирования. Однако модели, теория и алгоритмы, связанные с компиляторами, могут применяться для решения широкого диапазона задач проектирования и разработки программного обеспечения. Таким образом, мы уделяем особое внимание задачам, которые обычно встречаются при разработке языковых процессоров, независимо от исходного языка или целевой машины. Требуется примерно два семестра, чтобы охватить весь (или, по крайней мере, большую часть) материал данной книги. Обычно первая половина книги служит предметом изучения студентов на первых курсах, в то время как вторая, посвященная оптимизации кода, изучается на старших курсах. Вот краткое содержание глав книги.
В главе 1 содержится, в основном, мотивационный материал, и при этом раскрываются некоторые базовые вопросы архитектуры компьютера и принципов языков программирования.
В главе 2 разрабатывается миниатюрный компилятор и вводится множество новых концепций, которые будут затем детально рассмотрены в последующих главах. Сам компилятор вы найдете в приложении А.
Глава 3 посвящена лексическому анализу, регулярным выражениям, конечным автоматам и инструментарию для создания сканеров входного потока. Материал этой главы может быть широко использован при разработке текстовых редакторов.
В главе 4 приведены различные методы синтаксического анализа, нисходящие (рекурсивного спуска, LL) и восходящие (LR и его варианты).
В главе 5 вы познакомитесь с принципиальными идеями синтаксически управляемых определений и трансляции.
В главе 6 показано, как теория из главы 5 применяется для генерации промежуточного кода в типичном языке программирования.
В главе 7 обсуждаются вопросы сред времени выполнения, в частности управление стеком и сборка мусора.
Глава 8 посвящена генерации объектного кода. В ней рассматриваются построение базовых блоков, генерация кода из выражений и базовых блоков и методы распределения регистров.
Глава 9 служит введением в методы оптимизации кода, включая потоковые графы, структуры потоков данных и итеративные алгоритмы для их разрешения.
В главе 10 рассматривается оптимизация на уровне команд. Основной упор делается на поиск возможностей параллельного вычисления в небольших последовательностях команд и их диспетчеризация для процессоров, способных выполнять несколько команд одновременно.
Глава 11 посвящена поиску крупномасштабной параллельности вычислений и ее использованию. Здесь упор делается на числовой код, который содержит связанные циклы, работающие с многомерными массивами. В главе 12 речь идет о межпроцедурном анализе: анализе указателей, использовании псевдонимов и анализе потоков данных, которые принимают во внимание последовательность вызовов процедур, достигающих данной точки кода. Материал данной книги изучался в нескольких университетах — Колумбии, Гарварде и Стенфорде. В Колумбии в учебных курсах для первокурсников по языкам программирования и трансляторам регулярно использовался материал глав 1–8. Основным заданием данного курса являлось написание курсовой работы, выполняющейся небольшими группами студентов и состоящей в реализации небольшого языка программирования, спроектированного ими самостоятельно. Разработанные таким образом языки ориентированы на применение в различных областях, включая квантовые вычисления, генерацию музыки, компьютерную графику, игры, операции с матрицами и многое другое. В своей работе студенты использовали генераторы компонентов компиляторов, такие как ANTLR, Lex и Yacc, и методы синтаксически управляемой трансляции, рассматривающиеся в главах 2 и 5. Курс для старшекурсников основывался на материале глав 9–12, и основ-ной упор делался на генерацию кода и оптимизацию для современных машин, включая сетевую и многопроцессорную архитектуры. В Стенфорде краткий вводный курс охватывал материал приблизительно глав 1–8, хотя в нем было и введение в вопросы глобальной оптимизации, основанное на материале главы 9. Второй курс, посвященный компиляторам, охватывал главы 9–12, а также материал по сборке мусора из главы 7. Студенты использовали местную систему Joeq на основе Java для реализации алгоритмов анализа потоков данных.

Глава 1. Введение в компиляцию
Глава 2. Простой синтаксически управляемый транслятор
Глава 3. Лексический анализ
Глава 4. Синтаксический анализ
Глава 5. Синтаксически управляемая трансляция
Глава 6. Генерация промежуточного кода
Глава 7. Среды времени выполнения
Глава 8. Генерация кода
Глава 9. Машинно-независимые оптимизации
Глава 10. Параллелизм на уровне команд
Глава 11. Оптимизация параллелизма и локальности
Глава 12. Межпроцедурный анализ
Приложение А. Завершенный пример начальной стадии компилятора
Приложение Б. Поиск линейно независимых решений
Предметный указатель