Compilatie is het proces waarbij broncode die in een programmeer- of opmaaktaal is geschreven, wordt omgezet in uitvoerbare code. Het omvat verschillende fasen, waarbij elke fase de code naar een vorm op een lager niveau transformeert totdat de uiteindelijke uitvoerbare code wordt geproduceerd. Hier is een algemeen overzicht van het compilatieproces:
1. Voorbewerking:
- Dit is een optionele fase die plaatsvindt vóór de daadwerkelijke compilatie.
- De preprocessor verwerkt macro's en voorwaardelijke instructies en bevat richtlijnen om de broncode voor te bereiden voor verdere compilatie.
2. Lexicale analyse (scannen):
- De broncode is opgesplitst in individuele tokens, zoals trefwoorden, identificatiegegevens, operators en interpunctie.
- De lexicale analysator, ook wel scanner genoemd, identificeert deze tokens en zet ze om in een reeks betekenisvolle symbolen.
3. Syntaxisanalyse (parsen):
- De syntaxisanalysator of parser controleert of de reeks tokens de grammaticaregels van de programmeer- of opmaaktaal volgt.
- Het bouwt een hiërarchische structuur op die de syntaxis van het programma vertegenwoordigt en controleert op syntaxisfouten.
4. Semantische analyse:
- De compiler voert semantische analyses uit om ervoor te zorgen dat het programma semantisch correct is.
- Het controleert op compatibiliteit van gegevenstypen, variabeledeclaraties en referenties, evenals op logische fouten of inconsistenties in de code.
5. Generatie van tussentijdse representatie (IR):
- De compiler vertaalt de broncode naar een tussenrepresentatie (IR), zoals abstracte syntaxisbomen (AST) of code met drie adressen.
- IR is een taalonafhankelijke weergave van de structuur en semantiek van het programma.
6. Optimalisatie:
- Compileroptimalisaties worden toegepast op de IR om de efficiëntie van de gegenereerde code te verbeteren.
- Optimalisaties kunnen bestaan uit constante voortplanting, het afrollen van lus, registertoewijzing en eliminatie van dode code.
7. Codegeneratie:
- De geoptimaliseerde IR wordt omgezet in assembleertaal, wat een symbolische weergave op laag niveau is van de machine-instructies.
- Assemblagecode is specifiek voor de architectuur van de doelprocessor.
8. Koppelen:
- Voor grotere programma's combineert de koppelingsfase objectbestanden die zijn gegenereerd op basis van verschillende bronbestanden en externe bibliotheken.
- Koppeling lost symboolreferenties tussen modules op en zorgt ervoor dat aan alle afhankelijkheden wordt voldaan.
9. Montage:
- De assembler zet de assembleertaalcode om in machinecode, dit zijn binaire instructies die de computer rechtstreeks kan uitvoeren.
10. Uitvoering:
- De uiteindelijke machinecode wordt in het geheugen van de computer geladen en door de CPU uitgevoerd.
Het compilatieproces bestaat uit een reeks transformaties die het mogelijk maken dat een door mensen geschreven taalprogramma op hoog niveau wordt vertaald in een vorm die direct door de computer kan worden begrepen. Elke stap in het proces brengt de code dichter bij de moedertaal van de machine en zorgt tegelijkertijd voor correctheid en efficiëntie. |