编译器如何跨平台（硬件）？

Question

我刚刚意识到二进制编译器将源代码转换为目标平台的二进制文件。有点明显......但是如果编译器以这种方式工作，那么如何将相同的编译器用于不同的系统，如x86，ARM，MIPS等？

他们不应该“知道”硬件平台的机器语言才能知道如何构建二进制文件吗？编译器（如gcc）是否知道所支持的每个平台的机器语言？

该系统如何成为可能，以及如何针对这么多平台同时优化编译器？

Answer 1

是的，他们必须“了解”他们支持的每个平台的机器语言。这是生成机器代码所必需的。但是，编译是一个多步骤的过程。通常，编译的第一步对大多数体系结构都是通用的。

取自维基百科

  

编译器的结构

     

编译器在高级别中桥接源程序   具有底层硬件的语言。

     

编译器需要

     

  

1. 确定程序语法的正确性，

  

2. 生成正确有效的目标代码，

  

3. 运行时组织，

  

4. 根据汇编程序和/或链接程序约定格式化输出。

        

一个   编译器由三个主要部分组成：前端，中端，   和后端。

     

前端

     

检查程序是否正确   用编程语言语法和语义编写。   在这里，合法和非法程序得到承认。报告错误，   如果有的话，以有用的方式。类型检查也通过收集来执行   类型信息。然后前端生成一个中间体   用于处理的源代码的表示或IR   中端。

     

中间

     

是优化发生的地方。典型   优化的转换是删除无用或无法访问   代码，发现和传播常数值，重新定位   计算到较不频繁执行的地方（例如，在循环之外），   或基于上下文的计算专业化。中端   为后续后端生成另一个IR。大多数优化   努力集中在这一部分。

     

后端

     

负责将IR从中端转换为汇编代码。目标   为每个IR指令选择指令。注册分配   尽可能为程序变量分配处理器寄存器。   后端通过弄清楚如何保持并行来利用硬件   执行单元忙，填充延迟槽等。虽然大多数   优化算法在NP中，启发式技术是   发达。

更多这篇文章介绍structure of a compiler及其中涉及Cross compilers的文章。

Answer 2

http://llvm.org/项目将回答您在这方面的所有问题:) 简而言之，跨HW硬件编译器发出代码的“中间表示”，这与HW无关，然后通过 native 工具链进行自定义

Answer 3

是的，有可能，它被称为Cross Compiler。编译器通常首先生成object code，这是当前机器无法想象的，但它可以通过另一个编译器迁移到命运机器。接下来，目标代码再次“编译”并与目标机器的外部库链接。

TL; DR：是的，编译器知道目标代码，但您可以在另一个硬件中编译。

我建议您阅读附加链接以获取信息。

Answer 4

每个平台都有自己的工具链，工具链包括gcc，gdb，ld，nm等。

现在让我们来看一下gcc的具体例子。 GCC源代码有许多层，包括体系结构依赖和独立部分。体系结构相关部分包含处理体系结构特定事物的过程，如堆栈，函数调用，浮点运算。我们需要交叉编译特定架构的gcc源代码，例如ARM。您可以在此处查看其步骤以供参考： - http://www.ailis.de/~k/archives/19-arm-cross-compiling-howto.html#toolchain。

此体系结构相关部分负责处理机器语言操作。