Question

我正在查找pypy项目（Python中的Python），并开始思考运行python外层的问题？当然，我猜想，它不能像古老的说法那样“乌龟一路走下去”！毕竟，python是无效的x86程序集！

很快我就想起了bootstrapping的概念，并查找了编译器引导。 “好的”，我想，“所以它可以用不同的语言编写，也可以用汇编编写”。为了性能，我确信C编译器只是从汇编中构建的。

这一切都很好，但问题仍然存在，计算机如何获得该汇编文件？！

说我买了一个没有任何东西的新cpu。在第一次操作期间，我希望安装一个运行C的操作系统。什么运行C编译器？ BIOS中是否有微型C编译器？

有人可以向我解释一下吗？

Answer 1

说我买了一个没有任何东西的新cpu。在第一次操作期间，我希望安装一个运行C的操作系统。什么运行C编译器？ BIOS中是否有微型C编译器？

我明白你在问什么...如果我们没有C编译器并且不得不从头开始会怎么样？

答案是你必须从装配或硬件开始。也就是说，您可以在软件或硬件中构建编译器。如果全世界都没有编译器，那么现在你可以在组装中更快地完成它;然而，在当天我认为编译器实际上是专用硬件。 wikipedia article有点短暂，并没有支持我，但没关系。

我想下一个问题是今天发生了什么？那些编译器编写者多年来一直忙于编写可移植C，因此编译器应该能够自己编译。值得讨论的是汇编是什么。基本上，您接受一组语句并从中生成程序集。而已。好吧，它实际上比那更复杂 - 你可以用词法分析器和解析器做各种各样的事情，我只理解它的一小部分，但实际上，你正在寻找将C映射到汇编。

在正常操作下，编译器会生成与您的平台匹配的汇编代码，但不一定如此。它可以为您喜欢的任何平台生成汇编代码，前提是它知道如何操作。因此，在您的平台上使C工作的第一步是在现有编译器中创建目标，开始添加指令并使基本代码正常工作。

一旦完成，理论上，您现在可以交叉编译从一个平台到另一个平台。接下来的阶段是：为该平台构建内核，引导加载程序和一些基本的用户态实用程序。

然后，您可以开始编译该平台的编译器（一旦您拥有了工作用户空间以及运行构建过程所需的一切）。如果成功，您将拥有基本实用程序，工作内核，用户空间和编译器系统。你现在就好了。

请注意，在移植编译器的过程中，您可能还需要为该平台编写汇编程序和链接程序。为了简化描述，我省略了它们。

如果感兴趣，Linux from Scratch是一个有趣的读物。它没有告诉你如何从头开始创建一个新目标（这是非常重要的） - 它假设你要为现有的已知目标构建，但它确实向你展示了如何交叉编译基本要素并开始构建系统。

Python实际上并没有组装到程序集。首先，正在运行的python程序会跟踪对象的引用计数，这是cpu不会为你做的事情。但是，基于指令的代码的概念也是Python的核心。玩一玩：

>>> def hello(x, y, z, q):
...     print "Hello, world"
...     q()
...     return x+y+z
... 
>>> import dis
dis.dis(hello)


  2           0 LOAD_CONST               1 ('Hello, world')
              3 PRINT_ITEM          
              4 PRINT_NEWLINE       

  3           5 LOAD_FAST                3 (q)
              8 CALL_FUNCTION            0
             11 POP_TOP             

  4          12 LOAD_FAST                0 (x)
             15 LOAD_FAST                1 (y)
             18 BINARY_ADD          
             19 LOAD_FAST                2 (z)
             22 BINARY_ADD          
             23 RETURN_VALUE

在那里你可以看到Python如何看待你输入的代码。这是python字节码，即python的汇编语言。如果你喜欢实现这种语言，它实际上有自己的“指令集”。这是虚拟机的概念。

Java有着完全相同的想法。我拿了一个类函数并运行javap -c class来得到这个：

invalid.site.ningefingers.main:();
  Code:
   0:   aload_0
   1:   invokespecial   #1; //Method java/lang/Object."<init>":()V
   4:   return
public static void main(java.lang.String[]);
  Code:
   0:   iconst_0
   1:   istore_1
   2:   iconst_0
   3:   istore_1
   4:   iload_1
   5:   aload_0
   6:   arraylength
   7:   if_icmpge   57
   10:  getstatic   #2; 
   13:  new #3; 
   16:  dup
   17:  invokespecial   #4; 
   20:  ldc #5; 
   22:  invokevirtual   #6; 
   25:  iload_1
   26:  invokevirtual   #7; 
   //.......
}

我认为你明白了。这些是python和java世界的汇编语言，即python解释器和java编译器分别如何思考。

值得一读的其他内容是JonesForth。这既是一个有效的解释器和一个教程，我不能推荐它足以考虑“如何执行”以及如何编写一个简单，轻量级的语言。

Answer 2

为了提高性能，我确信C编译器只是从汇编中构建的。

现在，C编译器（几乎？）完全用C语言编写（或者更高级语言 - 例如Clang是C ++）。编译器从包含手写汇编代码中获得的收益甚微。花费大部分时间的事情和它们一样慢，因为它们解决了非常困难的问题，其中“硬”意味着“大计算复杂性” - 在汇编中重写最多会带来不断的加速，但那些在那里并不重要水平。

此外，大多数编译器都希望具有高可移植性，因此前端和中端的体系结构特定技巧是不可能的（在后端，它们也不可取，因为它们可能会破坏交叉编译）。

说我买了一个没有任何东西的新cpu。在第一次操作期间，我希望安装一个运行C的操作系统。什么运行C编译器？ BIOS中是否有微型C编译器？

当您安装操作系统时，（通常）没有C编译器运行。安装CD中充满了针对该架构的易于编译的二进制文件。如果包含一个C编译器（就像许多Linux发行版的情况一样），那也是一个已经编译好的可编译器。那些让你构建自己的内核等的发行版也至少包含一个可执行文件 - 编译器。当然，除非你必须使用C编译器在任何现有的安装上编译自己的内核。

如果“新CPU”是指一种新的架构，它不能向后兼容任何尚未支持的架构，那么自托管编译器可以遵循通常的移植过程：首先为该新目标编写后端，然后编译自己对于它，突然间你在新平台上有一个成熟的编译器和一个经过实战编译的（编译完整的编译器）本机后端。

Answer 3

如果您购买带有预安装操作系统的新机器，它甚至不需要在任何地方都包含编译器，因为所有可执行代码都是在其他机器上编译的，无论谁提供操作系统 - 您的机器都没有不需要自己编译任何东西。

如果你有一个全新的CPU架构，你怎么做到这一点？在这种情况下，您可能首先为新的CPU体系结构编写新的代码生成后端（“目标”），以便在其他平台（“主机”）上运行的现有C编译器 - {{3 }}

一旦您的交叉编译器（在主机上运行）运行良好，可以生成将在目标上运行的正确编译器（以及必要的库等），那么您可以在目标平台上自行编译编译器，最终得到一个目标本机编译器，它在目标上运行并生成在目标上运行的代码。

这与新语言的原理相同：你必须用现有语言编写代码，你有一个工具链，它会将你的新语言编译成你可以使用的东西（我们称之为“引导编译器”） “）。一旦你能够很好地工作，就可以用新语言编写一个编译器（“真正的编译器”），然后使用bootstrap编译器编译真正的编译器。此时，您正在用新语言编写新语言的编译器，并且您的语言被称为“自托管”。

boottrpping如何为gcc工作？

3 个答案: