そもそもコンパイラの中ってどうなっているの？：Javaでコンパイラの基礎を理解する（1）（2/2 ページ）

コンパイラの基本構成

　さて、今回はコンパイラの基本構成について確認をしておきます。コンパイラは、入力としてソースコードを受け取り、内部で変換処理を行いオブジェクトコードを出力するプログラムです（図1）。ソースコードは、人間が理解しやすいプログラミング言語で記述されたものであり、オブジェクトコードは、コンピュータが理解しやすい2進数の羅列である機械語で構成されています。

　Javaの場合は、ソースコードはプログラミング言語Javaの文法で書かれたコードが記述されたもの（.javaファイル）であり、オブジェクトコードはJavaVM用の機械語で書かれたクラスファイル（.classファイル）が相当します。

図1　コンパイラ

　さて、ここでJavaのような仮想計算機用のプログラミング言語について見てみましょう。

　Javaの場合には、Javaコンパイラによって出力されるオブジェクトコードは仮想計算機のJavaVM用の機械語で書かれたものになります。JavaVMはさまざまなOS用に提供されているので、Javaのプログラムは、1つのOSを対象とするプログラムよりも多くのOSをサポートすることができます。ただし、JavaVMをインストールしておかないと、実行することはできません。

　基本的にOSから見るとJavaVMはJavaVM用の機械語を逐次実行するインタプリタになりますから、Javaのプログラムはインタプリタ実行されるということになります。

図2　JavaのコンパイラとVM

　次に、コンパイラの内部処理について説明をします。コンパイラでは、［字句解析］［構文解析］［意味解析］［コード最適化］［コード生成］といったフェイズに分かれていて、順に処理が進みます。このとき、途中段階の各フェイズでは中間コードを使ってプログラムを表現することもあります。

　また、プログラム上の変数や関数の名前などを保存する名前表なども必要になります。次の図では、中間コード、名前表などを中間情報としています。

図3　コンパイラの基本構成

おわりに

　さて、今回はコンパイラの基本構成について簡単に説明をしました。各処理の詳細については、連載の各回にて解説する予定です。

　また、スタックというデータ構造についても理解しておくことも必要なので、これについても解説をします。

　コンパイラを作成するに当たって非常に基礎的な部分を解説しますので、いままでコンパイラに興味はあったけど専門書を読むところまではできなかった開発者にとって役に立つ記事になれば、と考えています。お楽しみに。