Compilerontwerp

Compilerontwerp is het vakgebied dat zich bezighoudt met het bouwen van compilers, programma’s die broncode vertalen naar uitvoerbare code of naar tussenrepresentaties. Het doel is correcte vertaling, performante uitvoering en bredere portabiliteit over doeltaalplatforms.

De front-end voert lexicalanalyse, syntactische analyse en semantische analyse uit. Lexicale analyse splitst de broncode in tokens; syntactische analyse bouwt een abstract syntax tree; semantische analyse controleert types, bindings en scoping, en genereert eventueel een symbolentabel.

Het midden van de compiler werkt met een tussenliggende representatie (IR). Het bevat optimalisaties en herleidingen die onafhankelijk van bron- en doeltaal zijn. Veelgebruikte IR’s zijn SSA-achtige structuren en drieadrescode of graf-gebaseerde IR's. Door deze laag worden platformonafhankelijke analyses en optimalisaties toegepast.

De back-end vertaalt de IR naar doelcode, met taken zoals instructieselectie, registerallocatie, en optimalisaties die rekening houden met de doeltaal en hardwarearchitectuur. Daarna volgt assemblage/linking en aanroepen naar runtime-bibliotheken.

Ontwerpkeuzes beïnvloeden compilatietijd, uitvoeringssnelheid en foutopsporing. Veel architecturen gebruiken multi-pass ontwerpen, hoewel single-pass compilers voor eenvoudige talen voorkomen. Er wordt afgewogen tussen ahead‑of‑time en just‑in‑time compilatie, afhankelijk van toepassing en omgeving.

Andere sleutelconcepten zijn parsingtechnieken (LL, LR), type- en memorybeheer, optimalisatie voor snelheid of lengte, en veiligheidsaspecten zoals bounds-checking en exception handling.