Compilation - Techniques et outils essentiels

Objectifs d'apprentissage

• Comprendre les différentes phases de la compilation : analyse lexicale, syntaxique, sémantique et génération de code.
• Maîtriser les outils modernes de compilation comme Lex, Yacc, ANTLR ou LLVM.
• Appliquer des techniques d'optimisation de code pour améliorer les performances des programmes compilés.
• Développer des compétences pratiques pour implémenter des compilateurs ou interpréteurs simples.
• Analyser les erreurs courantes lors de la compilation et apprendre à les diagnostiquer.

Public cible

Ce cours s'adresse aux étudiants en informatique, aux développeurs expérimentés et aux ingénieurs logiciel souhaitant approfondir leurs connaissances sur les compilateurs. Une maîtrise de base des concepts de programmation (structures de données, algorithmes) et une familiarité avec au moins un langage de programmation (C, Java, Python, etc.) sont recommandées.

Introduction

La compilation est un processus fondamental en informatique qui transforme un programme écrit dans un langage de haut niveau en un code exécutable par une machine. Ce cours explore les techniques et outils utilisés pour réaliser cette traduction, en couvrant toutes les étapes clés, de l'analyse du code source à la génération du code cible.

Analyse lexicale

L'analyse lexicale est la première étape de la compilation. Elle consiste à découper le code source en une suite de tokens (unités lexicales) tels que les identificateurs, mots-clés, opérateurs et littéraux. Des outils comme Lex ou Flex automatisent cette phase en utilisant des expressions régulières pour définir la structure des tokens.

Analyse syntaxique

L'analyse syntaxique (ou parsing) organise les tokens en une structure hiérarchique, généralement un arbre syntaxique, conforme à la grammaire du langage. Des générateurs de parseurs comme Yacc, Bison ou ANTLR permettent d'implémenter cette phase en se basant sur des grammaires contextuelles.

Analyse sémantique

Cette phase vérifie la cohérence sémantique du programme (types, portée des variables, etc.) et enrichit l'arbre syntaxique avec des informations supplémentaires. Elle détecte des erreurs comme des variables non déclarées ou des incompatibilités de types.

Production de code

La dernière étape génère le code cible, souvent en langage machine ou en code intermédiaire (ex: bytecode Java). Des frameworks comme LLVM simplifient cette phase en offrant des outils d'optimisation et de génération de code pour différentes architectures.

À travers ce cours, les participants acquerront une compréhension approfondie des compilateurs et des compétences pratiques pour travailler avec des outils modernes, essentiels pour le développement de langages ou l'optimisation de performances logicielles.