Cのコンパイラは、C->アセンブリ->機械語 の順番でコンパイルしているのでしょうか？それとも、C->機械語 と一発でコンパイルしているのでしょうか？

Question

表題の通りになります。

もし、メジャーなCコンパイラがいくつかあり、それによって仕様が分かれるようであれば、
それぞれのコンパイラがどちらの仕様なのか教えていただけると、大変助かります。

Comments

[takasima20]

昔の牧歌的な環境だったらCコンパイラはアセンブラトランスレータ的なものだったかもしれませんが、最近の高度な環境だとそうそうのんきなこともしてらんないのかなあって気はしますねえ。

Answer 1

ちゃんと調べてませんが、
アセンブラソースと、機械語は１対１対応するので、「人間が読みたいからアセンブラソースをファイルとして出力してくれ」というオプションを指示しない限り、アセンブラソースは生成する意味がないでしょう。意味がないことはしないと思います。

Answer 2

clangは、C→中間言語→LLVM→リンカ→機械語
・・・実際は、ほとんどがLLVMの仕事だと思う・・・

Answer 3

C->アセンブリ->機械語 の順番~~です。~~でコンパイルするものは少なくありません。例えば

• GCC
• リッチーが作った最初のＣコンパイラ
• ジョンソンのPCC(Portable C Compiler)
• 私が仕事で使っていたマイナーなＣコンパイラ

などです。ジョンソンのPCCは多くのＣコンパイラが参考にしたと聞くので、同様の実装は少なくなかったはずで、私が使ったコンパイラもそのひとつだったかもしれません。

どのコンパイラにもアセンブリコードを生成させるオプションがあります。~~それが何よりの証拠です。~~例えばGCCだと -S オプションがそうです。

もっというと、プリプロセッサがソースを書き変える段階（前処理フェーズ）もあって、プリプロセスした結果を生成させるオプションがあったりします。GCC だと -E オプションです。

Comments

[pepperleaf]

コンパイラにアセンブラ出力のオプションがあると言っても、必ず、アセンブラ出力する必要はありません。そのまま、オブジェクトを出力すれば、良いだけです。

[rubato6809]

それは違うと思う。Ｃコンパイラの実装に依ると思いますが、
(a) 一時ファイルにアセンブリコードを生成し、アセンブルしたら一時ファイルを消す。この場合、オプション指定があればファイルを消さない、という方式。少なくともＫ＆Ｒ当時のコンパイラはこのやり方でした。
(b) 一時ファイルを作るのではなく、オンメモリでアセンブルするものもありうると思う。この場合はオプション指定があればオンメモリの内容をファイルに出力すればよい。
いずれにしても、オブジェクトを生成するのはアセンブラの役割であるはず。即ち、ファイルとして残らなくても一旦アセンブリコードを生成する。それがコンパイラの構成として理にかなっていると思います。

[rubato6809]

逆に伺いますが、アセンブリコードを経ずにオブジェクトを作っているという具体的な証拠はありますか？
その場合、オプション指定で生成するアセンブリコードは、どのようにして作るのですか？

[Zuishin]

それこそ話が逆でしょう。この回答は、どのコンパイラも必ずアセンブリコードを作っているという回答ですが、その具体的証拠はありますか？

世界中のコンパイラ、少なくとも主要コンパイラのすべてがコンパイル時に必ずテキストを内部で作成している証拠が無い限り、この回答は単なるあてずっぽうの域を出ません。

アセンブリコードはテキストです。これを経ることで効率は落ちます。gcc のようにアセンブラを呼びだすことを前提にしているコンパイラならともかく、ワンパスコンパイラがわざわざテキストを作成する意味はありません。構文ツリーから直接機械語を生み出すロジックを組むことは可能であり、効率的であり、理にかなっています。そこまで忌避される理由がありません。

[Zuishin]

なお Visual Studio は主要コンパイラの一つに数えられると思いますが、C++ をコンパイルするのに機械語と IL の二種類のパターンを出力することができます。これらは相互互換性がありません。したがって、機械語を作るために IL が必要ということは一切ありません。ならば、テキストとバイナリの二種類の出力ができるとしても、片方を作るためにもう片方を経なければならない理由もないはずです。

[Zuishin]

Excel はデータを xlsx として出力することも csv として出力することもできます。
しかしそれは Excel が xlsx を出力する際に一度 csv に変換している証拠にはなりません。

もし仮にそのようなことをしているとしたら、内部構造を一度 csv というテキストに変換し、データ構造を解析し直して元の内部構造を復元し、そこからバイナリを生成していることになります。非常に非効率なやり方です。

ツールが複数あって、あるツールは csv を出力することしかできず、あるツールは csv を xlsx に変換することしかできないとしたら、多少の非効率は目をつぶってもそのような処理をすることもあるでしょう。

gcc はそれを行っています。

なお、本筋とはやや外れますが、csv は xlsx の情報の多くをそぎ落としているので、元の xlsx を復元することはできません。これは一度 csv に変換していない証拠になります。

[rubato6809]

回答を修正しました。ご指摘ありがとうございます。

Answer 4

まあ、大半が、

C->アセンブリ->機械語

でしょう。と思ったが、、、アセンブリを出力してないな。
オブジェクト(今は何がメジャー? ELP?) で出力して、他のライブラリとかとリンク。
なぜかと言うと、大抵のCコンパイラに、アセンブラ出力のオプションがあるから。