INF564 : Compilation

Enseignant responsable : Jean-Christophe Filliâtre

Année 2023-24

Présentation

Ce cours est une introduction à la compilation. On y explique les techniques et outils utilisés dans les différentes phases d'un compilateur, jusqu'à la production de code assembleur optimisé. Un compilateur pour un fragment du langage C vers l'assembleur x86-64 est réalisé en TD.

plan du cours

Cours

Introduction (8 janvier 2024)
Cours 1 (8 janvier 2024) : Assembleur x86-64
Cours 2 (15 janvier 2024) : Syntaxe abstraite, sémantique et interprète
Cours 3 (jeudi 25 janvier 2024) : Analyse lexicale et syntaxique
Cours 4 (29 janvier 2024) : Typage
Cours 5 (5 février 2024) : Modes de passage, objets
Cours 6 (12 février 2024) : Production de code (1/3)
Cours 7 (26 février 2024) : Production de code (2/3), fermetures, appels terminaux
Cours 8 (4 mars 2024) : Production de code (3/3)
Cours 9 (11 mars 2024) : Allocation mémoire

TD

Modalités de rendu et d'évaluation du projet

Le sujet du projet sera donné plus tard.

Examen

Archives :

mars 2023 : sujet / corrigé
mars 2022 : sujet / corrigé
mars 2021 : sujet / corrigé
mars 2020 : examen annulé
mars 2019 : sujet / corrigé
mars 2018 : sujet / corrigé

Ressources

Environnement de travail

Pour les TD et le projet, vous aurez besoin

de compiler du code assembleur x86-64 (TD 1 + fin du projet) ;
de compiler du code Java ou OCaml, au choix (à partir du TD 2).

Voici quelques pointeurs.

Assembleur x86-64
- le plus simple consiste à faire compiler le code assembleur par son compilateur C, par exemple gcc ; cf les instructions au début du TD 1
- des ressources (en anglais) sur cette page d'Andrew Tolmach et en particulier ces notes
- le fascicule x86-64 Machine-Level Programming de Bryant et O'Hallaron (en anglais)
- le debugger gdb fonctionne sur du code assembleur x86-64 (exécution pas à pas, visualisation des registres, etc.) ; voir ce tutoriel (en anglais)
- le site godbolt.org permet de comparer facilement le code assembleur produit par de nombreux compilateurs
OCaml : outre le compilateur OCaml, vous aurez besoin d'ocamllex et de menhir.
- pour travailler à l'X ou sur vos machines, voici quelques suggestions d'environnement de travail OCaml
- des notes de mise à niveau OCaml
- vous trouverez de nombreuses ressources sur ocaml.org
- documentation d'ocamllex
- Menhir, un outil d'analyse syntaxique plus puissant qu'ocamlyacc (manuel)
Java : outre le compilateur Java, vous aurez besoin de JFlex et de Cup.
- JFlex, un outil d'analyse lexicale
- Cup, un outil d'analyse syntaxique
pour les débutants : une brève introduction au terminal GNU/Linux et une brève documentation des commandes les plus utiles

Cartes de référence

OCaml : langage / bibliothèque / outils
Emacs : général / mode Tuareg pour OCaml

Ouvrages en rapport avec le cours

Alfred V. Aho, Monica S. Lam, Ravi Sethi et Jeffrey D. Ullman Modern Compilers: Principles, Techniques, and Tools.
Dit « le dragon ». Traduit en français (Compilateurs : principes, techniques et outils).
Benjamin C. Pierce Types and Programming Languages
Randal E. Bryant et David R. O'Hallaron Computer Systems: A Programmer's Perspective

Ces trois ouvrages sont disponibles à la BCX. Le cours ci-dessus ne suit pas vraiment ces ouvrages. Néanmoins, se sont de très bons ouvrages, conseillés pour aller plus loin.

For foreign students not yet fluent in French

A tiny French-English dictionary (also in the appendix of the lecture notes)
a rough correspondence between the lectures and chapters from the books above (which are in English):

Lecture Chapters
1 Assembly Bryant & O'Hallaron 3
3 Syntactic analysis Dragon 3-4
4 Typing Pierce 8-9-10 et 22
5 Semantics Pierce 3-4-5

Merci à Léon Gondelman et Mário Pereira pour leur aide pendant la préparation de ce cours.

Note : Ce cours a été assuré entre 2005 et 2016 par François Pottier. Le matériel de ce cours est archivé ici.

	Lecture	Chapters
1	Assembly	Bryant & O'Hallaron 3
3	Syntactic analysis	Dragon 3-4
4	Typing	Pierce 8-9-10 et 22
5	Semantics	Pierce 3-4-5