现代编译器程序员到底在做些什么？

第一次写编译技术相关的文章(>_<)，想和大家分享一下：现代编译器程序员到底在做些什么？

为什么选这个主题呢？因为我相信大家肯定有这样的疑惑，像 GCC/LLVM 这些编译器以及大家平常写的 Java、Go 等语言的编译器都已经非常成熟了，那还需要编译器程序员做什么？当然不是这样。

要回答这个问题，我们先要了解一下编译器的结构，现代编译器一般分为前端中端后端，前端负责读入高级语言源代码，进行词法分析语法分析并生成中间代码（IR），中端对中间代码做目标机器无关的优化，后端对中间代码做目标机器相关的优化最终输出汇编或者是二进制。目标机器可以理解为我们平常说的 x86、ARM、RISCV 等不同架构的芯片。

如果我们只看前端和后端，会发现当前端对接的高级语言或者后端对接的芯片有变化时，编译器都需要有新的开发。这就代表了两类典型的编译器相关的工作。

• 第一类：开发新的编程语言开发新的编程语言的时候，需要开发新的编译器，例如国内我知道的现在做编程语言的比较大团队有华为的仓颉和 IDEA 研究院的 Moonbit。

• 第二类：自研新的芯片还有一类就是自研新的指令集的芯片的时候，也需要开发新的编译器。在国内这几年芯片创业的热潮下，这些公司就很多了，比如寒武纪摩尔线程这种。但是这里有个特殊的问题大家需要注意，即便是芯片的指令集一模一样，比如你设计一款兼容 ARM 指令集的芯片，但是因为你芯片的内部实现不一样，同样一条机器指令消耗的芯片资源可能不一样，那么编译器也要根据这些额外的特性做出调整，才能实现生成的机器指令最优。

• 第三类：借助编译技术除了上面典型的这两类，还有一类就比较宽泛了。典型的编译器是将高级语言编译为汇编语言，但如果将这个概念放宽 ，只要是一种语言转换为另一种语言的都可以被称为编译器，因为本质都需要借助编译器相关的技术。第三类就是这种宽泛概念下的比较杂的编译器工作了，举点例子，我看到过有公司有需求将一种类 BASIC 的很古老的编程语言翻译到 Lua 然后跑在 LuaJIT 上想要提高性能，这种编译器也可以被称为转译器（Transpiler）。

还有近年来比较火的 AI 编译器，把 AI 模型的计算图编译为在 GPU 和 NPU 上运行的 Kernel，我认为也可以算在这类中。

现代编译器程序员的工作基本就在我说的这三类范畴里了，支持新语言，新芯片和其他借助编译技术的事情。

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