Phases of translation

C++ 소스 파일은 컴파일러에 의해 처리되어 C++ 프로그램을 생성합니다.

번역 과정

C++ 프로그램의 텍스트는 소스 파일 이라는 단위로 유지됩니다.

C++ 소스 파일은 다음 단계를 거쳐 번역(translation) 되어 번역 단위(translation unit) 가 됩니다:

1. 각 소스 파일을 문자 시퀀스에 매핑합니다.
2. 각 문자 시퀀스를 공백으로 구분된 전처리 토큰 시퀀스로 변환합니다.
3. 각 전처리 토큰을 토큰으로 변환하여 토큰 시퀀스를 형성합니다.
4. 각 토큰 시퀀스를 번역 단위로 변환합니다.

C++ 프로그램은 번역된 번역 단위들로 구성될 수 있습니다. 번역된 번역 단위들과 인스턴스화된 단위들(인스턴스화된 단위들은 아래 8단계에서 설명됨)은 개별적으로 저장되거나 라이브러리에 저장될 수 있습니다. 여러 번역 단위들은 (예를 들어) 외부 링크를 가진 심볼들이나 데이터 파일들을 통해 서로 통신합니다. 번역 단위들은 별도로 번역된 후 나중에 링크되어 실행 가능한 프로그램을 생성할 수 있습니다.

위의 과정은 9개의 translation phases 로 구성될 수 있습니다.

전처리 토큰

전처리 토큰 은 번역 단계 3부터 6까지 언어의 최소 어휘 요소입니다.

전처리 토큰의 범주는 다음과 같습니다:

• 헤더 이름 (예: < iostream > 또는 "myfile.h" )

• 식별자
• 전처리기 숫자 (아래 참조)
• 문자 리터럴 , 포함하여 사용자 정의 문자 리터럴 (C++11부터)
• 문자열 리터럴 , 포함하여 사용자 정의 문자열 리터럴 (C++11부터)
• 연산자와 구분자 , 포함하여 대체 토큰
• 다른 범주에 속하지 않는 개별 공백이 아닌 문자들

프로그램은 이 범주에 해당하는 문자가 다음 중 하나일 경우 형식이 잘못되었습니다:

• 아포스트로피 ( ' , U+0027),
• 따옴표 ( " , U+0022), 또는
• 기본 문자 집합 에 포함되지 않은 문자인 경우.

전처리 숫자

전처리 숫자의 전처리 토큰 집합은 정수 리터럴 과 부동소수점 리터럴 의 토큰 집합 합집합의 상위 집합입니다:

각 pp-continue 는 다음 중 하나입니다:

전처리 숫자는 타입이나 값을 가지지 않으며, 정수/부동소수점 리터럴 토큰으로의 성공적인 변환 후에 둘 다 획득합니다.

공백

공백 은 주석 , 공백 문자, 또는 둘 다로 구성됩니다.

다음 문자들은 공백 문자입니다:

• 문자 탭 (U+0009)
• 줄 바꿈 / 새 줄 문자 (U+000A)
• 줄 탭 (U+000B)
• 폼 피드 (U+000C)
• 공백 (U+0020)

공백은 일반적으로 전처리 토큰을 분리하는 데 사용되며, 다음과 같은 예외가 있습니다:

• 헤더 이름, 문자 리터럴 및 문자열 리터럴 내에서는 구분자가 아닙니다.
• 개행 문자를 포함하는 공백으로 구분된 전처리 토큰은 preprocessing directives 를 형성할 수 없습니다.

#include "my header"        // OK, 공백을 포함하는 헤더 이름 사용
#include/*hello*/<iostream> // OK, 주석을 공백으로 사용
#include
<iostream> // Error: #include는 여러 줄에 걸쳐 있을 수 없음
"str ing"  // OK, 단일 전처리 토큰 (문자열 리터럴)
' '        // OK, 단일 전처리 토큰 (문자 리터럴)

최대 먼치

최대 먼치(maximal munch)는 3단계에서 소스 파일을 전처리 토큰으로 분해할 때 사용되는 규칙입니다.

입력이 주어진 문자까지 전처리 토큰으로 파싱된 경우(그렇지 않으면 다음 전처리 토큰이 파싱되지 않아 파싱 순서가 고유해짐), 다음 전처리 토큰은 일반적으로 후속 분석이 실패하더라도 전처리 토큰을 구성할 수 있는 가장 긴 문자 시퀀스로 간주됩니다. 이는 일반적으로 최대한 많이 집어삼키기(maximal munch) 로 알려져 있습니다.

int foo = 1;
int bar = 0xE+foo;   // 오류: 유효하지 않은 전처리 숫자 0xE+foo
int baz = 0xE + foo; // 정상

다시 말해, 최대한 많이 씹기 규칙은 multi-character operators and punctuators 를 우선시합니다:

int foo = 1;
int bar = 2;
int num1 = foo+++++bar; // 오류: "foo++ ++ +baz"로 처리됨, "foo++ + ++baz"가 아님
int num2 = -----foo;    // 오류: "-- -- -foo"로 처리됨, "- -- --foo"가 아님

최대 먼치 규칙에는 다음과 같은 예외가 있습니다:

• 헤더 이름 전처리 토큰은 다음 경우에만 형성됩니다:

• #include 지시문에서 include 전처리 토큰 뒤에 나오는

std::vector<int> x; // OK, "int"는 헤더 이름이 아님

• 다음 세 문자가 < :: 이고, 이후 문자가 : 도 아니고 > 도 아닌 경우, < 는 alternative token < : 의 첫 번째 문자로 처리되지 않고 단독 전처리 토큰으로 처리됩니다.

struct Foo { static const int v = 1; };
std::vector<::Foo> x;  // OK, <:가 [에 대한 대체 토큰으로 해석되지 않음
extern int y<::>;      // OK, "extern int y[];"와 동일
int z<:::Foo::value:>; // OK, "int z[::Foo::value];"와 동일

template<int i> class X { /* ... */ };
template<class T> class Y { /* ... */ };
Y<X<1>> x3;      // OK, "Y<X<1> >" 타입의 변수 "x3"을 선언
Y<X<6>>1>> x4;   // 구문 오류
Y<X<(6>>1)>> x5; // OK

#define R "x"
const char* s = R"y";         // 잘못된 원시 문자열 리터럴, "x" "y"가 아님
const char* s2 = R"(a)" "b)"; // 원시 문자열 리터럴 뒤에 일반 문자열 리터럴이 옴

토큰

토큰은 번역 단계 7에서 언어의 최소 어휘 요소입니다.

토큰의 범주는 다음과 같습니다:

• 식별자
• 키워드
• 리터럴
• 연산자와 구분자 (전처리 연산자 제외)

번역 단계

번역은 1단계부터 9단계까지의 순서로 as if 수행됩니다. 실제로는 서로 다른 단계들이 함께 결합될 수 있지만, 구현체들은 이러한 개별 단계들이 발생하는 것처럼 동작합니다.

Phase 1: 소스 문자 매핑

Phase 2: 라인 스플라이싱

Phase 3: 렉싱

// The following #include directive can de decomposed into 5 preprocessing tokens:
//     punctuators (#, < and >)
//          │
// ┌────────┼────────┐
// │        │        │
   #include <iostream>
//     │        │
//     │        └── header name (iostream)
//     │
//     └─────────── identifier (include)

// Error: partial string literal
"abc

// Error: partial comment
/* comment

Phase 4: 전처리

Phase 5: 공통 문자열 리터럴 인코딩 결정

단계 6: 문자열 리터럴 연결하기

인접한 string literals 은 연결됩니다.

단계 7: 컴파일

컴파일이 수행됩니다: 각 전처리 토큰은 token 으로 변환됩니다. 토큰들은 구문 및 의미적으로 분석되고 translation unit 으로 번역됩니다.

단계 8: 템플릿 인스턴스화

각 번역 단위는 명시적 인스턴스화 로 요청된 것들을 포함하여 필요한 템플릿 인스턴스화 목록을 생성하기 위해 검사됩니다. 템플릿의 정의들이 위치를 찾아내고, 필요한 인스턴스화들이 수행되어 인스턴스화 단위 를 생성합니다.

단계 9: 링킹

외부 참조를 충족시키기 위해 필요한 번역 단위, 인스턴스화 단위, 그리고 라이브러리 구성 요소들은 실행 환경에서 실행에 필요한 정보를 포함하는 프로그램 이미지로 수집됩니다.

참고 사항

소스 파일, 번역 단위 및 번역된 번역 단위는 반드시 파일로 저장될 필요가 없으며, 이러한 개체들과 외부 표현 간에 일대일 대응이 반드시 존재할 필요도 없습니다. 이 설명은 개념적일 뿐이며, 특정 구현을 명시하지 않습니다.

일부 컴파일러는 인스턴스화 유닛(일명 template repositories 또는 template registries )을 구현하지 않고 단순히 7단계에서 각 템플릿 인스턴스화를 컴파일하여, 암시적 또는 명시적으로 요청된 객체 파일에 코드를 저장한 다음, 링커가 9단계에서 이러한 컴파일된 인스턴스화들을 하나로 통합합니다.

결함 보고서

다음 동작 변경 결함 보고서는 이전에 발표된 C++ 표준에 소급 적용되었습니다.

참고문헌

참고 항목