《操作系统真象还原》——1.2 我们需要哪些编译器

本节书摘来自异步社区《操作系统真象还原》一书中的第1章，第1.2节，作者：郑钢著，更多章节内容可以访问云栖社区“异步社区”公众号查看

1.2 我们需要哪些编译器

C语言虽然不是为设计大型软件而生的，但其却被用来开发大型软件。

现代操作系统基本上是用C语言再结合汇编语言开发的，所以C语言编译器，我们选择的是gcc。而汇编语言编译器，我们选择的是nasm。为什么选择这两个，首先因为它们都是开源软件，其次其强大的功能不亚于同类的商业软件。

1.2.1 世界顶级编译器GCC
秉着简单至上的原则，我们在开发过程中，能用简单的工具就不用复杂的。所以我们的系统，绝大部分是C语言实现的，而且并不需要多么高深的算法及数据结构功底。

另外我们在Linux下开发，所以首先的编译器就是GCC，基本上没有人不了解这个大名鼎鼎的开源编译器了。出于对这个编译器的膜拜，我还是引用wiki上的介绍：

GNU编译器套装（GNU Compiler Collection，GCC），是一套由GNU开发的编程语言编译器。它是一套以GPL及LGPL许可证所发行的自由软体，也是GNU计划的关键部分，亦是自由的类Unix及苹果电脑Mac OS X 操作系统的标准编译器。GCC（特别是其中的C语言编译器）也常被认为是跨平台编译器的标准。

GCC是由理查德·马修·斯托曼在1985年开始的。他首先扩展一个旧有的编译器，使它能编译C，这个编译器一开始是以Pastel语言所写的。Pastel是一个不可移植的Pascal语言特殊版，这个编译器也只能编译Pastel语言。为了让自由软件有一个编译器，后来此编译器由斯托曼和Len Tower在1987年以C语言重写并成为GNU专案的编译器。GCC的建立者由自由软件基金会直接管理。

GCC原名为GNU C语言编译器（GNU C Compiler），因为它原本只能处理C语言。GCC很快扩展，以2011年10月26日释出的4.6.2版为准，可处理的编程语言有：

1.Ada(GNAT) 2.C(GCC) 3.C++(G++) 4.Fortran(Fortran 77: G77,Fortran 90: GFORTRAN) 5.Java(编译器:GCJ;解释器:GIJ) 6.Objective-C(GOBJC) 7.Objective-C++ 8．Go 

好啦，介绍结束，看上去GCC很厉害，居然可以支持这么多语言。不愧是出自理查德·马修·斯托曼（Richard Matthew Stallman）之手，只要学过计算机的读者便了解此人，他到底有多厉害呢，看网友对他的评价：“曾独自一人与一众lisp黑客高手进行比赛……”好了，多说已无益，简单的半句话便彻底表达了此人深厚的计算机功力。

1.2.2 汇编语言编译器新贵NASM
新是相对于旧来说的，旧的汇编器MASM和TASM已经过时了，从名称上可以看出字母n是在m之后，其功能必然有所超越才会被大家接受。

请用一句话概括NASM优势在哪里。免费+语法简洁使人舒适+支持Linux平台。这里所说的任何一个理由都是其他同类产品不具备的，敏锐的同学是不是察觉到了什么……哈哈，怎么给人的感觉是：其他编译器不是花钱，就是语法怪异让人不爽，要么就不支持Linux，看上去选择nasm是没得可选了？我就不自问自答了，反正NASM语法很接近咱们当初学的Intel语法，我是用得很爽呢。这里就不再比较其优越性了，大家若感兴趣还是自行查阅吧。

同样是为了抒发一下对这位新贵的“爱慕之情”，简要介绍还是很有必要的。

NASM是一个为可移植性与模块化而设计的一个80x86的汇编器。它支持相当多的目标文件格式，包括Linux和'NetBSD/FreeBSD'，'a.out'，'ELF'，'COFF'，微软16位的'OBJ'和'Win32'。它还可以输出纯二进制文件。它的语法设计得相当的简洁易懂，和Intel语法相似但更简单。它支持'Pentium'，'P6'，'MMX'，'3DNow!'，'SSE'和'SSE2'指令集。

介绍完了之后，咱们讨论下为什么要用汇编语言开发系统呢？就目前来看，无论再怎么要求开发过程简单，也避免不了用汇编语言，尤其是开发操作系统这类底层软件。越底层的软件就越要与硬件直接打交道，这就要求在语言层面上给开发人员提供访问端口寄存器的方法。显然，目前的高级语言都做不到这一点，像C语言这类偏底层的语言都不支持修改寄存器，用汇编语言则是不可避免的事了。

包括我在内的很多同学一听要用汇编了，都有一种小小的恐惧感，认为这是一种不好掌握的东西（我没有称之为语言而是称之为东西，是因为曾经有个女同学都不知道汇编是什么），而且程序编写起来特别麻烦，要考虑的东西太多了，代码逻辑写起来不够直接，似乎总是在迂回……以至于我们经常被汇编语言“搞定”。我个人的感觉是当我熟悉了汇编语言后，甚至觉得有一点亲切呢。当然了，任何陌生的事物经过熟悉的过程后都会变得有亲切感，关键是咱们得扛到对它熟悉为止，不能让心里的畏惧战胜自己。用汇编语言和CPU直接对话，想想就有点小兴奋呢。

不过好在我们需要用汇编的地方只是一些硬件访问、中断调用、端口读写、线程切换之类（怎么看上去好多……），我们可以写出一些通用的代码来减少汇编的枯燥。总之，只有不得不用时我们才会向汇编语言屈服。