编译过程
注：此处的编译过程是对狭义的编译的内部处理过程进行介绍
编译的4个阶段
狭义的编译大致分为4个阶段
- 语法分析
- 语义分析
- 生成中间代码
- 代码生成
语法分析
一般我们所说的编写程序，就是把代码写成人类可读的文本文件的形式。像C和Java这样，以文本形式编写的代码对人类来说的确易于阅读，但并不是易于计算机理解的形式。因为，为了运行C和Java的程序，计算机首先要对代码进行解析，将其转换为计算机易于理解的形式。这里的解析（parse）也称为语法分析（syntax analyzing）。解析代码的程序模块称为解析器（parser）或语法分析器（syntax analyzer）。
那么“易于计算机理解的形式”究竟是怎样的形式呢？那就是称为语法树（syntac tree）的形式。顾名思义，语法树是树状结构 ，将代码转化为语法形式的过程如图所示：
语义分析
通过解析代码获得语法树后，接着就是要解析语法树，除去多余的内容，添加必要的信息，生成抽象语法树（AST, Abstract Syntax Tree）这样的一种数据结构。上述的处理就是语义分析（semantic analysis）。
语法分析只是对代码的表象进行分析，语义分析则是对表象之外的部分进行分析。
例如，语义分析包括以下处理：
- 区分变量为局部变量还是全局变量
- 解析变量的声明和引用
- 变量和表达式的类型检查
- 检查在引用变量之前是否进行了初始化
- 检查函数是否按照定义返回了结果
上述处理的结果都会反映到抽象语法树中。语法分析生成的语法树只是将代码的结构照搬了过来，而语义分析生成的抽象语法树中还包括语义信息。
例如，在变量的引用和定义之间添加链接，适当地添加类型转换等命令，使表达式的类型一致。另外，语法树中的表达式外侧的括号、行末的分号等，在抽象语法树中都被省略了。
生成中间代码
生成抽象语法树后，接着将抽象语法树转化为只在编译器内部使用的中间代码（IR, Intermediate Representation）。之所以特地转化为中间代码，主要是为了支持多种编译语言或机器语言。
例如，GCC不仅支持C语言，还可以用来编译C++和Fortran。CPU方面，不仅是Intel的CPU，还可生成面向Alpha、SPARC、MIPS等各类CPU的机器语言。如果要为这些语言和CPU的各种组合单独制作编译器，将耗费大量时间和精力。Intel CPU用C编译器、C++编译器、Fortran编译器...要制作的编译器的数量将非常庞大。
如果将所有的编译语言先转化为共同的中间代码，那么对应一种语言或一种CPU，只要添加一份处理就够了。因此支持多种语言或CPU的编译器使用中间代码是比较合适的。
例如，GCC使用的是一种名为RTL（Rigister Transfer Language）的中间代码
根据编译器的不同，也存在不经过中间代码，直接从抽象语法树生成机器语言的情况。
解析代码转化为中间代码为止的这部分内容，称为编译器的前端（front-end）。
代码生成
最后把中间代码转换为汇编语言，这个阶段称为代码生成（code generation）。负责代码生成的程序模块称为代码生成器（code generator）。
代码生成的关键在于如何来填补编程语言和汇编语言之间的差异。一般而言，比起编程语言，汇编语言在使用上面的限制要多一些。
例如，C和Java可随心所欲地定义局部变量，而汇编语言中能够分配给局部变量的寄存器只有不到30个而已。处理流程控制方面也只是和goto语句功能类似的跳转指令。在这样的限制下，还必须以不改变程序的原有语义为前提进行转换。
优化
除了上诉4个阶段之外，现实的编译器还包括优化（optimization）阶段。
现在的计算机，即便是同样的代码，根据编译器优化性能的不同，运行速度也会数倍的差距。由于编译器要处理相当多的程序，因此在制作编译器时，最重要的一点就是要尽可能地提高编译出来的程序的性能。
优化可以在编译器的各个环节进行。可以对抽象语法树进行优化，可以对中间代码的代码进行优化，也可以对转换后的机器语言进行优化。进一步来说，不仅是编译器，对链接以及运行时调用的程序库的代码也都可以进行优化。
总结
经过上述4个阶段，以文本形式编写的代码就被转换为编译语言。之后就是汇编器和链接器的工作了。