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编译原理蒋宗礼第11章

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卖家[上传人]：资****亨

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1、31 05 2020 1 第11章代码生成 11 1代码生成器设计中的问题11 2目标语言11 3一个简单的代码生成器11 4窥孔优化11 5寄存器分配与指派11 6本章小结 31 05 2020 2 第11章代码生成代码生成是编译的最后一个阶段由代码生成器完成其任务是把中间代码转换为等价的具有较高质量的目标代码以充分利用目标机器的资源当然代码生成器本身也必须具有较高的运行效率目标代码可以是绝对地址的机器代码或相对地址的机器代码也可以是汇编代码本章用微型机的汇编指令来表示目标代码 31 05 2020 3 11 1代码生成器设计中的问题虽然代码生成器的具体实现依赖于目标机器的体系结构指令系统和操作系统但存储管理指令选择寄存器分配和计算顺序等问题却是设计各种代码生成器都要考虑的问题本节讨论这类共性问题 31 05 2020 4 11 1 1代码生成器的输入代码生成器的输入包括中间代码和符号表信息符号表信息主要用来确定中间代码中的变量所代表的数据对象的运行时地址假设在代码生成前编译器的前端已经将源程序扫描分析和翻译成为足够详细的中间代码其中变量

2、的值已经可以表示为目标机器能够直接操作的量位整数实数指针等已经完成了必要的类型检查在需要的地方已经插入了类型转换符明显的语义错误如试图把浮点数作为数组下标也都已经被检测出来了 31 05 2020 5 11 1 2目标代码的形式代码生成器的输出是目标代码目标代码的形式主要有如下3种绝对机器语言代码所有地址均已定位可以立即被执行适于小程序的编译因为它们可以迅速地被执行可重定位的机器语言代码允许分别将子程序编译成一组可重定位模块再由连接装配器将它们和某些运行程序连接起来转换成能执行的机器语言程序好处是比较灵活并能利用已有的程序资源代价是增加了连接和装配的开销汇编语言代码生成汇编语言代码后还需要经过汇编程序汇编成可执行的机器语言代码但其好处是简化了代码生成过程并增加了可读性 31 05 2020 6 11 1 3指令选择所谓指令选择是指寻找一个合适的机器指令序列来实现给定的中间代码目标机器指令系统的性质决定了指令选择的难易程度指令系统的一致性和完备性是两个重要的因素特殊机器指令的使用和指令速度是另一些重要的因素 31 05 2020 7

3、 11 1 3指令选择若不考虑目标程序的效率指令的选择将非常简单如三地址语句x y z翻译成如下代码序列 x y和z都是静态分配 MOVy R0 把y装入寄存器R0 ADDz R0 z加到R0上 MOVR0 x 把R0存入x中逐个语句地产生代码常常得到低质量的代码 31 05 2020 8 11 1 3指令选择语句序列a b cd a e的代码如下MOVb R0ADDc R0MOVR0 a 若a不再使用第三条也多余MOVa R0 多余的指令ADDe R0MOVR0 d 31 05 2020 9 11 1 3指令选择如果目标机器有加l指令 INC 则a a 1的最有效实现是 INCa而不是MOVa R0ADD 1 R0MOVR0 a 31 05 2020 10 11 1 4寄存器分配将运算对象放在寄存器中的指令通常要比将运算对象放在内存中的指令快且短因此要想生成高质量的目标代码必须充分使用目标机器的寄存器寄存器的使用包括寄存器分配为程序的某一点选择驻留在寄存器的一组变量寄存器指派确定变量将要驻留的具体寄存器 31 05 2020 11 11 1 4寄存器分配选择最优的寄存器指派方案是一个NP完全问题如果考虑到目标机器的硬件和或操作系统对寄存器的使用约束该问题还会进一步复杂有关寄存器分配和指派的策略将在11 5节再进行详细讨论 31 05 2020 12 11 1 5计算顺序选择计算执行的顺序同样会影响目标代码的效率后面将会看到某些计算顺序比其它顺序需要较少的寄存器来保存中间结果因而其目标代码的效率也要高选择最佳计算顺序也是一个NP完全问题为简单起见只讨论如何按给定的三地址码的顺序生成目标代码

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