编译原理完整学习笔记（八）：目标代码生成

前言

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文章目录

前言
目标代码生成
- 一、目标代码生成概述
- - 1.1 任务
  - 1.2 输入
  - 1.3 输出
- 二、抽象计算机模型
- 三、代码生成
- - 3.1 代码生成原则
  - 3.2 待用信息和活跃信息
  - - 3.2.1 概念解释
    - 3.2.2 符号表示
  - 3.3 变量地址、寄存器描述
  - - 3.3.1 目的
    - 3.3.2 概念
  - 3.4 代码生成算法
  - - 3.4.1 算法描述
    - 3.4.2 算法举例
- 四、DAG的目标代码

目标代码生成

一、目标代码生成概述

1.1 任务

将分析、翻译、优化后的中间代码变换成目标代码

1.2 输入

源程序的中间表示，以及符号表中的信息
类型检查均已完成

1.3 输出

绝对指令代码：能够立即执行的机器语言代码，所有地址已经定位
可重新定位指令代码：机器语言模块，需要与运行程序链接才能执行
汇编指令代码：需要汇编程序转换成可执行机器语言代码

二、抽象计算机模型

其中 (M) 表示主存中 M 位置的数据。

其它指令

三、代码生成

3.1 代码生成原则

以基本块为单位生成目标代码
- 依次把四元式的中间代码变换成目标代码
- 在基本块的范围内考虑如何充分利用寄存器
- 进入基本块时，所有寄存器空闲
- 离开基本块时，把存在寄存器中的现行的值存回主存中，释放所有寄存器
- 不特别说明，所有说明变量在基本块出口之后均为非活跃变量
在一个基本块的范围内考虑充分利用寄存器

3.2 待用信息和活跃信息

3.2.1 概念解释

活跃信息 - 将来会不会被引用

待用信息 - 将来在什么地方会被引用

3.2.2 符号表示

二元组 (x, x) 表示变量的待用信息和活跃信息
- 第 1 元: i 表示将会在第 i 行被引用、^表示非待用
- 第 2 元: y 表示活跃，^表示非活跃
信息变化
- (x, x) -> (x, x)，用后者更新前者
计算方法

3.3 变量地址、寄存器描述

3.3.1 目的

推出 AVALUE、RVALUE 目的：

四元式指令：指令中各变量在将来会被使用的情况
变量：每个变量现行值的存放位置
寄存器：每个寄存器当前的使用情况

3.3.2 概念

AVALUE（变量地址描述数组）
- 动态记录各变量现行值的存放位置
- AVALUE[A] = {R1, R2, A}
RVALUE（寄存器描述数组）
- 动态记录各寄存器的使用信息
- RVALUE[R] = {A, B}

注意，对于四元式 A:=B

如果 B 的现行值在某寄存器 RiR_iRi 中，则无须生成目标代码
只须在 RVALUE(RiR_iRi) 中增加一个A，并把 AVALUE(A) 改为 RiR_iRi

3.4 代码生成算法

3.4.1 算法描述

总体流程
寄存器分配算法

3.4.2 算法举例

为基本块生成代码示例

四、DAG的目标代码

作用：重排中间代码，减少目标代码

算法：

构建 DAG，结点标记写在结点圆圈中，叶结点未编号，内部结点的编号写在各结点下面
倒序填写中间代码编号，找到无父节点的结点，向左进行递归拓扑，遇到子结点或无法拓扑则停止

举例：

中间代码

T1 := A+B
T2 := A-B
F := T1*T2
T1 := A-B
T2 := A-C
T3 := B-C
T1 := T1*T2
G := T1*T3

DAG图
节点重排

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一、目标代码生成概述

1.1 任务

1.2 输入

1.3 输出

二、抽象计算机模型

三、代码生成

3.1 代码生成原则

3.2 待用信息和活跃信息

3.2.1 概念解释

3.2.2 符号表示

3.3 变量地址、寄存器描述

3.3.1 目的

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