清华大学：《编译原理》课程教学资源_第十二章 代码生成

第十二章代码生成 代码生成要考虑的主要问题 ·基本块的代码生成(在一个基本块范围内 考虑如何充分利用寄存器的问题) 从dag生成代码

第十二章 代码生成 • 代码生成要考虑的主要问题 • 基本块的代码生成(在一个基本块范围内 考虑如何充分利用寄存器的问题) • 从dag生成代码

代码生成要考虑的主要问题 具体细节依赖于目标机器和操作系统 共同的问题: 1.充分利用寄存器 基本块中 全局寄存器分配:不把寄存器平均分配给各个变量使 用,而是从可用的寄存器中分出几个,固定分配给几个变量单 独使用。标准—以各变量在循环内需要访问主存单元的次数 为标准。 2.选择计算机指令系统 3.选择计算次序

l 代码生成要考虑的主要问题 ——具体细节依赖于目标机器和操作系统 共同的问题： 1. 充分利用寄存器 基本块中 全局 寄存器分配：不把寄存器平均分配给各个变量使 用，而是从可用的寄存器中分出几个，固定分配给几个变量单 独使用。标准——以各变量在循环内需要访问主存单元的次数 为标准。 2. 选择计算机指令系统 3. 选择计算次序

目标代码的三种形式 地址代真的机器代码 待装配的机器代码模块 汇编语言(宏汇编) 机器指令形式 (op source destination ADD Sd∥d+s SUB sd d-s MOsd/s→d 机器指令开销(cost) MOVRM 开销2 ADd#1R 开销2 MOV RO,R1开销1

目标代码的三种形式 地址代真的机器代码 待装配的机器代码模块 汇编语言（宏汇编） 机器指令形式 (op source ,destination) ADD s,d // d+s SUB s,d //d-s MOV s,d //s  d 机器指令开销 (cost) MOV R,M 开销 2 ADD #1 ,R 开销 2 MOV R0,R1 开销 1

目标机器的地址方式 地址方式汇编形式 地址 增加的开销 直接地址方式 寄存器方式 R R 0 间接寄存器方式*R contents(r) 0 索引方式 C(R) C+contentS(R) 间接索引方式*c(R)| ontents(c+content(R)

目标机器的地址方式 地址方式 汇编形式 地址 增加的开销 直接地址方式 M M 1 寄存器方式 R R 0 间接寄存器方式 *R contents(R) 0 索引方式 c(R) c+contents(R) 1 间接索引方式 *c(R) contents(c+contents(R)) 1

a: =b+c l. mo b R ADD C. R cost=6 MOV Roa 2. mov b a ADd C. a cost=6 假定R,R1和R2中分别存放了a,b和c的地址,采 用 3. MOV*RI, *Ro ADD Ro.R cost=2 假定R和R2中分别包含b和c的值,并且b的值在 这个赋值以后不再需要,则还可有 4. Add R,, RI MOVRIa cost=3

a:=b+c 1. MOV b, R0 ADD c, R0 cost=6 MOV R0 , a 2. MOV b, a ADD c, a cost=6 假定R0 , R1和R2中分别存放了a, b和c的地址, 采 用: 3. MOV *R1 , *R0 ADD *R2 , *R0 cost=2 假定R1和R2中分别包含b和c的值, 并且b的值在 这个赋值以后不再需要, 则还可有 4. ADD R2 , R1 MOV R1 , a cost=3

T4:=A+B-(E-(C+D) TI: =A+B MOV ARO T2: =C+D ADD BRO T3: =E-T2 MOV CRI T4:=T1-T ADD DRI MOV RO.TI MOE。R0 SUB RI.RO MOV TI.RI SUB RO,RI MOV RI. T4

T4:=A+B-(E-(C+D)) T1:= A+B MOV A,R0 T2:=C+D ADD B,R0 T3:=E-T2 MOV C,R1 T4:=T1-T3 ADD D,R1 MOV R0,T1 MOV E, R0 SUB R1,R0 MOV T1,R1 SUB R0,R1 MOV R1, T4

T2: =C+D MOV CRO T3 = E-T2 ADD DRO TI: =A+B MOV ERI T4:=T1-T3 SUB RO.RI MOV ARO ADD B RO SUB RI.RO MOV RO.T4

T2:=C+D MOV C,R0 T3:=E-T2 ADD D,R0 T1:= A+B MOV E,R1 T4:=T1-T3 SUB R0,R1 MOV A,R0 ADD B, R0 SUB R1,R0 MOV R0,T4

简单的代码生成器(基本块内) 在一个基本块范围内考虑如何充分利用寄存器的问题 尽可能地让该变量的值保留在寄存器中 尽可能引用变量在寄存器中的值 待用信息:若在一个基本块中,变量在四元式i中被定 值,在i后面的四元式中要引用A值,且从i到j之间没有其 它对A的定值点,这时我们称四元式i中对变量A的待用 信息或称下次引用信息,同时也称是活跃的,,若A被多次 引用则可构成待用信息链与活跃信息链。 可从基本块的出口由后向前扫描,对每个变量建立相应的待用 信息链和活跃变量信息链

． 简单的代码生成器（基本块内） 在一个基本块范围内考虑如何充分利用寄存器的问题： l 尽可能地让该变量的值保留在寄存器中 l 尽可能引用变量在寄存器中的值 待用信息：若在一个基本块中，变量A在四元式i 中被定 值，在i 后面的四元式j 中要引用A 值，且从i 到 j 之间没有其 它对A的定值点，这时我们称j是四元式i 中对变量A 的待用 信息或称下次引用信息，同时也称A 是活跃的，，若A 被多次 引用则可构成待用信息链与活跃信息链。 可从基本块的出口由后向前扫描，对每个变量建立相应的待用 信息链和活跃变量信息链

计算待用信息的算法: 符号表中增加“待用信息”栏和“活跃信息” 栏 对各基本块的符号表中的待用信息”栏和活跃信息 栏置初值,即把待用信息”栏置“非待用”,对“活跃 信息”栏按在基本块出口处是否为活跃而置成活跃”或 “非活跃”。这里假定变量都是活跃的,临时变量都是非 活跃的

计算待用信息的算法： 对各基本块的符号表中的“待用信息”栏和“活跃信息” 栏置初值，即把“待用信息”栏置 “非待用”，对“活跃 信息”栏按在基本块出口处是否为活跃而置成“活跃”或 “非活跃”。这里假定变量都是活跃的，临时变量都是非 活跃的。 符号表中增加“待用信息”栏和“活跃信息” 栏

从基本块出口到基本块入口由后向前依次处理每个四元 式。对每个四元式:A:=BopC,依次执行下述步骤: a)把符号表中变量A的待用信息和活跃信息附加到四元式i b)把符号表中变量A的待用信息栏和活跃信息栏分别置为 非待用”和“非活跃”。(由于在i中对A的定值只能 在i以后的四元式才能引用,因而对以前的四元式来说A 是不活跃也不可能是待用的) c)把符号表中变量B和C的待用信息和活跃信息附加到四元 式i上 d)把符号表中变量B和C的待用信息栏置为“i,活跃信 息栏置为“活跃”。 注意,以上a)和b),c)和d)的次序不能颠倒

从基本块出口到基本块入口由后向前依次处理每个四元 式。对每个四元式i: A:=B op C，依次执行下述步骤： a） 把符号表中变量A的待用信息和活跃信息附加到四元式i 上。 b） 把符号表中变量A的待用信息栏和活跃信息栏分别置为 “非待用”和 “非活跃” 。 （由于在i 中对A的定值只能 在 i 以后的四元式才能引用，因而对 i以前的四元式来说A 是不活跃也不可能是待用的） c）把符号表中变量B和 C 的待用信息和活跃信息附加到四元 式 i 上。 d） 把符号表中变量B和 C的待用信息栏置为“ i”，活跃信 息栏置为“活跃” 。 注意，以上a）和b），c）和d）的次序不能颠倒