编译原理课件cha.ppt

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1、第十一章 目标代码生成,第十一章目标代码生成（1）,源程序,编译前端,中间,代码,代码优化,中间,代码,代码生成器,目标程序,符 号 表,代码生成器的位置,第十一章 目标代码生成,代码生成器的输入包括中间代码和符号表中的信息。目标代码一般有以下三种形式：（1）能独立执行的机器语言代码，所有地址均以定位（代真）。（2）待装配的机器语言模块。当需要执行时，由连接装入程序把它们和某些运行程序连接起来，转换成能执行的机器语言代码。（3）汇编语言代码，尚须经过汇编程序汇编，转换成可执行的机器代码。代码生成器着重考虑两个问题:一是如何使生成的目标代码较短；另一个是如何充分利用计算机的寄存器，减少目标代码中

2、访问存储单元的次数。这两个问题直接影响代码的执行速度。,第十一章 目标代码生成,基本问题:所有代码生成器都要面对何种中间代码输入,（是式逆波兰，四元式，还是三元式？等问题）何种代码做为目标程序,选择适当的代码指令,最优的寄存器分配方案,和计算顺序等基本问提.为此本书见立了目标机器模型:并把中间代码对应的目标代码做了规定.利用待用信息,寄存器描述数组RVALUE,变量地址描述数组AVALUE等概念建立了代码生成算法.P316例11。2同学们应该好好研究。P317 表11。4 各中间代码对应的目标代码应该背过。寄存器分配：利用执行代价的概念说明如何建立更佳的寄存器分配方案。对于循环L中某变量M，如

3、果分配一个寄存器给它专用，那么，每执行循环一次，执行代价的节省数可用公式（11。1）计算。这个计算公式应该掌握。,第十一章 目标代码生成,例11。3图11。4代表某程序的最内层循环，其中无条件转移和条件转移指令均以改用箭头来表示。各基本块入口之前和出口之后的活跃变量已列在图中。假定R0,R1和R2三个寄存器在该循环中将固定分配给某三个变量使用。现在，我们利用公式（11。1）计算各变量的执行代价节省数，并且取执行代价节省数最高的来确定这三个变量。解：因为B1中引用a前已对a定值，所以use(a,B1)=0;在B2,B3中a被各引用一次，且在引用前未对a定值，所以use(a,B2)=use(a,B

4、3)=1;B4中未引用a，所以use(a,B4)=0.因为a在B1中被定值且a在B1出口是活跃的，a在B2,B3和B4出口后不是活跃的则：live(a,B1)=1 Live(a,B2)=live(a,B3)=live(a,B4)=0;所以代价节省数为：1+1+2*1=4。,第十一章 目标代码生成,同样可以算出b,c,d,e,f 的执行代价节省数分别为：6，3，6，4，4。按照代价节省数的大小我们把寄存器R0分配给d,R1分配给b;a,e,f 的执行代价相同,可人选其一将R2分配给a.DAG的目标代码 为了生成更有效的目标代码，要考虑的另一个问题是，对基本块中中间代码序列，我们应按怎样的次序来生

5、成其目标代码呢？本节P323给出了利用基本块的DAG图给出了基本块中中间代码序列排序的方法，以便生成较优的目标代码。下面我们学习一个例子，一加深其理解：例11。6 考察下面中间代码序列 G1:,第十一章 目标代码生成,T1:=A+B T2:=A-B F:=T1*T2 T1:=A-B T2:=A C T3:=B-C T1:=T1*T2 G:=T1*T3其对应的DAG如图,A,B,C,+,n1,-,-,n2,n4,T2,*,*,-,F,n3,*,G,n7,T3,n5,T1,n6,A,第十一章 目标代码生成,上图的DAG含有7个结点，我们应用课本中的算法。把它们排序，主要步骤如下。第一步置初值：i=

6、7；T的所有元素全为空null。内部结点n3和n7均满足第三步的要求，假定我们选取T7为结点n3。结点n3的最左子结点（内部）n1满足第5步的要求，因此按第6步，T6=n1.但n1的最左子结A为叶结，不满足第6步的要求。则现在只有n7满足第3步要求，于是T5=n7。结点n7 的最左子结n6满足第5步的要求，因此T4=n6。结点n6的最左子结点n2同样满足第5步的要求，因此T3=n2.余下的满足第3步要求的尚有n4和n5，假定选取T2=n4。当把n5列为T1后，算法工作结束。至此，我们求出的图的内结点顺序为：n5,n4,n2,n6,n1,n3.按这个次序从新表示中间代码序列为G1为：T3:=B-

7、C;T2:=A-C;S1:=A B;T1:=S1*T2;G:=T1*T3;S2:=A+B;F:=S2*S1。如前所述按后一个中间代码序列生成中间代码将会较优。,第十一章 目标代码生成,窥孔优化 几种窥孔优化的方法都比较好理解，这里不再重述课本内容。,第十一章 目标代码生成,例题与习题解答,例11。1假设只有R0和R1两个寄存器，对赋值语句d=(a-b)+(a-c)+(a-c)生成目标代码。并写出寄存器描述数组RVALUE和变量地址描述数组AVALUE.该赋值语句的三地址序列：t:=a-b t1:=a-c t2:=t+t1 d:=t1+t2 将此代码看成一基本块，并设在基本块末尾，变量d是活跃的

8、。生成目标代码表如图：,第十一章 目标代码生成,中间代码 目标代码 RVALUE AVALUE t:=a-b LD R0,a R0 含 t t在 R0 中 SUB R0,b t1:=a-c LD R1,a R0含t t在R0中 SUB R1,c R1含t1 t1在R1中 t2:=t+t1 ADD R0,R1 R0含t2 t2 在R0中 R1含t1 t1在R1中d:=t1+t2 ADD R0,R1 R0含d d在R0中 ST R0,d d在R0和存储器中,第十一章 目标代码生成,例11。2（k3）假设R0,R1 和R2为可用寄存器，试对以下各表达式分别生成最优目标代码。A+(B+(C*(D+E/

9、F+G)*H)+(I*J)解：首先生成三地址中间代码序列：T1:=E/F T2:=D+T1 T3:=G+T2 T4:=C*T3 T5:=H*T4 T6:=B+T5 T7:=A+T6 T8:=I*J T9:=T7+T8,第十一章 目标代码生成,最优的目标代码：LD R0,E DIV R0,F ADD R0,G MUL R0,H MUL R0,C ADD R0,B ADD R0,A LD R1,I MUL R1,J ADD R0,R1例11。3（K1）对以下中间代码序列 G:,第十一章 目标代码生成,T1:=B C T2:=A*T1 T3:=D+1 T4:=E F T5:=T3*T4 W:=T2/

10、T5 假设可用寄存器为R0和R1，W是基本块出口的活跃变量，用简单代码生成算法生成目标代码，同时列出代码生成过程中的寄存器描述和变量地址描述。中间代码 目标代码 RVALUE AVALUET1:=B-C LD R0,B R0含 T1 T1 在 R0中 SUB R0,C T2:=A*T1 MUL R0,A R0 含 T2 T2 在 R0 中 ST R0,T2 T2同时在R0和存储器中T3:=D+1 LD R1,D R1 含 T3 T3 在 R1 中,第十一章 目标代码生成,ADD R1,#1 T4:=E-F LD R0,E R0含 T4 T4 在 R0 中 SUB R0,F T5:=T3*T4 MUL R1,R0 R1含 T5 T5 在R1中 LD R0,T2 R0含T2 T2在R0和存储器中W:=T2/T5 DIV R0,R1 R0含W W在 R0中 ST R0,W W在R0和存储器中,第十一章 目标代码生成,第十二章并行编译基础,并行计算机是近二十几年来发展迅速的一类计算机。并行编译系统已经成为了现代高性能计算机系统中一个重要的部分。并行程序设计主要有两种途径，即使用并行程序设计语言编写并行程序，或将串行程序并行化。因此，并行编译系统就是能够处理并程序设计语言，能够实现串行程序并行化。具有并行优化能力的编译系统。在这个问题上我们只是要求了解。,