编译原理：第十二章 代码生成技术

"本资源是关于编译原理的第十二章，主要探讨代码生成的相关问题。" 在编译原理中，代码生成是一个至关重要的阶段，它涉及到将中间表示（如三地址码或DAG）转化为特定目标机器的机器码。这一章主要关注的是如何有效地进行代码生成，以提高程序执行效率。 1. 充分利用寄存器: 在基本块的代码生成中，优化寄存器使用是一个核心问题。基本块是由一系列连续的、没有控制流转移的指令组成，通常用于局部变量的处理。全局寄存器分配策略是避免频繁的内存访问，通过固定分配某些寄存器给关键变量，减少对内存的读写。这种策略基于变量在循环内的主存访问次数来决定哪些变量应占用寄存器。 2. 选择计算机指令系统: 不同的指令系统有不同的指令格式和地址模式，例如直接、寄存器、间接、索引和间接索引等。每种地址模式都有其特定的开销，比如直接地址方式需要1个开销，而寄存器方式无需额外开销。在代码生成时，需要根据目标机器的指令系统选择最合适的指令序列。 3. 计算次序与目标代码形式: 代码生成不仅要考虑指令的选择，还要考虑计算的顺序，以减少指令执行的总体成本。例如，对于表达式a := b + c，可以有多种生成方式，每种方式的开销不同。理想情况下，应选择开销最小的生成方式，如直接在寄存器之间操作，而不是频繁地涉及内存。 4. 目标机器的地址方式: 目标机器的地址模式会影响代码生成的效率。例如，直接地址方式和寄存器方式的开销较低，而间接和索引方式会增加开销。在处理复杂表达式时，如T4 := A + B - (E - (C + D))，需要通过优化指令序列和选择合适的地址模式来降低总成本。 5. 简单的代码生成器: 基本块内的代码生成通常会尝试保持尽可能少的内存访问，通过尽可能多地使用寄存器来存储中间结果。这可以通过寄存器分配算法实现，例如贪婪算法或基于图的分配策略，以达到最佳的寄存器利用率。 第十二章的讲解深入探讨了编译器如何针对目标机器的特性进行优化，以生成高效、优化过的机器代码。这些技术对于理解编译器工作原理以及优化编译器性能至关重要。