编译原理课件 第11章 目标代码生成

第11章

代

码

生

成

本章内容 一个简单的代码生成算法 涉及存储管理，指令选择，寄存器分配 和计算次序选择等基本问题中间 前端 代码 代码 优化 器 中间 代码 代码 生成 器

源程序

目标 程序

11.1 代码生成器的设计中的问题11.1.1 目标程序 可执行目标模块 可重定位目标模块–允许程序模块分别编译 –调用其它先前编译好的程序模块

汇编语言程序–免去编译器重复汇编器的工作 –从教学角度，增加可读性

11.1 代码生成器的设计中的问题11.1.2 指令的选择 目标机器指令系统的性质决定了指令选择的 难易程度，指令系统的统一性和完备性是重 要的因素 指令的速度和机器特点是另一些重要的因素

11.1 代码生成器的设计中的问题若不考虑目标程序的效率，指令的选择是直 截了当的。 三地址语句x := y + z(x,y和z都是静态分配) MOV y, R0 /* 把y装入寄存器R0 */ ADD z, R0 /* z加到R0上 */ MOV R0, x /* 把R0存入x中 */

11.1 代码生成器的设计中的问题逐个语句地产生代码，常常得到低质量的代码 语句序列 a := b + c的代码如下 d := a + e b, R0 c, R0 R0, a a, R0 e, R0 R0, d

MOV ADD MOV MOV ADD MOV

11.1 代码生成器的设计中的问题语句序列 a := b + c d := a + e 的代码如下 MOV b, R0 ADD c, R0 MOV R0, a MOV a, R0 -- 多余的指令 ADD e, R0 MOV R0, d

11.1 代码生成器的设计中的问题语句序列 a := b + c d := a + e 的代码如下 MOV b, R0 ADD c, R0 MOV R0, a MOV a, R0 -- 多余的指令 ADD e, R0 -- 若a不再使用，第三条也 MOV R0, d -- 多余

11.1 代码生成器的设计中的问题11.1.3 寄存器分配 运算对象处于寄存器中的指令通常比运算对 象处于内存的指令要短一些，执行也快一些 寄存器分配 选择驻留在寄存器中的一组变量 寄存器指派 挑选变量要驻留的具体寄存器

11.1 代码生成器的设计中的问题11.1.4 计算次序的选择 某种计算次序可能会比其它次序需要较少的 寄存器来保存中间结果

11.2 目

标

机

器

11.2.1 目标机器的指令系统 选择可作为几种微机代表的寄存器机器 四字节组成一个字，有n个通用寄存器R0,R1, …,Rn-1。 二地址指令 op 源，目的 MOV {源传到目的} ADD {源加到目的} SUB {目的减去源}

11.2 目

标

机

器

地址模式和它们的汇编语言形式及附加代价 模式 形式 地址 附加代价 绝对地址 M 寄存器 R 变址 c(R) 间接寄存器 *R 间接变址 *c(R) 直接量 #c M R c + contents(R) contents(R) contents(c + contents(R)) c 1 0 1 0 1 1

11.2 目

标

机

器

指令实例 MOV R0, M MOV 4(R0), M contents(4 + contents(R0)) MOV *4(R0), M contents(contents (4 + contents(R0) ) ) MOV #1, R0

11.2 目

标

机

器

11.2.2 指令的代价 指令代价取成1加上它的源和目的地址模

式的 附加代价 指令 代价 MOV R0,R1 1 MOV R5,M 2 ADD #1, R3 2 SUB 4(R0), *12(R1) 3

11.2 目a := b + c,MOV b, R0 ADD c, R0 MOV R0, a

标

机

器

a、b和c都静态分配内存单元

代价= 6

11.2 目a := b + c,MOV b, R0 ADD c, R0 MOV R0, a MOV b, a ADD c, a

标

机

器

a、b和c都静态分配内存单元

代价= 6

代价= 6

11.2 目

标

机

器

a := b + c, a、b和c都静态分配内存单元 若R0,R1和R2分别含a,b和c的地址，则 MOV *R1, *R0 ADD *R2, *R0 代价= 2