汇编代码生成如何工作？

Question

我最近一直在研究编译器设计。我已经成功地掌握了解析阶段，但是在理解代码生成的工作原理时遇到了一些麻烦。

根据我的阅读，代码生成阶段似乎有 3 个主要步骤：

• 指令选择（贪婪平铺）
• 指令调度
• 注册分配

现在，指令调度有点超出了我目前正在尝试做的事情，我认为通过更多的研究和原型设计，我可能会围绕寄存器分配的图形着色算法。

让我难过的是第一步，指令选择。根据我所读到的，目标机器语言中的每条指令都由一个图块表示；目标是找到与树的最大部分匹配的指令（因此称为贪婪平铺）。

我很困惑的是，当指令与语法树实际上不是 1:1 对应时，你如何选择指令？

以基于累加器的架构（如 Z80 或 MIP 单指令架构）为例。在 Z80 上执行 16 位整数运算可能需要使用累加器或影子寄存器。

还有一些指令只能在某些寄存器上使用，尽管它们是通用的。

我的假设是否正确？

a) 一个 tile 可能由与语法树模式匹配的指令序列组成，而不仅仅是 1:1 匹配。

b) 代码生成器首先为基于堆栈的架构（或具有无限临时寄存器的架构）生成代码，并在寄存器分配阶段以某种方式扩展和替换指令。

Answer 1

a) 一个 tile 可以发出任意数量的指令。例如，如果你有 %x <- %y + %z 这样的指令，但目标机器只有两个地址指令，那么匹配的 tile 可能会发出汇编序列（目标是第一个操作数）

mov %x, %y
add %x, %z

b) 允许什么样的寄存器（或 const 或 mem 引用）作为指令的操作数由指令本身决定，因此指令选择阶段必须使用符号寄存器名称（伪寄存器）进行表示.寄存器分配阶段可能确实会发出附加指令，例如当所需类的寄存器不可分配时溢出/加载代码。

检查这个 Survey on Instruction Selection: an Extensive and Modern Literature Review