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编译原理课后答案——第七章_目标代码生成


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1000 1003 1006 1008
机器码
B80100 BB1000 39D8 7702
100A
100C
01D8
第七章 目标代码生成 MOV R, a ADD R, b
MOV T, R
第一条指令是将第一操作数a由内存取到寄存器R 中;第二条指令完成加法运算;第三条指令将累加后 的结果送回内存中的变量T。是否在翻译成目标代码时 都必须生成这三条汇编指令呢?从目标代码生成的优 化角度考虑,即为了使生成的目标代码更短以及充分 利用寄存器,上面的三条指令中,第一条和第三条指 令在某些情况下是不必要的。这是因为,如果下一个 四元式紧接着需要引用操作数T,则第三条指令就不急 于生成,可以推迟到以后适当的时机再生成。
第七章 目标代码生成 此外,如果必须使用第一条指令,即第一操作数 不在寄存器而是在内存中,且此时所有可用寄存器都 已分配完毕,这时就要根据寄存器中所有变量的待用 信息(也即引用点)来决定淘汰哪一个寄存器留给当前 的四元式使用。寄存器的淘汰策略如下: (1) 如果某寄存器中的变量已无后续引用点且该 变量是非活跃的,则可直接将该寄存器作为空闲寄存 器使用。 (2) 如果所有寄存器中的变量在基本块内仍有引 用点且都是活跃的,则将引用点最远的变量所占用寄 存器中的值存放到内存与该变量对应的单元中,然后 再将此寄存器分配给当前的指令使用。
第七章 目标代码生成 【解答】 的注释): MOV R0, B SUB R0 , C 果*/ MOV R1, A MUL R1, R0 */ 该基本块的目标代码如下(指令后面为相应 /*取第一个空闲寄存器R0*/ /*运算结束后R0中为T1结果,内存中无该结 /*取一个空闲寄存器R1*/ /*运算结束后R1 中为T2 结果,内存中无该结果
/*S引用点较T引用点远,故将R1
/*R1=W*/ /*R1=U*/ /*R1=V*/
第七章 目标代码生成 7.2 假设可用的寄存器为R0 和R1 ,且所有临时单
元都是非活跃的,试将以下四元式基本块: T1=B-C T2=A*T1
T3=D+1
T4=E-F T5=T3*T4 W=T2/T5 用简单代码生成算法生成其目标代码。
MOV W, R1 /*指令翻译完毕时,寄存器中 存有最新的计算结果,必须将它们存回到内存 相应的单元中去,否则,在翻译下一个基本块 时,所有的寄存器被当成空闲的寄存器使用, 从而造成计算结果的丢失。考虑到寄存器R0 中 的T5 和寄存器R1 中的W,临时单元T5 是非活跃 的,因此只要将结果W存回对应单元即可*/
MUL R0, R1 /*运算结束后R0中为T5结果,内存中无该 结果。注意,该指令将寄存器R0中原来的结果T3冲掉了。可 以这么做的原因是,T3 在该指令后不再有引用点,且是非 活跃变量*/
第七章 目标代码生成 MOV R1, T2 /*此时R1中结果T4已经没有引 用点,且临时单元T4 是非活跃的,因此寄存器 R1可作为空闲寄存器使用*/ DIV R1, R0 /*运算结束后R1中为W结果,内存中 无该结果。此时所有指令部分已经翻译完毕*/
第七章 目标代码生成 7.3 对基本块P: S0=2 S1=3/S0 S2=T-C S3=T+C
R=S0/S3
H=R S4=3/S1 S5=T+C S6=S4/S5
H=S6*S2
第七章 目标代码生成 (1) 试应用DAG进行优化; (2) 假定只有R、H在基本块出口是活跃的,写出
第七章 目标代码生成
第七章 目标代码生成
7.1 对下列四元式序列生成目标代码: T=A-B S=C+D
W=E-F
U=W/T V=U*S 其中,V是基本块出口的活跃变量,R0和R1是可用寄存 器。
第七章 目标代码生成 【解答】 简单代码生成算法依次对四元式进行翻译。
我们以四元式T=a+b为例来说明其翻译过程。 汇编语言的加法指令代码形式为 ADD R, X 其中,ADD为加法指令;R为第一操作数,第一操作数必 须为寄存器类型;X为第二操作数,它可以是寄存器类型,也 可以是内存型的变量。ADD R,X指令的含意是:将第一操作数 R与第二操作数相加后,再将累加结果存放到第一操作数所在 的寄存器中。要完整地翻译出四元式T=a+b,则可能需要下面 三条汇编指令:
第七章 目标代码生成 因此,本题所给四元式序列生成的目标代码如下: MOV R0, A SUB R0, C MOV R1, C ADD R1, D /*R1=S*/ /*R0=T*/
MOV S, R1 的值送内存单元S*/
MOV R1, E SUB R1, F SUB R1, R0 MUL R1, S
图7-1 基本块P的DAG
第七章 目标代码生成 按图7-1(h)和原来构造结点的顺序,优化后的四元式 序列为 S0=2 S4=2 S1=1.5
S2=T-C
S3=T+C S5=S3 R=2/S3 S6=R H=S6*S2
第七章 目标代码生成 (2) 假定只有R、H在基本块出口是活跃的,则上 述优化后的四元式序列可进一步优化为
第七章 目标代码生成 7.4 参考附录1和附录2(《编译原理教程》一书), 将下列汇编程序片段翻译为对应的8086/8088机器语言 代码(汇编地址由1000开始): MOV AX,01 MOV BX,10
CMP AX,BX
JA L1 ADD AX,BX
第七章 目标代码生成 L1: 【解答】 该汇编程序片段翻译如下:
S0=T-C
S3=T+C R=2/S3 H=R*S2
第七章 目标代码生成 (3) 假定只有两个寄存器AX、BX,上述优化后的四元 式序列的目标代码为 MOV AX, T SUB AX, C MOV AX, S2
MOV AX, T
ADD AX, C MOV BX, 2
DIV
BX
MOV AX, S2 MUL BX MOV BX, H
MOV R0, 用点,且临时单元T1是 空闲寄存器使用*/ ADD R0, ″1″ 中无该结果*/
D /*此时R0 中结果T1 已经没有引 非活跃的,所以,寄存器R0可作为 /*运算结束后R0 中为T3 结果,内存
第七章 目标代码生成 MOV T2, R1 /*翻译四元式T4=E-F时,所有寄存器已经 分配完毕,寄存器R0中存的T3和寄存器R1中存的T2都是有用 的。由于T2的下一个引用点较T3的下一个引用点更远,所以 暂时可将寄存器R1中的结果存回到内存的变量T2中,从而将 寄存器R1空闲以备使用*/ MOV R1, E /*运算结束后R1中为T4结果,内存 SUB R1, F 中无该结果*/
优化后的四元序列;
(3) 假定只有两个寄存器AX、BX,试写出上述优 化后的四元式序列的目标代码。
【解答】
(1) 根据DAG的构造算法构造基本块P
的DAG步骤如图7-1所示的(a)到(h)。
第七章 目标代码生成
n4 S2 - n0 S0 2 (a) n0 S0 2 (b) n6 R / n5 S3 + n0 S0 2 n1 S1 1.5 (e) n2 T S24 S2 n - n3 C n0 S0 2 n1 S1 1.5 (f) n7 H n6 / R,H,S 6 n5 S3 + n0 S0,S4 n1 S1 2 1.5 (g) n2 T S24 S2 n - n3 C n0 S0,S4 n1 S1 2 1.5 (h) n6 / R,H,S 6 n5 S3,S5 S24 S2 n + n2 T - n3 C n1 S1 1.5 n0 S0 2 n1 S1 1.5 (c) n6 / R,H n5 S3 + n2 T S24 S2 n - n3 C n2 T n3 C n0 S0 2 n1 S1 1.5 (d ) n5 S3 + n2 T S24 S2 n - n3 C
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