实验指导书-实验四-目标代码生成1

实验四的目的是让学生深入理解编译器的工作流程，特别是代码生成阶段，这涉及到汇编指令的构造、寄存器分配以及简单的程序优化。在实验中，学生需要将三地址码序列转换成目标汇编指令，这有助于理解如何将高级语言转化为机器能理解的指令。 1. **汇编指令的理解与生成**：实验要求学生熟悉不同类型的汇编指令，例如数据转移指令（如MOV）、算术逻辑操作指令（如ADD、SUB）等，并能根据三地址码序列生成相应的汇编指令序列。例如，给定的赋值语句 `d:=(a-b)+(a-c)+(a-c)` 需要转换为对应的三地址码，再进一步转换为目标汇编指令。 2. **寄存器分配与getreg函数**：`getreg` 函数是实验的关键部分，它负责决定计算结果应存储的位置。当处理 `x:=y op z` 这样的表达式时，首先通过 `getreg` 函数找到一个可用的寄存器或内存位置 `L` 来保存运算结果。函数可能需要考虑寄存器压力，避免过多的寄存器使用和不必要的数据移动。 3. **地址描述符与数据位置**：在确定变量 `y` 的位置时，需要查看其地址描述符来确定其当前状态，是存在于内存还是寄存器中。如果 `y` 同时存在于两者，优先选择寄存器作为 `y'`。若 `y` 的值不在 `L` 中，需要通过 `MOV` 指令将 `y` 的值加载到 `L`。 4. **指令生成**：生成 `op z', L` 指令来执行实际的操作，其中 `z'` 是 `z` 当前所在的位置之一。这一步确保了操作数正确参与运算。 5. **寄存器管理**：在操作完成后，如果 `y` 和/或 `z` 的值不再被后续引用，且在块出口处也不活跃，可以释放它们占用的寄存器资源，更新寄存器描述符表示这些寄存器不再包含 `y` 和/或 `z` 的值。 6. **优化与程序开销**：实验还鼓励进行部分优化，减少指令数量和程序的运行时间。优化后，需要比较优化前后的程序开销，并进行量化评估。 7. **实验报告**：报告应包括生成的汇编代码序列，优化效果的分析，以及代码生成器的流程图，以展示对整个过程的理解。 8. **附加功能**：将四个实验整合成一个完整的编译器程序，能够完成词法分析、语法分析、语义分析到目标代码生成的全过程，这是一项高级任务，需要深入理解编译器的每个阶段，并编写相应的文档说明。 这个实验不仅锻炼了学生的编程技能，更加强了他们对编译器工作原理的理论理解，为未来深入学习系统级编程和软件开发奠定了坚实的基础。