编译原理之美
宫文学
北京物演科技CEO
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开篇词 (1讲)
开篇词 | 为什么你要学习编译原理?
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实现一门脚本语言 · 原理篇 (13讲)
01 | 理解代码:编译器的前端技术
02 | 正则文法和有限自动机:纯手工打造词法分析器
03 | 语法分析(一):纯手工打造公式计算器
04 | 语法分析(二):解决二元表达式中的难点
05 | 语法分析(三):实现一门简单的脚本语言
06 | 编译器前端工具(一):用Antlr生成词法、语法分析器
07 | 编译器前端工具(二):用Antlr重构脚本语言
08 | 作用域和生存期:实现块作用域和函数
09 | 面向对象:实现数据和方法的封装
10 | 闭包: 理解了原理,它就不反直觉了
11 | 语义分析(上):如何建立一个完善的类型系统?
12 | 语义分析(下):如何做上下文相关情况的处理?
13 | 继承和多态:面向对象运行期的动态特性
实现一门脚本语言 · 应用篇 (2讲)
14 | 前端技术应用(一):如何透明地支持数据库分库分表?
15 | 前端技术应用(二):如何设计一个报表工具?
实现一门脚本语言 · 算法篇 (3讲)
16 | NFA和DFA:如何自己实现一个正则表达式工具?
17 | First和Follow集合:用LL算法推演一个实例
18 | 移进和规约:用LR算法推演一个实例
实现一门脚本语言 · 热点答疑与用户故事 (2讲)
19 | 案例总结与热点问题答疑:对于左递归的语法,为什么我的推导不是左递归的?
用户故事 | 因为热爱,所以坚持
编译原理 · 期中考试周 (1讲)
期中考试 | 来赴一场100分的约定吧!
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实现一门编译型语言 · 原理篇 (12讲)
20 | 高效运行:编译器的后端技术
21 | 运行时机制:突破现象看本质,透过语法看运行时
22 | 生成汇编代码(一):汇编语言其实不难学
加餐 | 汇编代码编程与栈帧管理
23 | 生成汇编代码(二):把脚本编译成可执行文件
24 | 中间代码:兼容不同的语言和硬件
25 | 后端技术的重用:LLVM不仅仅让你高效
26 | 生成IR:实现静态编译的语言
27 | 代码优化:为什么你的代码比他的更高效?
28 | 数据流分析:你写的程序,它更懂
29 | 目标代码的生成和优化(一):如何适应各种硬件架构?
30 | 目标代码的生成和优化(二):如何适应各种硬件架构?
实现一门编译型语言 · 应用篇 (2讲)
31 | 内存计算:对海量数据做计算,到底可以有多快?
32 | 字节码生成:为什么Spring技术很强大?
实现一门编译型语言 · 扩展篇 (3讲)
33 | 垃圾收集:能否不停下整个世界?
34 | 运行时优化:即时编译的原理和作用
35 | 案例总结与热点问题答疑:后端部分真的比前端部分难吗?
面向未来的编程语言 (3讲)
36 | 当前技术的发展趋势以及其对编译技术的影响
37 | 云编程:云计算会如何改变编程模式?
38 | 元编程:一边写程序,一边写语言
结束语 (1讲)
结束语 | 用程序语言,推动这个世界的演化
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24 | 中间代码:兼容不同的语言和硬件

宫文学 2019-10-18
前几节课,我带你尝试不通过 IR,直接生成汇编代码,这是为了帮你快速破冰,建立直觉。在这个过程中,你也遇到了一些挑战,比如:
你要对生成的代码进行优化,才有可能更好地使用寄存器和内存,同时也能减少代码量;
另外,针对不同的 CPU 和操作系统,你需要调整生成汇编代码的逻辑。
这些实际体验,都进一步验证了20 讲中,IR 的作用:我们能基于 IR 对接不同语言的前端,也能对接不同的硬件架构,还能做很多的优化。
既然 IR 有这些作用,那你可能会问,IR 都是什么样子的呢?有什么特点?如何生成 IR 呢?
本节课,我就带你了解 IR 的特点,认识常见的三地址代码,学会如何把高级语言的代码翻译成 IR。然后,我还会特别介绍 LLVM 的 IR,以便后面使用 LLVM 这个工具。
首先,来看看 IR 的特征。

介于中间的语言

IR 的意思是中间表达方式,它在高级语言和汇编语言的中间,这意味着,它的特征也是处于二者之间的。
与高级语言相比,IR 丢弃了大部分高级语言的语法特征和语义特征,比如循环语句、if 语句、作用域、面向对象等等,它更像高层次的汇编语言;而相比真正的汇编语言,它又不会有那么多琐碎的、与具体硬件相关的细节。
相信你在学习汇编语言的时候,会发现汇编语言的细节特别多。比如,你要知道很多指令的名字和用法,还要记住很多不同的寄存器。在 22 讲,我提到,如果你想完整地掌握 x86-64 架构,还需要接触很多指令集,以及调用约定的细节、内存使用的细节等等(参见 Intel 的手册)。
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精选留言(1)

  • 沉淀的梦想
    对与LLVM的SSA有点不太理解,`=`和`store`指令的区别是什么呢?为什么`store`就不算赋值呢,看llvm字节码里经常`store`到同一个寄存器多次,这是不是有点违背SSA?

    作者回复: store是把寄存器的内容,写到内存中。与之对应的指令是load。

    是的,涉及内存访问的时候,是可以违背SSA的。这点你看得很细。非常值得表扬!我在第26讲提到了这个知识点。你提前就发现了。

    2019-10-23
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