08 | 代码生成：如何实现机器相关的优化？
该思维导图由 AI 生成，仅供参考
生成针对不同 CPU 的目标代码
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编译器后端的关键任务是生成针对不同CPU架构的目标代码。在这一过程中，编译器通过指令选择、寄存器分配、指令排序和基于机器代码的优化等步骤，完成代码生成的任务。指令选择的作用是选择代价更低的指令组合来完成相同功能，例如使用lea指令代替多条mov和add指令。寄存器分配则通过算法将寄存器分配给使用最频繁的变量，以提高性能。指令排序利用流水线技术实现指令级并行，减少总的执行时间。这些优化措施都旨在充分发挥硬件性能，确保生成的目标代码性能最高。文章还提到了不同的算法和技术，如树覆盖算法、寄存器染色算法和基于数据依赖图的List Scheduling算法，用于实现指令选择、寄存器分配和指令排序。这些技术和算法对编译器后端的性能提升起着重要作用。文章还介绍了窥孔优化的思路，调用约定对目标代码生成的影响，以及后端处理的整体过程。总的来说，本文深入介绍了编译器后端的工作原理和优化技术，对于想深入了解编译器技术的读者具有重要参考价值。
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全部留言(7)
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- 蹦哒老师请问： 1.iOS中OC语言的内存管理采用引用计数管理，编译器会给对象调用retain或release方法来增加或者减少引用计数，这个过程是在编译器哪个阶段进行的呢？是在代码优化或者代码生成阶段，由LLVM完成的吗 2.JavaScript的垃圾回收，应该就不属于编译器的职责范围了吧？应该是运行之后单独的垃圾回收程序来负责垃圾回收了吧
作者回复: 我在32讲，重点讲了编译器和垃圾回收的关系。 总的来说，垃圾回收属于运行时机制。但垃圾回收机制的运行，需要编译器的支持。比如，在合适的时候（安全点）停下程序的运行，去垃圾回收机制去运行，这就需要编译器生成这样的代码，去和gc做协调。 另外，通常，编译器还要告诉gc，gc root（包括全局变量、本地变量、存放在寄存器中的变量等）都是哪些，便于垃圾收集机制的运行。 为了配合一些特定的垃圾收集算法，编译器还要插入一些其他的代码，比如读写屏障。 对于采用引用计数方法的gc，就更需要编译器的配合。编译器要插入相应的代码（机器码），增减引用计数。在引用计数为零的时候，还要调用回收内存的代码。
2020-07-2232 
阿木老师，我用clang -target armv7a-none-eabi 想交叉编译生成一个打印hello world的程序,老是报错，找不到头文件，请问在mac上还需要配置什么吗作者回复: 看看这篇文档对你有没有用：https://clang.llvm.org/docs/CrossCompilation.html 我的习惯，是在本机自行编译一下LLVM，里面也带了clang等工程。这有几个好处： 首先，可以拥有一个debug版本的LLVM，方便用一些针对开发者的工具和参数。 第二，可以选择合适的LLVM/Clang版本。 第三，可以不依赖本机原来带的clang，所有的配置，包括头文件什么的，都用自己的这一套。
2020-06-272
风请教一下，为什么特别地以-O2为例介绍优化后的代码，是有什么典型性吗作者回复: -O1、-O2什么的，代表不同的优化深度。优化越多，编译时间越长。 你可以对比一下-O1和-O2生成的汇编代码的不同，可以加深理解。
2020-12-16
A君循环展开可以减少count++和判断指令，另外还可以增加计算指令数，增加通过指令排序优化的机会。2022-04-23- A君指令选择，一个IR可以生成多条指令，我们应该选择代价最小的那条指令。2022-04-23
Self-devourer老师，关于流水线，指令并行那里有个问题想请教下。 我理解的是，每条指令虽然被拆分多个阶段，但一条指令的所有阶段还是由一个功能单元去执行。 假设指令间没有依赖性，那为什么会出现错位的情况，不能让所有功能单元都从指令的第一个阶段开始执行呢？2022-01-13
Laputa“因为每个时钟周期都可以开始执行一条新指令，所以虽然一条指令需要 5 个时钟周期才能执行完，但在同一个时刻，却可以有 5 条指令并行执行。” 老师，一条指令需要5时钟周期，这块的依据是什么呢，任何指令都需要5个时钟周期吗，还是说不通指令需要的时钟周期不一样呢？2021-11-30
