《編譯器設(shè)計(第2版)》是編譯器設(shè)計領(lǐng)域的經(jīng)典著作，主要從以下四部分詳解了編譯器的設(shè)計過程。及時部分涵蓋編譯器前端設(shè)計和建立前端所用工具的設(shè)計和構(gòu)建；第二部分探討從源代碼到編譯器中間形式的映射，考察前端為優(yōu)化器和后端所生成代碼的種類；第三部分介紹代碼優(yōu)化，同時包含對分析和轉(zhuǎn)換的進一步處理；第四部分專門講解編譯器后端使用的算法。
《編譯器設(shè)計(第2版)》適合作為高等院校計算機專業(yè)本科生和研究生編譯課程的教材和參考書，也可供相關(guān)技術(shù)人員參考。
深入剖析現(xiàn)代編譯器運用的算法和技術(shù)。強調(diào)代碼優(yōu)化和代碼生成。體現(xiàn)編譯原理教學的理念
Keith D. Cooper是萊斯大學的計算工程Doerr講席教授。他研究過編譯后代碼優(yōu)化領(lǐng)域的大量問題，包括過程間數(shù)據(jù)流分析及其應(yīng)用、值編號、代數(shù)重新關(guān)聯(lián)、寄存器分配和指令調(diào)度等。他近期的工作專注于從根本上重新考察傳統(tǒng)編譯器的結(jié)構(gòu)和行為。他講授過各種本科生水平的課程，從程序設(shè)計入門到研究生水平的代碼優(yōu)化等。他還是ACM院士。 Linda Torczon是萊斯大學計算機科學系的高級研究科學家，她是PACE(平臺可感知編譯環(huán)境)項目的首席研究員，該項目由DARPA(國防高級研究計劃局)贊助，意在開發(fā)一種優(yōu)化編譯器環(huán)境，能夠針對新平臺自動地調(diào)整其優(yōu)化機制和策略。從1990年到2000年，Torczon擔任并行計算研究中心的執(zhí)行總監(jiān)，該中心是美國國家科學基金會下屬的一個科技中心。她還擔任過HiPerSoft、洛斯阿拉莫斯計算機科學研究所和虛擬網(wǎng)格應(yīng)用開發(fā)軟件項目的執(zhí)行總監(jiān)。
第1章 編譯概觀
1.1 簡介
1.2 編譯器結(jié)構(gòu)
1.3 轉(zhuǎn)換概述
1.3.1 前端
1.3.2 優(yōu)化器
1.3.3 后端
1.4 小結(jié)和展望
第2章 詞法分析器
2.1 簡介
2.2 識別單詞
2.2.1 識別器的形式化
2.2.2 識別更復(fù)雜的單詞
2.3 正則表達式
2.3.1 符號表示法的形式化
2.3.2 示例
2.3.3 RE的閉包性質(zhì)
2.4 從正則表達式到詞法分析器
2.4.1 非確定性有限自動機
2.4.2 從正則表達式到NFA：Thompson構(gòu)造法
2.4.3 從NFA到DFA：子集構(gòu)造法
2.4.4 從DFA到最小DFA：Hopcroft算法
2.4.5 將DFA用做識別器
2.5 實現(xiàn)詞法分析器
2.5.1 表驅(qū)動詞法分析器
2.5.2 直接編碼的詞法分析器
2.5.3 手工編碼的詞法分析器
2.5.4 處理關(guān)鍵字
2.6 高級主題
2.6.1 從DFA到正則表達式
2.6.2 DFA最小化的另一種方法：Brzozowski算法
2.6.3 無閉包的正則表達式
2.7 小結(jié)和展望
第3章 語法分析器
3.1 簡介
3.2 語法的表示
3.2.1 為什么不使用正則表達式
3.2.2 上下文無關(guān)語法
3.2.3 更復(fù)雜的例子
3.2.4 將語義編碼到結(jié)構(gòu)中
3.2.5 為輸入符號串找到推導(dǎo)
3.3 自頂向下語法分析
3.3.1 為進行自頂向下語法分析而轉(zhuǎn)換語法
3.3.2 自頂向下的遞歸下降語法分析器
3.3.3 表驅(qū)動的LL(1)語法分析器
3.4 自底向上語法分析
3.4.1 LR(1)語法分析算法
3.4.2 構(gòu)建LR(1)表
3.4.3 表構(gòu)造過程中的錯誤
3.5 實際問題
3.5.1 出錯恢復(fù)
3.5.2 一元運算符
3.5.3 處理上下文相關(guān)的二義性
3.5.4 左遞歸與右遞歸
3.6 高級主題
3.6.1 優(yōu)化語法
3.6.2 減小LR(1)表的規(guī)模
3.7 小結(jié)和展望
第4章 上下文相關(guān)分析
4.1 簡介
4.2 類型系統(tǒng)簡介
4.2.1 類型系統(tǒng)的目標
4.2.2 類型系統(tǒng)的組件
4.3 屬性語法框架
4.3.1 求值的方法
4.3.2 環(huán)
4.3.3 擴展實例
4.3.4 屬性語法方法的問題
4.4 特設(shè)語法制導(dǎo)轉(zhuǎn)換
4.4.1 特設(shè)語法制導(dǎo)轉(zhuǎn)換的實現(xiàn)
4.4.2 例子
4.5 高級主題
4.5.1 類型推斷中更困難的問題
4.5.2 改變結(jié)合性
4.6 小結(jié)和展望
第5章 中間表示
5.1 簡介
5.2 圖IR
5.2.1 與語法相關(guān)的樹
5.2.2 圖
5.3 線性IR
5.3.1 堆棧機代碼
5.3.2 三地址代碼
5.3.3 線性代碼的表示
5.3.4 根據(jù)線性代碼建立控制流圖
5.4 將值映射到名字
5.4.1 臨時值的命名
5.4.2 靜態(tài)單賦值形式
5.4.3 內(nèi)存模型
5.5 符號表
5.5.1 散列表
5.5.2 建立符號表
5.5.3 處理嵌套的作用域
5.5.4 符號表的許多用途
5.5.5 符號表技術(shù)的其他用途
5.6 小結(jié)和展望
第6章 過程抽象
6.1 簡介
6.2 過程調(diào)用
6.3 命名空間
6.3.1 類Algol語言的命名空間
6.3.2 用于支持類Algol語言的運行時結(jié)構(gòu)
6.3.3 面向?qū)ο笳Z言的命名空間
6.3.4 支持面向?qū)ο笳Z言的運行時結(jié)構(gòu)
6.4 過程之間值的傳遞
6.4.1 傳遞參數(shù)
6.4.2 返回值
6.4.3 確定可尋址性
6.5 標準化鏈接
6.6 高級主題
6.6.1 堆的顯式管理
6.6.2 隱式釋放
6.7 小結(jié)和展望
第7章 代碼形式
7.1 簡介
7.2 分配存儲位置
7.2.1 設(shè)定運行時數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的位置
7.2.2 數(shù)據(jù)區(qū)的布局
7.2.3 將值保持在寄存器中
7.3 算術(shù)運算符
7.3.1 減少對寄存器的需求
7.3.2 訪問參數(shù)值
7.3.3 表達式中的函數(shù)調(diào)用
7.3.4 其他算術(shù)運算符
7.3.5 混合類型表達式
7.3.6 作為運算符的賦值操作
7.4 布爾運算符和關(guān)系運算符
7.4.1 表示
7.4.2 對關(guān)系操作的硬件支持
7.5 數(shù)組的存儲和訪問
7.5.1 引用向量元素
7.5.2 數(shù)組存儲布局
7.5.3 引用數(shù)組元素
7.5.4 范圍檢查
7.6 字符串
7.6.1 字符串表示
7.6.2 字符串賦值
7.6.3 字符串連接
7.6.4 字符串長度
7.7 結(jié)構(gòu)引用
7.7.1 理解結(jié)構(gòu)布局
7.7.2 結(jié)構(gòu)數(shù)組
7.7.3 聯(lián)合和運行時標記
7.7.4 指針和匿名值
7.8 控制流結(jié)構(gòu)
7.8.1 條件執(zhí)行
7.8.2 循環(huán)和迭代
7.8.3 case語句
7.9 過程調(diào)用
7.9.1 實參求值
7.9.2 保存和恢復(fù)寄存器
7.10 小結(jié)和展望
第8章 優(yōu)化簡介
8.1 簡介
8.2 背景
8.2.1 例子
8.2.2 對優(yōu)化的考慮
8.2.3 優(yōu)化的時機
8.3 優(yōu)化的范圍
8.4 局部優(yōu)化
8.4.1 局部值編號
8.4.2 樹高平衡
8.5 區(qū)域優(yōu)化
8.5.1 超局部值編號
8.5.2 循環(huán)展開
8.6 全局優(yōu)化
8.6.1 利用活動信息查找未初始化變量
8.6.2 全局代碼置放
8.7 過程間優(yōu)化
8.7.1 內(nèi)聯(lián)替換
8.7.2 過程置放
8.7.3 針對過程間優(yōu)化的編譯器組織結(jié)構(gòu)
8.8 小結(jié)和展望
第9章 數(shù)據(jù)流分析
9.1 簡介
9.2 迭代數(shù)據(jù)流分析
9.2.1 支配性
9.2.2 活動變量分析
9.2.3 數(shù)據(jù)流分析的局限性
9.2.4 其他數(shù)據(jù)流問題
9.3 靜態(tài)單賦值形式
9.3.1 構(gòu)造靜態(tài)單賦值形式的簡單方法
9.3.2 支配邊界
9.3.3 放置 函數(shù)
9.3.4 重命名
9.3.5 從靜態(tài)單賦值形式到其他形式的轉(zhuǎn)換
9.3.6 使用靜態(tài)單賦值形式
9.4 過程間分析
9.4.1 構(gòu)建調(diào)用圖
9.4.2 過程間常量傳播
9.5 高級主題
9.5.1 結(jié)構(gòu)性數(shù)據(jù)流算法和可歸約性
9.5.2 加速計算支配性的迭代框架算法的執(zhí)行
9.6 小結(jié)和展望
第10章 標量優(yōu)化
10.1 簡介
10.2 消除無用和不可達代碼
10.2.1 消除無用代碼
10.2.2 消除無用控制流
10.2.3 消除不可達代碼
10.3 代碼移動
10.3.1 緩式代碼移動
10.3.2 代碼提升
10.4 特化
10.4.1 尾調(diào)用優(yōu)化
10.4.2 葉調(diào)用優(yōu)化
10.4.3 參數(shù)提升
10.5 冗余消除
10.5.1 值相同與名字相同
10.5.2 基于支配者的值編號算法
10.6 為其他變換制造時機
10.6.1 超級塊復(fù)制
10.6.2 過程復(fù)制
10.6.3 循環(huán)外提
10.6.4 重命名
10.7 高級主題
10.7.1 合并優(yōu)化
10.7.2 強度削減
10.7.3 選擇一種優(yōu)化序列
10.8 小結(jié)和展望
第11章 指令選擇
11.1 簡介
11.2 代碼生成
11.3 擴展簡單的樹遍歷方案
11.4 通過樹模式匹配進行指令選擇
11.4.1 重寫規(guī)則
11.4.2 找到平鋪方案
11.4.3 工具
11.5 通過窺孔優(yōu)化進行指令選擇
11.5.1 窺孔優(yōu)化
11.5.2 窺孔變換程序
11.6 高級主題
11.6.1 學習窺孔模式
11.6.2 生成指令序列
11.7 小結(jié)和展望
第12章 指令調(diào)度
12.1 簡介
12.2 指令調(diào)度問題
12.2.1 度量調(diào)度質(zhì)量的其他方式
12.2.2 是什么使調(diào)度這樣難
12.3 局部表調(diào)度
12.3.1 算法
12.3.2 調(diào)度具有可變延遲的操作
12.3.3 擴展算法
12.3.4 在表調(diào)度算法中打破平局
12.3.5 前向表調(diào)度與后向表調(diào)度
12.3.6 提高表調(diào)度的效率
12.4 區(qū)域性調(diào)度
12.4.1 調(diào)度擴展基本程序塊
12.4.2 跟蹤調(diào)度
12.4.3 通過復(fù)制構(gòu)建適當?shù)纳舷挛沫h(huán)境
12.5 高級主題
12.5.1 軟件流水線的策略
12.5.2 用于實現(xiàn)軟件流水線的算法
12.6 小結(jié)和展望
第13章 寄存器分配
13.1 簡介
13.2 背景問題
13.2.1 內(nèi)存與寄存器
13.2.2 分配與指派
13.2.3 寄存器類別
13.3 局部寄存器分配和指派
13.3.1 自頂向下的局部寄存器分配
13.3.2 自底向上的局部寄存器分配
13.3.3 超越單個程序塊
13.4 全局寄存器分配和指派
13.4.1 找到全局活動范圍
13.4.2 估算全局逐出代價
13.4.3 沖突和沖突圖
13.4.4 自頂向下著色
13.4.5 自底向上著色
13.4.6 合并副本以減小度數(shù)
13.4.7 比較自頂向下和自底向上全局分配器
13.4.8 將機器的約束條件編碼到?jīng)_突圖中
13.5 高級主題
13.5.1 圖著色寄存器分配方法的變體
13.5.2 靜態(tài)單賦值形式上的全局寄存器分配
13.6 小結(jié)和展望
附錄A ILOC
附錄B 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
參考文獻
索引
"編譯器是一個內(nèi)容豐富的研究領(lǐng)域，將整個計算機科學融匯在一個優(yōu)雅的構(gòu)造中。Cooper和Torczon的這本書很受歡迎，可以指導(dǎo)讀者輕松學習編譯器這種軟件系統(tǒng)，新版增加了兩位作者的一些設(shè)計經(jīng)驗，并明確指出了許多必須注意的細節(jié)，同時又不忘強調(diào)設(shè)計的大局觀。對任何不熟悉編譯器的人來說，本書都是不可多得的參考手冊。"
——Michael D. Smith，哈佛大學文理學院院長，工程與應(yīng)用科學John H. Finley Jr.講席教授
"本書是構(gòu)建現(xiàn)代優(yōu)化編譯器的指南。作者汲取了編譯器構(gòu)建領(lǐng)域大量的經(jīng)驗，以幫助學生掌握整體設(shè)計思路，同時引導(dǎo)學生了解構(gòu)建有效的優(yōu)化編譯器所必需的許多重要而微妙的細節(jié)。尤其值得一提的是，在我讀過的書中，本書對靜態(tài)單賦值形式的闡述最為清晰。"
——Jeffery von Ronne，得克薩斯大學圣安東尼奧分校計算機科學系助理教授
"本書采用了更常規(guī)且一致的結(jié)構(gòu)，還包含大量輔助教學的內(nèi)容，如復(fù)習題、附加示例、術(shù)語解釋和文本框說明等，這提升了它作為教科書的價值。本書還包括大量技術(shù)上的更新，包括非傳統(tǒng)語言、實際編譯器和編譯器技術(shù)非傳統(tǒng)用途方面的更多內(nèi)容。優(yōu)化方面的內(nèi)容是第1版的特色，這一版中變得更為清晰易讀。"
——Michael L. Sccot，羅徹斯特大學計算機科學系教授，Programming Language Pragmatics的作者
"Keith Cooper和Linda Torczon不僅很好地講述了編譯器的歷史，也從實踐者的角度闡述了如何開發(fā)編譯器。書中包括了大量頗具實用價值的討論和說明，既涉及理論，也涉及眾多現(xiàn)存編譯器的實例(如Lisp、FORTRAN等)。對入門和高級"分配"與"優(yōu)化"概念的討論，實際上涵蓋了編譯器設(shè)計的整個生命周期。對于計算機科學專業(yè)的學生以及編譯器設(shè)計和開發(fā)人員來說，本書都是必備參考書。"
——David Orleans，諾瓦東南大學
"這本書寫得實在是棒極了，內(nèi)容翔實，輔以大量圖表和示例說明，作為大學編譯器課程的教科書和從業(yè)人員的參考書再合適不過了。代碼優(yōu)化是其重點。"
——Reviews網(wǎng)站
