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现代编译原理C语言描述

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现代编译原理C语言描述

作者：（美）安佩尔，（美）金斯伯格著，赵克佳，黄春，沈志宇译

出版社：人民邮电出版社

出版日期：2006-4-1

ISBN：7115145520

字数：665000

印次：1

版次：1

纸张：胶版纸

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内容提要

《现代编译原理C语言描述》的内容简要介绍.......

本书全面讲述了现代编译器的各个组成部分，包括词法分析、语法分析、抽象语法、语义检查、中间代码表示、指令选择、数据流分析、寄存器分配以及运行时系统等。全书分成两部分，第一部分是编译的基础知识，适用于第一门编译原理课程(一个学期)；第二部分是高级主题，包括面向对象语言和函数语言、垃圾收集、循环优化、SSA(静态单赋值)形式、循环调度、存储结构优化等，适合于后续课程或研究生教学。书中专门为学生提供了一个用C语言编写的实习项目，包括前端和后端设计，学生可以在一学期内创建一个功能完整的编译器。　　本书适用于高等院校计算机及相关专业的本科生或研究生，也可供科研人员或工程技术人员参考。

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第一部分　编译基本原理 第1章　绪论　1 1.1　模块与接口　1 1.2　工具和软件　3 1.3　树语言的数据结构　3 程序设计：直线式程序解释器　7 推荐阅读　9 习题　9 第2章　词法分析　10 2.1　词法单词　10 2.2　正则表达式　11 2.3　有限自动机　13 2.4　非确定有限自动机　15 2.4.1　将正则表达式转换为NFA　16 2.4.2　将NFA转换为DFA　18 2.5　Lex：词法分析器的生成器　20 程序设计：词法分析　22 推荐阅读　23 习题　23 第3章　语法分析　27 3.1　上下文无关文法　28 3.1.1　推导　29 3.1.2　语法分析树　29 3.1.3　二义性文法　30 3.1.4　文件结束符　31 3.2　预测分析　32 3.2.1　FIRST集合和FOLLOW集合　33 3.2.2　构造一个预测分析器　35 3.2.3　消除左递归　36 3.2.4　提取左因子　37 3.2.5　错误恢复　37 3.3　LR分析　39 3.3.1　LR分析引擎　40 3.3.2　LR(0)分析器生成器　41 3.3.3　SLR分析器的生成　44 3.3.4　LR(1)项和LR(1)分析表　45 3.3.5　LALR(1)分析表　46 3.3.6　各类文法的层次　47 3.3.7　二义性文法的LR分析　47 3.4　使用分析器的生成器　48 3.4.1　冲突　49 3.4.2　优先级指导　50 3.4.3　语法和语义　53 3.5　错误恢复　54 3.5.1　用error符号恢复　54 3.5.2　全局错误修复　55 程序设计：语法分析　57 推荐阅读　58 习题　58 第4章　抽象语法　62 4.1　语义动作　62 4.1.1　递归下降　62 4.1.2　Yacc生成的分析器　62 4.1.3　语义动作的解释器　64 4.2　抽象语法分析树　65 4.2.1　位置　67 4.2.2　Tiger的抽象语法　68 程序设计：抽象语法　71 推荐阅读　71 习题　72 第5章　语义分析　73 5.1　符号表　73 5.1.1　多个符号表　74 5.1.2　高效的命令式风格符号表　75 5.1.3　高效的函数式符号表　76 5.1.4　Tiger编译器的符号　77 5.1.5　函数式风格的符号表　79 5.2　Tiger编译器的绑定　79 5.3　表达式的类型检查　82 5.4　声明的类型检查　84 5.4.1　变量声明　84 5.4.2　类型声明　85 5.4.3　函数声明　85 5.4.4　递归声明　86 程序设计：类型检查　87 习题　87 第6章　活动记录　89 6.1　栈帧　90 6.1.1　帧指针　91 6.1.2　寄存器　92 6.1.3　参数传递　92 6.1.4　返回地址　94 6.1.5　栈帧内的变量　94 6.1.6　静态链　95 6.2　Tiger编译器的栈帧　96 6.2.1　栈帧描述的表示　98 6.2.2　局部变量　98 6.2.3　计算逃逸变量　99 6.2.4　临时变量和标号　100 6.2.5　两层抽象　100 6.2.6　管理静态链　102 6.2.7　追踪层次信息　102 程序设计：栈帧　103 推荐阅读　103 习题　103 第7章　翻译成中间代码　106 7.1　中间表示树　106 7.2　翻译为树中间语言　108 7.2.1　表达式的种类　108 7.2.2　简单变量　111 7.2.3　追随静态链　112 7.2.4　数组变量　113 7.2.5　结构化的左值　114 7.2.6　下标和域选择　114 7.2.7　关于安全性的劝告　115 7.2.8　算术操作　116 7.2.9　条件表达式　116 7.2.10　字符串　117 7.2.11　记录和数组的创建　118 7.2.12　while循环　119 7.2.13　for循环　119 7.2.14　函数调用　120 7.3　声明　120 7.3.1　变量定义　120 7.3.2　函数定义　120 7.3.3　片段　121 程序设计：翻译成树　122 习题　123 第8章　基本块和轨迹　125 8.1　规范树　126 8.1.1　ESEQ的转换　126 8.1.2　一般重写规则　126 8.1.3　将CALL移到顶层　130 8.1.4　线性语句表　131 8.2　处理条件分支　131 8.2.1　基本块　131 8.2.2　轨迹　132 8.2.3　完善　133 8.2.4　最优轨迹　133 推荐阅读　134 习题　134 第9章　指令选择　136 9.1　指令选择算法　138 9.1.1　Maximal Munch算法　138 9.1.2　动态规划　140 9.1.3　树文法　141 9.1.4　快速匹配　143 9.1.5　覆盖算法的效率　143 9.2　CISC机器　144 9.3　Tiger编译器的指令选择　146 9.3.1　抽象的汇编语言指令　146 9.3.2　生成汇编指令　148 9.3.3　过程调用　151 9.3.4　无帧指针的情形　151 程序设计：指令选择　152 推荐阅读　153 习题　154 第10章　活跃分析　155 10.1　数据流方程的解　156 10.1.1　活跃性计算　156 10.1.2　集合的表示　158 10.1.3　时间复杂度　158 10.1.4　最小不动点　159 10.1.5　静态活跃性与动态活跃性　160 10.1.6　冲突图　161 10.2　Tiger编译器的活跃分析　162 10.2.1　图　162 10.2.2　控制流图　163 10.2.3　活跃分析　164 程序设计：构造流图　164 程序设计：活跃分析模块　165 习题　165 第11章　寄存器分配　166 11.1　通过简化进行着色　166 11.2　合并　168 11.3　预着色的结点　171 11.3.1　机器寄存器的临时副本　171 11.3.2　调用者保护的寄存器和被调用者保护的寄存器　172 11.3.3　含预着色结点的例子　172 11.4　图着色的实现　175 11.4.1　传送指令工作表的管理　176 11.4.2　数据结构　176 11.4.3　程序代码　177 11.5　针对树的寄存器分配　181 程序设计：图着色　184 推荐阅读　185 习题　185 第12章　整合为一体　188 程序设计：过程入口/出口　189 程序设计：创建一个可运行的编译器　191 第二部分高级主题 第13章　垃圾收集　193 13.1　标记-清扫式收集　194 13.2　引用计数　197 13.3　复制式收集　198 13.4　分代收集　201 13.5　增量式收集　203 13.6　Baker算法　205 13.7　编译器接口　205 13.7.1　快速分配　205 13.7.2　数据布局的描述　206 13.7.3　导出指针　207 程序设计：描述字　208 程序设计：垃圾收集　208 推荐阅读　208 习题　210 第14章　面向对象的语言　211 14.1　类　211 14.2　数据域的单继承性　213 14.3　多继承　214 14.4　测试类成员关系　216 14.5　私有域和私有方法　218 14.6　无类语言　219 14.7　面向对象程序的优化　219 程序设计：OBJECT-Tiger　220 推荐阅读　220 习题　221 第15章　函数式程序设计语言　222 15.1　一个简单的函数式语言　222 15.2　闭包　224 15.3　不变的变量　225 15.3.1　基于延续的I/O　226 15.3.2　语言上的变化　227 15.3.3　纯函数式语言的优化　228 15.4　内联扩展　229 15.5　闭包变换　233 15.6　高效的尾递归　235 15.7　懒惰计算　236 15.7.1　传名调用计算　237 15.7.2　按需调用　238 15.7.3　懒惰程序的计算　239 15.7.4　懒惰函数式程序的优化　239 15.7.5　严格性分析　241 推荐阅读　243 程序设计：编译函数式语言　244 习题　244 第16章　多态类型　246 16.1　参数多态性　246 16.1.1　显式带类型的多态语言　247 16.1.2　多态类型的检查　248 16.2　类型推论　253 16.2.1　一个隐式类型的多态语言　254 16.2.2　类型推论算法　255 16.2.3　递归的数据类型　257 16.2.4　Hindley-Milner类型的能力　259 16.3　多态变量的表示　259 16.3.1　多态函数的扩展　260 16.3.2　完全的装箱转换　261 16.3.3　基于强制的表示分析　262 16.3.4　将类型作为运行时参数传递　264 16.4　静态重载的解决方法　265 推荐阅读　266 习题　266 第17章　数据流分析　269 17.1　流分析使用的中间表示　270 17.2　各种数据流分析　271 17.2.1　到达定值　271 17.2.2　可用表达式　273 17.2.3　到达表达式　274 17.2.4　活跃分析　274 17.3　使用数据流分析结果的几种转换　274 17.3.1　公共子表达式删除　274 17.3.2　常数传播　275 17.3.3　复写传播　275 17.3.4　死代码删除　275 17.4　加快数据流分析　276 17.4.1　位向量　276 17.4.2　基本块　276 17.4.3　结点排序　277 17.4.4　使用-定值链和定值-使用链　277 17.4.5　工作表算法　278 17.4.6　增量式数据流分析　278 17.5　别名分析　281 17.5.1　基于类型的别名分析　282 17.5.2　基于流的别名分析　283 17.5.3　使用可能别名信息　284 17.5.4　严格的纯函数式语言中的别名分析　285 推荐阅读　285 习题　285 第18章　循环优化　287 18.1　必经结点　289 18.1.1　寻找必经结点的算法　289 18.1.2　直接必经结点　289 18.1.3　循环　290 18.1.4　循环前置结点　291 18.2　循环不变量计算　292 18.3　归纳变量　293 18.3.1　发现归纳变量　294 18.3.2　强度削弱　295 18.3.3　删除　296 18.3.4　重写比较　296 18.4　数组边界检查　297 18.5　循环展开　300 推荐阅读　301 习题　301 第19章　静态单赋值形式　303 19.1　转化为SSA形式　305 19.1.1　插入φ函数的标准　306 19.1.2　必经结点边界　306 19.1.3　插入φ函数　308 19.1.4　变量重命名　309 19.1.5　边分割　310 19.2　必经结点树的高效计算　310 19.2.1　深度优先生成树　310 19.2.2　半必经结点　311 19.2.3　Lengauer-Tarjan算法　312 19.3　使用SSA的优化算法　315 19.3.1　死代码删除　315 19.3.2　简单的常数传播　316 19.3.3　条件常数传播　317 19.3.4　保持必经结点性质　319 19.4　数组、指针和存储器　320 19.5　控制依赖图　321 19.6　从SSA形式转变回来　323 19.7　函数式中间形式　324 推荐阅读　327 习题　328 第20章　流水和调度　331 20.1　没有资源约束时的循环调度　332 20.2　有资源约束的循环流水　336 20.2.1　模调度　337 20.2.2　寻找最小的启动间距　338 20.2.3　其他控制流　340 20.2.4　编译器应该调度指令吗　340 20.3　分支预测　341 20.3.1　静态分支预测　342 20.3.2　编译器应该预测分支吗　342 推荐阅读　343 习题　343 第21章　存储层次　346 21.1　cache的组织结构　346 21.2　cache块对齐　349 21.3　预取　350 21.4　循环交换　354 21.5　分块　355 21.6　垃圾收集和存储层次　357 推荐阅读　358 习题　358 附录　Tiger语言参考手册　360 参考文献　368 索引　376

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