现代微处理器体系结构简介
指令集架构
存储器层次结构
硬盘（os） -> 内存（os） -> 缓存（硬件） -> 寄存器（编译器）
编译器可以管理寄存器
尽可能少的访问寄存器以外的存储器
- 寄存器的数量有限
- 对缓存的利用，对大型数据结构有用
地址空间
- 代码区
- 存放目标代码
- 静态数据区
- 全局变量
- 静态变量
- 部分常量，例如字符串
- 动态内存区
- 也被称为内存堆
- 程序员管理：c，cpp
- 程序自动管理：java，ada
- 程序运行栈
- 活动记录
- 函数调用的上下文现场
寄存器的分配和指派
why?
- 速度快
- 某些运算只能发生在寄存器中？（）
- 优化指令的执行，更希望所有的指令都在寄存器中完成
- 寄存器有很多好处，然后确实有限
种类
- 通用寄存器
- 保留寄存器（专门用途，特定功能）：栈指针，返回地址寄存器
- 临时寄存器‼️：调用方保存的寄存器
- 全局寄存器‼️：被调用方保存的寄存器
- 专门寄存器
全局寄存器分配
“全局”是相对于“基本块”而言的
分配原则：
- 垮基本块仍然活跃的变量，尤其是循环体内
局部变量参与全局寄存器分配 - 寄存器专属于线程！为了线程安全，全局变量/静态变量一般不参与全局寄存器分配
1 | void foo(int a) |
？（为什么全局变量不参与）
分配方法
- 引用计数：根据被引用次数，赋予权重，由大到小分配寄存器
- 着色图算法：构建变量之间的冲突图，将不同的全局寄存器分配给有冲突的变量（如果两个元素有边就要分配不同的寄存器）
引用计数
直接看次数，如果有循环体可以预先分配循环次数
‼️不再使用的变量无法及时释放寄存器
解决办法：活跃变量分析，冲突图；着色算法
图着色算法
简化版
- 构建冲突图
- 有k个寄存器，用k个颜色填充
活跃变量分析：看in[B]即基本块入口处的活跃变量
启发式着色算法
- 找到一个连接边小于k的节点，将其从图中移除
- 重复上面的步骤
- 按照节点被移走的反向顺序，重新构建填充颜色
⚠️如果找不到连接边小于k的节点，就在图中选取适当的结点，将它记录为“不分配全局寄存器”的结点，并从图中移走
临时寄存器的分配
- 基本块内使用
- 不得跨用函数调用
- 管理方法：维护寄存器池
指令选择（感觉不太重要）
（想补充补充补充）