目标代码生成

复习

　　优化做完，程序的中间表示已经“又快又干净”了。但 IR 是抽象的，机器却只认它自己那套指令。把 IR 落到真实机器上，就是后端的工作。

　　前面说过，IR 的一大好处就是与具体机器无关：不管目标是什么 CPU，前面那些分析和优化都能照做。

　　到了后端，画风一转：它要盯着一台具体的机器来办事了。不同的 CPU，指令集、寄存器数量、寻址方式都不一样。同一个 IR 操作，在不同机器上可能要生成不同的指令。“机器无关”的红利到此为止，从这里开始，全是机器细节。

　　把一个 IR 程序变成机器代码，后端大致要解决这几件事：

　　这几件事互相牵制：指令选择影响寄存器需求，寄存器不够又要溢出到栈……所以后端不是“一条直线”，而是一组需要反复协调的决定。接下来的章节，就逐一拆开看。

　　但无论怎么安排，都有一条底线和前端一样：生成的目标代码，必须忠实实现 IR 的语义。 前端辛苦建立的“行为一致”，不能在后端丢掉。正确，永远是第一位。

思考题 1

　　后端与前端最大的区别，在于什么？

思考题 2

　　后端为什么必须“忠实”实现 IR 的语义？

　　前端（以及中端）处理的是与具体机器无关的形式，读源码、建结构、做优化；后端则紧盯一台具体机器，处理指令集、寄存器、寻址方式等机器细节。也就是从“通用”转向“特定机器”。

　　因为 IR 的语义就是程序应有的行为。后端若不能忠实实现它，优化阶段辛苦维持的“行为不变”就会丢失，程序结果可能出错。正确是底线，速度只是在此之上的加分。

设计师 | 南国微雪