第2章 IR基礎知識

目前流行的編譯器通常采用三段式設計，分為前端、中端和后端，編譯器的典型架構如圖2-1所示。

圖2-1 編譯器架構示意圖

前端：對程序進行解析，確保程序符合語言規定的詞法、語法、語義規則。前端完成后通常將程序變換成另一種表示，這種新的表示一般更便于進行編譯優化或者目標代碼生成。

中端：目的是對程序進行優化。為了便于進行優化，通常使用IR來描述程序，不同的語言可以翻譯成統一的IR，這樣針對IR進行的優化可以做到語言無關。中端常見的優化有常量傳播（Constant Propagation，CP）、死代碼消除（Dead Code Elimination，DCE）、循環不變代碼外提（Loop Invariant Code Motion，LICM）、循環展開（Loop Unrolling，LU）等。

后端：目的是將程序翻譯成目標機器可以識別的機器碼。后端的工作通常包括指令選擇、指令調度、寄存器分配和機器碼生成。

注意

通常我們提到的優化都是指語言無關、架構無關的編譯優化，但現實中也存在一些語言相關、架構相關的優化技術，這些優化技術都是對特定問題的分析和解決，不在本書的討論范圍內。

IR是編譯優化的基礎，本章將主要討論IR相關知識。