编译器设计（第2版） [Engineering a Compiler,Second] epub pdf mobi txt 电子书 下载 2024

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编辑推荐

　　深入剖析现代编译器运用的算法和技术
　　强调代码优化和代码生成
　　体现编译原理教学的理念

内容简介

　　1952年一个编译器诞生，至今已经过去了半个多世纪，编译器的发展日臻成熟，关于编译器设计的著作也出版了不少，但既关注设计细节，又具备大局观的经典之作凤毛麟角，《编译器设计（第2版）》即是这样一本难得的佳作。
两位作者多年来一直奋战在研发和教学一线，理论和实践上的丰厚经验都凝结在了《编译器设计（第2版）》中。书中论述了一系列构建现代编译器必需的核心技术，分析了编译器设计者需要面对的诸多问题，阐释了解决这些问题所用到的一些知识点。第2版是时隔8年之后全新修订的版本，充分展现了编译器构造技术的进展。作者重写了书中全部示例，并特别改进了阐述顺序，使得章与章之间的内容更具连续性，也更适合专业人士将这本高校教材作为参考书。

作者简介

　　Keith D. Cooper，莱斯大学计算机科学系计算工程专业Doerr特聘教授，曾任该系系主任。Cooper博士的研究课题涵盖过程间数据流分析、标量指令优化、寄存器分配以及指令调度等方面。

　　Linda Torczon，莱斯大学计算机科学系高级研究员。Torczon的研究内容主要包括代码生成、过程间数据流分析和优化、编程环境。

　　译者简介：
　　郭旭，资深软件设计师。主要兴趣是复杂软件系统的分析和设计，目前从事高性能数据集成工具的研发。译有《深入Linux内核架构》、《C语言接口及实现》等书。

精彩书评

　　“编译器是一个内容丰富的研究领域，将整个计算机科学融汇在一个优雅的构造中。Cooper和Torczon的这本书很受欢迎，可以指导读者轻松学习编译器这种软件系统，新版增加了两位作者的一些设计经验，并明确指出了许多必须注意的细节，同时又不忘强调设计的大局观。对任何不熟悉编译器的人来说，本书都是不可多得的参考手册。”
　　——Michael D. Smith，哈佛大学文理学院院长，工程与应用科学John H. Finley Jr.讲席教授
　　
　　“本书是构建现代优化编译器的指南。作者汲取了编译器构建领域大量的经验，以帮助学生掌握整体设计思路，同时引导学生了解构建有效的优化编译器所必需的许多重要而微妙的细节。尤其值得一提的是，在我读过的书中，本书对静态单赋值形式的阐述为清晰。”
　　——Jeffery von Ronne，得克萨斯大学圣安东尼奥分校计算机科学系助理教授
　　
　　“本书采用了更常规且一致的结构，还包含大量辅助教学的内容，如复习题、附加示例、术语解释和文本框说明等，这提升了它作为教科书的价值。本书还包括大量技术上的更新，包括非传统语言、实际编译器和编译器技术非传统用途方面的更多内容。优化方面的内容是第1版的特色，这一版中变得更为清晰易读。”
　　——Michael L. Sccot，罗彻斯特大学计算机科学系教授，Programming Language Pragmatics的作者
　　
　　“Keith Cooper和Linda Torczon不仅很好地讲述了编译器的历史，也从实践者的角度阐述了如何开发编译器。书中包括了大量颇具实用价值的讨论和说明，既涉及理论，也涉及众多现存编译器的实例（如Lisp、FORTRAN等）。对入门和高级“分配”与“优化”概念的全面讨论，实际上涵盖了编译器设计的整个生命周期。对于计算机科学专业的学生以及编译器设计和开发人员来说，本书都是必备参考书。”
　　——David Orleans，诺瓦东南大学
　　
　　“这本书写得实在是棒极了，内容翔实，辅以大量图表和示例说明，作为大学编译器课程的教科书和从业人员的参考书再合适不过了。代码优化是其重点。”
　　——Reviews网站

目录

第1章 　编译概观
1.1 　简介
1.2 　编译器结构
1.3 　转换概述
1.3.1 　前端
1.3.2 　优化器
1.3.3 　后端
1.4 　小结和展望
第2章 　词法分析器
2.1 　简介
2.2 　识别单词
2.2.1 　识别器的形式化
2.2.2 　识别更复杂的单词
2.3 　正则表达式
2.3.1 　符号表示法的形式化
2.3.2 　示例
2.3.3 　RE的闭包性质
2.4 　从正则表达式到词法分析器
2.4.1 　非确定性有限自动机
2.4.2 　从正则表达式到NFA：Thompson构造法
2.4.3 　从NFA到DFA：子集构造法
2.4.4 　从DFA到最小DFA：Hopcroft算法
2.4.5 　将DFA用做识别器
2.5 　实现词法分析器
2.5.1 　表驱动词法分析器
2.5.2 　直接编码的词法分析器
2.5.3 　手工编码的词法分析器
2.5.4 　处理关键字
2.6 　高级主题
2.6.1 　从DFA到正则表达式
2.6.2 　DFA最小化的另一种方法：Brzozowski算法
2.6.3 　无闭包的正则表达式
2.7 　小结和展望
第3章 　语法分析器
3.1 　简介
3.2 　语法的表示
3.2.1 　为什么不使用正则表达式
3.2.2 　上下文无关语法
3.2.3 　更复杂的例子
3.2.4 　将语义编码到结构中
3.2.5 　为输入符号串找到推导
3.3 　自顶向下语法分析
3.3.1 　为进行自顶向下语法分析而转换语法
3.3.2 　自顶向下的递归下降语法分析器
3.3.3 　表驱动的LL(1)语法分析器
3.4 　自底向上语法分析
3.4.1 　LR(1)语法分析算法
3.4.2 　构建LR(1)表
3.4.3 　表构造过程中的错误
3.5 　实际问题
3.5.1 　出错恢复
3.5.2 　一元运算符
3.5.3 　处理上下文相关的二义性
3.5.4 　左递归与右递归
3.6 　高级主题
3.6.1 　优化语法
3.6.2 　减小LR(1)表的规模
3.7 　小结和展望
第4章 　上下文相关分析
4.1 　简介
4.2 　类型系统简介
4.2.1 　类型系统的目标
4.2.2 　类型系统的组件
4.3 　属性语法框架
4.3.1 　求值的方法
4.3.2 　环
4.3.3 　扩展实例
4.3.4 　属性语法方法的问题
4.4 　特设语法制导转换
4.4.1 　特设语法制导转换的实现
4.4.2 　例子
4.5 　高级主题
4.5.1 　类型推断中更困难的问题
4.5.2 　改变结合性
4.6 　小结和展望
第5章 　中间表示
5.1 　简介
5.2 　图IR
5.2.1 　与语法相关的树
5.2.2 　图
5.3 　线性IR
5.3.1 　堆栈机代码
5.3.2 　三地址代码
5.3.3 　线性代码的表示
5.3.4 　根据线性代码建立控制流图
5.4 　将值映射到名字
5.4.1 　临时值的命名
5.4.2 　静态单赋值形式
5.4.3 　内存模型
5.5 　符号表
5.5.1 　散列表
5.5.2 　建立符号表
5.5.3 　处理嵌套的作用域
5.5.4 　符号表的许多用途
5.5.5 　符号表技术的其他用途
5.6 　小结和展望
第6章 　过程抽象
6.1 　简介
6.2 　过程调用
6.3 　命名空间
6.3.1 　类Algol语言的命名空间
6.3.2 　用于支持类Algol语言的运行时结构
6.3.3 　面向对象语言的命名空间
6.3.4 　支持面向对象语言的运行时结构
6.4 　过程之间值的传递
6.4.1 　传递参数
6.4.2 　返回值
6.4.3 　确定可寻址性
6.5 　标准化链接
6.6 　高级主题
6.6.1 　堆的显式管理
6.6.2 　隐式释放
6.7 　小结和展望
第7章 　代码形式
7.1 　简介
7.2 　分配存储位置
7.2.1 　设定运行时数据结构的位置
7.2.2 　数据区的布局
7.2.3 　将值保持在寄存器中
7.3 　算术运算符
7.3.1 　减少对寄存器的需求
7.3.2 　访问参数值
7.3.3 　表达式中的函数调用
7.3.4 　其他算术运算符
7.3.5 　混合类型表达式
7.3.6 　作为运算符的赋值操作
7.4 　布尔运算符和关系运算符
7.4.1 　表示
7.4.2 　对关系操作的硬件支持
7.5 　数组的存储和访问
7.5.1 　引用向量元素
7.5.2 　数组存储布局
7.5.3 　引用数组元素
7.5.4 　范围检查
7.6 　字符串
7.6.1 　字符串表示
7.6.2 　字符串赋值
7.6.3 　字符串连接
7.6.4 　字符串长度
7.7 　结构引用
7.7.1 　理解结构布局
7.7.2 　结构数组
7.7.3 　联合和运行时标记
7.7.4 　指针和匿名值
7.8 　控制流结构
7.8.1 　条件执行
7.8.2 　循环和迭代
7.8.3 　case语句
7.9 　过程调用
7.9.1 　实参求值
7.9.2 　保存和恢复寄存器
7.10 　小结和展望
第8章 　优化简介
8.1 　简介
8.2 　背景
8.2.1 　例子
8.2.2 　对优化的考虑
8.2.3 　优化的时机
8.3 　优化的范围
8.4 　局部优化
8.4.1 　局部值编号
8.4.2 　树高平衡
8.5 　区域优化
8.5.1 　超局部值编号
8.5.2 　循环展开
8.6 　全局优化
8.6.1 　利用活动信息查找未初始化变量
8.6.2 　全局代码置放
8.7 　过程间优化
8.7.1 　内联替换
8.7.2 　过程置放
8.7.3 　针对过程间优化的编译器组织结构
8.8 　小结和展望
第9章 　数据流分析
9.1 　简介
9.2 　迭代数据流分析
9.2.1 　支配性
9.2.2 　活动变量分析
9.2.3 　数据流分析的局限性
9.2.4 　其他数据流问题
9.3 　静态单赋值形式
9.3.1 　构造静态单赋值形式的简单方法
9.3.2 　支配边界
9.3.3 　放置 函数
9.3.4 　重命名
9.3.5 　从静态单赋值形式到其他形式的转换
9.3.6 　使用静态单赋值形式
9.4 　过程间分析
9.4.1 　构建调用图
9.4.2 　过程间常量传播
9.5 　高级主题
9.5.1 　结构性数据流算法和可归约性
9.5.2 　加速计算支配性的迭代框架算法的执行
9.6 　小结和展望
第10章 　标量优化
10.1 　简介
10.2 　消除无用和不可达代码
10.2.1 　消除无用代码
10.2.2 　消除无用控制流
10.2.3 　消除不可达代码
10.3 　代码移动
10.3.1 　缓式代码移动
10.3.2 　代码提升
10.4 　特化
10.4.1 　尾调用优化
10.4.2 　叶调用优化
10.4.3 　参数提升
10.5 　冗余消除
10.5.1 　值相同与名字相同
10.5.2 　基于支配者的值编号算法
10.6 　为其他变换制造时机
10.6.1 　超级块复制
10.6.2 　过程复制
10.6.3 　循环外提
10.6.4 　重命名
10.7 　高级主题
10.7.1 　合并优化
10.7.2 　强度削减
10.7.3 　选择一种优化序列
10.8 　小结和展望
第11章 　指令选择
11.1 　简介
11.2 　代码生成
11.3 　扩展简单的树遍历方案
11.4 　通过树模式匹配进行指令选择
11.4.1 　重写规则
11.4.2 　找到平铺方案
11.4.3 　工具
11.5 　通过窥孔优化进行指令选择
11.5.1 　窥孔优化
11.5.2 　窥孔变换程序
11.6 　高级主题
11.6.1 　学习窥孔模式
11.6.2 　生成指令序列
11.7 　小结和展望
第12章 　指令调度
12.1 　简介
12.2 　指令调度问题
12.2.1 　度量调度质量的其他方式
12.2.2 　是什么使调度这样难
12.3 　局部表调度
12.3.1 　算法
12.3.2 　调度具有可变延迟的操作
12.3.3 　扩展算法
12.3.4 　在表调度算法中打破平局
12.3.5 　前向表调度与后向表调度
12.3.6 　提高表调度的效率
12.4 　区域性调度
12.4.1 　调度扩展基本程序块
12.4.2 　跟踪调度
12.4.3 　通过复制构建适当的上下文环境
12.5 　高级主题
12.5.1 　软件流水线的策略
12.5.2 　用于实现软件流水线的算法
12.6 　小结和展望
第13章 　寄存器分配
13.1 　简介
13.2 　背景问题
13.2.1 　内存与寄存器
13.2.2 　分配与指派
13.2.3 　寄存器类别
13.3 　局部寄存器分配和指派
13.3.1 　自顶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 　超越单个程序块
13.4 　全局寄存器分配和指派
13.4.1 　找到全局活动范围
13.4.2 　估算全局逐出代价
13.4.3 　冲突和冲突图
13.4.4 　自顶向下着色
13.4.5 　自底向上着色
13.4.6 　合并副本以减小度数
13.4.7 　比较自顶向下和自底向上全局分配器
13.4.8 　将机器的约束条件编码到冲突图中
13.5 　高级主题
13.5.1 　图着色寄存器分配方法的变体
13.5.2 　静态单赋值形式上的全局寄存器分配
13.6 　小结和展望
附录A 　ILOC
附录B 　数据结构
参考文献
索引

前言/序言

　　构建编译器的实践方法一直在不断变化，部分是因为处理器和系统的设计会发生变化。例如，当我们在1998年开始写作本书初版时，一些同事对书中指令调度方面的内容颇感疑惑，因为乱序执行威胁到了指令调度，很有可能会使其变得不再重要。现在第2版已经付印，随着多核处理器的崛起和争取更多核心的推动，顺序执行流水线再次展现吸引力，因为这种流水线占地较少，设计者能够将更多核心放置在一块芯片上。短期内，指令调度仍然很重要。
　　同时，编译器构建社区还将继续产生新的思路和算法，并重新发现原本有效但在很大程度上却被遗忘的旧技术。围绕着寄存器分配中弦图（chordal graph）使用（参见13.5.2节）的最新研究颇为令人振奋。该项工作承诺可以简化图着色分配器（graph-coloring allocator）的某些方面。Brzozowski的算法是一种DFA最小化技术，可以追溯到20世纪60年代早期，但却已有数十年未在编译器课程中讲授了（参见2.6.2节）。 该算法提供了一种容易的路径，可以从子集构造（subset construction）的实现得到一个最小化DFA的实现。编译器构建方面的现代课程本该同时包括这两种思想。
　　那么，为了让学习者准备好进入这个不断变化的领域，我们该如何设计编译器构建课程的结构呢？我们相信，这门课应该使每个学生学会建立新编译器组件和修改现存编译器所需的各项基本技能。学生既需要理解笼统的概念，如链接约定中隐含的编译器、链接器、装载器和操作系统之间的协作，也需要理解微小的细节，如编译器编写者如何减少每个过程调用时保存寄存器的代码总共所占的空间。
　　第2版中的改变
　　本书提供了两种视角：编译器构建领域中各问题的整体图景，以及各种可选算法方案的详细讨论。在构思本书的过程中，我们专注于该书的可用性，使其既可作为教科书，又可用做专业人士的参考书。为此，我们特别进行了下述改动。
　　改进了阐述思想的流程，以帮助按顺序阅读本书的学生。每章章首简介会解释该章的目的，列出主要的概念，并概述主题相关内容。书中的示例已经重写过，使得章与章之间的内容具有连续性。此外，每章都从摘要和一组关键词开始，以帮助那些会将本书用做参考书的读者。
　　在每节末尾都增加了本节回顾和复习题。复习题用于快速检查读者是否理解了该节的要点。
　　关键术语的定义放在了它们被首次定义和讨论的段落之后。
　　大量修订了有关优化的内容，使其能够更广泛地涵盖优化编译器的各种可能性。
　　现在的编译器开发专注于优化和代码生成。对于新雇用的编译器编写者来说，他们往往会被指派去将代码生成器移植到新处理器，或去修改优化趟，而不会去编写词法分析器或语法分析器。成功的编译器编写者必须熟悉优化（如静态单赋值形式的构建）和代码生成领域当前最好的实践技术（如软件流水线）。他们还必须拥有相关的背景和洞察力，能理解未来可能出现的新技术。最后，他们必须深刻理解词法分析、语法分析和语义推敲（semantic elaboration）技术，能构建或修改编译器前端。
　　本书是一本教科书、一门教程，帮助学生接触到现代编译器领域中的各种关键问题，并向学生提供解决这些问题所需的背景知识。从第1版开始，我们就维持了各主题之间的基本均衡。前端是实用组件，可以从可靠的厂商购买或由某个开源系统改编而得。但是，优化器和代码生成器通常是对特定处理器定制的，有时甚至针对单个处理器型号定制，因为性能严重依赖于所生成代码的底层细节。这些事实影响到了当今构建编译器的方法，它们也应该影响我们讲授编译器构建课程的方法。
　　本书结构
　　本书内容划分为篇幅大致相等的四个部分。
　　第一部分（第2章～第4章）涵盖编译器前端及建立前端所用工具的设计和构建。
　　第二部分（第5章～第7章）探讨从源代码到编译器的中间形式的映射，这些章考查前端为优化器和后端所生成代码的种类。
　　第三部分（第8章～第10章）介绍代码优化。第8章提供对优化的概述。第9章和第10章包含了对分析和转换的更深入的处理，本科课程通常略去这两章。
　　第四部分（第11章～第13章）专注于编译器的后端所使用的算法。
　　编译的艺术性与科学性
　　编译器构建的内容有两部分，一是将理论应用到实践方面所取得的惊人成就，一是对我们能力受限之处的探讨。这些成就包括：现代词法分析器是通过应用正则语言的理论自动构建识别器而建立的；LR语法分析器使用同样的技术执行句柄识别，进而驱动了一个移进归约语法分析器；数据流分析巧妙有效地将格理论应用到程序分析中；代码生成中使用的近似算法为许多真正困难的问题提供了较好的解。
　　另一方面，编译器构建也揭示了一些难以解决的复杂问题。用于

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我就不多说什么了，很棒的书。

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给儿子买的，是好书。

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没仔细看，应该不错吧啊，呵呵

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