12、编译技术全解析：从基础到优化

编译技术全解析：从基础到优化

1. 编译过程概述

在大多数情况下，我们虽不亲自编写汇编代码，但编译器生成代码的特性，如速度、大小和功耗，却至关重要。了解编译器的工作原理，有助于我们编写代码，并引导编译器生成所需的汇编语言实现。

编译过程可概括为：将高级语言程序转换为低级指令形式，同时进行优化，以生成比直接翻译源代码语句更优的指令序列。优化技术会着眼于程序的更多部分，确保对某一语句看似有利的编译决策，不会给程序的其他部分带来不必要的问题。

编译通常从 C 或 C++ 等高级语言代码开始，一般会生成汇编代码。高级语言程序首先会被解析成语句和表达式，同时生成包含程序中所有命名对象的符号表。部分编译器会进行高级优化，可视为在不参考指令的情况下修改高级语言程序输入。例如，简化算术表达式就是一种与机器无关的优化。

指令级优化旨在生成代码，可直接作用于真实指令或伪指令格式，后续再映射到目标 CPU 的指令。这种优化还能通过让代码生成创建更简单的代码，后续再进行优化，从而实现编译器的模块化。

以数组访问代码 x[i] = c∗x[i]; 为例，简单的代码生成器会为 x[i] 生成两次地址，而后续优化阶段可识别出这是无需重复的公共表达式。先生成简单代码再进行优化，能得到更好的代码和更可靠的编译器。

2. 基本编译方法

2.1 语句翻译

这部分主要考虑在很少或不进行优化的情况下，翻译高级语言程序的基本工作。

2.2 过程

过程（在 C 语言中称为函数）需要专门的代码。用于调用和传递参数的代码称为过程链接，过程还