Question

众所周知，如何将代码从SSA表示形式转换为寄存器机器。（基本上，图形着色寄存器的分配是这种转换的核心。）

但是，从SSA转换到堆栈计算机的一般方法是什么？（在我正在研究的情况下，是CIL字节码。）由于不需要寄存器分配，我希望它会更简单吗？

Answer 1

我从事编译器构建已经15年了，所以我可能不记得所有细节了。

基本上，在退出SSA时，您需要在所有块的末尾生成加载/存储指令到虚拟寄存器中，从而在后继块中建立phi节点。这将导致生成许多虚拟寄存器，通常比实际计算机上的可用寄存器高。因此，您可以在局部变量上应用寄存器分配以得出真实的寄存器，从而将那些不合适的值溢出到堆栈中。

对于基于堆栈的计算机，只需不执行最后一步。在编译后的函数中，最终得到的虚拟寄存器数量与phi节点的数量大致相同（该算法实际上并不简单，一个好的出发点是Ron Cytron，Jeane的论文《有效地计算单个静态分配形式和控制依赖图》 Ferrante等人。）这些虚拟寄存器将成为您的局部变量。

从虚拟寄存器（局部变量）读取要由操作使用的值时，首先使用一条指令将其压入堆栈。 Java VM iload index指令就是这样一个示例：它将局部变量加载到索引处并将其值压入堆栈。（请参见https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se7/html/jvms-6.html#jvms-6.5.iload）将值写入局部变量时，可以从堆栈中弹出它。请参见Java VM istore index指令（请参见https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se7/html/jvms-6.html#jvms-6.5.istore）。

例如，如果在退出SSA之后需要进行编码

local 5 = MUL local[2], local[4]

然后您需要生成如下内容：

ILOAD 4 ILOAD 2 MUL ISTORE 5

对于CIL字节码，您具有等效的ldarg和starg操作。

当然，有很多优化空间，以避免多余的负载/存储。

Answer 2

SSA基本上是一组“逻辑”门，每个门都有多个输入，通常是一个输出。

因此，从本质上讲，您需要将每个门视为一组输入堆栈推，然后由零操作数运算符将堆栈值组合为该门的结果。例如，带有乘法和累加运算符的作为SSA的a + b * c具有对a，b，c的3次推送，其后是MAC_TOS运算符。

如果有一系列这样的门，您可以获取一个早先门的输出，该门已经在堆栈中，并且就像已被推送一样。

因此，SSA计算看起来像是一门n元门，输出从根开始。

您可以按固定顺序遍历树，推送尚未推送的操作数，并在计算完所有操作数后生成门运算符。

因此，SSA图（树）：

a 
  \
   * 
b /  \
      +
c     /
  \  /
   -
  /
d

可用于生产

push a
push b
times
push c
push d
subtract
times