第2章 IR基础知识

目前流行的编译器通常采用三段式设计，分为前端、中端和后端，编译器的典型架构如图2-1所示。

图2-1 编译器架构示意图

前端：对程序进行解析，确保程序符合语言规定的词法、语法、语义规则。前端完成后通常将程序变换成另一种表示，这种新的表示一般更便于进行编译优化或者目标代码生成。

中端：目的是对程序进行优化。为了便于进行优化，通常使用IR来描述程序，不同的语言可以翻译成统一的IR，这样针对IR进行的优化可以做到语言无关。中端常见的优化有常量传播（Constant Propagation，CP）、死代码消除（Dead Code Elimination，DCE）、循环不变代码外提（Loop Invariant Code Motion，LICM）、循环展开（Loop Unrolling，LU）等。

后端：目的是将程序翻译成目标机器可以识别的机器码。后端的工作通常包括指令选择、指令调度、寄存器分配和机器码生成。

注意

通常我们提到的优化都是指语言无关、架构无关的编译优化，但现实中也存在一些语言相关、架构相关的优化技术，这些优化技术都是对特定问题的分析和解决，不在本书的讨论范围内。

IR是编译优化的基础，本章将主要讨论IR相关知识。