本书全面讲述了现代编译器的结构、编译算法和实现方法，是Andrew w．Apple的“虎书”——Modern Compiler Implementation——“红、蓝、绿”三序列之一。这三本书的内容基本相同。但是使用不同的语言来实现书中给出的一个编译器。本书使用的是更适合广大读者的c语言，而另外两本书分别采用ML语言和Java语言。本书的另一个特点是增加了一些其他编译原理教科书没有涉及的内容。前端增加了面向对象的程序设计语言、函数式程序设计语言等现代语言的编译实现方法，后端增加了针对现代计算机体系结构特征的一些比较成熟的优化方法。这部分内容展现了现代商业编译器需解决的一些关键问题，开拓了学生的视野，为学生未来进行更深入的研究奠定了基础。

本书全面讲述了现代编译器的各个组成部分，包括词法分析、语法分析、抽象语法、语义检查、中间代码表示、指令选择、数据流分析、寄存器分配以及运行时系统等。全书分成两部分，第一部分是编译的基础知识，适用于第一门编译原理课程(一个学期)；第二部分是高级主题，包括面向对象语言和函数语言、垃圾收集、循环优化、ssA(静态单赋值)形式、循环调度、存储结构优化等，适合于后续课程或研究生教学。书中专门为学生提供了一个用C语言编写的实习项目，包括前端和后端设计，学生可以在一学期内创建一个功能完整的编译器。

本书适用于高等院校计算机及相关专业的本科生或研究生，也可供科研人员或工程技术人员参考。

第一部分编译基本原理

第1章 绪论

 1.1模块与接口

 1.2 工具和软件

 1.3树语言的数据结构

 程序设计：直线式程序解释器

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第2章 词法分析

 2.1词法单词

 2.2正则表达式

 2.3有限自动机

 2.4非确定有限自动机

2.4.1将正则表达式转换为NFA

2.4.2将NFA转换为DFA

 2.5 Lex：词法分析器的生成器

 程序设计：词法分析

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第3章 语法分析

 3.1上下文无关文法

3.1.1推导

3.1.2语法分析树

3.1.3二义性文法

3.1.4文件结束符

 3.2预测分析

3.2.1 FIRST集合和FOLLOW集合

3.2.2构造一个预测分析器

3.2.3消除左递归

3.2.4提取左因子

3.2.5错误恢复

 3.3 LR分析

3.3.1 LR分析引擎

3.3.2 LR(0)分析器生成器

3.3.3 SLR分析器的生成

3.3.4 LR(1)项和LR(1)分析表

3.3.5 LALR(1)分析表

3.3.6各类文法的层次一

3.3.7二义性文法的LR分析一

 3.4使用分析器的生成器一

3.4.1 冲突一

3.4.2优先级指导

3.4.3语法和语义

 3.5错误恢复

3.5.1用elTOI‘符号恢复

3.5.2全局错误修复

 程序设计：语法分析

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第4章 抽象语法

 4.1语义动作

4.1.1 递归下降

4.1.2 Yacc生成的分析器

4.1.3语义动作的解释器

 4.2抽象语法分析树

4.2.1位置

4.2.2 Tiger的抽象语法

 程序设计：抽象语法

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第5章  语义分析

 5.1 符号表

5.1.1多个符号表

5.1.2高效的命令式风格符号表

5.1.3高效的函数式符号表

5.1.4 Tiger编译器的符号

5.1.5函数式风格的符号表

 5.2 Tiger编译器的绑定

 5.3表达式的类型检查

 5.4声明的类型检查

5.4.1变量声明

5.4.2类型声明

5.4.3函数声明

5.4.4递归声明

 程序设计：类型检查

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第6章  活动记录

 6.1 栈帧

6.1.1 帧指针

6.1.2寄存器

6.1.3参数传递

6.1.4返回地址

6.1.5栈帧内的变量

6.1.6静态链

 6.2 Tiger编译器的栈帧

6.2.1栈帧描述的表示

6.2.2局部变量

6.2.3计算逃逸变量

6.2.4临时变量和标号

6.2.5两层抽象

6.2.6管理静态链

6.2.7追踪层次信息

 程序设计：栈帧

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第7章  翻译成中间代码

 7.1中间表示树

 7.2翻译为树中间语言

7.2.1表达式的种类

7.2.2简单变量

7.2.3追随静态链

7.2.4数组变量

7.2.5结构化的左值

7.2.6下标和域选择

7.2.7关于安全性的劝告

7.2.8算术操作

7.2.9条件表达式

7.2.10字符串

7.2.11记录和数组的创建

7.2.12 while循环

7.2.13 for循环

7.2.14函数调用

 7.3声明

7.3.1变量定义

7.3.2函数定义

 程序设计：翻译成树

 习题

第8章  基本块和轨迹

 8.1规范树

8.1.1 ESEQ的转换

8.1.2一般重写规则

8.1.3将cALL移到顶层

8.1.4线性语句表

 8.2处理条件分支

8.2.1基本块

8.2.2轨迹

8.2.3完善

8.2.4最优轨迹

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第9章 指令选择

 9.1指令选择算法

9.1.1 Maximal Munch算法

9.1.2动态规划

9.1.3树文法

9.1.4快速匹配

9.1.5覆盖算法的效率

 9.2 CIS(：机器

 9.3 Tiger编译器的指令选择

9.3.1抽象的汇编语言指令

9.3.2生成汇编指令

9.3.3过程调用

9.3.4无帧指针的情形

 程序设计：指令选择

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第10章  活跃分析

 10.1数据流方程的解

10.1.1活跃性计算

10.1.2集合的表示

10.1.3时间复杂度

10.1.4最小不动点

10.1.5静态活跃性与动态活跃性

10.1.6 冲突图

 10.2 Tiger编译器的活跃分析

10.2.1 图

10.2.2控制流图

10.2.3活跃分析

 程序设计：构造流图

 程序设计：活跃分析模块

 习题一  

第11章  寄存器分配

 11.1通过简化进行着色

 11.2合并一

 11.3预着色的结点

11.3.1机器寄存器的临时副本

11.3.2调用者保护的寄存器和

被调用者保护的寄存器

11.3.3含预着色结点的例子

 11.4图着色的实现

11.4.1传送指令工作表的管理

11.4.2数据结构

11.4.3程序代码

 11.5针对树的寄存器分配

 程序设计：图着色

 推荐阅读一

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第12章  整合为一体

 程序设计：过程入口／出口

 程序设计：创建一个可运行的编译器

第二部分高级主题

第13章 垃圾收集

 13.1标记一清扫式收集

 13.2引用计数

 13.3复制式收集

 13.4分代收集

 13.5增量式收集

 13.6 Baker算法

 13.7编译器接口

13.7.1快速分配

13.7.2数据布局的描述

13.7.3导出指针

 程序设计：描述字

 程序设计：垃圾收集

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第14章  面向对象的语言

 14.1类

 14.2数据域的单继承性

 14.3多继承

 14.4测试类成员关系

 14.5私有域和私有方法

 14.6无类语言

 14.7面向对象程序的优化

 程序设计：OBJE~：T—Tigei’

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第15章  函数式程序设计语言

 15.1一个简单的函数式语言

 15.2闭包

 15.3不变的变量

15.3.1基于延续的L／O

15.3.2语言上的变化

15.3.3纯函数式语言的优化

 15.4内联扩展

 15.5闭包变换

 15.6高效的尾递归

 15.7懒惰计算

15.7.1传名调用计算

15.7.2按需调用

15.7.3懒惰程序的计算

15.7.4懒惰函数式程序的优化

15.7.5严格性分析

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 程序设计：编译函数式语言

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第16章  多态类型

 16.1参数多态性

16.1.1 显式带类型的多态语言

16.1.2多态类型的检查

 16.2类型推论

16.2.1一个隐式类型的多态语言

16.2.2类型推论算法

16.2.3递归的数据类型

16.2.4 HindleyMilner类型的能力

 16.3多态变量的表示一

16.3.1多态函数的扩展一

16.3.2完全的装箱转换一

16.3.3基于强制的表示分析”

16.3.4将类型作为运行时参数

传递一

 16.4静态重载的解决方法一

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第17章  数据流分析

 17.1流分析使用的中间表示

 17.2各种数据流分析

17.2.1到达定值

17.2.2可用表达式

17.2.3到达表达式

17.2.4活跃分析

 17.3使用数据流分析结果的几种

转换

17.3.1公共子表达式删除

17.3.2常数传播

17.3.3复写传播

17.3.4死代码删除

 17.4加快数据流分析

17.4.1位向量

17.4.2基本块

17.4.3结点排序

17.4.4使用一定值链和定值一

使用链

17.4.5工作表算法

17.4.6增量式数据流分析

 17.5别名分析

17.5.1基于类型的别名分析

17.5.2基于流的别名分析

17.5.3使用可能别名信息

17.5.4严格的纯函数式语言中的

别名分析

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第18章  循环优化

 18.1 必经结点

18.1.1寻找必经结点的算法

18.1.2直接必经结点

18.1.3循环

18.1.4循环前置结点

 18.2循环不变量计算

 18.3归纳变量

18.3.1发现归纳变量

18.3.2强度削弱

18.3.3删除

18.3.4重写比较

 18.4数组边界检查

 18.5循环展开

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第19章  静态单赋值形式

 19.1转化为SSA形式一

19.1.1插入西函数的标准一

19.1.2必经结点边界一

19.1.3插入φ函数

19.1.4变量重命名

19.1.5边分割

 19.2必经结点树的高效计算

19.2.1深度优先生成树

19.2.2半必经结点

19.2.3 LengauerTarjan算法

 19.3使用SSA的优化算法

19.3.1死代码删除

19.3.2简单的常数传播

19.3.3条件常数传播

19.3.4保持必经结点性质

 19.4数组、指针和存储器

 19.5控制依赖图

 19.6从SSA形式转变回来

 19.7函数式中间形式

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第20章  流水和调度

 20.1 没有资源约束时的循环调度

 20.2有资源约束的循环流水

20.2.1模调度

20.2.2寻找最小的启动间距

20.2.3其他控制流

20.2.4编译器应该调度指令吗

 20.3分支预测

20.3.1静态分支预测

20.3.2编译器应该预测分支吗

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第21章  存储层次

 21.1 cache的组织结构

 21.2 cache块对齐

 21.3预取

 21.4循环交换

21.5分块一

21.6垃圾收集和存储层次

推荐阅读一

习题

附录Tiger语言参考手册

参考文献

索引