如何处理多个溢出值作为单个指令的操作数？

Question

我想实现Linear Scan Register Allocation algorithm proposed by Poletto and Sarkar。它非常简单，可以为每个活动间隔分配一个寄存器或堆栈位置。

仅当已分配寄存器的活动区间数等于寄存器数（即没有更多空闲寄存器）时，才会将堆栈位置分配给区间。

算法：

假设有一条 x86 指令 add a, b，其中 a 和 b 是已被此算法分配堆栈位置（溢出）的变量。没有办法用 两个 内存操作数对这条指令进行编码，因此至少有一个操作数必须驻留在寄存器中。我会在指令前插入一个mov REG, a，但据我了解该算法，此时代码中没有 no 空闲寄存器。这通常是如何解决的？

Answer 1

根据这个paper（在第7节），线性扫描寄存器分配算法需要保留一个暂存寄存器。

这对寄存器很少的架构（例如 Intel IA-32 架构）有负面影响，因为它会增加寄存器压力。特别是，如果不保留暂存寄存器就不可能实现该算法：当溢出的间隔被需要寄存器中的操作数的指令使用时，该间隔必须临时重新加载到暂存寄存器。

假设您有以下程序集和 3 个寄存器：

mov t1, 1
mov t2, 2
mov t3, 3
mov t4, 4
mov t5, 5
add t4, t5
push t1
push t2
push t3
push t4
push t5

您将分配前两个寄存器（保留第三个用于溢出）：

mov r1, 1
mov r2, 2
mov r3, 3
mov [sp + 4], r3
mov r3, 4
mov [sp + 8], r3
mov r3, 5
mov [sp + 12], r3
mov r3, [sp + 8]
add r3, [sp + 12]
push r1
push r2
mov r3, [sp + 4]
push r3
mov r3, [sp + 8]
push r3
mov r3, [sp + 12]
push r3

似乎有一种不需要临时寄存器的替代方法，称为拆分，但我还没有研究过，但上述论文描述了它。

另一个想法是使用一种不同的算法，该算法使用溢出生成的新指令重新运行自身，并使用溢出启发式算法，该算法将溢出更长的范围，这样由溢出生成的新临时指令不会再次溢出。