我应该在哪个阶段为我的编译器实现尾调用优化答案

【问题标题】：At which stage should I implement tail call optimization for my compiler我应该在哪个阶段为我的编译器实现尾调用优化
【发布时间】：2016-09-30 14:47:15
【问题描述】：

我在 Racket 中为类似方案的语言编写了一个小型编译器。现在我想为我的编译器实现 TCO。

我的想法是：我需要在将尾调用转换为中间表示之前检测它们。但是从这个page 看来，TCO 通常是通过将call 更改为jmp 在装配级别完成的。我有点卡在这里。

任何建议将不胜感激。

编辑：我的目标是 x86 汇编代码。我使用的 IR 是三地址码。

这里是我的编译器的 12 个通道，扁平通道是我将源代码转换为 IR 的地方

(define test-passes
(list
 `("uniquify"                ,(uniquify '())                                   ,interp-scheme)
 `("reveal-functions"        ,(reveal-functions '())                           ,interp-F)
 `("convert-to-closures"     ,convert-to-closure                               ,interp-F)
 `("expose allocation"       ,expose-allocation                                ,interp-F)
 `("flatten"                 ,(flatten #f)                                     ,interp-C)
 `("instruction selection"   ,select-instructions                              ,interp-x86)
 `("liveness analysis"       ,(uncover-live (void))                            ,interp-x86)
 `("build interference"      ,(build-interference (void) (void) (void) (void)) ,interp-x86)
 `("allocate register"       ,allocate-registers                               ,interp-x86) 
 `("lower-conditionals"      ,lower-conditionals                               ,interp-x86)
 `("patch-instructions"      ,patch-instructions                               ,interp-x86)
 `("x86"                     ,print-x86                                        #f)
 ))

【问题讨论】：

为什么在进入 IR 之前需要这样做，而不是在 ANF（或 CPS）中这样做？
ANF, CPS, IR.
啊，是的，感谢您提供这些链接。
@WillNess 嗨，如果我已经有 IR 怎么办？
这真的取决于你的 IR。此外，对于许多不同的 IR，语言对您来说并不少见，例如，请查看 nanopass.org。

标签： compiler-construction scheme racket tail-call-optimization

【解决方案1】：

答案取决于您的编译目标。

如果您正在编译为汇编程序（或机器代码），那么您可以在代码生成器中处理尾部调用（例如，参见 Abdulaziz Ghuloum 的“编译器构建的增量方法”。

如果目标语言类似于 C（即调用构建上下文），那么您有多种选择，具体取决于您希望编译器的先进程度。其他人提到 ANF 和 CPS 作为中间形式。也可以引入蹦床。有关策略列表，请参阅 Felix Winkelman 的“方案实施技术”。

如果您的目标语言支持尾递归，请考虑使用将 Scheme 调用翻译成目标语言调用的策略。

无论如何：如果您对编译 Scheme 感兴趣，那么请不要犹豫，获取一份 LiSP：Christian Queinnec 的 Lisp in Small Pieces。

【讨论】：

如果我的目标是 x86 程序集怎么办？我已经使用了三个地址代码作为我的 IR。我还能有 ANF 或 CPS 吗？（对不起，如果这听起来很愚蠢，但我不知道从哪里开始）
在这种情况下，请查看“编译器构造的增量方法”。还可以获得一份 Intel 的 x86 操作码手册并研究函数调用部分（如果我没记错的话，Aziz 的论文中有参考。）

【解决方案2】：

对我来说，开始实现尾调用优化的过程的地方是通过显式语言结构检测它，类似于Clojure's recur operator 采用的方法，因为这是最简单的方法可能工作。这将导致一个识别尾调用的过程和另一个实现尾调用的过程。

自动识别尾调用的进一步开发成为对第一个过程的修改。进一步开发以改进优化成为对第二个程序的修改。每一个的发展都可以独立发生[或根本不发生]。

【讨论】：

您通常会将尾调用与尾递归的特殊情况混淆。

【解决方案3】：

您可以很早就检测到尾调用，最好是在 lambda 提升之后立即检测到（您没有明确说明，但很可能您的转换到闭包传递正在这样做）。

然后，标记为 tail 的调用可以在稍后阶段降低，但这并不像跳转那么简单 - 您必须先清理堆栈帧（如果您使用堆栈来传递函数参数） .如果您只使用寄存器来传递参数，则更容易。

【讨论】：