如何将三地址码 (TAC) 转换为 Java 字节码？答案

【问题标题】：How to translate Three Address Code(TAC) to Java Bytecode?如何将三地址码 (TAC) 转换为 Java 字节码？
【发布时间】：2017-11-10 04:18:40
【问题描述】：

我想将一个普通的三地址代码文件转换为 Java 字节码。已经有一些与此主题相关的问题，但要么没有回答properly，要么question 超出了我的要求。

以“龙之书”中可用编译器前端生成的这段代码为例：

L1:L3:  i = i + 1
L5:     t1 = i * 8
        t2 = a [ t1 ]
        if t2 < v goto L3
L4:     j = j - 1

它在字节码中会是什么样子？我需要重建符号表来进行翻译吗？如果有人能像 blackcompe 在 answer 中所做的那样描述它，那将非常有帮助（我知道 JVM 是堆栈机器，而不是寄存器机器）。

【问题讨论】：

标签： java compiler-construction bytecode

【解决方案1】：

以下是我将如何用字节码编写您的代码。但这只是一种方法，而且问题是非常开放的。我假设所有变量都是整数，除了 a.如果它们是不同的类型，那么所需的代码显然看起来会有所不同。

; assume i, j, a, and v are in slots 0-3 respectively
L3: 
iinc 0 1
iload_0
bipush 8
imul
; store t1 in a variable for simplicity - you could simplify the code by eliminating the temporary
istore 4
aload_2
iload 4
iaload
istore 5
iload 5
iload_3
if_lt L3
iinc 1 -1

如前所述，这是一个非常开放的问题。例如，上面的代码显式地将临时变量存储到本地插槽（即“寄存器”）中，以便与代码完全匹配。但是您可以通过重新排列来简化代码以避免临时代码，如下所示

; assume i, j, a, and v are in slots 0-3 respectively
L3: 
iinc 0 1
aload_2
iload_0
bipush 8
imul
iaload
iload_3
if_lt L3
iinc 1 -1

【讨论】：

感谢您的回答！我发现它并不像我最初想象的那么简单。你认为有什么已经实现的吗（考虑到“龙书”现在已经很老了）？我还看到你是 Krakatau 的创造者。你认为你的工具能以任何方式帮助我创建从 TAC 到字节码的翻译器吗？
@Joao Martins：实际上，它非常直截了当。但即使是这个答案的第一个变体，也已经是一个简单（不是说幼稚）翻译器会产生的优化变体。只是每条 TAC 指令映射到多条指令，但生成的字节码仍然可以比 TAC 表示更紧凑（允许相同数量的变量）。不要被汇编表示误导，这对于人类交流来说很好，而没有工具会使用这种文本表示作为中间步骤......
@Holger，感谢您的评论，非常明确。我可以查看哪些源材料来帮助我构建这个幼稚的翻译器？你知道任何类似的实现吗？另外，关于符号表，我是否需要重建它来进行翻译？
@Joao Martins：局部变量仅使用索引来寻址，因此您所要做的就是为每个符号分配一个索引。然后，a := b op c 形式的每条 TAC 指令都被转换为 [load b], [load c], [op], [store a]（使用 a、b、c 的索引）。另见JVMS§2.6.1 和JVMS§6。对于仅分配一次的符号，您可以跳过保留局部变量并将其定义表达式内联到使用站点中。
@JoaoMartins：我的建议是忘记生成必须再次解析的文本表示。首先生成字节码，即类文件。