前面，已经详细介绍了寄存器分配的基本思想与实现。本小节将关注代码生成器主体结构的源码实现。通过本程序的源代码分析，读者可以了解到许多代码生成的实现细节，如指令模板的应用、寄存器的调度、寄存器溢出等。在详细分析源代码之前，笔者先引入一个指令模板的相关数据结构Pattern。

【声明9-6】

szPattern:模式串，这是指令模板的关键字。

CodeList:指令序列，这是目标代码的实体，Code结构说明如声明9-6所示。

Flg:操作数的来源信息，包括来源标记的相关信息，RegFlg结构说明如声明9-7所示。

SaveReg:不可用寄存器列表，即使用本指令模板前必须回存的寄存器。

【声明9-7】

Label:指令的标号。

Op:指令的操作码。

Operandl:指令的操作数1。

Operand2:指令的操作数2。

Operand3:指令的操作数3。

Comment:指令的注释。

【声明9-8】

cFlg:操作数的来源标志。

cReg:如果操作数的值必须来源于某一特定寄存器，则cReg记录的是该寄存器的编号。

iSize:操作数的大小。

前面主要讨论了指令模板的相关数据结构，这是剖析代码生成器源码的重要基础。代码生成器是以操作数来源作为主线实现的，下面就来看看代码生成器的实现细节。

程序9-4 Target.cpp

第3行：调用CDataFlowAnalysis::DataFlowAnalysis函数完成数据流分析。代码生成器对数据流信息的依赖程度是比较大的，尤其在评估死变量时。因此，数据流信息是必不可少的。

第4行：pCurrBlock指针用于指向当前正在分析的基本块，在算法实现中，pCurrBlock指针是非常有用的。

第5行：调用Genlnit函数，初始化指令模板库。代码生成器将从系统文件夹中的AsmScheme.txt文件读取指令模板库。关于指令模板的格式，请参考9.3.2节。

第6行：CurrProcld用于记录当前正在分析的函数符号。

第7行：CurrAsmCodeList用于指向目标代码的插入点。关于目标代码的数据结构，笔者稍后详解。

第8行：调用IRtoAsmList函数，生成目标代码。IRtoAsmList函数的第1个参数就是用于匹配指令模板的模式串。而第2个参数是根据IR产生的参数列表，这个参数列表将在匹配到指令模板后，用于替换模板中指令序列的参数，以便最终生成目标代码。“FILESTART”模板主要用于在汇编代码列表中生成文件头部声明。

第9行：调用GetLibAsm函数，在汇编代码列表中生成库引用的声明。

第10行：调用MemoryAlloc函数，在汇编代码列表中生成变量、常量等符号声明。

第11行：调用RecOpAsm函数，在汇编代码列表中生成“.code”文件。

第12～306行：遍历过程信息表。代码生成是以过程为单位进行的。

第14～15行：忽略未被引用的过程。这些过程是不需要生成目标代码的。

第16～17行：忽略外部过程或函数，这些过程也是不需要生成目标代码的。

第18～19行：忽略匿名过程或函数，这些过程可以视作未实例化的过程类型。

第20行：令CurrProcId指向当前过程符号。

第21行：令CurrAsmCodeList指针指向当前过程的汇编代码列表。

第22～23行：在汇编代码列表中生成关于当前过程的注释说明。

第24～25行：如果当前过程是主程序，则应用“MAINSTART”模板生成“start:”标号。(www.daowen.com)

第27～29行：应用“FUNCSTART”模板生成函数起始部分的相关代码，主要是运行时刻栈的维护代码。其中，ParaStrl列表的第2个参数是当前过程或函数所属局部变量的空间大小。

第30行：获取当前过程的基本块列表。

第31～286行：遍历当前过程的所有基本块。基本块是寄存器分配与管理的单位。在Neo Pascal中，跨越基本块的寄存器管理不予考虑。

第34～285行：遍历当前基本块的IR序列，逐一生成相应的目标代码。

第39行：获取当前IR。

第40行：在汇编代码列表中生成关于当前IR的注释说明。

第41～45行：如果当前IR的操作码为PARA，则调用GenParaAsm生成相应的目标代码。

第46～50行：如果当前IR的操作码为ASSIGN N，则调用GenAssignNAsm生成相应的目标代码。

第51～58行：如果当前IR的操作码为ASM，则将内嵌汇编文本直接插到目标代码中。

第59～63行：如果当前IR的操作码为RETV，则调用GenRetAsm生成相应的目标代码。

第64～75行：根据IR的操作码、操作数等情况，生成相应模式串。

第78～283行：运用模式串匹配指令模板库，如果检索成功，则根据模板指示生成代码。

第81行：清空ExtReg向量。值得注意的是，ExtReg向量的作用就是标识指令模板中的辅助寄存器。事实上，通用的指令模板仍有一定局限，对于较复杂的应用，不得不借助于辅助的寄存器实现。因此，在应用此类指令模板时，也必须关注因辅助寄存器而产生的寄存器溢出。这里，借助于ExtReg向量记录当前模板的辅助寄存器。

第82行：清空Forbid集合。Forbid集合用于记录指令模板中的“不可用”寄存器。

第83～87行：遍历当前指令模板的SaveReg集合。SaveReg集合中记录的正是当前指令模板中“不可用”的寄存器号，也就是说，指定寄存器在模板中有特殊应用。因此，需要调用SaveRegs函数，生成代码将指定寄存器的值回存到相应的内存中，如果指定寄存器并没有绑定变量，则不作处理。

第88～95行：根据指令模板的辅助寄存器列表，生成相应的汇编代码。

第96～166行：根据操作数1生成相应的参数，以便替换指令模板中的“%V.l%”。

第99～104行：如果操作数1的m_bRef为真，则必须调用OpRef函数，并生成用于间接寻址访问的汇编代码。值得注意的是，为了保证安全，这里涉及的寄存器将在当前IR翻译过程中不可再分配，因此，也可以视为“不可用”寄存器。

第107～113行：指令模板中操作数来源标记为0，则表示该操作数必须为直接内存寻址。如果操作数存在于寄存器中，则必须将其存到内存中，然后再从内存直接取值。

第115～131行：指令模板中操作数来源标记为1，则表示该操作数必须为寄存器寻址。如果操作数不存在于寄存器中，则必须先将其传输至寄存器，然后再从该寄存器取值。其中，LoadReg函数用于生成将变量值读入寄存器的指令代码。而SetVal函数用于将变量与寄存器绑定。

第132～139行：指令模板中操作数来源标记为2，则表示该操作数为优先寄存器寻址。如果操作数存在于寄存器中，则优先从寄存器取值，否则从内存取值。

第144～158行：如果操作数1为常量且操作数来源不为直接内存寻址，则生成代码将操作数1的值传送到寄存器。

第160～164行：在其他情况下，根据操作数1生成参数相应的参数字符串即可。

第167～236行：根据操作数2，生成相应的参数，以便替换指令模板中的“%V.2%”。这部分源码的实现与操作数1的处理类似，不再赘述。

第237～278行：根据操作数3，生成相应的参数，以便替换指令模板中的“%V.3%”。

第242～255行：如果操作数3的m_bRef为真，则必须调用OpRef函数，并生成用于间接寻址访问的汇编代码。

第260～267行：指令模板中操作数来源标记为1，则表示需要申请一个寄存器，用于存储运算结果。

第268～269行：指令模板中操作数来源标记为2，则表示将运算结果存放在操作数2的寄存器中。因此，这里需要调用SetVal函数将结果变量与操作数2的寄存器绑定。

第270～271行：指令模板中操作数来源标记为3，则表示将运算结果存放在操作数1的寄存器中。因此，这里需要调用SetVal函数将结果变量与操作数1的寄存器绑定。

第279～281行：将ExtReg集合中指示的寄存器名也加入ParaStrl中，供IRtoAsmList函数使用。

第282行：调用IRtoAsmList函数，根据当前指令模板及传入参数列表ParaStrl，生成相应的目标代码。

第288～301行：如果当前过程存在返回类型，则需要处理返回值的传递。根据返回类型的大小，分别应用“FUNCRET4”、“FUNCRET8”、“FUNCRETA”模板进行代码生成。

第302～305行：应用“FUNCEND”模板生成函数结尾部分的相关代码，主要是运行时刻栈的维护代码。其中，ParaStrl列表的第2个参数是当前过程或函数所属参数的空间大小。

第307～309行：应用“FILEEND”模板生成汇编文件结尾部分的相关代码。

至此，笔者已经详细介绍了代码生成器的基本结构。本程序的源代码篇幅较长，阅读理解可能有一定难度，建议读者仔细推敲。