Распределение регистров
Практически в каждом ЦПОС имеются так называемые специальные регистры. Их наличие обязательно должно учитываться при распределении регистров, что усложняет эту задачу. В качестве простейшего примера возьмём архитектуру тракта данных процессора Texas Instruments С25:
TR – первый операнд для мультипликатора
PR – результат умножения
ACCU – регистр сумматора обратным путём к ALU
С точки зрения разработчика компилятора, регистры специального назначения скорее неудобство, поскольку задача распределения регистров не может быть полностью разделена с задачей выбора инструкций. Генерация кода без учёта конкретной архитектуры регистров может привести к необоснованному разрастанию кода в результате возникновения дополнительных пересылок между регистрами и памятью с целью поместить входные данные в подходящие регистры. Таким образом, концепция гомогенного неограниченного набора псевдорегистров, вместе со стандартными подходами (например, раскраска графов) оказывается неэффективной в случае ЦПОС.
Более того, необходимо учитывать ограниченность количества регистров специального назначения. В большинстве случаев эти регистры (или регистровые файлы) вмещают одно или два значения. Таким образом, необходимо позаботиться, чтобы регистр не был перезаписан, пока его значение не используется в последний раз. Иначе возникнут дополнительные, дорогостоящие пересылки в память и обратно. В некоторых же случаях операция сохранения в памяти усложнена, как, например, на приведённом выше рисунке. Сохранение регистра TR возможно только через регистр PR (который, в свою очередь, может содержать полезное значение), а загрузка PR обратно из памяти ещё потребует умножения на 1.
Эффективность распределения регистров напрямую зависит как от результата выбора инструкций, так и от алгоритма распределения регистров. Причём желательно, чтобы алгоритм выбора инструкций учитывал особенности архитектуры, т.е. не был полностью независимым. Наиболее очевидное решение здесь видится в композиции этих фаз компиляции. Эффективные алгоритмы композиции фаз рассматриваются ниже.
