Compiler: Prinzipien, Techniken und Werkzeuge
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| Format: | Book |
|---|---|
| Language: | German English |
| Published: |
München [u.a.]
Pearson Studium
2008
|
| Edition: | 2., aktualisierte Aufl. |
| Series: | it, Informatik
|
| Subjects: | |
| Online Access: | Beschreibung für Leser Inhaltsverzeichnis |
| Item Description: | Literaturangaben. - 1. dt. Aufl. u.d.T.: Aho, Alfred V.: Compilerbau, mehrbd. und in mehreren Aufl. erschienen |
| Physical Description: | XXXVI, 1253 S. Ill., graph. Darst. |
| ISBN: | 9783827370976 3827370973 |
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і
»ι
її
1 Heil tS
Vlil
Ä
Vorwort . xxix
Zur deutschen Ausgabe .xxxiii
Kapitel 1 Einleitung .
1.1 Sprachprozessoren .
Übungen zu Abschnitt 1.1 .
1.2 Die Struktur eines Compilers .
1.2.1 Lexikalische Analyse .
1.2.2 Syntaxanalyse .
1.2.3 Semantische Analyse .
1.2.4 Zwischencodeerzeugung .
1.2.5 Codeoptimierung .
1.2.6 Codeerzeugung .
1.2.7 Umgang mit Symboltabellen .
1.2.8 Gruppieren von Phasen in Läufe .
1.2.9 Werkzeuge zum Compilerbau .
1.3 Die Evolution der Programmiersprachen .
1.3.1 Der Weg zu höheren Programmiersprachen .
1.3.2 Einfluss auf Compiler .
Übung zu Abschnitt 1.3 .
1.4 Die Wissenschaft des Compilerbaus .
1.4.1 Modellierung bei Compilerdesign und
-Implementierung .
1.4.2 Die Wissenschaft der Codeoptimierung .
1.5 Anwendungen der Compilertechnologie .
1.5.1 Implementierung von höheren Programmier¬
sprachen .
1.5.2 Optimierungen für Computorarchitekturen .
1.5.3 Entwurf neuer Computerarchitekturen .
1.5.4 Programmübersetzung .
1.5.5 Werkzeuge zur Produktivitätssteigerung .
1.6 Grundlagen von Programmiersprachen . 32
1.6.1 Unterscheidung zwischen statisch und dynamisch 32
1.6.2 Umgebungen und Zustände . 33
1.6.3 Statischer Gültigkeitsbereich und Blockstruktur . 35
1.6.4 Explizite Zugriffskontrolle . 39
1.6.5 Dynamischer Gültigkeitsbereich . 40
1.6.6 Mechanismen zur Parameterübergabe . 42
1.6.7
Aliasing
. 44
Übungen zu Abschnitt 1.6 . 44
Zusammenfassung . 46
Literatur zu Kapitel 1 . 48
Kapitel 2 Ein einfacher syntaxgerichteter Übersetzer . 49
2.1 Einführung . 51
2.2 Syntaxdefinition . 53
2.2.1 Grammatikdefinition . 54
2.2.2 Ableitungen . 56
2.2.3 Parse-Bäume . 57
2.2.4 Mehrdeutigkeit . 59
2.2.5 Assoziativitat von Operatoren . 60
2.2.6 Operatorenpräzedenz . 61
Übungen zu Abschnitt 2.2 . 64
2.3 Syntaxgerichtete Übersetzung . 66
2.3.1 Postfixnotation . 67
2.3.2 Synthetisierte Attribute . 68
2.3.3 Einfache syntaxgerichtete Definitionen . 70
2.3.4 Durchlaufen von Bäumen . 71
2.3.5 Übersetzungsverfahren . 73
Übungen zu Abschnitt 2.3 . 75
2.4 Syntaxanalyse
(Parsing)
. 76
2.4.1 Top-Down-Syntaxanalyse . 76
2.4.2 Prädiktive Syntaxanalyse . 79
2.4.3 Verwendungszweck von
е
-Produktionen . 82
2.4.4 Entwurf eines prädiktiven Parsers . 82
2.4.5 Linksrekursion . 84
Übung zu Abschnitt 2.4 . 85
2.5 Übersetzer für einfache Ausdrücke . 86
2.5.1 Abstrakte und konkrete Syntax . 87
2.5.2 Anpassen des Übersetzungsverfahrens . 88
2.5.3 Prozeduren für die Nichtterminale . 89
2.5.4 Vereinfachen des Übersetzers . 90
2.5.5 Das vollständige Programm . 91
2.6 Lexikalische Analyse . 94
2.6.1 Entfernen von Leerzeichen und Kommentaren . 96
2.6.2 Vorausschauendes Lesen . 96
2.6.3 Konstanten . 97
2.6.4 Erkennen von Schlüsselwörtern und Bezeichnern . 98
2.6.5 Ein lexikalischer Scanner (kurz
Lexer)
. 100
Übungen zu Abschnitt 2.6 . 104
2.7 Symboltabellen . 105
2.7.1 Symboltabellen nach Gültigkeitsbereich . 106
2.7.2 Verwendung von Symboltabellen . 110
2.8 Zwischencodeerzeugung . 113
2.8.1 Zwei Arten der Zwischendarstellung . 113
2.8.2 Konstruktion von Syntaxbäumen . 114
2.8.3 Statische Überprüfung . 119
2.8.4 Drei-Adress-Code . 121
Übungen zu Abschnitt 2.8 . 129
Zusammenfassung . 130
Kapitel 3 Lexikalische Analyse .
ізз
3.1 Die Rolle des
Lexers
. 135
3.1.1 Lexikalische Analyse und Syntaxanalyse
im Vergleich . 136
3.1.2
Token,
Muster und Lexeme . 136
3.1.3 Attribute für
Token
. 138
3.1.4 Lexikalische Fehler . 139
Übungen zu Abschnitt 3.1 . 140
3.2 Eingabepuffer . 141
3.2.1 Pufferpaare . 141
3.2.2 Wächter . 143
3.3 Spezifikation von
Token .
144
3.3.1
Strings
und Sprachen . 144
3.3.2 Operationen an Sprachen . 146
3.3.3 Reguläre Ausdrücke . 147
3.3.4 Reguläre Definitionen . 149
3.3.5 Erweiterungen regulärer Ausdrücke . 150
Übungen zu Abschnitt 3.3 . 151
3.4 Tokenerkemiung . 156
3.4.1 Übergangsdiagramme . 158
3.4.2 Erkennen von reservierten Wörtern und
Bezeichnern . 160
3.4.3 Abschluss des Beispiels . 161
3.4.4 Architektur eines
Lexers
auf der Grundlage
von Übergangs
diagrammen
. 162
Übungen zu Abschnitt 3.4 . 165
3.5 Der Generator
Lex
für lexikalische Scanner . 170
3.5.1 Verwendung von
Lex
. 170
3.5.2 Struktur von Lex-Programmen . 171
3.5.3 Konfliktlösung in
Lex
. 174
3.5.4 Der Lookahead-Operator . 175
Übungen zu Abschnitt 3.5 . 176
3.6 Endliche Automaten . 178
3.6.1 Nichtdeterministische endliche Automaten . 178
3.6.2 Übergangstabellen . 179
3.6.3 Akzeptieren von Eingabestrings durch Automaten . 180
3.6.4 Deterministische endliche Automaten . 181
Übungen zu Abschnitt 3.6 . 183
3.7 Von regulären Ausdrücken zu Automaten . 184
3.7.1 Umwandlung eines NFA in einen DFA . 184
3.7.2 Simulation eines NFA . 188
3.7.3 Effizienz der NFA-Simulation . 189
3.7.4 Aufbau eines NFA aus einem regulären Ausdruck . 192
3.7.5 Effizienz von stringverarbeitenden Algorithmen . 197
Übungen zu Abschnitt 3.7 . 200
3.8 Entwurf eines Generators für lexikalische Scanner . 201
3.8.1 Die Struktur des generierten Scanners . 201
3.8.2
Pattern Matching
auf der Grundlage von NFAs . 20
3.8.3 DFAs für lexikalische Scanner . 20
3.8.4 Implementieren des Lookahead-Operators . 20
Übungen zu Abschnitt 3.8 . 20
3.9 Optimierung des
Pattern Matching
auf DFA-Grundlage . 20
3.9.1 Wichtige Zustände eines NFA . 20
3.9.2 Aus dem Syntaxbaum berechnete Funktionen . 21
3.9.3 Berechnen von nullable, firstpos und lastpos . 21
3.9.4 Berechnen von followpos . 21
3.9.5 Direkte Konvertierung eines regulären Ausdruckes
in einen DFA . 21
3.9.6 Minimierung der Anzahl von Zuständen
eines DFA . 21
3.9.7 Zustandsminimierung in lexikalischen
Scannern . 22
3.9.8 Kompromisse zwischen Raum und Zeit
bei der DFA-Simulation . 22
Übungen zu Abschnitt 3.9 . 22
Zusammenfassung . 22
Literatur zu Kapitel 3 . 22
Kapitel 4 Syntaktische Analyse . 23
4.1 Einführung . 2c
4.1.1 Die Rolle des Parsers . 23
4.1.2 Repräsentative Grammatiken . 23
4.1.3 Behandlung von Syntaxfehlern . 23
4.1.4 Strategien für die Fehlerbehebung . 23
4.2 Kontextfreie Grammatiken . 23
4.2.1 Formale Definition einer kontextfreien Grammatik 2;
4.2.2 Konventionen für die Notation .
2¿
4.2.3 Ableitungen . 24
4.2.4 Parse-Bäume und Ableitungen .
2¿
4.2.5 Mehrdeutigkeit . 1L
4.2.6 Verifizieren der von einer Grammatik generierten
Sprache . 24
4.2.7 Kontextfreie Grammatiken und reguläre Ausdrücke
im Vergleich . 248
Übungen zu Abschnitt 4.2 . 250
4.3 Schreiben einer Grammatik . 254
4.3.1 Lexikalische und syntaktische Analyse . 254
4.3.2 Eliminieren von Mehrdeutigkeiten . 255
4.3.3 Eliminieren der Linksrekursion . 257
4.3.4 Linksfaktorisierung . 259
4.3.5 Nicht kontextfreie Sprachkonstrukte . 260
Übungen zu Abschnitt 4.3 . 262
4.4 Top-Down-Parsing . 263
4.4.1 Rekursiv absteigendes
Parsing
. 264
4.4.2 FIRST und
FOLLOW
. 266
4.4.3
LL(1)-Grammatiken .
269
4.4.4 Nichtrekursive prädiktive Syntaxanalyse . 273
4.4.5 Fehlerbehebung bei der prädiktiven Syntaxanalyse 275
Übungen zu Abschnitt 4.4 . 278
4.5 Bottom-Up-Parsing . 282
4.5.1 Reduktionen . 282
4.5.2 Handle-Stutzung . 283
4.5.3 Shift-Reduce-Syntaxanalyse . 285
4.5.4 Konflikte bei der Shift-Reduce-Syntaxanalyse . 287
Übungen zu Abschnitt 4.5 . 290
4.6 Einführung in die LR-Syntaxanalyse: einfaches LR . 291
4.6.1 Warum LR-Parser? . 291
4.6.2
Items
und der LR(0)-Automat . 292
4.6.3 Der LR-Parsealgorithmus . 299
4.6.4 Aufbau von SLR-Parsertabellen . 304
4.6.5 Sinnvolle Präfixe . 307
Übungen zu Abschnitt 4.6 . 310
4.7 Leistungsfähigere LR-Parser . 312
4.7.1 Kanonische LR(1)-Items . 312
4.7.2 Aufbau von
LR(1)-Item-Mengen
. 314
4.7.3 Kanonische
LR(1)-Parsertabellen
. 318
4.7.4 Aufbau von LALR-Parsertabellen . 319
4.7.5 Effizienter Aufbau von LALR-Parsertabellen . 324
4.7.6 Komprimierung von LR-Parsertabellen . 329
Übungen zu Abschnitt 4.7 . 332
4.8 Mehrdeutige Grammatiken . 333
4.8.1 Präzedenz und Assoziativität zur Konfliktlösung . 333
4.8.2 Mehrdeutigkeit durch ein „hängendes eise" . 336
4.8.3 Fehlerbehebung beim LR-Parsing . 338
Übungen zu Abschnitt 4.8 .'· ■ 341
4.9 Parsergeneratoren . 343
4.9.1 Der Parsergenerator
Yace
. 343
4.9.2 Einsatz von
Yace
bei mehrdeutigen Grammatiken . 347
4.9.3 Erstellen von Yacc-Lexern mit
Lex
. 350
4.9.4 Fehlerbehebung bei
Yace
. 351
Übungen zu Abschnitt 4.9 . 354
Zusammenfassung . 355
Literatur zu Kapitel 4 . 358
Kapitel 5 Syntaxgerichtete Übersetzung .
збз
5.1 Syntaxgerichtete Definitionen . 366
5.1.1 Ererbte und synthetisierte Attribute . 366
5.1.2 Auswerten einer syntaxgerichteten Definition
an den Knoten eines Parse-Baumes . 368
Übungen zu Abschnitt 5.1 . 372
5.2 Auswerten einer syntaxgerichteten Definition
an den Knoten eines Parse-Baumes . 373
5.2.1 Abhängigkeitsgraphen . 373
5.2.2 Reihenfolge der Auswertung von Attributen . 375
5.2.3 S-attributierte Definitionen . 376
5.2.4 L-attributierte Definitionen . 377
5.2.5 Semantische Regeln mit kontrollierten
Nebenwirkungen . 378
Übungen zu Abschnitt 5.2 . 381
5.3 Anwendungen der syntaxgerichteten Übersetzung . 383
5.3.1 Aufbau von Syntaxbäumen . 383
5.3.2 Die Struktur eines Typs . 387
Übungen zu Abschnitt 5.3 . 383
5.4 Verfahren zur syntaxgerichteten Übersetzung . 390
5.4.1 Postnx-Übersetzungsverfahron . 391
5.4.2 Parserstack-Implementierungen von
syntaxgerichteten Postfix-Übersetzungen . 391
5.4.3 Syntaxgerichtete Übersetzungen mit Aktionen
innerhalb von Produktionen . 393
5.4.4 Eliminieren der Linksrekursion aus
syntaxgerichteten Übersetzungen . 395
5.4.5 Syntaxgerichtete Übersetzungen für L-attributierte
Definitionen . 398
Übungen zu Abschnitt 5.4 . 405
5.5 Implementieren von L-attributierten syntaxgerichteten
Definitionen . 407
5.5.1 Übersetzung bei der rekursiv absteigenden
Syntaxanalyse . 408
5.5.2 Codeerzeugung im laufenden Betrieb . 411
5.5.3 L-attributierte syntaxgerichtete Definitionen und
LL-Syntaxanalyse . 413
5.5.4 Bottom-Up-Syntaxanalyse von L-attributierten
syntaxgerichteten Definitionen . 420
Übungen zu Abschnitt 5.5 . 425
Zusammenfassung . 426
Literatur zu Kapitel 5 . 428
Kapitel
б
Zwischencodeerzeugung . 431
6.1 Varianten von Syntaxbäumen . 434
6.1.1 Gerichtete azyklische Graphen für Ausdrücke . 434
6.1.2 Die Wertenummermethode für die Konstruktion
von DAGs . 436
Übungen zu Abschnitt 6.1 . 439
6.2 Drei-Adress-Code . 440
6.2.1 Adressen und Befehle . 440
6.2.2 Quadrupel . 443
6.2.3 Tripel . 444
6.2.4 Statische Einzelzuweisungsform . 446
Übungen zu Abschnitt 6.2 . 448
6.3 Typen und Deklarationen. 44«
6.3.1 Typausdrücke . 44!
6.3.2 Typäquivalenz . 45:
6.3.3 Deklarationen . 45;
6.3.4 Speicherlayout für lokale Namen .
45Í
6.3.5 Sequenzen aus Deklarationen .
45Ї
6.3.6 Felder in Strukturen und Klassen . 45f
Übungen zu Abschnitt 6.3 .
45Í
6.4 Übersetzung von Ausdrücken . 45S
6.4.1 Operationen in Ausdrücken . 455
6.4.2 Inkrementelle Übersetzung . 461
6.4.3 Adressieren von Arrayelementen . 46;
6.4.4 Übersetzung von Arrayreferenzen .
46¿
Übungen zu Abschnitt 6.4 . 46;
6.5 Typüberprümng . 46!
6.5.1 Regeln für die Typüberprüfung . 46S
6.5.2 Typkonvertierung . 47(
6.5.3 Überladen von Funktionen und Operatoren . 47;
6.5.4 Typinferenz und
polymorphe
Funktionen .
47¿
6.5.5 Ein Unifikationsalgorithmus . 47!
Übungen zu Abschnitt 6.5 . 48;
6.6 Kontrollfluss . 48'
6.6.1 Boolesche Ausdrücke .
48¿
6.6.2 Short-Circuit-Code .
48í
6.6.3 Kontrollflussanweisungen .
48Í
6.6.4 Kontrollflussübersetzung von booleschen
Ausdrücken .
48Í
6.6.5 Vermeiden redundanter Goto-Befehle . 491
6.6.6 Boolesche Werte und Sprungcode .
49Ć
Übungen zu Abschnitt 6.6 .
49Í
6.7 Backpatching . 49;
6.7.1 Einpass-Codeerzeugung mit Backpatching . 49;
6.7.2 Backpatching für boolesche Ausdrücke .
49Í
6.7.3 Steuerungsflussanweisungen . 501
6.7.4
Break-, continue-
und goto-Anweisungen .
50¿
Übungen zu Abschnitt 6.7 .
50Í
6.8 Switch-Anweisungen . 507
6.8.1 Übersetzung von switch-Anweisungen . 507
6.8.2 Syntaxgerichtete Übersetzung von switch-
Anweisungen . 508
Übung zu Abschnitt 6.8 . 510
6.9 Zwischencode für Prozeduren . 511
Zusammenfassung . 514
Literatur zu Kapitel 6 . 516
Kapitel 7 Laufzeitumgebungen . 519
7.1 Speicheraufbau . 521
7.1.1 Statische und dynamische Speicherzuweisung . . . 523
7.2 Speicherzuweisung auf dem Stack . 524
7.2.1 Aktivierungsbäume . 524
7.2.2 Aktivierungseinträge . 528
7.2.3 Aufrufsequenzen . 531
7.2.4 Daten variabler Länge auf dem Stack . 534
Übungen zu Abschnitt 7.2 . 536
7.3 Zugriff auf nichtlokale Daten auf dem Stack . 538
7.3.1 Datenzugriff ohne vorschachtelte Prozeduren . 538
7.3.2 Probleme bei verschachtelten Prozeduren . 539
7.3.3 Eine Sprache mit Deklarationen für verschachtelte
Prozeduren . 539
7.3.4 Verschachtelungstiefe . 541
7.3.5 Zugriffslinks . 542
7.3.6 Bearbeiten von Zugriffslinks . 544
7.3.7 Zugriffslinks für Prozedurparameter . 545
7.3.8 Displays . 547
Übungen zu Abschnitt 7.3 . 550
7.4 Heap-Verwaltung . 551
7.4.1 Der Speichermanager . 551
7.4.2 Die Speicherhierarchie eines Computers . 553
7.4.3 Lokalität in Programmen . 555
7.4.4 Verringern der Fragmentierung . 557
7.4.5 Manuelle Speicherfreigabe . 561
Übung zu Abschnitt 7.4 . 565
7.5 Einführung in die
Garbage Collection .
566
7.5.1 Entwurfsziele für
Garbage Collectors .
566
7.5.2 Erreichbarkeit . 569
7.5.3
Garbage Collectors
mit Referenzzählern . 572
Übungen zu Abschnitt 7.5 . 574
7.6 Einführung in die
Garbage Collection
mit Zeigerverfolgung . 575
7.6.1 Ein einfacher Mark-and-Sweep-Collector . 575
7.6.2 Grundlegende Abstraktion . 577
7.6.3 Optimieren der Mark-and-Sweep-Collection . 580
7.6.4 Mark-and-Compact-Collectors . 581
7.6.5 Kopier-Collectors . 585
7.6.6 Kostenvergleich . 587
Übungen zu Abschnitt 7.6 . 588
7.7
Garbage Collection
mit kurzen Pausen . 590
7.7.1 Inkrementelle
Garbage Collection .
590
7.7.2 Inkrementelle Erreichbarkeitsanalyse . 592
7.7.3 Grundlagen der teilweisen
Garbage Collection .
. . 595
7.7.4
Garbage Collection
nach Generationen . 596
7.7.5 Der Zugalgorithmus . 598
Übungen zu Abschnitt 7.7 . 603
7.8 Fortgeschrittene Themen der
Garbage Collection .
604
7.8.1 Parallele und gleichzeitige
Garbage Collection .
. . 604
7.8.2 Teilweise Objektverschiebung . 607
7.8.3 Konservative
Garbage Collection
für unsichere
Sprachen . 608
7.8.4 Schwache Referenzen . 609
Übung zu Abschnitt 7.8 . 610
Zusammenfassung . 611
Literatur zu Kapitel 7 . 614
Kapitel 8 Codeerzeugung . 617
8.1 Aspekte für den Entwurf eines Codegenerators . 620
8.1.1 Eingabe in den Codegenerator . 62C
8.1.2 Das Zielprogramm . 62C
8.1.3 Befehlsauswahl .
62Í
8.1.4 Registervergabe .
62¿
8.1.5 Auswertungsreihenfolge .
62Î
8.6
8.7
Die Zielsprache . 626
8.2.1 Ein einfaches Modell der Zielmaschine . 626
8.2.2 Programm- und Befehlskosten . 629
Übungen zu Abschnitt 8.2 . 630
Adressen im Zielcode . 633
8.3.1 Statische Zuweisung . 633
8.3.2 Stackzuweisung . 636
8.3.3 Laufzeitadressen für Namen . 639
Übungen zu Abschnitt 8.3 . 640
Grundblöcke und Flussgraphen . 642
8.4.1 Grundblöcke . 643
8.4.2 Informationen über die nächste Verwendung . 645
8.4.3 Flussgraphen . 646
8.4.4 Darstellung von Flussgraphen . 648
8.4.5 Schleifen . 648
Übungen zu Abschnitt 8.4 . 649
Optimierung von Grundblöcken . 651
8.5.1 Die DAG-Darstellung von Grundblöcken . 651
8.5.2 Suche nach lokalen gemeinsamen Teil¬
ausdrücken . 652
8.5.3 Entfernen von totem Code . 654
8.5.4 Algebraische Identitäten . 654
8.5.5 Darstellung von Arrayreferenzen . 656
8.5.6 Zeigerzuweisung und Prozeduraufrufe . 658
8.5.7 Reassemblierung von Grandblöcken aus DAGs . . . 658
Übungen zu Abschnitt 8.5 . 660
Ein einfacher Codegenerator . 662
8.6.1 Register- und Adressdeskriptoren . 663
8.6.2 Der Algorithmus zur Codeerzeugung . 663
8.6.3 Entwurf der Funktion getReg . 667
Übungen zu Abschnitt 8.6 . 669
Peephole-Optimierung . 670
8.7.1 Entfernen redundanter Lade- und Speicher¬
vorgänge . 670
8.7.2 Entfernen unerreichbaren Codes . 671
8.7.3 Optimierung des Kontrollflusses . 672
8.7.4 Algebraische Vereinfachung und Kosten¬
reduzierung . 673
8.7.5 Verwenden von Maschinenidiomen . 673
Übungen zu Abschnitt 8.7 . 674
8.8 Registervergabe und -Zuweisung . 675
8.8.1 Globale Registervergabe . 675
8.8.2 Verwendungszähler . 676
8.8.3 Registerzuweisung für äußere Schleifen . 678
8.8.4 Registervergabe durch Graphfärbung . 679
Übungen zu Abschnitt 8.8 . 680
8.9 Befehlsauswahl durch Baumersetzung . 681
8.9.1 Baumübersetzungsverfahren . 681
8.9.2 Codeerzeugung durch Zerlegung/Kachelung
eines Eingabebaumes . 683
8.9.3 Mustererkennung durch Syntaxanalyse. 687
8.9.4 Routinen für die semantische Prüfung . 689
8.9.5 Allgemeine Mustererkennung für Bäume . 689
Übungen zu Abschnitt 8.9 . 691
8.10 Optimale Codeerzeugung für Ausdrücke . 692
8.10.1 Ershov-Zahlen . 692
8.10.2 Codeerzeugung aus Ausdrucksbäumen
mit Kennzeichnungen . 693
8.10.3 Auswerten von Ausdrücken ohne ausreichenden
Vorrat an Registern . 696
Übungen zu Abschnitt 8.10 . 699
8.11 Codeerzeugung mit dynamischer Programmierung . 700
8.11.1 Zusammenhängende Auswertung . 700
8.11.2 Der dynamische Programmieralgorithmus . 701
Übungen zu Abschnitt 8.11 . 705
Zusammenfassung . 706
Literatur zu Kapitel 8 . 708
Kapitel 9 Maschinenunabhängige Optimierungen . 7ii
9.1 Hauptmöglichkeiten der Optimierung . 714
9.1.1 Ursachen der Redundanz . 714
9.1.2 Praxisbeispiel:
Quicksort
. 715
9.1.3 Semantikerhaltende Transformationen . 717
9.1.4
Globale
gemeinsame Teilausdrücke . 718
9.1.5 Kopiepropagation
(Copy Propagation)
. 720
9.1.6 Eliminieren von totem Code
(Dead-Code Elimination)
. 721
9.1.7 Codeverschiebung . 722
9.1.8 Induktionsvariablen und Kostenreduzierung . 723
Übungen zu Abschnitt 9.1 . 727
9.2 Einführung in die Datenflussanalyse . 729
9.2.1 Die Datenflussabstraktion . 729
9.2.2 Das Datenflussanalyseschema . 732
9.2.3 Datenflussschema für Grundblöcke . 733
9.2.4 Erreichende Definitionen . 734
9.2.5 Analyse lebendiger Variablen . 743
9.2.6 Verfügbare Ausdrücke . 745
9.2.7 Zusammenfassung . 749
Übungen zu Abschnitt 9.2 . 751
9.3 Grundlagen der Datenflussanalyse . 753
9.3.1 Halbverbände . 754
9.3.2 Transferfunktionen . 760
9.3.3 Der iterative Algorithmus für allgemeine
Frameworks . 762
9.3.4 Bedeutung einer Datenflusslösung . 765
Übungen zu Abschnitt 9.3 . 768
9.4 Konstantenpropagation . 770
9.4.1 Datenflusswerte für das Framework
der Konstantenpropagation . 770
9.4.2 Durchschnitt für das Framework der
Konstantenpropagation . 771
9.4.3 Transferfunktionen für das Framework
der Konstantenpropagation . 772
9.4.4 Monotonie im Framework der
Konstantenpropagation . 772
9.4.5 Nichtdistributivität im Framework
der Konstantenpropagation . 773
9.4.6 Interpretation der Ergebnisse . 775
Übungen zu Abschnitt 9.4 . 777
9.5 Eliminierung teilweiser Redundanz . 7',
9.5.1 Quellen der Redundanz . 7'.
9.5.2 Lässt sich Redundanz ganz entfernen? . 71
9.5.3 Das Problem der verzögerten Codeverschiebung . 71
9.5.4 Vorhersehen von Ausdrücken . 71
9.5.5 Algorithmus für die verzögerte Codeverschiebung . 7i
Übungen zu Abschnitt 9.5 . 7'
9.6 Schleifen in Flussgraphen . 7'
9.6.1 Dominatoren . 7
9.(5.2 Depth-First-Anordnung . 8
9.6.3 Kanten in einem Depth-First-Spannbaum . 8
9.6.4 Rückkanten und Reduzierbarkeit. 8
9.6.5 Tiefe eines Flussgraphen . 8
9.6.6 Natürliche Schleifen . 8
9.6.7 Konvergenzgeschwindigkeit von iterativen
Datenflussalgorithmen . 8
Übungen zu Abschnitt 9.6 . 8
9.7 Bereichsbasierte Analyse . 8
9.7.1 Bereiche .
E
9.7.2 Bereichshierarchien für reduzierbare
Flussgraphen .
f
9.7.3 Überblick über eine bereichsbasierte Analyse .
í
9.7.4 Notwendige Annahmen über Transferfunktionen .
f
9.7.5 Algorithmus für die bereichsbasierte Analyse .
í
9.7.6 Umgang mit nicht reduzierbaren Flussgraphen . !
Übungen zu Abschnitt 9.7 . *
9.8 Symbolische Analyse . !
9.8.1 Affine Ausdrücke von Referenzvariablen . !
9.8.2 Formulieren von Datenflussproblemen .
I
9.8.3 Bereichsbasierte symbolische Analyse .
¡
Übungen zu Abschnitt 9.8 . '
Zusammenfassung .
Literatur zu Kapitel 9 .
Kapitel
10 Parallelität auf Befehlsebene . 857
10.1 Prozessorarchitekturen . 860
10.1.1 Befehlspipelines und Verzweigungsverzögerung . . 860
10.1.2 Ausführung in der Pipeline . 861
10.1.3 Ausgabe mehrerer Befehle . 861
10.2 Einschränkungen für die Codeplanung . 862
10.2.1 Datenabhängigkeit . 863
10.2.2 Ermitteln von Abhängigkeiten zwischen
Speicherzugriffen . 864
10.2.3
Kompromiss
zwischen Registernutzung und
Parallelität . 866
10.2.4 Phasenanordnung zwischen Registervergabe und
Codeplanung . 869
10.2.5 Steuerungsabhängigkeit . 869
10.2.6 Unterstützung der spekulativen Ausführung . 871
10.2.7 Ein einfaches Modell eines Computers . 873
Übungen zu Abschnitt 10.2 . 874
10.3 Ablaufplanung für Grundblocke . 876
10.3.1 Datenabhängigkeitsgraphen . 876
10.3.2 Listenplanung von Grundblöcken . 878
10.3.3
Topologische
Anordnungen mit Prioritäten . 879
Übungen zu Abschnitt 10.3 . 881
10.4 Globale Codeplanung . 882
10.4.1 Elementare Codeverschiebung . 882
10.4.2 Codeverschiebung aufwärts . 884
10.4.3 Codeverschiebung abwärts . 885
10.4.4 Aktualisieren von Datenabhängigkeiten . 887
10.4.5 Algorithmus zur globalen Ablaufplanung . 888
10.4.6 Fortgeschrittene Techniken zur Codeverschiebung . 891
10.4.7 Interaktion mit dynamischen Ablaufplanern . 892
Übungen zu Abschnitt 10.4 . 893
10.5 Softwarepipelines . 894
10.5.1 Einführung . 894
10.5.2 Softwarepipelines für Schleifen . 897
10.5.3 Registervergabe und Codeerzeugung . 899
10.5.4 Do-Across-Schleifen . 900
10.5.5 Ziele und Einschränkungen von
Softwarepipelines . 901
10.5.6 Algorithmus für Softwarepipelines . 905
10.5.7 Ablaufplanung für azyklische
Datenabhängigkeitsgraphen . 906
10.5.8 Ablaufplanung für zyklische Abhängigkeits¬
graphen . 908
10.5.9 Verbesserungen des Pipelinealgorithmus . 916
10.5.10 Modulare Variablenerweiterung . 917
10.5.11 Bedingte Anweisungen . 920
10.5.12 Hardwareunterstützung für Softwarepipelines . 921
Übungen zu Abschnitt 10.5 . 921
Zusammenfassung . 924
Literatur zu Kapitel 10 . 926
Kapiteln Optimierungen für Parallelität und Lokalität 929
11.1 Grundkonzepte . 934
11.1.1 Multiprozessorarchitektur . 934
11.1.2 Parallelität in Anwendungen . 937
11.1.3 Parallelität auf Schleifenebene . 939
11.1.4 Datenlokalität . 940
11.1.5 Einführung in die Theorie affiner
Transformationen . 942
11.2 Die Matrizenmultiplikation als ausführliches Beispiel . 947
11.2.1 Algorithmus für die Matrizenmultiplikation . 947
11.2.2 Optimierungen . 95C
11.2.3 Cacheinterferenz . 954
Übung zu Abschnitt 11.2 . 95^
11.3 Iterationsräume . 95E
11.3.1 Konstruktion von Iterationsräumen aus
verschachtelten Schleifen . 95!
11.3.2 Ausführungsreihenfolge für verschachtelte
Schleifen . 951
11.3.3 Matrixformulierung von Ungleichungen . 95!
11.3.4 Aufnehmen symbolischer Konstanten . 961
11.3.5 Steuern der Ausführungsreihenfolge . 96
11.3.6 Ändern der Achsen . 966
Übungen zu Abschnitt 11.3 . 967
11.4 Affine Arrayindizes . 970
11.4.1 Affiner Zugriff . 970
11.4.2 Affine und nicht affine Zugriffe in der Praxis . 972
Übung zu Abschnitt 11.4 . 973
11.5 Wiederverwendung von Daten . 974
11.5.1 Arten der Wiederverwendung . 975
11.5.2 Selbstwiederverwendung . 976
11.5.3 Räumliche Selbstwiederverwendung . 981
11.5.4 Gruppenwiederverwendung . 982
Übungen zu Abschnitt 11.5 . 985
11.6 Analyse der Arraydatenabhängigkeiten . 987
11.6.1 Definition der Datenabhängigkeit beim
Arrayzugriff . 988
11.6.2 Ganzzahlige lineare Programmierung . 989
11.6.3 Der ggT-Test . 990
11.6.4 Heuristiken für die Lösung ganzzahliger
linearer Programme . 993
11.6.5 Lösen allgemeiner ganzzahliger linearer
Programme . 997
11.6.6 Zusammenfassung . 999
Übungen zu Abschnitt 11.6 . 1000
11.7 Ermitteln synchronisierungsfreier Parallelität . 1003
11.7.1 Ein einführendes Beispiel . 1003
11.7.2 Affine Raumpartitionen . 1006
11.7.3 Einschränkungen für Raumpartitionen . 1007
11.7.4 Lösen von Einschränkungen für Raum¬
partitionen . 1011
11.7.5 Ein einfacher Algorithmus zur Codeerzeugung . 1015
11.7.6 Eliminieren leerer Iterationen . 1019
11.7.7 Eliminieren von Tests aus den innersten
Schleifen . 1022
11.7.8 Quellcode-Transformationen . 1024
Übungen zu Abschnitt 11.7 . 1029
11.8 Synchronisierung zwischen parallelen Schleifen . 1032
11.8.1 Konstante Anzahl von Synchronisierungen . 1032
11.8.2 Programmabhängigkeitsgraphen . 103-?
11.8.3 Hierarchische Zeit .
103Є
11.8.4 Der Parallelisierungsalgorithmus .
103Í
Übungen zu Abschnitt 11.8 . 104(
11.9 Pipelines . 104:
11.9.1 Was sind Pipelines? . 104:
11.9.2 Sukzessive Überrelaxation als Beispiel . 1041
11.9.3 Vollständig permutierbare Schleifen . 104'
11.9.4 Vollständig permutierbare Schleifen
in der Pipeline . 104!
11.9.5 Allgemeine Theorie . 1041
11.9.6 Einschränkungen für Zeitpartitionen . 104'
11.9.7 Lösen von Einschränkungen für Zeitpartitionen
mit dem Lemma von
Farkas
. 105
11.9.8 Codetransformationen . 105
11.9.9 Parallelität mit minimaler Synchronisierung . 106
Übungen zu Abschnitt 11.9 . 106
11.10 Optimierungen der Lokalität . 106
11.10.1 Zeitliche Lokalität berechneter Daten . 106
11.10.2 Arraykontraktion . 106
11.10.3 Verschachteln von Partitionen . 107
11.10.4 Die Algorithmen im Ganzen . 107
Übungen zu Abschnitt 11.10 . 107
11.11 Andere Verwendungen für affine Transformationen . 107
11.11.1 Verteilte Speichermaschinen . 107
11.11.2 Prozessoren mit mehrfacher Befehlsausgabe . 108
11.11.3 Vektor- und SIMD-Befehle . 108
11.11.4 Vorabruf . 108
Zusammenfassung . 108
Literatur zu Kapitel 11 . 108
Kapitel 12 Interprozedurale Analyse .
ιοί
12.1 Grundkonzepte . 10t
12.1.1 Aufrufgraphen . 10f
12.1.2 Kontextsensitivität .
10Í
12.1.3
Aufrufstrings
. 1098
12.1.4
Kontextsensitive
Analyse
auf Klonbasis . 1100
12.1.5 Kontextsensitive Analyse mit
Zusammenfassungen . 1101
Übungen zu Abschnitt 12.1 . 1105
12.2 Gründe für die interprozedurale Analyse . 1107
12.2.1 Virtueller Methodenaufruf . 1107
12.2.2 Zeigeralias-Analyse . 1107
12.2.3 Parallelisierung . 1108
12.2.4 Ermitteln von Softwarefehlern und
Schwachstellen . 1108
12.2.5 SQL-Injektion . 1109
12.2.6 Pufferüberlauf . 1111
12.3 Logische Darstellung des Datenflusses . 1113
12.3.1 Einführung in Datalog . 1113
12.3.2 Regeln in Datalog . 1115
12.3.3 Intensionale und extensionale Prädikate . 1116
12.3.4 Ausführung von Datalog-Programmen . 1120
12.3.5 Inkrementelle Auswertung von
Datalog-Programmen . 1121
12.3.6 Problematische Datalog-Regeln . 1123
Übungen zu Abschnitt 12.3 . 1125
12.4 Einfacher Algorithmus zur Zeigeranalyse . 1127
12.4.1 Schwierigkeiten der Zeigeranalyse . 1127
12.4.2 Modell für Zeiger und Referenzen . 1128
12.4.3 Flussinsensitivität . 1130
12.4.4 Formulierung in Datalog . 1131
12.4.5 Verwenden von Typinformationen . 1133
Übungen zu Abschnitt 12.4 . 1134
12.5 Kontextinsensitive interprozedurale Analyse . 1136
12.5.1 Auswirkungen eines Methodenaufrufes . 1136
12.5.2 Ermitteln von Aufrufgraphen in Datalog . 1138
12.5.3 Dynamisches Laden und Reflexion . 1139
Übungen zu Abschnitt 12.5 . 1140
12.6 Kontextsensitive Zeigeranalyse . 1141
12.6.1 Kontexte und Aufrufstrings . 1142
12.6.2 Hinzufügen von Kontext zu Datalog-Regeln . 1145
12.6.3 Weitere Aspekte der Sensitivität . 1146
Übungen zu Abschnitt 12.6 . 1147
12.7 Datalog-Implementierungen durch BDDs . 1148
12.7.1 Binäre Entscheidungsdiagramme . 1148
12.7.2 Transformationen an BDDs . 1150
12.7.3 Darstellen von Relationen in BDDs . 1151
12.7.4 Relationale Operationen als BDD-Operationen . . . 1152
Übungen zu Abschnitt 12.7 .
115Є
Zusammenfassung . 1157
Literatur zu Kapitel 12 . 116C
Anhang .
иєг
A
Ein vollständiges
Front-End
. 1164
A.l Die Quellsprache . 116E
A.2 Main .
116Í
A.3 Der
Lexer
. 116E
Α.
4 Symboltabellen und Typen . 117C
A.5 Zwischencode für Ausdrücke .
117Í
A.6 Sprungcode für Boolesche Ausdrücke . 117(
A.7 Zwischencode für Anweisungen . 1181
A.8 Parser .
118Í
A.9 Erstellen des
Front-Ends
. 119:
В
Ermittlung linear unabhängiger Lösungen .
119Í
С
Lexer-
und Parsergeneration in Java .
119Í
Übungen zu Anhang
С
. 122(
Literatur zu Anhang
С
. 122:
Liste mit englischen Begriffen und deren Übersetzung . . . 122;
Liste mit deutschen Begriffen und deren Übersetzung . . . 1221
Index . 122:
Die Autoren . 125: |
| adam_txt |
m ï
і
»ι
її
1 Heil tS
Vlil
Ä
Vorwort . xxix
Zur deutschen Ausgabe .xxxiii
Kapitel 1 Einleitung .
1.1 Sprachprozessoren .
Übungen zu Abschnitt 1.1 .
1.2 Die Struktur eines Compilers .
1.2.1 Lexikalische Analyse .
1.2.2 Syntaxanalyse .
1.2.3 Semantische Analyse .
1.2.4 Zwischencodeerzeugung .
1.2.5 Codeoptimierung .
1.2.6 Codeerzeugung .
1.2.7 Umgang mit Symboltabellen .
1.2.8 Gruppieren von Phasen in Läufe .
1.2.9 Werkzeuge zum Compilerbau .
1.3 Die Evolution der Programmiersprachen .
1.3.1 Der Weg zu höheren Programmiersprachen .
1.3.2 Einfluss auf Compiler .
Übung zu Abschnitt 1.3 .
1.4 Die Wissenschaft des Compilerbaus .
1.4.1 Modellierung bei Compilerdesign und
-Implementierung .
1.4.2 Die Wissenschaft der Codeoptimierung .
1.5 Anwendungen der Compilertechnologie .
1.5.1 Implementierung von höheren Programmier¬
sprachen .
1.5.2 Optimierungen für Computorarchitekturen .
1.5.3 Entwurf neuer Computerarchitekturen .
1.5.4 Programmübersetzung .
1.5.5 Werkzeuge zur Produktivitätssteigerung .
1.6 Grundlagen von Programmiersprachen . 32
1.6.1 Unterscheidung zwischen statisch und dynamisch 32
1.6.2 Umgebungen und Zustände . 33
1.6.3 Statischer Gültigkeitsbereich und Blockstruktur . 35
1.6.4 Explizite Zugriffskontrolle . 39
1.6.5 Dynamischer Gültigkeitsbereich . 40
1.6.6 Mechanismen zur Parameterübergabe . 42
1.6.7
Aliasing
. 44
Übungen zu Abschnitt 1.6 . 44
Zusammenfassung . 46
Literatur zu Kapitel 1 . 48
Kapitel 2 Ein einfacher syntaxgerichteter Übersetzer . 49
2.1 Einführung . 51
2.2 Syntaxdefinition . 53
2.2.1 Grammatikdefinition . 54
2.2.2 Ableitungen . 56
2.2.3 Parse-Bäume . 57
2.2.4 Mehrdeutigkeit . 59
2.2.5 Assoziativitat von Operatoren . 60
2.2.6 Operatorenpräzedenz . 61
Übungen zu Abschnitt 2.2 . 64
2.3 Syntaxgerichtete Übersetzung . 66
2.3.1 Postfixnotation . 67
2.3.2 Synthetisierte Attribute . 68
2.3.3 Einfache syntaxgerichtete Definitionen . 70
2.3.4 Durchlaufen von Bäumen . 71
2.3.5 Übersetzungsverfahren . 73
Übungen zu Abschnitt 2.3 . 75
2.4 Syntaxanalyse
(Parsing)
. 76
2.4.1 Top-Down-Syntaxanalyse . 76
2.4.2 Prädiktive Syntaxanalyse . 79
2.4.3 Verwendungszweck von
е
-Produktionen . 82
2.4.4 Entwurf eines prädiktiven Parsers . 82
2.4.5 Linksrekursion . 84
Übung zu Abschnitt 2.4 . 85
2.5 Übersetzer für einfache Ausdrücke . 86
2.5.1 Abstrakte und konkrete Syntax . 87
2.5.2 Anpassen des Übersetzungsverfahrens . 88
2.5.3 Prozeduren für die Nichtterminale . 89
2.5.4 Vereinfachen des Übersetzers . 90
2.5.5 Das vollständige Programm . 91
2.6 Lexikalische Analyse . 94
2.6.1 Entfernen von Leerzeichen und Kommentaren . 96
2.6.2 Vorausschauendes Lesen . 96
2.6.3 Konstanten . 97
2.6.4 Erkennen von Schlüsselwörtern und Bezeichnern . 98
2.6.5 Ein lexikalischer Scanner (kurz
Lexer)
. 100
Übungen zu Abschnitt 2.6 . 104
2.7 Symboltabellen . 105
2.7.1 Symboltabellen nach Gültigkeitsbereich . 106
2.7.2 Verwendung von Symboltabellen . 110
2.8 Zwischencodeerzeugung . 113
2.8.1 Zwei Arten der Zwischendarstellung . 113
2.8.2 Konstruktion von Syntaxbäumen . 114
2.8.3 Statische Überprüfung . 119
2.8.4 Drei-Adress-Code . 121
Übungen zu Abschnitt 2.8 . 129
Zusammenfassung . 130
Kapitel 3 Lexikalische Analyse .
ізз
3.1 Die Rolle des
Lexers
. 135
3.1.1 Lexikalische Analyse und Syntaxanalyse
im Vergleich . 136
3.1.2
Token,
Muster und Lexeme . 136
3.1.3 Attribute für
Token
. 138
3.1.4 Lexikalische Fehler . 139
Übungen zu Abschnitt 3.1 . 140
3.2 Eingabepuffer . 141
3.2.1 Pufferpaare . 141
3.2.2 Wächter . 143
3.3 Spezifikation von
Token .
144
3.3.1
Strings
und Sprachen . 144
3.3.2 Operationen an Sprachen . 146
3.3.3 Reguläre Ausdrücke . 147
3.3.4 Reguläre Definitionen . 149
3.3.5 Erweiterungen regulärer Ausdrücke . 150
Übungen zu Abschnitt 3.3 . 151
3.4 Tokenerkemiung . 156
3.4.1 Übergangsdiagramme . 158
3.4.2 Erkennen von reservierten Wörtern und
Bezeichnern . 160
3.4.3 Abschluss des Beispiels . 161
3.4.4 Architektur eines
Lexers
auf der Grundlage
von Übergangs
diagrammen
. 162
Übungen zu Abschnitt 3.4 . 165
3.5 Der Generator
Lex
für lexikalische Scanner . 170
3.5.1 Verwendung von
Lex
. 170
3.5.2 Struktur von Lex-Programmen . 171
3.5.3 Konfliktlösung in
Lex
. 174
3.5.4 Der Lookahead-Operator . 175
Übungen zu Abschnitt 3.5 . 176
3.6 Endliche Automaten . 178
3.6.1 Nichtdeterministische endliche Automaten . 178
3.6.2 Übergangstabellen . 179
3.6.3 Akzeptieren von Eingabestrings durch Automaten . 180
3.6.4 Deterministische endliche Automaten . 181
Übungen zu Abschnitt 3.6 . 183
3.7 Von regulären Ausdrücken zu Automaten . 184
3.7.1 Umwandlung eines NFA in einen DFA . 184
3.7.2 Simulation eines NFA . 188
3.7.3 Effizienz der NFA-Simulation . 189
3.7.4 Aufbau eines NFA aus einem regulären Ausdruck . 192
3.7.5 Effizienz von stringverarbeitenden Algorithmen . 197
Übungen zu Abschnitt 3.7 . 200
3.8 Entwurf eines Generators für lexikalische Scanner . 201
3.8.1 Die Struktur des generierten Scanners . 201
3.8.2
Pattern Matching
auf der Grundlage von NFAs . 20
3.8.3 DFAs für lexikalische Scanner . 20
3.8.4 Implementieren des Lookahead-Operators . 20
Übungen zu Abschnitt 3.8 . 20
3.9 Optimierung des
Pattern Matching
auf DFA-Grundlage . 20
3.9.1 Wichtige Zustände eines NFA . 20
3.9.2 Aus dem Syntaxbaum berechnete Funktionen . 21
3.9.3 Berechnen von nullable, firstpos und lastpos . 21
3.9.4 Berechnen von followpos . 21
3.9.5 Direkte Konvertierung eines regulären Ausdruckes
in einen DFA . 21
3.9.6 Minimierung der Anzahl von Zuständen
eines DFA . 21
3.9.7 Zustandsminimierung in lexikalischen
Scannern . 22
3.9.8 Kompromisse zwischen Raum und Zeit
bei der DFA-Simulation . 22
Übungen zu Abschnitt 3.9 . 22
Zusammenfassung . 22
Literatur zu Kapitel 3 . 22
Kapitel 4 Syntaktische Analyse . 23
4.1 Einführung . 2c
4.1.1 Die Rolle des Parsers . 23
4.1.2 Repräsentative Grammatiken . 23
4.1.3 Behandlung von Syntaxfehlern . 23
4.1.4 Strategien für die Fehlerbehebung . 23
4.2 Kontextfreie Grammatiken . 23
4.2.1 Formale Definition einer kontextfreien Grammatik 2;
4.2.2 Konventionen für die Notation .
2¿
4.2.3 Ableitungen . 24
4.2.4 Parse-Bäume und Ableitungen .
2¿
4.2.5 Mehrdeutigkeit . 1L
4.2.6 Verifizieren der von einer Grammatik generierten
Sprache . 24
4.2.7 Kontextfreie Grammatiken und reguläre Ausdrücke
im Vergleich . 248
Übungen zu Abschnitt 4.2 . 250
4.3 Schreiben einer Grammatik . 254
4.3.1 Lexikalische und syntaktische Analyse . 254
4.3.2 Eliminieren von Mehrdeutigkeiten . 255
4.3.3 Eliminieren der Linksrekursion . 257
4.3.4 Linksfaktorisierung . 259
4.3.5 Nicht kontextfreie Sprachkonstrukte . 260
Übungen zu Abschnitt 4.3 . 262
4.4 Top-Down-Parsing . 263
4.4.1 Rekursiv absteigendes
Parsing
. 264
4.4.2 FIRST und
FOLLOW
. 266
4.4.3
LL(1)-Grammatiken .
269
4.4.4 Nichtrekursive prädiktive Syntaxanalyse . 273
4.4.5 Fehlerbehebung bei der prädiktiven Syntaxanalyse 275
Übungen zu Abschnitt 4.4 . 278
4.5 Bottom-Up-Parsing . 282
4.5.1 Reduktionen . 282
4.5.2 Handle-Stutzung . 283
4.5.3 Shift-Reduce-Syntaxanalyse . 285
4.5.4 Konflikte bei der Shift-Reduce-Syntaxanalyse . 287
Übungen zu Abschnitt 4.5 . 290
4.6 Einführung in die LR-Syntaxanalyse: einfaches LR . 291
4.6.1 Warum LR-Parser? . 291
4.6.2
Items
und der LR(0)-Automat . 292
4.6.3 Der LR-Parsealgorithmus . 299
4.6.4 Aufbau von SLR-Parsertabellen . 304
4.6.5 Sinnvolle Präfixe . 307
Übungen zu Abschnitt 4.6 . 310
4.7 Leistungsfähigere LR-Parser . 312
4.7.1 Kanonische LR(1)-Items . 312
4.7.2 Aufbau von
LR(1)-Item-Mengen
. 314
4.7.3 Kanonische
LR(1)-Parsertabellen
. 318
4.7.4 Aufbau von LALR-Parsertabellen . 319
4.7.5 Effizienter Aufbau von LALR-Parsertabellen . 324
4.7.6 Komprimierung von LR-Parsertabellen . 329
Übungen zu Abschnitt 4.7 . 332
4.8 Mehrdeutige Grammatiken . 333
4.8.1 Präzedenz und Assoziativität zur Konfliktlösung . 333
4.8.2 Mehrdeutigkeit durch ein „hängendes eise" . 336
4.8.3 Fehlerbehebung beim LR-Parsing . 338
Übungen zu Abschnitt 4.8 .'· ■ 341
4.9 Parsergeneratoren . 343
4.9.1 Der Parsergenerator
Yace
. 343
4.9.2 Einsatz von
Yace
bei mehrdeutigen Grammatiken . 347
4.9.3 Erstellen von Yacc-Lexern mit
Lex
. 350
4.9.4 Fehlerbehebung bei
Yace
. 351
Übungen zu Abschnitt 4.9 . 354
Zusammenfassung . 355
Literatur zu Kapitel 4 . 358
Kapitel 5 Syntaxgerichtete Übersetzung .
збз
5.1 Syntaxgerichtete Definitionen . 366
5.1.1 Ererbte und synthetisierte Attribute . 366
5.1.2 Auswerten einer syntaxgerichteten Definition
an den Knoten eines Parse-Baumes . 368
Übungen zu Abschnitt 5.1 . 372
5.2 Auswerten einer syntaxgerichteten Definition
an den Knoten eines Parse-Baumes . 373
5.2.1 Abhängigkeitsgraphen . 373
5.2.2 Reihenfolge der Auswertung von Attributen . 375
5.2.3 S-attributierte Definitionen . 376
5.2.4 L-attributierte Definitionen . 377
5.2.5 Semantische Regeln mit kontrollierten
Nebenwirkungen . 378
Übungen zu Abschnitt 5.2 . 381
5.3 Anwendungen der syntaxgerichteten Übersetzung . 383
5.3.1 Aufbau von Syntaxbäumen . 383
5.3.2 Die Struktur eines Typs . 387
Übungen zu Abschnitt 5.3 . 383
5.4 Verfahren zur syntaxgerichteten Übersetzung . 390
5.4.1 Postnx-Übersetzungsverfahron . 391
5.4.2 Parserstack-Implementierungen von
syntaxgerichteten Postfix-Übersetzungen . 391
5.4.3 Syntaxgerichtete Übersetzungen mit Aktionen
innerhalb von Produktionen . 393
5.4.4 Eliminieren der Linksrekursion aus
syntaxgerichteten Übersetzungen . 395
5.4.5 Syntaxgerichtete Übersetzungen für L-attributierte
Definitionen . 398
Übungen zu Abschnitt 5.4 . 405
5.5 Implementieren von L-attributierten syntaxgerichteten
Definitionen . 407
5.5.1 Übersetzung bei der rekursiv absteigenden
Syntaxanalyse . 408
5.5.2 Codeerzeugung im laufenden Betrieb . 411
5.5.3 L-attributierte syntaxgerichtete Definitionen und
LL-Syntaxanalyse . 413
5.5.4 Bottom-Up-Syntaxanalyse von L-attributierten
syntaxgerichteten Definitionen . 420
Übungen zu Abschnitt 5.5 . 425
Zusammenfassung . 426
Literatur zu Kapitel 5 . 428
Kapitel
б
Zwischencodeerzeugung . 431
6.1 Varianten von Syntaxbäumen . 434
6.1.1 Gerichtete azyklische Graphen für Ausdrücke . 434
6.1.2 Die Wertenummermethode für die Konstruktion
von DAGs . 436
Übungen zu Abschnitt 6.1 . 439
6.2 Drei-Adress-Code . 440
6.2.1 Adressen und Befehle . 440
6.2.2 Quadrupel . 443
6.2.3 Tripel . 444
6.2.4 Statische Einzelzuweisungsform . 446
Übungen zu Abschnitt 6.2 . 448
6.3 Typen und Deklarationen. 44«
6.3.1 Typausdrücke . 44!
6.3.2 Typäquivalenz . 45:
6.3.3 Deklarationen . 45;
6.3.4 Speicherlayout für lokale Namen .
45Í
6.3.5 Sequenzen aus Deklarationen .
45Ї
6.3.6 Felder in Strukturen und Klassen . 45f
Übungen zu Abschnitt 6.3 .
45Í
6.4 Übersetzung von Ausdrücken . 45S
6.4.1 Operationen in Ausdrücken . 455
6.4.2 Inkrementelle Übersetzung . 461
6.4.3 Adressieren von Arrayelementen . 46;
6.4.4 Übersetzung von Arrayreferenzen .
46¿
Übungen zu Abschnitt 6.4 . 46;
6.5 Typüberprümng . 46!
6.5.1 Regeln für die Typüberprüfung . 46S
6.5.2 Typkonvertierung . 47(
6.5.3 Überladen von Funktionen und Operatoren . 47;
6.5.4 Typinferenz und
polymorphe
Funktionen .
47¿
6.5.5 Ein Unifikationsalgorithmus . 47!
Übungen zu Abschnitt 6.5 . 48;
6.6 Kontrollfluss . 48'
6.6.1 Boolesche Ausdrücke .
48¿
6.6.2 Short-Circuit-Code .
48í
6.6.3 Kontrollflussanweisungen .
48Í
6.6.4 Kontrollflussübersetzung von booleschen
Ausdrücken .
48Í
6.6.5 Vermeiden redundanter Goto-Befehle . 491
6.6.6 Boolesche Werte und Sprungcode .
49Ć
Übungen zu Abschnitt 6.6 .
49Í
6.7 Backpatching . 49;
6.7.1 Einpass-Codeerzeugung mit Backpatching . 49;
6.7.2 Backpatching für boolesche Ausdrücke .
49Í
6.7.3 Steuerungsflussanweisungen . 501
6.7.4
Break-, continue-
und goto-Anweisungen .
50¿
Übungen zu Abschnitt 6.7 .
50Í
6.8 Switch-Anweisungen . 507
6.8.1 Übersetzung von switch-Anweisungen . 507
6.8.2 Syntaxgerichtete Übersetzung von switch-
Anweisungen . 508
Übung zu Abschnitt 6.8 . 510
6.9 Zwischencode für Prozeduren . 511
Zusammenfassung . 514
Literatur zu Kapitel 6 . 516
Kapitel 7 Laufzeitumgebungen . 519
7.1 Speicheraufbau . 521
7.1.1 Statische und dynamische Speicherzuweisung . . . 523
7.2 Speicherzuweisung auf dem Stack . 524
7.2.1 Aktivierungsbäume . 524
7.2.2 Aktivierungseinträge . 528
7.2.3 Aufrufsequenzen . 531
7.2.4 Daten variabler Länge auf dem Stack . 534
Übungen zu Abschnitt 7.2 . 536
7.3 Zugriff auf nichtlokale Daten auf dem Stack . 538
7.3.1 Datenzugriff ohne vorschachtelte Prozeduren . 538
7.3.2 Probleme bei verschachtelten Prozeduren . 539
7.3.3 Eine Sprache mit Deklarationen für verschachtelte
Prozeduren . 539
7.3.4 Verschachtelungstiefe . 541
7.3.5 Zugriffslinks . 542
7.3.6 Bearbeiten von Zugriffslinks . 544
7.3.7 Zugriffslinks für Prozedurparameter . 545
7.3.8 Displays . 547
Übungen zu Abschnitt 7.3 . 550
7.4 Heap-Verwaltung . 551
7.4.1 Der Speichermanager . 551
7.4.2 Die Speicherhierarchie eines Computers . 553
7.4.3 Lokalität in Programmen . 555
7.4.4 Verringern der Fragmentierung . 557
7.4.5 Manuelle Speicherfreigabe . 561
Übung zu Abschnitt 7.4 . 565
7.5 Einführung in die
Garbage Collection .
566
7.5.1 Entwurfsziele für
Garbage Collectors .
566
7.5.2 Erreichbarkeit . 569
7.5.3
Garbage Collectors
mit Referenzzählern . 572
Übungen zu Abschnitt 7.5 . 574
7.6 Einführung in die
Garbage Collection
mit Zeigerverfolgung . 575
7.6.1 Ein einfacher Mark-and-Sweep-Collector . 575
7.6.2 Grundlegende Abstraktion . 577
7.6.3 Optimieren der Mark-and-Sweep-Collection . 580
7.6.4 Mark-and-Compact-Collectors . 581
7.6.5 Kopier-Collectors . 585
7.6.6 Kostenvergleich . 587
Übungen zu Abschnitt 7.6 . 588
7.7
Garbage Collection
mit kurzen Pausen . 590
7.7.1 Inkrementelle
Garbage Collection .
590
7.7.2 Inkrementelle Erreichbarkeitsanalyse . 592
7.7.3 Grundlagen der teilweisen
Garbage Collection .
. . 595
7.7.4
Garbage Collection
nach Generationen . 596
7.7.5 Der Zugalgorithmus . 598
Übungen zu Abschnitt 7.7 . 603
7.8 Fortgeschrittene Themen der
Garbage Collection .
604
7.8.1 Parallele und gleichzeitige
Garbage Collection .
. . 604
7.8.2 Teilweise Objektverschiebung . 607
7.8.3 Konservative
Garbage Collection
für unsichere
Sprachen . 608
7.8.4 Schwache Referenzen . 609
Übung zu Abschnitt 7.8 . 610
Zusammenfassung . 611
Literatur zu Kapitel 7 . 614
Kapitel 8 Codeerzeugung . 617
8.1 Aspekte für den Entwurf eines Codegenerators . 620
8.1.1 Eingabe in den Codegenerator . 62C
8.1.2 Das Zielprogramm . 62C
8.1.3 Befehlsauswahl .
62Í
8.1.4 Registervergabe .
62¿
8.1.5 Auswertungsreihenfolge .
62Î
8.6
8.7
Die Zielsprache . 626
8.2.1 Ein einfaches Modell der Zielmaschine . 626
8.2.2 Programm- und Befehlskosten . 629
Übungen zu Abschnitt 8.2 . 630
Adressen im Zielcode . 633
8.3.1 Statische Zuweisung . 633
8.3.2 Stackzuweisung . 636
8.3.3 Laufzeitadressen für Namen . 639
Übungen zu Abschnitt 8.3 . 640
Grundblöcke und Flussgraphen . 642
8.4.1 Grundblöcke . 643
8.4.2 Informationen über die nächste Verwendung . 645
8.4.3 Flussgraphen . 646
8.4.4 Darstellung von Flussgraphen . 648
8.4.5 Schleifen . 648
Übungen zu Abschnitt 8.4 . 649
Optimierung von Grundblöcken . 651
8.5.1 Die DAG-Darstellung von Grundblöcken . 651
8.5.2 Suche nach lokalen gemeinsamen Teil¬
ausdrücken . 652
8.5.3 Entfernen von totem Code . 654
8.5.4 Algebraische Identitäten . 654
8.5.5 Darstellung von Arrayreferenzen . 656
8.5.6 Zeigerzuweisung und Prozeduraufrufe . 658
8.5.7 Reassemblierung von Grandblöcken aus DAGs . . . 658
Übungen zu Abschnitt 8.5 . 660
Ein einfacher Codegenerator . 662
8.6.1 Register- und Adressdeskriptoren . 663
8.6.2 Der Algorithmus zur Codeerzeugung . 663
8.6.3 Entwurf der Funktion getReg . 667
Übungen zu Abschnitt 8.6 . 669
Peephole-Optimierung . 670
8.7.1 Entfernen redundanter Lade- und Speicher¬
vorgänge . 670
8.7.2 Entfernen unerreichbaren Codes . 671
8.7.3 Optimierung des Kontrollflusses . 672
8.7.4 Algebraische Vereinfachung und Kosten¬
reduzierung . 673
8.7.5 Verwenden von Maschinenidiomen . 673
Übungen zu Abschnitt 8.7 . 674
8.8 Registervergabe und -Zuweisung . 675
8.8.1 Globale Registervergabe . 675
8.8.2 Verwendungszähler . 676
8.8.3 Registerzuweisung für äußere Schleifen . 678
8.8.4 Registervergabe durch Graphfärbung . 679
Übungen zu Abschnitt 8.8 . 680
8.9 Befehlsauswahl durch Baumersetzung . 681
8.9.1 Baumübersetzungsverfahren . 681
8.9.2 Codeerzeugung durch Zerlegung/Kachelung
eines Eingabebaumes . 683
8.9.3 Mustererkennung durch Syntaxanalyse. 687
8.9.4 Routinen für die semantische Prüfung . 689
8.9.5 Allgemeine Mustererkennung für Bäume . 689
Übungen zu Abschnitt 8.9 . 691
8.10 Optimale Codeerzeugung für Ausdrücke . 692
8.10.1 Ershov-Zahlen . 692
8.10.2 Codeerzeugung aus Ausdrucksbäumen
mit Kennzeichnungen . 693
8.10.3 Auswerten von Ausdrücken ohne ausreichenden
Vorrat an Registern . 696
Übungen zu Abschnitt 8.10 . 699
8.11 Codeerzeugung mit dynamischer Programmierung . 700
8.11.1 Zusammenhängende Auswertung . 700
8.11.2 Der dynamische Programmieralgorithmus . 701
Übungen zu Abschnitt 8.11 . 705
Zusammenfassung . 706
Literatur zu Kapitel 8 . 708
Kapitel 9 Maschinenunabhängige Optimierungen . 7ii
9.1 Hauptmöglichkeiten der Optimierung . 714
9.1.1 Ursachen der Redundanz . 714
9.1.2 Praxisbeispiel:
Quicksort
. 715
9.1.3 Semantikerhaltende Transformationen . 717
9.1.4
Globale
gemeinsame Teilausdrücke . 718
9.1.5 Kopiepropagation
(Copy Propagation)
. 720
9.1.6 Eliminieren von totem Code
(Dead-Code Elimination)
. 721
9.1.7 Codeverschiebung . 722
9.1.8 Induktionsvariablen und Kostenreduzierung . 723
Übungen zu Abschnitt 9.1 . 727
9.2 Einführung in die Datenflussanalyse . 729
9.2.1 Die Datenflussabstraktion . 729
9.2.2 Das Datenflussanalyseschema . 732
9.2.3 Datenflussschema für Grundblöcke . 733
9.2.4 Erreichende Definitionen . 734
9.2.5 Analyse lebendiger Variablen . 743
9.2.6 Verfügbare Ausdrücke . 745
9.2.7 Zusammenfassung . 749
Übungen zu Abschnitt 9.2 . 751
9.3 Grundlagen der Datenflussanalyse . 753
9.3.1 Halbverbände . 754
9.3.2 Transferfunktionen . 760
9.3.3 Der iterative Algorithmus für allgemeine
Frameworks . 762
9.3.4 Bedeutung einer Datenflusslösung . 765
Übungen zu Abschnitt 9.3 . 768
9.4 Konstantenpropagation . 770
9.4.1 Datenflusswerte für das Framework
der Konstantenpropagation . 770
9.4.2 Durchschnitt für das Framework der
Konstantenpropagation . 771
9.4.3 Transferfunktionen für das Framework
der Konstantenpropagation . 772
9.4.4 Monotonie im Framework der
Konstantenpropagation . 772
9.4.5 Nichtdistributivität im Framework
der Konstantenpropagation . 773
9.4.6 Interpretation der Ergebnisse . 775
Übungen zu Abschnitt 9.4 . 777
9.5 Eliminierung teilweiser Redundanz . 7',
9.5.1 Quellen der Redundanz . 7'.
9.5.2 Lässt sich Redundanz ganz entfernen? . 71
9.5.3 Das Problem der verzögerten Codeverschiebung . 71
9.5.4 Vorhersehen von Ausdrücken . 71
9.5.5 Algorithmus für die verzögerte Codeverschiebung . 7i
Übungen zu Abschnitt 9.5 . 7'
9.6 Schleifen in Flussgraphen . 7'
9.6.1 Dominatoren . 7
9.(5.2 Depth-First-Anordnung . 8
9.6.3 Kanten in einem Depth-First-Spannbaum . 8
9.6.4 Rückkanten und Reduzierbarkeit. 8
9.6.5 Tiefe eines Flussgraphen . 8
9.6.6 Natürliche Schleifen . 8
9.6.7 Konvergenzgeschwindigkeit von iterativen
Datenflussalgorithmen . 8
Übungen zu Abschnitt 9.6 . 8
9.7 Bereichsbasierte Analyse . 8
9.7.1 Bereiche .
E
9.7.2 Bereichshierarchien für reduzierbare
Flussgraphen .
f
9.7.3 Überblick über eine bereichsbasierte Analyse .
í
9.7.4 Notwendige Annahmen über Transferfunktionen .
f
9.7.5 Algorithmus für die bereichsbasierte Analyse .
í
9.7.6 Umgang mit nicht reduzierbaren Flussgraphen . !
Übungen zu Abschnitt 9.7 . *
9.8 Symbolische Analyse . !
9.8.1 Affine Ausdrücke von Referenzvariablen . !
9.8.2 Formulieren von Datenflussproblemen .
I
9.8.3 Bereichsbasierte symbolische Analyse .
¡
Übungen zu Abschnitt 9.8 . '
Zusammenfassung .
Literatur zu Kapitel 9 .
Kapitel
10 Parallelität auf Befehlsebene . 857
10.1 Prozessorarchitekturen . 860
10.1.1 Befehlspipelines und Verzweigungsverzögerung . . 860
10.1.2 Ausführung in der Pipeline . 861
10.1.3 Ausgabe mehrerer Befehle . 861
10.2 Einschränkungen für die Codeplanung . 862
10.2.1 Datenabhängigkeit . 863
10.2.2 Ermitteln von Abhängigkeiten zwischen
Speicherzugriffen . 864
10.2.3
Kompromiss
zwischen Registernutzung und
Parallelität . 866
10.2.4 Phasenanordnung zwischen Registervergabe und
Codeplanung . 869
10.2.5 Steuerungsabhängigkeit . 869
10.2.6 Unterstützung der spekulativen Ausführung . 871
10.2.7 Ein einfaches Modell eines Computers . 873
Übungen zu Abschnitt 10.2 . 874
10.3 Ablaufplanung für Grundblocke . 876
10.3.1 Datenabhängigkeitsgraphen . 876
10.3.2 Listenplanung von Grundblöcken . 878
10.3.3
Topologische
Anordnungen mit Prioritäten . 879
Übungen zu Abschnitt 10.3 . 881
10.4 Globale Codeplanung . 882
10.4.1 Elementare Codeverschiebung . 882
10.4.2 Codeverschiebung aufwärts . 884
10.4.3 Codeverschiebung abwärts . 885
10.4.4 Aktualisieren von Datenabhängigkeiten . 887
10.4.5 Algorithmus zur globalen Ablaufplanung . 888
10.4.6 Fortgeschrittene Techniken zur Codeverschiebung . 891
10.4.7 Interaktion mit dynamischen Ablaufplanern . 892
Übungen zu Abschnitt 10.4 . 893
10.5 Softwarepipelines . 894
10.5.1 Einführung . 894
10.5.2 Softwarepipelines für Schleifen . 897
10.5.3 Registervergabe und Codeerzeugung . 899
10.5.4 Do-Across-Schleifen . 900
10.5.5 Ziele und Einschränkungen von
Softwarepipelines . 901
10.5.6 Algorithmus für Softwarepipelines . 905
10.5.7 Ablaufplanung für azyklische
Datenabhängigkeitsgraphen . 906
10.5.8 Ablaufplanung für zyklische Abhängigkeits¬
graphen . 908
10.5.9 Verbesserungen des Pipelinealgorithmus . 916
10.5.10 Modulare Variablenerweiterung . 917
10.5.11 Bedingte Anweisungen . 920
10.5.12 Hardwareunterstützung für Softwarepipelines . 921
Übungen zu Abschnitt 10.5 . 921
Zusammenfassung . 924
Literatur zu Kapitel 10 . 926
Kapiteln Optimierungen für Parallelität und Lokalität 929
11.1 Grundkonzepte . 934
11.1.1 Multiprozessorarchitektur . 934
11.1.2 Parallelität in Anwendungen . 937
11.1.3 Parallelität auf Schleifenebene . 939
11.1.4 Datenlokalität . 940
11.1.5 Einführung in die Theorie affiner
Transformationen . 942
11.2 Die Matrizenmultiplikation als ausführliches Beispiel . 947
11.2.1 Algorithmus für die Matrizenmultiplikation . 947
11.2.2 Optimierungen . 95C
11.2.3 Cacheinterferenz . 954
Übung zu Abschnitt 11.2 . 95^
11.3 Iterationsräume . 95E
11.3.1 Konstruktion von Iterationsräumen aus
verschachtelten Schleifen . 95!
11.3.2 Ausführungsreihenfolge für verschachtelte
Schleifen . 951
11.3.3 Matrixformulierung von Ungleichungen . 95!
11.3.4 Aufnehmen symbolischer Konstanten . 961
11.3.5 Steuern der Ausführungsreihenfolge . 96
11.3.6 Ändern der Achsen . 966
Übungen zu Abschnitt 11.3 . 967
11.4 Affine Arrayindizes . 970
11.4.1 Affiner Zugriff . 970
11.4.2 Affine und nicht affine Zugriffe in der Praxis . 972
Übung zu Abschnitt 11.4 . 973
11.5 Wiederverwendung von Daten . 974
11.5.1 Arten der Wiederverwendung . 975
11.5.2 Selbstwiederverwendung . 976
11.5.3 Räumliche Selbstwiederverwendung . 981
11.5.4 Gruppenwiederverwendung . 982
Übungen zu Abschnitt 11.5 . 985
11.6 Analyse der Arraydatenabhängigkeiten . 987
11.6.1 Definition der Datenabhängigkeit beim
Arrayzugriff . 988
11.6.2 Ganzzahlige lineare Programmierung . 989
11.6.3 Der ggT-Test . 990
11.6.4 Heuristiken für die Lösung ganzzahliger
linearer Programme . 993
11.6.5 Lösen allgemeiner ganzzahliger linearer
Programme . 997
11.6.6 Zusammenfassung . 999
Übungen zu Abschnitt 11.6 . 1000
11.7 Ermitteln synchronisierungsfreier Parallelität . 1003
11.7.1 Ein einführendes Beispiel . 1003
11.7.2 Affine Raumpartitionen . 1006
11.7.3 Einschränkungen für Raumpartitionen . 1007
11.7.4 Lösen von Einschränkungen für Raum¬
partitionen . 1011
11.7.5 Ein einfacher Algorithmus zur Codeerzeugung . 1015
11.7.6 Eliminieren leerer Iterationen . 1019
11.7.7 Eliminieren von Tests aus den innersten
Schleifen . 1022
11.7.8 Quellcode-Transformationen . 1024
Übungen zu Abschnitt 11.7 . 1029
11.8 Synchronisierung zwischen parallelen Schleifen . 1032
11.8.1 Konstante Anzahl von Synchronisierungen . 1032
11.8.2 Programmabhängigkeitsgraphen . 103-?
11.8.3 Hierarchische Zeit .
103Є
11.8.4 Der Parallelisierungsalgorithmus .
103Í
Übungen zu Abschnitt 11.8 . 104(
11.9 Pipelines . 104:
11.9.1 Was sind Pipelines? . 104:
11.9.2 Sukzessive Überrelaxation als Beispiel . 1041
11.9.3 Vollständig permutierbare Schleifen . 104'
11.9.4 Vollständig permutierbare Schleifen
in der Pipeline . 104!
11.9.5 Allgemeine Theorie . 1041
11.9.6 Einschränkungen für Zeitpartitionen . 104'
11.9.7 Lösen von Einschränkungen für Zeitpartitionen
mit dem Lemma von
Farkas
. 105
11.9.8 Codetransformationen . 105
11.9.9 Parallelität mit minimaler Synchronisierung . 106
Übungen zu Abschnitt 11.9 . 106
11.10 Optimierungen der Lokalität . 106
11.10.1 Zeitliche Lokalität berechneter Daten . 106
11.10.2 Arraykontraktion . 106
11.10.3 Verschachteln von Partitionen . 107
11.10.4 Die Algorithmen im Ganzen . 107
Übungen zu Abschnitt 11.10 . 107
11.11 Andere Verwendungen für affine Transformationen . 107
11.11.1 Verteilte Speichermaschinen . 107
11.11.2 Prozessoren mit mehrfacher Befehlsausgabe . 108
11.11.3 Vektor- und SIMD-Befehle . 108
11.11.4 Vorabruf . 108
Zusammenfassung . 108
Literatur zu Kapitel 11 . 108
Kapitel 12 Interprozedurale Analyse .
ιοί
12.1 Grundkonzepte . 10t
12.1.1 Aufrufgraphen . 10f
12.1.2 Kontextsensitivität .
10Í
12.1.3
Aufrufstrings
. 1098
12.1.4
Kontextsensitive
Analyse
auf Klonbasis . 1100
12.1.5 Kontextsensitive Analyse mit
Zusammenfassungen . 1101
Übungen zu Abschnitt 12.1 . 1105
12.2 Gründe für die interprozedurale Analyse . 1107
12.2.1 Virtueller Methodenaufruf . 1107
12.2.2 Zeigeralias-Analyse . 1107
12.2.3 Parallelisierung . 1108
12.2.4 Ermitteln von Softwarefehlern und
Schwachstellen . 1108
12.2.5 SQL-Injektion . 1109
12.2.6 Pufferüberlauf . 1111
12.3 Logische Darstellung des Datenflusses . 1113
12.3.1 Einführung in Datalog . 1113
12.3.2 Regeln in Datalog . 1115
12.3.3 Intensionale und extensionale Prädikate . 1116
12.3.4 Ausführung von Datalog-Programmen . 1120
12.3.5 Inkrementelle Auswertung von
Datalog-Programmen . 1121
12.3.6 Problematische Datalog-Regeln . 1123
Übungen zu Abschnitt 12.3 . 1125
12.4 Einfacher Algorithmus zur Zeigeranalyse . 1127
12.4.1 Schwierigkeiten der Zeigeranalyse . 1127
12.4.2 Modell für Zeiger und Referenzen . 1128
12.4.3 Flussinsensitivität . 1130
12.4.4 Formulierung in Datalog . 1131
12.4.5 Verwenden von Typinformationen . 1133
Übungen zu Abschnitt 12.4 . 1134
12.5 Kontextinsensitive interprozedurale Analyse . 1136
12.5.1 Auswirkungen eines Methodenaufrufes . 1136
12.5.2 Ermitteln von Aufrufgraphen in Datalog . 1138
12.5.3 Dynamisches Laden und Reflexion . 1139
Übungen zu Abschnitt 12.5 . 1140
12.6 Kontextsensitive Zeigeranalyse . 1141
12.6.1 Kontexte und Aufrufstrings . 1142
12.6.2 Hinzufügen von Kontext zu Datalog-Regeln . 1145
12.6.3 Weitere Aspekte der Sensitivität . 1146
Übungen zu Abschnitt 12.6 . 1147
12.7 Datalog-Implementierungen durch BDDs . 1148
12.7.1 Binäre Entscheidungsdiagramme . 1148
12.7.2 Transformationen an BDDs . 1150
12.7.3 Darstellen von Relationen in BDDs . 1151
12.7.4 Relationale Operationen als BDD-Operationen . . . 1152
Übungen zu Abschnitt 12.7 .
115Є
Zusammenfassung . 1157
Literatur zu Kapitel 12 . 116C
Anhang .
иєг
A
Ein vollständiges
Front-End
. 1164
A.l Die Quellsprache . 116E
A.2 Main .
116Í
A.3 Der
Lexer
. 116E
Α.
4 Symboltabellen und Typen . 117C
A.5 Zwischencode für Ausdrücke .
117Í
A.6 Sprungcode für Boolesche Ausdrücke . 117(
A.7 Zwischencode für Anweisungen . 1181
A.8 Parser .
118Í
A.9 Erstellen des
Front-Ends
. 119:
В
Ermittlung linear unabhängiger Lösungen .
119Í
С
Lexer-
und Parsergeneration in Java .
119Í
Übungen zu Anhang
С
. 122(
Literatur zu Anhang
С
. 122:
Liste mit englischen Begriffen und deren Übersetzung . . . 122;
Liste mit deutschen Begriffen und deren Übersetzung . . . 1221
Index . 122:
Die Autoren . 125: |
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