Back-End
Compilação
aula-11-back-end.pdf
Compilação Back-end

Todo o processo de geração de código para a máquina alvo é
feita na etapa de compilação conhecida como back-end ou
síntese.

Uma representação do código em uma estrutura de árvore (árvore
sintática) é recebida das etapas do front-end após a execução da
análise semântica.

O que ocorre em muitos casos é que a geração de código pode
ser realizada através de ações semânticas processo conhecido
com Tradução Dirigida por Sintaxe.
Compilação Back-end

Em geral a geração de código pode ocorrer diretamente para a
máquina alvo ou o que mais comum e a geração de código ser
realizada para uma etapa intermediaria e posteriormente ser
gerado código para maquina alvo.

Livro
Geração de código intermediário

Transforma a árvore de derivação em um segmento de código
denominado código intermediário.
Geração de código intermediário

Vantagens de utilização de uma representação intermediária.

Otimização do código de modo a obter um código mais eficiente.

Simplificação de código pois o código intermediário representa uma
versão inteligível do código.

Possibilidade da tradução do código intermediário em diversas
máquinas.
Geração de código intermediário

A representação intermediária deve ser fácil de ser produzida, ou
seja, criada e fácil de ser traduzida para a máquina alvo.

A maior principal diferença entre o código intermediário e o
código final é que o código intermediário não especifica detalhes
da máquina alvo, ela será uma representação da linguagem de
alto nível com a linguagem assembly ou de máquina

O código intermediário deve representar todas as expressões do
programa fonte.
Código de três endereços

É uma forma de representar uma linguagem intermediaria, é a
forma mais comum de ser utilizada e cada instrução faz referência
a no máximo três variáveis (endereços de memória). As instruções
básicas dessa linguagem são as seguintes:
Código de três endereços
Onde A, B, e C representam variáveis, op representa
operadores, oprel um operadores relacionais e L um rótulo.
Código de três endereços

O código de três endereços é composto por uma sequência de
instruções envolvendo operações e atribuições e desvios.

Dessa forma as expressões da linguagem são decompostas na
representação em uma serie de instruções.

Outro detalhe importante é o uso de variáveis temporárias nesse
processo.

Com esse tipo de representação intermediara obtemos um código
mais próximo possível ao assembly o que consequentemente
facilita a geração de código para a máquina alvo.
Código de três endereços

Exemplo mais complexo de um código intermediário.
Código de três endereços

Exemplo mais complexo de um código intermediário.
JVM

Ver exemplos de Byte Code em Java

Linguagem de programação que possuem implementação para a
JVM

javap -c br.com.unoesc.Nome

JRuby

http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_JVM_languages
Otimização de código

Essa fase é responsável por gerar um código mais eficiente que
envolvem diretamente o uso de memória, espaço e velocidade de
execução da instruções.

Normalmente quando a ganhos de espaços a perda de tempo de
execução e vice-versa.

Nessa etapa são aplicados técnicas que permitem detectar
processos que otimizem o código.
Otimização de código

As técnicas podem variar de compilador par compilador e devem
manter o significado do programa original.

Devem executar a maior parte das melhorais de código dentro de
um dentro de um determinado nível de esforço de otimização.

Essa etapa tende a consumir muito tempo na compilação e deve
ser implementada somente se o compilador exigir um código mais
eficiente.
Otimização de código

O processo de otimização de código envolve duas tarefas:

Otimização de código intermediário: Com base no código
intermediário é eliminado atribuições redundantes, expressões comuns,
variáveis temporárias desnecessárias, troca de instruções de lugar.
Otimização de código
Otimização de código

O processo de otimização de código envolve duas tarefas:

Otimização de código objeto: Realiza a troca de instruções de
maquinas por instruções mais rápidas e de melhor utilização de
registradores.
Otimização de código
Otimização de código em C

Exemplo em utilizando o compilador GCC

No compilador gcc temos o parâmetro -O que determina esse esforço.
O comando gcc –O0 (nenhuma optimização) até gcc –O3 (Máxima
otimização)
Otimização de código em C
Parâmetro
-O0
O que faz
Nenhuma otimização
-O1
Reduzir o tempo de compilação e o tamanho do executável.
-O2
Não causa aumento do executável, é o melhor, mais seguro (por conta da
portabilidade) e o mais usado nos dias atuais na distribuição de softwares em
Linux;
-O3
Opção com melhor nível de otimização; entretanto, é a que mais causa
efeitos colaterais: arquivos maiores, maior uso de memória RAM.
Exercícios