通缉：在编译器的上下文中对“降低”一词有很好的定义

Question

有人能给我指出一个关于编译器中“降低”一词的好定义吗？

据我所知，这是将一个更高级别的操作转换为一个相当于低级别操作的组合，但我不是很确定，在谷歌上搜索几分钟后，我找不到一个。（有一些“降低”的用法，例如在GCC或LLVM中，但没有提及定义。）

Answer 1

我找不到一个好的定义链接，但我想我可以举个好例子。在LLVM中，LLVM IR支持多种大小的整数。大多数C/C编译器，包括clang，都支持long-long和64位数据类型。许多32位处理器，比如mips（32位），没有可以执行的指令，例如64位加法或比较。LLVM将把这些64位操作“降低”为处理器可以执行的操作，通常为32位。

例如，在进行int64_t比较的情况下，LLVM会将其降低到

compare the upper 32 bits with a signed comparison
if they are equal, compare the lower 32 bits with an unsigned comparison

有些人可能会很花哨。例如，在不支持乘法指令的处理器上，简单的乘法可能会变成移位和加法，而更复杂的乘法可能会变成对运行时支持库的调用。

Answer 2

《龙之书》没有使用这个词。Kennedy Allen的针对现代体系结构的优化编译器基于依赖的方法没有使用这个术语。Steve Muchnick的高级编译器设计和实现没有使用这个术语。

工程编译器使用这个术语，但不定义它。鲍勃·摩根（Bob Morgan）的《构建优化编译器》（Building a Optimization Compiler，1998）大量使用了这个术语，并对其进行了定义。

降低：指令被降低，因此流图中的每个操作都代表目标机器中的一条指令。

这是一个更一般的术语，没有单一的定义。我自己的理解是，编译器将一个操作从较高的抽象层降低到较低的抽象层，例如，将LLVM从MachineInstr降低到MCInst。

Answer 3

多布斯博士刚刚发表了沃尔特·布莱特（Walter Bright）的一篇文章，他在文章中提到：

事后看来，一种明显的语义技巧（但安德烈·亚历山德雷斯库向我指出）被称为“降低”它包括在内部根据更简单的语义结构重写更复杂的语义结构。例如，while循环和foreach循环可以根据For循环重写。然后，剩下的代码只需处理for循环。事实证明，这揭示了while循环如何在D中实现的几个潜在错误，这也是一个不错的胜利。它还用于重写scope guard语句，如try finally语句等。在语义处理过程中发现的每一种情况都将有助于实现。

如果事实证明，语言中有一些特殊的大小写规则可以阻止这种“降低”重写，那么回到语言设计中来重新审视一下可能是个好主意。

任何时候，只要你能在语义结构的处理中找到共性，就有机会减少实现工作和bug。