Fortgeschrittener Compilerbau

Bereich: Robotik, Computational and Computer Engineering
Fachrichtung: Technische Informatik, Elektrotechnik/Datentechnik
Art: Vorlesung V3
Dozent/Prüfer: Andreas Koch
Betreuer: Julian Oppermann, Lukas Sommer
Voraussetzungen: Grundkenntnisse Compilerbau (aus Compiler 1/Einführung Compilerbau), Algorithmen und Datenstrukturen, Java, Rechnerarchitektur (erworben z.B. durch Technische Grundlagen der Informatik)
Inhalt: Die komplizierten Architekturen moderner Prozessoren können in der Praxis nur noch durch den Einsatz hochgradig optimierender Compiler ausgenutzt werden. Innerhalb dieser Compiler hat sich daher stetig die Komplexität von der Erkennung der Quelltexte hin zu deren möglichst effizienter Umsetzung in Maschinen-Code verschoben. In der Lehrveranstaltung geht es um eine praktische Einführung in die dafür benötigten Algorithmen und Datenstrukturen. Vorgestellt werden Analysen und Transformationen dieser Darstellungen mit dem Ziel, optimierten Maschinen-Code zur Ausführung auf modernen Prozessoren zu erhalten. Der behandelte Stoff wird in Übungsblättern, deren Bearbeitung freiwillig ist (keine Abgabe), sowohl in theoretischen als auch praktischen Aufgaben vertieft. Zusätzlich kann das in der Vorlesung erlangte Wissen im begleitenden Praktikum Compilerbau bei der Implementierung von Erweiterungen bestehender Compiler angewendet werden.

Literatur: • Engineering a Compiler von Keith D. Cooper, Linda Torczon (2. Auflage!)
• Advanced Compiler Design and Implementation von Steven S. Muchnick
• Compilers: Principles, Techniques, and Tools (2. Auflage!) von Aho, Lam, Sethi und Ullman
• sowie ausgewählte wissenschaftliche Veröffentlichungen (siehe unten)

Credits: 5,0 CP
Zeit: • Dienstags, 16:15-17:55 Uhr
• Donnerstags, 11:40-13:20 Uhr (nur in der ersten Semesterhälfte)
Ort: S2|02 / C110
Beginn: 18.04.2017

Vorlesungsfolien

1. Block: Übersetzung objektorientierter Sprachen am Beispiel von Bantam
Farbig, 1-auf-1 Mit Animationen, Farbig, 1-auf-1

2. Block: Datenflussanalyse
Farbig, 1-auf-1 Mit Animationen, Farbig, 1-auf-1 (Korrigiert 11.05.2017)

3. Block: SSA-Form und CFG-SSA Wandlung
Farbig, 1-auf-1 Mit Animationen, Farbig, 1-auf-1

4. Block: Rückwandlung aus der SSA-Form
Farbig, 1-auf-1 Mit Animationen, Farbig, 1-auf-1

5. Block: Redundanzeliminierung
Farbig, 1-auf-1 Mit Animationen, Farbig, 1-auf-1

6. Block: Partielle Redundanz und ihre Eliminierung
Farbig, 1-auf-1 Mit Animationen, Farbig, 1-auf-1

7. Block: Skalare Optimierung
Farbig, 1-auf-1 Mit Animationen, Farbig, 1-auf-1

8. Block: Einführung in LLVM
Mit Animationen, Farbig, 1-auf-1 (aktualisiert)

9. Block: Registerallokation
Mit Animationen, Farbig, 1-auf-1

Aufzeichnungen

Die Folien und der Vortrag werden bis auf weiteres aufgezeichnet. Dabei kann es gelegentlich durch die Tücke der Technik zu Störungen oder Ausfällen kommen. Wir bitten diese zu entschuldigen und hoffen, sie in erneuten Durchgängen zu vermeiden. Die Aufzeichungen selbst sind platzsparend im H.264-Format komprimiert. Zum Abspielen empfehlen wir VLC.

18.04.2017
20.04.2017
25.04.2017
27.04.2017 Aufzeichnung dieses Mal gestört, hier Verweis auf Vorjahresvorlesung
02.05.2017
04.05.2017
09.05.2017
11.05.2017
16.05.2017
18.05.2017
23.05.2017
30.05.2017
01.06.2017
06.06.2017
08.06.2017
13.06.2017
20.06.2017
27.06.2017
04.07.2017
11.07.2017

Ausgewählte wissenschaftliche Veröffentlichungen als Hintergrundmaterial

Single-Pass Generation of Static Single Assignment Form for Structured Languages
MARC M. BRANDIS and HANSPETER MÖSSENBÖCK
ACM Transactions on Programming Languages andS ystems 16(6): 1684-1698, Nov.1994 ACM Digital Library

Practical Improvements to the Construction and Destruction of Static Single Assignment Form
BRIGGS, COOPER, HARVEY, SIMPSON
SOFTWARE PRACTICE AND EXPERIENCE, VOL. 28(8), 1-28 (July 1998) Wiley Online Library

Efficiently computing static single assignment form and the control dependence graph
CYTRON, FERRANTE, ROSEN, WEGMAN, ZADECK
ACM Transactions on Programming Languages and Systems (TOPLAS), Volume 13 , Issue 4 (October 1991) ACM Digital Library

Value Numbering
BRIGGS, COOPER, SIMPSON
SOFTWARE—PRACTICE AND EXPERIENCE, VOL. 27(6), 701-724 (JUNE 1997) Wiley Online Library