寄存器分配，

是通過將程序變量盡可能地分配到寄存器，從而提高程序

執行速度的一種方法。寄存器是編譯器優化中最為重要的問題之一

(好

的寄存器分配能夠提高程序執行速度超過

250%

)；也是編譯器理論中

最熱點的研究領域之一(研究界已經提出來大量寄存器分配相關的算

法)。

1.

圖著色

(graph?coloring)

方法是解決寄存器分配問題最常用的

方法。

利用相交圖(

interference

graph

)來表示程序變量的生命期

是否相交，將寄存器分配給變量的問題，

可以近似地看成是給相交圖著

色：相交圖中，相交的節點不能著同一顏色；每一種顏色對應一個寄存

器。

Chaitin

等人最早提出了基于圖著色的寄存器分配方法其著色思

路采用了

Kempe

的著色方法，即，任意一個鄰居節點數目少于

k

的節

點，都能夠被

k

著色。判斷一個圖是否能夠被

k(k>=3)

種顏色著色，

即

k

著色問題，被

Karp

證明是一個

NP-complete

問題。

但是，寄存器分配不僅僅是圖著色的問題。當寄存器數目不足以

分配某些變量時，

就必須將這些變量溢出到內存中，

該過程成為

spill

。

最小化溢出代價的問題，

也是一個

NP-complete

問題。

如果簡化該問

題

——

假設所有溢出代價相等，那么最小化溢出代價的問題，等價于

k

著色問題，仍然是

NP-complete

問題。

此外，如果兩個變量的生命期僅僅因為出現在同一個拷貝指令中

而相鄰，那么，通過將這兩個變量分配到同一個寄存器，就可以消除該

總結

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