假设你是一个 Java 程序员，但你早已厌倦了什么 Java 8 什么 CMS GC 什么 SSM。某天你心血来潮，在自己的小破开发机里装了最新版的 JDK，用上了潮到没边的 Shenandoah GC，抄起键盘起手就是 hello world 一把梭，结果发现你写的程序居然跑不了——甚至还把 Java 搞崩溃了，现场只剩下 log、coredump 和一地鸡毛。

你会怀疑是不是自己太长时间没接触 Java 新特性，居然写不出一个能跑的程序……

还是说，你会觉得是 Java 本身，甚至是编译 JVM 的那个编译器、OS、CPU 里出现了更离谱的 bug 呢？

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什么是“倒着跑”的程序？

正常的程序都是正着跑的：CPU 里有一个程序计数器（PC），用来记录当前正在执行的指令的地址。执行完 PC 处的指令后，CPU 会接着执行 PC+1 处的指令。

而倒着跑的程序指的是：执行完 PC 处的指令后，程序回过头去执行 PC-1 处的指令。如果你反汇编这个程序，你会看到程序中机器指令的序列也是完全倒过来的，比如程序看起来会先调用函数，后传参。

等等，这样的程序是真实存在的吗？

是的，而且我真的写了一个这样的 x86-64 程序，还把它出成了一道 CTF 逆向题！

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是的，这又是一个教你写个编译器的教程。

你可能已经见过无数个教你写编译器的教程了，但它们也许或多或少存在各种问题，导致你看了它们之后，依然觉得无从下手：

• 教程并非面向“零编译器基础”的人群，理解起来比较费劲。
• 只教了怎么做一个编译器，但没教为什么这么做，读完之后还是觉得一头雾水。
• 开始编码之前，需要复杂的环境配置，开局劝退。
• 上来先做和“编译一个程序”这件事八竿子打不着的东西，跟着教程学一个月才能看到自己的编译器编出一个能跑的程序，反馈周期过长。
• 最终写出来的只是个解释器，或者不能编译到真实的 ISA（例如输出了某种字节码），或者高度依赖其他框架（例如 LLVM），让人体会不到那种“我真的写出个编译器”的成就感，以及“所有事情都由自己实现”的酣畅感。
• 实现的编译器只能编译一些过于简单的程序，比如排序算法等等，看起来非常无聊。谁会没事干排序玩啊？
• 教程及其配套资源非中文，或需要付费，且不开源。

研究生期间，我一直在担任本科编译原理课程的助教。为了让本科生更好地理解编译器工作的原理，在参考多个其他教程之后，我设计了一套全新的，教你从零开始写个编译器的教程：

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SSA, 静态单赋值形式, 是 “单赋值” 的, 所有的量都只会被赋值一次.

在控制流汇聚的时候, 我们可能需要在汇点后的控制流中取得汇点前的多个控制流中更新过后的数据. 此时, 由于其单赋值的特性, 我们没办法简单地表示, 我们拿到的具体是哪一个数据.

为了解决这个问题, Phi 函数应运而生.

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注：本文是高等计算机体系结构课程的作业，因为觉得作业不能白写，而且读书报告似乎被我写成了科普向的文章，所以打算把这些作业发在 blog 上 \_(:з」∠)_

微处理器的结构曾经有过几次重大的革新：流水线和 RISC 概念的诞生，使得处理器的性能和指令吞吐量大幅度提升；多发射、超标量技术的诞生，使得指令级并行性得到了进一步的开发；乱序执行技术的推出，使得处理器的动态调度能力达到了新的顶峰。而在微结构发展的历史中，曾出现过很多让人耳目一新的设计：前有 Cray 设计的向量处理机，后有本文提出的超长指令字架构。

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