В.А. Серебряков, М.П. Галочкин - Основы конструирования компиляторов (1131395), страница 21
Текст из файла (страница 21)
Базис массива локальных переменных для нового стекфрейма устанавливается так, что он указывает на handle на стеке. Определяется общее число локальных переменных, используемых методом,и после того, как отведено необходимое место для локальных переменных, окружение исполнения нового фрейма помещается на стек. Базастека операндов для этого вызова метода устанавливается на первое слово после окружения исполнения.
Затем исполнение продолжается с первой инструкции вызванного метода.Обработка исключительных ситуацийКоманда athrow – возбудить исключительную ситуацию.С каждым методом связан список операторов catch. Каждый оператор catch описывает диапазон инструкций, для которых он активен, типисключения, который он обрабатывает.
Кроме того, с оператором связан набор инструкций, которые его реализуют. При возникновении исключительной ситуации просматривается список операторов catch, чтобы установить соответствие. Исключительная ситуация соответствуетоператору catch, если инструкция, вызвавшая исключительную ситуацию, находится в соответствующем диапазоне и исключительная ситуация принадлежит подтипу типа ситуации, которые обрабатывает оператор catch. Если соответствующий оператор catch найден, управлениепередается обработчику. Если нет, текущий стек-фрейм удаляется, иисключительная ситуация возбуждается вновь.Порядок операторов catch в списке важен. Интерпретатор передаетуправление первому подходящему оператору catch.134 ГЛАВА 8.
ПРОМЕЖУТОЧНОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ПРОГРАММЫ8.5Организация информациив генераторе кодаСинтаксическое дерево в чистом виде несет только информацию о структуре программы. На самом деле в процессе генерации кода требуетсятакже информация о переменных (например, их адреса), процедурах(также адреса, уровни), метках и т.д. Для представления этой информации возможны различные решения. Наиболее распространены два:– информация хранится в таблицах генератора кода;– информация хранится в соответствующих вершинах дерева.Рассмотрим, например, структуру таблиц, которые могут быть использованы в сочетании с Лидер-представлением. Поскольку Лидер-представлениене содержит информации об адресах переменных, значит, эту информацию нужно формировать в процессе обработки объявлений и хранить втаблицах.
Это касается и описаний массивов, записей и т.д. Кроме того,в таблицах также должна содержаться информация о процедурах (адреса, уровни, модули, в которых процедуры описаны, и т.д.).При входе в процедуру в таблице уровней процедур заводится новыйвход – указатель на таблицу описаний. При выходе указатель восстанавливается на старое значение.
Если промежуточное представление –дерево, то информация может храниться в вершинах самого дерева.8.6Уровень промежуточного представленияКак видно из приведенных примеров, промежуточное представление программы может в различной степени быть близким либо к исходной программе, либо к машине. Например, промежуточное представление может содержать адреса переменных, и тогда оно уже не может быть перенесено на другую машину. С другой стороны, промежуточное представление может содержать раздел описаний программы, и тогда информацию об адресах можно извлечь из обработки описаний.
В то же времяясно, что первое более эффективно, чем второе. Операторы управленияв промежуточном представлении могут быть представлены в исходномвиде (в виде операторов языка if, for, while и т.д.), а могут содержатьсяв виде переходов. В первом случае некоторая информация может бытьизвлечена из самой структуры (например, для оператора for – информация о переменной цикла, которую, может быть, разумно хранить нарегистре, для оператора case – информация о таблице меток и т.д.). Вовтором случае представление проще и унифицированней.Некоторые формы промежуточного представления удобны для различного рода оптимизаций, некоторые – нет (например, косвенные тройки, в отличие от префиксной записи, позволяют эффективное перемещение кода).Глава 9Генерация кодаЗадача генератора кода – построение для программы на входном языке эквивалентной машинной программы.
Обычно в качестве входа длягенератора кода служит некоторое промежуточное представление программы.Генерация кода включает ряд специфических, относительно независимых подзадач: распределение памяти (в частности, распределение регистров), выбор команд, генерацию объектного (или загрузочного) модуля. Конечно, независимость этих подзадач относительна: например,при выборе команд нельзя не учитывать схему распределения памяти,и, наоборот, схема распределения памяти (регистров, в частности) ведетк генерации той или иной последовательности команд. Однако удобно ипрактично эти задачи все же разделять, обращая при этом внимание наих взаимодействие.В какой-то мере схема генератора кода зависит от формы промежуточного представления.
Ясно, что генерация кода из дерева отличаетсяот генерации кода из троек, а генерация кода из префиксной записи отличается от генерации кода из ориентированного графа. В то же времявсе генераторы кода имеют много общего, и основные применяемые алгоритмы отличаются, как правило, только в деталях, связанных с используемым промежуточным представлением.В дальнейшем в качестве промежуточного представления мы будемиспользовать префиксную нотацию.
А именно, алгоритмы генерациикода будем излагать в виде атрибутных схем со входным языком Лидер.9.1Модель машиныПри изложении алгоритмов генерации кода мы будем следовать некоторой модели машины, в основу которой положена система команд микропроцессора Motorola MC68020. В микропроцессоре имеется регистр– счетчик команд PC, 8 регистров данных и 8 адресных регистров.135136ГЛАВА 9. ГЕНЕРАЦИЯ КОДАВ системе команд используются следующие способы адресации:ABS – абсолютная: исполнительным адресом является значение адресного выражения.IMM – непосредственный операнд: операндом команды является константа, заданная в адресном выражении.D – прямая адресация через регистр данных, записывается как Хn,операнд находится в регистре Хn.А – прямая адресация через адресный регистр, записывается как An,операнд находится в регистре An.INDIRECT – записывается как (An), адрес операнда находится в адресном регистре An.POST – пост-инкрементная адресация, записывается как (Аn)+, исполнительный адрес есть значение адресного регистра An и после исполнения команды значение этого регистра увеличивается на длину операнда.PRE – пре-инкрементная адресация, записывается как -(Аn): перед исполнением операции содержимое адресного регистра An уменьшаетсяна длину операнда, исполнительный адрес равен новому содержимомуадресного регистра.INDISP – косвенная адресация со смещением, записывается как (bd,An),исполнительный адрес вычисляется как (An)+d – содержимое An плюс d.INDEX – косвенная адресация с индексом, записывается как (bd,An,Xn*sc),исполнительный адрес вычисляется как (An)+bd+(Xn)*sc – содержимоеадресного регистра + адресное смещение + содержимое индексного регистра, умноженное на sc.INDIRPC – косвенная через PC (счетчик команд), записывается как (bd,PC),исполнительный адрес определяется выражением (PC)+bd.INDEXPC – косвенная через PC со смещением, записывается как (bd,PC,Xn*sc),исполнительный адрес определяется выражением (PC)+bd+(Xn)*sc.INDPRE – пре-косвенная через память, записывается как ([bd,An,sc*Xn],od)(схема вычисления адресов для этого и трех последующих способов адресации приведена ниже).INDPOST – пост-косвенная через память: ([bd,An],sc*Xn,od).INDPREPC – пре-косвенная через PC: ([bd,PC,sc*Xn],od).INDPOSTPC – пост-косвенная через PC: ([bd,PC],Xn,od).Здесь bd – это 16- или 32-битная константа, называемая смещением,od – 16- или 32-битная литеральная константа, называемая внешнимсмещением.
Эти способы адресации могут использоваться в упрощенных формах без смещений bd и/или od и без регистров An или Xn. Следующие примеры иллюстрируют косвенную постиндексную адресацию:MOVE D0, ([A0])MOVE D0, ([4,A0])MOVE D0, ([A0],6)MOVE D0, ([A0],D3)MOVE D0, ([A0],D4,12)9.1. МОДЕЛЬ МАШИНЫ137MOVE D0, ([$12345678,A0],D4,$FF000000)Индексный регистр Xn может масштабироваться (умножаться) на 2,4,8,что записывается как sc*Xn. Например, в исполнительном адресе ([24,A0,4*D0])содержимое квадратных скобок вычисляется как [A0] + 4 * [D0] + 24.Эти способы адресации работают следующим образом. Каждый исполнительный адрес содержит пару квадратных скобок [...] внутри пары круглых скобок, т.е.
([...], ... ). Сначала вычисляется содержимое квадратных скобок, в результате чего получается 32-битный указатель. Например, если используется постиндексная форма [20,A2], то исполнительный адрес – это 20 + [A2]. Аналогично, для преиндексной формы [12,A4,D5]исполнительный адрес – это 12 + [A4] + [D5].Указатель, сформированный содержимым квадратных скобок, используется для доступа в память, чтобы получить новый указатель (отсюда термин косвенная адресация через память). К этому новому указателю добавляется содержимое внешних круглых скобок и таким образом формируется исполнительный адрес операнда.В дальнейшем изложении будут использованы следующие команды(в частности, рассматриваются только арифметические команды с целыми операндами, но не с плавающими):MOVEA ИА, А – загрузить содержимое по исполнительному адресу ИАна адресный регистр А.MOVE ИА1, ИА2 – содержимое по исполнительному адресу ИА1 переписать по исполнительному адресу ИА2.MOVEM список_регистров, ИА – сохранить указанные регистры в памяти, начиная с адреса ИА (регистры указываются маской в самой команде).MOVEM ИА, список_регистров – восстановить указанные регистры из памяти, начиная с адреса ИА (регистры указываются маской в самой команде).LEA ИА, А – загрузить исполнительный адрес ИА на адресный регистрА.MUL ИА, D – умножить содержимое по исполнительному адресу ИА насодержимое регистра данных D и результат разместить в D (на самом деле в системе команд имеются две различные команды MULS и MULU длячисел со знаком и чисел без знака соответственно; для упрощения мы небудем принимать во внимание это различие).DIV ИА, D – разделить содержимое регистра данных D на содержимоепо исполнительному адресу ИА и результат разместить в D.ADD ИА, D – сложить содержимое по исполнительному адресу ИА с содержимым регистра данных D и результат разместить в D.SUB ИА, D – вычесть содержимое по исполнительному адресу ИА из содержимого регистра данных D и результат разместить в D.Команды CMP и TST формируют разряды регистра состояний.
Всегоимеется 4 разряда: Z – признак нулевого результата, N – признак отри-138ГЛАВА 9. ГЕНЕРАЦИЯ КОДАцательного результата, V – признак переполнения, C – признак переноса.CMP ИА, D – из содержимого регистра данных D вычитается содержимое по исполнительному адресу ИА, при этом формируется все разрядырегистра состояний, но содержимое регистра D не меняется.TST ИА – выработать разряд Z регистра состояний по значению, находящемуся по исполнительному адресу ИА.BNE ИА – условный переход по признаку Z = 1 (не равно) по исполнительному адресу ИА.BEQ ИА – условный переход по признаку Z = 0 (равно) по исполнительному адресу ИА.BLE ИА – условный переход по признаку N or Z (меньше или равно)по исполнительному адресу ИА.BGT ИА – условный переход по признаку not N (больше) по исполнительному адресу ИА.BLT ИА – условный переход по признаку N (меньше) по исполнительному адресу ИА.BRA ИА – безусловный переход по адресу ИА.JMP ИА – безусловный переход по исполнительному адресу.RTD размер_локальных – возврат из подпрограммы с указанием размера локальных.LINK A, размер_локальных – в стеке сохраняется значение регистра А,в регистр А заносится указатель на это место в стеке и указатель стекапродвигается на размер локальных.UNLK A – стек сокращается на размер локальных и регистр А восстанавливается из стека.9.2Динамическая организация памятиДинамическая организация памяти - это организация памяти периодаисполнения программы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
