- •Глава 14 Генерация
- •1 Примером контекстной зависимости, часто встречающейся во многих языках программирования, может служить необходимость предварительно описать идентификатор до его первого использования.
- •Этапы семантического анализа
- •Идентификация лексических единиц языков программирования
- •Распределение памяти. Принципы распределения памяти
- •1 Некоторые вычислительные системы даже вообще не могут работать с адресами, не кратными определенному числу байт.
- •Глобальная и локальная память
- •Статическая и динамическая память
- •Дисплей памяти процедуры (функции). Стековая организация дисплея памяти
- •Стековая организация дисплея памяти процедуры (функции)
- •Память для типов данных (rtti-информация)
- •Способы внутреннего представления программ
- •Синтаксические деревья
- •Многоадресный код с явно именуемым результатом (тетрады)
- •Многоадресный код с неявно именуемым результатом (триады)
- •Обратная польская запись операций
- •Вычисление выражений с помощью обратной польской записи
- •Схемы су-перевода
- •Пример схемы су-перевода дерева операций на язык ассемблера
- •Пример схемы су-перевода дерева операций в последовательность триад
- •Оптимизация линейных участков программы Принципы оптимизации линейных участков
- •Свертка объектного кода
- •Исключение лишних операций
- •Другие методы оптимизации программ Оптимизация вычисления логических выражений
- •Оптимизация передачи параметров в процедуры и функции
- •Оптимизация циклов
- •1 Незначительный выигрыш в скорости достигается за счет исключения всех операций с индуктивной переменной, однако объем программы может существенно возрасти.
- •Машинно-зависимые методы оптимизации
- •Распределение регистров процессора
- •Оптимизация кода для процессоров, допускающих распараллеливание вычислений
Глава 14 Генерация
и оптимизация кода
Семантический анализ
и подготовка к генерации кода
Назначение семантического анализа
Мы уже неоднократно упоминали, что практически вся языки программирования, строго говоря, не являются КС-языками. Поэтому полный разбор цепочек символов входного языка компилятор не может выполнить в рамках КС-языков с помощью КС-грамматик и МП-автоматов. Полный распознаватель для большинства языков программирования может быть построен в рамках КЗ-языков, поскольку все реальные языки программирования контекстно-зависимы1.
Итак, полный распознаватель для языка программирования можно построить на основе распознавателя КЗ-языка. Однако известно, что такой распознаватель имеет экспоненциальную зависимость требуемых для выполнения разбора цепочки вычислительных ресурсов от длины входной цепочки [6, т. 1]. Компилятор, построенный на основе такого распознавателя, будет неэффективным с точки зрения либо скорости работы, либо объема необходимой памяти. Поэтому такие компиляторы практически не используются, а все реально существующие компиляторы на этапе разбора входных цепочек проверяют только синтаксические конструкции входного языка, не учитывая его семантику.
C целью повысить эффективность компиляторов разбор цепочек входного языка выполняется в два этапа: первый — синтаксический разбор на основе распознавателя одного из известных классов КС-языков; второй — семантический анализ входной цепочки.
1 Примером контекстной зависимости, часто встречающейся во многих языках программирования, может служить необходимость предварительно описать идентификатор до его первого использования.
Для проверки семантической правильности входной программы необходимо иметІ всю информацию о найденных лексических единицах языка. Эта информация помещается в таблицу лексем на основе конструкций, найденных синтаксическим распознавателем. Примерами таких конструкциями являются блоки описания констант и идентификаторов (если они предусмотрены семантикой языка^ или операторы, где тот или иной идентификатор встречается впервые (если описание происходит по факту первого использования). Поэтому полный семантический анализ входной программы может быть произведен только после полного завершения ее синтаксического разбора.
Таким образом, входными данными для семантического анализа служат:
--- таблица идентификаторов;
--- результаты разбора синтаксических конструкций входного языка.
Результаты выполнения синтаксического разбора могут быть представлены в одной из форм внутреннего представления программы в компиляторе. Как правило, в этапе семантического анализа используются различные варианты деревьев синтаксического разбора, поскольку семантический анализатор интересует прежде всего структура входной программы.
Семантический анализ обычно выполняется на двух этапах компиляции: на этап синтаксического разбора и в начале этапа подготовки к генерации кода. B первом случае всякий раз по завершении распознавания определенной синтаксической конструкции входного языка выполняется ее семантическая проверка н; основе имеющихся в таблице идентификаторов данных (такими конструкциями как правило, являются процедуры, функции и блоки операторов входного языка) Bo втором случае, после завершения всей фазы синтаксического разбора, выполняется полный семантический анализ программы на основании данных в таблице идентификаторов (сюда попадает, например, поиск неописанных идентификаторов). Иногда семантический анализ выделяют в отдельный этап (фазу компиляции.
B каждом компиляторе обычно присутствуют оба варианта семантического ана лизатора. Конкретная их реализация зависит от версии компилятора и семанти ки входного языка [6, т. 2, 40, 74, 82].