Загальний алгоритм генерації й оптимізації об'єктного коду

Тепер розглянемо загальний варіант алгоритму генерації коду, що одержує на вході дерево висновку (побудоване в результаті синтаксичного розбору) і створює по ньому фрагмент об'єктного коду результуючої програми. Алгоритм повинен виконати наступну послідовність дій:

• побудувати послідовність тріад на основі дерева висновку;

• виконати оптимізацію коду методом згортки для лінійних ділянок результуючої програми;

• виконати оптимізацію коду методом виключення зайвих операцій для лінійних ділянок результуючої програми;

• перетворити послідовність тріад у послідовність команд мовою асемблера (отримана послідовність команд і буде результатом виконання алгоритму).

Алгоритм перетворення тріад у команди мови асемблера - це єдина машинно-залежна частина загального алгоритму. При перетворенні компілятора для роботи з іншим результуючим об'єктним кодом буде потрібно поставити тільки цю частину, при цьому всі алгоритми оптимізації й внутрішнє подання програми залишаться незмінними.

У даній роботі алгоритм перетворення тріад у команди мови асемблера пропонується розробити самостійно. У тривіальному виді такий алгоритм заміняє кожну тріаду на послідовність відповідних команд, а результат її виконання запам'ятовується в часовий змінній з деяким ім'ям (наприклад ТМРi, де i - номер тріади). Тоді замість посилання на цю тріаду в іншій тріаді буде підставлене значення цієї змінної. Однак алгоритм може передбачати й оптимізацію тимчасових змінних.

Вимоги до виконання роботи Порядок виконання роботи

Для виконання лабораторної роботи потрібно написати програму, що на підставі дерева синтаксичного розбору породжує об'єктний код і виконує потім його оптимізацію методом згортки об'єктного коду й методом виключення зайвих операцій. Як вихідне дерево синтаксичного розбору рекомендується взяти дерево, що породжує програма, побудована за завданням лабораторної роботи № 3.

Програму рекомендується побудувати із трьох основних частин: перша частина - породження дерева синтаксичного розбору (за результатами лабораторної роботи №3), друга частина - реалізація алгоритму породження об'єктного коду по дереву розбору й третя частина - оптимізація породженого об'єктного коду (якщо в результуючій програмі присутні лінійні ділянки коду). Результатом роботи повинна бути побудована на основі заданої пропозиції граматики програма на об'єктній мові або побудованій послідовності тріад (за узгодженням з викладачем вибирається форма подання кінцевого результату).

Як об'єктну мову пропонується обрати мову асемблера для процесорів типу Intel 80x86 у реальному режимі (можливий вибір іншої об'єктної мови за узгодженням з викладачем). Всі ідентифікатори, що зустрічаються у вихідній програмі, уважати простими скалярними змінними, не потребуючими виконання перетворення типів. Обмеження на довжину ідентифікаторів і констант відповідають вимогам лабораторної роботи № 3.

1. Одержати варіант завдання у викладача.

1. Вивчити алгоритм генерації об'єктного коду по дереву синтаксичного розбору.

2. Розробити схеми Су-перекладу для операцій вихідної мови відповідно до заданої граматики.

3. Виконати генерацію послідовності тріад вручну для обраного найпростішого приклада. Перевірити коректність результату.

4. Вивчити й реалізувати (якщо потрібно) для заданої вхідної мови алгоритми оптимізації результуючого коду методом згортки й методом виключення зайвих операцій.

5. Розробити алгоритм перетворення послідовності тріад у заданий об'єктний код (за узгодженням з викладачем).

6. Підготувати й захистити звіт.

7. Написати й налагодити програму на ЕОМ.

8. Здати працюючу програму викладачеві.

Вимоги до оформлення звіту

Звіт повинен містити наступні розділи:

• Завдання по лабораторній роботі.

• Короткий виклад мети роботи.

• Запис заданої граматики вхідної мови у формі Бекуса-Наура.

• Опис схем СУ-перекладу для операцій вихідної мови відповідно до заданої граматики.

• Приклад генерації й оптимізації послідовності тріад на основі найпростішої вихідної програми.

• Текст програми (оформляється після виконання програми на ЕОМ).

Основні контрольні питання

• Що таке транслятор, компілятор і інтерпретатор? Розкажіть про загальну структуру компілятора.

• Як будується дерево висновку (синтаксичного розбору)? Які вихідні дані необхідні для його побудови?

• Яку роль виконує генерація об'єктного коду? Які дані необхідні компілятороу для генерації об'єктного коду? Які дії виконує компілятор перед генерацією?

• Поясніть, чому генерація об'єктного коду виконується компілятором по окремих синтаксичних конструкціях, а не для всієї вихідної програми в цілому.

• Розкажіть, що таке синтаксично керований переклад.

• Поясніть роботу алгоритму генерації послідовності тріад по дереву синтаксичного розбору на своєму прикладі.

• За рахунок чого забезпечується можливість генерації коду на різних об'єктних мовах по тому самому дереву?

• Дайте визначення поняттю оптимізації програми. Для чого використовується оптимізація? Яким умовам повинна задовольняти оптимізація?

• Поясніть, чому генерацію програми доводиться проводити у два етапи: генерація й оптимізація.

• Які існують методи оптимізації об'єктного коду?

• Що таке тріади й для чого вони використовуються? Які ще існують методи для подання об'єктних команд?

• Поясніть роботу алгоритму згортки. Приведіть приклад виконання згортки об'єктного коду.

• Що таке зайва операція? Що таке число залежності?

• Поясніть роботу алгоритму виключення зайвих операцій. Приведіть приклад виключення зайвих операцій.

Варіанти завдань

Варіанти завдань відповідають варіантам завдань для лабораторної роботи №3. Для виконання роботи рекомендується використовувати результати, отримані в ході виконання лабораторних робіт № 2 і 3.