嵌入式C编译器优化技术的研究与实现

摘要

优化功能在编译器设计中是至关重要的,编译器优化分为基于中间代码的与机器无关的优化和基于目标代码的与机器相关的优化。本论文针对一款16位嵌入式CPU系统C编译器的设计,分析了原编译器设计中存在的优化功能缺陷和不足,根据这款16位嵌入式CPU系统C编译器的体系结构,提出了针对特殊for语句和基于DAG森林表示中间代码的循环不变表达式外提的循环优化方案；在分析目标机体系结构的基础上,为最大限度的利用目标机特性,提出了针对目标代码的可扩展模板的窥孔优化方案。文中还介绍了这两种优化方案的实现方法,并针对编程语句,将优化前后的代码量和执行性能进行了比较与分析。

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论文说明：图表目录

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第一章绪论

第一节嵌入式CPU系统与编译器

1.1.1 嵌入式DPU系统特点

1.1.2嵌入式系统对高级语言的要求

1.1.3嵌入式系统对编译器优化的要求

第二节嵌入式CPU系统C编译器基本功能

第三节本文研究的主要内容

第四节论文的组织结构

第二章常用C编译器优化技术介绍

第一节与机器无关优化技术介绍

2.1.1 中间代码优化介绍

2.1.2局部优化策略

2.1.3循环优化策略

2.1.4全局优化策略

第二节与机器相关优化技术介绍

2.2.1 寄存器分配

2.2.2窥孔优化介绍

第三章原C编译器实现及优化技术介绍

第一节C编译器实现技术途径

第二节C编译器实现体系结构

3.2.1前端编译完成工作

3.2.2 中间代码表示方式

3.2.3后端代码实现

第三节C编译器已有优化技术介绍

3.3.1合并常量计算

3.3.2删除局部公共子表达式

3.3.3寄存器分配规则

3.3.4基于模板的窥孔优化

第四章基于DAG代码表的循环优化设计与实现

第一节CPU系统C编译器改进优化方案研究

第二节特殊for语句优化的设计与实现

4.2.1 特殊for语句优化的设计方案

4.2.2特殊for语句优化的实现

第三节循环不变表达式外提优化设计

4.3.1 DAG代码表的特点

4.3.2基于DAG代码表的循环不变表达式外提的关键问题

4.3.3基于DAG代码表循环不变表达式外提优化方案

第四节循环不变表达式外提优化的实现

4.4.1循环的识别

4.4.2活动变量列表的获得

4.4.3循环不变表达式的外提

4.4.4临时变量寄存器的分配与释放

第五节测试与分析

4.5.1特殊for语句优化的测试与分析

4.5.2循环不变表达式外提优化的测试与分析

4.5.3 小结

第五章基于可扩张模板的窥孔优化设计与实现

第一节基于可扩张模板的窥孔优化的设计方案

5.1.1 待优化代码的存储形式

5.1.2模板的形式

5.1.3窥孔范围的确定

5.1.4基于可扩张模板窥孔优化设计方案

第二节基于可扩张模板的窥孔优化的实现

第三节基于可扩张模板窥孔优化的测试与分析

5.3.1测试与分析

5.3.2小结

第六章总结与展望

第一节总 结

第二节展望

参考文献

致谢

个人简历