Компиляторы. Генерация кода. Общая схема распределения памяти.

При генерации собственно машинного кода используются таблицы, полученные на предыдущих этапах и сформированная программа в виде промежуточного кода в одной из его записей. В генерации в данном случае можно выделить этап предварительной подготовки, т.е. выделение памяти, распределение сегментов под процедуры и т.д. Затем идет собственно генерация кода. Каждая строка промежуточного кода читается, обрабатывается и на ее основе генерируется соответствующий ассемблерный или двоичный код. Главная задача этой стадии – чтение и обработка параметров команд, преобразование адресов и генерации кода.

Для формализованного анализа в задаче необходимо построить формализованную модель ресурсов целевого компьютера. В их состав должны входит:

1. модель информационных или запоминающих ресурсов.

2. модель операционных ресурсов, эквивалентных операторам языка программирования в виде таблиц команд, которая включает коды операций и базовых модификаций адресов в качестве ключей и соответствующие машинные коды как характеристики поиска.

Так как схема распределения памяти и форматы областей данных готовой программы определяются управляющими программами ОС, обращение к ним сравнительно просто формируется во время компиляции.

Общая схема распределения памяти может выглядеть следующим образом: исходим из того, что для каждого процесса компьютер отводит одну область данных. В эту область входят все внутренние переменные, фактические параметры, переменные, определяемые программистом и временные переменные, используемые процедурами. В общем случае компьютер имеет таблицу, где перечислены все области данных объектной программы.

Программа, осуществляющая присваивание измененных адресов имеет дело с одной процедурой. Ее первая задача – отмечать в начальной области место для связи с предшественником по трассе вызова, если оно используется и место для формальных параметров. В этой таблице фиксируется относительный адрес в сегменте, который используется стандартными объектами.

Другая задача состоит в том, чтобы обработать элементы таблицы символов, соответствующих формальным параметрам, а также переменных, описанных в этой процедуре и присвоить им адреса.

Для каждого элемента в таблице символов выполняется следующее:

1. элементу таблицы символов присваивается смещение, равное значение текущего предела, выделяемого в памяти, т.е. ему присваивается адрес первой свободной ячейки или области данных.

2. текущая таблица увеличивается на длину элементов, отведенных под формальные параметры.

Требуется, чтобы для таблицы символов можно было узнать размер области памяти, нужной для каждой переменной. В языках с нестрогим условием декларации данных эта информация неизвестна к окончанию процесса просмотра всей исходной программы, поэтому для присваивания адресов после обычного анализа необходим второй просмотр. Во время первого, главного просмотра компилятор генерирует команды машины непосредственно из входящего языка. Ссылки на переменные в машинных командах определяются указанием на соответствующие элементы таблицы символов. Во время второго просмотра переменным присваиваются адреса, которые записываются в элементы таблицы символов. Потом пересматриваются машинные команды и каждая ссылка на таблицу символов заменяется соответствующим значением адреса, взятым из элемента, на который ссылается команда.

В языках, которые требуют описания переменных до их использования, распределение памяти выполняется семантическими программами, предназначенными для обработки деклараций данных. В этом случае возможен однопросмотровый компилятор.

Процесс генерации кодов отдельных команд отражается на каноническое множество адресов и модификаций команд. Во множество адресов включается как минимум:

1. прямая адресация глобальных и динамических данных.

2. относительная адресация аргументов и локальных данных, процедур и функций в стеке.

3. индексная адресация глобальных и локальных данных.

На основании допустимых операций и форматов адресов данных строится таблица, в которой аргументами являются последовательность команд и формы адресации, сопоставимые с выборками в тетрадной форме и характеризуются простыми правилами формирования адресов в объектном коде.

При изучении форматов объектных модулей решить следующие вопросы:

1. как указывается внешняя подпрограмма и данные, требуемые объектному модулю и каким образом определяются точки входа командам либо данных модуля, которые могут использоваться другими программами.

2. как достигается перемещаемость объектных программ, т.е. возможность размещать ее в любом месте ОП.

Словарь внешних символов (ESD) определяет и дает единственное имя и номер таким объектам как кодовые сегменты и внешние ссылки на программные сегменты и другие точки входа, к которым обращаются в этом модуле, но которые не включены в него.