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可重定目标编译器辅助移植系统设计实现

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厦门大学学位论文原创性声明及著作权使用声明

第1章绪论

1.1背景及课题意义

1.2编译器后端生成技术概述

1.3本课题完成的工作

1.4论文组织结构

第2章编译器后端技术介绍

2.1中间表示形式

2.2编译器分析

2.2.1控制流分析

2.2.2数据流分析

2.2.3数据依赖关系分析

2.2.4别名分析

2.3编译器分析

2.3.1前期优化

2.3.2冗余删除

2.3.3循环优化

2.3.4过程优化

2.3.5寄存器分配

2.3.6代码调度

2.3.7控制流和低级优化

第3章GCC编译器内部结构分析

3.1GCC编译器结构及工作流程

3.2GCC编译器的前端

3.3GCC编译器的后端

3.3.1RTL语言

3.3.2GCC后端概述

3.3.3GCC目标机器描述

3.3.4机器描述的作用

3.3.5后端生成机制

第4章GCC交叉编译器移植研究及辅助移植系统设计

4.1GCC传统移植方法分析

4.1.1machine.h文件

4.1.2machine.md文件

4.1.3machine.c文件

4.2GCC移植的形式化分析

4.3GCC辅助移植系统设计

4.3.1系统总体功能及设计思路

4.3.2数据库模块设计

4.3.3人机界面设计

4.3.4文件导出模块设计

4.3.5小结

第5章辅助移植系统在DLX平台的应用及测试

5.1DLX介绍

5.1.1DLX体系结构

5.1.2DLX指令集

5.2整合测试及结果分析

5.2.1测试方案及过程

5.2.2测试数据、结果及其分析

第6章结论

6.1总结

6.2将来的工作

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

攻读硕士学位期间参与的科研项目

致谢

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摘要

随着信息技术的飞速发展,信息家电、手持设备、移动通信设备等嵌入式产品得到越来越广泛的应用,嵌入式软硬件开发也成为当今热门的研究课题之一。为了实现复杂的功能,现代嵌入式系统大多拥有操作系统和一组应用程序,而编译器则是生成这些软件系统的基础。 目前基于Linux的嵌入式软件系统开发多采用PC机为宿主机,使用交叉编译器来编译生成目标平台上运行的程序。这对编译器提出了更高的要求:既要保证高质量的输出代码,又要有很好的可移植性。GCC是支持多语言、多目标编译系统中最具代表性的一员。特别是它的后端具有很好的可移植性,己支持基于三十多种处理机的上百种硬件平台。这得益于它高度概括的抽象机中间语言和灵活有力的机器描述,以及其开源的版权。 尽管GCC在可移植性方面有很大的优势,但GCC移植还是比较繁琐的工作,需要编写很长的GCC机器描述文件。其中核心的内容是用RTL语言写成的,机器对它分析比较容易,而人阅读和编写起来比较困难。这就意味着手工移植GCC需要较长的周期,这在当今技术高速更新的环境下越来越不能满足要求。 本文对GCC移植技术进行了深入研究和分析,着重对RTL表示和机器描述的内部技术进行考察。在此基础上,实现了一套具有可视化图形界面的GCC辅助移植系统。该系统的输入是用户通过程序界面输入的目标平台硬件特性及其与GCC抽象机的映射关系,经过程序处理后输出可用于GCC的移植的机器描述文件。该系统是在GCC辅助移植方向上一次大胆和成功的尝试,对于提高GCC移植效率有很大帮助。此外,该系统还可以作为软硬件协同设计和ASIP设计中软件部分的重要组成部分。

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