第7章 目标代码生成.ppt

1、1,第7章 目标代码生成,7.1 汇编语言虚拟计算机模型 7.2 从四元式到汇编语言的翻译 7.3 一个简单目标代码生成器 7.4静态地址分配,2,任务 将中间代码变换成目标代码，实现源程序的最后翻译。由于涉及到目标机器的系统结构，此阶段的工作最复杂。 目标代码的形式 已定位的机器语言代码 编译后可立即执行。 待装配的机器语言代码模块 目前大多数编译系统所产生的目标代码均为可重定位的机器指令。在执行前，将它和系统函数（源程序中使用）的机器指令连接成一个程序，对未确定的地址进行定位（假设起始地址为0），形成可执行的机器语言代码程序。 在执行时，操作系统可将目标代码装入内存的任意位置。 汇编语言代

2、码 需经汇编程序翻译，将其转换成可执行的机器语言代码。 由于硬件厂商提供机器的汇编程序，所以编译程序的目标代码通常为汇编语言。 目标代码生成要求 目标代码数与中间代码数的比值尽可能小（即目标代码尽可能少）。 充分利用寄存器，减少访问内存的次数。 删除不必要的临时变量。,3,7.1 汇编语言虚拟计算机模型,内存 共有64k个字，1个字有16个二进制位（2Byte），内存地址标识为0-65535。 划分为256页，页号0-255，每页的长度为256个字，页内位移为0-255。 地址计算：页号*256+页内位移。 255页用作系统堆栈区。 寄存器 通用寄存器（2字节） 共有4个，分别标记为R0、R1

3、、R2、R3，用于存放操作数和计算结果，R3还可用于变址寻址。 标志寄存器FlagReg 保存CMP指令比较结果。 堆栈寄存器TopReg（2字节） TopReg用作系统栈顶指针。,4,指令系统 指令格式：,操作码 Read 从键盘读一个字到第一地址。 Write从第一地址写一个字到屏幕。 Load从第二地址将字装入第一地址。 Store将第一地址中的字存放到第二地址。 Call控制转移到第二地址指定的内存单元，断点保留在系统堆栈中。 Ret由系统堆栈获得断点，返回。 Add将第一地址中的字加上第二地址中的字，结果保留第一地址中。 Sub Mul Div Cmp 将第一地址中的字和第二地址中的

4、字比较，由系统置位FlagReg。 FlagReg=-1，表示第一地址中的字小于第二地址中的字。 FlagReg=1，表示第一地址中的字大于第二地址中的字。 FlagReg=0，表示第一地址中的字等于第二地址中的字。,5,JMP无条件转移到第二地址指定的内存单元。 JMPNEG若FlagReg中的值0，转移到第二地址指定的内存单元。 JMPPOS若FlagReg中的值0，转移到第二地址指定的内存单元。 JMPZERO若FlagReg中的值0，转移到第二地址指定的内存单元。 HALT终止程序执行。 第一地址为寄存器（R0-R3） 寻址方式和第二地址 直接地址寻址（M） Load Ri , MXX

5、(XX)Ri XX范围0-255（第0页），用16进制表示。 寄存器寻址（R） Load Ri , Rj(Rj)Ri 间址寄存器寻址（R） Load Ri , Rj(Rj)Ri 直接数访问（D） Load Ri , XXXXRi XX范围0-255，用16进制表示。 变址寻址（C R3） Load Ri , CR3(C*256+(R3)Ri C为常数（范围0-255），用16进制表示。,6,指令分类 零地址指令 Ret、Halt A型一地址指令（无第二地址） Write、Read B型一地址指令（无第一地址） Call、Jmp、JmpNeg、JmpZero、JmpPos 二地址指令 Load、

6、Store、Add、Sub、Mul、Div、Cmp,7,7.2 从四元式到汇编语言的翻译,符号表、常数表和临时变量表的内存位置 四元式中含有变量在符号表和临时变量表中的入口，以及常数在常数表中的地址，所以先确定符号表、临时变量表和常数表在内存中的位置，然后再讨论四元式的翻译。 无符号实常数表（第254页，按地址递减使用） 起始地址：254*256+255=65279，每个实常数占用2个字(4Byte)。 无符号整常数表（第254页，按地址递增使用） 起始地址：254*256=65024，每个整常数占用1个字（2Byte）。 符号表（第252、253页，按地址递减使用） 起始地址：253*256

7、+255=65023，每个标识符占用4个字(8Byte)。 临时变量表（第252、253页，按地址递增使用） 起始地址：252*256=64512，每个临时变量占用4个字(8Byte)。 注：四元式中最多允许出现512/4=128个不同的变量，包括临时变量在内。,8,虚拟内存示意图 (共64K、分255页、每页255字节),9,设源程序为：a=2+(+b+1)，它的四元式代码为 + 2.c2arg2/256:d2arg2%256; 3.c3result/256:d3result%256; ment:R0(ARG1) 5.output Load R3,:output d1:output 换行 6

8、output Load R0,: output c1: output R3 :output 换行 7.if c1=252 or c1=253 then /ARG1是符号表或临时变量表的入口 8. output Load R0,R0:output 换行 9.end if /ARG1是常数表入口无需上述指令 ment:R0运算结果 处理加法运算（ARG20） 处理一元正运算（ARG2=0） 处理减法运算（ARG20）/详见下一页 处理一元负运算（ARG2=0）/详见下一页 赋值运算（无需任何处理） ment:RESULT(R0) 12.output Load R3, :output d3:outp

9、ut 换行 13.output Load R3, :output c3:output R3 :output 换行 14.output store R0,R3 :output 换行 15. end procedure,14,/处理减法运算（ARG20） comment: R0运算结果 if op=- and arg20 then output Load R3, :output d2:output 换行 if c2= 252 or c2=253 then/ARG2是符号表或临时变量表的入口 output Load R3,:output c2:output R3:output 换行 output S

10、ub R0,R3:output 换行 else/ARG2是常数表地址 output Sub R0,:output c2:output R3endl; end if end if /处理一元负运算（ARG2=0） if op=- and arg2=0 then/ -ARG1=0-ARG1 output Load R3,R0:output 换行/将ARG1送R3 output Load R0,0:output 换行/将0送R0 output Sub R0,R3:output 换行/R0-R3送R0 end if,15,实例 设源程序为：a=2+(+b+1)，它的四元式代码为 + &b 0 &T1

11、+ &T1 &1 &T2 + &2 &T2 &T3 = &T3 0 &a 假设 整常数1在无符号整常数表中的地址为65024（254*256+0） 整常数2在无符号整常数表中的地址为65025（254*256+1） 变量a的符号表入口为65023（253*256+255） 变量b的符号表入口为65019（253*256+251） 临时变量T1的临时变量表入口为64512（252*256+0） 临时变量T2的临时变量表入口为64516（252*256+4） 临时变量T3的临时变量表入口为64520（252*256+8） 实际四元式代码序列应为 +65019064512 +645126502464516 +650256451664520 =645200 65023,16,假定四元式代码存放在文件Quad.txt中，经简单目标代码生成器加工，所生成的汇编语言目标程序存放在文件Asm.txt中，如