本文關(guān)鍵詞：MIPS處理器目標(biāo)代碼生成實(shí)現(xiàn)和相關(guān)優(yōu)化技術(shù)的研究

  更多相關(guān)文章： MIPS處理器 LCC 代碼生成器 匯編器 代碼優(yōu)化

【摘要】：MIPS的意思是Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages，即無(wú)內(nèi)部互鎖流水級(jí)的微處理器，它是世界上很流行的一種RISC處理器。與CISC相比，RISC的設(shè)計(jì)周期更短，設(shè)計(jì)也更簡(jiǎn)單，且可以利用更多的先進(jìn)技術(shù)來(lái)開(kāi)發(fā)更高效的下一代處理器。 MIPS本身并不具備自舉開(kāi)發(fā)能力，必須有交叉編譯和調(diào)試開(kāi)發(fā)環(huán)境才能進(jìn)行開(kāi)發(fā)。另外，由于嵌入式系統(tǒng)的特殊產(chǎn)品特征要求應(yīng)用軟件具有低功耗、執(zhí)行速度快、占用空間小等特點(diǎn)，這不僅要求設(shè)計(jì)人員高效合理的設(shè)計(jì)應(yīng)用程序，同時(shí)也要求嵌入式系統(tǒng)編譯器能夠進(jìn)行足夠多的優(yōu)化。其次，多種多樣的MIPS處理器對(duì)編譯器的可重定向性提出了一定的要求，以便能快速支持新的處理器平臺(tái)上的軟件開(kāi)發(fā)。 本文以面向32位MIPS處理器的LCC后端移植和優(yōu)化為主線，詳細(xì)分析了LCC的整體結(jié)構(gòu)和MIPS體系結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。按照嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的特殊要求對(duì)面向32位MIPS處理器子集的代碼生成器進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了MIPS匯編器并針對(duì)匯編代碼的優(yōu)化進(jìn)行了研究。 本文的主要工作有： （1）深入調(diào)研目前主流的可重定向編譯器，，選擇LCC編譯器作為研究對(duì)象； （2）對(duì)基于LCC面向MIPS的機(jī)器描述文件進(jìn)行修改，以滿(mǎn)足32位MIPS處理器子集指令的要求；并利用LBURG工具構(gòu)建代碼生成器，以便生成MIPS匯編語(yǔ)言程序； （3）分析典型的一遍掃描匯編器，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)兩遍掃描匯編器，將MIPS匯編語(yǔ)言程序翻譯成機(jī)器語(yǔ)言程序； （4）分析并總結(jié)編譯階段已有的優(yōu)化策略和具體實(shí)施方法，設(shè)計(jì)出針對(duì)MIPS匯編程序的優(yōu)化方案； （5）研究32位三級(jí)流水線MIPS處理器，并通過(guò)ISE模擬運(yùn)行該MIPS處理器。 最后利用PCSPIM和ISE自帶的仿真軟件ISim(ISE Simulator)分別對(duì)改進(jìn)的代碼生成器、實(shí)現(xiàn)的匯編器進(jìn)行功能測(cè)試和驗(yàn)證。測(cè)試和驗(yàn)證結(jié)果顯示代碼生成器和匯編器符合設(shè)計(jì)目標(biāo)。
【關(guān)鍵詞】：MIPS處理器 LCC 代碼生成器 匯編器 代碼優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TP332
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 注釋表12-13
• 第一章 緒論13-21
• 1.1 研究背景13-14
• 1.2 研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.1 GCC14
• 1.2.2 SPAM14
• 1.2.3 TRIMARAN14-15
• 1.2.4 LCC15-16
• 1.3 編譯器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介16-19
• 1.3.1 詞法分析器和語(yǔ)法分析器的自動(dòng)生成17-18
• 1.3.2 語(yǔ)義分析器的自動(dòng)生成18
• 1.3.3 代碼生成器的自動(dòng)生成18-19
• 1.4 本文的主要內(nèi)容和貢獻(xiàn)19
• 1.5 論文結(jié)構(gòu)19-21
• 第二章 BURS 自動(dòng)生成技術(shù)21-35
• 2.1 相關(guān)技術(shù)概述21-22
• 2.2 BURS 模型22-32
• 2.2.1 BURS 自動(dòng)機(jī)24-25
• 2.2.2 正規(guī)形25
• 2.2.3 BURS 自動(dòng)機(jī)生成算法25-32
• 2.3 BURS 工具32-34
• 2.3.1 BURS 實(shí)現(xiàn)面臨的問(wèn)題32
• 2.3.2 LBURG 和 LBURG 規(guī)范32-34
• 2.4 本章小結(jié)34-35
• 第三章 32 位 MIPS 處理器代碼生成器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)35-57
• 3.1 32 位 MIPS 體系結(jié)構(gòu)35-38
• 3.2 終結(jié)符和非終結(jié)符38-43
• 3.2.1 非終結(jié)符38-39
• 3.2.2 終結(jié)符39-43
• 3.3 指令選擇43-51
• 3.3.1 規(guī)則的編寫(xiě)準(zhǔn)則43-44
• 3.3.2 棧幀的結(jié)構(gòu)44
• 3.3.3 葉節(jié)點(diǎn)44-47
• 3.3.4 規(guī)則轉(zhuǎn)換47-51
• 3.4 函數(shù)實(shí)現(xiàn)51-55
• 3.5 數(shù)據(jù)定義55
• 3.6 塊的復(fù)制55-56
• 3.7 本章小結(jié)56-57
• 第四章 32 位 MIPS 處理器匯編器的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)57-66
• 4.1 MIPS 匯編語(yǔ)言和機(jī)器編碼57-58
• 4.2 目標(biāo)代碼和中間文件的格式58-59
• 4.3 典型匯編器的設(shè)計(jì)59-60
• 4.4 本文匯編器的設(shè)計(jì)60-62
• 4.5 匯編器的實(shí)現(xiàn)62-65
• 4.5.1 主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)62-63
• 4.5.2 具體實(shí)現(xiàn)63-65
• 4.6 本章小結(jié)65-66
• 第五章 優(yōu)化器的設(shè)計(jì)66-76
• 5.1 優(yōu)化器的總體邏輯結(jié)構(gòu)66-67
• 5.2 主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)67-68
• 5.3 優(yōu)化器的工作原理68-75
• 5.3.1 讀入?yún)R編源程序68
• 5.3.2 劃分基本塊68-69
• 5.3.3 數(shù)據(jù)流分析、創(chuàng)建 Du-鏈和 Ud-鏈69-72
• 5.3.4 代碼優(yōu)化72-74
• 5.3.5 輸出優(yōu)化后的匯編程序74-75
• 5.4 關(guān)鍵模塊的設(shè)計(jì)75
• 5.5 本章小結(jié)75-76
• 第六章 測(cè)試和驗(yàn)證76-84
• 6.1 C 源代碼示例76
• 6.2 代碼生成器生成的匯編語(yǔ)言代碼76-78
• 6.3 匯編器生成的機(jī)器語(yǔ)言代碼78
• 6.4 仿真結(jié)果78-83
• 6.4.1 MIPS 軟核簡(jiǎn)介78-80
• 6.4.2 仿真結(jié)果80-83
• 6.5 本章小結(jié)83-84
• 第七章 總結(jié)和展望84-85
• 7.1 總結(jié)84
• 7.2 展望84-85
• 參考文獻(xiàn)85-91
• 致謝91-92
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文92

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10 楊劍;;數(shù)字與模擬的整合MIPS成第二大IP供應(yīng)商[J];電子與電腦;2007年11期

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5 萬(wàn)林;中國(guó)企業(yè)缺席MIPS專(zhuān)利收購(gòu)“盛宴”[N];中國(guó)電子報(bào);2012年

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2 武楊;基于32位MIPS架構(gòu)的雙發(fā)射流水線邏輯設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2006年

3 鄧博;MIPS多核路由器軟件系統(tǒng)的研發(fā)[D];成都理工大學(xué);2013年

4 張磊;MPEG-4 AACplus v2解碼器在MIPS平臺(tái)上的實(shí)現(xiàn)研究[D];上海交通大學(xué);2008年

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6 鄒志斌;基于MIPS指令集的RISC微處理器控制模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];華中科技大學(xué);2008年

7 潘源斌;嵌入式多核環(huán)境下的內(nèi)核調(diào)試工具的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];華中科技大學(xué);2013年

本文編號(hào)：632676