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数据流分析技术研究与实例分析

作　者: 汪小飞
导　师: 赵克佳
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 软件工程
关键词: 编译优化数据流分析 GCC
分类号: TP314
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 209次
引　用: 3次
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内容摘要

编译器为了将高级语言编写的程序转换为能够最充分发挥计算机性能的可执行代码,需要对代码进行各种各样的优化,即将一种结构的中间代码转换为效率更高的另一种结构的中间代码。详尽的数据流分析对于编译优化非常重要,不论是传统的高层优化,还是面向现代微处理器体系结构的低层优化,全都离不开数据流分析的支持。所以,数据流分析是现代编译器最重要的部分之一,是各种编译优化的基础。数据流分析是否全面和充分对编译优化的效果起着极其重要的作用。本文首先阐述了数据流分析的理论,研究了数据流分析的主流技术,对各种技术进行了归纳总结。然后本文以开源编译器GCC为对象,分析了GCC的基本结构和工作流程。在对各种主流数据流分析技术进行研究的基础上,分析了该编译器使用的数据流分析技术和具体实现方法,重点剖析了GCC编译器数据流分析所使用的数据结构和算法,描述了GCC数据流分析有关的数据结构和函数接口,同时结合其它的数据流分析技术进行了分析比较。从分析比较中找出了目前GCC编译器数据流分析实现上的不足,并提出了改进建议。实验结果表明改进具有一定的效果。

全文目录

摘要  8-9
ABSTRACT  9-10
第1章引言  10-12
第2章数据流分析问题的理论知识  12-26
  2.1 基本概念  12-16
    2.1.1 基本块与控制流程图  12-13
    2.1.2 流图结点的查找和遍历  13-14
    2.1.3 必经结点与后必经结点  14-15
    2.1.4 格和流函数  15-16
  2.2 数据流方程与常见数据流问题  16-21
    2.2.1 数据流方程  17
    2.2.2 常见数据流问题  17-21
  2.3 数据流分析使用的方法  21-24
    2.3.1 迭代数据流分析  21-22
    2.3.2 基于控制树的数据流分析  22-23
    2.3.3 结构分析  23-24
    2.3.4 区间分析  24
  2.4 数据流分析方法的简单比较  24-26
第3章数据流分析实例研究—GCC数据流分析实现解析  26-58
  3.1 GCC的基本结构  26-29
    3.1.1 GCC的组成部分  26-28
    3.1.2 数据流分析在其中的位置  28-29
    3.1.3 GCC与数据流分析有关的优化  29
  3.2 GCC数据流分析概述  29
  3.3 数据流分析相关的全局数据结构  29-39
    3.3.1 表示基本块的数据结构  29-34
    3.3.2 表示边的数据结构  34-37
    3.3.3 表示集合的数据结构  37-39
  3.4 活跃变量分析  39-48
    3.4.1 活跃变量分析方法概述  39
    3.4.2 对flow.c文件的解读  39-40
    3.4.3 对life_analysis函数的分析  40-42
    3.4.4 对其它函数的分析  42-48
  3.5 DU链与UD链的建立  48-58
    3.5.1 对df.c文件的解读  48-51
    3.5.2 对df_analyse函数的分析  51-52
    3.5.3 对其它函数的分析  52-58
第4章 GCC数据流分析方法的优劣与改进  58-65
  4.1 GCC数据流分析方法的优点  58
  4.2 GCC数据流分析中的不足和有待改进的地方  58-62
  4.3 实验结果与分析  62-65
第5章结束语  65-66
致谢  66-67
参考文献  67-69
附录A:攻读硕士期间发表的论文  69-70
附录B:攻读硕士期间参加的科研项目  70

数据流分析技术研究与实例分析

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