22、高级语言编译技术与程序优化指南

高级语言编译技术与程序优化指南

1. 加载器与内存控制

在程序处理的第二阶段，加载器会将所有目标文件中的符号表合并成一个大表，然后编辑目标文件，把相对地址转换为实际地址。这通常通过汇编器在目标文件中写入额外的位来实现，以此识别引用标签的指令和字段。若在合并后的符号表中找不到某个标签，该标签即为未定义，系统会向用户发送错误消息。

在嵌入式系统中，控制代码模块加载到内存的位置至关重要。像用于管理中断的数据结构和指令，必须放置在精确的内存位置才能正常工作。此外，不同类型的内存可能安装在不同的地址范围。例如，若部分位置使用 EPROM，其他位置使用 DRAM，就需要确保可写位置被放置在 DRAM 区域。

工作站和 PC 提供动态链接库，一些嵌入式计算环境也可能提供。动态链接库允许在程序执行开始时链接常用的例程（如 I/O），而不是为系统中的每个可执行程序都链接一个单独的副本。在程序执行前会进行一个简短的链接过程，动态链接器使用代码库来链接所需的例程。这不仅节省了存储空间，还便于更新使用这些库的程序，但会在程序开始执行前引入一定的延迟。

2. 基本编译技术

理解高级语言程序如何转换为指令非常有用。在实现嵌入式计算系统时，通常需要控制处理中断的指令序列、数据和指令在内存中的放置等，了解编译器的工作原理有助于判断何时不能完全依赖编译器。而且，由于许多应用对性能敏感，了解代码生成方式有助于实现性能目标，既可以编写能编译成所需指令的高级代码，也可以在必要时编写自己的汇编代码。

编译过程结合了翻译和优化。高级语言程序被翻译成低级形式的指令，优化则尝试生成比直接翻译源代码语句更好的指令序列。优化技术会考虑更多的程序内容，以确保对某一语句看