11、程序模型与编译加载技术解析

程序模型与编译加载技术解析

1. 程序模型概述

在程序设计与分析中，我们常常需要比源代码更通用的程序模型。直接使用源代码存在一些问题，因为源代码有多种类型，如汇编语言、C 代码等，而单一的模型可以描述所有这些不同类型的代码。一旦拥有这样的模型，我们就能更轻松地对其进行各种有用的分析。

我们的基本程序模型是控制/数据流图（CDFG），它不仅可以用于建模程序，还能用于描述硬件行为。CDFG 结合了数据操作（如算术和其他计算）和控制操作（如条件语句）的构造，其强大之处就在于这种控制和数据构造的结合。为了理解 CDFG，我们先从纯数据描述开始，然后将模型扩展到控制部分。

2. 数据流图

数据流图是一种无条件语句的程序模型。在高级编程语言中，没有条件语句（更准确地说，只有一个入口和一个出口点）的代码段被称为基本块。例如，下面是一个简单的 C 语言基本块示例：

// 这里可以想象一个简单的基本块代码

在绘制该代码的数据流图之前，我们需要对其进行一些修改。如果代码中存在对同一变量的多次赋值，例如变量 x 在赋值语句的左侧出现了两次，我们需要将代码重写为单赋值形式，即一个变量在赋值语句的左侧只出现一次。

假设我们有如下代码：

// 原代码存在对 x 的多次赋值

重写为单赋值形式后可能如下：

// 单赋值形式，使用 x1 和 x2 区分