VM5277: Анализ кодогенератора

Архитектурный обзор

Кодогенератор представляет собой абстрактный базовый класс, реализующий механизм генерации кода для целевой платформы через систему областей видимости (scopes).

Основные архитектурные принципы:

Иерархия областей видимости - вложенная система scope'ов для управления контекстом генерации
Абстрактные методы - платформо-специфичная реализация вынесена в подклассы
Аккумуляторная модель - использование аккумулятора для промежуточных вычислений
Управление памятью - поддержка heap, stack и flash памяти

Детализация компонентов

1. Система областей видимости (Scopes)

Иерархическая система с несколькими типами областей для управления контекстом генерации:

CGClassScope

Управляет генерацией кода для классов
Содержит информацию о полях, методах и реализации интерфейсов

Пример создания:

public CGClassScope enterClass(VarType type, String name, List impl, boolean isRoot) {
    scope = new CGClassScope(this, scope, genId(), type, name, impl, null != scope && isRoot);
    return (CGClassScope)scope;
}

CGMethodScope

Генерирует код для методов и конструкторов
Управляет регистрами и локальными переменными

Пример конструктора:

public CGMethodScope enterConstructor(VarType[] types) {
    CGMethodScope mScope = new CGMethodScope(this, (CGClassScope)scope, genId(),
        null, 0, types, ((CGClassScope)scope).getName(), buildRegsPool());
    ((CGClassScope)scope).addMethod(mScope);
    scope = mScope;
    return mScope;
}

CGBlockScope

Обрабатывает блоки кода, управляет стеком и регистрами
Поддерживает обычные блоки и циклы (CGLoopBlockScope)

Пример входа в блок:

public CGBlockScope enterBlock() {
    scope = new CGBlockScope(this, scope, genId());
    return (CGBlockScope)scope;
}

CGVarScope и CGFieldScope

Управляют локальными переменными и полями класса
Обрабатывают константы и статические поля

2. Модель данных и памяти

DataSymbol

Представляет данные в flash памяти
Содержит метку, размер и значение

Пример создания:

public DataSymbol defineData(int resId, int size, Object obj) {
    DataSymbol ds = new DataSymbol("j8bD" + resId, size, obj);
    flashData.put(resId, ds);
    return ds;
}

Система типов VarType

Определяет размер и характеристики типов данных
Поддерживает примитивные типы и ссылки
Используется для проверки совместимости и расчета размера

Управление памятью

Flash память - для констант и статических данных
Heap память - для динамического выделения объектов
Stack память - для локальных переменных и вызовов методов

3. Генерация выражений и операций

Аккумуляторная модель

Аккумулятор используется для промежуточных вычислений

Методы для работы с аккумулятором:

public abstract void constToAcc(CGScope scope, int size, long value, boolean isFixed);
public abstract void cellsToAcc(CGScope scope, CGCellsScope cScope) throws CompileException;
public abstract void accToCells(CGScope scope, CGCellsScope cScope) throws CompileException;

Работа с массивами

Специализированные методы для операций с массивами
Поддержка многомерных массивов и представлений (views)

Примеры методов:

public abstract void computeArrCellAddr(CGScope scope, CGCells arrAddrCells, CGArrCells arrCells);
public abstract void arrToAcc(CGScope scope, CGArrCells arrCells);
public abstract void accToArr(CGScope scope, CGArrCells arrScope);

Операции и условия

Арифметические и логические операции
Условные переходы и ветвления

Примеры:

public abstract void cellsAction(CGScope scope, CGCells cells, Operator op, boolean isFixed);
public abstract void cellsCond(CGScope scope, CGCells cells, Operator op, boolean isNot,
    boolean isOr, CGBranchScope branchScope);

Ключевые алгоритмы

1. Управление областью видимости

// Паттерн входа/выхода из scope
public CGClassScope enterClass(VarType type, String name, List impl, boolean isRoot) {
    scope = new CGClassScope(this, scope, genId(), type, name, impl, null != scope && isRoot);
    return (CGClassScope)scope;
}

public void leaveClass() {
    if(null != scope.getParent()) scope = scope.free();
    // Дополнительная логика очистки
}

2. Генерация вызовов методов

// Абстрактные методы для разных типов вызовов
public abstract void invokeClassMethod(CGScope scope, String className, String methodName,
    VarType type, VarType[] types, CGLabelScope lbScope, boolean isInternal);

public abstract void invokeInterfaceMethod(CGScope scope, String className, String methodName,
    VarType type, VarType[] types, VarType ifaceType, int methodSN);

public abstract void invokeNative(CGScope scope, String className, String methodName,
    String params, VarType type, Operand[] operands);

3. Построение итогового кода

// Метод build собирает финальную программу
public void build(VarType classType, int fieldsSize) throws CompileException {
    append(new CGIText("; vm5277." + platform + " v" + getVersion() + " at " + new Date().toString()));

    // Генерация константных данных
    for(int resId : flashData.keySet()) {
        DataSymbol ds = flashData.get(resId);
        append(new CGIText(ds.getLabel() + ":"));
        // Генерация данных в зависимости от типа
    }

    append(new CGIText("Main:"));
    // Генерация точки входа
}

Примеры генерации кода

1. Создание экземпляра класса

// Вызов из build метода
constrInit.getCont().append(eNewInstance(cScope.getHeapOffset(),
    cScope.getIIDLabel(), cScope.getType(), false, false));

2. Работа с константными данными

// Генерация строковых констант
if(ds.getValue() instanceof String) {
    append(new CGIText(CGKOI8R.decode(ds.getValue().toString())));
}
// Генерация числовых констант
else if(ds.getValue() instanceof Number) {
    StringBuilder sb = new StringBuilder(".db ");
    long value = ((Number)ds.getValue()).longValue();
    for(int i=0; i>= 0x08;
    }
}

Особенности реализации

Платформенная абстракция

Абстрактный класс определяет интерфейс генерации
Конкретные реализации для разных целевых платформ
Поддержка различных системных параметров через SystemParam

Интеграция с RTOS

Поддержка функций реального времени через RTOSFeature
Динамическое подключение библиотек RTOS
Управление многопоточностью и памятью

Оптимизации

Уровни оптимизации через optLevel
Интеграция с CodeOptimizer
Специфичные для платформы оптимизации

← Назад к главной странице

Анализ кодогенератора VM5277

🤖 Примечание о генерации контента