基于M68HC11的嵌入式系统C语言编译器研究与实现

摘要

嵌入式系统是一种以应用为中心的专用计算机系统，对功能、可靠性、成本、体积、功耗有着严格要求。因其特殊性以及巨大的市场需求，嵌入式系统形成了相对独立的研究领域。随着嵌入式系统应用领域的不断扩展，应用层次的不断深化，嵌入式系统控制软件也相应地日趋复杂，为了应对这种情况，需要不断地提升嵌入式系统的软件能力，而高级语言编译程序则是将先进的计算机软件技术应用于嵌入式系统的基础与关键。 M68HC11是由Motorola公司生产的增强型8位单片机系列，作为微控制器，M68HC11在汽车电子、工业控制等领域得到了广泛的应用。本文较为深入地研究了如何实现通过C语言交叉编译程序对基于M68HC11的嵌入式目标系统进行实时程序控制。首先，作者以基于M68HC11的嵌入式系统为目标，建立了交叉编译程序在实际工作时的整个系统环境框架，在此基础上，详细讨论了M68HC11 C语言编译的实现过程。为了使编译程序系统具有良好的可移植性，在设计中将编译程序划分为前后端两个部分，对于编译前端实现过程中的源程序分析、符号表设计和中间代码生成，在文中都给出了详尽的数据结构说明和程序设计算法描述。由于代码优化的效果在M68HC11这种资源相对受限的系统上体现更为明显，因此对中间代码的优化单独进行了论述。随后，文章研究和讨论了编译后端的总体结构设计、相关数据结构设计、寄存器描述方法和代码生成过程。在文章的结尾，解决了经交叉编译器编译后的应用程序如何加载到目标系统执行的问题。