LabVIEW 編譯器深層解析

　　編譯程序設(shè)計是一個復(fù)雜的話題，即使對內(nèi)行的軟件工程師來說也要考慮很多專業(yè)知識。

　　NI LabVIEW軟件是一種多規(guī)范的圖形化編程環(huán)境，含有多種概念，包括數(shù)據(jù)流，面向?qū)ο?，以及事件?qū)動編程。LabVIEW也是跨越多種平臺的，能夠很好地用于多種操作系統(tǒng)(OSs)，芯片組，嵌入式設(shè)備，以及現(xiàn)場可編程門陣列(FPGAs)。LabVIEW編譯程序是一種精密的系統(tǒng)，在過去的20年中具有令人矚目的發(fā)展。探索NI公司的LabVIEW編譯程序的處理過程以及近來編譯程序的創(chuàng)新。

　　LabVIEW編譯程序處理過程

　　首先一個VI的編譯是類的擴(kuò)展，主要負(fù)責(zé)將隱含的類解析為適于終端輸出與檢查句法錯誤的類型。在類擴(kuò)展之后，VI從編輯模型轉(zhuǎn)化為可以被編譯程序使用的數(shù)據(jù)流中間表示(DFIR)圖表。編譯程序執(zhí)行幾種變換，例如在DFIR圖表分解過程中的死碼刪除，優(yōu)化，并為代碼生成做好準(zhǔn)備。DFIR接下來被轉(zhuǎn)化成底層的虛擬機(jī)(LLVM)中間表示(IR)，有關(guān)IR的一系列掃描被運(yùn)行，以利于更進(jìn)一步的優(yōu)化與底層化——最終——變?yōu)闄C(jī)器碼。

　　DFIR提供一種高級的中間表示

　　DFIR是一種分級的，結(jié)構(gòu)圖代碼的，基于圖表的IR。類似于G代碼，DFIR包含很多具有端點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)，能夠與其它端點(diǎn)相連。一些節(jié)點(diǎn)，例如框圖，含有圖表，這些圖表也可以依此類推地包含其它節(jié)點(diǎn)。

　　圖1顯示了一個簡單VI的最初DFIR。當(dāng)LabVIEW首次為VI創(chuàng)建一個DFIR時，這是一種G代碼的直接翻譯，DFIR圖表中的節(jié)點(diǎn)具有像G代碼中節(jié)點(diǎn)一樣的一對一的對應(yīng)性。隨著編譯程序的執(zhí)行，DFIR節(jié)點(diǎn)有可能被移動，部分分離，或者是增加，然而編譯程序?qū)⑷匀槐Ａ粼械奶匦?，例如LabVIEW代碼中固有的并行特性。

　　DFIR能夠為LabVIEW編譯程序提供兩種可觀的優(yōu)勢：

　　1. DFIR將編輯程序從編譯程序的表示中分離——在DFIR出現(xiàn)以前，LabVIEW具有一個單獨(dú)的VI表示，由編輯程序和編譯程序共享。這樣在編譯過程中，阻止了編譯程序修改表示，也會使引入編譯程序優(yōu)化很困難。DFIR引入了一系列的優(yōu)化與分解措施，能夠極大地提高LabVIEW代碼的性能，僅要求結(jié)構(gòu)圖節(jié)點(diǎn)與連線被斷開并可以移動。

　　2. DFIR作為多個編譯程序的前段與后段的公用連接點(diǎn)——今天，LabVIEW能處理很多明顯不同的任務(wù)。類似地，LabVIEW也為用戶提供了多種算法模式，例如LabVIEW MathScript，C一體化，仿真圖表，以及狀態(tài)表(statecharts)。DFIR提供了一種常用IR，它由前端生成而由后端使用，使不同組合的重新使用更加便利。