LabVIEW編譯程序設(shè)計知識介紹
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。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/194452.htmNI 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(LLVM)中間表示(IR),有關(guān)IR的一系列掃描被運行,以利于更進一步的優(yōu)化與底層化——最終——變?yōu)闄C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包含很多具有端點的節(jié)點,能夠與其它端點相連。一些節(jié)點,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。
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)點具有像G 代碼中節(jié)點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?LabVIEW代碼中固有的并行特性。
圖 1. 查看一個簡單VI 的初始 DFIR 圖表
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——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。
DFIR分解與優(yōu)化
一旦進入DFIR,VI運行一系列的分解變換,來縮減或標(biāo)準(zhǔn)化DFIR圖表。在DFIR圖表徹底分解后,DFIR優(yōu)化掃描開始。有超過30種分解與優(yōu)化能夠提高LabVIEW代碼的性能。請仔細(xì)查看圖2和3顯示的簡單VI,它被稱為Trim Whitespace VI(Trim Whitespace.vi),來自vi.lib。
圖 2. 這是任意 DFIR分解前的 VI
圖 3. 上面是Trim Whitespace.vi 結(jié)構(gòu)圖的定義
首先,Trim Whitespace.vi被內(nèi)聯(lián)到調(diào)用VI,如圖4所示?,F(xiàn)在,不可達(dá)代碼與死碼刪除運算可以簡化代碼。第一個條件結(jié)構(gòu)將總是執(zhí)行相同的分支,因為輸入的是一個恒定值。因此,其余的分支可以同整個第二個條件結(jié)構(gòu)一起移走,因為它們從不執(zhí)行。循環(huán)不變式代碼移動將匹配模式基元(Match Pattern primitive)移出循環(huán)框,確保其只被執(zhí)行一次,如圖5所示。
圖 4. subVI內(nèi)聯(lián)到調(diào)用程序,導(dǎo)致一個 DFIR圖表等價于該 G代碼
圖 5. 一次執(zhí)行產(chǎn)生優(yōu)化的 DFIR圖表
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