【Compile】PL/0语言编译器功能扩充

文章目录

• 前言
• if-else
• • cpp
• dowhile
• • cpp
• for-to/downto
• • cpp

前言

编译原理作为计算机科学专业中最难的专业课之一，因为其涉及底层编译器的具体执行过程与实现，较为晦涩难懂。为了能够对这门专业课有更加深刻地体验与认识，本次课程设计将围绕实现一个PL/0语言编译器的部分功能，来深入理解词法分析、语法分析、语义分析和目标代码生成等主要步骤的内部实现机制。

if-else

本节任务为扩充语言成分：“if 条件 then 语句系列1 else 语句系列2”，并给出其编译程序实现。

1. 调用逻辑表达式处理过程处理if语句的条件，把相应的真假值放到数据栈顶
2. 记录下代码段分配位置cx1（即下面生成的jpc指令的位置），然后生成条件转移jpc指令（遇0或遇假转移），转移地址未知暂时填0
3. 调用语句处理过程statement处理then语句后面的语句或语句块，then后的语句处理完后，当前代码段分配指针的位置就应该是上面的jpc指令的转移位置（cx1）。通过前面记录下的jpc指令的位置，把它的跳转位置改成当前的代码段指针位置
4. 记录下当前代码段的分配位置cx2（即下面生成的jmp指令无条件跳转的位置），然后生成无条件转移jmp（执行真语句后转移），转移地址即为执行完else后的地址
5. then后的statement处理完了之后下一个单词是“;”，所以在处理else之前，需要进行判断，再读取，从而跳过“;”
6. 判断下一个符号是否为else，若不是说明是简单if语句，直接跳出if执行下一条；若是if-else语句，则进入else语句体。读取单词，并执行else判断体。else后的语句处理完后，当前代码段分配指针的位置就应该是上面的jmp无条件跳转指令的转移位置（cx2）。通过前面记录下的jmp指令的位置，把它的跳转位置改成当前的代码段指针位置

cpp

if (sym == ifsym)   /* 准备按照if语句处理 */
{getsymdo;memcpy(nxtlev, fsys, sizeof(bool) * symnum);nxtlev[thensym] = true;  /* 后跟符号为then, else或do */nxtlev[dosym] = true;nxtlev[elsesym] = true;conditiondo(nxtlev, ptx, lev); /* 调用条件处理（逻辑运算）函数 */if (sym == thensym){getsymdo;}else{error(16);  /* 缺少then */}cx1 = cx;   /* 保存当前if条件处理的指令地址 */gendo(jpc, 0, 0);   /* 生成条件跳转指令，跳转地址未知，暂时写0 */statementdo(fsys, ptx, lev);    /* 处理then后的语句,if为真 */	bool isSemi = false;if (sym == semicolon)  // 跳过分号{getsymdo;isSemi = true;}if (sym == elsesym)  // 若为else，执行其中语句{							cx2 = cx;  // 执行完then语句后需无条件转移，出发地址为cx2gendo(jmp, 0, 0); // 执行if为真后，无条件转移code[cx1].a = cx; // 回填cx1的地址，即if执行为假getsymdo;							statementdo(fsys, ptx, lev);code[cx2].a = cx; // 判断正式结束，回填if执行结束时的地址}else {						code[cx1].a = cx; // 回填cx1的地址，即if执行为假statementdo(fsys, ptx, lev);}
}

dowhile

本节任务为扩充语言成分：“do while语句系列 until 条件”意即循环执行循环体内的语句系列，直到条件为真为止，并给出其编译程序实现。

1. 读取单词并对do-while是否匹配进行判断，未匹配则报错
2. 记录下当前代码段分配位置cx1，以便重复执行循环体，同时生成until后跟符号集
3. 调用语句处理过程statement()执行循环体
4. 处理循环体后的分号
5. 执行until后的语句，调用条件判断，把相应的真假值放到数据栈顶，同时生成有条件跳转指令jpc，当数据栈顶值为假时，跳转到cx1位置，即循环开始前

cpp

else if (sym == dosym)
{getsymdo;if (sym == whilesym){cx1 = cx;  // 保存循环体前的位置getsymdo;memcpy(nxtlev, fsys, sizeof(bool) * symnum);nxtlev[untilsym] = true; // 后跟符号为untilstatementdo(fsys, ptx, lev);    /* 执行循环体 */if (sym == semicolon) // 处理循环体后的分号{getsymdo;}if (sym == untilsym){getsymdo;conditiondo(nxtlev, ptx, lev);  /* 调用条件处理 */gendo(jpc, 0, cx1);}else{error(26);  // do-while后缺少until}}else{error(25); // do后缺少while，没有匹配成功}
}

for-to/downto

本节任务为扩充语言成分：
① “for 变量= 初值 to 终值 do begin 语句系列 end”
② “for 变量= 初值 downto 终值 do begin 语句系列 end”
其中，语句①中循环变量的步长为1，语句②中循环变量的步长为-1。并给出其编译程序实现。

1. 读取标识符并获得标识符在符号表中的地址，对标识符的类型进行判断，需要确定标识符为变量
2. 读取赋值号，并设置to, downto, do为后跟符号集。
3. 读取完赋值表达式，进行变量初始化，并调用sto指令，将数据栈顶内容存入变量
4. 根据当前符号为to或者downto（若均不是，按错误处理），分别进行处理
5. 记录下循环中条件比较地址为cx1，并调用lod将读取的常量置于栈顶，处理循环边界表达式。调用opr13（opr11）指令判断循环条件是否满足，结果用01值存于数据栈顶以便调用。
6. 记录下代码分配段地址cx2，并生成jpc有条件跳转指令，地址需回填
7. 执行循环体
8. 调用lod指令，将变量i调到数据栈顶
9. 另取常量1置于数据栈顶
10. 调用opr2（opr3）指令，使栈顶与次栈顶相加
11. 将数据栈顶的内容存入变量，完成变量递增（递减）的操作
12. 执行无条件跳转jmp，回到条件判断位置cx1
13. 回填跳出循环的地址cx2

cpp

else if (sym == forsym)
{getsymdo;if (sym != ident) error(27); // for后非标识符i = position(id, *ptx); // 寻找标识符在名称表中的位置if (i == 0) error(11); // 标识符未声明else{if (table[i].kind != variable){error(12); // 当前标识符非变量i = 0;}else{getsymdo;if (sym != becomes) error(13);  // 若不是赋值号":="getsymdo;memcpy(nxtlev, fsys, sizeof(bool) * symnum);nxtlev[tosym] = true;nxtlev[downtosym] = true;nxtlev[dosym] = true;expressiondo(nxtlev, ptx, lev); // 变量初始化								gen(sto, lev - table[i].level, table[i].adr); // 将数据栈顶的内容存入变量										if (sym == tosym){cx1 = cx;  // 记录循环中比较条件的地址,to后getsymdo;gendo(lod, lev - table[i].level, table[i].adr);  // 取以上读取的常量放到栈顶memcpy(nxtlev, fsys, sizeof(bool) * symnum);nxtlev[beginsym] = true;expressiondo(nxtlev, ptx, lev);  // 处理循环边界表达式gen(opr, 0, 13);  // 判断次栈顶是否小于等于栈顶，结果进栈cx2 = cx; // 记录条件跳转地址，跳出循环位置，do前gen(jpc, 0, 0);  // 有条件跳转，地址需回填if (sym == dosym){getsymdo;statementdo(nxtlev, ptx, lev);  // 执行循环体									}else error(18);  // 缺少dogen(lod, lev - table[i].level, table[i].adr); // 取变量i放到栈顶gen(lit, 0, 1); // 取常量1放到栈顶gen(opr, 0, 2); // 取次栈顶与栈顶相加，结果进栈gendo(sto, lev - table[i].level, table[i].adr); // 将数据栈顶的内容存入变量，即i++gen(jmp, 0, cx1); // 重回条件判断code[cx2].a = cx; // 跳出循环位置，地址回填}else if (sym == downtosym){cx1 = cx;getsymdo;										gendo(lod, lev - table[i].level, table[i].adr);  // 取以上读取的常量放到栈顶memcpy(nxtlev, fsys, sizeof(bool) * symnum);nxtlev[beginsym] = true;expressiondo(nxtlev, ptx, lev);  // 处理循环边界表达式gen(opr, 0, 11);  // 判断次栈顶是否大于等于栈顶，结果进栈cx2 = cx; // 记录条件跳转地址，跳出循环位置，do前gen(jpc, 0, 0);  // 有条件跳转，地址需回填if (sym == dosym){getsymdo;statementdo(fsys, ptx, lev);  // 执行循环体}else error(18);  // 缺少dogen(lod, lev - table[i].level, table[i].adr); // 取变量i放到栈顶gen(lit, 0, 1); // 取常量1放到栈顶gen(opr, 0, 3); // 取次栈顶与栈顶相减，结果进栈gendo(sto, lev - table[i].level, table[i].adr); // 将数据栈顶的内容存入变量，即i--gendo(jmp, 0, cx1); // 重回条件判断code[cx2].a = cx; // 跳出循环位置，地址回填}										else error(28);  // for后无to或downto}}
}

本文来自互联网用户投稿，文章观点仅代表作者本人，不代表本站立场，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处。 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请点击【内容举报】进行投诉反馈！