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#include <stdio.h>
#include "pl0c.h"
#include "string.h"
#define getsymdo if(-1==getsym())return –1;
#define getchdo if(-1==getch())return –1;
#define testdo(a,b,c) if(-1==test(a,b,c))return –1;
#define gendo(a,b,c) if(-1==gen(a,b,c))return –1;
#define expressiondo(a,b,c) if(-1==expression(a,b,c))return –1;
#define factordo(a,b,c) if(-1==factor(a,b,c))return –1;
#define termdo(a,b,c) if(-1==term(a,b,c))return –1;
#define conditiondo(a,b,c) if(-1==condition(a,b,c))return –1;
#define statementdo(a,b,c) if(-1==statement(a,b,c))return –1;
#define constdeclarationdo(a,b,c) if(-1==constdeclaration(a,b,c))return –1;
#define vardeclarationdo(a,b,c) if(-1==vardeclaration(a,b,c))return –1;
typedef enum {false,true} bool;
/* 符号 */
enum symbol {nul,ident,number,plus,minus,times,slash,oddsym,eql,neq,lss,leq,gtr,geq,lparen,rparen,comma,semicolon,period,becomes,beginsym,endsym,ifsym,thensym,whilesym,writesym,readsym,dosym,callsym,constsym,varsym,procsym};
#define symnum 32
/* 名字表中的类型 */
enum object {constant,variable,procedur};
/* 虚拟机代码 */
enum fct {lit,opr,lod,sto,cal,inte,jmp,jpc};
#define fctnum 8
/* 虚拟机代码结构 */
struct instruction
{
enum fct f;
int l;
int a;
};
FILE* fas;
FILE* fa;
FILE* fa1;
FILE* fa2;
bool listswitch;
bool tableswitch;
char ch;
enum symbol sym;
char id[al];
int num;
int cc,ll,kk;
int cx; char line[81];
char a[al];
struct instruction code[cxmaxadd1];
char word[norw][al]; nrow=13
enum symbol wsym[norw];
enum symbol ssym[256];
char mnemonic[fctnum][5];
bool declbegsys[symnum];
bool statbegsys[symnum];
bool facbegsys[symnum];
struct tablestruct
{
char name[al];
enum object kind;
int val;
int level;
int adr;
int size;
};
struct tablestruct table[txmaxadd1];
FILE* fin;
FILE* fout;
char fname[al];
int err;
void error(int n);
int getsym();
int getch();
void init();
int gen(enum fct x,int y,int z);
int test(bool* s1,bool* s2,int n);
int inset(int e,bool* s);
int addset(bool* sr,bool* s1,bool* s2,int n);
int subset(bool* sr,bool* s1,bool* s2,int n);
int mulset(bool* sr,bool* s1,bool* s2,int n);
int block(int lev,int tx,bool* fsys);
void interpret();
int factor(bool* fsys,int* ptx,int lev);
int term(bool* fsys,int* ptx,int lev);
int condition(bool* fsys,int* ptx,int lev);
int expression(bool* fsys,int* ptx,int lev);
int statement(bool* fsys,int* ptx,int lev);
void listcode(int cx0);
int vardeclaration(int* ptx,int lev,int* pdx);
int constdeclaration(int* ptx,int lev,int* pdx);
int postion(char* idt,int tx);
void enter(enum object k,int* ptx,int lev,int* pdx);
int base(int l,int* s,int b);
#define stacksize 500
int main()
{
bool nxtlev[symnum];
init();
fas=fopen("fas.tmp","w");
fa1=fopen("fa1.tmp","w");
printf("Input file? ");
fprintf(fa1,"Input file? ");
scanf("%s",fname);
fin=fopen(fname,"r");
if(fin)
{
fprintf(fa1,"%s\n",fname);
printf("List object code?(Y/N)");
scanf("%s",fname);
listswitch=(fname[0]=='y'||fname[0]=='Y');
printf("List symbol table?(Y/N)");
scanf("%s",fname);
tableswitch=(fname[0]=='y'||fname[0]=='Y');
err=0;
cc=cx=ll=0;
ch=' ';
kk=al-1;
if(-1!=getsym())
{
fa=fopen("fa.tmp","w");
fa2=fopen("fa2.tmp","w");
addset(nxtlev,declbegsys,statbegsys,symnum);
nxtlev[period]=true; //nxtlev[‘.’]=true;
if(-1==block(0,0,nxtlev))
{
fclose(fa);
fclose(fa1);
fclose(fin);
printf("\n");
return 0;
}
fclose(fa);
fclose(fa1);
if(sym!=period)error(9);
if(err==0)interpret();
else
{
printf("Errors in pl/0 program");
}
}
fclose(fin);
}
else
{
printf("Can't open file!\n");
fprintf(fa1,"Can't open file!\n");
fclose(fa1);
}
fclose(fas);
printf("\n");
return 0;
}
void error(int n)
{
char space[81];
memset(space,32,81);
space[cc-1]=0; /* 出错时当前符号已经读完，所以cc-1 */
printf("****%s!%d\n",space,n);
fprintf(fa1,"****%s!%d\n",space,n);
err++;
}
/* 词法分析，获取一个符号 */
int getsym()
{
int i,j,k;
while(ch==' '||ch==10||ch==9) /* 忽略空格、换行和TAB */
{
getchdo;
}
if(ch>='a'&&ch<='z')
{
k=0;
do
{
if(k<al)
{
a[k]=ch;
k++;
}
getchdo;
}
while(ch>='a'&&ch<='z'||ch>='0'&&ch<='9');
a[k]=0;
strcpy(id,a);
i=0;
j=norw-1;
do
{
k=(i+j)/2;
if(strcmp(id,word[k])<=0)j=k-1;
if(strcmp(id,word[k])>=0)i=k+1;
}
while(i<=j);
if(i-1>j)sym=wsym[k]; else sym=ident;
}
else
{
if(ch>='0'&&ch<='9')
{ /* 检测是否为数字：以0..9开头 */
k=0;
num=0;
sym=number;
do
{
num=10*num+ch-'0';
k++;
getchdo;
}
while(ch>='0'&&ch<='9');
k--;
if(k>nmax)error(30);
}
else
{
if(ch==':')
{
getchdo;
if(ch=='=')
{
sym=becomes;
getchdo;
}
else
{
sym=nul; /
}
}
else
{
if(ch=='<')
{
getchdo;
if(ch=='=')
{
sym=leq;
getchdo;
}
else
{
sym=lss;
}
}
else
{
if(ch=='>')
{
getchdo;
if(ch=='=')
{
sym=geq;
getchdo;
}
else
{
sym=gtr;
}
}
else
{
sym=ssym[ch];
getchdo;
}
}
}
}
}
return 0;
}
int gen(enum fct x, /* f */
int y, /* l */
int z /* a */
)
{
if(cx>cxmax)
{
printf("Program too long");
return -1;
}
code[cx].f=x;
code[cx].l=y;
code[cx].a=z;
cx++;
return 0;
}
/* 在某一部分（如一条语句，一个表达式）将要结束时时我们希望下一个符号属于某集合（该部分的后跟符号），test负责这项监测，并且负责当监测不通过时的补救措施，程序在需要检测时指定当前需要的符
号集合和补救用的集合（如之前未完成部分的后跟符号），以及检测不通过时的错误号 */
调用示例: testdo(nxtlev,declbegsys,7);
testdo(facbegsys,fsys,24); testdo(fsys,nxtlev,8);
int test(bool* s1, /* 我们需要的符号 */
bool* s2, /* 如果不是我们需要的，则需要一个补救用的集合 */
int n) /* 错误号 */
{
if(!inset(sym,s1)) //s1[sym]
{
error(n);
/* 当检测不通过时，不停获取符号，直到它属于需要的集合或补救的集合 */
while((!inset(sym,s1))&&(!inset(sym,s2)))
{
getsymdo;
}
}
return 0;
}
Main函数调用为:block(0,0,nxtlev)
再次调用为: block(lev+1,tx,nxtlev)
/* 编译程序主体 */
int block(int lev, /* 当前分程序所在层 */
int tx, /* 名字表当前尾指针 */
bool* fsys /* 当前模块后跟符号集合 */
)
{
int i;
int dx; /* 名字分配到的相对地址 */
int tx0; /* 保留初始tx */
int cx0; /* 保留初始cx */
bool nxtlev[symnum]; /* 在下级函数的参数中，符号集合均为值参，但由于使用数租实现，
传递进来的是指针，为防止下级函数改变上级函数的集合，开辟新的空间
传递给下级函数，之后所有的nxtlev都是这样 */
dx=3;
tx0=tx; /* 记录本层名字的初始位置 */
table[tx].adr=cx;
gendo(jmp,0,0);
if(lev>levmax)error(32);
do
{
if(sym==constsym) /* 收到常量声明符号，开始处理常量声明 */
{
getsymdo;
do
{
constdeclarationdo(&tx,lev,&dx); /* dx的值会被constdeclaration改变，使用指针 */
while(sym==comma)
{
getsymdo;
constdeclarationdo(&tx,lev,&dx);
}
if(sym==semicolon)
{
getsymdo;
}
else error(5);
}
while(sym==ident);
}
if(sym==varsym) /* 收到变量声明符号，开始处理变量声明 */
{
getsymdo;
do
{
vardeclarationdo(&tx,lev,&dx);
while(sym==comma)
{
getsymdo;
vardeclarationdo(&tx,lev,&dx);
}
if(sym==semicolon)
{
getsymdo;
}
else error(5);
}
while(sym==ident);
}
while(sym==procsym) /* 收到过程声明符号，开始处理过程声明 */
{
getsymdo;
if(sym==ident)
{
enter(procedur,&tx,lev,&dx); /* 记录过程名字 */
getsymdo;
}
else error(4); /* procedure后应为标识符 */
if(sym==semicolon)
{
getsymdo;
}
else error(5); /* 漏掉了分号 */
memcpy(nxtlev,fsys,sizeof(bool)*symnum); ****
nxtlev[semicolon]=true;
if(-1==block(lev+1,tx,nxtlev))return -1; /* 递归调用 */
if(sym==semicolon)
{
getsymdo;
memcpy(nxtlev,statbegsys,sizeof(bool)*symnum);
nxtlev[ident]=true;
nxtlev[procsym]=true;
testdo(nxtlev,fsys,6);
}
else error(5); /* 漏掉了分号 */
}
memcpy(nxtlev,statbegsys,sizeof(bool)*symnum);
nxtlev[ident]=true;
testdo(nxtlev,declbegsys,7);
}while(inset(sym,declbegsys)); /* 直到没有声明符号 */
code[table[tx0].adr].a=cx; /* 开始生成当前过程代码 */
table[tx0].adr=cx; /* 当前过程代码地址 */
table[tx0].size=dx; /* 声明部分中每增加一条声明都会给dx增加1，声明部分已经结束，dx就是当前过程数据的size */
cx0=cx;
gendo(inte,0,dx); /* 生成分配内存代码 */
if(tableswitch) /* 输出名字表 */
{
printf("TABLE:\n");
if(tx0+1>tx)printf(" NULL\n");
for(i=tx0+1;i<=tx;i++)
{
switch(table[i].kind)
{
case constant:
printf(" %d const %s ",i,table[i].name);
printf("val=%d\n",table[i].val);
fprintf(fas," %d const %s ",i,table[i].name);
fprintf(fas,"val=%d\n",table[i].val);
break;
case variable:
printf(" %d var %s ",i,table[i].name);
printf("lev=%d addr=%d\n",table[i].level,table[i].adr);
fprintf(fas," %d var %s ",i,table[i].name);
fprintf(fas,"lev=%d addr=%d\n",table[i].level,table[i].adr);
break;
case procedur:
printf(" %d proc %s ",i,table[i].name);
printf("lev=%d addr=%d size=%d\n",table[i].level,table[i].adr,table[i].size);
fprintf(fas," %d proc %s ",i,table[i].name);
fprintf(fas,"lev=%d addr=%d size=%d\n",table[i].level,table[i].adr,table[i].size);
break;
}
}
printf("\n");
}
/* 语句后跟符号为分号或end */
memcpy(nxtlev,fsys,sizeof(bool)*symnum); /* 每个后跟符号集和都包含上层后跟符号集和，以便补救 */
nxtlev[semicolon]=true;
nxtlev[endsym]=true;
statementdo(nxtlev,&tx,lev); **********
gendo(opr,0,0); /* 每个过程出口都要使用的释放数据段指令 */
memset(nxtlev,0,sizeof(bool)*symnum); /*分程序没有补救集合 */
testdo(fsys,nxtlev,8); /* 检测后跟符号正确性 */
listcode(cx0); /* 输出代码 */
return 0;
}
/* 解释程序 */
void interpret()
{
int p,b,t; /* 指令指针，指令基址，栈顶指针 */
struct instruction i; /* 存放当前指令 */
int s[stacksize]; /* 栈 */
printf("start pl0\n");
t=0;b=0;p=0;
s[0]=s[1]=s[2]=0;
do
{
i=code[p]; /* 读当前指令 */
p++;
switch(i.f)
{
case lit: /* 将a的值取到栈顶 */
s[t]=i.a;
t++;
break;
case opr: /* 数学、逻辑运算 */
switch(i.a)
{
case 0:
t=b;
p=s[t+2];
b=s[t+1];
break;
case 1:
s[t-1]=-s[t-1];
break;
case 2:
t--;
s[t-1]=s[t-1]+s[t];
break;
case 3:
t--;
s[t-1]=s[t-1]-s[t];
break;
case 4:
t--;
s[t-1]=s[t-1]*s[t];
break;
case 5:
t--;
s[t-1]=s[t-1]/s[t];
break;
case 6:
s[t-1]=s[t-1]%2;
break;
case 8:
t--;
s[t-1]=s[t-1]==s[t];
break;
case 9:
t--;
s[t-1]=s[t-1]!=s[t];
break;
case 10:
t--;
s[t-1]=s[t-1]<s[t];
break;
case 11:
t--;
s[t-1]=s[t-1]>=s[t];
break;
case 12:
t--;
s[t-1]=s[t-1]>s[t];
break;
case 13:
t--;
s[t-1]=s[t-1]<=s[t];
break;
case 14:
printf("%d",s[t-1]);
fprintf(fa2,"%d",s[t-1]);
t--;
break;
case 15:
printf("\n");
fprintf(fa2,"\n");
break;
case 16:
printf("?");
fprintf(fa2,"?");
scanf("%d",&(s[t]));
fprintf(fa2,"%d\n",s[t]);
t++;
break;
}
break;
case lod: /* 取相对当前过程的数据基地址为a的内存的值到栈顶 */
s[t]=s[base(i.l,s,b)+i.a];
t++;
break;
case sto: /* 栈顶的值存到相对当前过程的数据基地址为a的内存 */
t--;
s[base(i.l,s,b)+i.a]=s[t];
break;
case cal: /* 调用子过程 */
s[t]=base(i.l,s,b); /* 将父过程基地址入栈 */
s[t+1]=b; /* 将本过程基地址入栈，此两项用于base函数 */
s[t+2]=p; /* 将当前指令指针入栈 */
b=t; /* 改变基地址指针值为新过程的基地址 */
p=i.a; /* 跳转 */
break;
case inte: /* 分配内存 */
t+=i.a;
break;
case jmp: /* 直接跳转 */
p=i.a;
break;
case jpc: /* 条件跳转 */
t--;
if(s[t]==0)p=i.a;
break;
}
}
while(p!=0);
fclose(fa2);
}
/* 初始化 */
void init()
{
int i;
/* 设置单字符符号 */
for(i=0;i<=255;i++)ssym[i]=nul;
ssym['+']=plus;
ssym['-']=minus;
ssym['*']=times;
ssym['/']=slash;
ssym['(']=lparen;
ssym[')']=rparen;
ssym['=']=eql;
ssym[',']=comma;
ssym['.']=period;
ssym['#']=neq;
ssym[';']=semicolon;
/* 设置保留字名字 */
strcpy(&(word[0][0]),"begin");
strcpy(&(word[1][0]),"call");
strcpy(&(word[2][0]),"const");
strcpy(&(word[3][0]),"do");
strcpy(&(word[4][0]),"end");
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