📄 pl0.cpp
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//A.2 C 版 本
/*编译和运行环境:
*1Visual C++6.0,VisualC++.NET and Visual C++.NET 2003
*WinNT, Win 200, WinXP and Win2003
*2 gcc version 3.3.2 20031022(Red Hat Linux 3.3.2-1)
*Redhat Fedora core 1
*Intel 32 platform
*使用方法:
*运行后输入PL/0 源程序文件名
*回答是否输出虚拟机代码
*回答是否输出名字表
*fa.tmp 输出虚拟机代码
*fa1.tmp 输出源文件及其各行对应的首地址
*fa2.tmp 输出结果
*fas.tmp 输出名字表
*/
#include<stdio.h>
#include"pl0.h"
#include"string.h"
/*解释执行时使用的栈*/
#define stacksize 500
int main()
{
bool nxtlev[symnum];
printf("Input pl/0 file ?");
scanf("%s",fname); /*输入文件名*/
fin=fopen(fname,"r");
if(fin)
{
printf("List object code ?(Y/N)"); /*是否输出虚拟机代码*/
scanf("%s",fname);
listswitch=(fname[0]=='y'||fname[0]=='Y');
printf("List symbol table ? (Y/N)"); /*是否输出名字表*/
scanf("%s",fname);
tableswitch=(fname[0]=='y'||fname[0]=='Y');
fa1=fopen("fa1.tmp","w");
fprintf(fa1,"Iput pl/0 file ?");
fprintf(fa1,"%s\n", fname);
init(); /*初始化*/
err=0;
cc=cx=ll=0;
ch=' ';
if(-1!=getsym())
{
fa=fopen("fa.tmp","w");
fas=fopen("fas.tmp","w");
addset(nxtlev,declbegsys,statbegsys,symnum);
nxtlev[period]=true;
if(-1==block(0,0,nxtlev)) /*调用编译程序*/
{
fclose(fa);
fclose(fa1);
fclose(fas);
fclose(fin);
printf("\n");
return 0;
}
fclose(fa);
fclose(fa1);
fclose(fas);
if(sym!=period)
{
error(9);
}
if(err==0)
{
fa2=fopen("fa2.tmp", "w");
interpret();
fclose(fa2);
}
else
{
printf("Errors in pl/0 program");
}
}
fclose(fin);
}
else
{
printf("Can't open file! \n");
}
printf("\n");
return 0;
}
/*
*初始化
*/
void init()
{
int i;
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,按照字母顺序,便于折半查找*/
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");
strcpy(&(word[5][0]),"if");
strcpy(&(word[6][0]),"odd");
strcpy(&(word[7][0]),"procedure");
strcpy(&(word[8][0]),"read");
strcpy(&(word[9][0]),"then");
strcpy(&(word[10][0]),"var");
strcpy(&(word[11][0]),"while");
strcpy(&(word[12][0]),"write");
/*设置保留字符号*/
wsym[0]=beginsym;
wsym[1]=callsym;
wsym[2]=constsym;
wsym[3]=dosym;
wsym[4]=endsym;
wsym[5]=ifsym;
wsym[6]=oddsym;
wsym[7]=procsym;
wsym[8]=readsym;
wsym[9]=thensym;
wsym[10]=varsym;
wsym[11]=whilesym;
wsym[12]=writesym;
/*设置指令名称*/
strcpy(&(mnemonic[lit][0]),"lit");
strcpy(&(mnemonic[opr][0]),"opr");
strcpy(&(mnemonic[lod][0]),"lod");
strcpy(&(mnemonic[sto][0]),"sto");
strcpy(&(mnemonic[cal][0]),"cal");
strcpy(&(mnemonic[inte][0]),"int");
strcpy(&(mnemonic[jmp][0]),"jmp");
strcpy(&(mnemonic[jpc][0]),"jpc");
/*设置符号集*/
for(i=0;i<symnum;i++)
{
declbegsys[i]=false;
statbegsys[i]=false;
facbegsys[i]=false;
}
/*设置声明开始符号集*/
declbegsys[constsym]=true;
declbegsys[varsym]=true;
declbegsys[procsym]=true;
/*设置语句开始符号集*/
statbegsys[beginsym]=true;
statbegsys[callsym]=true;
statbegsys[ifsym]=true;
statbegsys[whilesym]=true;
/*设置因子开始符号集*/
facbegsys[ident]=true;
facbegsys[number]=true;
facbegsys[lparen]=true;
}
/*
*用数组实现集合的集合运算
*/
int inset(int e,bool* s)
{
return s[e];
}
int addset(bool* sr,bool* s1,bool* s2,int n)
{
int i;
for(i=0;i<n;i++)
{
sr[i]=s1[i]||s2[i];
}
return 0;
}
int subset(bool* sr,bool* s1,bool* s2,int n)
{
int i;
for(i=0;i<n;i++)
{
sr[i]=s1[i]&&(!s2[i]);
}
return 0;
}
int mulset(bool* sr,bool* s1,bool* s2,int n)
{
int i;
for(i=0;i<n;i++)
{
sr[i]=s1[i]&&s2[i];
}
return 0;
}
/*
*出错处理，打印出错位置和错误编码
*/
void error(int n)
{
char space[81];
memset(space,32,81); printf("-------%c\n",ch);
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);
err++;
}
/*
* 漏掉空格，读取一个字符
*
* 每次读一行，存入line缓冲区，line被getsym取空后再读一行
*
* 被函数getsym调用
*/
int getch()
{
if(cc==ll)
{
if(feof(fin))
{
printf("program incomplete");
return -1;
}
ll=0;
cc=0;
printf("%d ",cx );
fprintf(fa1,"%d ",cx);
ch=' ';
while(ch!=10)
{
//fscanf(fin,"%c",&ch)
if(EOF==fscanf(fin,"%c",&ch))
{
line[ll]=0;
break;
}
printf("%c",ch);
fprintf(fa1,"%c",ch);
line[ll]=ch;
ll++;
}
printf("\n");
fprintf(fa1,"\n");
}
ch=line[cc];
cc++;
return 0;
}
/*词法分析，获取一个符号
*/
int getsym()
{
int i,j,k;
while( ch==' '||ch==10||ch==9)
{
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')
{
k=0;
num=0;
sym=number;
do{
num=10*num+ch-'0';
k++;
getchdo;
}while(ch>='0'&&ch<='9'); /*获取数字的值*/
k--;
if(k>nmax)
{
error(30);
}
}
else
{
if(ch==':') /*检测赋值符号*/
{
getchdo;
if(ch=='=')
{
sym=becomes;
getchdo;
}
else
{
sym=nul; /*不能识别的符号*/
}
}
else
{
if(ch=='<') /*检测小于或小于等于符号*/
{
getchdo;
if(ch=='=')
{
sym=leq;
getchdo;
}
else
{
sym=lss;
}
}
else
{
if(ch=='>') /*检测大于或大于等于符号*/
{
getchdo;
if(ch=='=')
{
sym=geq;
getchdo;
}
else
{
sym=gtr;
}
}
else
{
sym=ssym[ch];/* 当符号不满足上述条件时，全部按照单字符号处理*/
//getchdo;
//richard
if(sym!=period)
{
getchdo;
}
//end richard
}
}
}
}
}
return 0;
}
/*
*生成虚拟机代码
*
*x:instruction.f;
*y:instruction.l;
*z:instruction.a;
*/
int gen(enum fct x,int y,int z)
{
if(cx>=cxmax)
{
printf("Program too long"); /*程序过长*/
return -1;
}
code[cx].f=x;
code[cx].l=y;
code[cx].a=z;
cx++;
return 0;
}
/*
*测试当前符号是否合法
*
*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 负责这项检测，并且负责当检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），以及不通过时的错误号
*
*S1：我们需要的符号
*s2:如果不是我们需要的，则需要一个补救用的集合
*n:错误号
*/
int test(bool* s1,bool* s2,int n)
{
if(! inset(sym,s1))
{
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;
}
/*
*编译程序主体
*
*lev:当前分程序所在层
*tx:名字表当前尾指针
*fsys:当前模块后跟符号集合
*/
int block(int lev,int tx,bool* fsys)
{
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，但由于使用数组
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*/
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); /*漏掉了逗号或者分号*/
}
}while(sym==ident);
}
if(sym==varsym)/*收到变量声名符号，开始处理变量声名*/
{
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)/*收到过程声名符号，开始处理过程声名*/
{
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;
nxtlev[period]=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 adr=%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命令*/
memset(nxtlev,0,sizeof(bool)*symnum); /*分程序没有补救集合*/
test(fsys,nxtlev,8); /*检测后跟符号正确性*/
listcode(cx0); /*输出代码*/
return 0;
}
/*
*在名字表中加入一项
*
*k:名字种类const,var or procedure
*ptx:名字表尾指针的指针，为了可以改变名字表尾指针的数值
*lev:名字所在的层次，以后所有的lev都是这样
*pdx:为当前应分配的变量的相对地址，分配后要增加1
*/
void enter (enum object k,int *ptx,int lev, int *pdx)
{
(*ptx)++;
strcpy(table[(*ptx)].name,id); /*全局变量id中已存有当前名字的名字*/
table[(*ptx)].kind=k;
switch(k)
{
case constant: /*常量名字*/
if (num>amax)
{
error(31);
num=0;
}
table[(*ptx)].val=num;
break;
case variable: /*变量名字*/
table[(*ptx)].level=lev;
table[(*ptx)].adr=(*pdx);
(*pdx)++;
break; /*过程名字*/
case procedur:
table[(*ptx)].level=lev;
break;
}
}
/*
*查找名字的位置
*找到则返回在名字表中的位置，否则返回0
*
*idt: 要查找的名字
*tx:：当前名字表尾指针
*/
int position(char * idt,int tx)
{
int i;
strcpy(table[0].name,idt);
i=tx;
while(strcmp(table[i].name,idt)!=0)
{
i--;
}
return i;
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