设计思想.txt

编译原理课程设计,清华大学版教材的pl0编译器的源码.

对于字符型，第一条是20号操作的opr指令，实现从标准输入设备上读一个字符值，第二条是sto指令，把栈顶的值存入read语句括号中的变量所在的单元。

　　write语句的处理：
　　与read语句相似。在语法正确的前提下，生成指令：通过循环调用表达式处理过程分析write语句括号中的每一个表达式，生成相应指令保证把表达式的值算出并放到数据栈顶并生成指令，输出表达式的值，如果是数字类型则生成14号操作的opr指令，如果是字符类型则生成19号操作的opr指令。

　　　if-then-else语句的处理：
　　按if语句的语法，首先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。接下去记录下代码段分配位置（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。然后调用语句处理过程处理 then语句后面的语句或语句块。then后的语句处理完后，如果遇到else，就调用语句处理过程处理else语句后面的语句或语句块，这时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。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，否则没遇到else，那么此时的当前代码段分配指针的位置也是上面jpc指令的转移位置，也是通过前面记录下的jpc位置指令的位置，把它的跳转到当前的代码段指针位置。

　　begin/end语句的处理：
　　通过循环遍历begin/end语句块中的每一个语句，通过递归调用语句分析过程分析并生成相应代码。

　　while语句的处理：
　　首先用cx1变量记下当前代码段分配位置，作为循环的开始位置。然后处理while语句中的条件表达式生成相应代码把结果放在数据栈顶，再用cx2变量记下当前位置，生成条件转移指令，转移位置未知，填0。通过递归调用语句分析过程分析do语句后的语句或语句块并生成相应代码。最后生成一条无条件跳转指令jmp，跳转到cx1所指位置，并把cx2所指的条件跳转指令的跳转位置改成当前代码段分配位置。

Repeat语句的处理：
首先用CX1变量记下当前代码段分配位置，作为循环的开始位置。然后通过递归调用语句分析过程分析，直到遇到until保留字，如果未对应until则出错。调用条件表达式处理过程生成相应代码把结果放在数据栈顶，再生成条件转移指令，转移位置为上面记录的CX1。
For语句的处理：
按For语句的语法，首先对For后面的一个标识符进行初值的赋值过程（类似赋值语句处理），生成相应的代码。之后遇到TO或DOWNTO保留字，如果未对应则出错。用CX1变量记下当前代码段分配的位置，作为以后JMP循环的开始位置。对上面识别的标识符变量进行存取，与TO或DOWNTO后面的表达式进行比较，生成比较指令（TO为13、DOWNTO为11），再用CX2变量记下当前代码段分配的位置，生成JPC指令，跳转地址未知，之后可用CX2记录下的位置进行回填。然后处理DO保留字后的循环体，第一步递归调用语句分析过程，第二步将原先For后的标识符变量进行自加处理，生成相应代码，然后生成无条件跳转语句JMP跳转代码为CX1。最后将此时的代码段位置回填到JPC跳转指令上。

　　表达式、项、因子处理：
　　根据PL/0语法可知，表达式应该是由正负号或无符号开头、由若干个项以加减号连接而成。而项是由若干个因子以乘除号，mod、div符号或++、--符号连接而成，因子则可能是一个标识符或一个数字，或是一个以括号括起来的子表达式。根据这样的结构，构造出相应的过程，递归调用就完成了表达式的处理。把项和因子独立开处理解决了加减号与乘除号的优先级问题。在这几个过程的反复调用中，始终传递fsys变量的值，保证可以在出错的情况下跳过出错的符号，使分析过程得以进行下去。

　　逻辑表达式的处理：
　　首先判断是否为一元逻辑表达式：判奇偶。如果是，则通过调用表达式处理过程分析计算表达式的值，然后生成判奇指令。如果不是，则肯定是二元逻辑运算符，通过调用表达式处理过程依次分析运算符左右两部分的值，放在栈顶的两个空间中，然后依不同的逻辑运算符，生成相应的逻辑判断指令，放入代码段。

　　判断单词合法性与出错恢复过程分析：
　　本过程有三个参数，s1、s2为两个符号集合，n为出错代码。本过程的功能是：测试当前符号（即sym变量中的值）是否在s1集合中，如果不在，就通过调用出错报告过程输出出错代码n，并放弃当前符号，通过词法分析过程获取一下单词，直到这个单词出现在s1或s2集合中为止。
　　这个过程在实际使用中很灵活，主要有两个用法：
　　在进入某个语法单位时，调用本过程，检查当前符号是否属于该语法单位的开始符号集合。若不属于，则滤去开始符号和后继符号集合外的所有符号。
　　在语法单位分析结束时，调用本过程，检查当前符号是否属于调用该语法单位时应有的后继符号集合。若不属于，则滤去后继符号和开始符号集合外的所有符号。
　　通过这样的机制，可以在源程序出现错误时，及时跳过出错的部分，保证语法分析可以继续下去。
　　语法分析过程中调用的其它子过程相对比较简单，请参考源程序的注释。

　　类PCODE代码解释执行过程分析：
　　这个过程模拟了一台可以运行类PCODE指令的栈式计算机。它拥有一个栈式数据段用于存放运行期数据、拥有一个代码段用于存放类PCODE程序代码。同时还拥用数据段分配指针、指令指针、指令寄存器、局部段基址指针等寄存器。
　　解释执行类PCODE代码时，数据段存储分配方式如下：
　　对于源程序的每一个过程（包括主程序），在被调用时，首先在数据段中开辟三个空间，存放静态链SL、动态链DL和返回地址RA。静态链记录了定义该过程的直接外过程（或主程序）运行时最新数据段的基地址。动态链记录调用该过程前正在运行的过程的数据段基址。返回地址记录了调用该过程时程序运行的断点位置。对于主程序来说，SL、DL和RA的值均置为0。静态链的功能是在一个子过程要引用它的直接或间接父过程（这里的父过程是按定义过程时的嵌套情况来定的，而不是按执行时的调用顺序定的）的变量时，可以通过静态链，跳过个数为层差的数据段，找到包含要引用的变量所在的数据段基址，然后通过偏移地址访问它。
　　在过程返回时，解释程序通过返回地址恢复指令指针的值到调用前的地址，通过当前段基址恢复数据段分配指针，通过动态链恢复局部段基址指针。实现子过程的返回。对于主程序来说，解释程序会遇到返回地址为0的情况，这时就认为程序运行结束。
　　解释程序过程中的base函数的功能，就是用于沿着静态链，向前查找相差指定层数的局部数据段基址。这在使用sto、lod、stoArr、lodArr等访问局部变量的指令中会经常用到。
　　类PCODE代码解释执行的部分通过循环和简单的case判断不同的指令，做出相应的动作。当遇到主程序中的返回指令时，指令指针会指到0位置，把这样一个条件作为终至循环的条件，保证程序运行可以正常的结束。