pl.c

c 版本的pl0

/*
*录入：codecjw
*本程序有两文件：pl.c和pl.h
*pl/0语法请参考清大编译原理（张素琴版），压缩包中test.txt文件符合pl/0语法
*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
*特别说明：虚拟机代码的inte与int同效
*/
#include<stdio.h>
#include"pl.h"
#include<string.h>
#define stacksize 500

int main()
{
	bool nxtlev[symnum];
	printf("input pl/0 file?");
	scanf("%s",fname);
	fin=fopen(fname,"r");
	if(fin)
	{
		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');
		fal=fopen("fal.tmp","w");
		fprintf(fal,"input pl/0 file?");
		fprintf(fal,"%s\n",fname);
		init();
		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))
			{
				fclose(fa);
				fclose(fal);
				fclose(fas);
				fclose(fin);
				printf("\n");
				return 0;
			}
			fclose(fa);
			fclose(fal);
			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;
	}

}

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;

	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");

	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;

	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]),"inte");
	strcpy(&(mnemonic[jmp][0]),"jmp");
	strcpy(&(mnemonic[jpc][0]),"jpc");

	for(i=0;i<symnum;i++)
	{
		declbegsys[i]=false;
		statbegsys[i]=false;
		facbegsys[i]=false;
	}
	declbegsys[constsym]=true;
	declbegsys[varsym]=true;
	declbegsys[procsym]=true;

	statbegsys[beginsym]=true;
	statbegsys[callsym]=true;
	statbegsys[ifsym]=true;
	statbegsys[whilesym]=true;

	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
*/
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(fal,"****%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(fal,"%d",cx);
		ch=' ';
		while(ch!=10){
			if(EOF==fscanf(fin,"%c",&ch)){
				line[ll]=0;
				break;
			}
			printf("%c",ch);
			fprintf(fal,"%c",ch);
			line[ll]=ch;
			ll++;
		}
		printf("\n");
		fprintf(fal,"\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');
			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];
						if(sym!=period){
							getchdo;
						}
					}
				}
			}
		}
	}
	return 0;
}
/*
*
*生成虚拟机代码
*
*x:instuction.f;
*y:instuction.l;
*z:instuction.f;
*/
int gen(enum fct x,int y,int z)
{
	if(cx>=cxmax){
		printf("program too long");
		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)，
*以及检测不通过时的错误号
*
*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);
		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;
	int tx0;
	int cx0;
	bool nxtlev[symnum];

	dx=3;
	tx0=tx;
	table[tx].adr=cx;
	gendo(jmp,0,0);
	
	if(lev>levmax){
		error(32);
	}
	do{
		if(sym==constsym){
			getsymdo;
			do{
				constdeclarationdo(&tx,lev,&dx);
				while(sym==comma){
					getsymdo;
					constdeclarationdo(&tx,lev,&dx);
				}
				if(sym==semicolon){
					getsymdo;
				}
				else{
					error(5);
				}
			}while(sym==ident);
		}
		if(sym==varsym){
			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){
			getsymdo;
			if(sym==ident){
				enter(procedur,&tx,lev,&dx);
				getsymdo;
			}
			else{
				error(4);
			}
			if(sym==semicolon){
				getsymdo;
			}
			else{
				error(5);
			}
			memcpy(nxtlev,fsys,sizeof(bool)*symnum);
			nxtlev[semicolon]=true;
			if(-1==block(lev+1,tx,nxtlev)){
				return -1;
			}
			if(sym==semicolon){
				getsymdo;
				memcpy(nxtlev,statbegsys,sizeof(bool)*symnum);
				nxtlev[ident]=true;
				nxtlev[procsym]=true;
				testdo(nxtlev,fsys,6);
			}
			else{
				error(5);
			}
		}
		memcpy(nxtlev,statbegsys,sizeof(bool)*symnum);
		nxtlev[ident]=true;
		nxtlev[period]=true;
		testdo(nxtlev,declbegsys,7);
	}while(inset(sym,declbegsys));
	code[table[tx0].adr].a=cx;
	table[tx0].adr=cx;
	table[tx0].size=dx;

	cx0=cx;
	gendo(inte,0,dx);
	if(tableswitch){
		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 pro %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 pro %s",i,table[i].name);
					fprintf(fas,"level=%d addr=%d size=%d\n",table[i].level,
						table[i].adr,table[i].size);
					break;
			}
		}
			printf("\n");
	}
	memcpy(nxtlev,fsys,sizeof(bool)*symnum);
	nxtlev[semicolon]=true;
	nxtlev[endsym]=true;
	statement(nxtlev,&tx,lev);
	gendo(opr,0,0);
	memset(nxtlev,0,sizeof(bool)*symnum);
	testdo(fsys,nxtlev,8);
	listcode(cx0);
	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值
*lev:名字所在的层次，以后所有的lev都是这样
*pdx:dx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);
	table[(*ptx)].kind=k;
	switch(k){
		case constant:
			if(num>amax){
				error(31);
				num=0;
			}
			table[(*ptx)].val=num;
			break;
		case variable:
			table[(*ptx)].level=lev;
			table[(*ptx)].adr=(*pdx);
			(*pdx)++;
			break;
		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
*/