编译原理-中间代码生成程序解析

实验报告课程名称编译原理实验学期至学年第学期学生所在系部年级专业班级学生姓名学号任课教师实验成绩计算机学院制开课实验室：年月日实验题目分析中间代码生成程序一、实验目的分析PL/0编译程序的总体结构、代码生成的方法和过程；具体写出一条语句的中间代码生成过程。

二、设备与环境PC兼容机、Windows操作系统、Turbo Pascal软件等。

三、实验内容1.分析PL/0程序的Block子程序，理清PL/0程序结构和语句格式。

画出Block子程序的流程图，写出至少两条PL/0程序语句的语法格式。

2.分析PL/0程序的Block子程序和Gen子程序，了解代码生成的方法和过程。

使用概要算法来描述语句的代码生成过程。

3.自己编写一个简单的PL/0程序，能够正确通过编译，得到中间代码。

列出自己编写的源程序和编译后得到的中间代码。

4.从中选择一个语句或表达式，写出代码生成的过程。

要求从自己的源程序中选择一条语句，结合这条语句写出语义分析和代码生成过程。

在描述这个过程中，要说清楚每个功能有哪个子程序的哪条语句来完成，说清楚语句和参数的含义和功能。

四、实验结果及分析(一)程序标注levmax = 3; { max depth of block nesting } { 最大允许的块嵌套层数}{ 语法分析过程block }{ 参数：lev:这一次语法分析所在的层次}{ tx:符号表指针}{ fsys:用于出错恢复的单词集合}procedure block(lev, tx: integer; fsys: symset);vardx: integer; { data allocation index } { 数据段内存分配指针，指向下一个被分配空间在数据段中的偏移位置}tx0: integer; { initial table index } { 记录本层开始时符号表位置}cx0: integer; { initial code index } { 记录本层开始时代码段分配位置}{ 登陆符号表过程enter }procedure enter(k: object1);begin { enter object into table } { 参数：k:欲登陆到符号表的符号类型}tx := tx + 1; { 符号表指针指向一个新的空位}with table[tx] do { 开始登录}beginname := id; { name是符号的名字，对于标识符，这里就是标识符的名字}kind := k; { 符号类型，可能是常量、变量或过程名}case k of { 根据不同的类型进行不同的操作}constant: { 如果是常量名}beginif num > amax then { 在常量的数值大于允许的最大值的情况下}beginerror(31); { 抛出31号错误}num := 0; { 实际登陆的数字以0代替}end;val := num { 如是合法的数值，就登陆到符号表}end;variable: { 如果是变量名}beginlevel := lev; { 记下它所属的层次号}adr := dx; { 记下它在当前层中的偏移量}dx := dx+1; { 偏移量自增一，为下一次做好准备}end;procedur: { 如果要登陆的是过程名}level := lev { 记录下这个过程所在层次}EndEndend { enter };{ 登录符号过程没有考虑到重复的定义的问题。

如果出现重复定义，则以最后一次的定义为准。

}{ 在符号表中查找指定符号所在位置的函数position }{ 参数：id:要找的符号}{ 返回值：要找的符号在符号表中的位置，如果找不到就返回0 }function position (id: alfa): integer;vari: integer;begin { find identifier in table }table[0].name := id; { 先把id放入符号表0号位置}i := tx; { 从符号表中当前位置也即最后一个符号开始找}while table[i].name <> id do { 如果当前的符号与要找的不一致}i := i –1; { 找前面一个}position := i { 返回找到的位置号，如果没找到则一定正好为0 }end{ position };(二)过程说明说明入口参数，返回值和过程的功能1、入口参数：过程体入口时的处理code[table[tx0].adr].a:=cx;（cx为过程入口地址，填写在code 中）with table[tx0] dobeginadr:=cx; （过程的入口填写在table表的过程名中）size:=dx; （过程需要的空间填写在table中）end;cxo:=cx; （保留过程在code中的入口地址在输出目标代码时用）gen(int,0,dx);（生成过程入口指令）2、返回值：(* 通过静态链求出数据区基地址的函数base *)(* 参数说明：l:要求的数据区所在层与当前层的层差*)(* 返回值：要求的数据区基址*)function base(l: integer): integer;varb1: integer;beginb1 := b; (* find base 1 level down *) (* 首先从当前层开始*)while l > 0 do (* 如果l大于0，循环通过静态链往前找需要的数据区基址*)beginb1 := s[b1]; (* 用当前层数据区基址中的内容（正好是静态链SL数据，为上一层的基址）的作为新的当前层，即向上找了一层*)l := l - 1 (* 向上了一层，l减一*)end;base := b1 (* 把找到的要求的数据区基址返回*)end(* base *);(三)程序静态结构图BLOCK 开始置DX,TX 的初值，并将CODE 的下标指针ＣＸ值保存到TABLE 中当前TOKEN 是常量保留字进行常量声明处理当前TOKEN 是变量保留字进行变量声明处理当前TOKEN 是过程保留字SYM 是语句开始符？ERROR向TABLE 回填过程入口新建数据段调用语句处理过程退出数据段向TABLE 表填写新的过程名递归调用BLOCK ，参数LEV+1获取单词SYM 为语句后继符？ERRORPCODE 码输出结束NYNYYNNYNY(四)PL0文法描述在计算机科学中，文法是编译原理的基础，是描述一门程序设计语言和实现其编译器的方法。

文法的描述多用BNF(巴克斯范式)，而另一个重要的概念：正则表达式，也是文法的另一种形式。

PL/0文法的表示： <程序>::= <分程序>.<分程序>::= [<常量说明部分>][<变量说明部分>][<过程说明部分>]<语句><常量说明部分>::= const<常量定义>{,<常量定义>};<常量定义>::= <标识符>=<无符号整数><无符号整数>::= <数字>{<数字>}<标识符>::= <字母>{<字母>|<数字>}<变量说明部分>::= var<标识符>{, <标识符>};<过程说明部分>::= <过程首部><分程序>{;<过程说明部分>}<过程首部>::= procedure<标识符>;<语句> ::= <赋值语句>|<条件语句>|<当循环语句>|<过程调用语句> |<复合语句>|<读语句>|<写语句>|<空><赋值语句>::= <标识符> := <表达式><表达式> ::= [+|-]<项>{<加法运算符><项>}<项>::= <因子>{<乘法运算符><因子>}<因子>::= <标识符>|<无符号整数>| ‘ ( ’ <表达式> ‘ ) ’<加法运算符>::= +|-<乘法运算符>::= *|/<条件>::= <表达式><关系运算符><表达式>|odd<表达式><关系运算符>::= =|<>|<|<=|>|>=<条件语句>::= if<条件>then<语句><当循环语句>::= while<条件>do<语句><过程调用语句>::= call<标识符><复合语句>::= begin<语句>{;<语句>}end<读语句>::= read ‘ ( ’<标识符>{, <标识符>} ‘ ) ’<写语句>::= write ‘ ( ’<表达式>{, <表达式>} ‘ ) ’<字母>::= a|b|c|d…..x|y|z<数字>::= 0|1|2|3…...8|9(五)代码生成程序说明对分程序体人口的处理（见程序文本block 的过程体） begin (*block*)dx:=3;tx0:=tx; （*保留当前table表指针值,实际为过程名在table 表中的位置*）table[tx].adr:=cx;（*保留当前code指针值到过程名的adr 域*）gen(jmp,0,0);（*生成转向过程体入口的指令，该指令的地址为cx已保留在过程名的adr域，真正的过程体入口地址，等生成过程体入口的指令时，再由table[tx].adr中取出 cx 将过程体入口返填到cx所指目标代码，即:（jmp,0,0）的第3区域，同时填到table[tx].adr 中*)②过程体入口时的处理code[table[tx0].adr].a:=cx;（cx为过程入口地址，填写在code 中）with table[tx0] dobeginadr:=cx; （过程的入口填写在table表的过程名中）size:=dx; （过程需要的空间填写在table中）end;cxo:=cx; （保留过程在code中的入口地址在输出目标代码时用）gen(int,0,dx);（生成过程入口指令）table表格管理(六)代码生成程序实例给出pl0源程序，中间代码和过程说明编写代码：program abc(input,output);vari : integer;begini := 10;writeln(i);end.运行程序如图：五、实验总结这次实验加深了我对编译过程的理解，无论是整体还是细节都有了更深入的体会，强化了基础知识的进一步学习，如活动记录、符号表、中间过程生成等。