TINY部分源码分析报告

TINY源码分析一、文件概述MAIN.C: 主函数GLOBALS.H:全局定义的文件SCAN.C/SCAN.H: 词法分析PARSE.C/PARSE.H:语法分析UTIL.C/UTIL.H:构造树SYMTAB.C/SYMTAB.H:符号表CGEN.C/CGEN.H:生成"汇编代码"CODE.C/CODE.H:这个只是用来把分析过程输出到屏幕的.二、各个文件的分析1.MAIN.C:主要有三个FILE*句柄:source--源代码文件。

listing--显示分析过程的文件，这里重定向到stdout。

code--目标汇编代码文件。

从该文件中可知程序运行的流程：检查参数正确否(tiny.exe filename)->构造语法树（调用parse函数）->根据语法树生成代码（调用codeGen函数，该函数又调用cGen函数。

2.GLOBALS.H:定义了关键字个数8个。

定义了关键字，运算符等内容的枚举值。

定义了语句类型的枚举值，这个决定树的结点。

定义了变量类型（也就三种，void, integer, boolean）。

定义了树的节点--这个最重要了！！其结构如下所示：typedef struct treeNode{struct treeNode * child[MAXCHILDREN];struct treeNode * sibling;int lineno;NodeKind nodekind;union { StmtKind stmt; ExpKind exp;} kind;union { TokenType op;int val;char * name; } attr;ExpType type; /* for type checking of exps */} TreeNode;3.UTIL.C/UTIL.H主要函数TreeNode * newStmtNode(StmtKind kind)此函数创建一个有关语法树的声明节点TreeNode * newExpNode(ExpKind kind)此函数创建一个有关语法树的表述节点char * copyString(char * s)此函数分配和创建一个新的已存在树的复制void printTree( TreeNode * tree )输出一个语法树这两个文件主要是关于语法树的创建和输出4.SCAN.c/SCAN.H主要有这么几个函数：static int getNextChar(void);static void ungetNextChar(void);static TokenType reservedLookup (char * s);TokenType getToken(void);reservedLookup函数是查找关键字的，在符号表中找。

这里还定义了一个保存关键字的结构：static struct{ char* str;TokenType tok;} reservedWords[MAXRESERVED]={{"if",IF},{"then",THEN},{"else",ELSE},{"end",END},{"repeat",REPEAT},{"until",UNTIL},{"read",READ},{"write",WRITE}};最重要的是getToken(void)函数。

这个相当于lex的功能，进行词法分析。

也就是一个DFA，switch后面跟了一堆的case。

其中getNextChar(void)函数的思路，以下列出：static int getNextChar(void){if (!(linepos < bufsize)){lineno++;if (fgets(lineBuf,BUFLEN-1,source)){if (EchoSource) fprintf(listing,"%4d: %s",lineno,lineBuf); bufsize = strlen(lineBuf);linepos = 0;return lineBuf[linepos++];}else{EOF_flag = TRUE;return EOF;}}else return lineBuf[linepos++];}4.PARSE.C/PARSE.H有这么几个函数：TreeNode * parse(void)static TreeNode * stmt_sequence(void);static TreeNode * statement(void);static TreeNode * if_stmt(void);static TreeNode * repeat_stmt(void);static TreeNode * assign_stmt(void);static TreeNode * read_stmt(void);static TreeNode * write_stmt(void);static TreeNode * exp(void);static TreeNode * simple_exp(void);static TreeNode * term(void);static TreeNode * factor(void);最重要的是parse这个函数，就是用来构造整个程序的语法树的。

下面的一堆私有函数构造相应语法的语法树，然后parse最后把它们这些子树整合成一个大树。

5.SYMTAB.C/SYMTAB.H这个是符号表操作的，也就是词法分析的时候查找表，看该token是不是关键字。

如果不是，就当作表识符添加进去。

在语法分析的时候也要用到，看变量有没有声明的时候用的。

三、实验心得：通过这次实验，仔细地去查看和分析了TINY编译器的部分源码。

了解到了编译器的运行：检查参数正确否(tiny.exe filename)->构造语法树（调用parse函数）->根据语法树生成代码（调用codeGen函数），同时熟悉了编译器是如何使用prase函数进行语法树的构建以及语法树生成代码的转化，最主要的是进一步清晰了解到编译器的构造和运行原理，加深了对课本知识的运用和拓展，感觉收获很大！Main.c/****************************************************//* File: main.c *//* Main program for TINY compiler *//* Compiler Construction: Principles and Practice *//* Kenneth C. Louden *//****************************************************/#include "globals.h"/* set NO_PARSE to TRUE to get a scanner-only compiler ，NO_PARSE为true时创建一个只扫描的编译器*/#define NO_PARSE FALSE/* set NO_ANALYZE to TRUE to get a parser-only compiler ，NO_ANALYZE为true 时创建一个只分析和扫描的编译器*/#define NO_ANALYZE FALSE/* set NO_CODE to TRUE to get a compiler that does not* generate code NO_CODE为true时创建一个执行语义分析，但不生成代码的编译器*/#define NO_CODE FALSE#include "util.h"#if NO_PARSE#include "scan.h" //如果NO_PARSE为true,调用头文件scan.h#else#include "parse.h" //否则调用头文件prase.h#if !NO_ANALYZE#include "analyze.h" //如果NO_ANALYZE为true,调用头文件analyze.h#if !NO_CODE#include "cgen.h" //如果NO_CODE为true,调用头文件cgen.h#endif#endif#endif //结束预处理语句符号/* allocate global variables 分配全局变量*/int lineno = 0;FILE * source; //指针指向源代码文件地址FILE * listing; //指针指向显示分析过程的文件的地址FILE * code; //指针指向目标汇编代码文件的地址/* allocate and set tracing flags 分配和设置跟踪标志*/int EchoSource = FALSE;int TraceScan = FALSE;int TraceParse = FALSE;int TraceAnalyze = FALSE;int TraceCode = FALSE;int Error = FALSE; //跟踪标志全部初始化为falsemain( int argc, char * argv[] ){ TreeNode * syntaxTree;char pgm[120]; /* source code file name */if (argc != 2){ fprintf(stderr,"usage: %s <filename>\n",argv[0]);exit(1); //如果argv不为2，打印显示信息并退出}strcpy(pgm,argv[1]) ; //复制argv[1]地址以null为退出字符的存储器区块到另一个存储器区块品pgm内if (strchr (pgm, '.') == NULL)strcat(pgm,".tny"); //把.tyn文件所指字符串添加到pgm结尾处并添加'\0'。

source = fopen(pgm,"r"); //以只读的方式打开pgm文件，并将指向pgm文件的指针返回给sourceif (source==NULL){ fprintf(stderr,"File %s not found\n",pgm);exit(1); //如果源代码文件为空，打印显示信息并退出}listing = stdout; /* send listing to screen 清单发送到屏幕*/fprintf(listing,"\nTINY COMPILATION: %s\n",pgm); //答应显示语句#if NO_PARSEwhile (getToken()!=ENDFILE); //如果输入流没有结束就继续进行循环，直至结束#elsesyntaxTree = parse();//调用prase()函数构造语法树if (TraceParse) {fprintf(listing,"\nSyntax tree:\n");printTree(syntaxTree); // 如果语法分析追踪标志为TRUE且没有语法错误,则将生成的语法树输出到屏幕}#if !NO_ANALYZEif (! Error){ if (TraceAnalyze) fprintf(listing,"\nBuilding Symbol Table...\n");buildSymtab(syntaxTree); //输出含符号表信息的语法树if (TraceAnalyze) fprintf(listing,"\nChecking Types...\n");typeCheck(syntaxTree);//输出含类型检查的语法树if (TraceAnalyze) fprintf(listing,"\nType Checking Finished\n");//打印结束信息}#if !NO_CODEif (! Error){ char * codefile;int fnlen = strcspn(pgm,".");codefile = (char *) calloc(fnlen+4, sizeof(char));strncpy(codefile,pgm,fnlen);strcat(codefile,".tm"); //将源文件名，去掉扩展名，添加扩展名.tmcode = fopen(codefile,"w");//以只写的方式打开目标汇编代码文件，并返回地址给codez指针if (code == NULL){ printf("Unable to open %s\n",codefile);exit(1); //如果code指针为空，打印显示信息并退出}codeGen(syntaxTree,codefile);//目标代码生成fclose(code);}#endif#endif#endif//结束之前对应的条件编译fclose(source); //关闭源代码文件return 0;}GLOBALS.H/****************************************************//* File: globals.h *//* Global types and vars for TINY compiler *//* must come before other include files *//* Compiler Construction: Principles and Practice *//* Kenneth C. Louden *//****************************************************/#ifndef _GLOBALS_H_#define _GLOBALS_H_ //宏定义#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <ctype.h>#include <string.h> //头文件引用#ifndef FALSE#define FALSE 0 //定义FALSE为0#endif#ifndef TRUE#define TRUE 1 //定义TRUE为1#endif/* MAXRESERVED = the number of reserved words */#define MAXRESERVED 8 //定义了关键字个数8个typedef enum/* book-keeping tokens */{ENDFILE,ERROR,/* reserved words */IF,THEN,ELSE,END,REPEAT,UNTIL,READ,WRITE,/* multicharacter tokens */ID,NUM,/* special symbols */ASSIGN,EQ,LT,PLUS,MINUS,TIMES,OVER,LPAREN,RPAREN,SEMI } TokenType; // 定义了关键字，运算符等内容的枚举值extern FILE* source; /* source code text file源代码地址*/extern FILE* listing; /* listing output text file 显示分析过程的文件的地址*/extern FILE* code; /* code text file for TM simulator 目标汇编代码文件的地址*/ extern int lineno; /* source line number for listing *//**************************************************//*********** Syntax tree for parsing ************//**************************************************/typedef enum {StmtK,ExpK} NodeKind;//定义了语句类型的枚举值，这个决定树的节点typedef enum {IfK,RepeatK,AssignK,ReadK,WriteK} StmtKind;typedef enum {OpK,ConstK,IdK} ExpKind;/* ExpType is used for type checking */typedef enum {Void,Integer,Boolean} ExpType;//定义了变量类型#define MAXCHILDREN 3 //定义了最大子节点typedef struct treeNode//定义了树的节点{ struct treeNode * child[MAXCHILDREN];struct treeNode * sibling;int lineno;NodeKind nodekind;union { StmtKind stmt; ExpKind exp;} kind;union { TokenType op;int val;char * name; } attr;ExpType type; /* for type checking of exps */} TreeNode;/**************************************************//*********** Flags for tracing ************//**************************************************//* EchoSource = TRUE causes the source program to* be echoed to the listing file with line numbers* during parsing*/extern int EchoSource;/* TraceScan = TRUE causes token information to be* printed to the listing file as each token is* recognized by the scanner*/extern int TraceScan;/* TraceParse = TRUE causes the syntax tree to be* printed to the listing file in linearized form* (using indents for children)*/extern int TraceParse;/* TraceAnalyze = TRUE causes symbol table inserts* and lookups to be reported to the listing file*/extern int TraceAnalyze;/* TraceCode = TRUE causes comments to be written* to the TM code file as code is generated*/extern int TraceCode;/* Error = TRUE prevents further passes if an error occurs */extern int Error;#endifSCAN.C/* 词法扫描程序*/#include "globals.h"#include "util.h"#include "scan.h"/*定义的状态*/typedef enum{START, /*初始状态*/INASSIGN, /*进入到赋值状态*/INCOMMENT, /*进入到注释状态*/INNUM, /*进入到数字状态*/INID, /*进入到标志符状态*/DONE /*状态结束*/}StateType;/*每当语法分析程序需要一个单词时,就调用该子程序,得到(类别码,单词的值)*/ /* 语义标识符和保留字*/char tokenString[MAXTOKENLEN+1];/* BUFLEN = 源代码的输入缓冲长度*/#define BUFLEN 256static char lineBuf[BUFLEN]; /* 当前行*/static int linepos = 0; /* 在linebuf中的当前位置*/static int bufsize = 0; /* 缓冲区的字符串当前大小*/static int EOF_flag = FALSE; /* 如果读入下一个字符出错，设置EOF_flag为假。