Читать онлайн «Давайте создадим компилятор!». Страница 22

Halt;

end;

{–}

{ Report What Was Expected }

procedure Expected(s: string);

begin

Abort(s + ' Expected');

end;

{–}

{ Recognize an Alpha Character }

function IsAlpha(c: char): boolean;

begin

IsAlpha := UpCase(c) in ['A'..'Z'];

end;

{–}

{ Recognize a Decimal Digit }

function IsDigit(c: char): boolean;

begin

IsDigit := c in ['0'..'9'];

end;

{–}

{ Recognize an AlphaNumeric Character }

function IsAlNum(c: char): boolean;

begin

IsAlNum := IsAlpha(c) or IsDigit(c);

end;

{–}

{ Recognize an Addop }

function IsAddop(c: char): boolean;

begin

IsAddop := c in ['+', '-'];

end;

{–}

{ Recognize a Mulop }

function IsMulop(c: char): boolean;

begin

IsMulop := c in ['*', '/'];

end;

{–}

{ Recognize White Space }

function IsWhite(c: char): boolean;

begin

IsWhite := c in [' ', TAB];

end;

{–}

{ Skip Over Leading White Space }

procedure SkipWhite;

begin

while IsWhite(Look) do

GetChar;

end;

{–}

{ Match a Specific Input Character }

procedure Match(x: char);

begin

if Look <> x then Expected('''' + x + '''');

GetChar;

SkipWhite;

end;

{–}

{ Skip a CRLF }

procedure Fin;

begin

if Look = CR then GetChar;

if Look = LF then GetChar;

SkipWhite;

end;

{–}

{ Table Lookup }

function Lookup(T: TabPtr; s: string; n: integer): integer;

var i: integer;

found: boolean;

begin

found := false;

i := n;

while (i > 0) and not found do

if s = T^[i] then

found := true

else

dec(i);

Lookup := i;

end;

{–}

{ Get an Identifier }

procedure GetName;

begin

while Look = CR do

Fin;

if not IsAlpha(Look) then Expected('Name');

Value := '';

while IsAlNum(Look) do begin

Value := Value + UpCase(Look);

GetChar;

end;

SkipWhite;

end;

{–}

{ Get a Number }

procedure GetNum;

begin

if not IsDigit(Look) then Expected('Integer');

Value := '';

while IsDigit(Look) do begin

Value := Value + Look;

GetChar;

end;

Token := '#';

SkipWhite;

end;

{–}

{ Get an Identifier and Scan it for Keywords }

procedure Scan;

begin

GetName;

Token := KWcode[Lookup(Addr(KWlist), Value, 4) + 1];

end;

{–}

{ Match a Specific Input String }

procedure MatchString(x: string);

begin

if Value <> x then Expected('''' + x + '''');

end;

{–}

{ Generate a Unique Label }

function NewLabel: string;

var S: string;

begin

Str(LCount, S);

NewLabel := 'L' + S;

Inc(LCount);

end;

{–}

{ Post a Label To Output }

procedure PostLabel(L: string);

begin

WriteLn(L, ':');

end;

{–}

{ Output a String with Tab }

procedure Emit(s: string);

begin

Write(TAB, s);

end;

{–}

{ Output a String with Tab and CRLF }

procedure EmitLn(s: string);

begin

Emit(s);

WriteLn;

end;

{–}

{ Parse and Translate an Identifier }

procedure Ident;

begin

GetName;

if Look = '(' then begin

Match('(');

Match(')');

EmitLn('BSR ' + Value);

end

else

EmitLn('MOVE ' + Value + '(PC),D0');

end;

{–}

{ Parse and Translate a Math Factor }

procedure Expression; Forward;

procedure Factor;

begin

if Look = '(' then begin

Match('(');

Expression;

Match(')');

end

else if IsAlpha(Look) then

Ident

else begin

GetNum;

EmitLn('MOVE #' + Value + ',D0');

end;

end;

{–}

{ Parse and Translate the First Math Factor }

procedure SignedFactor;

var s: boolean;

begin

s := Look = '-';

if IsAddop(Look) then begin

GetChar;

SkipWhite;

end;

Factor;

if s then

EmitLn('NEG D0');

end;

{–}

{ Recognize and Translate a Multiply }

procedure Multiply;

begin

Match('*');

Factor;

EmitLn('MULS (SP)+,D0');

end;

{–}

{ Recognize and Translate a Divide }

procedure Divide;

begin

Match('/');

Factor;

EmitLn('MOVE (SP)+,D1');

EmitLn('EXS.L D0');

EmitLn('DIVS D1,D0');

end;

{–}

{ Completion of Term Processing (called by Term and FirstTerm }

procedure Term1;

begin

while IsMulop(Look) do begin

EmitLn('MOVE D0,-(SP)');

case Look of

'*': Multiply;

'/': Divide;

end;

end;

end;

{–}

{ Parse and Translate a Math Term }

procedure Term;

begin

Factor;

Term1;

end;

{–}

{ Parse and Translate a Math Term with Possible Leading Sign }

procedure FirstTerm;

begin

SignedFactor;

Term1;

end;

{–}

{ Recognize and Translate an Add }

procedure Add;

begin

Match('+');

Term;

EmitLn('ADD (SP)+,D0');

end;

{–}

{ Recognize and Translate a Subtract }

procedure Subtract;

begin

Match('-');

Term;

EmitLn('SUB (SP)+,D0');

EmitLn('NEG D0');

end;

{–}

{ Parse and Translate an Expression }

procedure Expression;

begin

FirstTerm;

while IsAddop(Look) do begin

EmitLn('MOVE D0,-(SP)');

case Look of

'+': Add;

'-': Subtract;

end;

end;

end;

{–}

{ Parse and Translate a Boolean Condition }

{ This version is a dummy }

Procedure Condition;

begin

EmitLn('Condition');

end;

{–}

{ Recognize and Translate an IF Construct }

procedure Block; Forward;

procedure DoIf;

var L1, L2: string;

begin

Condition;

L1 := NewLabel;

L2 := L1;

EmitLn('BEQ ' + L1);

Block;

if Token = 'l' then begin

L2 := NewLabel;

EmitLn('BRA ' + L2);

PostLabel(L1);

Block;

end;

PostLabel(L2);

MatchString('ENDIF');

end;

{–}

{ Parse and Translate an Assignment Statement }

procedure Assignment;

var Name: string;

begin

Name := Value;

Match('=');

Expression;

EmitLn('LEA ' + Name + '(PC),A0');

EmitLn('MOVE D0,(A0)');

end;

{–}

{ Recognize and Translate a Statement Block }

procedure Block;

begin

Scan;

while not (Token in ['e', 'l']) do begin

case Token of

'i': DoIf;

else Assignment;

end;

Scan;

end;

end;

{–}

{ Parse and Translate a Program }

procedure DoProgram;

begin

Block;

MatchString('END');

EmitLn('END')

end;

{–}

{ Initialize }

procedure Init;

begin

LCount := 0;

GetChar;

end;

{–}

{ Main Program }

begin

Init;

DoProgram;

end.

{–}

Сравните эту программу с ее односимвольным вариантом. Я думаю вы согласитесь, что различия минимальны.

К этому времени вы узнали как анализировать и генерировать код для выражений, булевых выражений и управляющих структур. Теперь вы изучили, как разрабатывать лексические анализаторы и как встроить их элементы в транслятор. Вы все еще не видели всех элементов, объединеных в одну программу, но на основе того, что мы сделали ранее вы должны прийти к заключению, что легко расширить наши ранние программы для включения лексических анализаторов.

Мы очень близки к получению всех элементов, необходимых для построения настоящего, функционального компилятора. Есть еще несколько отсутствующих вещей, особенно вызовы процедур и определения типов. Мы будем работать с ними на следующих нескольких уроках. Прежде чем сделать это, однако, я подумал что было бы забавно превратить транслятор в настоящий компилятор. Это то, чем мы займемся в следующей главе.

До настоящего времени мы применяли предпочтительно восходящий метод синтаксического анализа, начиная с низкоуровневых конструкций и продвигаясь вверх. В следующей главе я также взгляну сверху вниз, и мы обсудим, как изменяется структура транслятора при изменении определения языка.

Увидимся.

Этот урок будет отличаться от других уроков в нашей серии по синтаксическому анализу и конструированию компиляторов. На этом уроке не будет никаких экспериментов или кода. На этот раз я хотел бы просто поговорить с вами некоторое время. К счастью, это будет короткий урок и затем мы сможем продолжить с того места где остановились, надо надеяться с обновленной энергией.

Когда я учился в университете, я обнаружил, что могу всегда следить за профессорской лекцией намного лучше, если знал куда он идет. Готов поспорить, с вами было то же самое.

Так что я подумал, может быть пришло время расказать вам куда мы идем с этой серией: что нас ждет в будущих главах и вообще что к чему. Я также поделюсь своими общими мыслями о полезности того, что мы делали.

Пока что мы охватили синтаксический анализ и трансляцию арифметических выражений, булевых выражений и их комбинаций, связанных операторами отношений. Мы также сделали то же самое для управляющих конструкций. Во всем этом мы склонялись в основном к использованию нисходящего синтаксического анализа методом рекурсивного спуска, определение синтаксиса в БНФ и непосредственной генерации ассемблерного кода. Мы также изучили значение такого приема как односимвольные токены. В последней главе мы работали с лексическим анализом и я показал вам простой но мощный способ преодоления односимвольного барьера.

В течение всех этих исследований, я особенно выделял философию KISS... Keep It Simple, Sidney... и я надеюсь, что к настоящему времени вы поняли, насколько простыми могут в действительности быть эти вещи. Хотя наверняка имеются области в теории компиляции которые являются по настоящему пугающими, основной мыслью этой серии является то, что на практике вы можете просто вежливо обойти многие из этих областей. Если определение языка способствует этому или, как в этой серии, если вы можете определить язык по ходу дела, то возможно записать определение языка в БНФ с достаточным удобством. И, как мы видели, вы можете вывести процедуры синтаксического анализа из БНФ почти также быстро, как вы можете набирать на клавиатуре.

По мере того, как наш компилятор принимал некоторую форму, он приобретал больше частей, но каждая часть довольно мала и проста и очень похожа на все другие.

К этому моменту у нас есть многое из того, что составляет настоящий практический компилятор. Фактически, мы уже имеем все что нам нужно для создания игрушечного языка столь же мощного, как, скажем, Tiny Basic. В следующих двух главах мы пойдем вперед и определим этот язык.

Для завершения этой серии, у нас все еще есть несколько тем для раскрытия. Они включают:

• Вызовы процедур, с параметрами и без.

• Локальные и глобальные переменные.

• Базовые типы, такие как символьные и целочисленные типы.

• Массивы.

• Строки.

• Типы и структуры, определяемые пользователем.

• Синтаксические анализаторы с деревьями и промежуточные языки.

• Оптимизация.

Все это будет рассмотрено в будущих главах. Когда мы закончим, вы будете иметь все инструменты, необходимые для разработки и создания своего собственного языка и компиляторов для его трансляции.