Читать онлайн «UNIX — универсальная среда программирования». Страница 70

 d = pop();

 printf("\t%.8g\n", d.val);

}

bltin() /* evaluate built-in on top of stack */

{

 Datum d;

 d = pop();

 d.val = (*(double (*)())(*pc++))(d.val);

 push(d);

}

Самый сложный момент здесь операция приведения в функции, которая требует, чтобы *pc рассматривался как указатель на функцию, возвращающую double, и эта функция выполняется с d.val в качестве аргумента.

Диагностические сообщения от функций eval и assign никогда не появятся, если программа работает нормально. Мы оставили их на случай возникновения недоразумений из-за какой-нибудь ошибки программы. Потери за счет увеличения времени выполнения и размера кода даже не так важны, как обнаружение ошибки при внесении необдуманных изменений (что мы и наблюдали несколько раз).

Использование языка Си дает возможность работать с указателем на функцию, что позволяет писать компактные и эффективные программы.

Альтернативное решение состоит в том, чтобы сделать операторы константами и сгруппировать семантические функции в большой переключатель в функции execute. Попытайтесь реализовать его в качестве упражнения.

По мере увеличения исходного текста программы hoc возрастает необходимость механически отслеживать изменения и взаимозависимости. Неоценимую помощь здесь может оказать команда make: она автоматизирует процесс, который иначе пришлось бы выполнять вручную (и иногда с ошибками) или создавать для этого специальный командный файл.

Мы сделаем еще две модификации в файле makefile. Первая связана с тем, что хотя несколько файлов и зависят от констант, определенных в yacc программе файла y.tab.h, нет нужды их перетранслировать, если не изменились сами константы, а изменение в тексте Си программы из файла hoc.y не влияет на другие файлы. В новой версии makefile файлы .o зависят от нового файла x.tab.h, который изменяется только при замене содержимого файла y.tab.h. Вторая модификация основана на том, что правило для pr (печать исходных файлов) зависит лишь от самих исходных файлов, а именно, печатаются только измененные файлы.

Первая модификация позволяет существенно экономить время в случае больших программ, когда грамматика постоянна, а семантические действия меняются (обычная ситуация). Второе изменение обеспечивает экономию бумаги.

Приведем makefile для hoc4:

YFLAGS = -d

OBJS = hoc.o code.o init.o math.o symbol.o

hoc4: $(OBJS)

      cc $(OBJS) -lm -o hoc4

hoc.o code.o init.o symbol.o: hoc.h

code.o init.o symbol.o: x.tab.h

x.tab.h: y.tab.h

      -cmp -s x.tab.h y.tab.h || cp y.tab.h x.tab.h

pr: hoc.y hoc.h code.c init.c math.c symbol.c

      @pr $?

      @touch pr

clean:

      rm -f $(OBJS) [xy].tab.[ch]

Символ '-' перед командой cmp дает указание make продолжать выполнение даже в случае неудачи cmp; это позволяет не останавливать работу и при несуществующем файле x.tab.h (флаг -s предписывает команде cmp не производить вывод, но установить код завершения). Комбинация $? раскрывается как список элементов из правила с устаревшей версией. К сожалению, форма записи в makefile слабо связана с обозначениями в интерпретаторе.

Проиллюстрируем изложенное выше на примере (в предположении, что все файлы последней версии):

$ touch hoc.y Изменим время для файла hoc.y

$ make

yacc -d hoc.y

 conflicts: 1 shift/reduce

сс -с y.tab.c

rm y.tab.c

mv y.tab.o hoc.o

cmp -s x.tab.h y.tab.h || cp y.tab.h x.tab.h

cc hoc.o code.o init.o math.o symbol.o -lm -o hoc4

$ make -n pr Печать измененных файлов

pr hoc.y

touch pr

$

Отметим, что, кроме hoc.y, файлы не перетранслировались, поскольку файл y.tab.h остался тем же.

Сделайте размеры стека и массива prog динамическими, чтобы для hoc4 всегда хватало объема памяти, если только ее можно получить, обращаясь к функции malloc.

Измените hoc4 так, чтобы использовать в функции execute вместо вызова функций переключатель по виду операции +. Каково соотношение версий по размеру исходного текста и по времени выполнения? Как приблизительно их сопоставить по сложности развития и поддержания?

Версия hoc5 оправдывает все затраты, связанные с созданием интерпретатора. В нее допустимо включать операторы if-else  и while, аналогичные операторам языка Си, группировать операторы с помощью { и } и использовать оператор print. Она содержит полный набор операций отношений (>, >=, и т.д.), а также операций AND, OR, && и ||. (Две последние операции не гарантируют вычисления слева направо, хотя такой подход принят в Си; вычисляются оба условия, даже если в этом нет необходимости.)

Грамматику hoc5 дополняют лексемы, нетерминальные символы и правила для if, while, фигурных скобок и операций отношений. Поэтому она получилась несколько больше, но не намного сложнее предыдущих версий (возможно, за исключением правил для if и while):

$ cat hoc.y

%{

#include "hoc.h"

#define code2(c1,c2) code(c1); code(c2)

#define code3(c1,c2,c3) code(c1); code(c2); code(c3)

%}

%union {

 Symbol *sym; /* symbol table pointer */

 Inst *inst; /* machine instruction */

}

%token <sym> NUMBER PRINT VAR BLTIN UNDEF WHILE IF ELSE

%type <inst> stmt asgn expr stmtlist cond while if end

%right '='

%left OR

%left AND

%left GT GE LT LE EQ NE

%left '+'

%left '*' '/'

%left UNARYMINUS NOT

%right '^'

%%

list: /* nothing */

 | list '\n'

 | list asgn '\n' { code2(pop, STOP); return 1; }

 | list stmt '\n' { code(STOP); return 1; }

 | list expr '\n' { code2(print, STOP); return 1; }

 | list error '\n' { yyerrok; }

 ;

asgn: VAR '=' expr { $$=$3; code3(varpush, (Inst)$1, assign); }

 ;

stmt: expr { code(pop); }

 | PRINT expr { code(prexpr); $$ = $2; }

 | while cond stmt end {

  ($1)[1] = (Inst)$3; /* body of loop */

  ($1)[2] = (Inst)$4; } /* end, if cond fails */

 | if cond stmt end { /* else-less if */

  ($1)[1] = (Inst)$3; /* thenpart */

  ($1)[3] = (Inst)$4; } /* end, if cond fails */

 | if cond stmt end ELSE stmt end { /* if with else */

  ($1)[1] = (Inst)$3; /* thenpart */

  ($1)[2] = (Inst)$6; /* elsepart */

  ($1)[3] = (Inst)$7; } /* end, if cond fails */

 | '{' stmtlist '}' { $$ = $2; }

 ;

cond: '(' expr ')' { code(STOP); $$ = $2; }

 ;

while: WHILE { $$ = code3(whilecode, STOP, STOP); }

 ;

if: IF { $$=code(ifcode); code3(STOP, STOP, STOP); }

 ;

end: /* nothing */ { code(STOP); $$ = progp; }

 ;

stmtlist: /* nothing */ { $$ = progp; }

 | stmtlist '\n'

 | stmtlist stmt

 ;

expr: NUMBER { $$ = code2(constpush, (Inst)$1); }

 | VAR { $$ = code3(varpush, (Inst)$1, eval); }

 | asgn

 | BLTIN '(' expr ')'

  { $$ = $3; code2(bltin, (Inst)$1->u.ptr); }

 | '(' expr ')' { $$ = $2; }

 | expr '+' expr { code(add); }

 | expr '-' expr { code(sub); }

 | expr '*' expr { code(mul); }

 | expr '/' expr { code(div); }

 | expr '^' expr { code (power); }

 | '-' expr %prec UNARYMINUS { $$ = $2; code(negate); }

 | expr GT expr { code(gt); }

 | expr GE expr { code(ge); }

 | expr LT expr { code(lt); }

 | expr LE expr { code(le); }

 | expr EQ expr { code(eq); }

 | expr NE expr { code(ne); }

 | expr AND expr { code(and); }

 | expr OR expr { code(or); }

 | NOT expr { $$ = $2; code(not); }

%%

/* end of grammar */

В грамматике есть пять случаев неоднозначности типа сдвиг/свертка, подобных упомянутой в грамматике для hoc3.

Обратите внимание на то, что команды STOP, завершающие последовательность операторов, теперь порождаются в нескольких местах. Как и прежде, progp здесь представляет собой адрес очередной создаваемой команды. При выполнении все команды STOP служат для завершения цикла в функции execute. Правило для понятия все по сути является подпрограммой, вызываемой из нескольких мест, именно оно порождает команду STOP и возвращает адрес следующей за ней команды.

Команды, создаваемые для операторов if и while, требуют особого рассмотрения. Когда встречается ключевое слово while, порождается операция whilecode, и адрес этой команды возвращается в качестве значения правила

пока: WHILE

Но в то же самое время резервируются два следующих машинных слова, которые будут определены ниже. Далее создаются команды для выражения, которое образует условие в операторе while. Значение, возвращаемое правилом cond, является адресом начала команд для условия. После распознавания всего оператора while в два зарезервированных слова, вводимых за командой whilecode, заносится адрес начала тела цикла и адрес оператора, следующего за циклом. (Команда по этому адресу будет создана позднее.)