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文檔簡介

1、編譯原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告編譯原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告班級：_1611102_學(xué)號：_161110202_姓 名：_潘詩映_2014-01-01一、設(shè)計(jì)任務(wù)l 課程設(shè)計(jì)題目一個(gè)PASCAL語言子集（PL/0）編譯器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)l PL/0語言的BNF描述（擴(kuò)充的巴克斯范式表示法）<prog> program <id>；<block><block> <condecl><vardecl><proc><body><condecl> const <const>,<const><c

2、onst> <id>:=<integer><vardecl> var <id>,<id><proc> procedure <id>（<id>,<id>）;<block><proc><body> begin <statement><statement>end<statement> <id> := <exp> |if <lexp> then <statement>el

3、se <statement> |while <lexp> do <statement> |call <id>（<exp>,<exp>） |<body> |read (<id>，<id>) |write (<exp>,<exp>)<lexp> <exp> <lop> <exp>|odd <exp><exp> +|-<term><aop><term><te

4、rm> <factor><mop><factor><factor><id>|<integer>|(<exp>)<lop> =|<>|<|<=|>|>=<aop> +|-<mop> *|/<id> ll|d （注：l表示字母）<integer> dd注釋：<prog>：程序 ；<block>：塊、程序體 ；<condecl>：常量說明 ；<const>：常量；<

5、;vardecl>：變量說明 ；<proc>：分程序 ； <body>：復(fù)合語句 ；<statement>：語句；<exp>：表達(dá)式 ；<lexp>：條件 ；<term>：項(xiàng) ； <factor>：因子 ；<aop>：加法運(yùn)算符；<mop>：乘法運(yùn)算符； <lop>：關(guān)系運(yùn)算符。l 假想目標(biāo)機(jī)的代碼LIT 0 ，a 取常量a放入數(shù)據(jù)棧棧頂OPR 0 ，a 執(zhí)行運(yùn)算，a表示執(zhí)行某種運(yùn)算LOD L ，a 取變量（相對地址為a，層差為L）放到數(shù)據(jù)棧的棧頂STO L ，a 將數(shù)

6、據(jù)棧棧頂?shù)膬?nèi)容存入變量（相對地址為a，層次差為L）CAL L ，a 調(diào)用過程（轉(zhuǎn)子指令）（入口地址為a，層次差為L）INT 0 ，a 數(shù)據(jù)棧棧頂指針增加aJMP 0 ，a無條件轉(zhuǎn)移到地址為a的指令JPC 0 ，a 條件轉(zhuǎn)移指令，轉(zhuǎn)移到地址為a的指令RED L ，a 讀數(shù)據(jù)并存入變量（相對地址為a，層次差為L）WRT 0 ，0 將棧頂內(nèi)容輸出代碼的具體形式：F L A其中：F段代表偽操作碼 L段代表調(diào)用層與說明層的層差值 A段代表位移量（相對地址）進(jìn)一步說明：INT：為被調(diào)用的過程（包括主過程）在運(yùn)行棧S中開辟數(shù)據(jù)區(qū)，這時(shí)A段為所需數(shù)據(jù)單元個(gè)數(shù)（包括三個(gè)連接數(shù)據(jù)）；L段恒為0。CAL：調(diào)用過程，

7、這時(shí)A段為被調(diào)用過程的過程體（過程體之前一條指令）在目標(biāo)程序區(qū)的入口地址。LIT：將常量送到運(yùn)行棧S的棧頂，這時(shí)A段為常量值。LOD：將變量送到運(yùn)行棧S的棧頂，這時(shí)A段為變量所在說明層中的相對位置。STO：將運(yùn)行棧S的棧頂內(nèi)容送入某個(gè)變量單元中，A段為變量所在說明層中的相對位置。JMP：無條件轉(zhuǎn)移，這時(shí)A段為轉(zhuǎn)向地址（目標(biāo)程序）。JPC：條件轉(zhuǎn)移，當(dāng)運(yùn)行棧S的棧頂?shù)牟紶栔禐榧伲?）時(shí)，則轉(zhuǎn)向A段所指目標(biāo)程序地址；否則順序執(zhí)行。OPR：關(guān)系或算術(shù)運(yùn)算，A段指明具體運(yùn)算，例如A=2代表算術(shù)運(yùn)算“”；A12代表關(guān)系運(yùn)算“>”；A16代表“讀入”操作等等。運(yùn)算對象取自運(yùn)行棧S的棧頂及次棧頂。l

8、假想機(jī)的結(jié)構(gòu)兩個(gè)存儲器：存儲器CODE，用來存放P的代碼 數(shù)據(jù)存儲器STACK（棧）用來動(dòng)態(tài)分配數(shù)據(jù)空間四個(gè)寄存器：一個(gè)指令寄存器I:存放當(dāng)前要執(zhí)行的代碼一個(gè)棧頂指示器寄存器T：指向數(shù)據(jù)棧STACK的棧頂一個(gè)基地址寄存器B：存放當(dāng)前運(yùn)行過程的數(shù)據(jù)區(qū)在STACK中的起始地址一個(gè)程序地址寄存器P：存放下一條要執(zhí)行的指令地址該假想機(jī)沒有供運(yùn)算用的寄存器。所有運(yùn)算都要在數(shù)據(jù)棧STACK的棧頂兩個(gè)單元之間進(jìn)行，并用運(yùn)算結(jié)果取代原來的兩個(gè)運(yùn)算對象而保留在棧頂。l 活動(dòng)記錄：RADLSLRA：返回地址DL：調(diào)用者的活動(dòng)記錄首地址SL：保存該過程直接外層的活動(dòng)記錄首地址過程返回可以看成是執(zhí)行一個(gè)特殊的OPR運(yùn)

9、算注意：層次差為調(diào)用層次與定義層次的差值l 程序?qū)崿F(xiàn)要求PL/0語言可以看成PASCAL語言的子集，它的編譯程序是一個(gè)編譯解釋執(zhí)行系統(tǒng)。PL/0的目標(biāo)程序?yàn)榧傧霔Ｊ接?jì)算機(jī)的匯編語言，與具體計(jì)算機(jī)無關(guān)。PL/0的編譯程序和目標(biāo)程序的解釋執(zhí)行程序都是用PASCAL語言書寫的，因此PL/0語言可在配備PASCAL語言的任何機(jī)器上實(shí)現(xiàn)。其編譯過程采用一趟掃描方式，以語法分析程序?yàn)楹诵?，詞法分析和代碼生成程序都作為一個(gè)獨(dú)立的過程，當(dāng)語法分析需要讀單詞時(shí)就調(diào)用詞法分析程序，而當(dāng)語法分析正確需要生成相應(yīng)的目標(biāo)代碼時(shí)，則調(diào)用代碼生成程序。用表格管理程序建立變量、常量和過程標(biāo)示符的說明與引用之間的信息聯(lián)系。用出

10、錯(cuò)處理程序?qū)υ~法和語法分析遇到的錯(cuò)誤給出在源程序中出錯(cuò)的位置和錯(cuò)位性質(zhì)。當(dāng)源程序編譯正確時(shí)，PL/0編譯程序自動(dòng)調(diào)用解釋執(zhí)行程序，對目標(biāo)代碼進(jìn)行解釋執(zhí)行，并按用戶程序的要求輸入數(shù)據(jù)和輸出運(yùn)行結(jié)果。l 時(shí)間要求按照規(guī)定，編譯課程設(shè)計(jì)時(shí)間為一周。18周末提交。二、功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)PL/0編譯程序源語言(PL/0) 目標(biāo)語言(類 pcode)實(shí)現(xiàn)語言（C+)PL/0 語言程序 類 pcode代碼 PL/0 類 pcode C+ 程序結(jié)構(gòu)流程：PL/0源程序PL/0編譯程序類 pcode代碼類 pcode解釋程序 輸入 輸出PL/0編譯程序包含詞法分析器、語法分析器、類pcode解釋執(zhí)行程序三個(gè)大塊，其中

11、語法分析中包含了語義分析，中間代生成，確定分析過程中均沒有錯(cuò)誤后對中間代碼進(jìn)行解釋執(zhí)行。否則在相應(yīng)出錯(cuò)位置報(bào)錯(cuò)PL/0源程序程序結(jié)構(gòu)：詞法分析程序語法語義分析程序代碼生成程序表格管理程序出錯(cuò)處理程序目標(biāo)程序以語法語義分析為核心，調(diào)用詞法分析得到單詞，配合表格管理生成中間代碼，出錯(cuò)則調(diào)用出錯(cuò)處理程序處理，否則解釋執(zhí)行中間代碼詞法分析器的作用與實(shí)現(xiàn)：從txt文件中讀取PL/0語言編寫的源程序，每次獲取一個(gè)單詞。通過每次讀取文件中的一個(gè)字符實(shí)現(xiàn)，若讀取的字符為空字符，換行符，則跳過，直至取到第一個(gè)有效字符，繼續(xù)讀取字符，直至生成一個(gè)有效的字符串，如遇到不可識別字符則報(bào)錯(cuò)。返回有效單詞的單詞種別碼，內(nèi)

12、容，和值，用Word結(jié)構(gòu)體實(shí)現(xiàn)，同時(shí)輸出單詞的內(nèi)容。語法分析的功能與實(shí)現(xiàn)：語法分析每次調(diào)用詞法分析器產(chǎn)生一個(gè)單詞，并對之進(jìn)行識別和處理。語法分析以一個(gè)表達(dá)式為單位，讀到相應(yīng)單詞則進(jìn)入處理該單詞的入口函數(shù)，均無入口則報(bào)錯(cuò)，途中遇到均無相應(yīng)產(chǎn)生式可產(chǎn)生該句子的單詞也報(bào)錯(cuò)。出錯(cuò)處理主要有報(bào)告該單詞不可識別，或該單詞前缺少什么字符這兩類報(bào)錯(cuò)。由于在詞法分析中已經(jīng)輸出該單詞的內(nèi)容，所以相當(dāng)于整個(gè)源程序都會被輸出，則相應(yīng)出錯(cuò)地方則很容易被識別并能幫助修改。部分錯(cuò)誤如缺少read后缺少（等錯(cuò)誤可報(bào)錯(cuò)后繼續(xù)識別，不影響后續(xù)代碼的分析，但有些錯(cuò)誤，如多了+等可能導(dǎo)致后續(xù)字符不能識別，但錯(cuò)誤控制在一個(gè)表達(dá)式內(nèi)。同

13、時(shí)在語法分析中包含了靜態(tài)語義檢查，如使用的變量是否已經(jīng)定義等。生成的中間代碼操作碼經(jīng)過編號，存儲編號即可中間代碼的解釋執(zhí)行的功能與實(shí)現(xiàn)：為中間代碼的操作碼賦予含義動(dòng)作，如“+”是棧頂與次棧頂項(xiàng)相加，并退兩個(gè)棧元素，使結(jié)果值進(jìn)棧。單詞種別和屬性表單詞符號種別碼 單詞符號種別碼program1：=19procedure2<20const3<=21begin4>22var5>=23If6=24Then7<>25else8+26while9-27do10*28end11/29call12；30read13，31 write14(32 odd15)3334lettet

14、（letter|digit）*1735dight dight*1836單詞內(nèi)部保存于識別多依賴編碼Pcode指令編號1LIT 0 a將常數(shù)取至棧頂，a為常數(shù)值2LOD l a將變量取至棧頂，a為偏移量，1為層差3STO l a將棧頂元素送至某內(nèi)存單元，a為偏移量，l為層差4CAL 1 a調(diào)用過程，a為過程地址，l為層差5INT 0 a在運(yùn)行棧中為被調(diào)用的過程開辟a個(gè)單元的數(shù)據(jù)區(qū)6JMP 0 a無條件跳轉(zhuǎn)至a地址7JPC 0 a條件跳轉(zhuǎn)，當(dāng)棧頂布爾值非真跳轉(zhuǎn)至a地址，否則順序執(zhí)行8OPR 0 0調(diào)用過程結(jié)束后，返回調(diào)用點(diǎn)并退棧9OPR 0 1棧頂元素取反10OPR 0 2次棧頂與棧頂元素相加，退

15、兩個(gè)棧，結(jié)果值進(jìn)棧11OPR 03次棧頂減去棧頂，退兩個(gè)棧元素，結(jié)果值進(jìn)棧12OPR 04次棧頂乘以棧頂，退兩個(gè)棧元素，結(jié)果值進(jìn)棧13OPR05次棧頂除以棧頂，退兩個(gè)棧元素，結(jié)果值進(jìn)棧14OPR06棧頂元素值奇偶判斷，結(jié)果值進(jìn)棧15OPR07次棧頂與棧頂是否相等，退兩個(gè)棧元素，結(jié)果值進(jìn)棧16OPR08次棧頂與棧項(xiàng)是否不等，退兩個(gè)棧元素，結(jié)果值進(jìn)棧17OPR09次棧頂是否小于棧頂項(xiàng)，退兩個(gè)棧元素，結(jié)果值進(jìn)棧18OPR010次棧頂是否小于等于棧頂項(xiàng)，退兩個(gè)棧元素，結(jié)果值進(jìn)棧19OPR011次棧頂是否大于棧頂項(xiàng)，退兩個(gè)棧元素，結(jié)果值進(jìn)棧20OPR012次棧頂是否大于等于棧頂項(xiàng)，退兩個(gè)棧元素，結(jié)果值進(jìn)

16、棧21OPR013棧值輸出至屏幕22OPR014命令行將一項(xiàng)寫入棧頂在保存中間代碼時(shí)，對操作進(jìn)行編碼，共8個(gè)，即LIT到OPR三、 函數(shù)說明棧，結(jié)構(gòu)體，全局變量的定義#define TRUE 1;#define FALSE 0;#define KEYsym 15 /15個(gè)關(guān)鍵字int success=1; /編譯成功，有錯(cuò)則置0struct Word /詞法分析過后返回單詞包含的信息char sym20;int code;int num;struct SYM /符號表保存的信息char name20; /新標(biāo)識符的名稱int type; /類型int offset; /相對地址int leve

17、l; /層數(shù)int paranum; /每個(gè)過程說明所占用的空間,只在過程名稱有定義int num; /值，過程則寫入需要回填的語句下標(biāo)int size; /過程的大小;struct PCode /中間代碼保存的信息int f; /偽操作碼int l; /層差int a; /偏移量;PCode Code500; /代碼棧SYM Table200; /符號表int Wback100; /保存回填語句下標(biāo)int STACK200; /數(shù)據(jù)棧int bcount=0; /需要回填語句的個(gè)數(shù)int TOP=0; /符號表?xiàng)ｍ攊nt LEVEL=0; /當(dāng)前層數(shù)int cx=0,tx; /Code的下標(biāo)

18、指針，Table的下標(biāo)指針PCode I; /當(dāng)前執(zhí)行指令int T,B,P; /棧頂指示寄存器，基地址寄存器，程序地址寄存器詞法分析器：int IsLetter(char ch); /判斷是否為字母 void GetBC(fstream &file,char &ch); /檢查ch中的字符是否為空白void Concat(char str,char ch); /拼接函數(shù)int IsDigit (char ch); /判斷時(shí)候是否為數(shù)字 int Reserve(char kt10,char str); /判斷時(shí)候是否為關(guān)鍵字 void Retract(fstream &

19、file); /將搜索指示器回調(diào)一個(gè)字符位置int CharToInt(char str); /字符型向整型轉(zhuǎn)化VoidGetChar(fstream&file,char&ch); /從文件中讀取一個(gè)字符到chvoid cifa(fstream &file,Word &w); /詞法分析器語法分析器：（包含語義分析和中間代碼生成）int Factor(fstream &file ,Word &w); /因子void prog(fstream &file,Word &w); /主過程void Proc(fstream &fi

20、le ,Word &w); /子過程void Condecl(fstream &file ,Word &w); /常量void Vardecl(fstream &file ,Word &w); /變量void Term(fstream &file ,Word &w); /項(xiàng)void Exp(fstream &file ,Word &w); /表達(dá)式void Lexp(fstream &file ,Word &w); /條件int Statement(fstream &file ,Word &w); /語句void Body(fstream &file ,Word &w); /復(fù)合語句void Block(fstream &file ,Word &w); /塊int End(Word &w); /程序是否已編譯完成void yufa(fstream &file) /語法分析語義分析：void Enter(SYM &s); /變量常量過程說明，加入符號表int Position(Word &w,SYM &s

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