實驗四 pl0編譯器的擴展
一、實驗目的和內容
1. 理解語法、語義分析程序爲中心的單遍編譯程序組織方法；
2. 理解編譯程序的基本邏輯過程（詞法分析、語法分析、語義分析及目標代碼的生成；
3. 理解編譯過程中的符號表、內存管理、錯誤處理的基本方法；
二、擴展要求（每項50分)
修改PL/0編譯程序和類P-code解釋程序的源代碼，以支持對PL/0語言所進行的如下擴充，並調試通過：
1. 給PL/0語言增加帶else子句的條件語句
＜條件語句＞::=IF ＜條件＞THEN ＜語句＞[ELSE ＜語句＞]
問題：按照你的修改方式，如下PL/0代碼執行後變量x的值是什麼？你認爲這樣的結果是否合理？爲什麼？
- 增加參數
爲函數或過程增加參數，實現傳值方式。
PROCEDURE<過程名>(<形式參數表>)；
或
FUNCTION<函數名>(<形式參數表>)；
形式參數表的語法格式和變量聲明完全一致。
/*
* PL/0 complier program for win32 platform (implemented in C)
*
* The program has been test on Visual C++ 6.0, Visual C++.NET and
* Visual C++.NET 2003, on Win98, WinNT, Win2000, WinXP and Win2003
*
*/
typedef enum {
false,
true
} bool;
#define norw 14 /* 關鍵字個數 */
#define txmax 100 /* 名字表容量 */
#define nmax 14 /* number的最大位數 */
#define al 10 /* 符號的最大長度 */
#define amax 2047 /* 地址上界*/
#define levmax 3 /* 最大允許過程嵌套聲明層數 [0, levmax]*/
#define cxmax 500 /* 最多的虛擬機代碼數 */
/* 符號 */
enum symbol {
nul, ident, number, plus, minus,
times, slash, oddsym, eql, neq,
lss, leq, gtr, geq, lparen,
rparen, comma, semicolon, period, becomes,
beginsym, endsym, ifsym, thensym, whilesym,
writesym, readsym, dosym, callsym, constsym,
varsym, procsym, elsesym
};
#define symnum 33
/* 名字表中的類型 */
enum object {
constant,
variable,
procedur,
parametre,//參數類
};
struct prod //臨時記錄語法分析時函數參數的個數和名字
{
char id[al+1];
};
struct prod pnow[15];
int prodn=0;
/* 虛擬機代碼 */
enum fct {
lit, opr, lod,
sto, cal, inte,
jmp, jpc,
};
#define fctnum 81
/* 虛擬機代碼結構 */
struct instruction
{
enum fct f; /* 虛擬機代碼指令 */
int l; /* 引用層與聲明層的層次差 */
int a; /* 根據f的不同而不同 */
};
FILE* fas; /* 輸出名字表 */
FILE* fa; /* 輸出虛擬機代碼 */
FILE* fa1; /* 輸出源文件及其各行對應的首地址 */
FILE* fa2; /* 輸出結果 */
bool listswitch; /* 顯示虛擬機代碼與否 */
bool tableswitch; /* 顯示名字表與否 */
char ch; /* 獲取字符的緩衝區，getch 使用 */
enum symbol sym; /* 當前的符號 */
char id[al+1]; /* 當前ident, 多出的一個字節用於存放0 */
int num; /* 當前number */
int cc, ll; /* getch使用的計數器，cc表示當前字符(ch)的位置 */
int cx; /* 虛擬機代碼指針, 取值範圍[0, cxmax-1]*/
char line[81]; /* 讀取行緩衝區 */
char a[al+1]; /* 臨時符號, 多出的一個字節用於存放0 */
struct instruction code[cxmax]; /* 存放虛擬機代碼的數組 */
char word[norw][al]; /* 保留字 */
enum symbol wsym[norw]; /* 保留字對應的符號值 */
enum symbol ssym[256]; /* 單字符的符號值 */
char mnemonic[fctnum][5]; /* 虛擬機代碼指令名稱 */
bool declbegsys[symnum]; /* 表示聲明開始的符號集合 */
bool statbegsys[symnum]; /* 表示語句開始的符號集合 */
bool facbegsys[symnum]; /* 表示因子開始的符號集合 */
/* 名字表結構 */
struct tablestruct
{
char name[al]; /* 名字 */
enum object kind; /* 類型：const, var, array or procedure */
int val; /* 數值，僅const使用 */
int level; /* 所處層，僅const不使用 */
int adr; /* 地址，僅const不使用 */
int size; /* 需要分配的數據區空間, 僅procedure使用 */
int n; /*參數個數*/
};
struct tablestruct table[txmax]; /* 名字表 */
FILE* fin;
FILE* fout;
char fname[al];
int err; /* 錯誤計數器 */
/* 當函數中會發生fatal error時，返回-1告知調用它的函數，最終退出程序 */
#define getsymdo if(-1 == getsym()) return -1
#define getchdo if(-1 == getch()) return -1
#define testdo(a, b, c) if(-1 == test(a, b, c)) return -1
#define gendo(a, b, c) if(-1 == gen(a, b, c)) return -1
#define expressiondo(a, b, c) if(-1 == expression(a, b, c)) return -1
#define factordo(a, b, c) if(-1 == factor(a, b, c)) return -1
#define termdo(a, b, c) if(-1 == term(a, b, c)) return -1
#define conditiondo(a, b, c) if(-1 == condition(a, b, c)) return -1
#define statementdo(a, b, c) if(-1 == statement(a, b, c)) return -1
#define constdeclarationdo(a, b, c) if(-1 == constdeclaration(a, b, c)) return -1
#define vardeclarationdo(a, b, c) if(-1 == vardeclaration(a, b, c)) return -1
void error(int n);
int getsym();
int getch();
void init();
int gen(enum fct x, int y, int z);
int test(bool* s1, bool* s2, int n);
int inset(int e, bool* s);
int addset(bool* sr, bool* s1, bool* s2, int n);
int subset(bool* sr, bool* s1, bool* s2, int n);
int mulset(bool* sr, bool* s1, bool* s2, int n);
int block(int lev, int tx, bool* fsys);
void interpret();
int factor(bool* fsys, int* ptx, int lev);
int term(bool* fsys, int* ptx, int lev);
int condition(bool* fsys, int* ptx, int lev);
int expression(bool* fsys, int* ptx, int lev);
int statement(bool* fsys, int* ptx, int lev);
void listcode(int cx0);
int vardeclaration(int* ptx, int lev, int* pdx);
int constdeclaration(int* ptx, int lev, int* pdx);
int position(char* idt, int tx);
void enter(enum object k, int* ptx, int lev, int* pdx);
int base(int l, int* s, int b);
/*
* PL/0 complier program for win32 platform (implemented in C)
*
* The program has been test on Visual C++ 6.0, Visual C++.NET and
* Visual C++.NET 2003, on Win98, WinNT, Win2000, WinXP and Win2003
*
* 使用方法：
* 運行後輸入PL/0源程序文件?
* 回答是否輸出虛擬機代碼
* 回答是否輸出名字表
* fa.tmp輸出虛擬機代碼
* fa1.tmp輸出源文件及其各行對應的首地址
* fa2.tmp輸出結?
* fas.tmp輸出名字表
*/
#include <stdio.h>
#include "pl0.h"
#include "string.h"
/* 解釋執行時使用的棧 */
#define stacksize 500
int main()
{
bool nxtlev[symnum];
printf("Input pl/0 file? ");
scanf("%s", fname); /* 輸入文件名 */
fin = fopen(fname, "r");
if (fin)
{
printf("List object code?(Y/N)"); /* 是否輸出虛擬機代碼 */
scanf("%s", fname);
listswitch = (fname[0]=='y' || fname[0]=='Y');
printf("List symbol table?(Y/N)"); /* 是否輸出名字表 */
scanf("%s", fname);
tableswitch = (fname[0]=='y' || fname[0]=='Y');
fa1 = fopen("fa1.tmp", "w");
fprintf(fa1,"Input pl/0 file? ");
fprintf(fa1,"%s\n",fname);
init(); /* 初始化 */
err = 0;
cc = cx = ll = 0;
ch = ' ';
if(-1 != getsym())
{
fa = fopen("fa.tmp", "w");
fas = fopen("fas.tmp", "w");
addset(nxtlev, declbegsys, statbegsys, symnum);
nxtlev[period] = true;
if(-1 == block(0, 0, nxtlev)) /* 調用編譯程序 */
{
fclose(fa);
fclose(fa1);
fclose(fas);
fclose(fin);
printf("\n");
return 0;
}
fclose(fa);
fclose(fa1);
fclose(fas);
if (sym != period)
{
error(9);
}
if (err == 0)
{
fa2 = fopen("fa2.tmp", "w");
interpret(); /* 調用解釋執行程序 */
fclose(fa2);
}
else
{
printf("Errors in pl/0 program");
}
}
fclose(fin);
}
else
{
printf("Can't open file!\n");
}
printf("\n");
return 0;
}
/*
* 初始化
*/
void init()
{
int i;
/* 設置單字符符號 */
for (i=0; i<=255; i++)
{
ssym[i] = nul;
}
ssym['+'] = plus;
ssym['-'] = minus;
ssym['*'] = times;
ssym['/'] = slash;
ssym['('] = lparen;
ssym[')'] = rparen;
ssym['='] = eql;
ssym[','] = comma;
ssym['.'] = period;
ssym['#'] = neq;
ssym[';'] = semicolon;
/* 設置保留字名字,按照字母順序，便於折半查找 */
strcpy(&(word[0][0]), "begin");
strcpy(&(word[1][0]), "call");
strcpy(&(word[2][0]), "const");
strcpy(&(word[3][0]), "do");
strcpy(&(word[4][0]), "else");//增加保留字else
strcpy(&(word[5][0]), "end");
strcpy(&(word[6][0]), "if");
strcpy(&(word[7][0]), "odd");
strcpy(&(word[8][0]), "procedure");
strcpy(&(word[9][0]), "read");
strcpy(&(word[10][0]), "then");
strcpy(&(word[11][0]), "var");
strcpy(&(word[12][0]), "while");
strcpy(&(word[13][0]), "write");
/* 設置保留字符號 */
wsym[0] = beginsym;
wsym[1] = callsym;
wsym[2] = constsym;
wsym[3] = dosym;
wsym[4] = elsesym;
wsym[5] = endsym;
wsym[6] = ifsym;
wsym[7] = oddsym;
wsym[8] = procsym;
wsym[9] = readsym;
wsym[10] = thensym;
wsym[11] = varsym;
wsym[12] = whilesym;
wsym[13] = writesym;
/* 設置指令名稱 */
strcpy(&(mnemonic[lit][0]), "lit");
strcpy(&(mnemonic[opr][0]), "opr");
strcpy(&(mnemonic[lod][0]), "lod");
strcpy(&(mnemonic[sto][0]), "sto");
strcpy(&(mnemonic[cal][0]), "cal");
strcpy(&(mnemonic[inte][0]), "int");
strcpy(&(mnemonic[jmp][0]), "jmp");
strcpy(&(mnemonic[jpc][0]), "jpc");
/* 設置符號集 */
for (i=0; i<symnum; i++)
{
declbegsys[i] = false;
statbegsys[i] = false;
facbegsys[i] = false;
}
/* 設置聲明開始符號集 */
declbegsys[constsym] = true;
declbegsys[varsym] = true;
declbegsys[procsym] = true;
/* 設置語句開始符號集 */
statbegsys[beginsym] = true;
statbegsys[callsym] = true;
statbegsys[ifsym] = true;
statbegsys[whilesym] = true;
/* 設置因子開始符號集 */
facbegsys[ident] = true;
facbegsys[number] = true;
facbegsys[lparen] = true;
}
/*
* 用數組實現集合的集合運算
*/
int inset(int e, bool* s)
{
return s[e];
}
int addset(bool* sr, bool* s1, bool* s2, int n)
{
int i;
for (i=0; i<n; i++)
{
sr[i] = s1[i]||s2[i];
}
return 0;
}
int subset(bool* sr, bool* s1, bool* s2, int n)
{
int i;
for (i=0; i<n; i++)
{
sr[i] = s1[i]&&(!s2[i]);
}
return 0;
}
int mulset(bool* sr, bool* s1, bool* s2, int n)
{
int i;
for (i=0; i<n; i++)
{
sr[i] = s1[i]&&s2[i];
}
return 0;
}
/*
* 出錯處理，打印出錯位置和錯誤編碼
*/
void error(int n)
{
char space[81];
memset(space,32,81);
space[cc-1]=0; //出錯時當前符號已經讀完，所以cc-1
printf("****%s!%d\n", space, n);
fprintf(fa1,"****%s!%d\n", space, n);
err++;
}
/*
* 漏掉空格，讀取一個字符。
*
* 每次讀一行，存入line緩衝區，line被getsym取空後再讀一行
*
* 被函數getsym調用。
*/
int getch()
{
if (cc == ll)
{
if (feof(fin))
{
printf("program incomplete");
return -1;
}
ll=0;
cc=0;
printf("%d ", cx);
fprintf(fa1,"%d ", cx);
ch = ' ';
while (ch != 10)
{
//fscanf(fin,"%c", &ch)
//richard
if (EOF == fscanf(fin,"%c", &ch))
{
line[ll] = 0;
break;
}
//end richard
printf("%c", ch);
fprintf(fa1, "%c", ch);
line[ll] = ch;
ll++;
}
printf("\n");
fprintf(fa1, "\n");
}
ch = line[cc];
cc++;
return 0;
}
/*
* 詞法分析，獲取一個符號
*/
int getsym()
{
int i,j,k;
/* the original version lacks "\r", thanks to foolevery */
while (ch==' ' || ch==10 || ch==13 || ch==9) /* 忽略空格、換行、回車和TAB */
{
getchdo;
}
if (ch>='a' && ch<='z')
{
/* 名字或保留字以a..z開頭 */
k = 0;
do
{
if(k<al)
{
a[k] = ch;
k++;
}
getchdo;
}
while (ch>='a' && ch<='z' || ch>='0' && ch<='9');
a[k] = 0;
strcpy(id, a);
i = 0;
j = norw-1;
do /* 搜索當前符號是否爲保留字 */
{
k = (i+j)/2;
if (strcmp(id,word[k]) <= 0)
{
j = k - 1;
}
if (strcmp(id,word[k]) >= 0)
{
i = k + 1;
}
}
while (i <= j);
if (i-1 > j)
{
sym = wsym[k];
}
else
{
sym = ident; /* 搜索失敗則，是名字或數字 */
}
}
else
{
if (ch>='0' && ch<='9')
{
/* 檢測是否爲數字：以0..9開頭 */
k = 0;
num = 0;
sym = number;
do
{
num = 10*num + ch - '0';
k++;
getchdo;
}
while (ch>='0' && ch<='9'); /* 獲取數字的值 */
k--;
if (k > nmax)
{
error(30);
}
}
else
{
if (ch == ':') /* 檢測賦值符號 */
{
getchdo;
if (ch == '=')
{
sym = becomes;
getchdo;
}
else
{
sym = nul; /* 不能識別的符號 */
}
}
else
{
if (ch == '<') /* 檢測小於或小於等於符號 */
{
getchdo;
if (ch == '=')
{
sym = leq;
getchdo;
}
else
{
sym = lss;
}
}
else
{
if (ch=='>') /* 檢測大於或大於等於符號 */
{
getchdo;
if (ch == '=')
{
sym = geq;
getchdo;
}
else
{
sym = gtr;
}
}
else
{
sym = ssym[ch]; /* 當符號不滿足上述條件時，全部按照單字符符號處理 */
//getchdo;
//richard
if (sym != period)
{
getchdo;
}
//end richard
}
}
}
}
}
return 0;
}
/*
* 生成虛擬機代碼
*
* x: instruction.f;
* y: instruction.l;
* z: instruction.a;
*/
int gen(enum fct x, int y, int z )
{
if (cx >= cxmax)
{
printf("Program too long"); /* 程序過長 */
return -1;
}
code[cx].f = x;
code[cx].l = y;
code[cx].a = z;
cx++;
return 0;
}
/*
* 測試當前符號是否合法
*
* 在某一部分（如一條語句，一個表達式）將要結束時時我們希望下一個符號屬於某集?
* （該部分的後跟符號），test負責這項檢測，並且負責當檢測不通過時的補救措施，
* 程序在需要檢測時指定當前需要的符號集合和補救用的集合（如之前未完成部分的後跟
* 符號），以及檢測不通過時的錯誤號。
*
* s1: 我們需要的符號
* s2: 如果不是我們需要的，則需要一個補救用的集?
* n: 錯誤號
*/
int test(bool* s1, bool* s2, int n)
{
if (!inset(sym, s1))
{
error(n);
/* 當檢測不通過時，不停獲取符號，直到它屬於需要的集合或補救的集合 */
while ((!inset(sym,s1)) && (!inset(sym,s2)))
{
getsymdo;
}
}
return 0;
}
/*
* 編譯程序主?
*
* lev: 當前分程序所在層
* tx: 名字表當前尾指針
* fsys: 當前模塊後跟符號集?
*/
int block(int lev, int tx, bool* fsys)
{
int i;
int dx; /* 名字分配到的相對地址 */
int tx0; /* 保留初始tx */
int cx0; /* 保留初始cx */
bool nxtlev[symnum]; /* 在下級函數的參數中，符號集合均爲值參，但由於使用數組實現，
傳遞進來的是指針，爲防止下級函數改變上級函數的集合，開闢新的空?
傳遞給下級函數*/
dx = 3;
tx0 = tx; /* 記錄本層名字的初始位置 */
table[tx].adr = cx;
cx0=cx;
gendo(jmp, 0, 0);
table[tx].n=prodn;
table[tx].size=dx+prodn;
int j;
for(j=0; j<prodn; j++)
{
tx++;
strcpy(table[tx].name,pnow[j].id);
table[tx].kind=variable;
table[tx].level=lev;
table[tx].size=1;
table[tx].adr=dx;
dx++;
}
if (lev > levmax)
{
error(32);
}
do
{
if (sym == constsym) /* 收到常量聲明符號，開始處理常量聲明 */
{
getsymdo;
/* the original do...while(sym == ident) is problematic, thanks to calculous */
/* do { */
constdeclarationdo(&tx, lev, &dx); /* dx的值會被constdeclaration改變，使用指針 */
while (sym == comma)
{
getsymdo;
constdeclarationdo(&tx, lev, &dx);
}
if (sym == semicolon)
{
getsymdo;
}
else
{
error(5); /*漏掉了逗號或者分號*/
}
/* } while (sym == ident); */
}
if (sym == varsym) /* 收到變量聲明符號，開始處理變量聲明 */
{
getsymdo;
/* the original do...while(sym == ident) is problematic, thanks to calculous */
/* do { */
vardeclarationdo(&tx, lev, &dx);
while (sym == comma)
{
getsymdo;
vardeclarationdo(&tx, lev, &dx);
}
if (sym == semicolon)
{
getsymdo;
}
else
{
error(5);
}
/* } while (sym == ident); */
}
while (sym == procsym) /* 收到過程聲明符號，開始處理過程聲明 */
{
getsymdo;
prodn=0;
if (sym == ident)
{
enter(procedur, &tx, lev, &dx); /* 記錄過程名字 */
getsymdo;
if(sym==lparen)
{
getsymdo;
if(sym==varsym)
{
while(sym==varsym)
{
getsymdo;
if(sym==ident)
{
strcpy(pnow[prodn].id,id);
prodn++;
getsymdo;
if(sym==comma||sym==rparen)
{
getsymdo;
}
//getsymdo;
else
{
error(5);
}
}
else
{
error(5);
}
}
}
else if(sym==rparen)
{
getsymdo;
}
//getsymdo;
else
{
error(5);
}
}
}
else
{
error(4); /* procedure後應爲標識符 */
}
getsymdo;
if (sym == semicolon)
{
getsymdo;
}
else
{
error(5); /* 漏掉了分號 */
}
//getsymdo;
memcpy(nxtlev, fsys, sizeof(bool)*symnum);
nxtlev[semicolon] = true;
if (-1 == block(lev+1, tx, nxtlev))
{
return -1; /* 遞歸調用 */
}
if(sym == semicolon)
{
getsymdo;
memcpy(nxtlev, statbegsys, sizeof(bool)*symnum);
nxtlev[ident] = true;
nxtlev[procsym] = true;
testdo(nxtlev, fsys, 6);
}
else
{
error(5); /* 漏掉了分號 */
}
}
memcpy(nxtlev, statbegsys, sizeof(bool)*symnum);
nxtlev[ident] = true;
nxtlev[period] = true;
testdo(nxtlev, declbegsys, 7);
}
while (inset(sym, declbegsys)); /* 直到沒有聲明符號 */
code[table[tx0].adr].a = cx; /* 開始生成當前過程代碼 */
table[tx0].adr = cx; /* 當前過程代碼地址 */
table[tx0].size = dx; /* 聲明部分中每增加一條聲明都會給dx增加1，聲明部分已經結束，dx就是當前過程數據的size */
cx0 = cx;
gendo(inte, 0, dx); /* 生成分配內存代碼 */
if (tableswitch) /* 輸出名字表 */
{
printf("TABLE:\n");
if (tx0+1 > tx)
{
printf(" NULL\n");
}
for (i=tx0+1; i<=tx; i++)
{
switch (table[i].kind)
{
case constant:
printf(" %d const %s ", i, table[i].name);
printf("val=%d\n", table[i].val);
fprintf(fas, " %d const %s ", i, table[i].name);
fprintf(fas, "val=%d\n", table[i].val);
break;
case variable:
printf(" %d var %s ", i, table[i].name);
printf("lev=%d addr=%d\n", table[i].level, table[i].adr);
fprintf(fas, " %d var %s ", i, table[i].name);
fprintf(fas, "lev=%d addr=%d\n", table[i].level, table[i].adr);
break;
case procedur:
printf(" %d proc %s ", i, table[i].name);
printf("lev=%d addr=%d size=%d\n", table[i].level, table[i].adr, table[i].size);
fprintf(fas," %d proc %s ", i, table[i].name);
fprintf(fas,"lev=%d addr=%d size=%d\n", table[i].level, table[i].adr, table[i].size);
break;
}
}
printf("\n");
}
/* 語句後跟符號爲分號或end */
memcpy(nxtlev, fsys, sizeof(bool)*symnum); /* 每個後跟符號集和都包含上層後跟符號集和，以便補救 */
nxtlev[semicolon] = true;
nxtlev[endsym] = true;
statementdo(nxtlev, &tx, lev);
gendo(opr, 0, 0); /* 每個過程出口都要使用的釋放數據段指令 */
memset(nxtlev, 0, sizeof(bool)*symnum); /*分程序沒有補救集合 */
testdo(fsys, nxtlev, 8); /* 檢測後跟符號正確性 */
listcode(cx0); /* 輸出代碼 */
return 0;
}
/*
* 在名字表中加入一項
*
* k: 名字種類const,var or procedure
* ptx: 名字表尾指針的指針，爲了可以改變名字表尾指針的值
* lev: 名字所在的層次,，以後所有的lev都是這樣
* pdx: dx爲當前應分配的變量的相對地址，分配後要增加1
*/
void enter(enum object k, int* ptx, int lev, int* pdx)
{
(*ptx)++;
strcpy(table[(*ptx)].name, id); /* 全局變量id中已存有當前名字的名字 */
table[(*ptx)].kind = k;
switch (k)
{
case constant: /* 常量名字 */
if (num > amax)
{
error(31); /* 數越界 */
num = 0;
}
table[(*ptx)].val = num;
break;
case variable: /* 變量名字 */
table[(*ptx)].level = lev;
table[(*ptx)].adr = (*pdx);
(*pdx)++;
break;
case procedur: /* 過程名字 */
table[(*ptx)].level = lev;
break;
}
}
/*
* 查找名字的位置.
* 找到則返回在名字表中的位置,否則返回0.
*
* idt: 要查找的名字
* tx: 當前名字表尾指針
*/
int position(char* idt, int tx)
{
int i;
strcpy(table[0].name, idt);
i = tx;
while (strcmp(table[i].name, idt) != 0)
{
i--;
}
return i;
}
/*
* 常量聲明處理
*/
int constdeclaration(int* ptx, int lev, int* pdx)
{
if (sym == ident)
{
getsymdo;
if (sym==eql || sym==becomes)
{
if (sym == becomes)
{
error(1); /* 把=寫成了:= */
}
getsymdo;
if (sym == number)
{
enter(constant, ptx, lev, pdx);
getsymdo;
}
else
{
error(2); /* 常量說明=後應是數字 */
}
}
else
{
error(3); /* 常量說明標識後應是= */
}
}
else
{
error(4); /* const後應是標識 */
}
return 0;
}
/*
* 變量聲明處理
*/
int vardeclaration(int* ptx,int lev,int* pdx)
{
if (sym == ident)
{
enter(variable, ptx, lev, pdx); // 填寫名字表
getsymdo;
}
else
{
error(4); /* var後應是標識 */
}
return 0;
}
/*
* 輸出目標代碼清單
*/
void listcode(int cx0)
{
int i;
if (listswitch)
{
for (i=cx0; i<cx; i++)
{
printf("%d %s %d %d\n", i, mnemonic[code[i].f], code[i].l, code[i].a);
fprintf(fa,"%d %s %d %d\n", i, mnemonic[code[i].f], code[i].l, code[i].a);
}
}
}
/*
* 語句處理
*/
int statement(bool* fsys, int* ptx, int lev)
{
int i, cx1, cx2;
bool nxtlev[symnum];
if (sym == ident) /* 準備按照賦值語句處理 */
{
i = position(id, *ptx);
if (i == 0)
{
error(11); /* 變量未找到 */
}
else
{
if(table[i].kind != variable)
{
error(12); /* 賦值語句格式錯誤 */
i = 0;
}
else
{
getsymdo;
if(sym == becomes)
{
getsymdo;
}
else
{
error(13); /* 沒有檢測到賦值符號 */
}
memcpy(nxtlev, fsys, sizeof(bool)*symnum);
expressiondo(nxtlev, ptx, lev); /* 處理賦值符號右側表達式 */
if(i != 0)
{
/* expression將執行一系列指令，但最終結果將會保存在棧頂，執行sto命令完成賦值 */
gendo(sto, lev-table[i].level, table[i].adr);
}
}
}//if (i == 0)
}
else
{
if (sym == readsym) /* 準備按照read語句處理 */
{
getsymdo;
if (sym != lparen)
{
error(34); /* 格式錯誤，應是左括號 */
}
else
{
do
{
getsymdo;
if (sym == ident)
{
i = position(id, *ptx); /* 查找要讀的變量 */
}
else
{
i=0;
}
if (i == 0)
{
error(35); /* read()中應是聲明過的變量名 */
}
else if (table[i].kind != variable)
{
error(32); /* read()參數表的標識符不是變量, thanks to amd */
}
else
{
gendo(opr, 0, 16); /* 生成輸入指令，讀取值到棧頂 */
gendo(sto, lev-table[i].level, table[i].adr); /* 儲存到變量 */
}
getsymdo;
}
while (sym == comma); /* 一條read語句可讀多個變量 */
}
if(sym != rparen)
{
error(33); /* 格式錯誤，應是右括號 */
while (!inset(sym, fsys)) /* 出錯補救，直到收到上層函數的後跟符號 */
{
getsymdo;
}
}
else
{
getsymdo;
}
}
else
{
if (sym == writesym) /* 準備按照write語句處理，與read類似 */
{
getsymdo;
if (sym == lparen)
{
do
{
getsymdo;
memcpy(nxtlev, fsys, sizeof(bool)*symnum);
nxtlev[rparen] = true;
nxtlev[comma] = true; /* write的後跟符號爲) or , */
expressiondo(nxtlev, ptx, lev); /* 調用表達式處理，此處與read不同，read爲給變量賦值 */
gendo(opr, 0, 14); /* 生成輸出指令，輸出棧頂的值 */
}
while (sym == comma);
if (sym != rparen)
{
error(33); /* write()中應爲完整表達式 */
}
else
{
getsymdo;
}
}
gendo(opr, 0, 15); /* 輸出換行 */
}
else
{
if (sym == callsym) /* 準備按照call語句處理 */
{
int k=0;
getsymdo;
if (sym != ident)
{
error(14); /* call後應爲標識符 */
}
else
{
i = position(id, *ptx);
if (i == 0)
{
error(11); /* 過程未找到 */
}
else
{
if (table[i].kind == procedur)
{
//gendo(cal, lev-table[i].level, table[i].adr); // 生成call指令
getsymdo;
if(sym == lparen)
{
do
{
getsymdo;
expressiondo(nxtlev,ptx,lev);
k++;
}
while(sym==comma);
if(sym==rparen)
{
getsymdo;
}
else
{
error(45);
}
}
if(k!=table[i].n)
{
printf("參數個數不對");
error(46);
}
gendo(cal,lev-table[i].level,i);
gen(opr,0,7);
for(k=0; k<table[i].n; k++)
{
gen(opr,0,7);
}
}
else
{
error(15); //call後標識符應爲過程
}
}
}
}
else
{
if (sym == ifsym) /* 準備按照if語句處理 */
{
getsymdo;
memcpy(nxtlev, fsys, sizeof(bool)*symnum);
nxtlev[thensym] = true;
nxtlev[dosym] = true; /* 後跟符號爲then或do */
conditiondo(nxtlev, ptx, lev); /* 調用條件處理（邏輯運算）函數 */
if (sym == thensym)
{
getsymdo;
}
else
{
error(16); /* 缺少then */
}
cx1 = cx; /* 保存當前指令地址 */
gendo(jpc, 0, 0); /* 生成條件跳轉指令，跳轉地址未知，暫時寫0 */
statementdo(fsys, ptx, lev); /* 處理then後的語句 */
cx2=cx;
gendo(jmp,0,0);
//code[cx1].a=cx;
if(sym==elsesym)
{
getsymdo;
//cx1=cx;
code[cx1].a=cx;//出現else則可回填if的假鏈
statementdo(fsys,ptx,lev);//處理else後的語句，處理完則cx也會改變
code[cx2].a=cx;//回填else的跳轉地址
}//add-end
else
{
code[cx1].a = cx; //經statement處理後，cx爲then後語句執行完的位置，它正是前面未定的跳轉地址
code[cx2].a = cx;
}
}
else
{
if (sym == beginsym) /* 準備按照複合語句處理 */
{
getsymdo;
memcpy(nxtlev, fsys, sizeof(bool)*symnum);
nxtlev[semicolon] = true;
nxtlev[endsym] = true; /* 後跟符號爲分號或end */
/* 循環調用語句處理函數，直到下一個符號不是語句開始符號或收到end */
statementdo(nxtlev, ptx, lev);
while (inset(sym, statbegsys) || sym==semicolon)
{
if (sym == semicolon)
{
getsymdo;
}
else
{
error(10); /* 缺少分號 */
}
statementdo(nxtlev, ptx, lev);
}
if(sym == endsym)
{
getsymdo;
}
else
{
error(17); /* 缺少end或分號 */
}
}
else
{
if (sym == whilesym) /* 準備按照while語句處理 */
{
cx1 = cx; /* 保存判斷條件操作的位置 */
getsymdo;
memcpy(nxtlev, fsys, sizeof(bool)*symnum);
nxtlev[dosym] = true; /* 後跟符號爲do */
conditiondo(nxtlev, ptx, lev); /* 調用條件處理 */
cx2 = cx; /* 保存循環體的結束的下一個位置 */
gendo(jpc, 0, 0); /* 生成條件跳轉，但跳出循環的地址未知 */
if (sym == dosym)
{
getsymdo;
}
else
{
error(18); /* 缺少do */
}
statementdo(fsys, ptx, lev); /* 循環體 */
gendo(jmp, 0, cx1); /* 回頭重新判斷條件 */
code[cx2].a = cx; /* 反填跳出循環的地址，與if類似 */
}
else
{
memset(nxtlev, 0, sizeof(bool)*symnum); /* 語句結束無補救集合 */
testdo(fsys, nxtlev, 19); /* 檢測語句結束的正確性 */
}
}
}
}
}
}
}
return 0;
}
/*
* 表達式處理
*/
int expression(bool* fsys, int* ptx, int lev)
{
enum symbol addop; /* 用於保存正負號 */
bool nxtlev[symnum];
if(sym==plus || sym==minus) /* 開頭的正負號，此時當前表達式被看作一個正的或負的項 */
{
addop = sym; /* 保存開頭的正負號 */
getsymdo;
memcpy(nxtlev, fsys, sizeof(bool)*symnum);
nxtlev[plus] = true;
nxtlev[minus] = true;
termdo(nxtlev, ptx, lev); /* 處理項 */
if (addop == minus)
{
gendo(opr,0,1); /* 如果開頭爲負號生成取負指令 */
}
}
else /* 此時表達式被看作項的加減 */
{
memcpy(nxtlev, fsys, sizeof(bool)*symnum);
nxtlev[plus] = true;
nxtlev[minus] = true;
termdo(nxtlev, ptx, lev); /* 處理項 */
}
while (sym==plus || sym==minus)
{
addop = sym;
getsymdo;
memcpy(nxtlev, fsys, sizeof(bool)*symnum);
nxtlev[plus] = true;
nxtlev[minus] = true;
termdo(nxtlev, ptx, lev); /* 處理項 */
if (addop == plus)
{
gendo(opr, 0, 2); /* 生成加法指令 */
}
else
{
gendo(opr, 0, 3); /* 生成減法指令 */
}
}
return 0;
}
/*
* 項處理
*/
int term(bool* fsys, int* ptx, int lev)
{
enum symbol mulop; /* 用於保存乘除法符號 */
bool nxtlev[symnum];
memcpy(nxtlev, fsys, sizeof(bool)*symnum);
nxtlev[times] = true;
nxtlev[slash] = true;
factordo(nxtlev, ptx, lev); /* 處理因子 */
while(sym==times || sym==slash)
{
mulop = sym;
getsymdo;
factordo(nxtlev, ptx, lev);
if(mulop == times)
{
gendo(opr, 0, 4); /* 生成乘法指令 */
}
else
{
gendo(opr, 0, 5); /* 生成除法指令 */
}
}
return 0;
}
/*
* 因子處理
*/
int factor(bool* fsys, int* ptx, int lev)
{
int i;
bool nxtlev[symnum];
testdo(facbegsys, fsys, 24); /* 檢測因子的開始符號 */
/* while(inset(sym, facbegsys)) */ /* 循環直到不是因子開始符號 */
if(inset(sym,facbegsys)) /* BUG: 原來的方法var1(var2+var3)會被錯誤識別爲因子 */
{
if(sym == ident) /* 因子爲常量或變量 */
{
i = position(id, *ptx); /* 查找名字 */
if (i == 0)
{
error(11); /* 標識符未聲明 */
}
else
{
switch (table[i].kind)
{
case constant: /* 名字爲常量 */
gendo(lit, 0, table[i].val); /* 直接把常量的值入棧 */
break;
case variable: /* 名字爲變量 */
gendo(lod, lev-table[i].level, table[i].adr); /* 找到變量地址並將其值入棧 */
break;
case procedur: /* 名字爲過程 */
error(21); /* 不能爲過程 */
break;
}
}
getsymdo;
}
else
{
if(sym == number) /* 因子爲數 */
{
if (num > amax)
{
error(31);
num = 0;
}
gendo(lit, 0, num);
getsymdo;
}
else
{
if (sym == lparen) /* 因子爲表達式 */
{
getsymdo;
memcpy(nxtlev, fsys, sizeof(bool)*symnum);
nxtlev[rparen] = true;
expressiondo(nxtlev, ptx, lev);
if (sym == rparen)
{
getsymdo;
}
else
{
error(22); /* 缺少右括號 */
}
}
testdo(fsys, facbegsys, 23); /* 因子後有非法符號 */
}
}
}
return 0;
}
/*
* 條件處理
*/
int condition(bool* fsys, int* ptx, int lev)
{
enum symbol relop;
bool nxtlev[symnum];
if(sym == oddsym) /* 準備按照odd運算處理 */
{
getsymdo;
expressiondo(fsys, ptx, lev);
gendo(opr, 0, 6); /* 生成odd指令 */
}
else
{
/* 邏輯表達式處理 */
memcpy(nxtlev, fsys, sizeof(bool)*symnum);
nxtlev[eql] = true;
nxtlev[neq] = true;
nxtlev[lss] = true;
nxtlev[leq] = true;
nxtlev[gtr] = true;
nxtlev[geq] = true;
expressiondo(nxtlev, ptx, lev);
if (sym!=eql && sym!=neq && sym!=lss && sym!=leq && sym!=gtr && sym!=geq)
{
error(20);
}
else
{
relop = sym;
getsymdo;
expressiondo(fsys, ptx, lev);
switch (relop)
{
case eql:
gendo(opr, 0, 8);
break;
case neq:
gendo(opr, 0, 9);
break;
case lss:
gendo(opr, 0, 10);
break;
case geq:
gendo(opr, 0, 11);
break;
case gtr:
gendo(opr, 0, 12);
break;
case leq:
gendo(opr, 0, 13);
break;
}
}
}
return 0;
}
/*
* 解釋程序
*/
void interpret()
{
int p, b, t; /* 指令指針，指令基址，棧頂指針 */
struct instruction i; /* 存放當前指令 */
int s[stacksize]; /* 棧 */
printf("start pl0\n");
t = 0;
b = 0;
p = 0;
s[0] = s[1] = s[2] = 0;
do
{
i = code[p]; /* 讀當前指令 */
p++;
switch (i.f)
{
case lit: /* 將a的值取到棧頂 */
s[t] = i.a;
t++;
break;
case opr: /* 數學、邏輯運算 */
switch (i.a)
{
case 0:
t = b;
p = s[t+2];
b = s[t+1];
break;
case 1:
s[t-1] = -s[t-1];
break;
case 2:
t--;
s[t-1] = s[t-1]+s[t];
break;
case 3:
t--;
s[t-1] = s[t-1]-s[t];
break;
case 4:
t--;
s[t-1] = s[t-1]*s[t];
break;
case 5:
t--;
s[t-1] = s[t-1]/s[t];
break;
case 6:
s[t-1] = s[t-1]%2;
break;
case 7: //返回參數彈出
t--;
break;
case 8:
t--;
s[t-1] = (s[t-1] == s[t]);
break;
case 9:
t--;
s[t-1] = (s[t-1] != s[t]);
break;
case 10:
t--;
s[t-1] = (s[t-1] < s[t]);
break;
case 11:
t--;
s[t-1] = (s[t-1] >= s[t]);
break;
case 12:
t--;
s[t-1] = (s[t-1] > s[t]);
break;
case 13:
t--;
s[t-1] = (s[t-1] <= s[t]);
break;
case 14:
printf("%d", s[t-1]);
fprintf(fa2, "%d", s[t-1]);
t--;
break;
case 15:
printf("\n");
fprintf(fa2,"\n");
break;
case 16:
printf("?");
fprintf(fa2, "?");
scanf("%d", &(s[t]));
fprintf(fa2, "%d\n", s[t]);
t++;
break;
}
break;
case lod: /* 取相對當前過程的數據基地址爲a的內存的值到棧頂 */
s[t] = s[base(i.l,s,b)+i.a];
t++;
break;
case sto: /* 棧頂的值存到相對當前過程的數據基地址爲a的內存 */
t--;
s[base(i.l, s, b) + i.a] = s[t];
break;
case cal: /* 調用子過程 */
s[t] = base(i.l, s, b); // 將父過程基地址入棧
s[t+1] = b; // 將本過程基地址入棧，此兩項用於base函數
s[t+2] = p; //將當前指令指針入棧
int w=0;
for( w=0; w<table[i.a].n; w++)
{
s[t+3+w]=s[t-table[i.a].n+w];
}
b = t; // 改變基地址指針值爲新過程的基地址
p = i.a; //跳轉
break;
case inte: /* 分配內存 */
t += i.a;
break;
case jmp: /* 直接跳轉 */
p = i.a;
break;
case jpc: /* 條件跳轉 */
t--;
if (s[t] == 0)
{
p = i.a;
}
break;
}
}
while (p != 0);
}
/* 通過過程基址求上l層過程的基址 */
int base(int l, int* s, int b)
{
int b1;
b1 = b;
while (l > 0)
{
b1 = s[b1];
l--;
}
return b1;
}