实验四 pl0编译器的扩展
一、实验目的和内容
1. 理解语法、语义分析程序为中心的单遍编译程序组织方法；
2. 理解编译程序的基本逻辑过程（词法分析、语法分析、语义分析及目标代码的生成；
3. 理解编译过程中的符号表、内存管理、错误处理的基本方法；
二、扩展要求（每项50分)
修改PL/0编译程序和类P-code解释程序的源代码，以支持对PL/0语言所进行的如下扩充，并调试通过：
1. 给PL/0语言增加带else子句的条件语句
＜条件语句＞::=IF ＜条件＞THEN ＜语句＞[ELSE ＜语句＞]
问题：按照你的修改方式，如下PL/0代码执行后变量x的值是什么？你认为这样的结果是否合理？为什么？
- 增加参数
为函数或过程增加参数，实现传值方式。
PROCEDURE<过程名>(<形式参数表>)；
或
FUNCTION<函数名>(<形式参数表>)；
形式参数表的语法格式和变量声明完全一致。
/*
* 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 /* 关键字个数 */
#define txmax 100 /* 名字表容量 */
#define nmax 14 /* number的最大位数 */
#define al 10 /* 符号的最大长度 */
#define amax 2047 /* 地址上界*/
#define levmax 3 /* 最大允许过程嵌套声明层数 [0, levmax]*/
#define cxmax 500 /* 最多的虚拟机代码数 */
/* 符号 */
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
/* 名字表中的类型 */
enum object {
constant,
variable,
procedur,
parametre,//参数类
};
struct prod //临时记录语法分析时函数参数的个数和名字
{
char id[al+1];
};
struct prod pnow[15];
int prodn=0;
/* 虚拟机代码 */
enum fct {
lit, opr, lod,
sto, cal, inte,
jmp, jpc,
};
#define fctnum 81
/* 虚拟机代码结构 */
struct instruction
{
enum fct f; /* 虚拟机代码指令 */
int l; /* 引用层与声明层的层次差 */
int a; /* 根据f的不同而不同 */
};
FILE* fas; /* 输出名字表 */
FILE* fa; /* 输出虚拟机代码 */
FILE* fa1; /* 输出源文件及其各行对应的首地址 */
FILE* fa2; /* 输出结果 */
bool listswitch; /* 显示虚拟机代码与否 */
bool tableswitch; /* 显示名字表与否 */
char ch; /* 获取字符的缓冲区，getch 使用 */
enum symbol sym; /* 当前的符号 */
char id[al+1]; /* 当前ident, 多出的一个字节用于存放0 */
int num; /* 当前number */
int cc, ll; /* getch使用的计数器，cc表示当前字符(ch)的位置 */
int cx; /* 虚拟机代码指针, 取值范围[0, cxmax-1]*/
char line[81]; /* 读取行缓冲区 */
char a[al+1]; /* 临时符号, 多出的一个字节用于存放0 */
struct instruction code[cxmax]; /* 存放虚拟机代码的数组 */
char word[norw][al]; /* 保留字 */
enum symbol wsym[norw]; /* 保留字对应的符号值 */
enum symbol ssym[256]; /* 单字符的符号值 */
char mnemonic[fctnum][5]; /* 虚拟机代码指令名称 */
bool declbegsys[symnum]; /* 表示声明开始的符号集合 */
bool statbegsys[symnum]; /* 表示语句开始的符号集合 */
bool facbegsys[symnum]; /* 表示因子开始的符号集合 */
/* 名字表结构 */
struct tablestruct
{
char name[al]; /* 名字 */
enum object kind; /* 类型：const, var, array or procedure */
int val; /* 数值，仅const使用 */
int level; /* 所处层，仅const不使用 */
int adr; /* 地址，仅const不使用 */
int size; /* 需要分配的数据区空间, 仅procedure使用 */
int n; /*参数个数*/
};
struct tablestruct table[txmax]; /* 名字表 */
FILE* fin;
FILE* fout;
char fname[al];
int err; /* 错误计数器 */
/* 当函数中会发生fatal error时，返回-1告知调用它的函数，最终退出程序 */
#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：
* 运行后输入PL/0源程序文件?
* 回答是否输出虚拟机代码
* 回答是否输出名字表
* fa.tmp输出虚拟机代码
* fa1.tmp输出源文件及其各行对应的首地址
* fa2.tmp输出结?
* fas.tmp输出名字表
*/
#include <stdio.h>
#include "pl0.h"
#include "string.h"
/* 解释执行时使用的栈 */
#define stacksize 500
int main()
{
bool nxtlev[symnum];
printf("Input pl/0 file? ");
scanf("%s", fname); /* 输入文件名 */
fin = fopen(fname, "r");
if (fin)
{
printf("List object code?(Y/N)"); /* 是否输出虚拟机代码 */
scanf("%s", fname);
listswitch = (fname[0]=='y' || fname[0]=='Y');
printf("List symbol table?(Y/N)"); /* 是否输出名字表 */
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)) /* 调用编译程序 */
{
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(); /* 调用解释执行程序 */
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;
/* 设置单字符符号 */
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;
/* 设置保留字名字,按照字母顺序，便于折半查找 */
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");
/* 设置保留字符号 */
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;
/* 设置指令名称 */
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");
/* 设置符号集 */
for (i=0; i<symnum; i++)
{
declbegsys[i] = false;
statbegsys[i] = false;
facbegsys[i] = false;
}
/* 设置声明开始符号集 */
declbegsys[constsym] = true;
declbegsys[varsym] = true;
declbegsys[procsym] = true;
/* 设置语句开始符号集 */
statbegsys[beginsym] = true;
statbegsys[callsym] = true;
statbegsys[ifsym] = true;
statbegsys[whilesym] = true;
/* 设置因子开始符号集 */
facbegsys[ident] = true;
facbegsys[number] = true;
facbegsys[lparen] = true;
}
/*
* 用数组实现集合的集合运算
*/
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;
}
/*
* 出错处理，打印出错位置和错误编码
*/
void error(int n)
{
char space[81];
memset(space,32,81);
space[cc-1]=0; //出错时当前符号已经读完，所以cc-1
printf("****%s!%d\n", space, n);
fprintf(fa1,"****%s!%d\n", space, n);
err++;
}
/*
* 漏掉空格，读取一个字符。
*
* 每次读一行，存入line缓冲区，line被getsym取空后再读一行
*
* 被函数getsym调用。
*/
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;
}
/*
* 词法分析，获取一个符号
*/
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、换行、回车和TAB */
{
getchdo;
}
if (ch>='a' && ch<='z')
{
/* 名字或保留字以a..z开头 */
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 /* 搜索当前符号是否为保留字 */
{
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; /* 搜索失败则，是名字或数字 */
}
}
else
{
if (ch>='0' && ch<='9')
{
/* 检测是否为数字：以0..9开头 */
k = 0;
num = 0;
sym = number;
do
{
num = 10*num + ch - '0';
k++;
getchdo;
}
while (ch>='0' && ch<='9'); /* 获取数字的值 */
k--;
if (k > nmax)
{
error(30);
}
}
else
{
if (ch == ':') /* 检测赋值符号 */
{
getchdo;
if (ch == '=')
{
sym = becomes;
getchdo;
}
else
{
sym = nul; /* 不能识别的符号 */
}
}
else
{
if (ch == '<') /* 检测小于或小于等于符号 */
{
getchdo;
if (ch == '=')
{
sym = leq;
getchdo;
}
else
{
sym = lss;
}
}
else
{
if (ch=='>') /* 检测大于或大于等于符号 */
{
getchdo;
if (ch == '=')
{
sym = geq;
getchdo;
}
else
{
sym = gtr;
}
}
else
{
sym = ssym[ch]; /* 当符号不满足上述条件时，全部按照单字符符号处理 */
//getchdo;
//richard
if (sym != period)
{
getchdo;
}
//end richard
}
}
}
}
}
return 0;
}
/*
* 生成虚拟机代码
*
* 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"); /* 程序过长 */
return -1;
}
code[cx].f = x;
code[cx].l = y;
code[cx].a = z;
cx++;
return 0;
}
/*
* 测试当前符号是否合法
*
* 在某一部分（如一条语句，一个表达式）将要结束时时我们希望下一个符号属于某集?
* （该部分的后跟符号），test负责这项检测，并且负责当检测不通过时的补救措施，
* 程序在需要检测时指定当前需要的符号集合和补救用的集合（如之前未完成部分的后跟
* 符号），以及检测不通过时的错误号。
*
* s1: 我们需要的符号
* s2: 如果不是我们需要的，则需要一个补救用的集?
* n: 错误号
*/
int test(bool* s1, bool* s2, int n)
{
if (!inset(sym, s1))
{
error(n);
/* 当检测不通过时，不停获取符号，直到它属于需要的集合或补救的集合 */
while ((!inset(sym,s1)) && (!inset(sym,s2)))
{
getsymdo;
}
}
return 0;
}
/*
* 编译程序主?
*
* lev: 当前分程序所在层
* tx: 名字表当前尾指针
* fsys: 当前模块后跟符号集?
*/
int block(int lev, int tx, bool* fsys)
{
int i;
int dx; /* 名字分配到的相对地址 */
int tx0; /* 保留初始tx */
int cx0; /* 保留初始cx */
bool nxtlev[symnum]; /* 在下级函数的参数中，符号集合均为值参，但由于使用数组实现，
传递进来的是指针，为防止下级函数改变上级函数的集合，开辟新的空?
传递给下级函数*/
dx = 3;
tx0 = tx; /* 记录本层名字的初始位置 */
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) /* 收到常量声明符号，开始处理常量声明 */
{
getsymdo;
/* the original do...while(sym == ident) is problematic, thanks to calculous */
/* do { */
constdeclarationdo(&tx, lev, &dx); /* dx的值会被constdeclaration改变，使用指针 */
while (sym == comma)
{
getsymdo;
constdeclarationdo(&tx, lev, &dx);
}
if (sym == semicolon)
{
getsymdo;
}
else
{
error(5); /*漏掉了逗号或者分号*/
}
/* } while (sym == ident); */
}
if (sym == varsym) /* 收到变量声明符号，开始处理变量声明 */
{
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) /* 收到过程声明符号，开始处理过程声明 */
{
getsymdo;
prodn=0;
if (sym == ident)
{
enter(procedur, &tx, lev, &dx); /* 记录过程名字 */
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后应为标识符 */
}
getsymdo;
if (sym == semicolon)
{
getsymdo;
}
else
{
error(5); /* 漏掉了分号 */
}
//getsymdo;
memcpy(nxtlev, fsys, sizeof(bool)*symnum);
nxtlev[semicolon] = true;
if (-1 == block(lev+1, tx, nxtlev))
{
return -1; /* 递归调用 */
}
if(sym == semicolon)
{
getsymdo;
memcpy(nxtlev, statbegsys, sizeof(bool)*symnum);
nxtlev[ident] = true;
nxtlev[procsym] = true;
testdo(nxtlev, fsys, 6);
}
else
{
error(5); /* 漏掉了分号 */
}
}
memcpy(nxtlev, statbegsys, sizeof(bool)*symnum);
nxtlev[ident] = true;
nxtlev[period] = true;
testdo(nxtlev, declbegsys, 7);
}
while (inset(sym, declbegsys)); /* 直到没有声明符号 */
code[table[tx0].adr].a = cx; /* 开始生成当前过程代码 */
table[tx0].adr = cx; /* 当前过程代码地址 */
table[tx0].size = dx; /* 声明部分中每增加一条声明都会给dx增加1，声明部分已经结束，dx就是当前过程数据的size */
cx0 = cx;
gendo(inte, 0, dx); /* 生成分配内存代码 */
if (tableswitch) /* 输出名字表 */
{
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");
}
/* 语句后跟符号为分号或end */
memcpy(nxtlev, fsys, sizeof(bool)*symnum); /* 每个后跟符号集和都包含上层后跟符号集和，以便补救 */
nxtlev[semicolon] = true;
nxtlev[endsym] = true;
statementdo(nxtlev, &tx, lev);
gendo(opr, 0, 0); /* 每个过程出口都要使用的释放数据段指令 */
memset(nxtlev, 0, sizeof(bool)*symnum); /*分程序没有补救集合 */
testdo(fsys, nxtlev, 8); /* 检测后跟符号正确性 */
listcode(cx0); /* 输出代码 */
return 0;
}
/*
* 在名字表中加入一项
*
* k: 名字种类const,var or procedure
* ptx: 名字表尾指针的指针，为了可以改变名字表尾指针的值
* lev: 名字所在的层次,，以后所有的lev都是这样
* pdx: dx为当前应分配的变量的相对地址，分配后要增加1
*/
void enter(enum object k, int* ptx, int lev, int* pdx)
{
(*ptx)++;
strcpy(table[(*ptx)].name, id); /* 全局变量id中已存有当前名字的名字 */
table[(*ptx)].kind = k;
switch (k)
{
case constant: /* 常量名字 */
if (num > amax)
{
error(31); /* 数越界 */
num = 0;
}
table[(*ptx)].val = num;
break;
case variable: /* 变量名字 */
table[(*ptx)].level = lev;
table[(*ptx)].adr = (*pdx);
(*pdx)++;
break;
case procedur: /* 过程名字 */
table[(*ptx)].level = lev;
break;
}
}
/*
* 查找名字的位置.
* 找到则返回在名字表中的位置,否则返回0.
*
* idt: 要查找的名字
* tx: 当前名字表尾指针
*/
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;
}
/*
* 常量声明处理
*/
int constdeclaration(int* ptx, int lev, int* pdx)
{
if (sym == ident)
{
getsymdo;
if (sym==eql || sym==becomes)
{
if (sym == becomes)
{
error(1); /* 把=写成了:= */
}
getsymdo;
if (sym == number)
{
enter(constant, ptx, lev, pdx);
getsymdo;
}
else
{
error(2); /* 常量说明=后应是数字 */
}
}
else
{
error(3); /* 常量说明标识后应是= */
}
}
else
{
error(4); /* const后应是标识 */
}
return 0;
}
/*
* 变量声明处理
*/
int vardeclaration(int* ptx,int lev,int* pdx)
{
if (sym == ident)
{
enter(variable, ptx, lev, pdx); // 填写名字表
getsymdo;
}
else
{
error(4); /* var后应是标识 */
}
return 0;
}
/*
* 输出目标代码清单
*/
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);
}
}
}
/*
* 语句处理
*/
int statement(bool* fsys, int* ptx, int lev)
{
int i, cx1, cx2;
bool nxtlev[symnum];
if (sym == ident) /* 准备按照赋值语句处理 */
{
i = position(id, *ptx);
if (i == 0)
{
error(11); /* 变量未找到 */
}
else
{
if(table[i].kind != variable)
{
error(12); /* 赋值语句格式错误 */
i = 0;
}
else
{
getsymdo;
if(sym == becomes)
{
getsymdo;
}
else
{
error(13); /* 没有检测到赋值符号 */
}
memcpy(nxtlev, fsys, sizeof(bool)*symnum);
expressiondo(nxtlev, ptx, lev); /* 处理赋值符号右侧表达式 */
if(i != 0)
{
/* expression将执行一系列指令，但最终结果将会保存在栈顶，执行sto命令完成赋值 */
gendo(sto, lev-table[i].level, table[i].adr);
}
}
}//if (i == 0)
}
else
{
if (sym == readsym) /* 准备按照read语句处理 */
{
getsymdo;
if (sym != lparen)
{
error(34); /* 格式错误，应是左括号 */
}
else
{
do
{
getsymdo;
if (sym == ident)
{
i = position(id, *ptx); /* 查找要读的变量 */
}
else
{
i=0;
}
if (i == 0)
{
error(35); /* read()中应是声明过的变量名 */
}
else if (table[i].kind != variable)
{
error(32); /* read()参数表的标识符不是变量, thanks to amd */
}
else
{
gendo(opr, 0, 16); /* 生成输入指令，读取值到栈顶 */
gendo(sto, lev-table[i].level, table[i].adr); /* 储存到变量 */
}
getsymdo;
}
while (sym == comma); /* 一条read语句可读多个变量 */
}
if(sym != rparen)
{
error(33); /* 格式错误，应是右括号 */
while (!inset(sym, fsys)) /* 出错补救，直到收到上层函数的后跟符号 */
{
getsymdo;
}
}
else
{
getsymdo;
}
}
else
{
if (sym == writesym) /* 准备按照write语句处理，与read类似 */
{
getsymdo;
if (sym == lparen)
{
do
{
getsymdo;
memcpy(nxtlev, fsys, sizeof(bool)*symnum);
nxtlev[rparen] = true;
nxtlev[comma] = true; /* write的后跟符号为) or , */
expressiondo(nxtlev, ptx, lev); /* 调用表达式处理，此处与read不同，read为给变量赋值 */
gendo(opr, 0, 14); /* 生成输出指令，输出栈顶的值 */
}
while (sym == comma);
if (sym != rparen)
{
error(33); /* write()中应为完整表达式 */
}
else
{
getsymdo;
}
}
gendo(opr, 0, 15); /* 输出换行 */
}
else
{
if (sym == callsym) /* 准备按照call语句处理 */
{
int k=0;
getsymdo;
if (sym != ident)
{
error(14); /* call后应为标识符 */
}
else
{
i = position(id, *ptx);
if (i == 0)
{
error(11); /* 过程未找到 */
}
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("参数个数不对");
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后标识符应为过程
}
}
}
}
else
{
if (sym == ifsym) /* 准备按照if语句处理 */
{
getsymdo;
memcpy(nxtlev, fsys, sizeof(bool)*symnum);
nxtlev[thensym] = true;
nxtlev[dosym] = true; /* 后跟符号为then或do */
conditiondo(nxtlev, ptx, lev); /* 调用条件处理（逻辑运算）函数 */
if (sym == thensym)
{
getsymdo;
}
else
{
error(16); /* 缺少then */
}
cx1 = cx; /* 保存当前指令地址 */
gendo(jpc, 0, 0); /* 生成条件跳转指令，跳转地址未知，暂时写0 */
statementdo(fsys, ptx, lev); /* 处理then后的语句 */
cx2=cx;
gendo(jmp,0,0);
//code[cx1].a=cx;
if(sym==elsesym)
{
getsymdo;
//cx1=cx;
code[cx1].a=cx;//出现else则可回填if的假链
statementdo(fsys,ptx,lev);//处理else后的语句，处理完则cx也会改变
code[cx2].a=cx;//回填else的跳转地址
}//add-end
else
{
code[cx1].a = cx; //经statement处理后，cx为then后语句执行完的位置，它正是前面未定的跳转地址
code[cx2].a = cx;
}
}
else
{
if (sym == beginsym) /* 准备按照复合语句处理 */
{
getsymdo;
memcpy(nxtlev, fsys, sizeof(bool)*symnum);
nxtlev[semicolon] = true;
nxtlev[endsym] = true; /* 后跟符号为分号或end */
/* 循环调用语句处理函数，直到下一个符号不是语句开始符号或收到end */
statementdo(nxtlev, ptx, lev);
while (inset(sym, statbegsys) || sym==semicolon)
{
if (sym == semicolon)
{
getsymdo;
}
else
{
error(10); /* 缺少分号 */
}
statementdo(nxtlev, ptx, lev);
}
if(sym == endsym)
{
getsymdo;
}
else
{
error(17); /* 缺少end或分号 */
}
}
else
{
if (sym == whilesym) /* 准备按照while语句处理 */
{
cx1 = cx; /* 保存判断条件操作的位置 */
getsymdo;
memcpy(nxtlev, fsys, sizeof(bool)*symnum);
nxtlev[dosym] = true; /* 后跟符号为do */
conditiondo(nxtlev, ptx, lev); /* 调用条件处理 */
cx2 = cx; /* 保存循环体的结束的下一个位置 */
gendo(jpc, 0, 0); /* 生成条件跳转，但跳出循环的地址未知 */
if (sym == dosym)
{
getsymdo;
}
else
{
error(18); /* 缺少do */
}
statementdo(fsys, ptx, lev); /* 循环体 */
gendo(jmp, 0, cx1); /* 回头重新判断条件 */
code[cx2].a = cx; /* 反填跳出循环的地址，与if类似 */
}
else
{
memset(nxtlev, 0, sizeof(bool)*symnum); /* 语句结束无补救集合 */
testdo(fsys, nxtlev, 19); /* 检测语句结束的正确性 */
}
}
}
}
}
}
}
return 0;
}
/*
* 表达式处理
*/
int expression(bool* fsys, int* ptx, int lev)
{
enum symbol addop; /* 用于保存正负号 */
bool nxtlev[symnum];
if(sym==plus || sym==minus) /* 开头的正负号，此时当前表达式被看作一个正的或负的项 */
{
addop = sym; /* 保存开头的正负号 */
getsymdo;
memcpy(nxtlev, fsys, sizeof(bool)*symnum);
nxtlev[plus] = true;
nxtlev[minus] = true;
termdo(nxtlev, ptx, lev); /* 处理项 */
if (addop == minus)
{
gendo(opr,0,1); /* 如果开头为负号生成取负指令 */
}
}
else /* 此时表达式被看作项的加减 */
{
memcpy(nxtlev, fsys, sizeof(bool)*symnum);
nxtlev[plus] = true;
nxtlev[minus] = true;
termdo(nxtlev, ptx, lev); /* 处理项 */
}
while (sym==plus || sym==minus)
{
addop = sym;
getsymdo;
memcpy(nxtlev, fsys, sizeof(bool)*symnum);
nxtlev[plus] = true;
nxtlev[minus] = true;
termdo(nxtlev, ptx, lev); /* 处理项 */
if (addop == plus)
{
gendo(opr, 0, 2); /* 生成加法指令 */
}
else
{
gendo(opr, 0, 3); /* 生成减法指令 */
}
}
return 0;
}
/*
* 项处理
*/
int term(bool* fsys, int* ptx, int lev)
{
enum symbol mulop; /* 用于保存乘除法符号 */
bool nxtlev[symnum];
memcpy(nxtlev, fsys, sizeof(bool)*symnum);
nxtlev[times] = true;
nxtlev[slash] = true;
factordo(nxtlev, ptx, lev); /* 处理因子 */
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;
}
/*
* 因子处理
*/
int factor(bool* fsys, int* ptx, int lev)
{
int i;
bool nxtlev[symnum];
testdo(facbegsys, fsys, 24); /* 检测因子的开始符号 */
/* while(inset(sym, facbegsys)) */ /* 循环直到不是因子开始符号 */
if(inset(sym,facbegsys)) /* BUG: 原来的方法var1(var2+var3)会被错误识别为因子 */
{
if(sym == ident) /* 因子为常量或变量 */
{
i = position(id, *ptx); /* 查找名字 */
if (i == 0)
{
error(11); /* 标识符未声明 */
}
else
{
switch (table[i].kind)
{
case constant: /* 名字为常量 */
gendo(lit, 0, table[i].val); /* 直接把常量的值入栈 */
break;
case variable: /* 名字为变量 */
gendo(lod, lev-table[i].level, table[i].adr); /* 找到变量地址并将其值入栈 */
break;
case procedur: /* 名字为过程 */
error(21); /* 不能为过程 */
break;
}
}
getsymdo;
}
else
{
if(sym == number) /* 因子为数 */
{
if (num > amax)
{
error(31);
num = 0;
}
gendo(lit, 0, num);
getsymdo;
}
else
{
if (sym == lparen) /* 因子为表达式 */
{
getsymdo;
memcpy(nxtlev, fsys, sizeof(bool)*symnum);
nxtlev[rparen] = true;
expressiondo(nxtlev, ptx, lev);
if (sym == rparen)
{
getsymdo;
}
else
{
error(22); /* 缺少右括号 */
}
}
testdo(fsys, facbegsys, 23); /* 因子后有非法符号 */
}
}
}
return 0;
}
/*
* 条件处理
*/
int condition(bool* fsys, int* ptx, int lev)
{
enum symbol relop;
bool nxtlev[symnum];
if(sym == oddsym) /* 准备按照odd运算处理 */
{
getsymdo;
expressiondo(fsys, ptx, lev);
gendo(opr, 0, 6); /* 生成odd指令 */
}
else
{
/* 逻辑表达式处理 */
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;
}
/*
* 解释程序
*/
void interpret()
{
int p, b, t; /* 指令指针，指令基址，栈顶指针 */
struct instruction i; /* 存放当前指令 */
int s[stacksize]; /* 栈 */
printf("start pl0\n");
t = 0;
b = 0;
p = 0;
s[0] = s[1] = s[2] = 0;
do
{
i = code[p]; /* 读当前指令 */
p++;
switch (i.f)
{
case lit: /* 将a的值取到栈顶 */
s[t] = i.a;
t++;
break;
case opr: /* 数学、逻辑运算 */
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: //返回参数弹出
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: /* 取相对当前过程的数据基地址为a的内存的值到栈顶 */
s[t] = s[base(i.l,s,b)+i.a];
t++;
break;
case sto: /* 栈顶的值存到相对当前过程的数据基地址为a的内存 */
t--;
s[base(i.l, s, b) + i.a] = s[t];
break;
case cal: /* 调用子过程 */
s[t] = base(i.l, s, b); // 将父过程基地址入栈
s[t+1] = b; // 将本过程基地址入栈，此两项用于base函数
s[t+2] = p; //将当前指令指针入栈
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; // 改变基地址指针值为新过程的基地址
p = i.a; //跳转
break;
case inte: /* 分配内存 */
t += i.a;
break;
case jmp: /* 直接跳转 */
p = i.a;
break;
case jpc: /* 条件跳转 */
t--;
if (s[t] == 0)
{
p = i.a;
}
break;
}
}
while (p != 0);
}
/* 通过过程基址求上l层过程的基址 */
int base(int l, int* s, int b)
{
int b1;
b1 = b;
while (l > 0)
{
b1 = s[b1];
l--;
}
return b1;
}