Давайте создадим компилятор! - Джек Креншоу

В любом случае мы теперь готовы рассмотреть код для Relation. Он показан ниже с сопровождающими процедурами:

{–}

{ Recognize and Translate a Relational «Equals» }

procedure Equals;

begin

Match('=');

Expression;

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

EmitLn('SEQ D0');

end;

{–}

{ Recognize and Translate a Relational «Not Equals» }

procedure NotEquals;

begin

Match('#');

Expression;

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

EmitLn('SNE D0');

end;

{–}

{ Recognize and Translate a Relational «Less Than» }

procedure Less;

begin

Match('<');

Expression;

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

EmitLn('SGE D0');

end;

{–}

{ Recognize and Translate a Relational «Greater Than» }

procedure Greater;

begin

Match('>');

Expression;

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

EmitLn('SLE D0');

end;

{–}

{ Parse and Translate a Relation }

procedure Relation;

begin

Expression;

if IsRelop(Look) then begin

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

case Look of

'=': Equals;

'#': NotEquals;

'<': Less;

'>': Greater;

end;

EmitLn('TST D0');

end;

end;

{–}

Теперь этот вызов Expression выглядит знакомым! Вот где редактор вашей системы оказывается полезным. Мы уже генерировали код для Expression и его близнецов на предыдущих уроках. Теперь вы можете скопировать их в ваш файл. Не забудьте использовать односимвольную версию. Просто чтобы быть уверенным, я продублировал арифметические процедуры ниже. Если вы наблюдательны, вы также увидите, что я их немного изменил чтобы привести в соответствие с последней версией синтаксиса. Эти изменения не являются необходимыми, так что вы можете предпочесть оставить все как есть до тех пор, пока не будете уверены, что все работает.

{–}

{ Parse and Translate an Identifier }

procedure Ident;

var Name: char;

begin

Name:= GetName;

if Look = '(' then begin

Match('(');

Match(')');

EmitLn('BSR ' + Name);

end

else

EmitLn('MOVE ' + Name + '(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

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

end;

{–}

{ Parse and Translate the First Math Factor }

procedure SignedFactor;

begin

if Look = '+' then

GetChar;

if Look = '-' then begin

GetChar;

if IsDigit(Look) then

EmitLn('MOVE #-' + GetNum + ',D0')

else begin

Factor;

EmitLn('NEG D0');

end;

end

else Factor;

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;

{–}

{ Parse and Translate a Math Term }

procedure Term;

begin

SignedFactor;

while Look in ['*', '/'] do begin

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

case Look of

'*': Multiply;

'/': Divide;

end;

end;

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

Term;

while IsAddop(Look) do begin

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

case Look of

'+': Add;

'-': Subtract;

end;

end;

end;

{–}

Теперь вы получили что-то... синтаксический анализатор, который может обрабатывать и арифметику и булеву алгебру и их комбинации через использование операторов отношений. Я советую вам сохранить копию этого синтаксического анализатора в безопасном месте для будущих обращений, потому что на нашем следующем шаге мы собираемся разделить его.

Объединение с управляющими конструкциями

Сейчас давайте возвратимся назад к файлу который мы создали ранее и который выполняет синтаксический анализ управляющих конструкций. Помните небольшие фиктивные процедуры Condition и Expression? Теперь вы знаете, что в них должно находиться!

Я предупреждаю вас, вы собираетесь сделать некоторые творческие изменения, поэтому потратьте ваше время и сделайте это правильно. Вы должны скопировать все процедуры из анализатора логики от Ident до BoolExpression в синтаксический анализатор управляющих конструкций. Вставьте их в текущей позиции Condition. Затем удалите эту процедуру, так же как и фиктивную Expression. Затем замените каждый вызов Condition на обращение к BoolExpression. Наконец скопируйте процедуры IsMulop, IsOrOp, IsRelop, IsBoolean, и GetBoolean на место. Этого достаточно.

Откомпилируйте полученную программу и протестируйте ее. Так как мы не использовали эту программу некоторое время, не забудьте, что мы использовали односимвольные токены для IF, WHILE и т.д. Также не забудьте, что любая буква, не являющаяся ключевым словом, просто отображается на экране как блок.

Попробуйте:

ia=bxlye

что означает «IF a=b X ELSE Y ENDIF».

Что вы думаете? Работает? Попробуйте что-нибудь еще.

Добавление присваиваний

Раз у нас уже есть подпрограммы для выражений, мы могли бы также заменить «блоки» настоящими операциями присваивания. Мы уже делали это прежде, поэтому это не будет слишком трудно. Прежде, чем сделать этот шаг, однако, мы должны исправить кое-что еще.

Скоро мы обнаружим, что наши однострочные «программы», которые мы здесь пишем, будут ограничивать наш стиль. В настоящее время у нас нет способа вылечить это, потому что наш компилятор не распознает символы конца строки, возврат каретки (CR) и перевод строки (LF). Поэтому перед продвижением дальше давайте заткнем эту дыру.

Существует пара способов для работы с CR/LF. Один (подход C/Unix) просто рассматривает их как дополнительные символы пробела и игнорирует их. Фактически это не такой плохой подход, но он приводит к странным результатам для нашего анализатора в его текущем состоянии. Если бы он считывал входной поток из исходного файла как любой уважающий себя настоящий компилятор, не было бы никаких проблем. Но мы считываем входной поток с клавиатуры и ожидаем, что должно что-то произойти, когда мы нажимаем клавишу Return. Этого не произойдет, если мы просто перескакиваем CR и LF (попробуйте это). Поэтому я собираюсь использовать здесь другой метод, который в конечном счете не обязательно является лучшим методом. Рассматривайте его как временную замену до тех пор, пока мы не двинемся дальше.

Вместо того, чтобы пропускать CR/LF, мы позволим синтаксическому анализатору двигаться вперед и отлавливать их, затем предоставлять их специальной процедуре, аналогичной SkipWhite, которая пропускает их только в определенных «допустимых» местах.

Вот эта процедура:

{–}

{ Skip a CRLF }

procedure Fin;

begin

if Look = CR then GetChar;

if Look = LF then GetChar;

end;

{–}

Теперь добавьте два вызова Fin в процедуру Block следующим образом:

{–}

{ Recognize and Translate a Statement Block }

procedure Block(L: string);

begin

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

Fin;

case Look of

'i': DoIf(L);

'w': DoWhile;

'p': DoLoop;

'r': DoRepeat;

'f': DoFor;

'd': DoDo;

'b': DoBreak(L);

else Other;

end;

Fin;

end;

end;

{–}

Теперь вы обнаружите, что можете использовать многострочные «программы». Единственное ограничение в том, что вы не можете отделять токены IF или WHILE от их предикатов.

Теперь мы готовы включить операторы присваивания. Просто замените вызов Other в процедуре Block на вызов Assignment и добавьте следующую процедуру, скопированную из одной нашей более ранней программы. Обратите внимание, что сейчас Assignment вызывает BoolExpression, поэтому мы можем присваивать логические переменные.

{–}

{ Parse and Translate an Assignment Statement }

procedure Assignment;

var Name: char;

begin

Name := GetName;

Match('=');

BoolExpression;

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

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

end;

{–}

С этими изменениями у вас теперь должна быть возможность писать сносные, реалистично выглядящие программы, подчиненные только нашему ограничению односимвольными токенами. Первоначально я также намеревался избавить вас и от этого ограничения. Однако, это потребует довольно больших изменений того, что мы сделали к этому моменту. Нам нужен настоящий лексический анализатор и это требует некоторых структурных изменений. Это небольшие изменения, которые потребуют чтобы мы выбросили все, что мы сделали к этому времени... при желании это может быть сделано в действительности с минимальными изменениями. Но необходимо такое желание.

Эта глава и так получилась довольно длинной и она содержит довольно тяжелый материал, поэтому я решил оставить этот шаг до следующего раза, чтобы у вас было немного времени усвоить то, что мы сделали и вы были готовы начать на свежую голову.

В следующей главе, мы построим лексический анализатор и устраним односимвольный барьер раз и навсегда. Мы также напишем наш первый законченный компилятор, основанный на том, что мы сделали на этом уроке. Увидимся.

Лексический анализ

Введение

В последней главе я оставил вас с компилятором который должен почти работать, за исключением того, что мы все еще ограничены односимвольными токенами. Цель этого урока состоит в том, чтобы избавиться от этого ограничения раз и навсегда. Это означает, что мы должны иметь дело с концепцией лексического анализатора (сканера).

Возможно я должен упомянуть, почему нам вообще нужен лексический анализатор... в конце концов до настоящего времени мы были способны хорошо справляться и без него даже когда мы предусмотрели многосимвольные токены.