Брайан Керниган - UNIX — универсальная среда программирования

pc = *((Inst**)(savepc+1)); /* next stmt */

}

execute(p)

Inst *p;

{

for (pc = p; *pc != STOP && !returning; )

(*((++pc)[-1]))();

}

Аргументы выбираются для получения значения или присваивания с помощью функции getarg, которая следит за сбалансированностью стека:

double *getarg() /* return pointer to argument */

{

int nargs = (int)*pc++;

if (nargs > fp->nargs)

execerror(fp->sp->name, "not enough arguments");

return &fp->argn[nargs - fp->nargs].val;

}

arg() /* push argument onto stack */

{

Datum d;

d.val = *getarg();

push(d);

}

argassign() /* store top of stack in argument */

{

Datum d;

d = pop();

push(d); /* leave value on stack */

*getarg() = d.val;

}

Функции prstrи prexprпечатают строки и числа:

prstr() /* print string value */

{

printf("%s", (char*)*pc++);

}

prexpr() /* print numeric value */

{

Datum d;

d = pop();

printf("%.8g d.val);

}

Функция varreadчитает переменные. Она возвращает 0 при обнаружении конца файла и 1 — в противном случае, а также устанавливает значение указанной переменной:

varread() /* read into variable */

{

Datum d;

extern FILE *fin;

Symbol *var = (Symbol*)*pc++;

Again:

switch (fscanf(fin, "%lf", &var->u.val)) {

case EOF:

if (moreinput())

goto Again;

d.val = var->u.val = 0.0;

break;

case 0:

execerror("non-number read into", var->name);

break;

default:

d.val = 1.0;

break;

}

var->type = VAR;

push(d);

}

Обнаружив конец файла для текущего входного потока, функция varreadобратится к moreinput, которая откроет следующий файл, заданный в качестве аргумента (если он есть). В функции moreinputобработка входной информации имеет некоторые нюансы, здесь не рассматриваемые; речь о них идет в приложении 3.

Итак, мы завершили разработку программы hoc. Для сравнения приведем число непустых строк в каждой версии:

hoc159

hoc294

hoc3248 (для версии с lex229)

hoc4396

hoc5574

hoc6809

Конечно, эти значения были вычислены программным способом: $

sed '/$/d' `pick *.[chyl]` | wc -l

Безусловно, развитие языка может быть продолжено, и вам предоставляется такая возможность в приведенных ниже упражнениях.

Измените hoc6так, чтобы можно было использовать поименованные формальные параметры в подпрограммах вместо $1и т.д.

Сейчас все переменные глобальны, за исключением параметров. Уже есть большая часть механизма для введения локальных переменных, хранимых в стеке. Одно из решений заключается во введении описания auto, которое резервирует место в стеке для перечисленных переменных; не перечисленные переменные считаются глобальными. Кроме того, придется расширить таблицу имен так, чтобы поиск в ней осуществлялся вначале для локальных, а затем для глобальных переменных. Как это связано с поименованными аргументами?

Как бы вы ввели массивы в язык hoc? Как следует передавать их функциям и процедурам? Как возвращать их?

Обобщите работу со строками так, чтобы переменные могли хранить строки, а не только числа. Какие операции потребуются для этого? Самая трудная часть управление памятью добейтесь динамичного хранения строк: память должна освобождаться, когда строки перестают быть нужными. В качестве промежуточного шага добавьте более развитые форматы печати, например, обеспечьте возможность использования некоторых форм стандартной Си функции printf.

Мы сравнивали hocс другими программами-калькуляторами UNIX, чтобы приблизительно оценить, насколько хорошо он работает. К таблице, представленной ниже (табл. 8.1), можно, конечно, отнестись скептически, но она показывает "разумность" нашей реализации. Все приведенные в ней величины даны в секундах. Работа велась на PDP-11/70. Было выполнено два теста. Первый, вычисление функции Аккерманна ack(3,3), — хороший тест для отработки механизма вызова функций. Здесь происходят 2432 вызова, причем некоторые из них достаточно глубоко вложены.

func ack() {

if ($1 == 0) return ($2+1)

if($2 == 0) return (ack($1 - 1, 1))

return (ack($1 - 1, ack($1, $2 - 1)))

}

ack(3,3)

Второй тест — стократное вычисление чисел Фибоначчи со значениями, меньшими 1000. В этом случае выполнялись в основном арифметические операции с периодическим вызовом функций:

proc fib() {

a = 0

b = 1

while (b < $1) {

с = b

b = a+b

a = c

}

}

i = 1

while (i < 100) {

fib(1000)

i = i + 1

}

Тест выполнялся на четырех языках: hoc, bc(1), bas(древний диалект Бейсика, который существует только на PDP-11) и Си (использовался тип PDP-11 для всех переменных) .

Числа, приведенные в табл. 8.1, являются суммой пользовательского и системного времени процессора и вычислены с помощью функции time.

Таблица 8.1: Время работы на PDP-11/70 (в секундах)

Можно также приспособить Си программу для определения количества времени, используемого каждой функцией. Программу нужно перетранслировать в режиме профилирования, введя флаг -pв каждой единице трансляции Си и при режиме загрузки. Если изменить файл makefileдля чтения:

hoc6: $(OBJS)

сс $(CFLAGS) $(OBJS) -lm -о hoc6

чтобы команда ссзадействовала переменную CFLAGS, а затем задать

$ make clean; make CFLAGS=-p

то результирующая программа будет выполняться с профилированием. После выполнения программы остается файл mon.out, который интерпретируется программой профилировщиком prof.

Для иллюстрации изложенного мы протестировали hoc6на приведенной выше программе Фибоначчи:

$ hoc6 Запуск теста

$ prof hoc6 | sed 15qАнализ

name %time cumsec #call ms/call

_pop 15.6 0.85 32182 0.03

_push 14.3 1.63 32182 0.02

mcount 11.3 2.25

csv 10.1 2.80

cret 8.8 3.28

_assign 8.2 3.73 5050 0.09

_eval 8.2 4.18 8218 0.05

_execute 6.0 4.51 3567 0.09

_varpush 5.9 4.83 13268 0.02

_lt 2.7 4.98 1783 0.08

_constpu 2.0 5.09 497 0.22

_add 1.7 5.18 1683 0.05

_getarg 1.5 5.26 1683 0.05

_yyparse 0.6 5.30 3 11.11

$

Результаты, полученные с помощью профилировщика, также подвержены случайным вариациям, как и те, что получены с помощью функции time, поэтому их следует считать лишь указанием настоящих значений, а не принимать за абсолютную истину. Тем не менее при необходимости приведенные значения могут помочь повысить быстродействие программы hoc. Приблизительно третья часть времени тратится на запись и чтение из стека. Накладные расходы еще более возрастут, если мы будем учитывать время выполнения функций связи csvи cretмежду программами Си (функция mcountпредставляет собой часть программы с профилированием, полученную с помощью команды ее -р.). Замена вызовов функций на макрообращения даст заметную разницу во времени выполнения.