Джек Креншоу - Давайте создадим компилятор!

{–}

{ Parse and Translate a DO Statement }

procedure Dodo;

var L1, L2: string;

begin

Match('d');

L1 := NewLabel;

L2 := NewLabel;

Expression;

EmitLn('SUBQ #1,D0');

PostLabel(L1);

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

Block(L2);

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

EmitLn('DBRA D0,' + L1);

EmitLn('SUBQ #2,SP');

PostLabel(L2);

EmitLn('ADDQ #2,SP');

end;

{–}

Две дополнительные инструкции SUBQ и ADDQ заботятся о сохранении стека в правильной форме.

К этому моменту мы создали ряд управляющих конструкций... в действительности более богатый набор чем предоставляет почти любой другой язык программирования. И, за исключением цикла FOR, это было довольно легко сделать. Но даже этот цикл был сложен только потому, что сложность заключалась в ассемблере.

Я завершаю на этом урок. Чтобы можно было обернуть наш продукт красной ленточкой, в действительности мы должны иметь настоящие ключевые слова вместо этих игрушечных односимвольных. Вы уже видели, что расширить компилятор для поддержки многосимвольных слов не трудно, но в этом случае возникнут большие различия в представлении нашего входного кода. Я оставлю этот небольшой кусочек для следующей главы. В этой главе мы также рассмотрим логические выражения, так что мы сможем избавиться от фиктивной версии Condition, которую мы здесь использовали. Увидимся.

Для справочных целей привожу полный текст синтаксического анализатора для этого урока:

{–}

program Branch;

{–}

{ Constant Declarations }

const TAB = ^I;

CR = ^M;

{–}

{ Variable Declarations }

var Look : char; { Lookahead Character }

Lcount: integer; { Label Counter }

{–}

{ Read New Character From Input Stream }

procedure GetChar;

begin

Read(Look);

end;

{–}

{ Report an Error }

procedure Error(s: string);

begin

WriteLn;

WriteLn(^G, 'Error: ', s, '.');

end;

{–}

{ Report Error and Halt }

procedure Abort(s: string);

begin

Error(s);

Halt;

end;

{–}

{ Report What Was Expected }

procedure Expected(s: string);

begin

Abort(s + ' Expected');

end;

{–}

{ Match a Specific Input Character }

procedure Match(x: char);

begin

if Look = x then GetChar

else Expected('''' + x + '''');

end;

{–}

{ Recognize an Alpha Character }

function IsAlpha(c: char): boolean;

begin

IsAlpha := UpCase(c) in ['A'..'Z'];

end;

{–}

{ Recognize a Decimal Digit }

function IsDigit(c: char): boolean;

begin

IsDigit := c in ['0'..'9'];

end;

{–}

{ Recognize an Addop }

function IsAddop(c: char): boolean;

begin

IsAddop := c in ['+', '-'];

end;

{–}

{ Recognize White Space }

function IsWhite(c: char): boolean;

begin

IsWhite := c in [' ', TAB];

end;

{–}

{ Skip Over Leading White Space }

procedure SkipWhite;

begin

while IsWhite(Look) do

GetChar;

end;

{–}

{ Get an Identifier }

function GetName: char;

begin

if not IsAlpha(Look) then Expected('Name');

GetName := UpCase(Look);

GetChar;

end;

{–}

{ Get a Number }

function GetNum: char;

begin

if not IsDigit(Look) then Expected('Integer');

GetNum := Look;

GetChar;

end;

{–}

{ Generate a Unique Label }

function NewLabel: string;

var S: string;

begin

Str(LCount, S);

NewLabel := 'L' + S;

Inc(LCount);

end;

{–}

{ Post a Label To Output }

procedure PostLabel(L: string);

begin

WriteLn(L, ':');

end;

{–}

{ Output a String with Tab }

procedure Emit(s: string);

begin

Write(TAB, s);

end;

{–}

{ Output a String with Tab and CRLF }

procedure EmitLn(s: string);

begin

Emit(s);

WriteLn;

end;

{–}

{ Parse and Translate a Boolean Condition }

procedure Condition;

begin

EmitLn('');

end;

{–}

{ Parse and Translate a Math Expression }

procedure Expression;

begin

EmitLn('');

end;

{–}

{ Recognize and Translate an IF Construct }

procedure Block(L: string); Forward;

procedure DoIf(L: string);

var L1, L2: string;

begin

Match('i');

Condition;

L1 := NewLabel;

L2 := L1;

EmitLn('BEQ ' + L1);

Block(L);

if Look = 'l' then begin

Match('l');

L2 := NewLabel;

EmitLn('BRA ' + L2);

PostLabel(L1);

Block(L);

end;

Match('e');

PostLabel(L2);

end;

{–}

{ Parse and Translate a WHILE Statement }

procedure DoWhile;

var L1, L2: string;

begin

Match('w');

L1 := NewLabel;

L2 := NewLabel;

PostLabel(L1);

Condition;

EmitLn('BEQ ' + L2);

Block(L2);

Match('e');

EmitLn('BRA ' + L1);

PostLabel(L2);

end;

{–}

{ Parse and Translate a LOOP Statement }

procedure DoLoop;

var L1, L2: string;

begin

Match('p');

L1 := NewLabel;

L2 := NewLabel;

PostLabel(L1);

Block(L2);

Match('e');

EmitLn('BRA ' + L1);

PostLabel(L2);

end;

{–}

{ Parse and Translate a REPEAT Statement }

procedure DoRepeat;

var L1, L2: string;

begin

Match('r');

L1 := NewLabel;

L2 := NewLabel;

PostLabel(L1);

Block(L2);

Match('u');

Condition;

EmitLn('BEQ ' + L1);

PostLabel(L2);

end;

{–}

{ Parse and Translate a FOR Statement }

procedure DoFor;

var L1, L2: string;

Name: char;

begin

Match('f');

L1 := NewLabel;

L2 := NewLabel;

Name := GetName;

Match('=');

Expression;

EmitLn('SUBQ #1,D0');

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

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

Expression;

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

PostLabel(L1);

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

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

EmitLn('ADDQ #1,D0');

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

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

EmitLn('BGT ' + L2);

Block(L2);

Match('e');

EmitLn('BRA ' + L1);

PostLabel(L2);

EmitLn('ADDQ #2,SP');

end;

{–}

{ Parse and Translate a DO Statement }

procedure Dodo;

var L1, L2: string;

begin

Match('d');

L1 := NewLabel;

L2 := NewLabel;

Expression;

EmitLn('SUBQ #1,D0');

PostLabel(L1);

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

Block(L2);

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

EmitLn('DBRA D0,' + L1);

EmitLn('SUBQ #2,SP');

PostLabel(L2);

EmitLn('ADDQ #2,SP');

end;

{–}

{ Recognize and Translate a BREAK }

procedure DoBreak(L: string);

begin

Match('b');

EmitLn('BRA ' + L);

end;

{–}

{ Recognize and Translate an «Other» }

procedure Other;

begin

EmitLn(GetName);

end;

{–}

{ Recognize and Translate a Statement Block }

procedure Block(L: string);

begin

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

case Look of

'i': DoIf(L);

'w': DoWhile;

'p': DoLoop;

'r': DoRepeat;

'f': DoFor;

'd': DoDo;

'b': DoBreak(L);

else Other;

end;

end;

end;

{–}

{ Parse and Translate a Program }

procedure DoProgram;

begin

Block('');

if Look <> 'e' then Expected('End');

EmitLn('END')

end;

{–}

{ Initialize }

procedure Init;

begin

LCount := 0;

GetChar;

end;

{–}

{ Main Program }

begin

Init;

DoProgram;

end.

{–}

В пятой части этой серии мы рассмотрели управляющие конструкции и разработали подпрограммы синтаксического анализа для трансляции их в объектный код. Мы закончили с хорошим, относительно богатым набором конструкций.

Однако, когда мы оставили синтаксический анализатор, в наших возможностях существовал один большой пробел: мы не обращались к вопросу условия ветвления. Чтобы заполнить пустоту, я представил вам фиктивную подпрограмму анализа Сondition, которая служила только как заменитель настоящей.

Одним из дел, которыми мы займемся на этом уроке, будет заполнение этого пробела посредством расширения Condition до настоящего анализатора/транслятора.

Мы собираемся подойти к этой главе немного по-другому, чем к любой другой. В других главах мы начинали немедленно с экспериментов, используя компилятор Pascal, выстраивая синтаксические анализаторы от самых элементарных начал до их конечных форм, не тратя слишком много времени на предварительное планирование. Это называется кодированием без спецификации и обычно к нему относятся неодобрительно. Раньше мы могли избегать планирования, потому что правила арифметики довольно хорошо установлены... мы знаем, что означает знак "+" без необходимости подробно это обсуждать. То же самое относится к ветвлениям и циклам. Но способы, которыми языки программирования реализуют логику, немного отличаются от языка к языку. Поэтому прежде, чем мы начнем серьезное кодирование, лучше мы сперва примем решение что же мы хотим. И способ сделать это находится на уровне синтаксических правил БНФ (грамматики).