Джек Креншоу - Давайте создадим компилятор!

Эта глава была необычайно трудной для меня. Причина не имеет никакого отношения непосредственно к теме... я знал, о чем хотел рассказать уже какое-то время, и фактически я представил большинство из этого на Software Development '89, в феврале. Больше это имело отношение к подходу. Позвольте мне объяснить.

Когда я впервые начал эту серию, я сказал вам, что мы будем использовать некоторые «приемы» чтобы упростить себе жизнь и позволить нам получить общее представление не вдаваясь слишком подробно в детали. Среди этих приемов была идея рассмотрения отдельных частей компилятора в отдельные моменты времени, т.е. выполнения экспериментов, использующих Cradle как основу. Когда, например, мы исследовали выражения мы работали только с этой частью теории компиляции. Когда мы исследовали управляющие структуры, мы писали различные программы, все еще основанные на Cradle, для выполнения этой части. Мы включили эти понятия в полный язык довольно недавно. Эти методы служили нам действительно очень хорошо и привели нас к разработке компилятора для TINY версии 1.3.

Вначале, когда я начал этот урок, я попытался основываться на том, что мы уже сделали и просто добавлять новые возможности в существующий компилятор. Это оказалось немного неудобным и сложным... слишком, чтобы удовлетворить меня.

В конце концов я выяснил почему. В этой серии экспериментов я отказался от очень полезного метода, который позволил нам добраться до сюда, и без особой на то нужды я переключился на новый метод работы, который включал в себя пошаговые изменения в полной версии компилятора TINY.

Вы долны понять, что то, чем мы здесь занимаемся немного уникально. Существует ряд статей таких как статьи по Small C от Кейна и Хендрикса, которые представляли законченный компилятор для одного языка или другого. Это другое. В этой обучающей серии вы наблюдаете за моей разработкой и реализацией и языка и компилятора в реальном режиме времени.

В экспериментах, которые я проводил при подготовке к этой статье, я пробовал вносить изменения в компилятор TINY таким способом, что на каждом шаге мы бы все еще имели настоящий, работающий компилятор. Другими словами, я сделал попытку инкрементального расширения языка и его компилятора в то же самое время объясняя вам, что я делал.

Это оказалось тяжелым делом! В конце-концов я понял, что глупо было и пытаться. Достигнув столького используя идею маленьких экспериментов, основанных на односимвольных токенах и простых, специализированных программах, я отказался от них в пользу работы с полным компилятором. Это не сработало.

Поэтому мы собираемся возвратиться к своим корням, так сказать. В этой и следующей главах я буду снова использовать односимвольные токены для исследования концепции процедур, освобожденный от другого багажа, накопленного нами на предыдущих уроках. Фактически, я даже не буду пытаться в конце этого урока обьединить конструкции в компилятор TINY. Мы оставим это на потом.

В конце концов на этот раз вам не понадобится что-то большее, так что давайте не будем больше тратить времени зря и двинемся вперед.

Все современные центральные процессоры предоставляют прямую поддержку вызовов процедур и 68000 не исключение. Для 68000 вызов – BSR (PC-относительная версия) или JSR, и возвращение RTS. Все что мы должны сделать это организовать для компилятора выдачу этих команд в соответствующих местах.

В действительности есть три вещи, которые мы должны рассмотреть. Одна из них – механизм вызова/возврата. Вторая – механизм определения процедур. И, наконец, вопрос передачи параметров в вызываемую процедуру. Ни одна из этих вещей не является в действительности очень сложной и мы можем конечно позаимствовать то, что сделано в других языках... нет необходимости заново изобретать колесо. Из этих трех вопросов передача параметров займет большую часть нашего внимания просто потому что здесь существует много возможностей.

Как всегда нам понадобится некоторое программное обеспечение, которое послужит нам как основание для того, что мы делаем. Нам не нужна полная версия компилятора TINY но нам нужна достаточная его часть для того, чтобы некоторые конструкции были представлены. В частности, нам нужна по крайней мере возможность обрабатывать утверждения некоторых видов и объявления данных.

Программа, показанная ниже является такой основой. Это остаточная форма TINY с односимвольными токенами. Она имеет объявления данных, но только в их самой простейшей форме... никаких списков или инициализаторов. Имеются операции присваивания, но только вида

=

Другими словами, единственным допустимым выражением является одиночное имя переменной. Нет никаких управляющих конструкций... единственным допустимым утверждением является присваивание.

Большую часть программы составляют просто подпрограммы из стандартного Cradle. Я показал ее здесь полностью только для того, чтобы быть уверенным что все мы начинаем с одного места:

{–}

program Calls;

{–}

{ Constant Declarations }

const TAB = ^I;

CR = ^M;

LF = ^J;

{–}

{ Variable Declarations }

var Look: char; { Lookahead Character }

var ST: Array['A'..'Z'] of char;

{–}

{ 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;

{–}

{ Report an Undefined Identifier }

procedure Undefined(n: string);

begin

Abort('Undefined Identifier ' + n);

end;

{–}

{ Report an Duplicate Identifier }

procedure Duplicate(n: string);

begin

Abort('Duplicate Identifier ' + n);

end;

{–}

{ Get Type of Symbol }

function TypeOf(n: char): char;

begin

TypeOf := ST[n];

end;

{–}

{ Look for Symbol in Table }

function InTable(n: char): Boolean;

begin

InTable := ST[n] <> ' ';

end;

{–}

{ Add a New Symbol to Table }

procedure AddEntry(Name, T: char);

begin

if Intable(Name) then Duplicate(Name);

ST[Name] := T;

end;

{–}

{ Check an Entry to Make Sure It's a Variable }

procedure CheckVar(Name: char);

begin

if not InTable(Name) then Undefined(Name);

if TypeOf(Name) <> 'v' then Abort(Name + ' is not a

variable');

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 AlphaNumeric Character }

function IsAlNum(c: char): boolean;

begin

IsAlNum := IsAlpha(c) or IsDigit(c);

end;

{–}

{ Recognize an Addop }

function IsAddop(c: char): boolean;

begin

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

end;

{–}

{ Recognize a Mulop }

function IsMulop(c: char): boolean;

begin

IsMulop := c in ['*', '/'];

end;

{–}

{ Recognize a Boolean Orop }

function IsOrop(c: char): boolean;

begin

IsOrop := c in ['|', '~'];

end;

{–}

{ Recognize a Relop }

function IsRelop(c: char): boolean;

begin

IsRelop := c in ['=', '#', '<', '>'];

end;

{–}

{ Recognize White Space }