C_Minus Compiler Project

What do we support?

数据类型： Integer, char, float,void

数据类型：数组，函数

算术运算符： + 、 - 、 * 、 / ；

关系运算符： > 、 < 、 >= 、 <= 、 == 、 !=;

逻辑运算符：与、或、非；

语句结构：条件句、循环语句、说明语句、赋值语句、转移语句等。

What do we generate?

P-Code

数学运算 :adi, adf, subi, subf, multi, multf, divi, divf

关系运算 :grt, les, leq, geq, equ, neq

流程控制 :fjp, ujp, lab

函数 :mst, cup, ret, ent

load & store :lodi, lodf, lodc, lodci, lodcf, lodcc, lda, sto, stn

How do we do it?

开始 词法分析 语法分析

建立符号表类型检查代码生成

结束

语法树

符号表

C_Minus 的语法树 ( 数据结构1)

enum NodeKind {StmtK,ExpK,DeclK};

enum StmtKind {IfK,WhileK,ForK,ReturnK,CompoundK};

enum ExpKind

{TypeK,OpK,NotK,ArrayK,ConstK,IdK,CallK};

enum DeclKind {VarDeclK,FuncDeclK,FuncDefK,ParamK};

C_Minus 的语法树 ( 数据结构2)

struct TreeNode{

struct TreeNode * child[MAXCHILDREN];

struct TreeNode * sibling;

int lineno;

NodeKind nodekind;

union {StmtKind stmt; ExpKind exp; DeclKind decl; } kind;

union { TokenType op; int vali; float valf; char valch;

char *name; ExpType vartype; } attr;

ExpType type; /* for type checking of exps */

VarKind varK;

};

C_Minus 的语法树 ( 语句 1)

If: StmtK

Test: ExpK Body: stmtK Else: stmtK

If statement

While: StmtK

Test: ExpK Body: StmtK

While statement

C_Minus 的语法树 ( 语句 2)

For statement

Return statement

For: stmtK

Initial: ExpK Test:ExpK Body:StmtKOperation:ExpK

Return:StmtK

Body : StmtK

C_Minus 的语法树 ( 语句 3)

Compound statement

Compound:StmtK

StmtK/DeclK StmtK/DeclK

C_Minus 的语法树 ( 表达式 1)

数组 ArrayK

ExpK

函数 CallK

Name:IdK Arg:ExpK Arg:ExpK

C_Minus 的语法树 ( 声明 1)

变量声明 VarDeclK

TypeK Var-list

函数声明FuncDeclK

Return Type: TypeK Name:IdK Param_list

C_Minus 的语法树 ( 声明 2)

函数定义FuncDeclK

Return Type: TypeK Name:IdK Param_list CompoundK

Symbol Table

fn( ){ int m;

if ( ){int n;

…}

else {int I;

…}

}

int u;

main( ){ char c;

…

}

示例程序：

Symbol Table

Fn , u

m

n i

c

第一层 : 函数和全局变量

第 2,3,4… 层 : 局部变量

struct SymTab{ BucketList * hashTable[SIZE]; SymTab * child; // 指向下一层的符号表 SymTab * parent; // 指向上层的符号表 SymTab * sibling; // 指向同层的符号表};

Symbol Table 的数据结构

Bucklist 的数据结构

struct BucketList{

char * name; char * fname;

LineList * lines;

entryType entrytype;

int memloc; int size;

paramType * param;

struct BucketList * next;

};

Symbol Table 的接口函数（ 1）int st_insert( char * name, int lineno, ExpType type, ExpKind

kind, int size = -1);

int st_insert( char * name, int lineno, ExpType type,

TreeNode * params);

int st_lookup ( char * , Result &);

int st_funclookup(char *, ExpType, TreeNode * params);

int st_funclookup(char *, Result &);

Symbol Table 的接口函数（ 2）int st_setLoc(char * name ,int memloc );

void st_newBuck();

void st_delBuck();

void st_reset();

void st_inFunc(char * name);

void st_outFunc();

void printSymTab(FILE * listing);

Type Checking 的实现

struct TreeNode{

……………….

……………….

ExpType type; /* for type checking of exps */

VarKind varK; /* Array/Func/Norm */

};

通过对树的后序遍历实现。首先计算一个结点的儿子的类型，存放在结点的 type 成员变量中，然后根据结点类型进行类型检查。

示例

(1) int x[10];

Fn(x); x.varK = Array x.type = Integer

X[1] = 9; x.varK = Norm x.type = Integer

(2) int Fn( );

x = Fn( ); Fn.varK = Func Fn.type = Integer

类型计算的规则有以下几条：

IdK ， ArrayK ， ConstK 的 type 由建立符号表的过程中赋值

算术运算符的 type 等于两端的类型 ( 允许 int 到 float 型的转换) ；

逻辑运算符的 type 为 Boolean ；

类型不匹配的情况有以下几种：

操作符的两端类型不一致 (int 和 float 可以转换除外 ) ；

if ， for ， while 语句的条件不是 Boolean 类型；

Return type 和函数定义不一致；

运算规则

Control Macros

• /* set NO_PARSE to TRUE to get a scanner-only compiler */

• #define NO_PARSE FALSE

• /* set NO_ANALYZE to TRUE to get a parser-only compiler */

• #define NO_ANALYZE FALSE

• /* set NO_CODE to TRUE to get a compiler that does not

• * generate code

• */

• #define NO_CODE FALSE

Some Global Variables?

• int TraceScan;

• int TraceParse;

• int TraceAnalyze;

• int TraceCode;

Important Functions

int getToken(); /* 取得一个 Token*/

void yyerror(const char * message); /* 打印错误信息 */

void emitComment(char *c); /* 在 P-Code 中打印注释 */

void emitCode(char *s); /* 输出一条 P-Code*/

void codeGen(TreeNode * syntaxTree, char * codefile); /* 代码生成部分

的接口 */

Code Generate

• 执行代码生成任务的函数是： static void cGen( TreeNode * tree)

• 它由根结点遍历语法树每个节点，并对每个结点递归地生成 P-code 。

• 先 对 语 法 树 的 结 点 分 成 三 大 类 ： 语 句 结 点（ StmtK ）， 表 达 式 结 点 （ ExpK ）， 声 明 结 点（ DeclK ），然后逐个用对应函数进行处理。三个函数分别是：

genStmt(tree); genExp(tree, TRUE);

genDecl(tree);

switch (tree->nodekind) {

case StmtK:

genStmt(tree);

break;

case ExpK:

genExp(tree, TRUE); //set to TRUE for destructive store

break;

case DeclK:

genDecl(tree);

break;

}

cGen(tree->sibling);

Code Generate