山东大学编译原理实验报告（含代码）_山东大学编译原理实验报告,山东大学编译原理实验

编译原理

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编译原理实验报告

课程名称：编译原理　

学院名称：计算机科学与技术学院

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姓名：

2. 实验分析：

词法分析子程序名为 getsym，功能是从源程序中读出一个单词（strToken），把它

的信息放入全局变量 sym、id 和 num 中，语法分析器需要单词时，直接从这三个变量中

获得。（语法分析器每次用完这三个变量的值就立即调用 getsym 子程序获取新的单词供

下一次使用，而不是在需要新单词时才调用 getsym 过程。）getsym 过程通过反复调用

getch 子过程从源程序过获取字符，并把它们拼成单词。

　　词法分析器的分析过程：调用 getsym 时，它通过 getch 过程从源程序中获得一个字

符。如果这个字符是字母，则继续获取字符或数字，最终可以拼成一个单词，查保留字表，

如果查到为保留字，则把 sym 变量赋成相应的保留字类型值；如果没有查到，则这个单词

应是一个用户自定义的标识符（可能是变量名、常量名或是过程的名字），把 sym 置为

ident，把这个单词存入 id 变量。如果 getch 获得的字符是数字，则继续用 getch 获取数

字，并把它们拼成一个整数，然后把 sym 置为 number，并把拼成的数值放入 num 变量。

如果识别出其它合法的符号（比如：赋值号、大于号、小于等于号等），则把 sym 则成相

应的类型。如果遇到不合法的字符，把 sym 置成 null。

实验二：PL/0 语言建立一个语法分析程序 BLOCK（函数）

1.实验内容：

PL/0 编译程序采用一遍扫描的方法，所以语法分析和代码生成都有在 BLOCK 中完

成。BLOCK 的工作分为两步：

（1）说明部分的处理

说明部分的处理任务就是对每个过程（包括主程序，可以看成是一个主过程）的说

明对象造名字表。填写所在层次（主程序是 0 层，在主程序中定义的过程是 1 层，随着嵌

套的深度增加而层次数增大。PL/0 最多允许 3 层），标识符的属性和分配的相对地址等。

标识符的属性不同则填写的信息不同。

所造的表放在全程量一维数组 TABLE 中，TX 为指针，数组元素为结构体类型数据。

LEV 给出层次，DX 给出每层的局部量的相对地址，每说明完一个变量后 DX 加 1。对于过

程名的 ADR 域，是在过程体的目标代码生成后返填过程体的入口地址。

TABLE 表的索引 TX 和层次单元 LEV 都是以 BLOCK 的参数形式出现，在主程序调

用 BLOCK 时实参的值为 0。每个过程的相对起始位置在 BLOCK 内置初值 DX=3。

（2）语句处理和代码生成

对语句逐句分析，语法正确则生目标代码,当遇到标识符的引用则去查 TABLE 表,

看是否有过正确的定义，若有则从表中取出相关的信息,供代码生成用。PL/0 语言的代码

生成是由过程 GEN 完成。GEN 过程有三个参数，分别代表目标代码的功能码、层差、和

位移量。生成的目标代码放在数组 CODE 中。CODE 是一维数组，数组元素是结构体类型

数据。

PL/0 语言的目标指令是一种假想的栈式计算机的汇编语言，格式为：f|l|a。f 代表

功能码，l 代表层次差，a 代表位移量。

目标指令有 8 条：

① LIT：将常数放到运栈顶，a 域为常数。

② LOD：将变量放到栈顶。a 域为变量在所说明层中的相对位置，l 为调用层与说

明层的层差值。

③ STO：将栈顶的内容送到某变量单元中。a,l 域的含义与 LOD 的相同。

④ CAL：调用过程的指令。a 为被调用过程的目标程序的入中地址，l 为层差。

⑤ INT：为被调用的过程（或主程序）在运行栈中开辟数据区。a 域为开辟的个数。

⑥ JMP：无条件转移指令，a 为转向地址。

⑦ JPC：条件转移指令，当栈顶为非真时，转向 a 域的地址，否则顺序执行。

⑧ OPR：关系和算术运算。具体操作由 a 域给出。运算对象为栈顶和次顶的内容

进行运算，结果存放在次顶。a 域为 0 时是退出数据区。

2.实验分析

语法分析子程序采用了自顶向下的递归子程序法，语法分析同时生成相应的代码，并

提供出错处理机制。语法分析主要由分程序分析过程、常量定义分析过程、变量定义分析

过程、语句分析过程、表达式处理过程、项处理过程、因子处理过程和条件处理过程构成。

这些过程在结构上构成一个嵌套的层次结构。除此之外，还有出错报告过程、代码生成过

程、测试单词合法性及出错恢复过程、登录名字表过程、查询名字表函数以及列出类代码

过程作过语法分析的辅助过程。

　　一个完整的 PL/0 程序是由分程序和句号构成的。因此，本编译程序在运行的时候，通

过主程序中调用分程序处理过程来分析分程序部分（分程序分析过程中还可能会有递归调

用过程），然后判断最后读入的符号是否为句号。如果是句号且分程序分析中未出错，则

是一个合法的 PL/0 程序，可以运行生成的代码，否则就说明源 PL/0 程序是不合法的，输

出出错提示即可。

　　下面按各语法单元分析 PL/0 编译程序的运行机制。

（1）分程序处理过程：

　　语法分析开始后，首先调用分程序处理过程处理分程序。过程入口参数置为：0 层、

符号表位置 0、出错恢复单词集合为句号、声明符或语句开始符。进入过程后，首先把局

部数据段分配指针设为 3，准备分配 3 个单元供运行期存放静态链 SL、动态链 DL 和返回

地址 RA。然后用 tx0 记录下当前符号表位置并产生一条 jmp 指令，准备跳转到主程序的

开始位置，由于当前还没有知到主程序究竟在何处开始，所以 jmp 的目标暂时填为 0，稍

后再改。同时在符号表的当前位置记录下这个 jmp 指令在代码段中的位置。在判断了嵌套

层数没有超过规定的层数后，开始分析源程序。首先判断是否遇到了常量声明，如果遇到

则开始常量定义，把常量存入符号表。接下去用同样的方法分析变量声明，变量定义过程

中会用 dx 变量记录下局部数据段分配的空间个数。然后如果遇到 procedure 保留字则进

行过程声明和定义，声明的方法是把过程的名字和所在的层次记入符号表，过程定义的方

法就是通过递归调用分程序分析的过程，因为每个过程都是一个分程序。由于这是分程序

中的分程序，因此调用时需把当前的层次号 lev 加一传递下去。分程序声明部分完成后，

即将进入语句的处理，这时的代码分配指针 cx 的值正好指向语句的开始位置，这个位置正

是前面的 jmp 指令需要跳转到的位置。于是通过前面记录下来的地址值，把这个 jmp 指

令的跳转位置改成当前 cx 的位置。并在符号表中记录下当前的代码段分配地址和局部数据

段要分配的大小（dx 的值）。生成一条 int 指令，分配 dx 个空间，作为这个分程序段的

第一条指令。下面就调用语句处理过程 statement 分析语句。分析完成后，生成操作数为

0 的 opr 指令，用于从分程序返回（对于 0 层的主程序来说，就是程序运行完成，退出）。

（2）常量定义过程：

　　通过循环，反复获得标识符和对应的值，存入符号表。符号表中记录下标识符的名字

和它对应的值。

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2019-01-08

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