编译原理实验:四元式到目标代码的转化实践

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"编译原理实验6.2 目标代码生成-四元式" 在编译原理中,四元式是一种中间表示形式,用于表示高级语言的语句或表达式。四元式由四个部分组成:运算符(op)、源操作数(source)、目的操作数(desti)以及临时变量(temp)。它们在编译过程中起到桥梁的作用,将源代码转化为可被目标机器理解的指令。实验6.2旨在让学生通过实践理解这一过程。 实验环境要求有一台装有C++编译器(例如VC6.0)的普通计算机。实验的主要任务是将四元式直接转换为目标代码,不过不考虑优化和具体机器架构的细节。实验中,变量存储在R0到R7的寄存器中,而MOV指令的执行规则是,源操作数作为输入,目的操作数接收计算结果。 四元式的结构体定义如下: ```cpp struct genquad {/*四元式*/ char op; /*运算符*/ item source; /*源操作数*/ item desti; /*目的操作数*/ item temp; /*存放临时变量*/ }; struct item {/*操作数项*/ char value[3]; /*保存的内容*/ char Locate[3];/*位置(在寄存器中还是在内存中)*/ }; ``` 实验算法分为以下几个步骤: 1. 从输入(可能是命令行或文件)读取四元式序列。 2. 对四元式序列进行预处理,去除空格和无效字符。 3. 初始化四元式结构体,将操作符、源操作数和目的操作数分别赋值。 4. 将源操作数和目的操作数的位置标记为“M”,表示它们初始位于内存中。 5. 调用`Listcode`函数生成目标代码。在这个过程中,检查源操作数和目的操作数是否对应临时变量。如果源操作数等于某个临时变量,更新其位置为该临时变量所在的寄存器。同样,如果目的操作数等于某个临时变量,且该临时变量不在内存中,更新其位置。 6. 当源操作数已经在寄存器中时(flag=true),生成对应的目标代码,并将源操作数的位置传递给临时变量。否则,如果源操作数在内存中(flag=false),尝试将它移动到空闲的寄存器中,生成目标代码,并更新临时变量的位置。 7. 如果所有寄存器都已满,需要释放寄存器空间,确保能继续进行计算。 这个实验有助于学生理解编译器如何将高级语言的抽象语法转换为低级的机器指令,同时锻炼了他们在实际编程环境中应用编译原理的能力。通过亲手实现四元式到目标代码的转换,可以更深入地理解编译器的工作原理和中间代码的作用。
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【问题描述】 请根据给定的文法设计并实现词法分析程序,从源程序中识别出单词,记录其单词类别和单词值,输入输出及处理要求如下: (1)数据结构和与语法分析程序的接口请自行定义;类别码需按下表格式统一定义; (2)为了方便进行自动评测,输入的被编译源文件统一命名为testfile.txt(注意不要写错文件名);输出的结果文件统一命名为output.txt(注意不要写错文件名),结果文件中每行按如下方式组织: 单词类别码 单词的字符/字符串形式(中间仅用一个空格间隔) 单词的类别码请统一按如下形式定义: 单词名称 类别码 单词名称 类别码 单词名称 类别码 单词名称 类别码 标识符 IDENFR else ELSETK - MINU = ASSIGN 整形常量 INTCON switch SWITCHTK * MULT ; SEMICN 字符常量 CHARCON case CASETK / DIV , COMMA 字符串 STRCON default DEFAULTTK < LSS ( LPARENT const CONSTTK while WHILETK GRE [ LBRACK char CHARTK scanf SCANFTK >= GEQ ] RBRACK void VOIDTK printf PRINTFTK == EQL { LBRACE main MAINTK return RETURNTK != NEQ } RBRACE if IFTK + PLUS : COLON 【输入形式】testfile.txt中的符合文法要求的测试程序。 【输出形式】要求将词法分析结果输出至output.txt中。 【特别提醒】(1)读取的字符串要原样保留着便于输出,特别是数字,这里输出的并不是真正的单词值,其实是读入的字符串,单词值需另行记录。 (2)本次作业只考核对正确程序的处理,但需要为今后可能出现的错误情况预留接口。 (3)在今后的错误处理作业中,需要输出错误的行号,在词法分析的时候注意记录该信息。 (4)单词的类别和单词值以及其他关注的信息,在词法分析阶段获取后,后续的分析阶段会使用,请注意记录;当前要求的输出只是为了便于评测,完成编译器中无需出现这些信息,请设计为方便打开/关闭这些输出的方案。 【文法定义】请到“2020年文法定义(用于查看文法,不计入成绩)”作业中查看文法 【样例输入】 coNst int cONst1 = 001, const2 = -100; const char const3 = '_'; int change1; char change3; int gets1(int var1,int var2){ change1 = var1 + var2; return (change1); } void main(){ printf("Hello World"); printf(gets1(10, 20)); } 【样例输出】 CONSTTK coNst INTTK int IDENFR cONst1 ASSIGN = INTCON 001 COMMA , IDENFR const2 ASSIGN = MINU - INTCON 100 SEMICN ; CONSTTK const CHARTK char IDENFR const3 ASSIGN = CHARCON _ SEMICN ; INTTK int IDENFR change1 SEMICN ; CHARTK char IDENFR change3 SEMICN ; INTTK int IDENFR gets1 LPARENT ( INTTK int IDENFR var1 COMMA , INTTK int IDENFR var2 RPARENT ) LBRACE { IDENFR change1 ASSIGN = IDENFR var1 PLUS + IDENFR var2 SEMICN ; RETURNTK return LPARENT ( IDENFR change1 RPARENT ) SEMICN ; RBRACE } VOIDTK void MAINTK main LPARENT ( RPARENT ) LBRACE { PRINTFTK printf LPARENT ( STRCON Hello World RPARENT ) SEMICN ; PRINT