编译原理实验:四元式到目标代码的转化实践
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更新于2024-09-18
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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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