编译原理—pl0实验报告

PL/0实验报告
课程名称编译原理
题目名称PL/0编译程序
学生学院计算机科学与技术学院专业班级
学号
学生姓名
班内序号
山东理工大学实验报告纸第 1 页
姓名：蔡鹏飞计算机院_11_级02班同组者成绩_________室温：气压：课程名称：编译原理教师签字
实验项目
编号(1)
PL/0编译程序的分析指导教师鞠传香
实验目的1.熟悉pl/0语言并能编写小程序
2.掌握pl/0编译程序的编译过程(词法分析、语法分析、语义分析等)
实验仪器（编号）
材料、工具
PC机、VC++6.0
（原理概述）
pl/0语言编译程序采用以语法分析为核心、一遍扫描的编译方法。

词法分析和代码生成作为独立的子程序供语法分析程序调用。

语法分析的同时，提供了出错报告和出错恢复的功能。

在源程序没有错误编译通过的情况下，调用类pcode解释程序解释执行生成的类pcode代码。

PL/0语言文法的EBNF表示
EBNF表示的符号说明。

〈〉：用左右尖括号括起来的中文字表示语法构造成分，或称语法单位，为非终结符。

∷= ：该符号的左部由右部定义，可读作'定义为'。

| ：表示'或'，为左部可由多个右部定义。

{ } ：花括号表示其内的语法成分可以重复。

在不加上下界时可重复0到任意次数，
有上下界时为可重复次数的限制。

如：{*}表示*重复任意次，{*}38表示*重复3-8次。

[ ] ：方括号表示其内的成分为任选项。

( ) ：表示圆括号内的成分优先。

例：用EBNF描述<整数>文法的定义：
<整数>∷=[+|-]<数字>{<数字>}
<数字>∷=0|1|2|3|4|5|6|7|8|9
或更好的写法
<整数>∷=[+|-]<非零数字>{<数字>}|0
<非零数字>∷=1|2|3|4|5|6|7|8|9
<数字>∷=0|<非零数字>
PL/0语言文法的EBNF表示
PL/0语言文法的EBNF表示为：
〈程序〉∷=〈分程序〉．
〈分程序〉∷=[〈常量说明部分〉][〈变量说明部分〉][〈过程说明部分〉]〈语句〉
〈常量说明部分〉∷=CONST〈常量定义〉{，〈常量定义〉}；
〈常量定义〉∷=〈标识符〉=〈无符号整数〉
〈无符号整数〉∷=〈数字〉{〈数字〉}
〈变量说明部分〉∷=VAR〈标识符〉{，〈标识符〉}；
〈标识符〉∷=〈字母〉{〈字母〉|〈数字〉}
〈过程说明部分〉∷=〈过程首部〉〈分程序〉{；〈过程说明部分〉}；
〈过程首部〉∷=PROCEDURE〈标识符〉；
〈语句〉∷=〈赋值语句〉|〈条件语句〉|〈当型循环语句〉|
〈过程调用语句〉|〈读语句〉|〈写语句〉|〈复合语句〉|〈空〉
〈赋值语句〉∷=〈标识符〉∶=〈表达式〉
〈复合语句〉∷=BEGIN〈语句〉{；〈语句〉}END
〈条件〉∷=〈表达式〉〈关系运算符〉〈表达式〉|ODD〈表达式〉
〈表达式〉∷=[+|-]〈项〉{〈加法运算符〉〈项〉}
〈项〉∷=〈因子〉{〈乘法运算符〉〈因子〉}
〈因子〉∷=〈标识符〉|〈无符号整数〉|'('〈表达式〉')'
〈加法运算符〉∷=+|-
〈乘法运算符〉∷=*|/
// 栈顶指针减一
相关过程：base()，interpret()。

其中base()的功能是根据层次差并从当前数据区沿着静态链查找，以便获取变量实际所在的数据区其地址；interpret()则完成各种指令的执行工作。

错误诊断处理
一个编译程序，在多数情况下，所接受的源程序正文都是有错误的。

发现错误，并给出合适的诊断信息且继续编译下去从而发现更多的错误，对于编译程序而言是完全必要的。

一个好的编译器，其特征在于：
任何输入序列都不会引起编译程序的崩溃。

一切按语言定义为非法的结构，都能被发现和标志出来。

经常出现的错误，程序员的粗心或误解造成的错误能被正确地诊断出来，而不致引起进一步的株连错误。

根据这样的要求，我们为PL/0编译程序制定了以下两条规则：
（1）关键字规则；程序员在写程序时，可能会因为粗心而漏掉语句的分隔符——“;”，但他决不会漏掉算术运算符“+”，对于编译程序而言，不论是分隔符号类的符号还是关键字符号类的符号，它们都具有同等重要的地位。

基于这样的特点，我们可以采用不易出错的部分来作为恢复正常步调的标记。

每当遇到错误时，分析程序跳过后面的某些部分，直到出现所期望的符号为止。

对于程序设计语言来说，这种符号（称为同步符号）的最好选择就是关键字。

PL/0的每一种构造语句以begin、if或while开头；每种说明则以var、const或procedure开头。

每遇到错误时，编译程序便可跳过一段程序，直到遇到这类符号为止，而继续编译。

（2）镇定规则；自顶向下分析的特点在于目标对分成一些子目标，分程序则用别的分析程序来处理其子目标。

镇定规则是说一个分析程序发现了错误，它不应该消极地停止前进，仅仅向调用它的程序报告发生的错误；而应该自己继续向前扫描，找到似乎可以使正常的分析得以恢复的地方。

这一规则在程序设计上的含义就是任一分析程序除了正常终止外，没有其它出口。

对于镇定规则，一个可能的严格解释为：一旦发现非法结构，即跳过后面的输入正文，直到下一个可以正确地跟随当前正在分析的句子结构的符号为止。

这意味着每一分析程序需知道其当前活动结点的后继符号集合。

为了找到这个后继符号集合，我们给对应语法图的每一个分析过程提供一个显式参数，set，它指明可能的后继集合。

不过在任何条件下，如果都跳到输入正文中下一个这种后继符号出现的地方，未免太短视了。

程序中所含的错误可能只不过是漏掉了一个符号（如“;”）而己，由此而忽略去源程序的符号集合中，再凑加一些关键字，它们用于标记那些不容忽略的结构的开始符，因此，作为参数传递给分析过程的那些符号就不仅是后继符号了。

对于这样的符号集，我们采用这样的计算策略：先用一些明显的关键符号给它赋初值，然后随着分析子目标的层次深入，逐步补充别的合法符号。

为了灵活起见，我们引入test子程序来实现所说的验证工作。

test过程有三个参数：
（1）可允许的下一个符号集合S1，如果当前符号不在此集合中，当即得到一个错误号；
（2）另加的停止符号集合S2，有些符号的出现，虽然无疑是错的，但它们绝对不应被忽略而跳过；
（3）整数n，表示有关错误的诊断号：
void test(symset s1, symset s2, int n)
{ symset s;
if (! inset(sym, s1))
{ error(n);
s = uniteset(s1, s2);
while(! inset(sym, s))
（数据记录表及处理）
生成的代码（片段）
前面我们给出了PL/0语言写的一段程序，其中乘法过程经过编译程序产生以下代码： 2 INT 0 5 -- allocate storage
a := x
3 LOD 1 3 -- x
4 STO 0 3 -- a
b := y
5 LOD 1 4 -- y
6 STO 0 4 -- b
z := 0
7 LIT 0 0 -- 0
8 STO 1 5 -- z
b > 0
9 LOD 0 4 -- b
10 LIT 0 0 -- 0
11 OPR 0 12 -- >
12 JPC 0 29 -- if b <= 0 then goto 29
odd(b)
13 LOD 0 4 -- b
14 OPR 0 6 -- odd
15 JPC 0 20 -- if not(odd(b)) goto 20
if
16 LOD 1 5 -- z
while
z := z + a
17 LOD 0 3 -- a
18 OPR 0 2 -- +
19 STO 1 5 -- z
a := 2 * a
20 LIT 0 2 -- 2
21 LOD 0 3 -- a
22 OPR 0 4 -- *
23 STO 0 3 -- a
24 LOD 0 4 -- b。