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Commit 00f7670

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增加中间码和目标代码
1 parent 7d2a43f commit 00f7670

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13 files changed

+1204
-243
lines changed

13 files changed

+1204
-243
lines changed

‎05_目标代码生成/README.md

Lines changed: 131 additions & 10 deletions
Original file line numberDiff line numberDiff line change
@@ -1,29 +1,149 @@
1+
## 微机原理
2+
### 指令:
3+
* 指令格式:操作码 [操作数] [操作数]
4+
<br/>
5+
~&emsp;操作数:执行对象。第一个操作数 :目标操作数;第二个操作数:源操作数
6+
<br/>
7+
~&emsp;[]表示可以缺省
8+
* 指令格式:
9+
<br/>
10+
~&emsp;零操作数指令:操作码
11+
<br/>
12+
~&emsp;单操作数指令:操作码 [操作数]
13+
<br/>
14+
~&emsp;双操作数指令:操作码 [操作数] [操作数]
15+
* 指令中的操作数
16+
<br/>
17+
~&emsp;立即数:是一个常数
18+
<br/>
19+
~&emsp;寄存器操作数:是一个地址,计算速度最快
20+
<br/>
21+
~&emsp;存储器操作数:是一个地址,计算速度最慢
22+
* 立即数:立即数本身是参加操作的本身,可以是8位或者16位。只能作为源操作数
23+
```
24+
mov AX,1234H
25+
mov BL,22H
26+
```
27+
* 寄存器操作数:参加运算的数存放在指令给出的寄存器中,可以是8位,16位。
28+
```
29+
mov AX,BX
30+
mov DL,CH
31+
```
32+
* 存储器操作数:
33+
<br/>
34+
~&emsp;参与运算的数据存放在存储器的某一个或两个单元中
35+
<br/>
36+
~&emsp;表现形式:【 】:方括号里面是地址(偏移地址)
37+
```
38+
MOV AL,[1200H]
39+
```
40+
41+
### 指令的寻址方式(8种):
42+
* 立即寻址
43+
```
44+
由指令直接给出运算数据。操作数为立即数
45+
MOV AX,1200H
46+
结果:AL=00H,AH=12H
47+
常数1200H存放在代码段
48+
```
49+
* 寄存器寻址
50+
```
51+
参加的操作数在CPU的通用寄存器中
52+
mov AX,BX
53+
```
54+
* 存储器操作数的寻址方式
55+
* 直接寻址
56+
```
57+
方括号里面直接是偏移地址
58+
MOV AX,[1200H]
59+
```
60+
* 寄存器间接寻址
61+
```
62+
偏移地址为通用寄存器中的内容,换句话说:偏移地址放在通用寄存器中
63+
```
64+
* 寄存器相对寻址
65+
```
66+
相对寻址主要用于一维数组的操作
67+
```
68+
* 基址,变址,相对寻址
69+
```
70+
操作数的偏移地址=基址寄存器中的数据+变址寄存器中的数据+偏移地址
71+
主要运用二维数组
72+
```
73+
* 隐含寻址
74+
```
75+
操作数在默认的地址中
76+
MUL BL
77+
指令执行:AL*BL,结果放在AX中
78+
```
79+
80+
81+
## 代码生成器
82+
83+
* 代码生成器:将优化后的三地址码转化为目标码
84+
* 目标码的三种形式:
85+
<br/>
86+
~&emsp;绝对指令代码:能够立即执行的二进制代码,所有地址已经定位
87+
<br/>
88+
~&emsp;可重新定位指令代码:待装配的机器语言模块,执行时由链接器把他们和某些程序连接起来,转换为可执行的二进制机器语言代码
89+
<br/>
90+
~&emsp;汇编指令代码:尚未经过汇编器汇编成二进制的汇编代码
91+
* 代码生成主要考虑的问题:
92+
<br/>
93+
~&emsp;如何使生成目标代码较短
94+
<br/>
95+
~&emsp;如何充分利用寄存器,减少目标代码中访问存储单元次数
96+
<br/>
97+
~&emsp;如何充分利用不同cpu指令系统的特点
198
* 代码生成器的主要任务:
2-
~ 指令选择:代码生成器将中间码转换成目标机器码。一个中间码可以有多种机器码转换,所以代码生成器负责选择指令。
3-
~ 寄存器申请:程序执行过程中可能需要保存一系列值。目标机器架构可能不允许所有的值都保存在CPU内存或寄存器。代码生成器决定寄存器保存哪些值。同样,也决定寄存器保存哪些值。
4-
~ 指令顺序:一个代码生成器决定指令执行的顺序,它创建指令调度来执行它。
99+
<br/>
100+
~&emsp;指令选择:代码生成器将中间码转换成目标机器码。一个中间码可以有多种机器码转换,所以代码生成器负责选择指令。
101+
<br/>
102+
~&emsp;寄存器申请:程序执行过程中可能需要保存一系列值。目标机器架构可能不允许所有的值都保存在CPU内存或寄存器。代码生成器决定寄存器保存哪些值。同样,也决定寄存器保存哪些值。
103+
~&emsp;指令顺序:一个代码生成器决定指令执行的顺序,它创建指令调度来执行它。
5104
* 一个目标原型非常复杂,我们不可能描述出全部细节,所以我们通常会将其简化为一个简单目标机原型。
6105
* 一个简单目标机原型:
106+
<br/>
7107
~ 加载、保存、运算、跳转等操作
108+
<br/>
8109
~ 内存按字节、寄存器、指针指向寻址或其他间接寻址
110+
<br/>
9111
~ n个通用寄存器R0,R1,....,Rn-1
112+
<br/>
10113
~ 所以运算分量都是整数
114+
<br/>
11115
~ 指令之间可能有一个标号
12116
* 目标通常一个机器指令有几十上百个指令,为了简化通常只选取一些典型指令:
117+
<br/>
13118
~ 加载指令:LD r, x
119+
<br/>
14120
~ 保存指令:ST x,r
121+
<br/>
15122
~ 运算指令:OP dst,src1,src2
123+
<br/>
16124
~ 无条件跳转指令:BR L
125+
<br/>
17126
~ 条件跳转指令:Bcond r,L
18-
~ 压栈操作指令:push #1 将数字1压栈
19-
push TOP 将寄存器TOP压栈指令:压栈:
20-
push @sp 将指针sp指向的值压栈
21-
~ 移动指令:MOVE R0,R1 将寄存器R0的值移入到R1中
22-
MOVE #1 R0 将数字1移入寄存器R0中
23-
MOVE #1 @TOP 将数字1移到寄存器指向的位置
24-
MOVE #1 @(TOP+4) 将数字1移到寄存器指向的位置基础上再加4位的位置
127+
<br/>
128+
~ 压栈操作指令:
129+
```
130+
push #1 将数字1压栈
131+
push TOP 将寄存器TOP压栈指令:压栈:
132+
push @sp 将指针sp指向的值压栈
133+
```
134+
<br/>
135+
~ 移动指令:
136+
137+
```
138+
MOVE R0,R1 将寄存器R0的值移入到R1中
139+
MOVE #1 R0 将数字1移入寄存器R0中
140+
MOVE #1 @TOP 将数字1移到寄存器指向的位置
141+
MOVE #1 @(TOP+4) 将数字1移到寄存器指向的位置基础上再加4位的位置
142+
```
143+
<br/>
25144
~ 比较指令:CMP R0,R1 比较两个寄存器中值的大小
26145
* 运算语句的三地址转目标代码:
146+
```
27147
三地址码:
28148
x=y-z
29149
目标代码:
@@ -34,6 +154,7 @@
34154
解析:优秀的代码生成器应该避免使用上面的全部4个指令,如果:
35155
1所需的分量已经在寄存器中了
36156
2运算结果不需要存放内存
157+
```
37158

38159

39160

‎src/SDT/ILGen.ts

Lines changed: 107 additions & 0 deletions
Original file line numberDiff line numberDiff line change
@@ -0,0 +1,107 @@
1+
2+
export class ILGen {
3+
private static labelCounter = 1
4+
private stack: Array<Section> //section存放栈,栈顶为当前作用域
5+
private sections: Array<Section> // section列表
6+
constructor() {
7+
this.stack = []
8+
this.sections = []
9+
}
10+
//为每个作用域单独创建一个section
11+
beginSection(mark): void {
12+
const section = new Section(mark)
13+
this.sections.push(section)
14+
this.stack.push(section)
15+
}
16+
17+
//生成LB标签
18+
genLabel() {
19+
return `LB${ILGen.labelCounter++}`
20+
}
21+
22+
//解析完成时出栈
23+
endSection() {
24+
this.stack.pop()
25+
}
26+
27+
//在当前section中添加中间码数据
28+
add(code) {
29+
return this.current().add(code)
30+
}
31+
32+
//获取当前section
33+
current() {
34+
return this.stack[this.stack.length - 1]
35+
}
36+
37+
//获取当前section中栈顶中间码数据
38+
currentLine() {
39+
const section = this.current()
40+
return section.lines[section.lines.length - 1]
41+
}
42+
43+
//LB与代码行数绑定
44+
bindLabel(index, label) {
45+
const section = this.current()
46+
section.bindLabel(index, label)
47+
}
48+
49+
//将所有中间码结果打印出来,带上行号
50+
print() {
51+
for (let i = this.sections.length - 1; i >= 0; i--) {
52+
const section = this.sections[i]
53+
console.log('section:' + section.mark)
54+
for (let line of section.lines) {
55+
console.log(`${line.lineno}:${line.code}`)
56+
}
57+
}
58+
}
59+
60+
//将数组中的中间码格式化成string,带换行
61+
toText() {
62+
let text = ''
63+
for (let i = this.sections.length - 1; i >= 0; i--) {
64+
const section = this.sections[i]
65+
text += 'section ' + section.mark + '\n'
66+
for (let line of section.lines) {
67+
if (section.labels[line.lineno]) {
68+
text += section.labels[line.lineno] + ":" + line.code + '\n'
69+
} else {
70+
text += line.code + '\n'
71+
}
72+
}
73+
}
74+
return text
75+
}
76+
77+
}
78+
79+
80+
//片段
81+
class Section {
82+
private lineno //记录当前作用域中中间码代码行数
83+
public mark //作用域标识
84+
public lines //当前域的中间码
85+
public labels //LB列表
86+
constructor(mark) {
87+
this.mark = mark
88+
this.lines = []
89+
this.lineno = 0
90+
this.labels = []
91+
}
92+
93+
//LB与代码行数绑定
94+
bindLabel(index, label) {
95+
this.labels[index] = label
96+
}
97+
//将生成的中间码加入lines列表,并返回
98+
add(code) {
99+
const line = {
100+
code,
101+
lineno: this.lineno++
102+
}
103+
this.lines.push(line)
104+
return line
105+
}
106+
}
107+

‎src/SDT/LexicalScope.ts

Lines changed: 94 additions & 0 deletions
Original file line numberDiff line numberDiff line change
@@ -0,0 +1,94 @@
1+
2+
export class LexicalScope {
3+
private static scopeId: number = 1
4+
private globalHash = null //存放标识符的全局hash
5+
public id = null //本作用域id索引
6+
private table = null //存储标识符属性的符号表
7+
private children = null //子作用域列表
8+
private index = null //临时标识符索引
9+
constructor(private parent?, private others?: object) {
10+
//父作用域
11+
this.parent = parent
12+
//其他数据,例如函数的实参
13+
this.others = others
14+
//不存在父作用域时,初始化标识符全局hash
15+
if (!this.parent) {
16+
this.globalHash = {}
17+
} else {
18+
//存在父作用域时,globalHash就是指向父作用域的globalHash地址
19+
this.globalHash = parent.globalHash
20+
//将本作用域加入到父作用域的children中
21+
this.parent.add(this)
22+
}
23+
this.id = LexicalScope.scopeId++
24+
this.table = {}
25+
this.children = []
26+
this.index = 0;
27+
}
28+
//添加子作用域
29+
add(subScope): void {
30+
this.children.push(subScope)
31+
}
32+
//向上寻找id的作用域
33+
public lookup(id): LexicalScope {
34+
if (id.indexOf('$') !== -1) {
35+
return this.globalHash[id]
36+
}
37+
let p:LexicalScope = this
38+
while (p) {
39+
if (p.table[id]) {
40+
return p
41+
}
42+
p = p.parent
43+
}
44+
return null
45+
}
46+
//定义临时标识符名,带上作用域id
47+
bindTempVar(type = 'number'):string {
48+
const varName = `$t` + this.index
49+
this.bind(varName, type)
50+
return varName + '@' + this.id
51+
}
52+
//标识符加入全局hash中,并指向它的作用域
53+
bind(id, type = 'number', others?) {
54+
this.globalHash[id + '@' + this.id] = this
55+
this.table[id] = {
56+
type,
57+
index: this.index++,
58+
...others
59+
}
60+
}
61+
//给词法带上作用域id
62+
getLexemeName(id) {
63+
const scope = this.lookup(id)
64+
if (scope) {
65+
return id + '@' + scope.id
66+
} else {
67+
throw `syntax error: lexeme ${id} not found.`
68+
}
69+
}
70+
//将作用域状态打印出来
71+
print(level = 0) {
72+
const pad = ''.padStart(level * 2)
73+
console.log(`${pad}scope ${this.id}\n${pad}{`)
74+
for (let key in this.table) {
75+
console.log(`${pad} ${key} : ${this.table[key].type}`)
76+
}
77+
this.children.forEach(child => {
78+
child.print(level + 1)
79+
})
80+
console.log(`${pad}}`)
81+
}
82+
//格式化数据为json
83+
toJSON() {
84+
const obj = {
85+
id: this.id,
86+
table: this.table,
87+
children: this.children.map(child => child.toJSON()),
88+
...this.others
89+
}
90+
return obj
91+
}
92+
93+
}
94+

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