第1章 編譯程序概論

編譯原理主講:艾菊梅聯(lián)系電話公室:信工樓310教材：張素琴呂映芝等清華大學出版學時：理論36學時,實驗10學時成績比例:平時10%

實驗20%

期末70%第1章引論1.1什么是編譯程序1.2編譯過程概述1.3編譯程序的結(jié)構(gòu)1.4編譯階段的組合1.5編譯技術(shù)和軟件工具編譯程序高級語言程序（源程序）低級語言程序（目標程序）解釋程序源程序輸入數(shù)據(jù)計算結(jié)果編譯程序運行系統(tǒng)目標程序輸入數(shù)據(jù)計算結(jié)果源程序需預處理的源程序預處理程序源程序編譯程序匯編程序裝配/連接編輯程序目標匯編程序可再裝配的機器代碼絕對機器代碼可再裝配目標文件高級語言程序的處理過程表格管理詞法分析語法分析語義分析中間代碼生成代碼優(yōu)化目標代碼生成出錯處理源程序目標程序編譯的各個階段詞法分析從左到右讀入源程序的每個字符，對構(gòu)成源程序的字符流進行掃描和分解，從而識別出一個個單詞（也叫單詞符號或符號）。單詞：邏輯上緊密相連的一組字符，這些字符具有集體含義。如：標識符、保留字（關(guān)鍵字或基本字）、算符、界符等。例.某源程序片斷如下：beginvarsum,first,count:real;sum:=first+count*10end.保留字 begin保留字 var標識符 sum逗號 ,標識符 first逗號 ,標識符 count冒號 :保留字 real分號 ;標識符 sum賦值號 :=標識符 first加號 +標識符 count乘號 *整數(shù) 10保留字 end界符 .語法分析將單詞序列分解成各類語法短語（也叫語法單位），如“程序”、“語句”、“表達式”等。依據(jù)：語言的語法規(guī)則。通過語法分析確定整個輸入串是否構(gòu)成一個語法上正確的程序。賦值語句標識符表達式表達式+表達式表達式標識符整數(shù)標識符:=表達式*id1:=id2+id3*10的語法樹id1sumid2

firstid3

count10id1:=id2+id3*10的語法樹的另一種形式:=id1+id2*id310程序結(jié)構(gòu)的遞歸表示表達式的表示：任何標識符是表達式。任何常數(shù)（整常數(shù)、實常數(shù)）是表達式。若表達式1和表達式2都是表達式，那么表達式1+表達式2表達式1*表達式2（表達式1）都是表達式。語句的表示：

標識符:=表達式是語句。

while(表達式)do語句和

if(表達式)then語句else語句

都是語句。語義分析如：類型檢查。:=id1+id2*id310inttorealsum:=first+count*10中間代碼生成中間代碼：一種結(jié)構(gòu)簡單、含義明確的記號系統(tǒng)。原則：容易生成；容易將它翻譯成目標代碼。四元式：（運算符，運算對象1，運算對象2，結(jié)果）如：源程序sum:=first+count*10生成的四元式可以是：(inttoreal 10 - t1)(* id3 t1 t2)(+ id2 t2 t3)(:= t3 - id1):=id1+id2*id310inttoreal代碼優(yōu)化(inttoreal 10 - t1)(* id3 t1 t2)(+ id2 t2 t3)(:= t3 - id1)(* id3 10.0 t2)(+ id2 t2 id1)(* id3 10.0 t1)(+ id2 t1 id1)目標代碼生成任務：把中間代碼變換成特定機器上的絕對指令代碼或可重定位的指令代碼或匯編指令代碼。特點：與硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和指令含義有關(guān)，涉及到硬件系統(tǒng)功能部件的運用、機器指令的選擇、各種數(shù)據(jù)類型變量的存儲空間分配以及寄存器和后緩寄存器的調(diào)度等。(* id3 10.0 t1)(+ id2 t1 id1)sum:=first+count*10MOVF id3, R2MULF #10.0, R2MOVF id2, R1ADDF R1, R2MOV R1, id1表格管理程序詞法分析程序語法分析程序語義分析程序中間代碼生成程序代碼優(yōu)化程序目標代碼生成程序出錯處理程序源程序目標程序編譯程序的結(jié)構(gòu)有關(guān)名詞：前端（frontend）：主要依賴于源語言而與目標機器無關(guān)的編譯階段。如：詞法分析、語法分析、語義分析、中間代碼生成、部分優(yōu)化工作、與前端有關(guān)的出錯處理工作和符號表管理工作。后端（backend）：依賴于目標機而一般不依賴于源語言，只與中間代碼有關(guān)的編譯階段。如：目標代碼生成，以及相關(guān)出錯處理和符號表操作。遍（趟）：對源程序或其等價的中間語言程序從頭到尾掃視并完成規(guī)定任務的過程。每一遍掃視可完成上述一個階段或多個階段的工作。解釋程序和一些工具軟件解釋程序源程序初始數(shù)據(jù)計算結(jié)果……b:=2;a:=b+2;writea編譯程序解釋程序Mov