課程設計報告
( 2012 – 2013 年度第1學期)
名稱： 編譯技術課程設計
題目：l語言編譯器的設計與實現
院系： 計算機系
班級學號
學生姓名
指導教師
設計週數2 周
成績日期： 2012 年 12 月 27 日
《編譯技術》課程設計
任務書一、 目的與要求
1． 任務：實現乙個簡單的編譯程式，能夠對指定程式語言進行編譯。
2． 目的：加深對課堂講授知識的理解，熟練掌握編譯程式設計原理及常用的技術，建立編譯程式的整體概念，使得學生初步具有研究、設計、編制和除錯編譯程式的能力。
3． 要求：熟悉有關定義、概念和實現演算法，設計出程式流程框圖和資料結構，編寫出完整的源程式，進行靜態檢查，設計出輸入資料、顯示輸出資料；基本功能完善，方便易用，操作無誤；通過課程設計學會編譯程式設計與實現的常用技術，具備初步分析、設計和開發編譯程式的能力，具備分析與檢查軟體錯誤、解決和處理實驗結果的能力。
4． 學生要求人數：2人，1人負責掃瞄器和目標**生成器的設計和實現，另1人負責語法分析器和語法制導翻譯程式的設計和實現。
二、 主要內容
下面是課程設計主要內容的簡介，詳細內容請見《編譯技術課程設計指導書》。
1． 掃瞄器設計
該掃瞄器是乙個子程式，其輸入是源程式字串，每呼叫一次輸出乙個單詞符號。為了避免超前搜尋，提高執行效率，簡化掃瞄器的設計，假設程式語言中，基本字不能用作一般識別符號，如果基本字、識別符號和常數之間沒有確定的運算子或界符作間隔，則用空白作間隔。
2． 語法分析器設計
以演算法優先分析方法為例，設計乙個算符優先語法分析程式。算符優先分析屬於自下而上的分析方法，該語法分析程式的輸入是終結符號串（即單詞符號串，以乙個「#」結尾），如果輸入串是句子則輸出「yes」，否則輸出「no」和錯誤資訊。當然，也可採用**分析等方法設計語法分析器，具體方法自定。
3． 語法制導翻譯程式設計
採用語法制導翻譯方法，實現算術表示式、賦值語句和基本控制語句等的翻譯。本語法制導翻譯程式的輸入是終結符號串（即單詞符號串，以乙個「#」結尾），如果輸入符號串是句子,則按照其語義進行翻譯,輸出等價的四元式序列。
4． 目標**生成器設計
將程式語言的中間**程式翻譯為目標**程式，其輸入是四元式序列，輸出是乙個彙編**檔案。
三、 進度計畫
四、設計成果要求
1． 完成規定的課程設計任務，所設計軟體功能符合要求；
2． 完成課程設計報告，要求格式規範，內容具體而翔實，應體現自身所做的工作，注重對設計思路的歸納和對問題解決過程的總結。
五、 考核方式
1． 平時成績＋驗收答辯＋實驗報告；
2． 五級分制。
學生姓名：
指導教師：
2011 年 12月 12 日
詞法分析
通過設計除錯詞法分析程式，實現從源程式中分出各種單詞的方法；加深對課堂教學的理解；提高詞法分析方法的實踐能力；掌握詞法分析器作為子程式以及一遍的處理過程。
(1) 能對任何l語言源程式進行分析；
(2) 採用問答方式輸入源程式檔名，然後進行詞法分析；
(3) 分割單詞並轉換成機內表示形式，形成token檔案（單詞序列）、符號表檔案；
(4) 刪除空格等無用符號；
(5) 錯誤處理
● 給出的錯誤資訊包括：總的出錯個數，每個錯誤所在行號，錯誤編號及說明；
● 只處理以下兩種錯誤，其它可不必考慮
1. 非法字元：刪除，即，不寫入token檔案
2. 錯誤單詞
a) 包括三種形式：
i. 數字開頭的數字、字母串，如：3a56
ii. 實數中出現兩個小數點，如：3.14.15
iii. 實數的小數部分出現字母，如：5.26b78
b) 處理方式：截去後面出錯部分，使其成為乙個正確單詞（即：常數）。
如：3a56轉換為3，3.14.
15轉換為3.14，5.26b78轉換為5.
26l源程式，為文字檔案。
乙個單詞序列檔案（即：token檔案）和乙個符號表檔案，並輸出錯誤資訊。
(1) token檔案結構
typedef struct token
token;
單詞的機程式碼頁示：
(2) 符號表檔案結構
符號表用來存放l語言源程式中出現的識別符號和常數，檔案結構如下：
typedef struct symble
symble;
(1)token表生成的主要流程如下:
vt.syn為19時往symp.txt中存入整數，為20symp.txt中存入實數(小數)，為-1時顯示錯誤,其他值時symp.txt中存入字串，包括關鍵字與識別符號
a.以字母開頭時，為關鍵字時st.type等於-2,為識別符號時為18
b.以數字開頭時，小數時st.type為20，整數時為19
c.為#時,st.type為0
d.其他情況均為-1
當st.type為18時往symple.txt中存入識別符號，為19時往symple.txt中存入整數，為20時往symple.txt中存入實數（小數）
（1）主程式的示意圖如下圖所示：
否返回是6．實驗結果
目標**生成
實踐目標**的生成方法。
編寫乙個目標**生成程式，將l語言的中間**程式翻譯為目標**程式（組合語言程式），如下圖：
目標機說明：
● 以8086微處理機為目標機，生成8086彙編指令
● 8086是16位微處理器，資料匯流排為16位，位址匯流排為20位，可定址1mb的空間
● 8086有8個16位通用暫存器和乙個標誌暫存器。 這8個暫存器ax-di都可以用作累加器。其中，bx和bp（基位址指標）暫存器通常用於指定資料區的基址，稱為基址暫存器，si和di大多用來表示相對基址的偏移量，稱為變址暫存器
● 8086的位址空間是分段的，每段64kb
● 簡單起見，本實驗不涉及段間定址，資料與**都放在乙個段內
● 實驗中選用以下定址功能，圓括號表示取其內容：
暫存器定址： mov ax,bx;
功能：ax←(bx)
直接定址：mov ax,data;
功能：ax←(data)
● 常用指令：
傳送指令：r表示暫存器，m表示記憶體單元
mov r, r/m r←(r/m), r/m表示r或m
mov r/m, r r/m←(r)
mov r/m, imm r/m←imm, imm是立即數
運算指令：包括add，sub，mul，div，cmp等。下面以add為例說明其用法：
add r, r/m r←(r)+(r/m)
add r/m, r/imm r/m←(r/m)+(r)或imm
cmp只影響標誌位，不影響運算元的大小
轉移指令：z是標誌位，s是符號位，o是溢位位
四元式序列檔案和符號表檔案，其結構與語法/語義分析程式的輸出一致。
乙個彙編**檔案，並無特殊資料結構。
將中間**程式（四元式序列）翻譯成匯程式設計序可按以下步驟進行：
(1) 劃分基本塊
(2) 對每個基本塊生成基本塊的目標**
為了劃分和記錄基本塊，對四元式結構作以下修改：
typedef struct genstruct
genstruct;
主要採用四個通用暫存器： ax, bx, cx, dx, 其中，ax, cx的作用固定，ax用作累加器，cx用作迴圈計數器，在四元式翻譯時直接應用不再分配。所以分配策略只用於bx與dx，具體演算法如下：
if (bx未被使用或已分配給了變數a)
else
else
}注：a為變數在符號表的入口位址。
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