Pwn进你的心
0%

编译原理实战-简单编译器6

Posted on In 8.8k 8 mins.

基础信息

本代码是在以下项目的基础上进行完善：

此版本在上一个版本的基础上进行了大修改

语义分析

定义了一个函数用于处理数组中的变量：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
void array_exp_tmp(struct node *T,struct node *T0){
    struct opn opn1, opn2, result;
    struct Array * temp = T0->type_array;
    int rtn;

    memset(&result,0,sizeof(result));
    result.type_array = temp;

    while (temp){
        rtn = searchSymbolTable(temp->name);
        if (rtn == -1){
            semantic_error(T->ptr[0]->pos, temp->name, "未定义，语义错误");
            return;
        }
        temp->offset = symbolTable.symbols[rtn].offset-8;
        temp = temp->next;
    }
    T->code = merge(2, T->code, genIR(NOT, opn1, opn2, result));
}
  • 处理的过程比较复杂，核心思路就是添加一条伪代码，用于在数组赋值前说明该数组所引用的变量
  • 效果如下：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
VAR exvar1(int)
VAR exvar2(int)

FUNCTION main - 312 :
  ARRAY var2(int)[36]<+0>
  temp1 := #2
  var3<+288> := temp1
  temp2 := #1
  var4<+296> := temp2
  temp3 := #1
  var5<+304> := temp3
  temp6 := #6
  var2<+104> := temp6
#!tempa := {#48}*{var3<+288>}+{#8}*{var4<+296>} /* 伪代码 */
  temp7 := #8
  var2<+0><+tempa> := temp7
LABEL Flabelmain :
  • 在一个数组中，所有变量对数组所造成的影响都会记录在 tempa 中

生成 IR 中间语言

在此部分中添加了生成伪代码的操作：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
if(h->op==NOT && h->result.type_array!=NULL){
    struct Array * temp = h->result.type_array;
    while (temp){
        num_buf=get_typelen(symbolTable.symbols[temp->kind].type);
        for(int i=0;i<temp->index-1;i++){
            num_buf*=symbolTable.symbols[temp->kind].array[temp->index-i];
        }
        sprintf(buf,"{#%d}*{%s<+%d>}+",num_buf,temp->value.type_id,temp->offset);
        strcat(resultstr,buf);
        temp = temp->next;
    }
    resultstr[strlen(resultstr)-1] = 0;
    sprintf(msg,"#!tempa := %s\n", resultstr);
    print_io(msg,fd);  
    is_arrVar = 1;
}
    
if(!strncmp(resultstr,"var",3)){
    if(h->result.offset>=0)
        sprintf(resultstr,"%s<+%d>",resultstr,h->result.offset);
    else
        sprintf(resultstr,"%s<-%d>",resultstr,-h->result.offset);
    if(is_arrVar == 1){
        strcat(resultstr,"<+tempa>");
    }
}

if(!strncmp(opnstr1,"var",3)){
    if(h->opn1.offset>=0)
        sprintf(opnstr1,"%s<+%d>",opnstr1,h->opn1.offset);
    else
        sprintf(opnstr1,"%s<-%d>",opnstr1,-h->opn1.offset);
    if(is_arrVar == 1){
        strcat(opnstr1,"<+tempa>");
    }
}    

if(!strncmp(opnstr2,"var",3)){
    if(h->opn2.offset>=0)
        sprintf(opnstr2,"%s<+%d>",opnstr2,h->opn2.offset);
    else
        sprintf(opnstr2,"%s<-%d>",opnstr2,-h->opn2.offset);
    if(is_arrVar == 1){
        strcat(opnstr2,"<+tempa>");
    }
}

生成汇编代码

此部分进行了大修改：

实现了对函数调用的翻译：（包括参数传入和参数使用）

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
if (line[0] == "ARG"){
    return "\tmovq "+storage(line.back())+",%"+params[func_argn++];
}
if (line[0] == "PARAM"){
    return "\tmovq %"+params[func_param++]+","+storage(line.back());
}
if (line[0] == "CALL"){
    func_argn = 0;
    temp_return = "\tcall "+line.back();
    return temp_return;
}

实现了对数组赋值的处理：（包括对数组中变量的特殊处理）

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
if (line[0][0] == '#' && line[0][1] == '!'){
    std::regex d("#[[:digit:]]+");
    std::regex a("var[[:digit:]]+<\\+[[:digit:]]+>");

    temp_return = "\txor %rax,%rax";
    sregex_iterator pos1(line[2].cbegin(), line[2].cend(), d), end;
    sregex_iterator pos2(line[2].cbegin(), line[2].cend(), a);
    for(; pos1!=end; ++pos1,++pos2){
        temp_return += "\n\txor %rbx,%rbx";
        temp_return += "\n\taddq "+storage(pos2->str())+",%rbx";
        temp_return += "\n\timulq $"+pos1->str().substr(1,pos1->str().size())+",%rbx";
        temp_return += "\n\tsubq %rbx,%rax";
    }
    temp_return += "\t\nxor %rax,%rax";
    return temp_return;
}
if (line.size() == 3){
    if (line[2][0] == '#'){
        temp_return = "\tmovq $"+line.back().substr(1)+","+Get_R(line[0]);
    }
    else if (!strncmp(line[2].c_str(),"var",3) && !strncmp(line[0].c_str(),"var",3)){
        temp_return =  "\tmovq "+storage(line[2])+",";
        temp_return += Get_R(line[0])+"\n";
        temp_return += "\tmovq "+Get_R(line[0])+",";
        temp_return += storage(line[0]);           
    }
    else{
        temp_return = "\tmovq ";
        temp_return += storage(line[2])+',';
        temp_return += storage(line[0]);
    }

    if(!strncmp(line[0].c_str(),"var",3) && !strncmp(line[2].c_str(),"temp",4)){
        Clean_R();
    }
    return temp_return;
}

实现了条件跳转：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
if (line[0] == "IF") {
    temp_return = "\tcmpq ";
    if (line[2] == "=="){
        temp_return += storage(line[1])+",";
        temp_return += storage(line[3]);
        temp_return += "\n\tje ";
        temp_return += "."+line.back();
        return temp_return;
    }
    if (line[2] == "!="){
        temp_return += storage(line[1])+",";
        temp_return += storage(line[3]);
        temp_return += "\n\tjne ";
        temp_return += "."+line.back();
        return temp_return;
    }
    if (line[2] == ">"){
        temp_return += storage(line[1])+",";
        temp_return += storage(line[3]);
        temp_return += "\n\tja ";
        temp_return += "."+line.back();
        return temp_return;
    }
    if (line[2] == "<"){
        temp_return += storage(line[1])+",";
        temp_return += storage(line[3]);
        temp_return += "\n\tjb ";
        temp_return += "."+line.back();
        return temp_return;
    }
    if (line[2] == ">="){
        temp_return += storage(line[1])+",";
        temp_return += storage(line[3]);
        temp_return += "\n\tjae ";
        temp_return += "."+line.back();
        return temp_return;
    }
    if (line[2] == "<="){
        temp_return += storage(line[1])+",";
        temp_return += storage(line[3]);
        temp_return += "\n\tjbe ";
        temp_return += "."+line.back();
        return temp_return;
    }
}

实现了“加减乘除”4种基础运算：（其中不包括对带变量数组的处理）

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
if (line.size() == 5){
    if (line[3] == "+"){
        if(!strcmp(line[0].c_str(),line[2].c_str())){
            return "\taddq "+storage(line.back())+","+storage(line[0]);
        }

        temp_return = "\txor "+storage(line[0])+","+storage(line[0])+"\n";

        temp_return += "\tmovq ";
        temp_return += storage(line[0])+",";
        temp_return += "%rax";

        temp_return += "\n\taddq ";
        temp_return += storage(line[2]);
        temp_return += ",%rax";

        temp_return += "\n\taddq ";
        temp_return += storage(line.back());
        temp_return += ",%rax";

        temp_return += "\n\tmovq ";
        temp_return += "%rax,";
        temp_return += storage(line[0]);

        return temp_return;
    }
    else if (line[3] == "-"){
        if(!strcmp(line[0].c_str(),line[0].c_str())){
            return "\tsubq "+storage(line.back())+","+storage(line[0]);
        }

        temp_return = "\txor "+storage(line[0])+","+storage(line[0])+"\n";

        temp_return += "\tmovq ";
        temp_return += storage(line[0])+",";
        temp_return += "%rax";

        temp_return += "\n\taddq ";
        temp_return += storage(line[2]);
        temp_return += ",%rax";

        temp_return += "\n\tsubq ";
        temp_return += storage(line.back());
        temp_return += ",%rax";

        temp_return += "\n\tmovq ";
        temp_return += "%rax,";
        temp_return += storage(line[0]);

        return temp_return;
    }
    else if (line[3] == "*"){
        if(!strcmp(line[0].c_str(),line[0].c_str())){
            return "\timulq "+storage(line.back())+","+storage(line[0]);
        }

        temp_return = "\txor "+storage(line[0])+","+storage(line[0])+"\n";

        temp_return += "\tmovq ";
        temp_return += storage(line[0])+",";
        temp_return += "%rax";

        temp_return += "\n\timulq ";
        temp_return += storage(line[2]);
        temp_return += ",%rax";

        temp_return += "\n\timulq ";
        temp_return += storage(line.back());
        temp_return += ",%rax";

        temp_return += "\n\tmovq ";
        temp_return += "%rax,";
        temp_return += storage(line[0]);

        return temp_return;
    }
    else if (line[3] == "\\"){
        if(!strcmp(line[0].c_str(),line[0].c_str())){
            return "\tdivq "+storage(line.back())+","+storage(line[0]);
        }

        temp_return = "\txor "+storage(line[0])+","+storage(line[0])+"\n";

        temp_return += "\tmovq ";
        temp_return += storage(line[2])+",";
        temp_return += "%rax";

        temp_return += "\n\tdivq ";
        temp_return += storage(line.back());

        temp_return += "\n\tmovq ";
        temp_return += "%rax,";
        temp_return += storage(line[0]);

        return temp_return;
    }
}