【编译原理】第六章 中间代码生成

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第六章 中间代码生成

1、后缀式

2、图表示法

抽象语法树、DAG图

3、三地址代码

三元式、四元式、间接三元式

后缀式

6.1 声明语句的翻译

6.1.1 类型表达式

各类语句的翻译，包括声明语句、控制语句等。声明语句主要是收集类型等信息。

类型表达式也是一种结构，类型表达式包括以下几种情况：

1. 基本类型是类型表达式

integer 、real 、char 、boolean 、type_error (出错类型) 、void (无类型)

2. 可以为类型表达式命名，类型名也是类型表达式
3. 将类型构造符(type constructor)作用于类型表达式可以构成新的类型表达式

数组构造符array ，若T是类型表达式，则array( I, T)是类型表达式( I是一个整数)。

类型 类型表达式 int[3] array(3,int) int[2][3] array(2, array(3,int) ) 

指针构造符pointer，若T是类型表达式，则pointer ( T ) 是类型表达式，它表示一个指针类型。

笛卡尔乘积构造符x，若T1和T2是类型表达式，则笛卡尔乘积T1xT2 是类型表达式。

函数构造符→ ，若T1、T2、…、Tn 和R是类型表达式，则T1xT2x…xTn→R是类型表达式

记录构造符record ，若有标识符N1、N2、…、Nn 与类型表达式T1 、T2、…、Tn ，则 record( (N1 x T1)x(N2xT2)x…x(NnxTn ))是一个类型表达式。

例如，下列C语言程序片段中

structstype { char[8] name; intscore; }; stype[50] table; stype* p; 

和stype绑定的类型表达式 :

record ( (name x array(8, char)) x (score x integer) )

和table绑定的类型表达式 :

array (50, stype)

和p绑定的类型表达式 :

pointer (stype)

6.1.2 声明语句的翻译

对于声明语句，语义分析的主要任务就是收集标识符的类型等属性信息，并为每一个名字分配一个相对地址，从类型表达式可以知道该类型在运行时刻所需的存储单元数量 称为类型的宽度(width)，在编译时刻，可以使用类型的宽度为每一个名字分配一个相对地址，名字的类型和相对地址信息保存在相应的符号表记录中。

声明语句的文法动作中enter( name, type, offset):在符号表中为 名字name创建记录,将name的类型设置 为type,相对地址设置为offset。

其中t, w用于暂时存储当前变量的类型和宽度信息。

B表示基本类型

C便是数组类型

T表示表达式类型

D表示声明序列

P表示程序

例1：realx; inti;的翻译

其中红色表示real x中的变量类型和宽度的传递过程；蓝色虚箭头便是int i的变量类型和宽度传递过程。

例2：：数组类型表达式“int[2][3]”的语法制导翻译

注意其中宽度在传递过程中的变化，最终类型表达式的宽度为24。

6.2 简单赋值语句的翻译

赋值语句的基本文法：

①S→id=E； ②E→E1+E2 ③E→E1*E2 ④E→ -E1 ⑤E→(E1) ⑥E→id 

赋值语句翻译的主要任务是生成对表达式求值的三地址码。

例如：

源程序片段 x = ( a + b ) * c ; 

三地址码 :

t1= a+ b t2 = t1 * c x= t2 

赋值语句对应的SDT为：

lookup(name)：查询符号表 返回name对应的记录；gen(code)：生成三地址指令code；newtemp( )：生成一个新的临时变量t， 返回t的地址 。

在增量方法中，gen( )不仅要构造出 一个新的三地址指令，还要将它添加 到至今为止已生成的指令序列之后

分析过程如上。

6.3 数组引用的翻译

将数组引用翻译成三地址码时要解决的主要问题是 确定数组元素的存放地址，也就是数组元素的寻址。

一维数组

假设每个数组元素的宽度是w，则数组元素a[i]的相对地址是：

base+i x w

其中，base是数组的基地址，i x w 是偏移地址。

二维数组

假设一行的宽度是w1，同一行中每个数组元素的宽度是w2，则 数组元素a[i1] [i2]的相对地址是：

base+i1 x w1+i2 x w2

举例：

假设type(a)= array(3, array(5, array(8, int) ) )， 一个整型变量占用4个字节， 则

a[i1]是一个二维数组，宽度为5*8*8*4=160；a[i1][i2]为一个一维数组，宽度为8*4=32；a[i1][i2][i3]为一个一维数组，宽度就是一个整型变量长度4。

例1：一维数组

假设type(a)=array(n, int)；

源程序片段 c = a[i]；

三地址码 ：

t1= i* 4 t2= a[ t1] c= t2 

addr(a[i]) = base + i*4

其中t1表示偏移地址，t2表示加上基地址后的实际地址。

数组引用的SDT

从下往上进行扫描，并逐渐规约出最终地址。

带有语义动作的SDT如上图所示。

6.4 控制流语句及其SDT

控制流语句的代码结构为：

其中包含的继承属性为：

S.next：是一个地址，该地址中存放了紧跟在S代码之后的指令 (S的后继指令)的标号

B.true：是一个地址，该地址中 存放了当B为真时控制流转向的 指令的标号

B.false：是一个地址，该地址 中存放了当B为假时控制流转向 的指令的标号

用指令的标号标识一条三地址指令

控制流语句的基本文法及SDT：

newlabel( ): 生成一个地址；

label(L): 将下一条 三地址指令的标号赋给L

if-then-else语句的SDT

首先生成B.true和B.false的地址并用临时变量存放，如果下一条地址指令给B.true，则将S代码的下一步执行地址给S1，即执行S1的代码，执行完之后，转向执行S的代码。