REPR7 (1131480)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Глава 7. Промежуточные представления программы

В процессе трансляции программы часто используют промежуточное представление (ПП) программы, предназначенное прежде всего для удобства генерации кода и/или проведения различных оптимизаций программы. Сама форма ПП зависит от целей его использования. Наиболее часто используемыми формами ПП является ориентированный граф (или, в частности, абстрактное синтаксическое дерево), тройки, четверки, префиксная или постфиксная запись, атрибутированное абстрактное дерево.

7.1. Представление в виде ориентированного графа

Простейшей формой промежуточного представления является синтаксическое дерево программы. Более полную информацию о входной программе дает ориентированный ациклический граф (ОАГ), в котором в одну вершину объединены вершины синтаксического дерева, представляющие общие подвыражения. Синтаксическое дерево и ОАГ для оператора присваивания a:=b*-c+b*-c приведены на рис. 7.1.

На рис. 7.2. приведены два представления в памяти синтаксического дерева на рис. 7.1.а). Каждая вершина кодируется записью с полем для операции и полями для указателей на потомков. На рис. 7.2.б) вершины размещены в массиве записей и индексом (или входом) вершины служит указатель на нее.

7.2. Трехадресный код

Трехадресный код- это последовательность операторов вида x:= y op z, где x,y и z - имена, константы или сгенерированные компилятором временные объекты. Здесь op - двуместная операция, например операция плавающей или фиксированной арифметики, логическая или побитовая. В правую часть может входить только один знак операции.

:= :=

/\ /\
/ \ / \
a + a +
/ \ / \
/ \ | |
* * \ /
/ \ / \ *
/ \ / \ / \
b - b - / \
| | b -
| | |
c c |
c
а) б)

Рис. 7.1

10 := 0 id b

1 id c
9 id a
2 - 1

3 * 0 2
7 +
4 id b

5 id c
3 * 8 *
6 - 5

0 id b 4 id b 7 + 3 8

8 * 4 6
2 - 6 -
9 id a

1 id c 5 id c 10 := 9 7

Рис. 7.2

Составные выражения должны быть разбиты на подвыражения, при этом могут появиться временные имена (переменные). Смысл термина "трехадресный код" в том, что каждый оператор обычно имеет три адреса: два для операндов и один для результата. Трехадресный код - это линеаризованное представление синтаксического дерева или ОАГ, в котором явные имена соответствуют внутренним вершинам дерева или графа. Например, выражение x+y*z может быть протранслировано в последовательность операторов

t1:=y*z
t2:=x+t1

где t1 и t2 - имена, сгенерированные компилятором.

В виде трехадресного кода представляются не только двуместные операции, входящие в выражения. В таком же виде представляются операторы управления программы и одноместные операции. В этом случае некоторые из компонент трехадресного кода могут не использоваться. Например, условный оператор

if A>B then S1 else S2

может быть представлен следующим кодом:

t:=A-B
JGT t,S2
.....

Здесь JGT - двуместная операция условного перехода, не вырабатывающая результата.

Разбиение арифметических выражений и операторов управления делает трехадресный код удобным при генерации машинного кода и оптимизации. Использование имен промежуточных значений, вычисляемых в программе, позволяет легко переупорядочивать трехадресный код.

t1 := -c t1 := -c
t2 := b * t1 t2 := b * t1
t3 := -c t5 := t2 + t2
t4 := b * t3 a := t5
t5 := t2 + t1
a := t5

а) б)

Рис. 7.3

Представления синтаксического дерева и графа рис. 7.1 в виде трехадресного кода дано на рис. 7.3.а) и 7.3.б), соответственно.

Трехадресный код - это абстрактная форма промежуточного кода. В реализации трехадресный код может быть представлен записями с полями для операции и операндов. Рассмотрим три реализации трехадресного кода: четверки, тройки и косвенные тройки.

Четверка - это запись с четырьмя полями, которые будем называть op, arg1, arg2 и result. Поле op содержит код операции. В операторах с унарными операциями типа x:=-y или x:=y arg2 не используется. В некоторых операциях (типа "передать параметр") могут не использоваться ни arg2, ни result. Условные и безусловные переходы помещают в result метку перехода. На рис. 7.4 приведены четверки для a:=b*-c+b*-c. Они получены из трехадресного кода рис. 7.3.а.

Обычно содержимое полей arg1, arg2 и result - это указатели на входы таблицы символов для имен, представляемых этими полями. Временные имена вносятся в таблицу символов по мере их генерации.

Чтобы избежать внесения новых имен в таблицу символов, на временное значение можно ссылаться, используя позицию вычисляющего его оператора. В этом случае трехадресные операторы могут быть представлены записями только с тремя полями: op, arg1 и arg2, как это показано на рис. 7.4.б. Поля arg1 и arg2 - это либо указатели на таблицу символов (для имен, определенных программистом, или констант), либо указатели на тройки (для временных значений). Такой способ представления трехадресного кода называют тройками. Тройки соответствуют представлению синтаксического дерева или ОАГ с помощью массива вершин.

Числа в скобках - это указатели на тройки, а имена - это указатели на таблицу символов. На практике информация, необходимая для интерпретации различного типа входов в поля arg1 и arg2, кодируется в поле op или дополнительных полях. Тройки рис. 7.4.б соответствуют четверкам рис. 7.4.а.

op arg1 arg2 result op arg1 arg2

(0) - c t1 (0) - c
(1) * b t1 t2 (1) * b (0)
(2) - c t3 (2) - c
(3) * b t3 t4 (3) * b (2)
(4) + t2 t4 t5 (4) + (1) (3)
(5) := t5 a (5) := a (4)

а) четверки б) тройки

Рис. 7.4

Для представления тройками трехместной операции типа x[i]:=y требуется два входа, как это показано на рис. 7.5.а, представление x:=y[i] двумя операциями показано на рис. 7.5.б.

op arg1 arg2 op arg1 arg2

(0) []= x I (0) =[] y i
(1) := (0) y (1) := x (0)


а) x[i]:=y б) x:=y[i]

Рис. 7.5

Трехадресный код может быть представлен не списком троек, а списком указателей на них. Такая реализация обычно называется косвенными тройками. Например, тройки рис. 7.4.б могут быть реализованы так, как это изображено на рис. 7.6.

оператор op arg1 arg2

(0) (14) (14) - c
(1) (15) (15) * b (14)
(2) (16) (16) - c
(3) (17) (17) * b (16)
(4) (18) (18) + (15) (17)
(5) (19) (19) := a (18)

Рис. 7.6

При генерации объектного кода каждой переменной, как временной, так и определенной в исходной программе, назначается память периода исполнения, адрес которой обычно хранится в таблице генератора кода. При использовании четверок этот адрес легко получить через эту таблицу.

Более существенно преимущество четверок проявляется в оптимизирующих компиляторах, когда может возникнуть необходимость перемещать операторы. Если перемещается оператор, вычисляющий x, не требуется изменений в операторе, использующем x. В записи же тройками перемещение оператора, определяющего временное значение, требует изменения всех ссылок на этот оператор в массивах arg1 и arg2. Из-за этого тройки трудно использовать в оптимизирующих компиляторах.

В случае применения косвенных троек оператор может быть перемещен переупорядочиванием списка операторов. При этом не надо менять указатели на op, arg1 и arg2. Этим косвенные тройки похожи на четверки. Кроме того, эти два способа требуют примерно одинаковой памяти. Как и в случае простых троек, при использовании косвенных троек выделение памяти для временных значений может быть отложено на этап генерации кода. По сравнению с четверками при использование косвенных троек можно сэкономить память, если одно и то же временное значение используется более одного раза. Например, на рис. 7.6 можно объединить строки (14) и (16), после чего можно объединить строки (15) и (17).

7.3. Линеаризованные представления

В качестве промежуточных представлений весьма распространены линеаризованные представления. Линеаризованное представление позволяет относительно легко хранить промежуточное представление на внешней памяти и обрабатывать его в порядке чтения. Самая распространенная форма линеаризованного представления - это запись дерева либо в порядке его обхода снизу-вверх (постфиксная запись, или обратной польской), либо в порядке обхода его сверху-вниз (префиксная запись, или прямой польской).

Таким образом, постфиксная запись (обратная польская) - это список вершин дерева, в котором каждая вершина следует непосредственно за своими потомками. Дерево на рис. 7.1 в постфиксной записи может быть представлено следующим образом:

a b c - * b c * + :=

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов ответов (шпаргалок)