GCC - The Complete Reference (537669), страница 73
Текст из файла (страница 73)
Некоторые пути определяются с помощью алгоритма, который предоставляет их в более описательном виде, чем это необходимо, но если вы хотите знать порядок поиска, то его вполне можно определить на основе результата выполнения этой команды. Глава зй. Реализация алгоритмического языка 329 Этапы компиляции программы От компилятора ОСС, как от любого компилятора, требуется принимать на входе исходный код и вырабатывать из него готовые к запуску программы, которые могут непосредственно выполняться вычислительной машиной.
Для выполнения этой цели компилятор предпринимает ряд последовательных действий: ° Лексический анализ ().ех1са) Всап). На этом этапе исходный код считывается и разделяется на элементы (го)гепз) лексическим сканером. Обычно исходный файл побайтно считывания в потоке.
Буквенные символы последовательно считываются и собираются в цепочки, при этом выделяются элементы языковых конструкций — лексемы. Выделенные последовательности сразу же сортируются по категориям: имена, числа и пунктуация.
Каждый формализованный язык имеет свой собственный набор правил, на этом этапе правила применяются для проверки соответствия элементов всех категорий критериям. Здесь принимается решение о возможности дальнейшей обработки кода. ° Синтаксический разбор (Рагз1па). Лексемы исходного кода имеют некоторые отношения между собой, определяемые, главным образом„их взаимным относительным положением в выходном потоке лексического сканера.
Синтаксический разделитель (парсер) определяет тип каждого элемента (ключевое слово, имя символа, число и т.п.) и использует эту информацию для преобразования всего исходного файла в древовидную логическую структуру. Узлы этого дерева представляют объявления типов и данных, функции, отдельные операторы и т.п. Это дерево содержит все элементы программы и отображает все взаимодействия между элементами. ° Обрезка (Ргцп1пя). Далее с помощью анализа построенного дерева проводится некоторая оптимизация программы.
Неиспользуемые и избыточные части структуры отсекаются. Некоторые части дерева могут быть перенесены в другое расположение для предотвращения излишне частого повторения некоторых групп операторов, лишних проходов, для сокращения накладных расходов на передачу управления и т.п. ° Трансляция на промежуточный «зык. Содержание дерева разделения преобразовывается в код КТБ. КТŠ— язык регистрового переноса, "Кея)згег Тгапз(ег ).аляцаяе". Он представляет собой особый унифицированный псевдо-ассемблерный язык, содержащий обобщенные операционные коды инструкций гипотетической вычислительной машины. Дерево "раскатывается" в линейную последовательность КТБ-инструкций.
При этом проводится необходимая реорганизация, добавляются ветви, определяемые древовидной структурой, проверки условий. Выбираются варианты реализации операторов ветвления типа сазе/вч[сЬ, циклов и т.п. Значительная часть трансляции, выполняемой на этом этапе, зависит от предназначаемой целевой платформы. То есть, КТ(: код генерируется в терминах целевой машины и содержит такие вещи, как информация для размещения в выделяемых регистрах. ч Оптимизация промежуточного кода. Выполняется ряд оптимизаций полученного КТБ-кода, Они включают в себя исключение излишней рекурсивности, 330 часть (й. Внутренняя структура н окружение избыточного дробления подвыражений, оптимизацию переходов и ряд других ассемблерных оптимизаций.
Этот этап идеально подходит для основной оптимизации кода. Она здесь одинаково применима как к верхнему уровню любого языка, так и к нижнему уровню, ориентированному на любую платформу. ° Трансляция е ассемблерный код. Окончательный вариант КТ!.-кода переводится на ассемблерный язык предназначаемой целевой машины и записывается в файл. ° Ассемблирование. На этом этапе задействуется ассемблер для преобразования полученной программы на ассемблерном языке в объектный файл, содержащий машинный код.
Этот файл еще не имеет формата выполняемого файла— он действительно содержит выполнимый машиной код, но еше не имеет процедур, необходимых для его загрузки. Кроме того, он наверняка содержит неразрешимые обращения к подпрограммам из других модулей. ° Компоновка. Компоновщик собирает выработанные ассемблером объектные файлы (некоторые из них могут находиться в объектных библиотеках) в машиннуюю программу. Готовая программа имеет соответствующий системе формат, пригодный для ее загрузки на выполнение в предназначенной машине.
Обратите внимание, что логическое разделение верхнего и нижнего уровня проходит между синтаксическим разделителем языка и генератором ассемблерного кода. Онн взаимодействуют между собой через дерево синтаксического разбора. Любой синтаксический разделитель исходного языка (парсер), способный вырабатывать древовидную структуру, может быть подключен к нижнему уровню через генератор кода КТ!.. Следовательно, в ОСС возможна компиляция исходного кода на любом языке, имеющем такой парсер. С другой стороны, перенос программ, написанных на любом из поддерживаемых верхним уровнем языков, возможен на любую машину, имеющую транслятор языка КТ! в кол своего ассемблера.
Это описание, конечно, очень упрощено и не отражает некоторые частные сложности. Но главное, что такой процесс возможен и он действительно работает в ОСС. Лексический анализ Компилятор считывает код программы как поток буквенных знаков, группирует их в сочетания и выводит последовательность выделенных элементов исходного языка для их дальнейшей обработки в выходном потоке лексем. Каждый элемент может быть числом, именем или знаком пунктуации. Например, следующая строка содержит семь элементов: 1к (дк1а1е <= 43.1! ! Процесс разделения строки на лексические элементы (лексем), называется яексическин сканированием (!ехгса! зсап). Програма лексического сканирования называется!ех-скалероьч (по английски — просто "!ех").
Механизм лексического сканирования универсален. Отличаются только правила, определяющие, какие буквенные знаки могут применяться в именах и какие являются знаками пунктуации. Эта про- главе )д. реализация алгоритмического языка 33 1 цедура настолько устоялась, что существуют стандартные утилиты — генераторы программ лексического сканирования.
В системах [)Х[Х для этого служит стандартная программа 1ех, ее эквивалент проекта ОХБ имеет название б1ех. На входе вы задаете свой набор правил и на выходе получаете программу, которая вырабатывает поток лексических элементов вашего языка. Пример построения простого 1ех-сканера В качестве простого определения правил для )ех-сканера, который выделяет два ключевых слова )тоиг[у и пои, можно привести такой сценарий (допустим, он записан в файле ))оигту. 1ех): ЪЪ )гоиду ргдпгс(" Л)те иогс 1в 'поису') ") и пои рг1псг("(г)те Саве ьв е1гт)",Евое(ОЬ)); ЪЪ Пары знаков процента "зьзь" применяются, чтобы отметить начало и конец списка ключевых слов.
После кажлого ключевого слова стоит соответствующая ей команда — оператор языка С. Команда должна быть помещена в программу, вырабатываемую в соответствии с этим сценарием. Выполнение следующих команд создаст программу 1ех.уу. с и скомпилирует ее в выполнимый файл ))оно[у: 9 г1ех Ьоиоу.1ех В дсс 1ех.уу. с -1г1 -о Ьоису Программа 1ех.уу.
с в нашем случае содержит более ! 500 строк кода на языке С, она использует функции библиотеки 11)зг1.а. Одна из причин такого большою размера кода программы состоит в том, что она содержит подробные комментарии. Если вместо программы О)ч[Е) й1ех вы используете стандартную утилиту Е)МХ 1ех, то команды будут немного отличаться; Ф 1ех )гоису.1ех 3 дсс 1ех.уу.с -11 -о поису Полученную готовую программу можно запустить из командной строки. После запуска весь ввод с клавиатуры будет отображаться на выходе, и только два ключевых слова )тоибу и пои каждый раз будут заменяться строками с вызовами функции ргдпсй () .
Построение 1ех-сканера с использованием регулярных выражений Следующие определения для )ех-сканера (назовем этот файл )сиогбв. 1ех) распознают ключевые слова ви1сс)т и саве, пунктуацию, целые числа и скобки: ча вигген рг1пег("ви1тси "); саве ргьпгс("СЛВВ ")и [в-зл-В) [ а-зл-ВО-9) * рг1пег("иоип(Чьв] ",ууоехо)) [0-9)+ рг1пег("1итвдвп(тбв) ",ууеехс)г 332 Часть !11. Внутренняя структура н окружение 1( Вгьпсг(-ЬкутВВЛСК ->; 1> ргьпсе("ВхаитВВЛСЯ ">; ап Первые два правила определяют соответствия для ключевых слов ггпе и саве. Третье правило соответствует любому имени, которое начинается с большой или маленькой буквы и может содержать большие и маленькие буквы, цифры и символы подчеркивания. Заметьте, что выходная строка содержит поле уугахг — это указатель на строку, содержащую считанный элемент программы.
Четвертое правило относится к строкам, которые содержат последовательность цифр. Последние два правила — для фигурных скобок. Полученный из этих определений лексический анализатор сможет извлечь все элементы из следующего входного текста (запишем его в файле >сагегу. Ьахе): Ь1аеа ( аньгсЬ Ььд С1юе сс саве испугаю сава 889 гтепс Дальнейшая последовательность команд сначала компилирует сценарий генератора 1ех-сканера >сюогйа. 1ех в программу >сзгогба. Затем полученная программа используется для последовательного выделения лексем (!о>гепз) из исходного файла >смггу. гехш 3 г1ех Кюсгса.1ех а дсс 1ех.уу.с -1г1 -о хнсгса 3 сап каску.секс ! кногса иовп(втасх> ЬяутВВлоя Внхток ИОВП(ьзд Е>юе дс> слвк иовп(иаювгаю> слвя хвткакв(ввэ> ВтдктВВЛСК ИОВП(депг>> Синтаксический разбор В этом разделе рассматривается специально разработанный пример.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
