$
Если один файл изменится, достаточно единственной команды
make
для получения действующей версии:
$ touch lex.l
Смена времени модификации файла lex.l
$ make
lex lex.l
cc -с lex.yy.c
rm lex.yy.c
mv lex.yy.o lex.o
cc hoc.o lex.o init.o math.o symbol.o -ll -lm -o hoc3
$
Некоторое время мы дебатировали о том, следует ли считать обсуждение программы
lex
отступлением от нашей темы и поэтому показать ее кратко, а затем перейти к другим вопросам или рассматривать ее как основное средство для лексического анализа, когда язык становится слишком сложным. У нас были аргументы "за" и "против". Затруднения в работе с
lex
(помимо того, что пользователь должен изучить еще один язык) связаны с тем, что замедляется выполнение программы, а распознаватели оказываются более объемными и медленными, чем эквивалентные версии на языке Си. К тому же возникают трудности с механизмом ввода в некоторых особых случаях, таких, как восстановление после ошибки, а также с вводом из файла. Ни одна из перечисленных проблем не является существенной для
hoc
. К сожалению, из-за ограниченного объема книги мы вынуждены вернуться в последующих лексических анализаторах к Си. Однако создание версии с
lex
будет для вас хорошей практикой.
Упражнение 8.9
Сравните размеры двух версий
hoc3
.
Подсказка: обратитесь к справочному руководству по
size(1)
.
8.4 Этап 4: компиляция на машину
Мы постепенно приближаемся к созданию
hoc5
— интерпретатора языка со структурами управления. Программа
hoc4
является промежуточным звеном: она имеет те же операции, что и
hoc3
, но реализуется на базе интерпретатора, как
hoc5
. Мы действительно написали такую программу
hoc4
и в результате получили две программы с одинаковыми возможностями, что ценно для отладки. По мере разбора входного потока
hoc4
порождает код, рассчитанный на простую машину, а не выдает сразу результат. При определении конца оператора будет выполнен код, порожденный для вычисления нужного результата (т.е. произойдет "интерпретация").
Под простой машиной здесь подразумевается стековая машина: когда появляется операнд, он заносится в стек, точнее, создаются команды, заносящие операнд в стек). Большинство операций над операндами выполняется в вершине стека. Например, при обработке присваивания
x=2*y
создаются следующие команды:
constpush
Записать в стек: константа … константа2
2
varpush
Записать указатель на таблицу имен в стек
y
… для переменной у
eval
Вычислить: заменить указатель значением
mul
Перемножить два верхних элемента; результат заменяет их
varpush
Записать указатель на таблицу имен в стек
x
… для переменной x
assign
Записать значение в переменную, убрать указатель
pop
Убрать верхний элемент из стека
STOP
Конец последовательности команд
Когда выполняются команды, выражение вычисляется и результат записывается в
x
, как и указано в примечаниях. Последняя команда
pop
удаляет из стека верхний элемент, поскольку он больше не нужен.
Стековые машины обычно реализуются с помощью простых интерпретаторов, и наш интерпретатор тоже не является исключением: это просто массив, содержащий операции и операнды. Операции представляют собой машинные команды: каждая из них суть обращение к функции с параметрами, которые следуют за командой. Некоторые операнды могут уже находиться в стеке, как было показано в приведенном выше примере.
Структура таблицы имен для
hoc4
совпадает с таковой для
hoc3
: инициация проводится в
init.c
, и математические функции, находящиеся в
math.c
, одни и те же. Грамматика
hoc4
идентична грамматике
hoc3
, но действия совершенно иные. Вообще, каждое действие порождает машинные команды и все необходимые для них аргументы. Например, в случае появления
VAR
в выражении создаются три команды: команда
varpush
, указатель на таблицу имен для переменной и команда
eval
, которая заменяет при вычислении указатель на таблицу имен соответствующим значением. Код для
'*'
содержит одну команду
mul
, поскольку операнды для нее уже находятся в стеке.
$ cat hoc.y
%{
#include "hoc.h"
#define code2(c1,c2) code(c1); code(c2)
#define code3(c1,c2,c3) code(c1); code(c2); code(c3)
%}
%union {
Symbol *sym; /* symbol table pointer */
Inst *inst; /* machine instruction */
}
%token <sym> NUMBER VAR BLTIN UNDEF
%right '='
%left '+'
%left '*' '/'
%left UNARYMINUS
%right '^' /* exponentiation */
%%
list: /* nothing */ | list '\n'
| list asgn '\n' { code2(pop, STOP); return 1; }
| list expr '\n' { code2(print, STOP); return 1; }
| list error '\n' { yyerrok; }
;
asgn: VAR '=' expr { code3(varpush, (Inst)$1, assign); }
;
expr: NUMBER { code2(constpush, (Inst)$1); }
