Разработка элементов учебной системы программирования
Построение компилятора с языка высокого уровня как одного из элементов системы программирования. Разработка компилятора ассемблера, модификация базы данных исходного макета. Загрузчик, эмулятор, отладчик. Использование Flex и Bison для программирования.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 04.11.2014 |
| Размер файла | 599,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Минобрнауки России
Санкт-Петербургский государственный технический университет
Факультет технической кибернетики
Кафедра «Информационных и Управляющих Систем»
Размещено на http://www.allbest.ru/
Санкт-Петербург
2012
38
Размещено на http://www.allbest.ru/
Разработка элементов учебной системы программирования
1. Разработка макета учебной системы программирования
Построение компилятора с языка высокого уровня (ЯВУ), являющегося одним из элементов системы программирования, образующих в совокупности следующий технологический конвейер:
При этом предполагается то, что данная система программирования работает на технологической ЭВМ (IBM PC) и является по существу кросс-системой для объектной ЭВМ (ЕС ЭВМ). В этой системе:
· в качестве языка высокого уровня (ЯВУ) выбран язык, образованный из подмножества языковых конструкций ПЛ1, а исходная программа готовится в виде текстового файла технологической ЭВМ с расширением *.pli;
· язык АССЕМБЛЕРА сформирован из языковых конструкций АССЕМБЛЕРА ЕС ЭВМ, а ассемблеровский эквивалент исходной программы формируется в виде текстового файла технологической ЭВМ с расширением *.ass;
· объектный эквивалент исходной программы готовится в формате объектных файлов операционной системы ОС ЕС ЭВМ и хранится в виде двоичного файла технологической ЭВМ с расширением *.tex;
· загрузочный эквивалент исходной программы представляет собой машинный код ЕС ЭВМ, запоминаемый в области ОЗУ технологической ЭВМ, являющейся зоной загрузки для эмулятора объектной ЭВМ.
Постановка задачи
Необходимо выполнить доработку элементов макета учебной системы программирования до уровня, позволяющего обрабатывать “новые” для макета конструкции языка высокого уровня, примененные в соответствующем варианте:
Где на входе имеется текст программы на ЯВУ PL/I:
EX04: PROC OPTIONS ( MAIN );
DCL A DECIMAL FIXED INIT ( 2 );
DCL B DECIMAL FIXED;
DCL P POINTER;
DCL D DECIMAL FIXED BASED ( P );
P = ADDR ( A );
B = D;
END EX04;
На выходе строится эквивалент программы на ассемблере архитектуры IBM 370:
EX04START 0
BALR RBASE,0
USING *,RBASE
LA RRAB,A
ST RRAB,P
LRRAB,D
LRRAB,0(0,RRAB)
MVN B(3),0(RRAB)
BCR 15,14
ADC PL3'2C'
BDS PL3
PDS A
DEQU P
RBASE EQU 15
RRABEQU 5
END EX04
Анализ поставленной задачи
В поставленной задаче на входе в компилятор ЯВУ представлена программа на языке PL/I, которая выполняет присваивание одной десятичной переменной другой через указатель. Для этого были введены новые лексемы, отсутствовавшие в исходном макете:
· DECIMAL - десятичные переменные с инициализацией и без
· POINTER - переменная указатель
· BASED-переменные - переменная, базирующаяся на данных, на которые ссылается указатель, указанный при инициализации
· Оператор ADDR - получение адреса переменной
· Оператор присваивания `=' - присваивание значения одной десятичной переменной другой
Набор новых конструкций языка PL/I
Соответствующий набор конструкций был добавлен в компилятор ЯВУ.
1. Форматы объявления переменных
1.1 Целые десятичные переменные:
Формат: DCL <IPE> DECIMAL FIXED; или DCL <IPE> DECIMAL FIXED INIT ( <NUM> );
· <IPE> - имя переменной
· <NUM> - значение при инициализации, напр. `234'
· Могут быть как инициализированными, так и не инициализированными
Указатели
Формат: DCL <IPE> POINTER;
· <IPE> - имя переменной
BASED-переменные:
Формат: DCL <IPE> DECIMAL FIXED BASED ( <IPE_POI> );
· <IPE> - имя переменной
· <IPE_POI> - имя переменной - указателя
2. Форматы использования операторов
2.1 Оператор присваивания:
Формат: <IPE1> = <IPE2>
· предназначен для назначения нового значения переменной, идентификатор которой использован в левой части оператора;
2.2 Оператор ADDR:
Формат: <IPE> = ADDR ( <IPE2> );
· предназначен для получения адреса переменной, указанной в качестве операнда в скобках. Переменная <IPE> должна иметь тип POINTER;
Входные ограничения компилятора ЯВУ
В поставленной задаче не рассмотрены следующие моменты:
· не описано, каким образом работать с целые десятичными переменными, а именно:
o не указан знак числа,
o не указана длина мантиссы.
· не описано, каким образом представлять BASED-переменные в ассемблеровском эквиваленте программы (на выходе).
· отсутствуют арифметические операции
По этому, для определенности, были введены следующие ограничения на языковые конструкции компилятора ЯВУ:
· Ограничения на целые десятичные переменные:
o имеют тип `P' в ассемблеровском эквиваленте программы;
o определяются как без знаковые, т.е. всегда положительные;
o имеют длину 3 байта (мантисса равна 5 (одна тетрада на знак)), т.е. это числа от 0 до 99999;
o не инициализированные десятичные переменные на ЯВУ инициализируются нулем в ассемблеровском эквиваленте программы.
· BASED-переменные:
o только целые десятичные
o не имеют свое представление в памяти программы, для этого они объявляются через оператор EQU ассемблера ЕС ЭВМ.
· Оператор присваивания кодируется в 6 байтовую команду типа SS (Storage - Storage) языка Ассемблера. Это означает, что присваивание работает без использования вспомогательных регистров.
· Указатели объявляются как тип `A' в ассемблеровском эквиваленте программы, имеют размер 4 байта (длину адреса в ЕС ЭВМ).
Описание разработанного синтаксиса языка
Синтаксис существующего макета был расширен следующими правилами:
· добавлено правило декларирования десятичных переменных с инициализацией и без
· добавлено правило декларирования указателей и десятичных переменных, базирующихся на данных, на которые ссылается этот указатель
· добавлено правило получения адреса существующей переменной
· добавлено правило работы оператора присваивания
Таким образом, грамматика языка имеет следующий вид:
1. <PRO> ::= <OPR><TEL><OEN>
2. <OPR> ::= <IPR>:PROC_OPTIONS(MAIN);
3. <IPR> ::= <IDE>
4. <IDE> ::= <BUK> | <IDE><BUK> | <IDE><CIF>
5. <BUK> ::= A | B | C | D | E | M | P | X
6. <CIF> ::= 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
7. <TEL> ::= <ODC> | <TEL><ODC> | <TEL><OPA>
8. <ODC> ::= DCL_<IPE>_BIN_FIXED(<RZR>); |
DCL_<IPE>_BIN_FIXED(<RZR>)INIT(<LIT>); |
DCL_<IPE>_DECIMAL_FIXED_INIT(<RZR>); |
DCL_<IPE>_DECIMAL_FIXED; |
DCL_<IPE>_POINTER; |
DCL_<IPE>_DECIMAL_FIXED_BASED(<IPE>);
9. <IPE> ::= <IDE>
10. <RZR> ::= <CIF> | <RZR><CIF>
11. <LIT> ::= <MAN>B
12. <MAN> ::= 1 | <MAN>0 | <MAN>1
13. <OPA> ::= <IPE>=ADDR(<IPE>); |
<IPE>=<AVI>;
14. <AVI> ::= <LIT> | <IPE> | <AVI><ZNK><LIT> |
<AVI><ZNK><IPE>
15. <ZNK> ::= + | -
16. <OEN> ::= END_<IPR>
Рис. 1 Распознавание грамматических правил в формате продукций
Преобразования в код ассемблера ЕС ЭВМ
Следуя введенным ограничениям, получаем следующий ассемблеровский эквивалент на выходе компилятора ЯВУ:
1. Переменные:
1.1. Целые десятичные переменные объявляются как тип PL3'X' через команду DC, где Х - значение при инициализации. `P' - стандартный тип десятичных переменных в ассемблере IBM 370. Литера `L' означает длину числа в байтах, которая соответствует 3 байтам - фиксированное значение, оговоренное в ограничениях к компилятору ЯВУ.
1.2. Указатели объявляются как тип A через команду DS. Команда DS ассемблера IBM 370 выделяет память на 4 байта не инициализированных данных, т.к. указатели не могут быть иницилизированы, а длина 4 байта соответствует длине адреса архитектуры IBM 370.
1.3. BASED-переменные объявляются через псевдокоманду EQU:
<имя переменной> EQU <имя указателя>. Т.к. BASED-переменные являются лишь представлением уже существующего десятичного числа через указатель, логично использование ассемблерной псевдокоманды EQU, которая не выделяет память под переменную. В дальнейшем, при компиляции с ассемблера в байт-код, будет использоваться подстановка соответствующего значения псевдокоманды EQU для соответствующей BASED-переменной.
2. Операторы:
2.1. Оператор присваивания кодируется в 6ти-байтовую SS команду MVN, имеющую формат:
MVN D1(L, B1), D2(B2)
где:
· D1 и D2 - смещение относительно базового адреса, содержащегося в регистре общего назначения;
· B1, B2 - регистры РОН, содержащие адрес данных;
· L - длина операндов в байтах
Команда MVN специализирована под копирование числа из одного адреса памяти в другой. Эта SS-команда требует большее число тактов, чем RX-команда, однако упрощает выходной эквивалент программы и не требует дополнительного вмешательства для правильного копирования чисел.
2.2. Оператор ADDR кодируется в две 4ех-байтовые RX команды: LA и ST, т.к. в ассемблере IBM 370 отсутствует команда, которая бы копировала адрес переменной в соответствующее место памяти. Эти команды имеют одинаковый формат:
LA R1, D2(X2, B2)
ST R1, D2(X2, B2)
где:
· R1- регистр РОН;
· D2 - смещение относительно базового адреса, содержащегося в регистре общего назначения;
· X2 -регистр РОН, используемый в качестве индекса;
· B2 - регистр РОН, содержащие адрес данных;
Команда LA загружает адрес переменной, указанной в качестве второго операнда в первый операнд - регистр. А команда ST заносит значение первого операнда - регистра во второй операнд - переменную. Таким образом сначала считывается адрес переменной из памяти в регистр, а затем это значение заносится в переменную-указатель.
2.3. Оператор присваивания - `='. Переменные, расположенные по правую сторону от оператора кодируются в зависимости от типа:
2.3.1. Для BASED-переменных кодирование происходит в два этапа: 1) Загрузка значения указателя в регистр с помощью уже имеющейся в исходном макете команды L; 2) Загрузка значения переменной, расположенной по полученному адресу с помощью той же команды L.
2.3.2. Загрузка десятичных переменных происходит с помощью комманды L. Таким образом, если идет присвоение одной десятичной переменной другой, то сначала идет загрузка второй десятичной переменной в регистр с помощью комманды L, а затем происходит копирование памяти с помощью комманды MVN, описанной ранее.
Модификация базы данных исходного макета
В таблицу продукций (SINT) были добавлены разработанные синтаксические правила для переменных и операторов. Размер таблицы увеличился с 201 до 263 элементов. Матрица смежности, при этом, не модифицировалась.
Были введены дополнительные типы в семантику языка:
· для переменных, описывающих десятичные числа, был введен тип `D'
· для переменных, описывающих указатели - тип `A'
· для переменных типа BASED - тип `V'
Модификация алгоритма исходного макета
Функция декларирования переменных - ODC1 была модифицирована в соответствии с новыми типами переменных.
При попадании арифметическим оператором на указатель на втором проходе в функции OPA2, проверяется, является ли следующий за оператором присваивания оператор ADDR, и, если да, то формируется код комманд LA и ST.
Если же за перед опреатором присвоения стоит десятичная переменная, то формируется команда MVN, в качестве второго операнда которой используется регистр RRAB содержащий адрес переменной, который был загружен в регистр при первом проходе.
В функции AVI2 (на втором проходе) при определении типа переменной - BASED, формируются две ассемблерные команды L: первая загружает значение переменной-указателя в регистр RRAB, вторая загружает значение десятичной переменной, расположенной по адресу, загруженному предыдущей командой L в регистр RRAB.
Если же в функции AVI2 встречается десятичная переменная, то формируется команда L, которая загружает значение переменной в регистр RRAB.
В результате, был разработан компилятор ЯВУ, который имеет ниже перечисленные приемущества и недостатки. Несмотря на недостатки, новая функциональностть позволяет выполнять поставленную задачу.
Плюсы данной реализации:
· Использование встроенных функций ассемблера для работы с числами и адресами;
· BASED-переменные имеют представление в выходном файле, что позволяет более точно восстановить исходный код по выходному эквиваленту;
· Не используется память для BASED-переменных;
Минусы данной реализации:
· Только беззнаковые десятичные числа;
· Фиксированная мантиса десятичных чисел;
· Отсутствие арифметических операций над десятичными числами;
· Выходой файл совместим только с ассемблером ЭВМ IBM 370;
2. Разработка компилятора ассемблера
Получение практических навыков построения компилятора с языка высокого уровня (ЯВУ), являющегося одним из элементов системы программирования, образующих в совокупности следующий технологический конвейер:
При этом предполагается то, что данная система программирования работает на технологической ЭВМ (IBM PC) и является по существу кросс-системой для объектной ЭВМ (ЕС ЭВМ). В этой системе:
· в качестве языка высокого уровня (ЯВУ) выбран язык, образованный из подмножества языковых конструкций ПЛ1, а исходная программа готовится в виде текстового файла технологической ЭВМ с расширением *.pli;
· язык АССЕМБЛЕРА сформирован из языковых конструкций АССЕМБЛЕРА ЕС ЭВМ, а ассемблеровский эквивалент исходной программы формируется в виде текстового файла технологической ЭВМ с расширением *.ass;
· объектный эквивалент исходной программы готовится в формате объектных файлов операционной системы ОС ЕС ЭВМ и хранится в виде двоичного файла технологической ЭВМ с расширением *.tex;
· загрузочный эквивалент исходной программы представляет собой машинный код ЕС ЭВМ, запоминаемый в области ОЗУ технологической ЭВМ, являющейся зоной загрузки для эмулятора объектной ЭВМ.
Постановка задачи
Необходимо выполнить доработку элементов макета учебной системы программирования до уровня, позволяющего обрабатывать “новые” для макета конструкции языка высокого уровня, примененные в соответствующем варианте:
Где на входе имеется исходный код программы на ассемблере ЭВМ IBM 370:
EX04START 0
BALR RBASE,0
USING *,RBASE
LA RRAB,A
ST RRAB,P
LRRAB,D
LRRAB,0(0,RRAB)
MVN B(3),0(RRAB)
BCR 15,14
ADC PL3'2C'
BDS PL3
PDS A
DEQU P
RBASE EQU 15
RRABEQU 5
END EX04
На выходе эквивалент исходной программы в виде байт-кода для IBM 370:
Offset 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
00000000 02 45 53 44 40 40 40 40 40 40 00 10 40 40 00 01 ESD@@@@@@ @@
00000010 45 58 30 34 40 40 40 40 00 00 00 00 40 00 00 28 EX04@@@@ @ (
00000020 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
00000030 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
00000040 40 40 40 40 40 40 40 40 45 58 30 34 40 40 40 40 @@@@@@@@EX04@@@@
00000050 02 54 58 54 40 00 00 00 40 40 00 02 40 40 00 01 TXT@ @@ @@
00000060 05 F0 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 р@@@@@@@@@@@@@@
00000070 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
00000080 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
00000090 40 40 40 40 40 40 40 40 45 58 30 34 40 40 40 40 @@@@@@@@EX04@@@@
000000A0 02 54 58 54 40 00 00 02 40 40 00 04 40 40 00 01 TXT@ @@ @@
000000B0 41 50 F0 1A 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 APр @@@@@@@@@@@@
000000C0 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
000000D0 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
000000E0 40 40 40 40 40 40 40 40 45 58 30 34 40 40 40 40 @@@@@@@@EX04@@@@
000000F0 02 54 58 54 40 00 00 06 40 40 00 04 40 40 00 01 TXT@ @@ @@
00000100 50 50 F0 22 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 PPр"@@@@@@@@@@@@
00000110 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
00000120 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
00000130 40 40 40 40 40 40 40 40 45 58 30 34 40 40 40 40 @@@@@@@@EX04@@@@
00000140 02 54 58 54 40 00 00 0A 40 40 00 04 40 40 00 01 TXT@ @@ @@
00000150 58 50 F0 22 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 XPр"@@@@@@@@@@@@
00000160 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
00000170 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
00000180 40 40 40 40 40 40 40 40 45 58 30 34 40 40 40 40 @@@@@@@@EX04@@@@
00000190 02 54 58 54 40 00 00 0E 40 40 00 04 40 40 00 01 TXT@ @@ @@
000001A0 58 50 50 00 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 XPP @@@@@@@@@@@@
000001B0 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
000001C0 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
000001D0 40 40 40 40 40 40 40 40 45 58 30 34 40 40 40 40 @@@@@@@@EX04@@@@
000001E0 02 54 58 54 40 00 00 12 40 40 00 06 40 40 00 01 TXT@ @@ @@
000001F0 D1 03 F0 1E 50 00 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 С р P @@@@@@@@@@
00000200 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
00000210 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
00000220 40 40 40 40 40 40 40 40 45 58 30 34 40 40 40 40 @@@@@@@@EX04@@@@
00000230 02 54 58 54 40 00 00 18 40 40 00 02 40 40 00 01 TXT@ @@ @@
00000240 07 FE 40 40 50 00 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 ю@@P @@@@@@@@@@
00000250 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
00000260 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
00000270 40 40 40 40 40 40 40 40 45 58 30 34 40 40 40 40 @@@@@@@@EX04@@@@
00000280 02 54 58 54 40 00 00 1C 40 40 00 04 40 40 00 01 TXT@ @@ @@
00000290 00 00 00 2C 50 00 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40,P @@@@@@@@@@
000002A0 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
000002B0 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
000002C0 40 40 40 40 40 40 40 40 45 58 30 34 40 40 40 40 @@@@@@@@EX04@@@@
000002D0 02 54 58 54 40 00 00 20 40 40 00 04 40 40 00 01 TXT@ @@ @@
000002E0 00 00 00 0C 50 00 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40P @@@@@@@@@@
000002F0 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
00000300 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
00000310 40 40 40 40 40 40 40 40 45 58 30 34 40 40 40 40 @@@@@@@@EX04@@@@
00000320 02 54 58 54 40 00 00 24 40 40 00 04 40 40 00 01 TXT@ $@@ @@
00000330 00 00 00 00 50 00 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40P @@@@@@@@@@
00000340 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
00000350 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
00000360 40 40 40 40 40 40 40 40 45 58 30 34 40 40 40 40 @@@@@@@@EX04@@@@
00000370 02 45 4E 44 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 END@@@@@@@@@@@@
00000380 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
00000390 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
000003A0 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
000003B0 40 40 40 40 40 40 40 40 45 58 30 34 40 40 40 40 @@@@@@@@EX04@@@@
3. Загрузчик, Эмулятор, Отладчик
Анализ поставленной задачи
В поставленной задаче появились новые команды ассемблера, отсутствующие в исходном макете компилятора. Это следующие команды: LA, MVN, DC PL3'X', DS PL3, DS A, EQU.
Форматы команд
3. Команда LA. Загружает адрес переменной в регистр. Имеет следующий формат:
LA R1, D2(X2, B2)
ST R1, D2(X2, B2)
где:
· R1- регистр РОН;
· D2 - смещение относительно базового адреса, содержащегося в регистре общего назначения;
· X2 -регистр РОН, используемый в качестве индекса;
· B2 - регистр РОН, содержащие адрес данных;
· Первый операнд - адресат, второй - источник;
Длина команды составляет 4 байта. Тип команды - RX.
4. Команда MVN. Производит копирование числа из одного адреса памяти в другой. Эта команда имеет следующий формат:
MVN D1(L, B1), D2(B2)
где:
· D1 и D2 - смещение относительно базового адреса, содержащегося в регистре общего назначения;
· B1, B2 - регистры РОН, содержащие адрес данных;
· L - длина операндов в байтах
Команда типа SS, имеет длину 6 байт.
Формат декларирования переменных
4.1. Команда DC с операндом PL3'X' используется для объявления и инициализации целых десятичных переменных, где Х - значение при инициализации. `P' - стандартный тип десятичных переменных в ассемблере IBM 370. Литера `L' означает длину числа в байтах, которая соответствует 3 байтам - фиксированное значение, оговоренное в ограничениях к компилятору ЯВУ.
4.2. Команда DS с операндом PL3 используется для объявления целых десятичных переменных. `P' - стандартный тип десятичных переменных в ассемблере IBM 370. Литера `L' означает длину числа в байтах, которая соответствует 3 байтам - фиксированное значение, оговоренное в ограничениях к компилятору ЯВУ.
4.3. Команда DS с операндом A используется для резервирования памяти под переменные-указатели. Выделяет память на 4 байта не инициализированных данных, т.к. указатели не могут быть иницилизированы, а длина 4 байта соответствует длине адреса архитектуры IBM 370.
4.4. Команда EQU, где правый операнд - это существующая переменная, используется для подстановки правого операнда вместо левого.
Ограничение компилятора ассемблера
Список ограничений в данной реализации компилятора ассемблера:
· Поддержка только 3ех-байтовых переменных типа `P';
· Команда EQU не может принимать в качестве правого операнда выражения;
· Поддержка только вышеописанных команд и псевдокоманд;
Преобразование команд в байт код
Рассмотрим формат байт-кода новых команд.
1. Команда LA:
· имеет размер 4 байта
· тип RX
· формат:
где
· 0x41 - код команды
· R1 содержит номер регистра РОН, в который будет записан результат работы команды
· X2 содержит номер регистра РОН, использующегося в качестве индекса
· B2 содержит номер регистра РОН, использующегося для хранения адреса в памяти, содержащего данные
· D2 представляет смещение относительно базового адреса, содержащегося в регистре общего назначения
2. Команда MVN:
· имеет размер 6 байт
· тип SS (Storage- Storage)
· формат:
где:
· 0xD1 - код команды
· B1, B2 содержат номер регистра РОН, использующегося для хранения адреса в памяти, содержащего данные первого и второго операндов соответственно
· D1, D2 представляет смещение относительно базового адреса, содержащегося в регистре общего назначения для первого и второго операндов соответственно
3. Псевдокоманда DC с параметром PL3:
· Объявляет и инициализирует целую десятичную переменную, длинной 3 байта
4. Псевдокоманда DS с параметром PL3:
· Объявляет целую десятичную переменную, длинной 3 байта
5. Псевдокоманда DS с параметром A:
· Резервирует 4 байта памяти, использующихся в дальнейшем для запоминания адреса данных
6. Псевдокоманда EQU с параметром - именем переменной:
· Ассоциирует метку с указанным параметром. Используется для объявления BASED-переменных
Модификация базы данных исходного макета
В таблицу машинных операций (TMOP) были добавлены команды LA и MVN.
Добавлена структура буфера 6ти-байтовых команд.
Модификация алгоритма исходного макета
В существующий макет были внесены соответствующие изменения, для работы вышеописанных команд. Основная модификация коснулась обработки 6ти-байтовых команд. Эти изменения повлияли на организацию данных в памяти. Из-за сдвига адреса на 6 байт, данные программы оказывались не выровненными. По этому, соответствующие изменения пришлось внести в функцию объявления переменных.
В функцию FDC были внесены изменения, позволяющие обрабатывать объявление десятичных переменных типа `P', а в функцию FDS - позволяющие обрабатывать объявления переменных типа `A'.
Функция FEQU модифицирована для поддержки обработки не только цифр в качестве подставляемого значения, но слов.
Подпрограмма формирования TXT карты теперь поддерживает 6ти-байтовые команды.
Добавлены функции FSS и SSS для обработки шестибайтовых команд.
В результате, был разработан компилятор с ассемблера, позволяющий выполнять поставленную задачу, несмотря на недостатки, описанные выше.
Плюсы данной реализации:
· Возможность использования псевдокоманды EQU для подстановки любого слова вместо имени переменной;
· Выравнивание данных по размеру адреса;
· Поддержка 6ти-байтовых команд;
Минусы данной реализации:
· Поддержка только 3ех-байтовых переменных типа `P';
· Команда EQU не может принимать в качестве правого операнда выражения;
· Поддержка только вышеописанных команд и псевдокоманд;
Построение компилятора с языка высокого уровня (ЯВУ), являющегося одним из элементов системы программирования, образующих в совокупности следующий технологический конвейер:
При этом предполагается то, что данная система программирования работает на технологической ЭВМ (IBM PC) и является по существу кросс-системой для объектной ЭВМ (ЕС ЭВМ). В этой системе:
· в качестве языка высокого уровня (ЯВУ) выбран язык, образованный из подмножества языковых конструкций ПЛ1, а исходная программа готовится в виде текстового файла технологической ЭВМ с расширением *.pli;
· язык АССЕМБЛЕРА сформирован из языковых конструкций АССЕМБЛЕРА ЕС ЭВМ, а ассемблеровский эквивалент исходной программы формируется в виде текстового файла технологической ЭВМ с расширением *.ass;
· объектный эквивалент исходной программы готовится в формате объектных файлов операционной системы ОС ЕС ЭВМ и хранится в виде двоичного файла технологической ЭВМ с расширением *.tex;
· загрузочный эквивалент исходной программы представляет собой машинный код ЕС ЭВМ, запоминаемый в области ОЗУ технологической ЭВМ, являющейся зоной загрузки для эмулятора объектной ЭВМ.
Постановка задачи
Необходимо выполнить доработку элементов макета учебной системы программирования до уровня, позволяющего обрабатывать “новые” для макета конструкции языка высокого уровня, примененные в соответствующем варианте:
Где на входе исходный текст программы в виде байт-кода ЭВМ IBM 370:
Offset 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
00000000 02 45 53 44 40 40 40 40 40 40 00 10 40 40 00 01 ESD@@@@@@ @@
00000010 45 58 30 34 40 40 40 40 00 00 00 00 40 00 00 28 EX04@@@@ @ (
00000020 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
00000030 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
00000040 40 40 40 40 40 40 40 40 45 58 30 34 40 40 40 40 @@@@@@@@EX04@@@@
00000050 02 54 58 54 40 00 00 00 40 40 00 02 40 40 00 01 TXT@ @@ @@
00000060 05 F0 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 р@@@@@@@@@@@@@@
00000070 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
00000080 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
00000090 40 40 40 40 40 40 40 40 45 58 30 34 40 40 40 40 @@@@@@@@EX04@@@@
000000A0 02 54 58 54 40 00 00 02 40 40 00 04 40 40 00 01 TXT@ @@ @@
000000B0 41 50 F0 1A 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 APр @@@@@@@@@@@@
000000C0 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
000000D0 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
000000E0 40 40 40 40 40 40 40 40 45 58 30 34 40 40 40 40 @@@@@@@@EX04@@@@
000000F0 02 54 58 54 40 00 00 06 40 40 00 04 40 40 00 01 TXT@ @@ @@
00000100 50 50 F0 22 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 PPр"@@@@@@@@@@@@
00000110 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
00000120 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
00000130 40 40 40 40 40 40 40 40 45 58 30 34 40 40 40 40 @@@@@@@@EX04@@@@
00000140 02 54 58 54 40 00 00 0A 40 40 00 04 40 40 00 01 TXT@ @@ @@
00000150 58 50 F0 22 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 XPр"@@@@@@@@@@@@
00000160 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
00000170 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
00000180 40 40 40 40 40 40 40 40 45 58 30 34 40 40 40 40 @@@@@@@@EX04@@@@
00000190 02 54 58 54 40 00 00 0E 40 40 00 04 40 40 00 01 TXT@ @@ @@
000001A0 58 50 50 00 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 XPP @@@@@@@@@@@@
000001B0 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
000001C0 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
000001D0 40 40 40 40 40 40 40 40 45 58 30 34 40 40 40 40 @@@@@@@@EX04@@@@
000001E0 02 54 58 54 40 00 00 12 40 40 00 06 40 40 00 01 TXT@ @@ @@
000001F0 D1 03 F0 1E 50 00 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 С р P @@@@@@@@@@
00000200 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
00000210 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
00000220 40 40 40 40 40 40 40 40 45 58 30 34 40 40 40 40 @@@@@@@@EX04@@@@
00000230 02 54 58 54 40 00 00 18 40 40 00 02 40 40 00 01 TXT@ @@ @@
00000240 07 FE 40 40 50 00 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 ю@@P @@@@@@@@@@
00000250 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
00000260 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
00000270 40 40 40 40 40 40 40 40 45 58 30 34 40 40 40 40 @@@@@@@@EX04@@@@
00000280 02 54 58 54 40 00 00 1C 40 40 00 04 40 40 00 01 TXT@ @@ @@
00000290 00 00 00 2C 50 00 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40,P @@@@@@@@@@
000002A0 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
000002B0 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
000002C0 40 40 40 40 40 40 40 40 45 58 30 34 40 40 40 40 @@@@@@@@EX04@@@@
000002D0 02 54 58 54 40 00 00 20 40 40 00 04 40 40 00 01 TXT@ @@ @@
000002E0 00 00 00 0C 50 00 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40P @@@@@@@@@@
000002F0 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
00000300 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
00000310 40 40 40 40 40 40 40 40 45 58 30 34 40 40 40 40 @@@@@@@@EX04@@@@
00000320 02 54 58 54 40 00 00 24 40 40 00 04 40 40 00 01 TXT@ $@@ @@
00000330 00 00 00 00 50 00 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40P @@@@@@@@@@
00000340 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
00000350 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
00000360 40 40 40 40 40 40 40 40 45 58 30 34 40 40 40 40 @@@@@@@@EX04@@@@
00000370 02 45 4E 44 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 END@@@@@@@@@@@@
00000380 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
00000390 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
000003A0 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 @@@@@@@@@@@@@@@@
000003B0 40 40 40 40 40 40 40 40 45 58 30 34 40 40 40 40 @@@@@@@@EX04@@@@
На выходе пошаговое выполнение инструкций программы с отображением текущей команды, значением регистров и памяти программы:
Рис. 2 Вывод загрузчика
компилятор программирование ассемблер
Анализ поставленной задачи
Во входном файле появились две новые команды, неизвестные для загрузчика, это команды LA с кодом 0x41 и MVN с кодом 0xD1. Рассмотрим формат байт-кода этих команд:
1. Команда LA:
· имеет размер 4 байта
· тип RX
· формат:
где
· 0x41 - код команды
· R1 содержит номер регистра РОН, в который будет записан результат работы команды
· X2 содержит номер регистра РОН, использующегося в качестве индекса
· B2 содержит номер регистра РОН, использующегося для хранения адреса в памяти, содержащего данные
· D2 представляет смещение относительно базового адреса, содержащегося в регистре общего назначения
2. Команда MVN:
· имеет размер 6 байт
· тип SS (Storage- Storage)
· формат:
где:
· 0xD1 - код команды
· B1, B2 содержат номер регистра РОН, использующегося для хранения адреса в памяти, содержащего данные первого и второго операндов соответственно
· D1, D2 представляет смещение относительно базового адреса, содержащегося в регистре общего назначения для первого и второго операндов соответственно
Остальные команды исходный загрузчик уже поддерживает.
Ограничения
· Эмулятор команды MVN поддерживает данные длиной только 3 байта;
· Ограничения касаются загрузки TXT-карт. Поддерживается загрузка только одной команды на карте. Т.е. на TXT-карте может быть только одна команда длиной 2, 4 или 6 байт;
· Загрузчик может загружать только одну программу;
· Поддерживаются программы максимальной длиной в 50 карт;
Модификация базы данных исходного макета
В таблицу машинных операций (TMOP) были добавлены новые команды LA и MVN.
Модификация алгоритма исходного макета
В эмулятор добавлены программы реализации семантики команд LA и MVN.
В загрузчик добавлены функции загрузки 6ти-байтовых команд по аналогии обработки 2ух и 4ех-байтовых команд.
В результате проведенной работы, модифицированный загрузчик получил новую функциональность, которая позволяет справиться с поставленной задачей.
Плюсы данной реализации:
· Поддержка новых команд: LA и MVN;
· Загрузчик поддерживает 6ти-байтовые команды;
Минусы данной реализации:
· Эмулятор для команды MVN поддерживает данные длиной только 3 байта;
· Поддерживается загрузка только одной команды на TXT-карте;
· Загрузчик может загружать только одну программу;
· Поддерживаются программы максимальной длиной в 50 карт;
4. Компилятор с языка высокого уровня с использованием Flex и Bison
Построение компилятора с языка высокого уровня (ЯВУ), являющегося одним из элементов системы программирования, образующих в совокупности следующий технологический конвейер:
При этом предполагается то, что данная система программирования работает на технологической ЭВМ (IBM PC) и является по существу кросс-системой для объектной ЭВМ (ЕС ЭВМ). В этой системе:
· в качестве языка высокого уровня (ЯВУ) выбран язык, образованный из подмножества языковых конструкций ПЛ1, а исходная программа готовится в виде текстового файла технологической ЭВМ с расширением *.pli;
· язык АССЕМБЛЕРА сформирован из языковых конструкций АССЕМБЛЕРА ЕС ЭВМ, а ассемблеровский эквивалент исходной программы формируется в виде текстового файла технологической ЭВМ с расширением *.ass;
· объектный эквивалент исходной программы готовится в формате объектных файлов операционной системы ОС ЕС ЭВМ и хранится в виде двоичного файла технологической ЭВМ с расширением *.tex;
· загрузочный эквивалент исходной программы представляет собой машинный код ЕС ЭВМ, запоминаемый в области ОЗУ технологической ЭВМ, являющейся зоной загрузки для эмулятора объектной ЭВМ.
Постановка задачи
Необходимо выполнить доработку элементов макета учебной системы программирования до уровня, позволяющего обрабатывать “новые” для макета конструкции языка высокого уровня, примененные в соответствующем варианте:
Где на входе имеется текст программы на ЯВУ PL/I:
EX04: PROC OPTIONS ( MAIN );
DCL A DECIMAL FIXED INIT ( 2 );
DCL B DECIMAL FIXED;
DCL P POINTER;
DCL D DECIMAL FIXED BASED ( P );
P = ADDR ( A );
B = D;
END EX04;
На выходе строится эквивалент программы на ассемблере архитектуры IBM 370:
ex04START 0Programm start
BALR RBASE,0Base initialization
USING *,RBASEBase declaration
LA RRAB,A Load address
ST RRAB,P Store address
LRRAB,D Variable value loading
LRRAB,0(0,RRAB) Load by address
MVN B(3),0(RRAB) Move numveric
BCR 15,RVIXReturn from programm
RBASE EQU 5
RVIXEQU 14
RRABEQU 3
ADC PL3'2C'Variable declaration with initialization
BDS PL3 Variable declaration without initialization
PDS AVariable declaration without initialization
DEQU P
END Programm end
Анализ поставленной задачи
В поставленной задаче на входе в компилятор ЯВУ представлена программа на языке PL/I, которая выполняет присваивание одной десятичной переменной другой через указатель. Для этого были введены новые лексемы, отсутствовавшие в исходном макете:
· DECIMAL - десятичные переменные с инициализацией и без
· POINTER - переменная указатель
· BASED-переменные - переменная, базирующаяся на данных, на которые ссылается указатель, указанный при инициализации
· Оператор ADDR - получение адреса переменной
· Оператор присваивания `=' - присваивание значения одной десятичной переменной другой
Набор новых конструкций языка PL/I
Соответствующий набор конструкций был добавлен в компилятор ЯВУ.
3. Форматы объявления переменных
3.1 Целые десятичные переменные:
Формат: DCL <IPE> DECIMAL FIXED; или DCL <IPE> DECIMAL FIXED INIT ( <NUM> );
· <IPE> - имя переменной
· <NUM> - значение при инициализации, напр. `234'
· Могут быть как инициализированными, так и не инициализированными
3.2 Указатели:
Формат: DCL <IPE> POINTER;
· <IPE> - имя переменной
3.3 BASED-переменные:
Формат: DCL <IPE> DECIMAL FIXED BASED ( <IPE_POI> );
· <IPE> - имя переменной
· <IPE_POI> - имя переменной - указателя
4. Форматы использования операторов
4.1 Оператор присваивания:
Формат: <IPE1> = <IPE2>
· предназначен для назначения нового значения переменной, идентификатор которой использован в левой части оператора;
4.2 Оператор ADDR:
Формат: <IPE> = ADDR ( <IPE2> );
· предназначен для получения адреса переменной, указанной в качестве операнда в скобках. Переменная <IPE> должна иметь тип POINTER;
Входные ограничения компилятора ЯВУ
В поставленной задаче не рассмотрены следующие моменты:
· не описано, каким образом работать с целые десятичными переменными, а именно:
o не указан знак числа,
o не указана длина мантиссы.
· не описано, каким образом представлять BASED-переменные в ассемблеровском эквиваленте программы (на выходе).
· отсутствуют арифметические операции
По этому, для определенности, были введены следующие ограничения на языковые конструкции компилятора ЯВУ:
· Ограничения на целые десятичные переменные:
o имеют тип `P' в ассемблеровском эквиваленте программы;
o определяются как без знаковые, т.е. всегда положительные;
o имеют длину 3 байта (мантисса равна 5), т.е. это числа от 0 до 99999;
o не инициализированные десятичные переменные на ЯВУ инициализируются нулем в ассемблеровском эквиваленте программы.
· BASED-переменные:
o только целые десятичные
o не имеют свое представление в памяти программы, для этого они объявляются через оператор EQU ассемблера ЕС ЭВМ.
· Оператор присваивания кодируется в 6 байтовую команду типа SS (Storage - Storage) языка Ассемблера. Это означает, что присваивание работает без использования вспомогательных регистров.
· Указатели объявляются как тип `A' в ассемблеровском эквиваленте программы, имеют размер 4 байта (длину адреса в ЕС ЭВМ).
Описание разработанного синтаксиса языка
Синтаксис существующего макета был расширен следующим образом:
· добавлено правило декларирования десятичных переменных с инициализацией и без
· добавлено правило декларирования указателей и десятичных переменных, базирующихся на данных, на которые ссылается этот указатель
· добавлено правило получения адреса существующей переменной
· добавлено правило работы оператора присваивания
Таким образом, грамматика языка имеет следующий вид:
1. <PRO> ::= <OPR><TEL><OEN>
2. <OPR> ::= <IPR>:PROC_OPTIONS(MAIN);
3. <IPR> ::= <IDE>
4. <IDE> ::= <BUK> | <IDE><BUK> | <IDE><CIF>
5. <BUK> ::= A | B | C | D | E | M | P | X
6. <CIF> ::= 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
7. <TEL> ::= <ODC> | <TEL><ODC> | <TEL><OPA>
8. <ODC> ::= DCL_<IPE>_BIN_FIXED(<RZR>); |
DCL_<IPE>_BIN_FIXED(<RZR>)INIT(<LIT>); |
DCL_<IPE>_DECIMAL_FIXED_INIT(<RZR>); |
DCL_<IPE>_DECIMAL_FIXED; |
DCL_<IPE>_POINTER; |
DCL_<IPE>_DECIMAL_FIXED_BASED(<IPE>);
9. <IPE> ::= <IDE>
10. <RZR> ::= <CIF> | <RZR><CIF>
11. <LIT> ::= <MAN>B
12. <MAN> ::= 1 | <MAN>0 | <MAN>1
13. <OPA> ::= <IPE>=ADDR(<IPE>); |
<IPE>=<AVI>;
14. <AVI> ::= <LIT> | <IPE> | <AVI><ZNK><LIT> |
<AVI><ZNK><IPE>
15. <ZNK> ::= + | -
16. <OEN> ::= END_<IPR>
Рис. 3 Распознавание грамматических правил в формате продукций
Преобразования в код ассемблера ЕС ЭВМ
Следуя введенным ограничениям, получаем следующий ассемблеровский эквивалент на выходе компилятора ЯВУ:
5. Переменные:
5.1. Целые десятичные переменные объявляются как тип PL3'X' через команду DC, где Х - значение при инициализации. `P' - стандартный тип десятичных переменных в ассемблере IBM 370. Литера `L' означает длину числа в байтах, которая соответствует 3 байтам - фиксированное значение, оговоренное в ограничениях к компилятору ЯВУ.
5.2. Указатели объявляются как тип A через команду DS. Команда DS ассемблера IBM 370 выделяет память на 4 байта не инициализированных данных, т.к. указатели не могут быть иницилизированы, а длина 4 байта соответствует длине адреса архитектуры IBM 370.
5.3. BASED-переменные объявляются через псевдокоманду EQU:
<имя переменной> EQU <имя указателя>. Т.к. BASED-переменные являются лишь представлением уже существующего десятичного числа через указатель, логично использование ассемблерной псевдокоманды EQU, которая не выделяет память под переменную. В дальнейшем, при компиляции с ассемблера в байт-код, будет использоваться подстановка соответствующего значения псевдокоманды EQU для соответствующей BASED-переменной.
6. Операторы:
6.1. Оператор присваивания кодируется в 6ти-байтовую SS команду MVN, имеющую формат:
MVN D1(L, B1), D2(B2)
где:
· D1 и D2 - смещение относительно базового адреса, содержащегося в регистре общего назначения;
· B1, B2 - регистры РОН, содержащие адрес данных;
· L - длина операндов в байтах
Команда MVN специализирована под копирование числа из одного адреса памяти в другой. Эта SS-команда требует большее число тактов, чем RX-команда, однако упрощает выходной эквивалент программы и не требует дополнительного вмешательства для правильного копирования чисел.
6.2. Оператор ADDR кодируется в две 4ех-байтовые RX команды: LA и ST, т.к. в ассемблере IBM 370 отсутствует команда, которая бы копировала адрес переменной в соответствующее место памяти. Эти команды имеют одинаковый формат:
LA R1, D2(X2, B2)
ST R1, D2(X2, B2)
где:
· R1- регистр РОН;
· D2 - смещение относительно базового адреса, содержащегося в регистре общего назначения;
· X2 -регистр РОН, используемый в качестве индекса;
· B2 - регистр РОН, содержащие адрес данных;
Команда LA загружает адрес переменной, указанной в качестве второго операнда в первый операнд - регистр. А команда ST заносит значение первого операнда - регистра во второй операнд - переменную. Таким образом сначала считывается адрес переменной из памяти в регистр, а затем это значение заносится в переменную-указатель.
6.3. Оператор присваивания - `='. Переменные, расположенные по правую сторону от оператора кодируются в зависимости от типа:
6.3.1. Для BASED-переменных кодирование происходит в два этапа: 1) Загрузка значения указателя в регистр с помощью уже имеющейся в исходном макете команды L; 2) Загрузка значения переменной, расположенной по полученному адресу с помощью той же команды L.
6.3.2. Загрузка десятичных переменных происходит с помощью комманды L. Таким образом, если идет присвоение одной десятичной переменной другой, то сначала идет загрузка второй десятичной переменной в регистр с помощью комманды L, а затем происходит копирование памяти с помощью комманды MVN, описанной ранее.
Модификация базы данных исходного макета
В исходный код для flex был добавлен разбор новых лексем BASED, DECIMAL, ADDR и POINTER. Эти же лексемы добавлены в набор токенов для bison.
Модификация алгоритма исходного макета
Разработанные синтаксические правила были добавлены в набор правил для bison.
Были добавлены функции декларирования десятичных переменных, уакзателей и BASED-переменных.
Добавлена функция poi, которая обрабатывает лексему ADDR. Эта функция генерирует две ассемблерные команды - LA и ST.
Функция opa модифицирована для того, чтобы оператор присвоения заменялся на ассемблерную функцию MVN, если операндом является десятичное число.
В функцию avi_ipe добавлена возможность подстановки вместо слова, объявленного псевдокомандой EQU, имени переменной.
В результате был разработан компилятор ЯВУ, позволяющи справляться с поставленной задачей.
Плюсы данной реализации:
· использование встроенных функций ассемблера для работы с числами и адресами;
· BASED-переменные имеют представление в выходном файле, что позволяет более точно восстановить исходный код по выходному эквиваленту;
· не используется память для BASED-переменных;
Минусы данной реализации:
· беззнаковые десятичные числа;
· фиксированная мантиса десятичных чисел;
· отсутствие арифметических операций над десятичными числами;
· выходой файл совместим только с ассемблером ЭВМ IBM 370;
Основные преимущества Flex и Bison над первой реализацией компилятора ЯВУ:
· отсутствие таблицы проекций
· отсутствие стека целей и достижений
· отсутствие матрицы смежности и генерации матрицы связности
· отсутствие 2ух проходов при разборе программы
· обработка программы последовательно сразу лексическим и грамматическим анализатором, а не поэтапно - сначала лексическим, затем синтаксическим и потом семантическим
Все эти преимущества позволяют легко модифицировать язык, не повредив разбору уже реализованных правил.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Основные сведения о языках программирования и их состав. Программа для компьютера. Использование компилятора и операторы. Языки программирования высокого уровня. Концепции объектно-ориентированного программирования. Языки искусственного интеллекта.
презентация [6,3 M], добавлен 14.08.2013Характеристика основных разделов программирования, изучаемых в курсе программирования на языке С++. Описание внутренних переменных, входных и выходных данных. Особенности использования компилятора Microsoft Visual Studio 2008. Руководство пользователя.
курсовая работа [18,8 K], добавлен 14.12.2010Понятие синтаксического анализа. Программный продукт для обработки данных строкового типа. Построение сканера текстов с использованием утилиты flex, синтаксического анализатора с помощью утилиты bison. Грамматика языка программирования обработки строк.
курсовая работа [261,7 K], добавлен 29.10.2012Функции и основные компоненты систем программирования. Средства создания программ. Трансляторы языков программирования. Принципы и фазы работы компилятора, трансформация языка программирования в машинный код. Механизм преобразования интерпретатора.
презентация [3,3 M], добавлен 07.02.2012Разработка приложения для работы с базой данных с использованием объектно-ориентированного и визуального программирования. Обзор языка элементов языка программирования Delphi. Проектирование базы данных автозаправки. Клиентская система приложения.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 31.01.2016Взаимосвязь стадий процесса проектирования сложных программных систем. Создание компилятора подмножества языка высокого уровня (Pascal) на язык Ассемблера. Структура входных и выходных данных, алгоритмы их обработки. Рабочая документация программы.
курсовая работа [256,7 K], добавлен 27.07.2014Языки программирования низкого и высокого уровней и среды реализации. Особенности процедурных, логических, объектно-ориентированных языков. Состав системы программирования: трансляторы, библиотеки и отладчик программ, компоновщик, средства редактирования.
презентация [11,9 K], добавлен 23.10.2013Интерфейсные средства СУБД MS Access 2003. Проектирование схемы данных. Создание составного отчёта, содержащего диаграмму. Группировка и сортировка в отчётах. Использование языка программирования VBА, создание макросов. Разработка программы и функций.
курсовая работа [5,2 M], добавлен 20.06.2010Цель информационного программирования; алгоритмический язык как система обозначений и правил для единообразной и точной записи алгоритмов и их исполнения. Языки программирования низкого и высокого уровня; классификация и использование структуры данных.
реферат [383,1 K], добавлен 07.01.2012Характеристика системы программирования. Главные составные части Delphi. Интерфейс программного приложения. Результаты работы программы. Руководство системного программиста и оператора. Язык программирования Delphi, среда компилятора Borland 7.0.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 29.05.2013
