Generazione di Codice

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1 Generazione di Codice module prog(a: int, b: string): int var v1:...,..., vm:...; const c1:... =...,..., cp:... =...; Programma Tela Traduttore T-code module f1(...): int var...; const...; module f2(...): real... begin f2... end f2 begin f1... end f1 module f3(...): void... begin prog... end prog TCODE size PUSH num-formals num-locals -1 GOTO ^prog POP HALT prog f1 f2... static chain 1

2 Generazione di Codice (ii) Scelte di progetto: Programma trattato come modulo (chiamabile da altri moduli) Parametri del modulo trattati come variabili locali Codice indirizzabile direttamente (senza label) Indirizzo di una istruzione T-code = posizione della istruzione nel codice generato Descrittori degli oggetti allocati nell'ordine in cui vengono dichiarati (formali, variabili, costanti) Oggetti (parametri, variabili, costanti) trattati uniformemente dalla macchina astratta (T-machine) Identificazione degli oggetti (parametri, variabili, costanti): offset-env, oid 2

3 Dichiarazione di Variabili var c1, c2: char; i, j: int; x, y: real; nome, cognome: string; ok, flag: bool; NEW char NEW char NEW int NEW int NEW float NEW float NEW string NEW string NEW int NEW int Note: Dichiarazione di una variabile avente dimensione type-size: NEW type-size Variabile di tipo bool: trattata come int 3

4 Generazione di NEW (come per variabili) Dichiarazione di Costanti Generazione di codice per l'espressione di inizializzazione (dopo tutte le NEW ) const MAX: int = 10; a, b: real = 10.25; linguaggio: string = "Tela"; media: real = somma / num; FACT: int = fattoriale(max); NEW int NEW float NEW float NEW string NEW float NEW int istanziazione di MAX istanziazione di a istanziazione di b istanziazione di linguaggio istanziazione di media istanziazione di FACT 4

5 Referenza a Costante 1. Costante carattere x = 'c'; LDC 'c' 2. Costante intera y = 25; LDI Costante reale z = 3.14; LDR Costante stringa s = "alpha"; LDS "alpha" 5. Costante booleana b = true; LDI 1 Nota: Valori booleani: true, false surrogati da interi: 1, 0 5

6 Referenza a Identificatore 1. Oggetto locale x = y + 1; LOD 0 ^y 2. Oggetto non locale x = z + 1; LOD 2 ^z Nota: Argomenti di LOD = env-offset, oid (object identifier) 6

7 Assegnamento Computazione della espressione di assegnamento + store (STO) 1. Assegnamento di oggetto locale (variabile, parametro): x = expr; expr STO 0 ^x 2. Assegnamento di oggetto non locale (variabile, parametro): y = expr; expr STO 2 ^y Nota: Argomento di STO = env-offset, oid (dell'oggetto assegnato) 7

8 Operazioni Logiche (and, or) and logic-expr expr 1 expr 2 JMF offset JMP 2 LDI 0 or JMF 3 LDI 1 JMP exit var a, b, c: bool; a = (b and c) or g; LOD 0 ^b JMF 3 LOD 0 ^c JMP 2 LDI 0 JMF 3 LDI 1 JMP 2 LOD 2 ^g STO 0 ^a Note: Valutazione in corto circuito JMP = salto incondizionato JMF = salto condizionato (a false) Argomento di JMP, JMF = lunghezza del salto (offset) exit = + 1 offset = + 2 8

9 Operazioni Relazionali: ==,!= rel-expr expr 1 expr 2 ==!= EQU NEQ var i, j: int; b: bool; b = (i == j or j!= k); LOD 0 ^i EQU JMF 3 LDI 1 JMP 4 LOD 2 ^k NEQ STO 0 ^b Nota: EQU, NEQ: polimorfi per tutti i tipi di oggetti 9

10 Operazioni Relazionali: >, >=, <, <= > >= < <= char CGT CGE CLT CLE int IGT IGE ILT ILE rel-expr expr 1 expr 2 real RGT RGE RLT RLE string SGT SGE SLT SLE var i, j: int; x, y: real b: bool; b = (i > j or x < y); LOD 0 ^i IGT JMF 3 LDI 1 JMP 4 LOD 0 ^x LOD 0 ^y RLT STO 0 ^b 10

11 Operazioni Aritmetiche: +,, *, / + * / int IADD ISUB IMUL IDIV math -expr expr 1 expr 2 real RADD RSUB RMUL RDIV var i, j, k: int; x, y: real; i = (i + 5) * (j k); x = (y ) / (x + y); LOD 0 ^i LDI 5 IADD LOD 0 ^k ISUB IMUL STO 0 ^i LOD 0 ^y LDR 3.14 RADD LOD 0 ^x LOD 0 ^y RADD RDIV STO 0 ^x 11

12 Operazioni di Negazione:, not (int) (real) NOT neg-expr expr expr IUMI expr RUMI expr LNEG var i, j, k: int; a, b: bool; b = i > j * k and not (a or j == k); LOD 0 ^i LOD 0 ^k IMUL IGT JMF 11 LOD 0 ^a JMF 3 LDI 1 JMP 5 LOD 0 ^k IUMI EQU LNEG JMP 2 LDI 0 STO 0 ^b 12

13 Chiamata di Modulo module-call id expr 1... expr n expr n PUSH num-formals num-locals chain GOTO entry POP Scenario Chain m1 genitore di m2 0 m1 fratello di m2 1 otherwise Level(m1) - Level(m2) + 1 Note: var i, j, k: int; k = j m(i+j, x, j i); LOD 0 ^i IADD LOD 1 ^x LOD 0 i ISUB PUSH GOTO ^m POP IMINUS STO 0 ^k m1 chiama m2 num-formals = numero di parametri formali num-locals = numero di oggetti locali (non parametri) chain = distanza tra l'ambiente della chiamata e l'ambiente in cui è definito il modulo chiamato entry = indirizzo (entry point ) del modulo chiamato (corpo) 13

14 cond-expr expr 1 expr 2 opt-elsif-expr-list expr 3 opt-elsif-expr-list expr 1i, expr 2i } Note: JMF next 1 JMP exit 1 expr 11 JMF next 2 expr 21 JMP exit 2 expr 12 JMF next 3 expr 22 JMP exit 3 expr 1n JMF next n+1 expr 2n JMP exit n+1 expr 3 Espressione Condizionale var i, j, k: int; a, b, c: bool; w = if a or b then i + 48; elsif c and j > 20 then j k; elsif i!= j / k then k * i; else 36; endif; next i = distanza dalla condizione successiva (o dal default) exit i = distanza dall'uscita della espressione condizionale LOD 0 ^a JMF 3 LDI 1 JMP 2 LOD 0 ^b JMF 5 LOD 0 ^i LDI 48 IADD JMP 24 LOD 0 ^c JMF 5 LDI 20 IGT JMP 2 LDI 0 JMF 5 LOD 0 ^k ISUB JMP 12 LOD 0 ^i LOD 0 ^k IDIV NEQ JMF 5 LOD 0 ^k LOD 0 ^i IMUL JMP 2 LDI 36 14

15 Cast cast expr expr TOINT expr TOREA var i, j: int; x: real; x = real(i+j); LOD 0 ^i IADD TOREA STO 0 ^x 15

16 Read read-stat id1... idn READ format env-offset oid 1... READ format env-offset oid n var lettera: char; tot: int; media: real; nome: string; ok: bool; read(lettera, tot, media, nome, ok); READ c 0 ^lettera READ i 0 ^tot READ r 0 ^media READ s 0 ^nome READ b 0 ^ok Note: oid = identificatore dell'oggetto da istanziare env-offset = distanza nella catena statica format = carattere (c, i, r, s, b) che indica il tipo di oggetto da istanziare 16

17 Write write-stat expr 1... expr n... expr n WRITE format var i, j: int; x: real; nome: string; write(i+j, x z, nome); LOD 0 ^i IADD LOD 0 ^x LOD 2 ^z RSUB LOD 0 ^nome WRITE "irs" Nota: format = stringa dei caratteri che identificano i tipi dei valori delle espressioni da stampare 17

18 Istruzione Condizionale Nota: if-stat expr stat-list 1 opt-elsif-stat-list [ stat-list 2 ] opt-elsif-stat-list expr 1i stat-list 2i } expr JMF next 1 stat-list 1 JMP exit 1 expr 11 JMF next 2 stat-list 21 JMP exit 2 expr 12 JMF next 3 stat-list 22 JMP exit 3... expr 1n JMF next n+1 stat-list 2n JMP exit n+1 [ stat-list 2 ] Se stat-list 2 non specificata var i, j, k: int; if i == j then j = j + 3; elsif i > j then i = i 2; j = i + k ; else i = j * k; end;... expr 1n JMF exit n+1 stat-list 2n LOD 0 ^i EQU JMF 6 LDI 3 IADD STO 0 ^j JMP 18 LOD 0 ^i IGT JMF 10 LOD 0 ^i LDI 2 ISUB STO 0 ^j LOD 0 ^i LOD 0 ^k IADD STO 0 ^j JMP 5 LOD 0 ^k IMUL STO 0 ^i 18

19 Ciclo While while-stat expr stat-list expr JMF exit stat-list JMP up a, b, ris: int; ris = 0; while a >= b do ris = ris + 1; a = a b; end; LDI 0 STO 0 ^ris LOD 0 ^a LOD 0 ^b IGE JMF 10 LOD 0 ^ris LDI 1 IADD STO 0 ^ris LOD 0 ^a LOD 0 ^b ISUB STO 0 ^a JMP 12 19

20 Note: module-decl id opt-param-list type opt-var-sect opt-const-sect opt-module-list module-body mid = identificatore del modulo Dichiarazione di Modulo module alfa(i: int, j: int, k: int): int var n, m: int; const msg: string = "Hello!" begin alfa write(msg); n = i + k; m = n k; j = n * m; k = k / j; return n+m k; end alfa MOD mid new-variables new-constants assign-constants module-body RETURN MOD ^alfa NEW n NEW m NEW msg LDS "Hello!" STO 0 ^msg LOD 0 ^msg WRITE "s" LOD 0 ^i LOD 0 ^k IADD STO 0 ^n LOD 0 ^n LOD 0 ^k ISUB STO 0 ^m LOD 0 ^n LOD 0 ^m IMUL STO 0 ^j LOD 0 ^k IDIV STO 0 ^k LOD 0 ^n LOD 0 ^m IADD LOD 0 ^k ISUB RETURN Se return non è istruzione finale JMP a RETURN 20

21 Strutture Dati per Generazione di Codice address op args next Stat: Code: head size tail Rappresentazione di un segmento di codice (sequenza di istruzioni T-code): head size tail

22 Libreria di Funzioni per Generazione di Codice void relocate_address(code code, int offset) Code appcode(code code1, Code code2) Code endcode() Code concode(code code1, Code code2,...) Stat *newstat(operator op) Code makecode(operator op) Code makecode1(operator op, int arg) Code makecode2(operator op, int arg1, int arg2) Code makecode3(operator op, int arg1, int arg, int arg3) Code make_push_pop(int nformals, int nlocals, int chain, int entry) Code make_ldc(char c) Code make_ldi(int i) Code make_ldr(float r) Code make_lds(char *s) 22

23 relocate_address() void relocate_address(code code, int offset) Stat *pt = code.head; int i; } for(i = 1; i <= code.size; i++) pt >address += offset; pt = pt >next; } 23

24 appcode() Code appcode(code code1, Code code2) Code rescode; } relocate_address(code2, code1.size); rescode.head = code1.head; rescode.tail = code2.tail; code1.tail >next = code2.head; rescode.size = code1.size + code2.size; return rescode; 24

25 endcode(), concode() Code endcode() static Code code = NULL, 0, NULL}; } return code; Code concode(code code1, Code code2,...) Code rescode = code1, *pcode = &code2; } while(pcode >head!= NULL) rescode = appcode(rescode, *pcode); pcode++; } return rescode; 25

26 newstat(), makecode() Stat *newstat(operator op) Stat *pstat; } pstat = (Stat*) malloc(sizeof(stat)); pstat >address = 0; pstat >op = op; pstat >next = NULL; return pstat; Code makecode(operator op) Code code; } code.head = code.tail = newstat(op); code.size = 1; return code; 26

27 makecode1(), makecode2(), makecode3() Code makecode1(operator op, int arg) Code code; } code = makecode(op); code.head >args[0].ival = arg; return code; Code makecode2(operator op, int arg1, int arg2) Code code; } code = makecode1(op, arg1); code.head >args[1].ival = arg2; return code; Code makecode3(operator op, int arg1, int arg2, int arg3) Code code; } code = makecode2(op, arg1, arg2); code.head >args[2].ival = arg3; return code; 27

28 make_push_pop() Code make_push_pop(int nformals, int nlocals, int chain, int entry) return concode(makecode3(push, nformals, nlocals, chain), makecode1(goto, entry), makecode(pop), endcode()); } 28

29 make_ldc(), make_ldi(), make_ldr(), make_lds() Code make_ldc(char c) Code code; Code make_ldr(float r) Code code; } code = makecode(ldc); code.head >args[0].cval = c; return code; } code = makecode(lds); code.head >args[0].rval = r; return code; Code make_ldi(int i) return makecode1(ldi, i); } Code make_lds(char *s) Code code; } code = makecode(lds); code.head >args[0].sval = s; return code; 29

30 Macchina Astratta Dati Programma T-code T-machine Risultato Architettura: Memoria codice Activation Stack Object Stack 30

31 Memoria Codice Tcode: op args typedef struct Operator op; Lexval args[maxargs]; } Tcode; Tcode *prog; Allocata nella inizializzazione della T-machine TCODE size 31

32 Struttura Pile numobj objects raddr alink size val ap 3 op 'c' astack ostack 32