Esercitazioni di Linguaggi e Traduttori

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1 1 Codici intermedi 2 Three-address code 3-address code: rappresentazione a quadruple Tipologie di quadruple Implementazione Espressioni matematiche e logiche Puntatori, strutture ed array Trasformazione delle strutture di controllo if / while / for flussi di controllo per espressioni logiche Accesso ad elementi di tipi composti array strutture È una sequenza di istruzioni del tipo x = y op z dove x, y e z sono: variabili, costanti, variabili temporanee generate dal compilatore. Tipologie di 3-address code: Assegnamento Salto Puntatori ed indirizzi Quadruple: rappresentano gli operandi, il tipo di operazione ed il risultato in una struttura a quattro campi: 1 UMINUS c t1 2 ADD b t1 t2 3 Tipi di quadruple 4 Tipi di quadruple Aritmetiche: su interi: ADDI opnd1, opnd2, res SUBI opnd1, opnd2, res MULI opnd1, opnd2, res DIVI opnd1, opnd2, res NEGI opnd, -, res ITO opnd, -, res su floating point: ADD, SUB, MUL, DIV, NEG, TOI Logiche: booleane: AND, OR, NOT, XOR relazionali: EQ, NE, GT, LT, GE, LE lusso di controllo: label: n, -, - salti: -, -, n _I_TRUE opnd, -, n _I_ALSE opnd, -, n Assegnamento: ASSIGN opnd, size, res ASSIGNP opnd, size, ptr(res) ASSIGN[] opnd, offset, res Su variabili: ADDRESS opnd, -, res DERE opnd, size, res 5 Struttura dati 6 Primitive Le quadruple possono essere realizzate tramite liste linkate, descritte da una struct C: typedef union { t_label label t_var var t_offset add double fval long ival t_op_data typedef struct op_tag { op_type tag t_op_data data t_op_struct, * t_op typedef struct q_tag { t_code code t_op op1,op2,op3 struct q_tag *next quad Si possono definire un insieme di primitive per operare sulle quadruple: quad *mkquad(t_code,t_op,t_op,t_op) quad *q_append(quad*,quad*) t_op q_mklabel(void) t_op mk_op(int) t_op mk_var(st_entry*) t_op new_add(t_offset) t_op new_ival(long) t_op new_fval(double) Occorre definire delle costanti che corrispondano ai vari tipi di quadruple. Versione 1.1 1

2 7 Programma di esempio 8 Generazione di quadruple int i,j,k,l,m { i = 3 + m*2 - l if(i==1) m=1 else m=2 while(i<5){ i = i+1 for(i=0 i<10 i=i+1){ m = k+i if( i==j && k==l && m==1 j>3) { i=1 Le azioni semantiche per la generazione delle quadruple richiedono due attributi per i simboli non terminali. Code: contiene le quadruple associate al simbolo non-terminale. Place: un riferimento alla variabile che contiene il risultato del non-terminale è utilizzato se si tratta di espressioni. Nella valutazioni di espressioni vengono generate nuove variabili esse vengono inserite normalmente nella symbol table del contesto corrente. 9 Espressioni aritmetiche 10 Espressioni aritmetiche ADD VAR $$ quad t_opnd code place t_opnd VAR ID IVAL 1 t_opnd place place code code ID + NUM i + 1 : '+' { $$.type=compose($1.type,$3.type) $$.place=new_temp($$.type) $$.code=append( append($1.code,), mkquad(qaddi,$1.place,$3.place,$$.place)) '-' { primary { $$=$1 11 Espressioni aritmetiche 12 Esempio di espressione aritmetica primary: '(' ')' { $$=$2 NUM { $$.type=st_lookup("int")->type $$.code=null $$.place=new_ival($1) ID { st_entry* ste ste=st_lookup($1) $$.code=null $$.type=ste->type $$.place=mk_var(ste) Ogni nodo genera una quadrupla che usa i risultati dei suoi sotto-nodi. 1 MULI m 2 %0 2 ADDI 3 %0 %1 4 3 SUBI %1 l %2 3 4 ASSIGNV %2 i 2 i = 3 + m * 2 - l 1 Versione 1.1 2

3 13 Costrutti di controllo 14 If-then I blocchi di istruzioni che rappresentano costrutti di controllo ed espressioni booleane richiedono due ulteriori attributi: True: etichetta a cui il costrutto salta quando la condizione è vera. alse: etichetta a cui il costrutto salta quando la condizione è falsa. Le etichette vengono generate durante la traduzione delle espressioni booleane o di confronto e vengono utilizzate per guidare i costrutti di controllo. : $3.true $5 : $3.false if_stmt : I '(' bool_exp ')' Stmt { $$=append( append(, mkquad(q,null,null,$3.true) ), append($5, mkquad(q,null,null,$3.false) ) ) 15 If-then-else 16 Esempio di if-then-else :$3.true $5 true jump next :$3.false $7 false :next I '(' bool_exp ')' Stmt ELSE Stmt { t_op next next=new_label() $$=append(append(, mkquad(q,null,null,$3.true)), append(append($5,append( mkquad(q,null,null,next), mkquad(q,null,null,$3.false))), append($7, mkquad(q,null,null,next))) ) I due rami dell if vengono racchiusi tra salti e label. JEQ i 1 L0 L1 L0 ASSIGNV 1 m L2 L1 ASSIGNV 2 m L2 if(i==1) m = 1 1 else m = Espressioni logiche - confronto 18 Espressioni logiche - op. booleani $1.code J($2) $$.true jump $$.false rel_exp : REL_OP { if(log_lab_flag){ $$.true=$<bexp>0.true $$.false=$<bexp>0.false else{ $$.true=new_label() $$.false=new_label() $$.code=append(append($1.code,), append( T mkquad($2,$1.place,$3.place,$$.true), mkquad(q,null,null,$$.false))) $1.code $1.true $4.code $4.code bool_exp: bool_exp AND { $<bexp>$.true=new_label() $<bexp>$.false=$1.false log_lab_flag=1 bool_exp { $$.code=append($1.code, append( mkquad(q,null,null,$1.true), $4.code)) $$.true=$4.true $$.false=$1.false T log_lab_flag=0 NOT {$<bexp>$=$<bexp>0 bool_exp { $$.code= $$.true=$3.false $$.false=$3.true T Versione 1.1 3

4 19 Espressioni logiche - op. booleani 20 Esempio di espressioni logiche $1.code $1.false $4.code T bool_exp OR { $<bexp>$.false=new_label() $<bexp>$.true=$1.true log_lab_flag=1 bool_exp { $$.code=append($1.code,append( mkquad(q,null,null,$1.false), $4.code)) $$.true=$1.true $$.false=$4.false log_lab_flag=0 rel_exp { $$=$1 JEQ i j L9 L9 JEQ k l L11 L11 JEQ m 1 L12 JGT j 3 L12 L13 L12 ASSIGNV 1 i L13 if( i==j && && k==l && && m==1 j>3) { i=1 21 While 22 Esempio di while :begin :$3.true $5 jump begin :$3.false while_stmt: WHILE '(' bool_exp ')' Stmt { t_op lab bgin=new_label() $$=append(append( mkquad(q,null,null, bgin),append(, mkquad(q,null,null,$3.true))), append( $5,append( mkquad(q,null,null,bgin), mkquad(q,null,null,$3.false))) ) Una label iniziale consente di fare un ciclo che ripete il test ed esegue il corpo del while. L5 JLT i 5 L3 L4 L3 ADDI i 1 %3 ASSIGNV %3 i L5 L4 while(i<5) { i = i+1 23 or 24 Esempio di for :begin $5.code :$5.true $9 $7.code jump begin :$5.false for_stmt: OR '('''bool_exp''')' Stmt { t_op lab bgin=new_label() $$=append(append(append(, mkquad(q,null,null,bgin)),append( $5.code, mkquad(q,null,null,$5.true))), append(append( $9, $7.code),append( mkquad(q,null,null,bgin), mkquad(q,null,null,$5.false)))) Come nel while, salvo che prima viene messo il codice di inizializzazione. ASSIGNV 0 i L8 JLT i 10 L6 L7 L6 ADDI k i %5 ASSIGNV %5 m ADDI i 1 %4 ASSIGNV %4 i L8 L7 for(i=0 i<10 i=i+1) { m=k+i Versione 1.1 4

5 25 Accesso con spiazzamento 26 Per accedere agli elementi di un array o ai campi di una variabile strutturata è necessario associare un nuovo attributo: Offset: rappresenta lo spiazzamento dell elemento a cui si vuole accedere, rispetto alla variabile di riferimento, memorizzata nell attributo place. È necessario sommare gli offset man mano che vengono calcolati. La disposizione in memoria degli array può seguire due strategie: row major: riga per riga, utilizzata da C e Pascal column major: colonna per colonna, adottata in ortran. Il tipo di un array deve essere costruito da destra verso sinistra può servire la ricorsione destra: Decl : T Vdecl Decl, Vdecl Vdecl : ID {$$=$0 Ary {... Ary : /* empty */ { $$=$<type>0 '[' NUM ']' { $$=$<type>0 Ary { $$=te_make_array($2,$5) Costruzione dell offset: place=v offset=j*8+4*k place=v offset=j*8 place=v offset=null array, 5 size=40 v [ j ][ ][ k ] ] int i,j,k int v[5][2] i = v[j][k] array, 2 size=8 int size=4 '[' ']' { t_op ofs $$.type=$1.type->left $$.code=append($1.code,) ofs=new_ival($1.type->left->size) $$.offset=new_temp(st_lookup("int")->type) $$.code=append($$.code, mkquad(qmuli,$3.place,ofs,$$.offset)) if($1.offset!=null){ ofs=new_temp(st_lookup("int")->type) append($$.code, mkquad(qaddi,$1.offset,$$.offset,ofs)) $$.offset=ofs Accesso ad elementi di strutture Istruzioni di costruzioni dell offset seguite da un assegnamento con dereferenziazione ed offset. MULI j 8 $0 MULI k 4 $1 int i,j,k ADDI $0 $1 $2 int v[5][2] DR_OS v $2 i i = v[j][k] La quadrupla: DR_OS base, offset, dest equivale a: dest = base [ offset ] Rappresentazione di un tipo struttura: struct tag { int i struct x { int a int b cf s i = s.cf.b struct size=12 struct size=8 i cf a b offset=0 offset=4 offset=0 offset=4 int size=4 Versione 1.1 5

6 31 Accesso ad elementi di strutture 32 Accesso ad elementi di strutture '.' ID { st_entry* stp t_op ofs stp=(st_entry*)ht_lookup($1.type->r.table,$3) $$.type=stp->type $$.code=$1.code if($1.offset==null){ $$.offset=new_ival(stp->offset) else{ t_op ofs ofs=new_ival(stp->offset) $$.offset=new_temp(st_lookup("int")->type) $$.code=append($1.code, mkquad(qaddi,$1.offset,ofs,$$.offset)) Costruzione dell offset ed assegnamento con dereferenziazione ed offset, come per gli array. Invece degli indici utilizza gli offset dei campi all interno delle strutture. struct tag { int i i ADDI 4 4 $0 struct x { int a a DR_OS s $0 i int b b cf s s... i = s.cf.b Versione 1.1 6