语义分析与代码生成

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1、第七章语义分析与代码生成7.1语法制导翻译编译程序的实质性工作是翻译，即为源程序生成冃标代码。为此，我们必须知道程序的含义是什么（语义分析）？应该翻译成什么（代码生成）？在三、四章，我们主要讨论了源程序的识别，即判定一个源程序是否符合源语言的文法。在讨论语法分析时曾说过，上下文无关文法不足以描述编程语言的全部语法特征。为了说明这一点，让我们来看一个例子：■VARi:integer;BEGIN■■■END;■■■如果j没有在外层块屮说明，那么赋值语句中出现的j就是非法的。这是一种上下文敏感的成分。为了清塑地说明这一点，假定j是

2、在自顶向下分析过程中由非终极符V变量〉导出的，在这次推导Z前的句型为aVARj:integer;Pv变竝＞Y其中为符号串。推导后的句型为aVARj:integer;PjY为了保证变量在使川前必须说明，需要冇如下形式的规则：VARj:integer;B＜变量〉VARj:integer;0j而不是v变量〉j即v变量〉只有在一定的上下文中才可以展开成j。上下文敏感成分的分析实质上是语法分析的内容。但是，因为我们的语法分析是以上下文无关文法为基础的，没有考虑上下文敏感成分的处理，所以必须在语义分析时加以考虑。这相当于把语言的敏感成分

3、划归为语言的语义范畴（尽管在概念上并非如此）。比如说在处理说明VARj:integer时，语义分析应该将这个说明所提供的信息填入符号表，即完成対符号表的插入操作；当然也盂要完成其它的语义分析工作，而后在确定是否可用规则v变量〉fj进行推导时，就可通过对符号表的检索操作來完成。如果符号表中有标识符j,而Hj又是个变量标识符，就可以用此规则进行推导。除了敏感成分的处理之外，为了生成目标代码，所需要完成的一切操作都属于语义分析的范畴。考虑如下条件语句：IFETHENSiELSES2为它生成的Fl标代码应具冇图7.1的结构（称为它的

4、目标结构），其中，计算E的目标指令、Si和S?的目标指令是在处理表达式和语句时生成的，处理条件语句时所牛成的指令就是“jiimpfl。”和“jumph”。前者的含义为表达式E的值为false时，程序转向I。的指令继续执行，后者为无条件转到h的指令执行。问题在于编译程序在处理条件语句吋是从左向右进行的。因此,当要生成jumpf指令时，不知道1。的值，因为$的目标这时尚未牛成，不知道它究竟有多少条指令。在生成jump这条指令时也有同样问题。为了解决这个问题，在生成jumpf和jump指令时，应先记录这两条指令木身的位置，等以后再

5、回填它们的转向目标。假设当前要生成的指令位置为A条件语句的处理算法如下：IFsy=ifsyTHENinsymbol;expression；!处理表达式）IF表达式类型v>boolsTHENerror（n）ENDIF;lcl:=lc;生成jumpf指令；lc:=lc+l;IFsy=thensyTHENinsymbol;statement；!处理语句｝IFsy=elsesyTHENlc2:=lc;生成jump指令；lc:=lc+l;回填jumpf指令的转向目标；insymbol;图7.1statement;!处理语句｝回填jum

6、p指令的转向冃标；ELSE回填jumpf指令的转向目标ENDIFENDIFENDIF；町以看出，除了检查表达式类型外（頌感成分的处理），语义分析丄作述包括转向目标的回填等操作。与第四章给出的条件语句的语法分析算法相比，上述算法只是增加了如下几个操作：:IF表达式类型v>boolsTHENerror（n）;ENDIF;lcl:=lc;生成jumpf指令;lc:=lc+l;:lc2:=lc;生成jump指令；lc:=lc+l;冋填jumpf指令的转向H标；:回填jump指令的转向目标；:回

7、填jumpf指令的转向目标；这相当于说上而的处理算法是根据如下文法规则写成的：-IFv表达式xop1>THEN<语句>ELSEvop2>v语句><1F语句IFv表达式xop1>THENv语句〉即在文法规则中恢入了相应的语义加工操作。于是，语义分析及代码生成可以随着语法分析的进行，通过嵌入札I应的语义加工操作来完成。这种方法称为语法制导翻译，因为语言的文法规则确定了相应的语义分析类型及住成代码的性质，而且分析算法的主体控制是相应的文法规则。本章后血将结合实例讨论各种典型的语言结构的语义分析及代码

8、牛成。7.2目标机为了完成代码生成工作，必须冇一个提供运行环境的冃标机C最直接的方法是，在哪个机器上运行的编译程序就牛成那个机器的目标代码，或牛成那个机器的汇编语言程序,然后经过汇编程序汇编成可以执行的机器语言程序。汇编后产生的冃标代码可以具冇绝对地址，从而可以装到内存的固定区域去执行；也