语义分析与代码生成.doc

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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，即为源程序生成目标代码。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;BEGINj:=i*iEND;如果j没有在外层块中说明，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。为了清楚地说明这一点，假定j是

2、在自顶向下分析过程中由非终极符<变量>导出的，在这次推导之前的句型为αVARj:integer;β<变量>γ其中α,β,γ为符号串。推导后的句型为αVARj:integer;βjγ为了保证变量在使用前必须说明，需要有如下形式的规则：VARj:integer;β<变量>→VARj:integer;βj而不是<变量>→j即<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

3、把语言的敏感成分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:integer223时，语义分析应该将这个说明所提供的信息填入符号表，即完成对符号表的插入操作；当然也需要完成其它的语义分析工作，而后在确定是否可用规则<变量>→j进行推导时，就可通过对符号表的检索操作来完成。如果符号表中有标识符j，而且j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：IFETHENS1ELSES2为它生成的目标代码应具有图

4、7.1的结构（称为它的目标结构），其中，计算E的目标指令、S1和S2的目标指令是在处理表达式和语句时生成的，处理条件语句时所生成的指令就是“jumpfl0”和“jumpl1”。前者的含义为表达式E的值为false时，程序转向l0的指令继续执行，后者为无条件转到l1的指令执行。问题在于编译程序在处理条件语句时是从左向右进行的。因此，当要生成jumpf指令时，不知道l0的值，因为S1的目标这时尚未生成，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

5、两条指令本身的位置，等以后再回填它们的转向目标。假设当前要生成的指令位置为lc，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<>boolsTHENerror(n)ENDIF;lc1:=lc;生成jumpf指令；lc:=lc+1;IFsy=thensyTHENinsymbol;statement;{处理语句}IFsy=elsesyTHENlc2:=lc;生成jump指令；lc:=lc+1;回填jumpf指令的转向目标；insymbol;图7.1stat

6、ement;{处理语句}回填jump指令的转向目标；ELSE回填jumpf指令的转向目标223ENDIFENDIFENDIF；可以看出，除了检查表达式类型外（敏感成分的处理），语义分析工作还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<>boolsTHENerror(n);ENDIF;lc1:=lc;生成jumpf指令；lc:=lc+1;:lc2:=lc;生成jump指令；lc:=lc+1;回填jumpf指令的转向目标；:

7、回填jump指令的转向目标；:回填jumpf指令的转向目标；这相当于说上面的处理算法是根据如下文法规则写成的：→IF<表达式>THEN<语句>ELSE<语句>→IF<表达式>THEN<语句>即在文法规则中嵌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，通过嵌入相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生成代码的性质，而且分析算法的主体控制是相应的文法规则。本章后

8、面将结合实例讨论各种典型的语言结构的语义分析及代码生成。7.2目标机223为了完成代码生成工作，必须有一个提供运行环境的目标机。最直接的方法是，在哪个机器上运行的编译程序就生成那个机器的目标代码，或生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。汇编后产生的目标代码可以具有绝对