1、 PL/0語(yǔ)言簡(jiǎn)介語(yǔ)言簡(jiǎn)介 PL/0是一個(gè)非常小的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，是一個(gè)非常小的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，它是由它是由Pascal的發(fā)明人的發(fā)明人Niklaus Wirth所定所定義的。它是義的。它是Pascal的一個(gè)子集，有嵌套的的一個(gè)子集，有嵌套的過(guò)程，但過(guò)程不能有參數(shù)，沒(méi)有函數(shù)，沒(méi)過(guò)程，但過(guò)程不能有參數(shù)，沒(méi)有函數(shù)，沒(méi)有分支語(yǔ)句，沒(méi)有有分支語(yǔ)句，沒(méi)有for 循環(huán)，條件語(yǔ)句不支循環(huán)，條件語(yǔ)句不支持持else，只有一個(gè)整數(shù)數(shù)據(jù)類型。，只有一個(gè)整數(shù)數(shù)據(jù)類型。 PL/0編譯程序編譯程序 PL/0編譯程序編譯程序 PL/0 語(yǔ)言程序語(yǔ)言程序 類類 pcode 代嗎代嗎源語(yǔ)言源語(yǔ)言(PL/0)目標(biāo)語(yǔ)言目標(biāo)語(yǔ)言(類類

2、 pcode)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言（實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言（pascal) PL/0 類類 pcode pascal PL/0PL/0編譯程序編譯程序類類 pcodepcode解釋解釋程序程序類類 pcode代碼代碼PL/0源程序源程序輸入輸入輸出輸出PL/0PL/0編譯系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架編譯系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架PL/0語(yǔ)言語(yǔ)言PL/0PL/0程序示例程序示例PL/0PL/0的語(yǔ)法描述圖的語(yǔ)法描述圖PL/0PL/0語(yǔ)言文法的語(yǔ)言文法的EBNFEBNF表示表示PL/0PL/0語(yǔ)言：語(yǔ)言：PASCALPASCAL語(yǔ)言的子集語(yǔ)言的子集 PL/0程序示例程序示例 CONST A=10; CONST A=10; （* * 常量說(shuō)明部分常量

3、說(shuō)明部分 * *） VAR B,C; VAR B,C; （* * 變量說(shuō)明部分變量說(shuō)明部分 * *） PROCEDURE P; PROCEDURE P; （* * 過(guò)程說(shuō)明部分過(guò)程說(shuō)明部分 * *） VAR D;VAR D; PROCEDURE Q; PROCEDURE Q; VAR X; VAR X; BEGIN BEGIN READ(X); READ(X); D:=X; D:=X; WHILE X#0 WHILE X#0 DO CALL P; DO CALL P; END; END; BEGIN BEGIN WRITE(D); WRITE(D); CALL Q; CALL Q; END;

4、END; BEGIN BEGIN CALL P; CALL P; END. END.Q的過(guò)程體的過(guò)程體p的過(guò)程體的過(guò)程體主主程序程序體體程序程序分程序分程序.內(nèi)的文字表示非終結(jié)符內(nèi)的文字表示非終結(jié)符或內(nèi)的文字或符號(hào)表示終結(jié)符內(nèi)的文字或符號(hào)表示終結(jié)符分程序Constidentnumber=,;Varidentprocedureident分程序;語(yǔ)句,;語(yǔ)句ident:=callident;表達(dá)式.begin語(yǔ)句語(yǔ)句end條件語(yǔ)句ifthen條件語(yǔ)句Whiledo()readident()write,表達(dá)式條件表達(dá)式表達(dá)式表達(dá)式odd.=#=+-表達(dá)式項(xiàng)項(xiàng).+-identnumber表達(dá)式因子.(

5、)*因子項(xiàng)因子/.1、EBNF表示的符號(hào)說(shuō)明 ：是非終結(jié)符 ：左部由右部定義 | ：表示或 ：表示為可以重復(fù)部分 ：表示為任選項(xiàng) ( )：表示成分優(yōu)先2、PL/0 語(yǔ)言文法的EBNF表示為： CONST , = VAR, | ; procedure | := begin;end |odd +|- | ( ) + | - * | / != | | = Ifthen Call WhileDO Read(， ) Write(， ) a|b| X|Y|Z 0|1|2|8|9 3、PL/0編譯程序是用PASCAL語(yǔ)言編寫(xiě)，可在任何配有PASCAL編譯系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。PL/0Compiler源文本PA

6、SCALCompilerPL/0Compiler目標(biāo)文本PL/0源程序PL/0Compiler目標(biāo)文本PL/0目標(biāo)程序詞法分析程詞法分析程序序語(yǔ)法語(yǔ)義分析程序語(yǔ)法語(yǔ)義分析程序代碼生成程序代碼生成程序表格管理程序表格管理程序出錯(cuò)處理程序出錯(cuò)處理程序PL/0PL/0源程序源程序目標(biāo)程序目標(biāo)程序PL/0編譯程序的總體設(shè)計(jì)編譯程序的總體設(shè)計(jì)其編譯過(guò)程采用其編譯過(guò)程采用一趟掃描方式一趟掃描方式以語(yǔ)法以語(yǔ)法、語(yǔ)義分析語(yǔ)義分析程序程序?yàn)楹诵臑楹诵?詞法分析詞法分析程序和程序和代碼生成代碼生成程序都作為一個(gè)程序都作為一個(gè)過(guò)程過(guò)程，當(dāng)語(yǔ)法分，當(dāng)語(yǔ)法分析需要讀單詞時(shí)就調(diào)用詞法分析程序，而當(dāng)語(yǔ)法析需要讀單詞時(shí)就調(diào)用

7、詞法分析程序，而當(dāng)語(yǔ)法、語(yǔ)義語(yǔ)義分析正確，需要生成相應(yīng)的目標(biāo)代碼時(shí)，則調(diào)用代碼生分析正確，需要生成相應(yīng)的目標(biāo)代碼時(shí)，則調(diào)用代碼生成程序。成程序。表格管理表格管理程序?qū)崿F(xiàn)程序?qū)崿F(xiàn)變量變量，常量常量和和過(guò)程過(guò)程標(biāo)識(shí)符的標(biāo)識(shí)符的信息的登錄信息的登錄與查找與查找。出錯(cuò)處理出錯(cuò)處理程序，對(duì)詞法和語(yǔ)法程序，對(duì)詞法和語(yǔ)法、語(yǔ)義分析遇到的錯(cuò)誤給出語(yǔ)義分析遇到的錯(cuò)誤給出在源程序中在源程序中出錯(cuò)的位置出錯(cuò)的位置和與和與錯(cuò)誤錯(cuò)誤 性質(zhì)有關(guān)性質(zhì)有關(guān)的編號(hào)，并進(jìn)的編號(hào)，并進(jìn)行錯(cuò)誤恢復(fù)。行錯(cuò)誤恢復(fù)。 2.3 PL/0編譯程序的詞法分析編譯程序的詞法分析識(shí)別的單詞：識(shí)別的單詞：保留字或關(guān)鍵字：如：保留字或關(guān)鍵字：如：BEG

8、INBEGIN、 ENDEND、 IFIF、 THENTHEN等等運(yùn)算符運(yùn)算符： 如：如：+ +、- -、* *、/ /、：、：= =、# #、=、=等等標(biāo)識(shí)符標(biāo)識(shí)符： 用戶定義的變量名、常數(shù)名、過(guò)程名用戶定義的變量名、常數(shù)名、過(guò)程名常數(shù)常數(shù)： 如：如：1010、2525、100100等整數(shù)等整數(shù)界符界符： 如：如：,、. . 、; ; 、( ( 、)等等詞法分析過(guò)程詞法分析過(guò)程GETSYMGETSYM所要完成的任務(wù)：所要完成的任務(wù)：讀源程序（讀源程序（getch)getch)濾空格濾空格識(shí)別識(shí)別保留字保留字識(shí)別標(biāo)識(shí)符識(shí)別標(biāo)識(shí)符拼數(shù)拼數(shù)識(shí)別單字符單詞識(shí)別單字符單詞拼雙字符單詞拼雙字符單詞詞法分

9、析過(guò)程詞法分析過(guò)程:GETSYM:GETSYM框圖（見(jiàn)教材圖框圖（見(jiàn)教材圖2.52.5）程序（程序（ procedure getsymprocedure getsym）當(dāng)識(shí)別到標(biāo)識(shí)符時(shí)先查當(dāng)識(shí)別到標(biāo)識(shí)符時(shí)先查保留字保留字表表使用狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖實(shí)現(xiàn)詞法分析程序的設(shè)計(jì)使用狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖實(shí)現(xiàn)詞法分析程序的設(shè)計(jì)方法方法詞法分析程序的設(shè)計(jì)詞法分析程序的設(shè)計(jì)-使用狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖實(shí)現(xiàn)使用狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖實(shí)現(xiàn)表示表示狀態(tài)狀態(tài)，對(duì)應(yīng)每個(gè)狀態(tài)編一段程序，對(duì)應(yīng)每個(gè)狀態(tài)編一段程序，每個(gè)狀態(tài)每個(gè)狀態(tài)調(diào)用調(diào)用取字符取字符程序，根據(jù)當(dāng)前字程序，根據(jù)當(dāng)前字符符轉(zhuǎn)到不同的狀態(tài)，并做相應(yīng)操作。轉(zhuǎn)到不同的狀態(tài)，并做相應(yīng)操作。表示表示終態(tài)終態(tài)，已，已

10、識(shí)別出一個(gè)識(shí)別出一個(gè)單詞單詞。1 12 23 35 514141313121210109 97 78 86 64 41111空格空格字母字母字母數(shù)字字母數(shù)字非字母數(shù)字非字母數(shù)字?jǐn)?shù)字?jǐn)?shù)字?jǐn)?shù)字?jǐn)?shù)字非數(shù)字非數(shù)字：= = = =非非= =, + - ( 2.4 2.4 PL/0PL/0編譯程序語(yǔ)法語(yǔ)義分析編譯程序語(yǔ)法語(yǔ)義分析自頂向下自頂向下的語(yǔ)法分析的語(yǔ)法分析遞歸子程遞歸子程序法序法 程序程序分程序分程序.constidentnumbervaridentprocedureident分程序分程序語(yǔ)句語(yǔ)句分程序分程序identreadend語(yǔ)句語(yǔ)句表達(dá)式表達(dá)式：=begin語(yǔ)句語(yǔ)句語(yǔ)句語(yǔ)句)(ident,

11、 自頂向下的語(yǔ)法分析自頂向下的語(yǔ)法分析VAR A;VAR A;BEGINBEGIN READ(A) READ(A)END.END. . . VARVAR ； A A BEGINBEGIN ENDEND READREAD （ ） A A 為文法的為文法的開(kāi)始符號(hào)開(kāi)始符號(hào)，以開(kāi)，以開(kāi)始符號(hào)作為根結(jié)始符號(hào)作為根結(jié)點(diǎn)構(gòu)造一棵倒掛點(diǎn)構(gòu)造一棵倒掛著的語(yǔ)法樹(shù)。著的語(yǔ)法樹(shù)。遞歸子程序法遞歸子程序法遞歸子程序法遞歸子程序法：對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)每個(gè)非終結(jié)符每個(gè)非終結(jié)符語(yǔ)法單元，編一個(gè)獨(dú)立的語(yǔ)法單元，編一個(gè)獨(dú)立的處理過(guò)程（或子程序）。語(yǔ)法分析從讀入第一個(gè)單詞開(kāi)始，處理過(guò)程（或子程序）。語(yǔ)法分析從讀入第一個(gè)單詞開(kāi)始，由非終結(jié)符

12、由非終結(jié)符 （即開(kāi)始符）出發(fā)，沿語(yǔ)法描述圖即開(kāi)始符）出發(fā)，沿語(yǔ)法描述圖箭頭箭頭所指出的方向進(jìn)行分析。當(dāng)遇到非終結(jié)符時(shí)，則所指出的方向進(jìn)行分析。當(dāng)遇到非終結(jié)符時(shí)，則調(diào)用調(diào)用相應(yīng)相應(yīng)的的處理過(guò)程處理過(guò)程，從語(yǔ)法描述圖看，也就進(jìn)入了一個(gè)語(yǔ)法單元，從語(yǔ)法描述圖看，也就進(jìn)入了一個(gè)語(yǔ)法單元，再沿當(dāng)前所進(jìn)入的語(yǔ)法單元所指箭頭方向繼續(xù)進(jìn)行分析。再沿當(dāng)前所進(jìn)入的語(yǔ)法單元所指箭頭方向繼續(xù)進(jìn)行分析。當(dāng)遇到描述圖中是當(dāng)遇到描述圖中是終結(jié)符終結(jié)符時(shí)，則判斷當(dāng)前讀入的單詞是否時(shí)，則判斷當(dāng)前讀入的單詞是否與圖中的終結(jié)符與圖中的終結(jié)符相匹配相匹配，若匹配，再讀取下一個(gè)單詞繼續(xù)，若匹配，再讀取下一個(gè)單詞繼續(xù)分析。遇到分析。遇到

13、分支點(diǎn)分支點(diǎn)時(shí)，將當(dāng)前的單詞與分支點(diǎn)上多個(gè)終結(jié)時(shí)，將當(dāng)前的單詞與分支點(diǎn)上多個(gè)終結(jié)符符逐個(gè)相比較逐個(gè)相比較，若都不匹配時(shí)可能是進(jìn)入下一個(gè)非終結(jié)符，若都不匹配時(shí)可能是進(jìn)入下一個(gè)非終結(jié)符語(yǔ)法單位或是出錯(cuò)。語(yǔ)法單位或是出錯(cuò)。例：如何用遞歸子程序法實(shí)現(xiàn)表達(dá)式的語(yǔ)例：如何用遞歸子程序法實(shí)現(xiàn)表達(dá)式的語(yǔ)法分析法分析項(xiàng)項(xiàng)表達(dá)式表達(dá)式+-項(xiàng)項(xiàng)+-項(xiàng)項(xiàng) 因子因子 因子因子 */語(yǔ)法圖語(yǔ)法圖因子的語(yǔ)法圖因子的語(yǔ)法圖因子因子identnumber(表達(dá)式表達(dá)式)表達(dá)式的表達(dá)式的EBNF表達(dá)式表達(dá)式=+|-+|-項(xiàng)項(xiàng) （+|-+|-）項(xiàng)）項(xiàng) 項(xiàng)項(xiàng)=因子因子 （* *|/|/）因子）因子 因子因子=標(biāo)識(shí)符標(biāo)識(shí)符| |無(wú)符號(hào)

14、整數(shù)無(wú)符號(hào)整數(shù)|（表達(dá)式表達(dá)式）表達(dá)式表達(dá)式的的遞歸子程序遞歸子程序?qū)崿F(xiàn)實(shí)現(xiàn)procedure procedure exprexpr; ;beginbegin if sym in if sym in plusplus, , minusminus then then begin begin getsym; getsym; termterm; ; end end else else termterm; ; while sym in while sym in plusplus, , minusminus do do begin begin getsym; getsym; termterm; ; en

15、d endend;end; 項(xiàng)項(xiàng)的的遞歸子程序遞歸子程序?qū)崿F(xiàn)實(shí)現(xiàn)procedure procedure termterm; ;beginbegin factorfactor; ; while sym in while sym in timestimes, , slashslash do do begin begin getsym; getsym; factorfactor; ; end endend;end;因子因子的的遞歸子程序遞歸子程序?qū)崿F(xiàn)實(shí)現(xiàn)procedure procedure factorfactor; ;begin begin if sym if sym identident th

16、en then begin begin if sym if sym numbernumber then then begin begin if sym = if sym = ( ( then then begin begin getsym;getsym; exprexpr; ; if sym = if sym = ) ) then then getsym getsym else error else error end end else error else error end end end end end; end; 程序程序 pl0分程序分程序 block語(yǔ)句語(yǔ)句 statement條件

17、條件 condition表達(dá)式表達(dá)式expression項(xiàng)項(xiàng) term因子因子 factor語(yǔ)語(yǔ)法法調(diào)調(diào)用用關(guān)關(guān)系系圖圖編譯程序總體流程圖編譯程序總體流程圖啟動(dòng)啟動(dòng)置初值置初值調(diào)用G E TSYM取 單 詞調(diào)用G E TSYM取 單 詞調(diào)用B L OCK過(guò) 程調(diào)用B L OCK過(guò) 程當(dāng)前單詞當(dāng)前單詞是否為源程序結(jié)束符是否為源程序結(jié)束符.？.？出錯(cuò)出錯(cuò)源程序中源程序中是否有錯(cuò)誤？是否有錯(cuò)誤？調(diào)用解釋過(guò)程I N T E R P RET調(diào)用解釋過(guò)程I N T E R P RET解釋執(zhí)行目標(biāo)程序解釋執(zhí)行目標(biāo)程序打印錯(cuò)誤打印錯(cuò)誤結(jié)束結(jié)束N NY YY YN N 目標(biāo)代碼類目標(biāo)代碼類pcode目標(biāo)代碼類目

18、標(biāo)代碼類pcodepcode是一種假想棧式計(jì)算機(jī)的匯編語(yǔ)言。是一種假想棧式計(jì)算機(jī)的匯編語(yǔ)言。指令格式：指令格式：f l af l af f功能碼功能碼l l層次差層次差 （標(biāo)識(shí)符引用層減去定義層）（標(biāo)識(shí)符引用層減去定義層）a a根據(jù)不同的指令有所區(qū)別根據(jù)不同的指令有所區(qū)別LIT 0 aLIT 0 a將常數(shù)值取到棧頂，將常數(shù)值取到棧頂，a a為常數(shù)值為常數(shù)值LOD l aLOD l a將變量值取到棧頂，將變量值取到棧頂，a a為偏移量，為偏移量，l l為層差為層差STO l aSTO l a將棧頂內(nèi)容送入某變量單元中，將棧頂內(nèi)容送入某變量單元中，a a為偏移量，為偏移量，l l為層差為層差CAL

19、 l aCAL l a調(diào)用過(guò)程，調(diào)用過(guò)程，a a為過(guò)程地址，為過(guò)程地址，l l為層差為層差I(lǐng)NT 0 aINT 0 a在運(yùn)行棧中為被調(diào)用的過(guò)程開(kāi)辟在運(yùn)行棧中為被調(diào)用的過(guò)程開(kāi)辟a a個(gè)單元的數(shù)據(jù)區(qū)個(gè)單元的數(shù)據(jù)區(qū)JMP 0 aJMP 0 a無(wú)條件跳轉(zhuǎn)至無(wú)條件跳轉(zhuǎn)至a a地址地址JPC 0 aJPC 0 a條件跳轉(zhuǎn)，當(dāng)棧頂布爾值非真則跳轉(zhuǎn)至條件跳轉(zhuǎn)，當(dāng)棧頂布爾值非真則跳轉(zhuǎn)至a a地址，否則順地址，否則順序執(zhí)行序執(zhí)行OPR 0 OPR 0 0 0過(guò)程調(diào)用結(jié)束后過(guò)程調(diào)用結(jié)束后, ,返回調(diào)用點(diǎn)并退棧返回調(diào)用點(diǎn)并退棧OPR 0 1OPR 0 1棧頂元素取反棧頂元素取反OPR 0 2OPR 0 2次棧頂與棧頂

20、相加，退兩個(gè)棧元素，結(jié)果值進(jìn)棧次棧頂與棧頂相加，退兩個(gè)棧元素，結(jié)果值進(jìn)棧OPR 0 3OPR 0 3次棧頂減去棧頂，退兩個(gè)棧元素，結(jié)果值進(jìn)棧次棧頂減去棧頂，退兩個(gè)棧元素，結(jié)果值進(jìn)棧OPR 0 4OPR 0 4次棧頂乘以棧頂，退兩個(gè)棧元素，結(jié)果值進(jìn)棧次棧頂乘以棧頂，退兩個(gè)棧元素，結(jié)果值進(jìn)棧OPR 0 5OPR 0 5次棧頂除以棧頂，退兩個(gè)棧元素，結(jié)果值進(jìn)棧次棧頂除以棧頂，退兩個(gè)棧元素，結(jié)果值進(jìn)棧OPR 0 6OPR 0 6棧頂元素的奇偶判斷，結(jié)果值在棧頂棧頂元素的奇偶判斷，結(jié)果值在棧頂OPR 0 7OPR 0 7OPR 0 8OPR 0 8次棧頂與棧頂是否相等，退兩個(gè)棧元素，結(jié)果值進(jìn)棧次棧頂與棧

21、頂是否相等，退兩個(gè)棧元素，結(jié)果值進(jìn)棧OPR 0 9OPR 0 9次棧頂與棧頂是否不等，退兩個(gè)棧元素，結(jié)果值進(jìn)棧次棧頂與棧頂是否不等，退兩個(gè)棧元素，結(jié)果值進(jìn)棧OPR 0 10OPR 0 10次棧頂是否小于棧頂，退兩個(gè)棧元素，結(jié)果值進(jìn)棧次棧頂是否小于棧頂，退兩個(gè)棧元素，結(jié)果值進(jìn)棧OPR 0 11OPR 0 11次棧頂是否大于等于棧頂，退兩個(gè)棧元素，結(jié)果值進(jìn)棧次棧頂是否大于等于棧頂，退兩個(gè)棧元素，結(jié)果值進(jìn)棧OPR 0 12OPR 0 12次棧頂是否大于棧頂，退兩個(gè)棧元素，結(jié)果值進(jìn)棧次棧頂是否大于棧頂，退兩個(gè)棧元素，結(jié)果值進(jìn)棧OPR 0 13OPR 0 13次棧頂是否小于等于棧頂，退兩個(gè)棧元素，結(jié)果值

22、進(jìn)棧次棧頂是否小于等于棧頂，退兩個(gè)棧元素，結(jié)果值進(jìn)棧OPR 0 14OPR 0 14棧頂值輸出至屏幕棧頂值輸出至屏幕OPR 0 15OPR 0 15屏幕輸出換行屏幕輸出換行OPR 0 16OPR 0 16從命令行讀入一個(gè)輸入置于棧頂從命令行讀入一個(gè)輸入置于棧頂指指令令功功能能表表 const a=10; const a=10;var b,c;var b,c;procedure p;procedure p; beginbegin c:=b+a; c:=b+a; end; end;beginbegin read(b); read(b); while while b#0b#0 do do begin

23、 begin call p; call p; write(2 write(2* *c);c); read(b); read(b); end endend.end.( 0) jmp 0 8 ( 0) jmp 0 8 轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向主程序入口主程序入口( 1) jmp 0 2 ( 1) jmp 0 2 轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向過(guò)程過(guò)程p p入口入口( 2)( 2) int 0 3int 0 3 過(guò)程過(guò)程p p入口入口, ,為過(guò)程為過(guò)程p p開(kāi)辟空間開(kāi)辟空間( 3) lod ( 3) lod 1 1 3 3 取變量取變量b b的值到棧頂?shù)闹档綏ｍ? 4) lit 0 10 ( 4) lit 0 10 取常數(shù)取常數(shù)1010到棧頂?shù)綏ｍ? 5) opr 0 2 ( 5) opr 0 2 次棧頂與棧頂相加次棧頂與棧頂相加( 6) sto ( 6) sto 1 1 4 4 棧頂值送變量棧頂值送變量c c中中( 7) ( 7) opr 0 0opr 0 0 退棧并返回調(diào)用點(diǎn)退棧