编译原理(第2版)7-1语义出理概述.ppt

第七章语法制导翻译和中间代码生成,7.1语义处理概述 7.2属性文法和语法制导翻译 7.3 中间代码生成(一些语句的翻译) 7.4符号表,源语言程序,中间代码,汇编代码,词法分析,语义分析,语法分析,中间代码生成,代码生成,在编译中的逻辑阶段,前端处理,后端处理,语义处理,7.1 语义处理（语义分析和中间代码生成）,源语言程序,汇编代码,词法分析,语义分析,语法分析,代码生成,前端处理,后端处理,语义处理,语义处理,语义处理,语义处理的任务： 静态语义检查 静态语义：语法规则的良形式条件 静态语义检查：审查静态语义 动态语义处理 动态语义：程序单元执行的操作 动态语义处理：生成(中间/目标)代码,语义处理,语义处理的实现： 属性文法：描述语义规则。 语法制导翻译：在语法分析的同时，执行语义规则描述的动作： 检查静态语义 生成中间代码/目标代码,语义处理,语义处理的环境：符号表 为语义分析提供类型、作用域等信息。 为代码生成提供类型、作用域、存储类别、存储（相对）位置等信息。,语义处理,if sym = callsym then begin getsym; if sym ident then error(14) else begin i := position(id); if i = 0 then error(11) else with tablei do if kind = procedur then gen(cal, lev-level, adr) else error(15); getsym end end,PL/0编译程序的语义处理（一）call语句的处理,语义处理,error 11：标识符未说明； error 12：赋值语句中，赋值号左部的标识符属性应为 变量； error 15：call后标识符的属性应为过程； error 21：表达式内标识符属性不能为过程； error 32：read语句括号中的标识符不是变量。 ,PL/0编译程序的语义处理（二）语义错误列表,PL/0编译器的符号表,const a=10; var b,c; procedure p; begin c:=b+a; end; begin read(b); while b#0 do begin call p; write(2*c); read(b); end end.,编译程序分析到第8行时符号表的内容,const a=10; var b,c; procedure p; begin c:=b+a; end; begin read(b); while b#0 do begin call p; write(2*c); read(b); end end.,( 0) jmp 0 8 转向主程序入口 ( 1) jmp 0 2 转向过程p入口 ( 2) int 0 3 过程p入口,为过程p开辟空间 ( 3) lod 1 3 取变量b的值到栈顶 ( 4) lit 0 10 取常数10到栈顶 ( 5) opr 0 2 次栈顶与栈顶相加 ( 6) sto 1 4 栈顶值送变量c中 ( 7) opr 0 0 退栈并返回调用点(16) ( 8) int 0 5 主程序入口开辟5个栈空间 ( 9) opr 0 16 从命令行读入值置于栈顶 (10) sto 0 3 将栈顶值存入变量b中 (11) lod 0 3 将变量b的值取至栈顶 (12) lit 0 0 将常数值0进栈 (13) opr 0 9 次栈顶与栈顶是否不等 (14) jpc 0 24 等时转(24)（条件不满足转） (15) cal 0 2 调用过程p (16) lit 0 2 常数值2进栈 (17) lod 0 4 将变量c的值取至栈顶 (18) opr 0 4 次栈顶与栈顶相乘(2*c) (19) opr 0 14 栈顶值输出至屏幕 (20) opr 0 15 换行 (21) opr 0 16 从命令行读取值到栈顶 (22) sto 0 3 栈顶值送变量b中 (23) jmp 0 11 无条件转到循环入口(11) (24) opr 0 0 结束退栈,归纳：语义分析（静态语义处理）,（1）类型检查。验证程序中执行的每个操作是否遵守语言的类型系统的过程.，编译程序必须报告不符合类型系统的信息。 （2）控制流检查。控制流语句必须使控制转移到合法的地方。例如，在C语言中break语句使控制跳离包括该语句的最小while、for或switch语句。如果不存在包括它的这样的语句，则就报错。 （3）一致性检查。在很多场合要求对象只能被定义一次。例如Pascal语言规定同一标识符在一个分程序中只能被说明一次，同一case语句的标号不能相同，枚举类型的元素不能重复出现等等。 （4）相关名字检查。有时，同一名字必须出现两次或多次。例如，Ada 语言程序中，循环或程序块可以有一个名字，出现在这些结构的开头和结尾，编译程序必须检查这两个地方用的名字是相同的。 (5)名字的作用域分析,类型检查程序的设计,1.辨认语言中可用的类型 2.辨认具有类型的语言结构 3.辨认语言的语义规则 基础 类型的基本概念,类型的基本概念,数据类型的三要素： 用于区别这种数据类型的数据对象的属性 这种类型数据对象可以具有的值 可以施用在这种类型的数据对象上的操作 数据类型分为： 基本(初等)数据类型：数值数据,逻辑数据,字符数据,指针类型等。 复合数据类型：数组、结构、表、栈、树等。 抽象数据类型:Ada的包(Package),C+的类(Class)等。,类型的基本概念,类型的等价关系和相容关系： 等价关系 如果在任何场合下，类型A和类型B的表达式都可以互相替代，则称类型A与类型B等价。 相容关系 如果在类型A的表达式出现的任何场合下，都可以用类型B的表达式替换，则称类型B相容于类型A。,类型的基本概念,声明和定义,使用： 声明： 程序通过声明语句把标识符的名称、类型和作用域等信息传递给编译器。 声明语句本身传递名字和类型信息，声明语句的位置传递作用域信息。 定义： 变量、类的声明就是定义。 函数可以先声明一个原型，在定义中再给出实现的代码。,类型的基本概念,强类型语言和弱类型语言： 强类型语言 标识符必须先声明后才能使用。 标识符的类型信息在编译时是已知的。 例如：PASCAL, C 弱类型语言 标识符不声明就可以直接引用。 标识符的类型信息在编译时不能确定，在运行时推测得到。 例如：Lisp，ML,运算符（函数）的重载 多态函数,重载运算符（overloading operator）是指该符号有多个含义,但根据上下文可以确定唯一的运算。如是重载符号，在AB中，当A和B为整数、实数、复数或者矩阵时，运算符执行不同类型的运算.当出现重载运算符时，要确定它所表示的唯一的意义，即进行运算符识别并检查运算符的操作数。 多态函数(过程)-函数(过程)允许参数的类型变化.多态函数(过程)的特点是，每次被调用时，传递过来的参数可以具有不同类型。,作用域分析,分程序结构的作用域规则 作用域分析的实现,作用域,作用域类型: Global scope 在任何函数和类定义之外的区域。 所声明的标识符具有全局作用域。 Class scope 特指类定义的作用域。 所声明的类类型具有全局作用域。 所声明的类成员具有类作用域。 Function scope 特指函数形参表中参数的作用域。 所声明的函数具有全局作用域,或类作用域,或其它局部作用域。 所声明的形参具有函数作用域。 Local scope 由定界符 /begin end分隔，定义在过程(函数)体或其它局部作用域(分程序)内。 所声明的标识符具有局部作用域。,分程序结构语言的作用域规则,当前开放的作用域中的标识符才能够被访问； 在同一作用域中，不允许声明同名的标识符； 在不同的作用域中，内层声明的标识符将遮蔽外层声明的同名标识符，使其变为不可见的。 int a； char a； float a； a 引用char a; 函数形参表中的变量在函数体中是可见的； int a; float func（float a，float b） a引用float a; ,分程序结构语言作用域举例,(1) main() (2) int a; (3) (4) (5) bool a; (6) (7) (8) double a; (9) (10) a (14) (15) (16) ,scope 3,scope 2,scope 1,scope 1: (1) - (16) scope 2: (4) - (14) 嵌套于scope 1中 scope 3: (7)