自己动手制作C 语言编译器(7):语句

整个编译器还剩下最后两个部分:语句和表达式的解析。它们的内容比较多,主要涉及如何将语句和表达式编译成汇编代码。这章讲解语句的解析,相对于表达式来说它还是较为容易的。

语句

C 语言区分“语句”(statement)和“表达式”(expression)两个概念。简单地说,可以认为语句就是表达式加上末尾的分号。

在我们的编译器中共识别 6 种语句:

1.if (...) <statement> [else <statement>]

2.while (...) <statement>

3.{ <statement> }

4.return xxx;

5.<empty statement>;

6.expression;(expression end with semicolon)

它们的语法分析都相对容易,重要的是去理解如何将这些语句编译成汇编代码,下面我们逐一解释。如果想一起交流的可以加这个群:941636044 ,有什么问题可以群里面交流,群里面也有一些方便学习C语言C++编程的资料可以给你利用哦!

IF 语句

IF 语句的作用是跳转,跟据条件表达式决定跳转的位置。我们看看下面的伪代码:

if (...) <statement> [else <statement>]

  if (<cond>)                   <cond>

                                JZ a

    <true_statement>   ===>     <true_statement>

  else:                         JMP b

a:                           a:

    <false_statement>           <false_statement>

b:                           b:

对应的汇编代码流程为:

执行条件表达式<cond>。

如果条件失败,则跳转到a的位置,执行else语句。这里else语句是可以省略的,此时a和b都指向 IF 语句后方的代码。

因为汇编代码是顺序排列的,所以如果执行了true_statement,为了防止因为顺序排列而执行了false_statement,所以需要无条件跳转JMP b。

对应的 C 代码如下:

if (token == If) {

    match(If);

    match('(');

    expression(Assign);  // parse condition

    match(')');

    *++text = JZ;

    b = ++text;

    statement();         // parse statement

    if (token == Else) { // parse else

        match(Else);

        // emit code for JMP B

        *b = (int)(text + 3);

        *++text = JMP;

        b = ++text;

        statement();

    }

    *b = (int)(text + 1);

}

While 语句

While 语句比 If 语句简单,它对应的汇编代码如下:

a:                     a:

   while (<cond>)        <cond>

                         JZ b

    <statement>          <statement>

                         JMP a

b:                     b:

没有什么值得说明的内容,它的 C 代码如下:

else if (token == While) {

    match(While);

    a = text + 1;

    match('(');

    expression(Assign);

    match(')');

    *++text = JZ;

    b = ++text;

    statement();

    *++text = JMP;

    *++text = (int)a;

    *b = (int)(text + 1);

}

Return 语句

Return 唯一特殊的地方是:一旦遇到了 Return 语句,则意味着函数要退出了,所以需要生成汇编代码LEV来表示退出。

else if (token == Return) {

    // return [expression];

    match(Return);

    if (token != ';') {

        expression(Assign);

    }

    match(';');

    // emit code for return

    *++text = LEV;

}

其它语句

其它语句并不直接生成汇编代码,所以不多做说明,代码如下:

else if (token == '{') {

    // { <statement> ... }

    match('{');

    while (token != '}') {

        statement();

    }

    match('}');

}

else if (token == ';') {

    // empty statement

    match(';');

}

else {

    // a = b; or function_call();

    expression(Assign);

    match(';');

}

小结

本章讲解了如何将语句编译成汇编代码,内容相对容易一些,关键就是去理解汇编代码的执行原理。

同时值得一提的是,编译器的语法分析部分其实是很简单的,而真正的难点是如何在语法分析时收集足够多的信息,最终把源代码转换成目标代码(汇编)。我认为这也是初学者实现编译器的一大难点,往往比词法分析/语法分析更困难。

所以建议如果没有学过汇编,可以学习学习,它本身不难,但对理解计算机的原理有很大帮助。如果想一起交流的可以加这个群:941636044 ,有什么问题可以群里面交流,群里面也有大量方便学习C语言C++编程的资料可以给你利用哦!

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