Zwischencodeerzeugung Compiler II

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Gert Fiedler
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1 Zwishenodeerzeugung Compiler II Prof. Dr. Ursula Goltz

2 Einleitung Front-End... Parser Sem. Analys Zwishenodegenerator Bak-End Codegenerator... Zwishendarstellung (Zwishenode) evtl. mashinennunabh. Optimierung Zwishenode Code für eine abstrakte Mashine. Vorteile Portabilität mashinenunbahängige Optimierung Prof. Dr. Ursula Goltz Zwishenodeerzeugung 2

3 Syntaxbaum Hierarhishe Struktur eines Quellprogramms (ohne Nihtterminale) Beispiel S id:= E E E + E E E E (E) id Prof. Dr. Ursula Goltz Zwishenodeerzeugung 3

4 Syntaxbaum Hierarhishe Struktur eines Quellprogramms (ohne Nihtterminale) Beispiel S id:= E E E + E E E E (E) id a:= b + b Prof. Dr. Ursula Goltz Zwishenodeerzeugung 3

5 Syntaxbaum Hierarhishe Struktur eines Quellprogramms (ohne Nihtterminale) Beispiel S id:= E E E + E E E E (E) id a:= b + b assign a + b uminus b uminus Prof. Dr. Ursula Goltz Zwishenodeerzeugung 3

6 Postfix-Notation Linearisierte Darstellung eines Syntaxbaums Operand 1 Operand 2... Operand n Operator Beispiel: a b uminus b uminus + assign Auswertung mit Hilfe eines Staks assign a + b uminus b uminus Prof. Dr. Ursula Goltz Zwishenodeerzeugung 4

7 Abstrake Stak-Mashine. Befehlssatz ADD SUB MUL LOAD v Addiere (Subtrahiere, Multipliziere) die beiden obersten Stak-Einträge, entferne sie, lege Ergebnis auf den Stak Lege Wert v auf den Stak ; sequentielle Komposition Prof. Dr. Ursula Goltz Zwishenodeerzeugung 5

8 Beispiel: Übersetzung von arithmetishen Ausdrüken 1/3 Arithmetishe Ausdrüke: E E + T E T E T T T F T F F (E) F 0 9 Prof. Dr. Ursula Goltz Zwishenodeerzeugung 6

9 Beispiel: Übersetzung von arithmetishen Ausdrüken 2/3 Synthetishe Attribute: E E + T E 1.Code := E 2.Code; T.Code; ADD E E T E 1.Code := E 2.Code; T.Code; SUB E T E.Code := T.Code T T F T 1.Code := T 2.Code; F.Code; MUL T F T.Code := F.Code F (E) F.Code := E.Code F 0 F.Code := LOAD 0. F 9 F.Code := LOAD 9 Prof. Dr. Ursula Goltz Zwishenodeerzeugung 7

Code T T F T 1.Code := T 2.Code; F.Code; MUL T F T.Code := F.Code F (E) F.Code := E.

10 Beispiel: Übersetzung von arithmetishen Ausdrüken 3/3 Beispiel: E E + T T F T F 2 F 5 9 Prof. Dr. Ursula Goltz Zwishenodeerzeugung 8

11 Beispiel: Übersetzung von arithmetishen Ausdrüken 3/3 Beispiel: E E T + T F LOAD 2 T F LOAD 5 2 LOAD 9 F 9 5 Prof. Dr. Ursula Goltz Zwishenodeerzeugung 8

12 Beispiel: Übersetzung von arithmetishen Ausdrüken 3/3 Beispiel: E + E T LOAD 2 T LOAD 9 T F LOAD 5 F LOAD 2 2 LOAD 9 F 9 5 Prof. Dr. Ursula Goltz Zwishenodeerzeugung 8

13 Beispiel: Übersetzung von arithmetishen Ausdrüken 3/3 Beispiel: E + E T LOAD 2 LOAD 9; LOAD 5; MUL T F LOAD 2 LOAD 9 T F LOAD 5 2 LOAD 9 F 9 5 Prof. Dr. Ursula Goltz Zwishenodeerzeugung 8

14 Beispiel: Übersetzung von arithmetishen Ausdrüken 3/3 Beispiel: LOAD 9; LOAD 5; MUL E E + T LOAD 2 LOAD 9; LOAD 5; MUL T F LOAD 2 LOAD 9 T F LOAD 5 2 LOAD 9 F 9 5 Prof. Dr. Ursula Goltz Zwishenodeerzeugung 8

15 Beispiel: Übersetzung von arithmetishen Ausdrüken 3/3 Beispiel: LOAD 9; LOAD 5; MUL; LOAD 2; ADD E LOAD 9; LOAD 5; MUL E + T LOAD 2 LOAD 9; LOAD 5; MUL T F LOAD 2 LOAD 9 T F LOAD 5 2 LOAD 9 F 9 5 Prof. Dr. Ursula Goltz Zwishenodeerzeugung 8

LOAD 5; MUL E + T LOAD 2 LOAD 9; LOAD 5; MUL T F LOAD 2 LOAD

16 Übersetzung von Kontrollstrukturen Bisher: Nur sequentielle Komposition als Kontrollstruktur des Mashinen-Codes Jetzt: Ausführungsreihenfolge kann durh bedingte und unbedingte Sprünge beeinflusst werden. Hier: Sprungziele werden symbolish angegeben (Sprungmarken) Prof. Dr. Ursula Goltz Zwishenodeerzeugung 9

bedingte und unbedingte Sprünge beeinflusst werden.

17 Übersetzung von Kontrollstrukturen - Befehle LABEL l: Sprungmarke GOTO l: Sprung zu l GOFALSE l: Entfernen des obersten Stak-Eintrags, Sprung zu l, falls = 0 GOTRUE l: Entfernen des obersten Stak-Eintrags, Sprung zu l, falls 0 HALT: Stop der Asuführung Prof. Dr. Ursula Goltz Zwishenodeerzeugung 10

falls = 0 GOTRUE l: Entfernen des obersten Stak-Eintrags, Sprung zu l,

18 Syntax Anweisungen stmt if expr then stmt end while expr do stmt end stmt; stmt Prof. Dr. Ursula Goltz Zwishenodeerzeugung 11

19 Übersetzung von Anweisungen Code für if-anweisung Code für expr; GOFALSE out; Code für stmt; LABEL out; Code für while-anweisung LABEL test; Code für expr; GOFALSE out; Code für stmt; GOTO test; LABEL out; Bei jeder if/while-anweisungs-übersetzung müssen neue Marken out, test, et. erzeugt werden! Prof. Dr. Ursula Goltz Zwishenodeerzeugung 12

Code für stmt; GOTO test; LABEL out; Bei jeder if/while-anweisungs-übersetzung müssen

20 Beispiel Siehe Folien Prof. Dr. Ursula Goltz Zwishenodeerzeugung 13

21 Drei-Adress-Code Mashinenprogramm Befehle: x := yop z op arithm. oder log. binäre Operation x := op y op unäre Operation, z.b. log. Negation, Shiebe-Operation x := y Kopieranweisung goto l unbedingter Sprung if xrelop y goto l bedingter Sprung, relop Vergleihsoperator Befehle zur Daten/Speiher-Behandlung Befehle für Prozedur-Aufrufe Prof. Dr. Ursula Goltz Zwishenodeerzeugung 14

22 Übersetzung von Ausdrüken in Drei-Adress-Code Es werden vom Compiler generierte temporäre Namen eingeführt. z.b. x + y z A 1 := y z A 2 := x + A 1 Gut geeignet für Optimierung, flexibler als Postfix-Notation. Prof. Dr. Ursula Goltz Zwishenodeerzeugung 15

23 Zusammenhang Syntaxbaum und Drei-Adress-Code Einführung expliziter Namen für innere Knoten Beispiel: assign a + b minus b minus A 3 A 1 := A 2 := b A 1 A 3 := A 4 := b A 3 A 5 := A 2 + A 4 a := A 5 Prof. Dr. Ursula Goltz Zwishenodeerzeugung 16

24 Zusammenhang Syntaxbaum und Drei-Adress-Code Einführung expliziter Namen für innere Knoten Beispiel: assign a + b minus A 1 b minus A 3 A 1 := A 2 := b A 1 A 3 := A 4 := b A 3 A 5 := A 2 + A 4 a := A 5 Prof. Dr. Ursula Goltz Zwishenodeerzeugung 16

25 Zusammenhang Syntaxbaum und Drei-Adress-Code Einführung expliziter Namen für innere Knoten Beispiel: assign a + A 2 b minus A 1 b minus A 3 A 1 := A 2 := b A 1 A 3 := A 4 := b A 3 A 5 := A 2 + A 4 a := A 5 Prof. Dr. Ursula Goltz Zwishenodeerzeugung 16

26 Zusammenhang Syntaxbaum und Drei-Adress-Code Einführung expliziter Namen für innere Knoten Beispiel: assign a + A 2 b minus A 1 b minus A 3 A 1 := A 2 := b A 1 A 3 := A 4 := b A 3 A 5 := A 2 + A 4 a := A 5 Prof. Dr. Ursula Goltz Zwishenodeerzeugung 16

27 Zusammenhang Syntaxbaum und Drei-Adress-Code Einführung expliziter Namen für innere Knoten Beispiel: assign a + A 2 A 4 b minus A 1 b minus A 3 A 1 := A 2 := b A 1 A 3 := A 4 := b A 3 A 5 := A 2 + A 4 a := A 5 Prof. Dr. Ursula Goltz Zwishenodeerzeugung 16

28 Zusammenhang Syntaxbaum und Drei-Adress-Code Einführung expliziter Namen für innere Knoten Beispiel: assign a + A 5 A 2 A 4 b minus A 1 b minus A 3 A 1 := A 2 := b A 1 A 3 := A 4 := b A 3 A 5 := A 2 + A 4 a := A 5 Prof. Dr. Ursula Goltz Zwishenodeerzeugung 16

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Beispiel einer Übersetzung Ausdruck in C aktuelle_zeit = Startzeit + vergangene_minuten*60 + vergangene_sekunden; Ausdruck im Instruktionssatz des R10000 LW r1,minuten LW r1,sekunden ADDI r2,r0,60 ADD