言語理論とコンパイラ

第十一回: 意味解析と中間表現・コード生成

2011 年 6 月 24 日

http://www.sw.it.aoyama.ac.jp/2011/Compiler/lecture11.html

Martin J. Dürst

AGU

© 2005-11 Martin J. Dürst 青山学院大学

これからの予定

今日の予定

flex の演習の正解例

正解例: 諸事情により削除されました

諸事情により削除されました

参考: Mastering Regular Expressions, Jeffrey E.F. Friedl, pp. 168,...

コンパイラの段階

字句解析 (lexical analysis)

構文解析 (parsing; syntax analysis)

意味解析 (semantic analysis)

最適化 (optimization)

コード生成 (code generation)

中間表現: 名前表

(symbol table)

名前表が扱うデータ

中間表現: 構文木

簡単なプログラム言語と簡単なマシーン・アーキテクチャの場合 (例えば Pascal からスタック・マシーン) には構文解析しながらコード生成を行う (構文木を生成しない) こともある

構文木の生成: 構文規則ごとの処理で生成。例:

expression: expression '+' term { $$ = $1 + $3; }

を次に変える:

expression: expression '+' term
            { $$ = newnode(PLUS, $1, $3); }

(YYSTYPE も変更)

構文木は普通二分木が、関数の引数などに特別な措置が必要

意味解析

(semantic analysis)

型の等価

(type equivalence)

型が同じかどうか複数の定義がある:

C の例: type-equivalence.c (コンパイル可能か)

コード生成と最適化の関係

コード生成の難しさ

コード生成の手法

機械の主な種類

コードの書き方: アセンブリ言語

(assembly language)

超単純アセンブリ言語

命令の種類
命令 被演算子 説明 (コメント)
LOAD R1, a メモリの変数 a の値をレジスタ R1 に代入
STORE a, R1 レジスタ R1 の値をメモリの変数 a に代入
CONST R1, 5 レジスタ R1 に 5 の定数を代入
JUMP label 無条件の label へジャンプ
JUMP< R1, label レジスタ R1 が 0 より小さい時 label へジャンプ (同様に JUMP<=, JUMP==, JUMP!=, JUMP>= とJUMP> がある。)
ADD R1, R2, R3 R2 と R3 を足して R1 に代入。同じレジスタを何回使ってもよい。同様に SUB、MUL、DIV がある。

超単純アセンブリ言語の一例

入力のプログラムの一部:

sum += price * 25;

出力:

LOAD   R1, price    ; R1 (レジスタ1) に price というアドレスからロード
CONST  R2, 25       ; R2 (レジスタ2) に 25 の定数をロード
MUL    R1, R1, R2   ; R1 に R1 と R2 の掛け算の結果を入れる
LOAD   R2, sum      ; R2 に sum というアドレスからロード
ADD    R2, R1, R2   ; R2 に R1 と R2 の合計を入れる
STORE  sum, R2      ; sum というアドレスに R2 を入れる

if 文などのコード生成

if 文のコード生成の例

文: if (a>10) { b = 15; }

生成されるコード:

       LOAD    R1, a
       CONST   R2, 10
       SUB     R3, R1, R2   ; R3 = a-10
       JUMP<=  R3, endif    ; jump over if part if a-10<=0
       CONST   R4, 15
       STORE   b, R4
endif:

関数呼び出しのコード生成

関数呼び出しスタックの内容 (関数フレーム):

宿題

(提出不要)

のコード生成を考えて、例を作って提案する