C编译器剖析_5.3.1 中间代码生成及优化_If语句和复合语句的翻译

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5.3.1   If语句和复合语句的翻译

    我们先简单回顾一下对布尔表达式的翻译，我们通过调用TranslateBranch函数来产生跳转指令，从而实现布尔表达式的语义。在使用函数TranslateBranch(expr, bt, bn)时，有这么两个约定：

    (1) 当expr为真时，跳往bt基本块；

    (2) 紧随“函数TranslateBranch所生成的跳转指令”之后的基本块为bn。

   在表达式的基础上，我们来讨论一下语句的翻译。图5.3.1用于if语句的翻译，第4至8行说明了如何翻译“if(expr) stmt”，我们需要创建trueBB和nextBB这两个基本块；而第12至18行阐述了如何翻译“if(expr)  stmt  else stmt”语句，我们需要创建trueBB、falseBB和nextBB这3个基本块。图5.3.1第29至34行的代码用于翻译“if(expr) stmt”，而第35至43行的代码用于翻译“if(expr) stmt else stmt”。

图5.3.1 TranslateIfStatement()

    由图5.3.1可以发现，在理解了表达式翻译的前提下，if语句的翻译就较容易理解了。而其他的控制流语句，包括do语句、while语句和for语句也与此类似，我们就不再啰嗦。接下来，我们来讨论复合语句的翻译。

    语法上，复合语句的产生式如下所示，由可选的声明列表和语句列表构成。其中的声明可以带有初值。

CompoundStatement  -->  { DeclarationList_opt  StatementList_opt}

    由于局部变量的存储空间是运行时在栈中动态分配的，UCC编译器需要在编译时产生中间代码来实现对局部变量的初始化，而在对应的汇编代码中，由于无法预知相应的存储单元，我们只能采用“ebp寄存器+常量偏移”的模式来对其寻址。程序运行时，我们会在栈中为被调用的函数分配一块内存，用于存放其形参、局部变量、函数返回地址等信息，这块内存通常被称为“活动记录activation  record”或者“帧frame”。大部分的C编译器，会使用x86的ebp寄存器来指向当前函数的活动记录；而“常量偏移”则可由C编译器在编译时，根据局部变量声明在函数中出现的先后顺序和所占内存大小来确定。

    对于以下局部数组arr的初始化，我们可以先把arr所占的栈空间清0，然后再根据“初值及其偏移”来产生初始化相应数组元素的指令。

int  arr[8] = {10,20,30};

    我们在语义检查时介绍过以下结构体struct  initData，其中的offset即可用于描述偏移，而expr对应的表达式为初值，而next用于构造链表。

         struct  initData{

         int offset;                                  //偏移

         AstExpression expr;               //初值对应的表达式

         InitData next;

};

typedef  struct  initData * InitData;

     上述初值{10,20,30}经语义检查后，我们可得到以下链表，在中间代码生成阶段，我们

可由该链表产生“对相应数组元素进行初始化”的中间代码。

(表达式10，偏移0)  --> (表达式20，偏移4) --> (表达式30，偏移8)

///////对应的中间代码////////////

arr : 40;             //把arr所占40字节栈内存清0

arr[0] = 10;                         

arr[4] = 20;

arr[8] = 30;

   而到了汇编层次，局部变量的名字不再可用，我们改用“ebp寄存器+常量偏移”的方

式来表示局部变量。对应的汇编代码如下所示：

         pushl$40

         pushl$0

         leal-40(%ebp), %eax

         pushl%eax

         callmemset              //对数组arr清0，相当于调用memset(&arr[0], 0, 40);

         addl$12, %esp

         movl$10, -40(%ebp)        //arr[0] = 10;

         movl$20, -36(%ebp)

         movl$30, -32(%ebp)

    对于以下局部数组num来说，由于初值{1,2,3,4}覆盖了数组num所占的所有内存空间，我们并不需要额外产生对数组num进行清0的指令。

         int num[4] = {1,2,3,4};

    有了这些基础后，我们就来看一下复合语句的翻译，如图5.3.2所示，第1至9行的函

数HasPaddingSpace用来判断初值之间是否有空隙，例如上述arr数组的初值间就有空隙，而数组num之间则没有。这可通过累加各初值所占内存大小，然后再与整个局部对象所占内存大小作比较，即可得到。

图5.3.2 TranslateCompoundStatement()

     图5.3.2第17至43行的for循环用来处理各个局部变量，第26行调用GenerateClear

函数，产生“对整个局部对象清0”的指令。第30行判断初值表达式的类型，当表达式为字符串时，我们在第32行调用AddString得到一个代表该字符串的符号；对于其他表达式，则在第36行递归地调用TranslateExpression来翻译。第38行调用CreateOffset函数生成一个形如前文“arr[4]”的符号，第40行通过调用GenerateMove函数产生形如“arr[4] =20;”的中间代码。图5.3.2第44至47行的while循环递归地调用TranslateStatement来实现对语句的翻译。

    在下一小节中，我们来讨论一下switch语句的翻译，transtmt.c中的不少代码与此相关，

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原文地址：http://blog.csdn.net/sheisc/article/details/45151191