Justme0 / pl0-compiler

PL/0 compiler

示例

下面是用 PL/0 语言编写的二分查找程序，本编译器可解释执行它。

/* bsearch.pl0 */

type Arr = array[0..9] of integer; /* typedef an array */
var a: Arr; /* define a global variable */

/*
** Find value in [first, last).
** If found, return its index; otherwise return last index.
*/
function bsearch(first: integer; last: integer; value: integer): integer;
var i: integer; /* define local variables */
    ret: integer;
begin
    ret := last;
    while (first < last) do begin
        i := first + (last - first) div 2;
        if (a[i] = value) then begin
            bsearch := i;   /* similar to return */
        end else if (a[i] < value) then begin
            first := i + 1;
        end else begin
            last := i;
        end;
    end;

    bsearch := ret;
end;

/* main() */
begin
    a[0] := -3;
    a[1] := -2;
    a[2] := 0;
    a[3] := 1;
    a[4] := 1;
    a[5] := 7;
    a[6] := 8;
    a[7] := 11;
    a[8] := 22;
    a[9] := 27;

    write(bsearch(0, 10, 22));  /* 8 */
    write(bsearch(0, 10, -1));  /* 10 */
end.

安装

$ git clone https://github.com/Justme0/pl0-compiler.git
$ cd pl0-compiler/src
$ make
$ ./pl0 test.pl0

src 文件夹内容

程序名	说明
compiler.c	将源程序编译成中间代码，输出到文件，扩展名是 pl0c
interpreter.c	解释执行中间代码，结果输出到屏幕
pl0.c	合并两者，输入源程序，输出结果到屏幕

test 文件夹内容

若干 PL/0 程序，用于测试

doc 文件夹内容

文档说明

实现

• 数据栈中的每个单元是32位，下面是各种类型的数据的表示

类型	表示
integer	用32位有符号数补码表示
real	用 IEEE 754 标准，32位表示
Boolean	为32位，true的内存表示为0x00000001，false为0x00000000
地址（下标）	用32位有符号数补码表示（应是正数）

• 约定 odd，mod 只能对 integer 操作；对 Boolean 的关系操作只有 eql 与 neq，不能比较大小

编译错误编号及含义

错误编号	含义
1	应为=而不是:=
2	=后应为数
3	标识符后应为=
4	const, type, var, procedure, function 后应为标识符
5	遗漏逗号或分号
6	过程声明后的记号不正确
7	应为语句
8	分程序内的语句部分后的记号不正确
9	应为句号
10	语句之间漏分号
11	标识符未声明
12	不可向常量或过程赋值
13	应为赋值运算符:=
14	call后应为标识符
15	call 后只能是过程名
16	应为then
17	应为分号或end
18	应为do
19	语句后的记号不正确
20	应为关系运算符
21	表达式内不可有过程标识符
22	遗漏括号
23	因子后不可为此记号
24	表达式不能以此记号开始
30	这个数太大
31	这个常数或地址偏移太大
32	程序嵌套层次太多
33	格式错误，应是右括号
34	格式错误，应是左括号
35	read()中应是声明过的变量名
36	实数的小数点后必须含非空数字串
37	定义变量或函数时缺少冒号
38	非法类型
39	类型不匹配
40	重定义
41	对该类型的操作数的操作未定义
42	整数除法应该用 div
43	odd 的操作数类型应是 integer
44	not 的操作数类型应是 Boolean
45	if/while的测试条件的类型应是 Boolean（在表达式计算后才能指出，指示位置有偏移）
46	只能输入输出整型或实型数据
47	应是关键字 array，只允许给数组类型命名
48	格式错误，应是左中括号
49	应是无符号整数,作为数组的下标界限
50	应是..
51	格式错误，应是右中括号
52	应是 of
53	数组下标应是整数
54	标识符太长（最多为al=10个字符）
55	应是类型标识符
56	非数组类型
57	标识符引用有误
58	只能修改变量或返回函数值
59	应是标识符
60	实参数目太多
61	实参数目太少
62	实参与形参类型不匹配
63	break 语句没有处于任何 while 语句中
64	函数的参数类型只能是 integer, real 或 Boolean
65	函数的返回值类型能是 integer, real 或 Boolean

新增指令含义

指令	含义
jp0	栈顶为0时转，此时 Boolean 表达式的值就是栈顶值，跳转后还需要
jp1	栈顶为1时转，此时 Boolean 表达式的值就是栈顶值，跳转后还需要
lda	load for a[i]
sta	store for a[i]
ckb	check bounds, 单独作为一条指令可能不合适
ppa	pop arguments, 函数调用完成后栈顶指针恢复到参数压栈前的位置，address 域为参数个数
rva	reverse arguments（真正实现时可能不用这样），address 域为参数个数

opr 指令的 address 域含义

address	含义
0	返回
1	integer 取相反数
2	integer +（--t, s[t] = s[t] op s[t+1]，下面同理）
3	integer -
4	integer *
5	integer div
6	integer odd
8	integer == or real ==（对实数的比较，只有内存表示相同时才认为相等，TODO: 此时应给个警告) or Boolean ==
9	integer != or real != or Boolean !=
10	integer <
11	integer >=
12	integer >
13	integer <=
14	输出 integer
15	输出换行
16	输入 integer
17	输出 real
18	real 取相反数
19	real +
20	real -
21	real *
22	real /
23	输入 real
24	读掉剩余字符（忽略当前输入行剩余字符，下一个读语句接受的数据另起一行）
26	real <
27	real >=
28	real >
29	real <=
30	convert integer(s[t]) to real
31	convert integer(s[t-1]) to real
32	Boolean or
33	Boolean and
34	Boolean not
35	integer mod
36	将栈顶值存到寄存器
37	从寄存器取值到栈顶