【编译原理笔记14】中间代码生成：布尔表达式的回填，控制流语句的回填，switch语句的翻译，过程调用语句的翻译

本次笔记内容：
6-8 布尔表达式的回填
6-9 控制流语句的回填
6-10 SWITCH语句的翻译
6-11 过程调用语句的翻译

本节课幻灯片，见于我的 GitHub 仓库：第14讲中间代码生成_4.pdf

文章目录

布尔表达式的回填
- 回填(Backpatching)
- 非终结符B的综合属性
- 函数
- 布尔表达式的回填
- 举例
控制流语句的回填
- 文法与综合属性
- S → if B then S1
- S → if B then S1 else S2
- S → while B do S1
- S → S1 S2
- S → id = E ; | L = E ;
- 举例
switch语句的翻译
- switch语句的翻译
- switch语句的另一种翻译
- 增加一种case指令
过程调用语句的翻译
- 文法
- 过程调用语句的代码结构
- 过程调用语句的SDD
- 例：翻译以下语句f(b*c-1,x+y,x,y)

布尔表达式的回填

回填(Backpatching)

基本思想： 生成一个跳转指令时，暂时不指定该跳转指令的目标标号。这样的指令都被放入由跳转指令组成的列表中。同一个列表中的所有跳转指令具有相同的目标标号。等到能够确定正确的目标标号时，才去填充这些指令的目标标号。

非终结符B的综合属性

B.truelist：指向一个包含跳转指令的列表，这些指令最终获得的目标标号就是当B为真时控制流应该转向的指令的标号。

B.falselist：指向一个包含跳转指令的列表，这些令最终获得的目标标号就是当B为假时控制流应该转向的指令的标号。

函数

makelist(i)：创建一个只包含 i 的列表， i 是跳转指令的标号，函数返回指向新创建的列表的指针。
merge(p1, p2)：将 p1 和 p2 指向的列表进行合并，返回指向合并后的列表的指针
backpatch(p, i)：将 i 作为目标标号插入到 p 所指列表中的各指令中。这就是回填函数。

布尔表达式的回填

如上，两条 gen 指令的目标标号等待回填，因此，我们把他们放到相应的列表中。第一条 gen 跳转指令其目标标号是 B 的真出口，因此将其放入 B.truelist 中。这里 nextquad 是指，及即将生产的指令的标号。

如上图，先画结构图，把真出口、假出口关系梳理明白。以此，把哪些指令属于 turelist 哪些属于 falselist 整理好。

为了记下 B2 的第 1 条指令的标号，我们在非终结符 B2 前插入一个标记非终结符 M 。M关联的语句动作，任务就是记录下 B2 的第 1 条指令的标号。这里为 M 定义了一个综合属性 quad 。

因此，这个 M.quad 需要回填到 B1.falselist 中。

由图可得，B 的 truelist 由 B1.truelist 与 B2.truelist 合并而成，因此有 merge 动作。

分析同理如上。

举例

我们准备翻译这句话：

a < b or c < d and e < f

采用自底向上的分析。

从左到右扫描。 t为truelist简写。

根据逻辑运算符优先级，and 高于 or ，因此遇到 and 先将 and 移入。

栈顶的 B and B 被归约为 B ，并且用其中的 M.quad 回填 B1.truelist 中的指令 102 号指令，值为 104 。

继续依照语法分析、回填如上。

控制流语句的回填

文法与综合属性

S → if B then S1

先来画翻译方案的示意图，接着编写 SDT 。

S → if B then S1 else S2

S → while B do S1

S → S1 S2

S → id = E ; | L = E ;

赋值语句中不包含跳转指令，所以 S.nextlist 为空。

举例

while a < b doif c < 5 thenwhile x > y do z = x + 1;elsex = y;

从左向右扫描输入串，构建注释分析树。

最终，我们将顺带着生成控制流语句的三地址码。

自然式形式如上右部分。

switch语句的翻译

switch 的代码结构图如右所示。根据代码结构图可以生成翻译方案，如下。

如上，每一个跳转指令，其四元式的第四个分量，都不是目标标号（如红色框框），而是存放目标标号的地址，因此，需要在做一趟处理，将地址与标号绑定起来。

在这个翻译方案中，分支测试指令是与各个 S 的代码混合在一起的。事实上，当分支测试较多时，可以将分支测试指令集中在一起，这样便于生成高效的分支测试代码。

因此，给出另一种翻译方案。

switch语句的另一种翻译

在代码生成阶段，根据分支的个数以及这些值是否在一个较小的范围内，这种条件跳转指令序列可以被翻译成最高效的n路分支。

增加一种case指令

为了方便代码生成器检测代码，因此生成一种新的指令：case指令。

过程调用语句的翻译

文法

call为过程调用关键字。

过程调用语句的代码结构

过程调用的代码主要是由表达式的代码组成的。可以将param指令统一整理到后面。

过程调用语句的SDD

由结构图构建 SDD 如上左。

例：翻译以下语句f(b*c-1,x+y,x,y)

对于 b*c-1，我们生成其三地址码：

t1=b∗ct_1 = b*ct1=b∗c
t2=t1−1t_2 = t_1 - 1t2=t1−1

其中，t2t_2t2就是第1个参数表达式的值，我们把t2t_2t2放到队列 Q 中。

接下来计算第2个参数表达式的值：

t3=x+yt_3 = x+yt3=x+y

t3t_3t3就是第2个参数表达式的值，我们把t3t_3t3放到队列 Q 中。

第3、4个参数表达式就存放在其本身（即xxx，yyy）中。因此把xxx，yyy放在队列中。

然后，生成4条 param 指令：

param t2
param t3
param x
param y
# 最后，生成过程调用指令
call y, 4