Джек Креншоу - Давайте создадим компилятор!

В основной программе просто измените вызов процедуры Factor на SignedFactor и протестируйте код. Разве не хорошо компоновщик Turbo и средство make поддерживают все детали?

Да, я знаю, код не очень эффективен. Если мы введем число -3 будет сгенерирован такой код:

MOVE #3,D0

NEG D0

что действительно, действительно грубо. Мы можем сделать лучше, конечно, просто предварительно добавив знак минус к строке, передаваемой в LoadConstant, но это добавляет несколько строк кода в SignedFactor и здесь я применяю философию KISS очень агрессивно. Более того, сказать правду, я думаю что подсознательно наслаждаюсь генерацией «действительно грубого» кода, так как я могу иметь удовольствие наблюдать как он будет становиться драматически лучше, когда мы примемся за методы оптимизации.

Большинство из вас никогда не слышало о Джоне Спрее, поэтому позвольте мне представить его вам здесь. Джон из Новой Зеландии и преподает информатику в одном из ее университетов. Джон написал компилятор для Motorola 6809, основанный на восхитительном, Паскаль-подобном языке собственной разработки, названном «Whimsical». Позднее он перенес компилятор на 68000 и некоторое время это был единственный компилятор, который я имел для своей доморощенной системы на 68000.

К слову сказать, один из моих стандартных тестов для любого компилятора – изучение того, как компилятор работает с пустой программой типа:

program main;

begin

end.

Мой тест измеряет время, требуемое на компиляцию и связывание и размер сгенерированного объектного файла. Бесспорный проигравший в этом тесте – компилятор DEC C для VAX, который тратит 60 секунд на компиляцию на VAX 11/780 и генерирует объектный файл 50k. Компилятор Джона бесспорно сейчас, в будущем и навсегда король по части размера кода. Для данной пустой программе Whimsical генерирует точно два байта, реализуя одну инструкцию:

RET

Устанавливая опцию компилятора генерировать include файл а не автономную программу, Джон может даже урезать этот размер с двух байт до нуля! Несколько трудно добиться нулевого обьектного файла, вы не согласны?

Само собой разумеется, что я рассматриваю Джона как эксперта в оптимизации кода и мне нравится что он однажды сказал: «Лучший способ оптимизации – не оптимизировать вообще, а изначально производить хороший код». Слова, по которым стоит жить. Когда мы начнем оптимизацию мы будем следовать уведомлению Джона и нашим первым шагом будет не добавление щелевого оптимизатора или другого постфактного устройства, но улучшение качества выдаваемого кода перед оптимизацией. Поэтому пометьте SignedFactor как первого хорошего кандидата на внимание и пока оставим его.

Я уверен вы знаете, что будет дальше. Мы должны еще раз создать остальные процедуры, которые реализуют синтаксический анализ выражений по методу рекурсивного спуска. Все мы знаем, что иерархия процедур для арифметических выражений такая:

выражение

терм

показатель

Однако сейчас давайте продолжим разработку по шагам и рассмотрим выражения только с аддитивными термами. Код для реализации выражений, включающих возможно первый терм со знаком, показан ниже:

{–}

{ Parse and Translate an Expression }

procedure Expression;

begin

SignedFactor;

while IsAddop(Look) do

case Look of

'+': Add;

'-': Subtract;

end;

end;

{–}

Эта процедура вызывает две другие процедуры для обработки операций:

{–}

{ Parse and Translate an Addition Operation }

procedure Add;

begin

Match('+');

Push;

Factor;

PopAdd;

end;

{–}

{ Parse and Translate a Subtraction Operation }

procedure Subtract;

begin

Match('-');

Push;

Factor;

PopSub;

end;

{–}

Эти три процедуры Push, PopAdd и PopSub – новые подпрограммы генерации кода. Как подразумевает имя, процедура Push генерирует код для помещения основного регистра (D0 в нашей реализации для 68000) в стек. PopAdd и PopSub выталкивают вершину стека и прибавляют или вычитают ее из основного регистра. Код показан ниже:

{–}

{ Push Primary to Stack }

procedure Push;

begin

EmitLn('MOVE D0,-(SP)');

end;

{–}

{ Add TOS to Primary }

procedure PopAdd;

begin

EmitLn('ADD (SP)+,D0');

end;

{–}

{ Subtract TOS from Primary }

procedure PopSub;

begin

EmitLn('SUB (SP)+,D0');

Negate;

end;

{–}

Добавьте эти подпрограммы в Parser и CodeGen и измените основную программу для вызова Expression. Вуаля!

Следующий шаг, конечно, это добавление возможности работы с мульпликативными термами. С этой целью мы добавим процедуру Term и процедуры генерации кода PopMul и PopDiv. Эти процедуры генерации кода показаны ниже:

{–}

{ Multiply TOS by Primary }

procedure PopMul;

begin

EmitLn('MULS (SP)+,D0');

end;

{–}

{ Divide Primary by TOS }