SysY_Compiler

SysY 语⾔编译器，是 C 语⾔的⼀个⼦集

整体架构

graph TD
A[词法分析器Tokenizer]
B[语法分析器Grammarizer]
A -->|调用取字符| B
C[输入文件]
C -->|流或随机存取| A
D[各项语义生成代码器Generator]
E[各级优化器]
D -->|根据调用不同的生成器| B
E --> D

Loading

##文法

编译单元 CompUnit → {Decl} {FuncDef} MainFuncDef // 1.是否存在Decl 2.是否存在 FuncDef 声明 Decl → ConstDecl | VarDecl // 覆盖两种声明 常量声明 ConstDecl → 'const' BType ConstDef { ',' ConstDef } ';' // 1.花括号内重 复0次 2.花括号内重复多次 基本类型 BType → 'int' // 存在即可 常数定义 ConstDef → Ident { '[' ConstExp ']' } '=' ConstInitVal // 包含普通变 量、⼀维数组、⼆维数组共三种情况 常量初值 ConstInitVal → ConstExp | '{' [ ConstInitVal { ',' ConstInitVal } ] '}' // 1.常表达式初值 2.⼀维数组初值 3.⼆维数组初值 变量声明 VarDecl → BType VarDef { ',' VarDef } ';' // 1.花括号内重复0次 2.花括号内 重复多次 变量定义 VarDef → Ident { '[' ConstExp ']' } // 包含普通变量、⼀维数组、⼆维数组定义 | Ident { '[' ConstExp ']' } '=' InitVal 变量初值 InitVal → Exp | '{' [ InitVal { ',' InitVal } ] '}'// 1.表达式初值 2.⼀ 维数组初值 3.⼆维数组初值 函数定义 FuncDef → FuncType Ident '(' [FuncFParams] ')' Block // 1.⽆形参 2.有形 参 主函数定义 MainFuncDef → 'int' 'main' '(' ')' Block // 存在main函数 函数类型 FuncType → 'void' | 'int' // 覆盖两种类型的函数 函数形参表 FuncFParams → FuncFParam { ',' FuncFParam } // 1.花括号内重复0次 2.花括 号内重复多次 函数形参 FuncFParam → BType Ident ['[' ']' { '[' ConstExp ']' }] // 1.普通变量 2.⼀维数组变量 3.⼆维数组变量 语句块 Block → '{' { BlockItem } '}' // 1.花括号内重复0次 2.花括号内重复多次 语句块项 BlockItem → Decl | Stmt // 覆盖两种语句块项 语句 Stmt → LVal '=' Exp ';' // 每种类型的语句都要覆盖 | [Exp] ';' //有⽆Exp两种情况 | Block | 'if' '(' Cond ')' Stmt [ 'else' Stmt ] // 1.有else 2.⽆else | 'while' '(' Cond ')' Stmt | 'break' ';' | 'continue' ';' | 'return' [Exp] ';' // 1.有Exp 2.⽆Exp | LVal = 'getint''('')'';' | 'printf''('FormatString{,Exp}')'';' // 1.有Exp 2.⽆Exp 表达式 Exp → AddExp 注：SysY 表达式是int 型表达式 // 存在即可 条件表达式 Cond → LOrExp // 存在即可 左值表达式 LVal → Ident {'[' Exp ']'} //1.普通变量 2.⼀维数组 3.⼆维数组 基本表达式 PrimaryExp → '(' Exp ')' | LVal | Number // 三种情况均需覆盖 数值 Number → IntConst // 存在即可 ⼀元表达式 UnaryExp → PrimaryExp | Ident '(' [FuncRParams] ')' // 3种情况均需覆盖, 函数调⽤也需要覆盖FuncRParams的不同情况 | UnaryOp UnaryExp // 存在即可 单⽬运算符 UnaryOp → '+' | '−' | '!' 注：'!'仅出现在条件表达式中 // 三种均需覆盖 函数实参表 FuncRParams → Exp { ',' Exp } // 1.花括号内重复0次 2.花括号内重复多次 3. Exp需要覆盖数组传参和部分数组传参 乘除模表达式 MulExp → UnaryExp | MulExp ('' | '/' | '%') UnaryExp // 1.UnaryExp 2. 3./ 4.% 均需覆盖 加减表达式 AddExp → MulExp | AddExp ('+' | '−') MulExp // 1.MulExp 2.+ 需覆盖 3.- 需覆盖 关系表达式 RelExp → AddExp | RelExp ('<' | '>' | '<=' | '>=') AddExp // 1.AddExp 2.< 3.> 4.<= 5.>= 均需覆盖 相等性表达式 EqExp → RelExp | EqExp ('==' | '!=') RelExp // 1.RelExp 2.== 3.!= 均需覆盖 逻辑与表达式 LAndExp → EqExp | LAndExp '&&' EqExp // 1.EqExp 2.&& 均需覆盖 逻辑或表达式 LOrExp → LAndExp | LOrExp '||' LAndExp // 1.LAndExp 2.|| 均需覆盖 常量表达式 ConstExp → AddExp 注：使⽤的Ident 必须是常量 // 存在即可

AST结构

CompUnit -> decls:{TypeTree} funcs:{FuncDecl}

TypeTree -> type:Word vars:{VarDecl}

VarDecl -> ident:Word arrayDims:{Node} val:Node

FuncDecl -> type:Word name:Word params:{FuncFParam} body:Block

FuncFParam -> type:Word ident:Word arrayDims:{Node}

Block -> stmts:{Node}

AddExp -> lval:Node rval:Node

DivExp -> lval:Node rval:Node

EqExp -> lval:Node rval:Node

FuncCall -> ident:Word params:{Node}

GeqExp -> lval:Node rval:Node

GrtExp -> lval:Node rval:Node

IfExp -> cond:Node ifBody:Block hasElse:boolean elseBody:Block

LAndExp -> lval:Node rval:Node

LeqExp -> lval:Node rval:Node

LessExp -> lval:Node rval:Node

LOrExp -> lval:Node rval:Node

LVal -> ident:Word index:{Node}

MinusExp -> val:Node

ModExp -> lval:Node rval:Node

MulExp -> lval:Node rval:Node

NeqExp -> lval:Node rval:Node

NotExp -> val:Node

ParentExp -> val:Node

PlusExp -> val:Node

PrintExp -> fStr:Word params:{Node}

ReturnExp -> isVoid:boolean val:Node

SubExp -> lval:Node rval:Node

WhileExp -> cond:Node body:Block

ArrayExp -> elems:{Node}

错误处理

基本原则：语法错误直接抛出异常，不进行处理； 语义错误和个别语法错误遇见直接输出错误信息，然后当作正常语法成分处理

具体细节：

• 词法分析中的FormatString只记录是否有违法字符，不抛异常，违法字符异常只在readPrint中检测并处理
• 词法分析也记录单词的行号
• readCompUnit中无错误处理
• readDecl中处理缺少分号错误
• readConstDef中处理重定义和缺少右中括号错误
• readConstInitVal中不处理
• readConstExp中不处理
• readBType中不处理
• readVarDecl中处理缺少分号错误
• readVarDef中处理重定义和右中括号错误
• readFuncDef中处理重定义、缺少右小括号和缺少返回语句
• readFParams不处理
• readFParam中处理重定义和缺少右中括号
• readMain中处理缺少返回语句
• readStmt中处理不匹配return错误(readReturn)、改变常量错误(readAssign)、 缺少右小括号(readIf, readWhile, readGetInt, readPrint)、 缺少分号(readSemicolon)、非法字符串和%d个数匹配错误(readPrint)、break和continue错误
• readLVal中处理未定义名字和缺少右中括号的错误
• readUnaryExp中处理未定义函数和函数调用参数个数、类型不匹配，以及右小括号