tiny+指令流（中间代码）设计

最近在做tiny+的大作业，写了个编译器（个人认为更像是解释器），发表下关于这个指令流设计的一些心得。纯属个人心得与设计，与课本无关。

 1 指令流的设计：

     中间代码，作为执行的最小单元，我们将中间代码作为指令存在，将每条指令输入到向量表中，形成指令流，遍历指令流，也可生成目标代码，最后生成可执行体。directList类就是代表指令流。

     结构为：

class directList{
public :
vector<directSet> set;

void add(directSet instruct);//在最后插入
void addAt(int i,directSet direct);//在i处插入
directSet select(int index);//返回第i个的引用
int getSize();//返回当前长度
void print();
directList(){}
~directList(){}
};

     操作数 à 指令à 指令流

directList指令流：

directList作为指令流的存储容器，使用了STL标准库中vector容器的数据结构来存储指令（directSet），方便随机访问指令流中的单个指令，可以快速在尾部插入指令。

结构如下：

 

   2 基于堆栈的指令设计原理：

     我们结合汇编程序在堆栈中运行的原理，定义了一套伪汇编的指令（中间代码），其原理以X>1为例说明：

指令结果为 ：

            在语义分析的基础上，先将变量X对应变量表查找到在变量表中的索引，假如X是在int类型的变量表中，并且其位置为index，那么在direct类中的index成员则记录这个索引，并直接将X等同于INTTABLE[INDEX]，这就实现了我们所设计的中间代码就是最小的执行单元，就是可直接生成可执行体的目标代码。

 PUSH INTTABLE[INDEX]      (将X压入栈中)

            PUSH 1                  （将1压入栈中）

            POP T0                  （遇到操作符，将1弹出栈，并将其赋值为T0，进入堆中进行运算）

            POP T1                  （将X弹出栈，并将其赋值为T1，进入堆中进行运算）

            COMPL TO  TI             (这条指令表示比较T1是否大于T0)

            PUSH T0                  (将运算得到的结果压回栈中)

   伪汇编指令的操作码为：

   enum OP{ADD,SUB,MUL,DIV,COMPL,COMPLE,COMPS,COMPSE,AND,OR,EQUAL,PUSH,POP,SET_INT,SET_STR,READ,WRITE,MOV,JUMP};其中SET_INT,SET_STR表示建表

在directSet中有定义，DirectSet是指令类，包含操作数，操作码，跳转标识，跳转偏移量等。

Direct是操作数类，在我们所定义的三地址码中，做多只有两个操作数，所以提供了两个接口来将操作数添加到指令中，addone及addtwo。

3 跳转指令设计

  将指令分为两种类型，一种是跳转指令，一种是顺序指令，在指令类中有一个枚举类型包含这两种。若为跳转指令，则将其标识为跳转，并计算其相对应的偏移量。以if为例，偏移量记录的则是从else开始到else结束的位置。

4 变量表的设计

  设计变量表，将变量存进遍历表，在指令中，所采取的操作就是去表中查找相对应的位置。enum INDEX{INTINDEX=0,STRINDEX=1};表示两种类型的表，int Index;表示表中的索引值。

5 常量的设计

  直接将常量引入指令中

  如 MOV X，1  将1赋予X

6操作数结构如下：

 class direct{ //操作数
public:
    T t;//用来计算后放进堆栈，或取出堆栈进行计算的值
 INDEX kind;//变量表类型
public :
 int Ivalue;//常量
 string Svalue;//常量
 string IDStr;//变量声明建表时使用
 int Index;//索引
 int JumAddress;//要跳转的地址
    direct();
   void  printD();
    void clear();
 
};

7指令结构如下：

class directSet{
OP op;//
public:
direct list;//操作数链表
direct next;//下移
TYPE type;
int address;//地址
void addOne(OP op,direct list,TYPE type,int & address);//list
void addTwo(OP op, direct list,direct next,TYPE type, int &address);
void printDS();
void clear();
int offset;
};

8 枚举类型如下：

        enum OP{ADD,SUB,MUL,DIV,COMPL,COMPLE,COMPS,COMPSE,AND,OR,EQUAL,PUSH,POP,SET_INT,SET_STR,READ,WRITE,MOV,JUMP};
enum INDEX{INTINDEX=0,STRINDEX=1};
enum TYPE{NUL,SEQ,JUM};
enum T{TN,T0,T1};