MSVL編譯器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、編譯器的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)是計(jì)算機(jī)理論的重要組成部分，其原理和技術(shù)可被延伸至一般計(jì)算機(jī)技術(shù)的研究，因此，編譯程序的研究對(duì)于程序設(shè)計(jì)具有重要的意義。伴隨理論研究的逐漸深入，編譯器的優(yōu)勢(shì)愈發(fā)明顯。實(shí)際中大部分軟件都是利用高級(jí)語(yǔ)言進(jìn)行編寫，然后經(jīng)過編譯得到底層機(jī)器碼執(zhí)行或者直接解釋執(zhí)行進(jìn)而得到最終理想結(jié)果。與解釋程序相比，編譯程序的執(zhí)行效率更高。因此，如何設(shè)計(jì)高效且通用的編譯程序已經(jīng)成為當(dāng)代計(jì)算機(jī)研究關(guān)注的焦點(diǎn)。
　　MSVL是一種時(shí)序邏輯程序

2、設(shè)計(jì)語(yǔ)言，它將系統(tǒng)的仿真、建模和驗(yàn)證三大功能集合于一體，是形式化驗(yàn)證的有力工具。它是投影時(shí)序邏輯(Projection Temporal Logic，PTL)的一個(gè)可執(zhí)行子集。MSV是基于MSVL語(yǔ)言開發(fā)的解釋工具，其輸入是用MSVL編寫的形式良好的程序代碼和性質(zhì)代碼。其中，程序代碼描述了一般系統(tǒng)的模型，而性質(zhì)代碼描述了待驗(yàn)證系統(tǒng)的期望性質(zhì)。
　　目前，MSVL只有解釋執(zhí)行工具，沒有相應(yīng)的編譯程序。為了解決解釋器執(zhí)行效率較低的問題

3、，本文結(jié)合一般編譯器的實(shí)現(xiàn)原理和上述時(shí)序邏輯的相關(guān)知識(shí)，提出了MSVL編譯器的基本原理及實(shí)現(xiàn)。本文的主要工作包含：
　　1.借助于現(xiàn)有的詞法和語(yǔ)法分析生成器ParserGenerator，實(shí)現(xiàn)針對(duì)于MSVL語(yǔ)言的詞法分析器和語(yǔ)法分析器。MSVL詞法分析器的輸入為形式良好的MSVL程序，輸出為特定分割的標(biāo)識(shí)流并同時(shí)做為語(yǔ)法分析器的輸入。M S VL語(yǔ)法分析器的輸出是與原M S VL程序語(yǔ)義等價(jià)的語(yǔ)法樹結(jié)構(gòu)。
　　2.實(shí)現(xiàn)了針對(duì)

4、MSVL程序的語(yǔ)義相關(guān)分析，此處的語(yǔ)義相關(guān)分析主要指靜態(tài)語(yǔ)義的分析。M S VL的靜態(tài)類型檢查機(jī)制有效避免了變量重定義以及引用未賦值變量等非法情況。本文定義符號(hào)表結(jié)構(gòu)SymbolTable來存儲(chǔ)變量的屬性信息，在必要時(shí)通過查找SymbolTable獲取所需屬性值，從而實(shí)現(xiàn)MSVL的靜態(tài)類型檢查。在語(yǔ)義分析中，一旦有違反語(yǔ)義規(guī)范的情況發(fā)生，編譯程序立即停止執(zhí)行并報(bào)告錯(cuò)誤。
　　3.給出了翻譯算法TRANSLATE將源MSVL程序等價(jià)

5、轉(zhuǎn)換為中間語(yǔ)言MSIL程序，從而實(shí)現(xiàn)了高級(jí)語(yǔ)言向中間代碼的轉(zhuǎn)換。該翻譯算法針對(duì)M S VL的基本語(yǔ)句進(jìn)行了轉(zhuǎn)換，是整個(gè)MSVL編譯器的核心模塊。為了方便理解TRANSLATE算法的基本思想，本文給出四個(gè)簡(jiǎn)單但具代表性的轉(zhuǎn)換實(shí)例。通過具體的實(shí)例分析驗(yàn)證了中間代碼生成算法的正確性。
　　4. MSIL中間程序產(chǎn)生之后，利用現(xiàn)有輔助工具即MSIL匯編程序?qū)SIL程序編譯為語(yǔ)義等價(jià)的二進(jìn)制可執(zhí)行機(jī)器碼，從而直接在目標(biāo)機(jī)上運(yùn)行。