說明及事前準備
- Series: [ep0], [ep1], [ep2], [ep3]
- Source code: aben20807/learn_compiler
前言
雖然好像很多相關資料了，但我覺得還是欠缺完整性，所以就寫了這個系列來補全。儘管還是有少數人無論如何都選擇直接抄襲同學這條路，但還是希望透過本系列能夠清楚完整的帶領完全沒概念的人走一遍，藉此降低這些行為。
雖然我算是蠻常使用本系列所介紹的這套工具了，不過可能還是會有錯誤的地方，還請各位不吝指教。
本篇所建構的編譯器
本系列內容為使用 flex/bison (lex/yacc) 建構一個簡易的編譯器，並使其產生的 jasmin 指令可在 JVM 執行。完整執行流程如下。我們會利用 flex 產生 scanner，利用 bison 產生 parser。
流程，橘色區塊為本系列需要寫程式的部分
環境設定
作業系統
- OS: Ubuntu 18.04 (我使用 WSL2)
軟體安裝
- gcc: 7.5.0 (
gcc -v) - gnu make: 4.1 (
make -v) - flex: 2.6.4 (
flex --version) - bison: 3.0.4 (
bison --version) - java: openjdk 11.0.10 (
java --version) - 安裝指令:
$ sudo apt install gcc make flex bison default-jre
定義本次教學的語言
主要特性: 包含賦值、基本四則運算、輸出。
型別 type
- 整數 (num_lit), e.g.,
1,2 - 變數 (ident), e.g.,
x,y,num
運算子 operator
+: 加-: 減*: 乘/: 除=: 宣告時賦值
其他符號
(): 運算有最高優先度\n(newline): 換行作為結尾
關鍵字 keyword
declprint
簡化的文法 grammar
- 未標示運算子優先順序，但是符合先乘除後加減，括號優先度最高。
Statement -> DeclStmt
| PrintStmt
DeclStmt -> "decl" ident "=" Expression newline
PrintStmt -> "print" Expression newline
Expression -> Expression BinaryOp Expression
| Operand
Operand -> num_lit
| ident
| "(" Expression ")"
BinaryOp -> "+" | "-" | "*" | "/"
範例輸入
decl x = 1 + 4
decl y = 2
decl num = x + y * (3 + 5)
print num
Q&A (僅代表本人意見)
建議心理素質強健者再行觀看
- Q 為何編譯系統
目前為必修? - A 這需要回顧一下整個資訊工程的範疇，一般這個科系會有一些硬體課程以及多數的軟體課程 (包含數學、理論)，編譯系統是連接兩大領域的科學，因此在這堂課會用到幾乎所有在大學的所學 (例如，程式設計、資料結構、演算法、作業系統、計算理論)，雖然沒有到使用硬體指令 (否則會太難，想學可以參考 Jserv 的課)，不過可以說是整個大學的總整理。
- Q 為何編譯系統這麼難?
- A 其實課程部分一點也不難，每年超過100分的大概都有 20 個已經超過修課人數的一成，要不及格只可能是上課都沒在聽、考試沒複習、作業有問題都沒有問幾乎每次都沒交。如果是編譯器領域的話的確是難，但相對的會的人就少。
- Q 為何作業沒有部份給分?
- A 試想你之後出社會，老闆要你開發產品而你只能寫出屍體，連執行都不行，這樣你覺得老闆要給你多少薪水。你總不能跟他說我寫了哪些功能只是不能跑，所以應該要部份給薪吧。