basic_project
基础课程实践项目——PL/0编译器的熟悉与C0语言编译器的构造
张昱2013年秋
P1 预备阶段
1、实验环境熟悉
安装Linux，使用GCC来编译C程序，如PL/0编译器，并运行编译生成的可执行程序。
2、PL/0语言了解并确定与PL/0语言表达能力类似的C0语言
阅读pl0.zip中的doc/pl0.pdf和sample/tests.pl0，理解PL/0语言的特征；编译PL/0编译器，运行所生成的可执行的PL/0编译器并用它编译运行tests.pl0。
C0 语言只有整数类型，它是C语言的一个子集，其程序结构包含变量声明（PL/0中的常量定义用带赋值的变量声明来表示）、变量声明和无参函数声明（定义）。C0语言有赋值语句、条件语句、循环语句、函数调用语句、复合语句和空语句。
注意：C0语言没有PL/0语言所允许的嵌套定义的过程（即在一个过程体中定义另一个过程）。C0语言编写出的程序是一个合法的C程序，可以用GCC编译得到可执行程序并运行。
我们将在后面的课程实验中，要求大家写出C0语言的词法和语法定义，并构造C0的编译器。
3、编写C0程序
用C0语言编写与tests.pl0功能相同的tests.c，并用GCC编译并运行。
4、初步理解PL/0编译器的中间表示
对比pl0.zip中的sample/tests.pl0和sample/tests.res，尝试理解PL/0编译器所用的中间表示——一种栈机器代码（在doc/pl0.pdf的1.2节有简要介绍）。
P2 词法分析
1、理解PL/0编译器的词法分析过程
PL/0编译器的词法分析由src/pl0.c中的getsym( )函数来负责完成。
2、扩展PL/0的词法
扩展PL/0编译器以支持：1）由/*开始后跟0个或多个字符、再以*/结尾的多行注释；2）以0开头后跟0~7这8种数字组成的八进制数；3）以0x或0X开头后跟0~9、A~F、a~f 组成的十六进制数。
3、词法的形式描述
分别给出PL/0语言和C0语言所的词法规范（即用正规式描述语言中合法的单词）。
4、学习使用词法分析器的生成工具Flex
阅读Flex manual和一个简单的表达式语言的词法分析例子，了解Flex的输入词法规范文件的格式，以及Flex生成的词法分析器的接口形式和实现。你可以从flex-2.5.35.tar.gz 的examples目录下获得更多使用Flex的例子。
5、用Flex生成PL/0的词法分析器
用Flex生成PL/0的词法分析器getsym( )，修改PL/0编译器源代码src/pl0.c，使得PL/0编译器能调用Flex生成的词法分析器来进行词法分析。
注意：
1) 要求用宏和条件编译来控制词法分析器的选择，即编译器是调用原有pl0.c中的getsym( )还是调用Flex生成的词法分析器；
2）能快速编译和运行使用1）中任意一种方式（原有pl0.c中的getsym( )或Flex生成的词法分析器）构造的PL/0编译器。
6、P2提交的目录结构要求
按如下目录结构提交到学生自己的git库的master 分支(缺省的分支就是master):
P2
|----README 提交内容说明，包含如何编译运行所提交的内容等
|----src/ 存放源程序文件（*.h, *.c）和Makefile
|----doc /实验设计文档
|----bin / 帮助快速编译和运行实验内容的shell脚本文件
|----test /存放测试程序
P3 PL/0语言编译器的理解和C0语言的语法定义
1、识别PL/0编译器在词法分析阶段和语法分析阶段所处理的错误
根据pl0.pdf中第20~21页提供的错误编号及含义，要求：
1）推测分别在词法分析阶段和语法分析阶段识别处理的错误种类；
2）阅读PL/0编译器源代码，确认分别在词法分析阶段和语法分析阶段识别出的错误种类，编写相应的测试程序并按错误类别命名保存在提交的P3/test/pl0/error目录下；
3）针对2）中所确认的每一种错误，撰写电子文档（保存在提交的doc目录下）描述：该类错误发生的场景、该类错误发生后PL/0编译器的错误处理方法、你认为对这类错误的处理是否有更好的改进方案。
注意理解(可参阅旧版以PL0为基础的《编译原理实践教程》)：
1）test( )函数的作用及它的三个参数的含义，能举例说明第二个参数带来的好处和引起的问题。
2）你阅读的PL/0编译器实现的语法和pl0.pdf所定义的语法是否完全一样，若不一样，请指出有区别的地方。
3）PL/0编译器是如何把出错信息和源程序中的出错位置对应起来的。
2、写出C0语言的语法规范
1）用教材中习题3.7所介绍的扩展方式来给出C0语言的文法，并写入C0语言的设计文档（保存在提交的P3/doc目录下）中。
2）阅读PL/0编译器，为PL/0写一个LL文法（按照PL/0编译器所实现的递归下降语法分析方式）。
3）结合上述为PL/0编写LL文法的作业，为C0语言编写一个对应的LL文法。
3、理解PL/0编译器的实现和语言特征，编写C0语言程序
1）编写至少5个强调不同语言特征PL/0测试程序，在程序中以注释的形式说明该程序所强调的语言特征；然后为所编写的PL/0测试程序，编写对应的C0测试程序。
要求：所编写的测试程序按照所使用的语言不同分别置于提交的P3/test/pl0和P3/test/c0目录下。
2）理解PL/0编译器中使用的符号表的组织结构（包含相关的全局变量table和函数position( )），说明标识符的插入、查找和删除方面的特点。
3）理解PL/0语言的中间代码生成：
A. 理解PL/0编译器中使用的中间表示（在pl0.pdf的1.2节、《编译原理实践教程》中
有简要介绍）；
B. 理解PL/0编译器的代码生成函数gen( )的作用以及三个参数的含义，gen( )中所使用的全局变量cx、cxmax、code分别存储什么信息；
C. 总结各个文法结构对应的中间代码结构分别是什么，其中各文法结构对应的函数中使用的、与代码生成有关的全局变量dx、lev、levmax等分别存储什么信息；
大家需要注意理解PL/0编译器中对每一种语法结构的处理，以及这种语法结构对应到C0中的结构形式；并在C0语言的设计文档中总结上述2）和3）的理解结果、以及PL/0和C0的语法结构对比。