многоадресный код с неявно именуемым результатом
Триады – многоадресный код с неявно именуемым результатом.
Один или оба операнда могут быть ссылками на другую триаду, если в качестве операнда данной триады выступает рез-т выполнения другой триады.
1. * (B,C) 2. + (^1,D) 3. * (B,10) 4. – (^2,^3) 5. := (A,^4)
1) Триады представляют собой линейн последоват-сть. Поэтому для них несложно написать алгоритм, который будет преобразовывать последоват-сть триад в последоват-сть команд результирующей программы. Однако здесь треб-ся алгоритм, отвечающ за распределение памяти, необходимой для хранения промежуточных результатов вычисления, так как временные переменные для этой цели не используются. В этом отличие триад от тетрад.
2) Триады представляют собой машинно-независимую форму внутреннего представления программы,
3) Триады требуют меньше памяти для своего представления, чем тетрады,
4) Триады явно отражают взаимосвязь операций между собой, что делает их применение удобным.
Косвенные триады — представление трехадресного кода состоит в использовании списка указателей на триады вместо списка самих триад.
1. ^11 2. ^12 3. ^13 4. ^14 5. ^15
11. *(B,C) 12. +(^1,D) 13. * (B, 10) 14. –(^2,^3) 15. := (A,^4)
Дерево разбора. Преобразование дерева разбора в дерево операций
В синтаксическом дереве внутренние узлы (вершины) соответствуют операциям, а листья представляют собой операнды. Как правило, листья синтаксического дерева связаны с записями в таблице идентификаторов. Структура синтаксического дерева отражает синтаксис языка программирования, на котором написана исходная программа.
Дерево операций можно непосредственно построить из дерева вывода, порожденного синтаксическим анализатором. Для этого достаточно исключить из дерева вывода цепочки нетерминальных символов, а также узлы, не несущие семантической (смысловой) нагрузки при генерации кода. Примером таких узлов могут служить различные скобки, которые меняют порядок выполнения операций и операторов, но после построения дерева никакой смысловой нагрузки не несут, так как им не соответствует никакой объектный код.
Алгоритм преобразования дерева вывода в дерево операций:
1). Если в дереве больше не содержится узлов, помеченных нетерминальными символами, то выполнение алгоритма завершено, иначе — перейти к шагу 2.
2). Выбрать крайний левый узел дерева, помеченный нетерминальным символом грамматики и сделать его текущим. Перейти к шагу 3.
3). Если текущий узел имеет только один нижележащий узел, то текущий узел необходимо удалить из дерева, а связанный с ним узел присоединить к узлу вышележащего уровня (исключить из дерева цепочку) и вернуться к шагу 1;
иначе — перейти к шагу 4.
4). Если текущий узел имеет нижележащий узел (лист дерева), помеченный терминальным символом, который не несет семантической нагрузки, тогда этот лист нужно удалить из дерева и вернуться к шагу 3; иначе — перейти к шагу 5.
5). Если текущий узел имеет один нижележащий узел (лист дерева), помеченный терминальным символом, обозначающим знак операции, а остальные узлы помечены как операнды, то узел, помеченный знаком операции, надо удалить из дерева, текущий узел пометить этим знаком операции и перейти к шагу 1; иначе — перейти к шагу 6.
6). Если среди нижележащих узлов для текущего узла есть узлы, помеченные нетерминальными символами грамматики то необходимо выбрать крайний левый среди этих узлов, сделать его текущим узлом перейти к шагу 3; иначе — выполнение алгоритма завершено.
Дерево операций является формой внутреннего представления программы, которой удобно пользоваться на этапах синтаксического разбора, семантического анализа и подготовки к генерации кода, когда еще нет необходимости работать непосредственно с кодами команд результирующей программы.
Преимущества внутреннего представления в виде дерева операций:
1) четко отражает связь всех операций между собой, поэтому его удобно использовать для преобразований, связанных с перестановкой и переупорядочиванием операций без изменений конечного результата;
2) синтаксические деревья – это машинно-независимая форма внутреннего представления программы.
Недостаток синтаксических деревьев заключается в том, что они представляют собой сложные связанные структуры, а поэтому не могут быть тривиальным образом преобразованы в линейную последовательность команд результирующей программы. Тем не менее, они удобны при работе с внутренним представлением программы на тех этапах, когда нет необходимости непосредственно обращаться к командам результирующей программы.
Синтаксические деревья могут быть преобразованы в другие формы внутреннего представления программы, представляющие собой линейные списки, с учетом семантики входного языка. Эти преобразования выполняются на основе принципов СУ-компиляции.
Способы внутреннего представления программ
Возможны различные формы внутреннего представления синтаксических конструкций исходной программы в компиляторе. На этапе синтаксического разбора часто используется форма, именуемая деревом вывода (методы его построения рассматривались выше). Но формы представления, используемые на этапах синтаксического анализа, оказываются неудобными в работе при генерации и оптимизации объектного кода. Поэтому перед оптимизацией и непосредственно перед генерацией объектного кода внутреннее представление программы может преобразовываться в одну из соответствующих форм записи.
Все внутренние представления программы обычно содержат в себе две принципиально различные вещи – операторы и операнды. Различия между формами внутреннего представления заключаются лишь в том, как операторы и операнды соединяются между собой. Также операторы и операнды должны отличаться друг от друга, если они встречаются в любом порядке. За различение операндов и операторов, как уже было сказано выше, отвечает разработчик компилятора, который руководствуется семантикой входного языка.
Известны следующие формы внутреннего представления программ:
· связочные списочные структуры, представляющие синтаксические деревья;
· многоадресный код с явно именуемым результатом (тетрады);
· многоадресный код с неявно именуемым результатом (триады);
· обратная (постфиксная) польская запись операций;
· ассемблерный код или машинные команды.
В каждом конкретном компиляторе может использоваться одна из этих форм, выбранная разработчиками. Но чаще всего компилятор не ограничивается использованием только одной формы для внутреннего представления программы. На различных фазах компиляции могут использоваться различные формы, которые по мере выполнения проходов компилятора преобразуются одна в другую.
Синтаксические деревья.Это структура, представляющая собой результат работы синтаксического анализатора. Она отражает синтаксис конструкций входного языка и явно содержит в себе полную взаимосвязь операций. Очевидно также, что синтаксические деревья – это машинно-независимая форма внутреннего представления программы.
Недостаток синтаксических деревьев заключается в том, что они представляют собой сложные связные структуры, а потому не могут быть тривиальным образом преобразованы в линейную последовательность команд результирующей программы. Тем не менее, они удобны при работе с внутренним представлением программы на тех этапах, когда нет необходимости непосредственно обращаться к командам результирующей программы.
Синтаксические деревья могут быть преобразованы в другие формы внутреннего представления программы, представляющие собой линейные списки, с учетом семантики входного языка. Эти преобразования выполняются на основе принципов СУ-компиляции.
Тетрады представляют собой линейную последовательность команд. При вычислении выражения, записанного в форме тетрад, они вычисляются одна за другой последовательно. Каждая тетрада в последовательности вычисляется так: операция, заданная тетрадой, выполняется над операндами и результат ее выполнения помещается в переменную, заданную результатом тетрады. Если какой-то из операндов (или оба операнда) в тетраде отсутствует (например, если тетрада представляет собой унарную операцию), то он может быть опущен или заменен пустым операндом (в зависимости от принятой формы записи и ее реализации).
Результат вычисления тетрады никогда опущен быть не может, иначе тетрада полностью теряет смысл. Порядок вычисления тетрад может быть изменен, но только если допустить наличие тетрад, целенаправленно изменяющих этот порядок (например, тетрады, вызывающие переход на несколько шагов вперед или назад при каком-то условии).
Тетрады представляют собой линейную последовательность, а потому для них несложно написать тривиальный алгоритм, который будет преобразовывать последовательность тетрад в последовательность команд результирующей программы (либо последовательность команд ассемблера). В этом их преимущество перед синтаксическими деревьями. А в отличие от команд ассемблера тетрады не зависят от архитектуры вычислительной системы, на которую ориентирована результирующая программа. Поэтому они представляют собой машинно-независимую форму внутреннего представления программы.
Тетрады требуют больше памяти для своего представления, чем триады, они также не отражают явно взаимосвязь операций между собой. Кроме того, есть сложности с преобразованием тетрад в машинный код, так как они плохо отображаются в команды ассемблера и машинные коды, поскольку в наборах команд большинства современных компьютеров редко встречаются операции с тремя операндами.
Например, выражение A:=B*C+D-B*10, записанное в виде тетрад, будет иметь вид:
Триады представляют собой линейную последовательность команд. При вычислении выражения, записанного в форме триад, они вычисляются одна за другой последовательно. Каждая триада в последовательности вычисляется так: операция, заданная триадой, выполняется над операндами, а если в качестве одного из операндов (или обоих операндов) выступает ссылка на другую триаду, то берется результат вычисления той триады. Результат вычисления триады нужно сохранять во временной памяти, так как он может быть затребован последующими триадами. Если какой-то из операндов в триаде отсутствует (например, если триада представляет собой унарную операцию), то он может быть опущен или заменен пустым операндом (в зависимости от принятой формы записи и ее реализации). Порядок вычисления триад, как и для тетрад, может быть изменен, но только если допустить наличие триад, целенаправленно изменяющих этот порядок (например, триады, вызывающие переход на несколько шагов вперед или назад при каком-то условии).
Триады представляют собой линейную последовательность, а потому для них несложно написать тривиальный алгоритм, который будет преобразовывать последовательность триад в последовательность команд результирующей программы (либо последовательность команд ассемблера). В этом их преимущество перед синтаксическими деревьями. Однако здесь требуется также и алгоритм, отвечающий за распределение памяти, необходимой для хранения промежуточных результатов вычисления, так как временные переменные для этой цели не используются. В этом отличие триад от тетрад.
Так же как и тетрады, триады не зависят от архитектуры вычислительной системы, на которую ориентирована результирующая программа. Поэтому они представляют собой машинно-независимую форму внутреннего представления программы.
Триады требуют меньше памяти для своего представления, чем тетрады, они также явно отражают взаимосвязь операций между собой, что делает их применение удобным. Необходимость иметь алгоритм, отвечающий за распределение памяти для хранения промежуточных результатов, не является недостатком, так как удобно распределять результаты не только по доступным ячейкам временной памяти, но и по имеющимся регистрам процессора. Это дает определенные преимущества. Триады ближе к двухадресным машинным командам, чем тетрады, а именно эти команды более всего распространены в наборах команд большинства современных компьютеров.
Например, выражение A:=B*C+D-B*10, записанное в виде триад, будет иметь вид:
Здесь операции обозначены соответствующим знаком (при этом присвоение также является операцией), а знак ^ означает ссылку операнда одной триады на результат другой.
Ассемблерный код и машинные команды.Машинные команды удобны тем, что при их использовании внутреннее представление программы полностью соответствует объектному коду и сложные преобразования не требуются. Команды ассемблера представляют собой лишь форму записи машинных команд, а потому в качестве формы внутреннего представления программы практически ничем не отличаются от них.
Однако использование команд ассемблера или машинных команд для внутреннего представления программы требует дополнительных структур для отображения взаимосвязи операций. Очевидно, что в этом случае внутреннее представление программы получается зависимым от архитектуры вычислительной системы, на которую ориентирован результирующий код. Значит, при ориентации компилятора на другой результирующий код потребуется перестраивать как само внутреннее представление программы, так и методы его обработки (при использовании триад или тетрад этого не требуется).
Тем не менее, машинные команды – это язык, на котором должна быть записана результирующая программа. Поэтому компилятор, так или иначе, должен работать с ними. Кроме того, только обрабатывая машинные команды (или их представление в форме команд ассемблера), можно добиться наиболее эффективной результирующей программы. Отсюда следует, что любой компилятор работает с представлением результирующей программы в форме машинных команд, однако их обработка происходит, как правило, на завершающих этапах фазы генерации кода.
| op | argl | arg2 | result | |
| (0) | uminus | c | t1 | |
| (1) | * | b | t1 | t2 |
| (2) | uminus | с | t3 | |
| (3) | * | b | t3 | t4 |
| (4) | + | t2 | t4 | t5 |
| (5) | := | t5 | a |
Рис.43. Представление трехадресных инструкций тетрадами
Тетрады представляют собой линейную последовательность команд. При вычислении выражения, записанного в форме тетрад, они вычисляются одна за другой последовательно. Каждая тетрада в последовательности вычисляется так: операция, заданная тетрадой, выполняется над операндами и результат ее выполнения помещается в переменную, заданную результатом тетрады. Если какой-то из операндов (или оба операнда) в тетраде отсутствует (например, если тетрада представляет собой унарную операцию), то он может быть опущен или заменен пустым операндом (в зависимости от принятой формы записи и ее реализации).
Результат вычисления тетрады никогда не может быть опущен, иначе тетрада полностью теряет смысл. Порядок вычисления тетрад может быть изменен, но только если допустить наличие тетрад, целенаправленно изменяющих этот порядок.
1) Тетрады представляют собой линейную последовательность. Поэтому для них несложно написать алгоритм, который будет преобразовывать последовательность тетрад в последовательность команд результирующей программы (либо последовательность команд ассемблера).
2) Тетрады представляют собой машинно-независимую форму внутреннего представления программы, так как не зависят от архитектуры вычислительной системы, на которую ориентирована результирующая программа.
Недостатки представления в форме тетрад в том, что они требуют большие памяти для своего представления, чем триады, они также не отражают явно взаимосвязь операций между собой. Кроме того, есть сложности с преобразованием тетрад в машинный код, так как они плохо отображаются в команды ассемблера и машинные коды, поскольку в наборах команд большинства современных компьютеров редко встречаются операции с тремя операндами.
Например, выражение A:=B*C+D-B*10, записанное в виде тетрад будет иметь вид:
Здесь операции обозначены соответствующими знаками (при этом присвоение также является операцией). Идентификаторы Т1, …, Т4 обозначают временные переменные, используемые для хранения результатов вычисления тетрад. В последней тетраде (присвоение) требует только одного операнда, поэтому в качестве второго операнда выступает незначащий операнд «0».
8.7 Триады—многоадресный код с неявно именуемым результатом
Для того чтобы избежать вставки временных имен в таблицу символов, можно ссылаться на временные значения по номеру инструкции, которая вычисляет значение соответствующее этому имени. Тогда трехадресные инструкции можно представить записями только с тремя полями: op, arg1 и arg2, как показано на рис. 44. Поля arg1 и arg2 для аргументов ор представляют собой либо указатели в таблицt символов (для определенных программистом имен или констант) либо указатели на тройки (для временных значений).
В таблице числа в скобках представляют указатели на тройки; указатели на таблицу символов представлены соответствующими именами. На практике информация, необходимая для интерпретации различных типов записей в полях arg1 и arg2, может быть закодирована в поле op или в дополнительных полях. Триады на рис. 44 соответствуют тетрадам на рис. 43.
| op | argl | arg2 | |
| (0) | uminus | с | |
| (1) | * | b | (0) |
| (2) | uminus | c | |
| (3) | * | b | (2) |
| (4) | + | (1) | (3) |
| (5) | assign | a | (4) |
Рис. 44. Представление трехадресных инструкций триадами
Инструкция копирования a := t5 закодирована триадой, в которой a размещено в поле arg1 и использован оператор assign
Операции типа х[i] := у требуют двух триад, как показано на рис. 45а) (присвоение х:= у[i] показано на рис. 45(б)).
| op | argl | arg2 | op | arg1 | arg2 | ||
| (0) (1) | [] = assign | x (0) | i y | (0) (1) | =[] assign | y x | i (0) |
Рис. 45. Триады для операций с массивами
Особенность триад в том, что один или оба операнда могут быть ссылками на другую триаду в том случае, если в качестве операнда данной триады выступает, результат выполнения другой триады. Поэтому триады при записи последовательно нумеруют для удобства указания ссылок одних триад на другие (в реализации компилятора в качестве ссылок можно использовать не номера триад, а непосредственно ссылки в виде указателей – тогда при изменении нумерации и порядка следования триад ссылки не требуются).
Триады представляют собой линейную последовательность команд. При вычислении выражения, записанного в форме триад, они вычисляются одна за другой последовательно. Каждая триада в последовательности вычисляется так: операция, заданная триадой, выполняется над операндами. Если в качестве одного из операндов (или обоих операндов) выступает ссылка на другую триаду, то берется результат вычисления той триады. Результат вычисления триады нужно сохранять во временной памяти, так как он может потребоваться последующим триадам. Если какой-то из операндов в триаде отсутствует, то он может быть опущен или заменен пустым операндом. Порядок вычисления триад, как и для тетрад, может быть изменен, но только если допустить наличие триад, целенаправленно изменяющих этот порядок.
1) Триады представляют собой линейную последовательность. Поэтому для них несложно написать алгоритм, который будет преобразовывать последовательность триад в последовательность команд результирующей программы (либо последовательность команд ассемблера). Однако здесь требуется также и алгоритм, отвечающий за распределение памяти, необходимой для хранения промежуточных результатов вычисления, так как временные переменные для этой цели не используются. В этом отличие триад от тетрад.
2) Триады представляют собой машинно-независимую форму внутреннего представления программы, так как не зависят от архитектуры вычислительной системы, на которую ориентирована результирующая программа (в этом они похожи на тетрады).
3) Триады требуют меньше памяти для своего представления, чем тетрады,
4) Триады явно отражают взаимосвязь операций между собой, что делает их применение удобным.
Необходимость иметь алгоритм, отвечающий за распределение памяти для хранения промежуточных результатов, не является недостатком, так как удобно распределять результаты не только по доступным ячейкам временной памяти, но и по имеющимся регистрам процессора. Это дает определенные преимущества. Триады ближе к двухадресным машинным командам, чем тетрады, а именно эти команды более всего распространены в наборах команд большинства современных компьютеров.
Например, выражение A:=B*C+D-B*10, записанное в виде триад будет иметь вид:
Здесь операции обозначены соответствующим знаком (при этом присвоение также является операцией), а знак ^ означает ссылку операнда одной триады на результат другой.
Многоадресный код с неявно именуемым результатом (триады)
Например, выражение A:=B-C+D-B-10, записанное в виде триад, будет иметь вид:
Здесь операции обозначены соответствующими знаками (при этом присваивание также является операцией), а знак ^ означает ссылку операнда одной триады на результат другой.
Триады представляют собой линейную последовательность команд. При вычислении выражения, записанного в форме триад, они вычисляются одна за другой последовательно. Каждая триада в последовательности вычисляется так: операция, заданная триадой, выполняется над операндами, а если в качестве одного из операндов (или обоих операндов) выступает ссылка на другую триаду, то берется результат вычисления той триады. Результат вычисления триады нужно сохранять во временной памяти, так как он может быть затребован последующими триадами. Если какой-то из операндов в триаде отсутствует (например, если триада представляет собой унарную операцию), то он может быть опущен или заменен пустым операндом (в зависимости от принятой формы записи и ее реализации). Порядок вычисления триад может быть изменен, но только если допустить наличие триад, целенаправленно изменяющих этот порядок (например, триады, вызывающие безусловный переход на другую триаду с заданным номером или переход на несколько шагов вперед или назад при каком-то условии).
Триады представляют собой линейную последовательность, а потому для них несложно написать тривиальный алгоритм, который будет преобразовывать последовательность триад в последовательность команд результирующей программы (либо последовательность команд ассемблера). В этом их преимущество перед синтаксическими деревьями. Однако для триад требуется также и алгоритм, отвечающий за распределение памяти, необходимой для хранения промежуточных результатов вычисления, так как временные переменные для этой цели не используются (в этом отличие триад от тетрад).
Триады не зависят от архитектуры вычислительной системы, на которую ориентирована результирующая программа. Поэтому они представляют собой машинно-независимую форму внутреннего представления программы.
Триады обладают следующими преимуществами:
• являются линейной последовательностью операций, в отличие от синтаксического дерева, и потому проще преобразуются в результирующий код;
• занимают меньше памяти, чем тетрады, дают больше возможностей по оптимизации программы, чем обратная польская запись;
• явно отражают взаимосвязь операций между собой, что делает их применение удобным, особенно при оптимизации внутреннего представления программы;
• промежуточные результаты вычисления триад могут храниться в регистрах процессора, что удобно при распределении регистров и выполнении машинно-зависимой оптимизации;
• по форме представления находятся ближе к двухадресным машинным командам, чем другие формы внутреннего представления программ, а именно эти команды более всего распространены в наборах команд большинства современных компьютеров.
Необходимость создания алгоритма, отвечающего за распределение памяти для хранения промежуточных результатов, является главным недостатком триад. Но при грамотном распределении памяти и регистров процессора этот недостаток может быть обращен на пользу разработчиками компилятора.
Способы внутреннего представления программ
Возможны различные формы внутреннего представления синтаксических конструкций исходной программы в компиляторе. На этапе синтаксического разбора часто используется форма, именуемая деревом вывода (методы его построения рассматривались выше). Но формы представления, используемые на этапах синтаксического анализа, оказываются неудобными в работе при генерации и оптимизации объектного кода. Поэтому перед оптимизацией и непосредственно перед генерацией объектного кода внутреннее представление программы может преобразовываться в одну из соответствующих форм записи.
Все внутренние представления программы обычно содержат в себе две принципиально различные вещи – операторы и операнды. Различия между формами внутреннего представления заключаются лишь в том, как операторы и операнды соединяются между собой. Также операторы и операнды должны отличаться друг от друга, если они встречаются в любом порядке. За различение операндов и операторов, как уже было сказано выше, отвечает разработчик компилятора, который руководствуется семантикой входного языка.
Известны следующие формы внутреннего представления программ:
p>В каждом конкретном компиляторе может использоваться одна из этих форм, выбранная разработчиками. Но чаще всего компилятор не ограничивается использованием только одной формы для внутреннего представления программы. На различных фазах компиляции могут использоваться различные формы, которые по мере выполнения проходов компилятора преобразуются одна в другую.
Синтаксические деревья.Это структура, представляющая собой результат работы синтаксического анализатора. Она отражает синтаксис конструкций входного языка и явно содержит в себе полную взаимосвязь операций. Очевидно также, что синтаксические деревья – это машинно-независимая форма внутреннего представления программы.
Недостаток синтаксических деревьев заключается в том, что они представляют собой сложные связные структуры, а потому не могут быть тривиальным образом преобразованы в линейную последовательность команд результирующей программы. Тем не менее, они удобны при работе с внутренним представлением программы на тех этапах, когда нет необходимости непосредственно обращаться к командам результирующей программы.
Синтаксические деревья могут быть преобразованы в другие формы внутреннего представления программы, представляющие собой линейные списки, с учетом семантики входного языка. Эти преобразования выполняются на основе принципов СУ-компиляции.
Тетрады представляют собой линейную последовательность команд. При вычислении выражения, записанного в форме тетрад, они вычисляются одна за другой последовательно. Каждая тетрада в последовательности вычисляется так: операция, заданная тетрадой, выполняется над операндами и результат ее выполнения помещается в переменную, заданную результатом тетрады. Если какой-то из операндов (или оба операнда) в тетраде отсутствует (например, если тетрада представляет собой унарную операцию), то он может быть опущен или заменен пустым операндом (в зависимости от принятой формы записи и ее реализации).
Результат вычисления тетрады никогда опущен быть не может, иначе тетрада полностью теряет смысл. Порядок вычисления тетрад может быть изменен, но только если допустить наличие тетрад, целенаправленно изменяющих этот порядок (например, тетрады, вызывающие переход на несколько шагов вперед или назад при каком-то условии).
Тетрады представляют собой линейную последовательность, а потому для них несложно написать тривиальный алгоритм, который будет преобразовывать последовательность тетрад в последовательность команд результирующей программы (либо последовательность команд ассемблера). В этом их преимущество перед синтаксическими деревьями. А в отличие от команд ассемблера тетрады не зависят от архитектуры вычислительной системы, на которую ориентирована результирующая программа. Поэтому они представляют собой машинно-независимую форму внутреннего представления программы.
Тетрады требуют больше памяти для своего представления, чем триады, они также не отражают явно взаимосвязь операций между собой. Кроме того, есть сложности с преобразованием тетрад в машинный код, так как они плохо отображаются в команды ассемблера и машинные коды, поскольку в наборах команд большинства современных компьютеров редко встречаются операции с тремя операндами.
Например, выражение A:=B*C+D-B*10, записанное в виде тетрад, будет иметь вид:
Здесь все операции обозначены соответствующими знаками (при этом присвоение также является операцией). Идентификаторы Т1, …,Т4 обозначают временные переменные, используемые для хранения результатов вычисления тетрад. Следует обратить внимание, что в последней тетраде (присвоение), которая требует только одного операнда, в качестве второго операнда выступает незначащий операнд “0”.
Многоадресный код с неявно именуемым результатом (триады).Триады представляют собой запись операций в форме из трех составляющих: операция и два операнда. Например, триады могут иметь вид: (, ). Особенностью триад является то, что один или оба операнда могут быть ссылками на другую триаду в том случае, если в качестве операнда данной триады выступает результат выполнения другой триады. Поэтому триады при записи последовательно нумеруют для удобства указания ссылок одних триад на другие (в реализации компилятора в качестве ссылок можно использовать не номера триад, а непосредственно ссылки в виде указателей – тогда при изменении нумерации и порядка следования триад менять ссылки не требуется).
Триады представляют собой линейную последовательность команд. При вычислении выражения, записанного в форме триад, они вычисляются одна за другой последовательно. Каждая триада в последовательности вычисляется так: операция, заданная триадой, выполняется над операндами, а если в качестве одного из операндов (или обоих операндов) выступает ссылка на другую триаду, то берется результат вычисления той триады. Результат вычисления триады нужно сохранять во временной памяти, так как он может быть затребован последующими триадами. Если какой-то из операндов в триаде отсутствует (например, если триада представляет собой унарную операцию), то он может быть опущен или заменен пустым операндом (в зависимости от принятой формы записи и ее реализации). Порядок вычисления триад, как и для тетрад, может быть изменен, но только если допустить наличие триад, целенаправленно изменяющих этот порядок (например, триады, вызывающие переход на несколько шагов вперед или назад при каком-то условии).
Триады представляют собой линейную последовательность, а потому для них несложно написать тривиальный алгоритм, который будет преобразовывать последовательность триад в последовательность команд результирующей программы (либо последовательность команд ассемблера). В этом их преимущество перед синтаксическими деревьями. Однако здесь требуется также и алгоритм, отвечающий за распределение памяти, необходимой для хранения промежуточных результатов вычисления, так как временные переменные для этой цели не используются. В этом отличие триад от тетрад.
Так же как и тетрады, триады не зависят от архитектуры вычислительной системы, на которую ориентирована результирующая программа. Поэтому они представляют собой машинно-независимую форму внутреннего представления программы.
Триады требуют меньше памяти для своего представления, чем тетрады, они также явно отражают взаимосвязь операций между собой, что делает их применение удобным. Необходимость иметь алгоритм, отвечающий за распределение памяти для хранения промежуточных результатов, не является недостатком, так как удобно распределять результаты не только по доступным ячейкам временной памяти, но и по имеющимся регистрам процессора. Это дает определенные преимущества. Триады ближе к двухадресным машинным командам, чем тетрады, а именно эти команды более всего распространены в наборах команд большинства современных компьютеров.
Например, выражение A:=B*C+D-B*10, записанное в виде триад, будет иметь вид:
Здесь операции обозначены соответствующим знаком (при этом присвоение также является операцией), а знак ^ означает ссылку операнда одной триады на результат другой.
Ассемблерный код и машинные команды.Машинные команды удобны тем, что при их использовании внутреннее представление программы полностью соответствует объектному коду и сложные преобразования не требуются. Команды ассемблера представляют собой лишь форму записи машинных команд, а потому в качестве формы внутреннего представления программы практически ничем не отличаются от них.
Однако использование команд ассемблера или машинных команд для внутреннего представления программы требует дополнительных структур для отображения взаимосвязи операций. Очевидно, что в этом случае внутреннее представление программы получается зависимым от архитектуры вычислительной системы, на которую ориентирован результирующий код. Значит, при ориентации компилятора на другой результирующий код потребуется перестраивать как само внутреннее представление программы, так и методы его обработки (при использовании триад или тетрад этого не требуется).
Тем не менее, машинные команды – это язык, на котором должна быть записана результирующая программа. Поэтому компилятор, так или иначе, должен работать с ними. Кроме того, только обрабатывая машинные команды (или их представление в форме команд ассемблера), можно добиться наиболее эффективной результирующей программы. Отсюда следует, что любой компилятор работает с представлением результирующей программы в форме машинных команд, однако их обработка происходит, как правило, на завершающих этапах фазы генерации кода.
Статьи к прочтению:
Представление целых и вещественных чисел в памяти ЭВМ.
Похожие статьи:
Основные свойства языка внутреннего представления программ: a) он позволяет фиксировать синтаксическую структуру исходной программы; b) текст на нем…
Язык — множество символов и совокупность правил, определяющих способы составления из этих символов осмысленных сообщений. Семантика — система правил и…