In den Übungsräumen in der Argentinierstraße 8, 5. Stock stehen Ihnen ca. 25 X-Terminals als Arbeitsplätze zur Verfügung. Die offiziellen Öffnungszeiten des Labors sind Montag bis Freitag 9h-17h, jedoch sind die Übungsräume normalerweise wochentags bis 22h und samstags bis 17h zugänglich (es kommt aber vor, dass die Eingangstür schon früher versperrt wird). Die Übungsrechner sind rund um die Uhr in Betrieb, sodass Sie sich von auswärts (z.B. von den Benutzerräumen des ZID) auch zu anderen Zeiten einloggen können. Sollte es allerdings außerhalb der offiziellen Öffnungszeiten zu einem technischen Problem (z.B. Absturz) kommen, wird das Problem erst am nächsten Arbeitstag behoben.
Auf den X-Terminals können Sie Verbindungen zu verschiedenen Computern auswählen. Die Übungsmaschine ist die b1; sollte sie längerfristig ausfallen, stehen als Ersatzmaschinen die b2 und die a6 zur Verfügung (Sie können vorerst aber nicht auf den Ersatzmaschinen einloggen). Sie können sich von auswärts mit ssh b1.complang.tuwien.ac.at einloggen.
Vor dem Einloggen sollten Sie einen Doppelklick auf das Ende-Icon machen oder zweimal <Ctrl><Alt><Backspace> drücken (X-server reset, verbessert die Stabilität). Nach dem Einloggen erscheint ein Emacs-Fenster und einige andere. Sie können die Session beenden, indem Sie Emacs verlassen (mit <Ctrl><x> <Ctrl><c> <Space>), oder indem Sie einen X-Server-Reset auslösen (z.B. per Doppelklick auf das Ende-Icon).
Auf allen Arbeitsplätzen liegt die die Meta-Taste auf <Alt>.
Wir haben keine Möglichkeit, Dateien von oder auf Diskette o.ä. zu überspielen. Falls Sie zuhause arbeiten wollen, müssen Sie Ihre Dateien mit scp (eine ssh-Anwendung) auf unsere Rechner übertragen.
Die in der Übung verwendeten Werkzeuge sind für verschiedene Platformen auf http://www.complang.tuwien.ac.at/ublu/tools/ erhältlich.
Wenn Sie selbst ein .forward-File einrichten oder ändern, testen Sie es unbedingt! Wenn es nicht funktioniert, haben wir keine Möglichkeit, Sie zu erreichen (z.B. um Ihnen die Ergebnisse der Abgabe mitzuteilen).
Mit Ihrer Anmeldung zur Übung haben Sie sich gleichzeitig zwei Stunden Zeit pro Woche an einem Arbeitsplatz reserviert. Während dieser Zeit können Sie jeden, der zu diesem Zeitpunkt nicht reserviert hat, aufforden, Ihnen Platz zu machen. Zu welchem Zeitpunkt jemand reserviert hat, können Sie am Account-Namen im Shell-Prompt ablesen (Bei Prolog-Übungsteilnehmern steht unten im Emacs-Fenster ,,reserviert'' oder ,,nicht reserviert''). Der mittlere Buchstabe gibt die reservierte Zeit an. Sie können also zu Ihrer reservierten Zeit jeden, dessen Accountnamen einen anderen mittleren Buchstaben hat als Ihr Accountname, auffordern, Ihnen den Arbeitsplatz zu überlassen. Sie können aber auch zu jedem anderen Zeitpunkt kommen und arbeiten, wenn es freie Plätze gibt. Auf Aufforderung müssen Sie dann Platz machen.
Nach den Erfahrungen der letzten Jahre kommt es allerdings nur kurz vor den Abgabeterminen zu großem Andrang in den Übungsräumen. Zu anderen Zeiten sollten Sie also keine Platzprobleme haben, und Ihre Anwesenheit vielleicht eher nach den Tutorenzeiten als nach Ihrer reservierten Zeit ausrichten.
Verlautbarungen zur Übung (z.B. Klarstellungen zur Angabe) gibt es in der Newsgroup at.tuwien.lva.uebersetzerbau-lu. Stellen Sie Fragen, deren Antwort vermutlich auch andere Übungsteilnehmer interessiert, bitte dort. Wir bemühen uns, Fragen innerhalb eines Arbeitstages zu beantworten. Bitte schauen Sie zuerst, ob die Frage nicht schon gestellt und beantwortet wurde. Wenn Ihre Frage schon früher beantwortet wurde, wird die Antwort auf Ihre Frage meist die Message-Id der alten Antwort sein. Mit der Message-Id kommen sie auf folgende Weise an den Artikel, wenn Ihr Newsreader diese Funktion nicht bietet:
telnet news.tuwien.ac.at nntp article <Message-Id>Oder sie verwenden http://groups.google.com/advanced_group_search
Im WWW finden Sie unter http://www.complang.tuwien.ac.at/ublu/ Informationen zur Übung.
Während der Übung stehen zu gewissen Zeiten in den Übungsräumen Tutoren bereit (siehe http://www.complang.tuwien.ac.at/ublu/stundenplan.txt). Wenn die Tutoren Ihre Frage nicht beantworten können, erreichen Sie unter ublu@mips.complang.tuwien.ac.at die betreuenden Assistenten; Email zu Übungsthemen an andere Accounts wird von den Empfängern möglicherweise ignoriert. Wenn Sie Ihre Fragen gerne persönlich stellen, kommen Sie am Montag von 10h-11h zu Bernhard Scholz in die Sprechstunde.
Technische Probleme wie Computerabstürze, Druckerprobleme, falsche Permissions sind eine Sache für den Techniker. Wenden Sie sich direkt an ihn: email an Herbert Pohlai (root@mips.complang.tuwien.ac.at), Tel. 18525.
Folgende Assistenten sind für folgende Teile der Übung verantwortlich:
Die Beispiele finden Sie weiter hinten im Skriptum. Beachten Sie, daß die ersten Beispiele erfahrungsgemäß wesentlich leichter sind als die Beispiele ,,Attributierte Grammatik'', ,,Befehlsauswahl'' und ,,Gesamtbeispiel''. Versuchen Sie, mit den ersten Beispielen möglichst rasch fertig zu werden, um genügend Zeit für die schwierigeren zu haben.
Wenn Sie die zweistündige Übung machen (fuer das Diplomstudium Informatik), müssen Sie die ersten zwei Beispiele nicht machen (und sie werden auch nicht gewertet); es ist aber für die Beispiele Codeerzeugung und das Gesamtbeispiel hilfreich, wenn Sie sich mit dem Alpha-Assembler beschäftigt haben (z.B. indem Sie diese Beispiele trotzdem lösen).
Für Informationen darüber, ob Sie die zweistündige oder dreistündige Übung absolvieren müssen, konsultieren Sie die Übungshomepage.
Ihre Note wird aufgrund der Qualität der von Ihnen abgegebenen Programme ermittelt. Das Hauptkriterium ist dabei die Korrektheit. Sie wird mechanisch überprüft, Sie erhalten per Email das Ergebnis der Prüfung. Wenn Sie meinen, daß sich das Prüfprogramm geirrt hat, wenden Sie sich an einen Tutor.
Die Prüfprogramme sind relativ einfach, dumm und kaum fehlertolerant. Damit Sie prüfen können, ob Ihr Programm im richtigen Format ausgibt und ähnliche wichtige Kleinigkeiten, stehen Ihnen die Testprogramme und einige einfache Testeingaben und -resultate zur Verfügung; Sie können die Testprogramme auch benutzen, um Ihre Programme mit eigenen Testfällen zu prüfen (siehe http://www.complang.tuwien.ac.at/ublu/).
Beachten Sie, daß bei der Abgabe die Überprüfung mit wesentlich komplizierteren Testfällen erfolgt als denen, die wir Ihnen vorher zur Verfügung stellen. Ein erfolgreiches Absolvieren der Ihnen vorher zur Verfügung stehenden Tests heißt also noch lange nicht, daß Ihr Programm korrekt ist. Sie müssen sich selbst weitere Testfälle überlegen (wie auch im Berufsleben).
Ihre Programme werden zu den angegebenen Terminen kopiert und später überprüft. Ändern Sie zu den Abgabeterminen zwischen 14h und 15h nichts im Abgabeverzeichnis, damit es nicht zu inkonsistenten Abgaben kommt.
Ein paar Tage nach der Abgabe erhalten Sie das Ergebnis per Email. Das Ausschicken der Ergebnisse wird auch in at.tuwien.lva.uebersetzerbau-lu verkündet, Sie brauchen also nicht nachfragen, wenn Sie dort noch nichts gesehen haben. Eine Arbeitswoche nach der ersten Abgabe werden Ihre (eventuell von Ihnen verbesserten) Programme erneut kopiert und überprüft. Diese Version wird mit 70% der Punkte eines rechtzeitig abgegebenen Programms gewertet. Das ganze wiederholt sich zwei Arbeitswochen nach dem ersten Abgabetermin (30% der Punkte). Sie erhalten für das Beispiel das Maximum der drei Ergebnisse.
Sollten Sie versuchen, durch Kopieren oder Abschreiben von Programmen eine Leistung vorzutäuschen, die Sie nicht erbracht haben, erhalten Sie keine Note. Die Kontrolle erfolgt in einem Gespräch am Ende des Semesters, in dem überprüft wird, ob Sie auch verstehen, was Sie abgegeben haben. Weitere Maßnahmen behalten wir uns vor.
Ihr Account ist nur für Sie lesbar. Bringen Sie andere nicht durch Ändern der Permissions in Versuchung, zu schummeln.
Es stehen folgende Werkzeuge zur Verfügung:
| Name | online Doku | Bemerkung |
| emacs, vi | info emacs, man vi | Editor |
| gcc | info as | Assembler |
| gcc, ccc | info gcc, man ccc | C-Compiler |
| make | info make | baut Programme |
| flex | man flex | Scanner-Generator |
| yacc, bison | man yacc, info bison | Parser-Generator |
| ox | man ox | AG-basierter |
| xdvi /usr/ftp/pub/ublu/oxURM.dvi | Compilergenerator | |
| burg, iburg | man iburg, man burg | Baumparser-Generator |
| bfe | Skriptum | Präprozessor für burg |
| gdb | info gdb | Debugger |
| objdump | info binutils | Disassembler etc. |
| elm, mutt, | man elm, man mutt, man mail | |
| xrn | man xrn | Newsreader |
| lynx, w3, | WWW-Browser | |
| mosaic, | ||
| netscape |
Die mit ,,man'' gekennzeichnete Dokumentation können Sie lesen, indem sie auf der Kommandozeile man ... eintippen. Die mit ,,info'' gekennzeichnete Dokumentation können Sie lesen, indem sie in Emacs C-h i tippen. In der Dokumentation für Emacs bedeutet C-x <Ctrl>x und M-x <Meta> x (auf den Übungsgeräten also <Alt>x).
Sie können w3 aufrufen, indem Sie in Emacs M-x w3 tippen. Alle anderen Werkzeuge werden von der Shell-Kommandozeile aus aufgerufen, indem man ihren Namen tippt.
Mit flex erzeugte Scanner müssen normalerweise mit -lfl gelinkt werden.
Das auf den Übungsgeräten unter yacc aufrufbare Programm ist Berkeley yacc und ist näher mit Bison verwandt als mit AT&T yacc (für den Fall, daß Sie Diskrepanzen zwischen diesem yacc und dem auf kommerziellen Unices bemerken).
mail ist ein primitives Email-Werkzeug, elm und mutt sind etwas bequemer1.
Das Ox User Reference Manual ist nicht in diesem Skriptum abgedruckt, sondern steht nur on-line zur Verfügung, da es relativ umfangreich ist und nur ein Teil der enthaltenen Information in dieser Übung nützlich ist.
Dieses Beispiel ist nur für die dreistündige Übung notwendig und wird auch nur dafür gewertet.
Abgabe spätestens am 20. März 2002, 14 Uhr.
Gegeben ist folgende C-Funktion:
long min8bytes(long a, long b)
{
long c,i;
char *ac=(char *)&a, *bc=(char *)&b, *cc=(char *)&c;
for (i=0; i<8; i++)
cc[i]=(ac[i]<bc[i])?ac[i]:bc[i];
return c;
}
Sie arbeitet byteweise auf einem long (behandelt ein long-Datum also als Vektor von 8 bytes) und liefert das byteweise Minimum von a und b.
Schreiben Sie diese Funktion in Assembler unter Verwendung von cmpbge, zap, und zapnot (viel mehr ist übrigens auch nicht nötig, insbesondere keine Schleife).
Am einfachsten tun Sie sich dabei wahrscheinlich, wenn Sie eine einfache C-Funktion wie
long min8bytes(long a, long b)
{
return a|b;
}
mit z.B. gcc -O -S in Assembler übersetzen und sie dann erweitern. Dann stimmt schon das ganze Drumherum. Die Originalfunktion auf diese Weise zu übersetzen ist auch recht instruktiv, aber vor allem, um zu sehen, wie man es nicht machen soll.
Beachten Sie, dass Sie nur dann Punkte bekommen, wenn Ihre Version korrekt ist, also bei gleicher (zulässiger) Eingabe das gleiche Resultat liefert wie das Original.
Zum Assemblieren und Linken verwendet man am besten gcc, der Compiler-Treiber kümmert sich dann um die richtigen Optionen für as und ld.
Zum angegebenen Termin stehen im Verzeichnis ~/abgabe/asma die maßgeblichen Dateien. Mittels make clean soll man alle von Werkzeugen erzeugten Dateien löschen können und make all soll eine Datei min8bytes.o erzeugen. Diese Datei soll nur die Funktion min8bytes enthalten, keinesfalls main. Diese Funktion soll den Alpha-Aufrufkonventionen gehorchen und wird bei der Prüfung der abgegebenen Programme mit C-Code zusammengebunden.
Dieses Beispiel ist nur für die dreistündige Übung notwendig und wird auch nur dafür gewertet.
Abgabe spätestens am 10. April 2002, 14 Uhr.
Gegeben ist folgende C-Funktion:
void bytewise_min(long p[], long q[], long r[], long n)
{
long i;
char *pc=(char *)p, *qc=(char *)q, *rc=(char *)r;
for (i=0; i<n*8; i++) {
rc[i]=(pc[i]<qc[i])?pc[i]:qc[i];
}
}
Sie berechnet das byteweise Minimum von zwei long-Vektoren.
Schreiben Sie diese Funktion in Assembler unter Verwendung von cmpbge, zap, und zapnot. Sie dürfen dabei annehmen, dass die Arrays p, q, und r sich nicht gegenseitig überlappen (solche Fälle wird es also in den Testfällen nicht geben, und Ihr Programm darf in solchen Fällen beliebige Resultate liefern).
Beachten Sie, dass Sie nur dann Punkte bekommen, wenn Ihre Version korrekt ist, also bei gleicher (zulässiger) Eingabe das gleiche Resultat liefert wie das Original.
Die Vertrautheit mit dem Assembler müssen Sie beim Gespräch am Ende des Semesters beweisen, indem Sie Fragen zum abgegebenen Code beantworten.
Zum angegebenen Termin stehen im Verzeichnis ~/abgabe/asmb die maßgeblichen Dateien. Mittels make clean soll man alle von Werkzeugen erzeugten Dateien löschen können und make all soll eine Datei bytewise_min.o erzeugen. Diese Datei soll nur die Funktion bytewise_min enthalten, keinesfalls main. Diese Funktion soll den Alpha-Aufrufkonventionen gehorchen und wird bei der Prüfung der abgegebenen Programme mit C-Code zusammengebunden.
Abgabe spätestens am 17. April 2002, 14 Uhr.
Schreiben Sie mit flex einen Scanner, der Identifier, Zahlen, und folgende Schlüsselwörter unterscheiden kann: func end return var if then else end while do and or not; weiters soll er auch noch folgende Lexeme erkennen: ( , ) ; := - + * >= =.
Identifier bestehen aus Buchstaben, _ (Unterstrich) und Ziffern, dürfen aber nicht mit Ziffern beginnen. Zahlen bestehen ausschließlich aus Ziffern. Leerzeichen, Tabs und Newlines zwischen den Lexemen sind erlaubt und werden ignoriert, ebenso Kommentare, die mit /* anfangen und mit dem nächsten */ enden (keine Verschachtelung von Kommentaren). Alles andere sind lexikalische Fehler; auch ein unbeendeter Kommentar ist ein lexikalischer Fehler. Es soll jeweils das längste mögliche Lexem erkannt werden, if39 ist also ein Identifier (longest input match).
Der Scanner soll für jedes Lexem eine Zeile ausgeben: für Schlüsselwörter und Lexeme aus Sonderzeichen soll das Lexem ausgegeben werden, für Identifier ,,ident '' und der String des Identifiers, für Zahlen ,,num '' und die Zahl (in Dezimaldarstellung ohne führende Nullen). Für Leerzeichen, Tabs, Newlines und Kommentare soll nichts ausgegeben werden (auch keine Leerzeile).
Der Scanner soll zwischen Groß- und Kleinbuchstaben unterscheiden, If ist also kein Schlüsselwort.
Legen Sie ein Verzeichnis ~/abgabe/scanner an, in das Sie die maßgeblichen Dateien stellen. Mittels make clean soll man alle von Werkzeugen erzeugten Dateien löschen können (auch den ausführbaren Scanner) und mittels make all ein Programm namens scanner erzeugen, das von der Standardeingabe liest und auf die Standardausgabe ausgibt. Korrekte Eingaben sollen akzeptiert werden (Ausstieg mit Status 0, z.B. mit exit(0)), bei einem lexikalischen Fehler soll der Fehlerstatus 1 erzeugt werden. Bei einem lexikalischen Fehler darf der Scanner Beliebiges ausgeben (eine sinnvolle Fehlermeldung hilft bei der Fehlersuche).
Abgabe spätestens am 24. April 2002, 14 Uhr.
Gegeben ist die Grammatik (in yacc/bison-artiger EBNF):
Program: { Funcdef ';' }
;
Funcdef: func ident /* Funktionsdefinition */
'(' [ { ident ',' } ident ] ')' /* Parameterdefinition */
Statseq
end func
;
Statseq: { Statement ';' } /* Anweisungsfolge */
;
Statement: Lexpr ':=' Expr /* Zuweisung */
| var ident ':=' Expr /* Variablendefinition */
| Expr /* Ausdrucksanweisung */
| return Expr /* Return-Anweisung */
| if Expr then Statseq
[ else Statseq ] end if /* If-Anweisung */
| while Expr do Statseq end while /* While-Anweisung */
;
Lexpr: ident /* Variable auf linker Seite */
| '*' Term /* schreibender Speicherzugriff */
;
Expr: Term
| '*' Term /* lesender Speicherzugriff */
| ( not | '-' ) Term
| Term { '+' Term }
| Term { '*' Term }
| Term { and Term }
| Term { or Term }
| Term ('-'|'>='|'=') Term
;
Term: '(' Expr ')'
| ident /* Variablenverwendung */
| ident '(' [ { Expr ',' } Expr ] ')' /* Funktionsaufruf */
| num
;
Schreiben Sie einen Parser für diese Sprache mit flex und yacc/bison. Die Lexeme sind die gleichen wie im Scanner-Beispiel (ident steht für einen Identifier, num für eine Zahl). Das Startsymbol ist Program.
Zum angegebenen Termin stehen im Verzeichnis ~/abgabe/parser die maßgeblichen Dateien. Mittels make clean soll man alle von Werkzeugen erzeugten Dateien löschen können und mittels make all ein Programm namens parser erzeugen, das von der Standardeingabe liest. Korrekte Programme sollen akzeptiert werden (Ausstieg mit Status 0, z.B. mit exit(0)), bei einem lexikalischen Fehler soll der Fehlerstatus 1 erzeugt werden, bei Syntaxfehlern der Fehlerstatus 2. Das Programm darf auch etwas ausgeben, z.B. damit Sie sich beim Debugging leichter tun.
Die Verwendung von Präzedenzdeklarationen von yacc kann leicht zu Fehlern führen, die man nicht so schnell bemerkt (bei dieser Grammatik sind sie sowieso sinnlos). Konflikte in der Grammatik sollten Sie durch Umformen der Grammatik beseitigen; yacc löst den Konflikt zwar irgendwie, aber nicht unbedingt in der gewünschten Art.
Abgabe spätestens am 8. Mai 2002, 14 Uhr.
Erweitern Sie den Parser aus dem letzten Beispiel mit Hilfe von ox um eine Symboltabelle und eine statische Analyse.
Die hervorgehobenen Begriffe beziehen sich auf Kommentare in der Grammatik.
6.5.2.1 Namen.
Die folgenden Dinge haben Namen: Funktionen und Variablen.
Eine Funktion wird im Funktionsaufruf verwendet und in der Funktionsdefinition definiert. Verwendete Funktionen müssen nicht definiert werden und können nicht deklariert werden. Funktionen dürfen, soweit es den Compiler betrifft, doppelt definiert werden (daher muss der Compiler Funktionsnamen nicht in einer Symboltabelle verwalten). Auch die Anzahl der Argumente soll (und kann) der Compiler nicht überprüfen.
Durch eine Variablendefinition oder eine Parameterdefinition wird eine Variable definiert. Variablen, die durch Parameterdefinitionen definiert werden, sind in der ganzen Funktion sichtbar; Variablen, die durch Variablendefinitionen definiert werden, sind in den nachfolgenden Anweisungen der Anweisungsfolge sichtbar, die die Variablendefinition direkt enthält. Zwei Variablen mit gleichem Namen dürfen nicht an der gleichen Stelle sichtbar sein.
6.5.2.2 Überprüfungen.
Zu überprüfen ist also:
Verwenden Sie keine globalen Variablen oder Funktionen mit Seiteneffekten bei der Attributberechnung! ox macht globale Variablen einerseits unnötig, andererseits auch fast unbenutzbar, da die Ausführungsreihenfolge nicht vollständig festgelegt ist.
Sie brauchen angeforderten Speicher (z.B. für Symboltabellen-Einträge oder Typinformation) nicht freigeben, die Testprogramme sind nicht so groß, dass der Speicher ausgeht (zumindest wenn Sie's nicht übertreiben).
Zum angegebenen Termin stehen die maßgeblichen Dateien im Verzeichnis ~/abgabe/ag. Mittels make clean soll man alle von Werkzeugen erzeugten Dateien löschen können und mittels make all ein Programm namens ag erzeugen, das von der Standardeingabe liest. Korrekte Programme sollen akzeptiert werden, bei einem lexikalischen Fehler soll der Fehlerstatus 1 erzeugt werden, bei Syntaxfehlern der Fehlerstatus 2, bei anderen Fehlern (z.B. Mehrfachdefinitionen) der Fehlerstatus 3. Die Ausgabe kann beliebig sein.
Abgabe spätestens am 22. Mai 2002, 14 Uhr.
Gegeben ist die Grammatik (in yacc-artiger EBNF):
Statement: Lexpr ':=' Expr /* Zuweisung */
;
Lexpr: Register
| '*' Term /* schreibender Speicherzugriff */
;
Expr: Term
| '*' Term /* lesender Speicherzugriff */
| ( not | '-' ) Term
| Term { '+' Term }
| Term { '*' Term }
| Term { and Term }
| Term { or Term }
| Term ('-'|'>='|'=') Term
;
Term: '(' Expr ')'
| Register
| num
;
Register: '$' num
;
Das Startsymbol ist Statement. Schreiben Sie mit den bisher verwendeten Werkzeugen und burg oder iburg einen Compiler, der solche Ausdrücke in Alpha-Assemblercode übersetzt. Die Lexeme sind die gleichen wie im Scannerbeispiel, zusätzlich gibt es noch das Lexem $.
Alle Operationen arbeiten auf 64-Bit-Zahlen und liefern solche Zahlen als Ergebnis. +, - und binäres * haben ihre übliche Bedeutung (ein etwaiger Überlauf soll ignoriert werden). and, or und not führen die Operation bitweise auf ihren Operanden durch. >= und = vergleichen ihre Operanden als vorzeichenbehaftete Zahlen und liefern -1 für wahr und 0 für falsch.
$n bezeichnet das Register n. Bei einem Speicherzugriff ist Term die Adresse der Speicherstelle. Der lesende Speicherzugriff liefert als Resultat den 64-bit-Ausdruck an dieser Adresse. Beim schreibenden Speicherzugriff wird der zu schreibende 64-Bit-Wert an diese Adresse gespeichert.
Bei einer Zuweisung wird der Wert der Expr in das Register bzw. die vom Speicherzugriff bestimmte Adresse geschrieben.
Diese Programmiersprache kennt nur einen Datentyp: das 64-bit-Wort, das als vorzeichenbehaftete Zahl oder als Adresse verwendet werden kann. Weder der Compiler noch das Laufzeitsystem sollen eine Typüberprüfung vornehmen. Bei Speicherzugriffen muss der Programmierer wissen, was er tun darf, Ihr Compiler soll (und kann) das nicht überprüfen. Die Testprogramme führen keine Zugriffe auf ungültige Adressen aus.
6.6.2.1 Erzeugter Code.
Der von Ihrem Compiler erzeugte Code wird in eine Funktion inkludiert, Ihr Compiler braucht sich also nicht um das Drumherum einer Funktion zu kümmern.
In Register dürfen nur die Register $16-$21 stehen (muss Ihr Compiler nicht überprüfen), für Zwischenergebnisse können Sie die Register $0-$8 und $22-$25 verwenden. Die Ausdrücke haben maximal 12 Operatoren (muss Ihr Compiler nicht überprüfen; die Zuweisung, das Laden einer Konstanten, und Speicherzugriffe zählen dabei als Operatoren), was die Registerbelegung trivial macht: Sie können das Ergebnis jedes Maschinenbefehls in ein neues Register schreiben und brauchen sich nicht um das Auslagern kümmern. Die Eingabe-Register können im Ausdruck in beliebiger Reihenfolge und auch mehrfach verwendet werden; am Ende können alle hier erwähnten Register beliebige Werte haben, ausgenommen die linke Seite der Zuweisung (wenn sie ein Register ist).
Die im Quellprogramm als Konstanten vorkommenden nums sind kleiner als 256 (muss Ihr Compiler nicht überprüfen). Das sollte es Ihnen erleichtern, eine gute Codeauswahl durchzuführen. Allerdings geben wir für konstante Ausdrücke keine solche Garantie (z.B. kann folgendes vorkommen: 255*255*$16).
Der erzeugte Code soll korrekt sein und möglichst wenige Befehle ausführen (da es hier keine Verzweigungen gibt, ist das gleichbedeutend mit ,,wenig Befehle enthalten''). Dabei ist nicht an eine zusätzliche Optimierung (wie z.B. common subexpression elimination) gedacht, sondern vor allem an die Dinge, die Sie mit burg tun können, also eine gute Codeauswahl und einige algebraische Optimierungen (siehe Hinweis). Für besonders schnellen erzeugten Code gibt es Sonderpunkte.
Sie werden burg/iburg in diesem Beispiel wohl vor allem dazu verwenden, um Befehle mit konstanten Operanden auszuwählen, und eventuell einige spezielle Befehle wie s4subq.
Sie können allerdings mit Hilfe von burg/iburg auch Optimierungen durchführen, insbesondere solche, die auf algebraischen Gesetzen wie x+0 = x beruhen.
Insbesondere lassen sich unäre Operatoren gut optimieren: Wenn wir z.B. den Negationsoperator (unäres -) optimieren wollen und wir Werte in Registern mit dem Nonterminal reg repräsentieren, brauchen wir nur ein Nonterminal negreg einführen, das den Fall repräsentiert, dass das Register den negierten Wert enthält. Wenn wir nun die folgenden drei Regeln hinzufügen:
negreg: Neg(reg) reg: Neg(negreg) negreg: Mul(negreg, reg) #1#.../* generate multiply */
kann die Befehlsauswahl z.B. in -(-(x)), -((-(x))*y), -(((-(x))*y)*z) etc. die - wegoptimieren.
Einige Beispiele für weitere Optimierungen mit burg/iburg sind in
http://www.complang.tuwien.ac.at/papers/ertl00dagstuhl.ps.gz zu
finden.
Zum angegebenen Termin stehen die maßgeblichen Dateien im Verzeichnis ~/abgabe/code. Mittels make clean soll man alle von Werkzeugen erzeugten Dateien löschen können und mittels make all ein Programm namens code erzeugen, das von der Standardeingabe liest und auf die Standardausgabe ausgibt. Bei lexikalischen Fehlern soll code mit dem Fehlerstatus 1 aussteigen, bei Syntaxfehlern mit dem Status 2. Im Fall eines Fehlers kann die Ausgabe beliebig sein. Sonderpunkte gibt es, wenn der erzeugte Code besonders schnell ist, also unterdurchschnittlich viele Befehle ausführt. Der ausgegebene Code wird in ein Assemblerprogramm inkludiert und muß vom Assembler verarbeitet werden können.
Abgabe spätestens am 12. Juni 2002, 14 Uhr. Achtung, bei diesem Beispiel gibt es nur einen Nachtermin!
Schreiben Sie einen Compiler für die Sprache aus dem Beispiel ,,Attributierte Grammatik''. Der Großteil der Sprache wurde schon in den Beispielen ,,Attributierte Grammatik'' und ,,Codeerzeugung'' erklärt, hier der Rest:
Die Return-Anweisung beendet die Funktion und liefert das Resultat von Expr als Ergebnis des Aufrufs der Funktion. Wenn der Kontrollfluss das Ende einer Funktion erreicht (also keine Return-Anweisung ausgeführt wurde), ist das Ergebnis undefiniert (in den Testprogrammen wird das zur Laufzeit nicht vorkommen).
Die If-Anweisung wertet Expr aus; ist das Ergebnis ungleich 0, wird die erste Statseq ausgeführt, sonst die zweite bzw. (wenn es keine zweite gibt) gar nichts.
Die While-Anweisung wertet Expr aus. Ist das Ergebnis gleich 0, wird die Anweisung beendet, sonst wird Statseq ausgeführt und dann die Ausführung der While-Anweisung wiederholt.
Die Ausdrucksanweisung wertet Expr nur wegen der Seiteneffekte (von Funktionsaufrufen) aus.
Der Funktionsaufruf wertet alle Ausdrücke aus und ruft dann die Funktion ident auf, mit den Ergebnissen der Ausdrücke als Parameter. Das Ergebnis des Ausdrucks in der Funktion ist der Rückgabewert der Funktion.
Ihr Compiler soll Alpha-Assemblercode ausgeben. Die Funktionen sollen sich gemäß der Alpha-Aufrufkonvention verhalten.
Der erzeugte Code für Funktionen wird nach dem Assemblieren und Linken von C-Funktionen oder Funktionen, die Ihr Compiler compiliert hat, aufgerufen. Und Ihr Code ruft wiederum C-Funktionen auf oder Funktionen, die Ihr Compiler compiliert hat.
Der Name einer Funktion soll als Label am Anfang des erzeugten Codes verwendet werden und das Symbol soll exportiert werden; andere Symbole soll Ihr Code nicht exportieren.
Folgende Einschränkungen sind dazu gedacht, Ihnen gewisse Probleme zu ersparen, die reale Compiler bei der Codeauswahl und Registerbelegung haben. Sie brauchen sie nicht überprüfen (es könnte ihnen allerdings beim Debuggen ihrer Testprogramme helfen): Funktionen haben maximal 6 Parameter. Die Anzahl der gleichzeitig sichtbaren Variablen einer Funktion ist maximal 6. Die maximale Tiefe eines Ausdrucks ist 5 (Tiefe eines Ausdrucks: Anzahl der Ableitungen von Expr zwischen der Wurzel und einem Blatt des Syntaxbaums). Die im Quellprogramm vorkommenden Zahlen sind kleiner als 256.
Wichtigstes Kriterium ist wie immer die Korrektheit, für gute Codeerzeugung gibt es aber wieder Sonderpunkte. Belassen Sie es dabei aber bei Optimierungen, die mit den verwendeten Werkzeugen einfach möglich sind; bauen Sie keine nachträgliche Optimierung ein.
Ich empfehle, Parameter der aktuellen Funktion nicht in den Argumentregistern zu lassen, sondern sie z.B. in gesicherte Register zu kopieren, damit man beim Berechnen der Parameter einer anderen Funktion problemlos auf sie zugreifen kann.
Sie wundern sich vielleicht, woher in dieser Programmiersprache Addressen kommen, da es doch keine expliziten Möglichkeiten zur Allokation von Speicher gibt. Daher muss eine Routine in einer anderen Programmiersprache die Speicher allozieren (z.B. malloc()), und die Adressen kommen entweder als Argumente oder als Rückgabewert eines Funktionsaufrufs in Funktionen dieser Programmiersprache.
Auch die Ein/Ausgabe erfolgt über Funktionen in anderen Programmiersprachen.
Zum angegebenen Termin stehen die maßgeblichen Dateien im Verzeichnis ~/abgabe/gesamt. Mittels make clean soll man alle von Werkzeugen erzeugten Dateien löschen können und mittels make all ein Programm namens gesamt erzeugen, das von der Standardeingabe liest und auf die Standardausgabe ausgibt. Bei einem lexikalischen Fehler soll der Fehlerstatus 1 erzeugt werden, bei einem Syntaxfehler Fehlerstatus 2, bei anderen Fehlern der Fehlerstatus 3. Im Fall eines Fehlers kann die Ausgabe beliebig sein. Verwenden Sie keine globalen Variablen.
1elm und xrn sind so vor-eingestellt, daß der schon laufende Emacs als Editor verwendet wird. Wenn Sie mit dem Editieren des Buffers fertig sind, tippen Sie C-x # und elm wird weitermachen.