[符号表]加一层套-优快云博客

符号表系统看起来还算是比较好用，不过为了方便起见，现在在它之上再加一层套。考虑到日后一些类型的语法节点，如VariableNode 以及DeclarationNode ，它们直接与符号表打交道的话，就会出现这样的问题：一方面它们要执行语法制导的指令生成，另一方面还需要处理各种跟符号表有关的错误，这样违反了单一责任原则──特别是，当使用 if-else 分支来处理这些错误时，内部的缩进层次太多会使得代码看起来很丑陋。

为了更方便地使用符号表，我们需要在符号表和语法节点的指令生成之间增加一个装饰层，这个装饰器将提供以下便利：

> 容错。当查找（无论是查找类型、首地址，还是维度信息）的符号不存在，或者重复定义符号，它直接将错误送达错误处理模块，并返回一个看似正确的结果。

> 管理符号表层次。当进入一个基本块后，需要在符号表栈内压入一个符号表，而出符号表则相反；另外，在查询变量时，这个中间层会循栈而下，在每个符号表中搜索一遍。

> 编译时的地址计算。当请求一个变量的地址时，特别是数组中的某一个时，要尽可能根据上下文计算其地址。

要达到这些目的，可以考虑这样一组接口

/* st-manager.h */
/* 初始化及反初始化符号表管理模块。 */
void initialSymTabManager(void);
void finalizeSymTabManager(void);

/*
 * BasicBlockNode 在进行指令生成时，应该调用这两个函数
 * 它们分别表示进入基本块和离开基本块
 */
void enterBasicBlock(void);
void leaveBasicBlock(void);

/*
 * 声明一个变量并返回其首地址
 * 如果一个变量在声明时初始化，那么这样一个返回值将很有帮助
 */
int declare(struct VariableNode* var, AcceptType type);

/* get the type of a variable. */
AcceptType typeOf(struct VariableNode* var);

/*
 * 给出一个变量节点和一个整数数组，返回其地址
 * 对于数组，如果它的第 d 维偏移量是常数，那么返回后，offsets[d] = -1
 * 否则 offsets[d] 的值为该数组在这一维的偏移。
 */
int staticOffset(struct VariableNode* var, int* offsets);

设置初始化及反初始化是要初始化和反初始化符号表栈。不过，考虑另外一个功能，即当出现未声明的符号时，针对该符号仅报一次错，以后再引用该符号则无视它──gcc就有这个功能──那么我们还得维护一个表，这个表与符号表栈一同初始化。

/* 符号表栈 */
static struct Stack* symTabStack = NULL;

/* 未找到的变量链表 */
static struct LinkedList notFoundVars;

void initialSymTabManager(void)
{
    symTabStack = newStack();
    initLinkedList(&notFoundVars);
}

void finalizeSymTabManager(void)
{
    struct SymbolTable* table;
    int i = 0;

    for (i = 0; i < symTabStack->height(symTabStack); ++i) {
        table = (struct SymbolTable*)(symTabStack->peekAt(symTabStack, i));
        finalizeSymbolTable(table);
    }
    symTabStack->finalize(symTabStack);

    while (0 != notFoundVars.count(&notFoundVars)) {
        revert(notFoundVars.popElementAt(&notFoundVars, 0));
    }

    notFoundVars.finalize(&notFoundVars);
}

接下来是进入和离开符号表

void enterBasicBlock(void)
{
    struct SymbolTable* table = (struct SymbolTable*)
                                (symTabStack->peek(symTabStack));
    symTabStack->push(symTabStack, newSymbolTable(table->used + table->baseAddr));
}

void leaveBasicBlock(void)
{
    finalizeSymbolTable((struct SymbolTable*)(symTabStack->pop(symTabStack)));
}

声明变量

int declare(struct VariableNode* var, AcceptType type)
{
    struct SymbolTable* table = (struct SymbolTable*)
                                (symTabStack->peek(symTabStack));
    int addr = table->used + table->baseAddr;
    struct AbstractValueNode* dimSize;
    int nrDim = var->dimInfor->length(var->dimInfor), i;
    int* dims = NULL; // 临时存放维度信息用

    if (0 != nrDim) {
        dims = (int*)allocate(sizeof(int) * nrDim);
        for (i = 0; i < nrDim; ++i) {
            dimSize = (struct AbstractValueNode*)
                      (var->dimInfor->peekAt(var->dimInfor, i));

            // 必须使用整数来声明数组
            // typeOf 是 AbstractValueNode 在语义分析时会加入的一个成员函数，用于确定节点的静态数据类型。
            if (INTEGER != dimSize->typeOf(dimSize)) {
                // 报错，不是整数
            }

            // 检查是否为常数
            // staticInt 是 AbstractValueNode 在语义分析时会加入的一个成员函数
            // 这个函数用于进行编译时常数折叠优化
            if (0 != dimSize->staticInt(dimSize, dims + i)) {
                // 报错，不是常数
                dims[i] = 1;
            }

            // 每一维都得大于0
            if (0 >= dims[i]) {
                // 报错
                dims[i] = 1;
            }
        }
    }

    SymbolTableError errCode = regVar(table, var->ident, type, nrDim, dims);
    if (SymTab_MultiDef == errCode) {
        // 报错，重复定义
    } else if (SymTab_SizeExceeded == errCode) {
        symError(tooManySymbols, var);
    }

    // 注意回收垃圾
    if (NULL != dims) {
        revert(dims);
    }
    return addr;
}

在实现相关查询之前，现弄这样一个函数notFound ，当变量未定义时，调用这个函数将变量注册进未定义变量表内。

static void notFound(struct VariableNode* var)
{
    struct Iterator* i;

    for_each (i, &notFoundVars) {
        if (0 == strcmp(var->ident, i->current(i))) {
            i->terminate(i);
            return;
        }
    }

    // 以前没有出现过，报错
    char* ident = (char*)allocate(strlen(var->ident) * sizeof(char));
    strcpy(ident, var->ident);
    notFoundVars.add(&notFoundVars, ident);
}

然后是最后两个函数

AcceptType typeOf(struct VariableNode* var)
{
    struct SymbolTable* table;

    int i;
    AcceptType type;

    for (i = 0; i < symTabStack->height(symTabStack); ++i) {
        table = (struct SymbolTable*)(symTabStack->peekAt(symTabStack, i));
        if (SymTab_NotDef != getVarType(table, var->ident, &type)) {
            return type;
        }
    }
    notFound(var);
    return INTEGER;
}

int staticOffset(struct VariableNode* var, int* offsets)
{
    struct SymbolTable* table;
    int base, nrDim, i, j, count,
        refArrayDims = var->dimInfor->length(var->dimInfor);

    struct AbstractValueNode* offset;

    for (j = 0; j < refArrayDims; ++j) {
        offsets[j] = -1;
    }

    for (i = 0; i < symTabStack->height(symTabStack); ++i) {
        table = (struct SymbolTable*)(symTabStack->peekAt(symTabStack, i));
        if (SymTab_NotDef != getVarNrDim(table, var->ident, &nrDim)) {
            getVarAddr(table, var->ident, &base);
            if (nrDim != refArrayDims) {
                // 报错，数组维度不匹配
                return base;
            }

            for (j = 0; j < refArrayDims; ++j) {
                getVarDimSize(table, var->ident, offsets + j, j);
                offset = (struct AbstractValueNode*)
                         (var->dimInfor->peekAt(var->dimInfor, j));

                // 如果某一维编译时可以求出，那么将这一维的偏移总量加入返回值 base 中
                // 寻址相关的详细内容，将会在 VariableNode 的语法制导的指令生成中详细说明，敬请期待^,^
                if (0 == offset->staticInt(offset, &count)) {
                    base += offsets[j] * count;
                    offsets[j] = -1;
                }
            }
            return base;
        }
    }
    notFound(var);
    return 0;
}