Читаем без скачивания UNIX — универсальная среда программирования - Брайан Керниган

Поскольку теперь программа hoc3 размещается не в одном, а в пяти файлах, makefile становится более сложным:

$ cat makefile

YFLAGS = -d # force creation of y.tab.h

OBJS = hoc.o init.o math.o symbol.o # abbreviation

hoc3: $(OBJS)

      cc $(OBJS) -lm -o hoc3

hoc.o: hoc.h

init.o symbol.o: hoc.h y.tab.h

pr:

       @pr hoc.y hoc.h init.c math.c symbol.c makefile

clean:

       rm -f $(OBJS) y.tab.[ch]

$

Строка YFLAGS = -d добавляет флаг -d в командную строку запуска yacc, создаваемую make. Этот флаг предписывает yacc создать файл y.tab.h, содержащий операторы #define. Строка OBJS = ... вводит сокращение для записи конструкции, используемой последовательно несколько раз. Синтаксис здесь не такой, как для переменных интерпретатора, скобки обязательны. Флаг -lm указывает, что математические функции нужно искать в библиотеке libm.a.

Теперь программа hoc3 образуется из четырех файлов .о, причем некоторые из них в свою очередь зависят от файлов .h. "Зная" эти зависимости, make может рассчитать, какая требуется перетрансляция в случае изменения любого из указанных файлов. Если вы хотите выяснить действия make, не запуская процесс, то попробуйте ввести команду

$ make -n

С другой стороны, если необходимо установить временную согласованность файлов, с помощью флага -t (touch исправить) вы можете как бы модифицировать файлы, не производя перетрансляции.

Обратите внимание на то, что мы ввели не только множество зависимостей между исходными файлами, но и несколько полезных процедур, сконцентрировав их в одном файле. По умолчанию программа make выполняет первое действие, указанное в файле makefile. Однако если на первом месте окажется элемент, помечающий правило зависимости, такой, как symbol.o или pr, то выполняться будет он. Считается, что в случае "пустой" зависимости элемент всегда берется не из последней версии, поэтому при запросе он обязательно должен изменяться. Итак,

$ make pr | lpr

инициирует распечатку зависимостей файлов на принтере. (Появление символа @ в "@pr" подавляет эхо выполняемой команды, запущенной с помощью make.) Команда же

make clean

удаляет выходные файлы yacc, а также файлы .o.

Такой механизм пустых зависимостей в файле makefile часто оказывается более предпочтительным по сравнению с командным файлом как средство для концентрации в одном файле всех связанных операций. Область применения команды make не ограничивается только разработкой программ, она позволяет сгруппировать в единый набор все операции, имеющие временные зависимости.

Программа lex порождает лексические анализаторы аналогично тому, как yacc генерирует программы грамматического разбора: вы создаете описание лексических правил вашего языка с помощью регулярных выражений и фрагментов Си программ, которые будут выполняться при обнаружении строки, соответствующей шаблону. Программа lex строит по этой информации распознаватель. Программы lex и yacc взаимодействуют таким же образом, как и описанные выше лексические анализаторы. Мы не собираемся здесь детально рассматривать lex; наша цель — заинтересовать вас, а подробности вы найдете в справочном руководстве по UNIX (том 2B).

Вначале приведем lex-программу из файла lex.l, которая заменяет применявшуюся до сих пор функцию yylex:

$ cat lex.l

%{

#include "hoc.h"

#include "y.tab.h"

extern int lineno;

%}

%%

[ t] { ; } /* skip blanks and tabs */

[0-9]+.?][0-9]*.[0-9]+ {

 sscanf(yytext, "%lf", &yylval.val);

 return NUMBER;

}

[a-zA-Z][a-zA-Z0-9]* {

 Symbol *s;

 if ((s=lookup(yytext)) == 0)

  s = install(yytext, UNDEF, 0.0);

 yylval.sym = s;

 return s->type == UNDEF ? VAR : s->type;

}

n { lineno++; return 'n'; }

/* everything else */

. { return yytext[0]; }

$

Каждое "правило" является регулярным выражением, как и те, что использовались в egrep или awk, однако в отличие от них lex распознает комбинации в стиле Си типа t и n. Действие заключено в фигурные скобки. Правила проверяются по порядку, а конструкции с символами * и + задают сколь угодно длинную строку. Если правило применимо к текущей части входного потока, то выполняется действие. Совпавшая с правилом входная строка доступна в lex-программе под именем yytext. Чтобы работать в lex, нужно изменить файл makefile: Программа make

$ cat makefile

YFLAGS = -d

OBJS = hoc.o lex.o init.o math.o symbol.o

hoc3: $(OBJS)

      cc $(OBJS) -lm -ll -o hoc3

hoc.o: hoc.h

lex.o init.o symbol.o: hoc.h y.tab.h

...

$

"знает", как получить из файла .l настоящий файл .o; все, что требуется от нас, дать ей сведения о зависимостях. (Нужно добавить библиотеку lex -ll к списку каталогов, в которых ведет поиск команда сс, поскольку распознаватель, создаваемый lex, нуждается в дополнительных функциях.) Эффект получается весьма ощутимым, причем совершенно автоматически:

$ make

yacc -d hoc.y

 conflicts: 1 shift/reduce

сс -с y.tab.c

rm y.tab.c

mv y.tab.o hoc.o

lex lex.l

сс -с lex.yy.c

rm lex.yy.c

mv lex.yy.o lex.o

сс -c init.c

сс -c math.c

сс -c symbol.c

cc hoc.o lex.o init.o math.o symbol.o -lm -ll -o hoc3

$

Если один файл изменится, достаточно единственной команды make для получения действующей версии:

$ touch lex.l Смена времени модификации файла lex.l

$ make

lex lex.l

cc -с lex.yy.c

rm lex.yy.c

mv lex.yy.o lex.o

cc hoc.o lex.o init.o math.o symbol.o -ll -lm -o hoc3

$

Некоторое время мы дебатировали о том, следует ли считать обсуждение программы lex отступлением от нашей темы и поэтому показать ее кратко, а затем перейти к другим вопросам или рассматривать ее как основное средство для лексического анализа, когда язык становится слишком сложным. У нас были аргументы "за" и "против". Затруднения в работе с lex (помимо того, что пользователь должен изучить еще один язык) связаны с тем, что замедляется выполнение программы, а распознаватели оказываются более объемными и медленными, чем эквивалентные версии на языке Си. К тому же возникают трудности с механизмом ввода в некоторых особых случаях, таких, как восстановление после ошибки, а также с вводом из файла. Ни одна из перечисленных проблем не является существенной для hoc. К сожалению, из-за ограниченного объема книги мы вынуждены вернуться в последующих лексических анализаторах к Си. Однако создание версии с lex будет для вас хорошей практикой.

Сравните размеры двух версий hoc3. Подсказка: обратитесь к справочному руководству по size(1).

8.4 Этап 4: компиляция на машину

Мы постепенно приближаемся к созданию hoc5 — интерпретатора языка со структурами управления. Программа hoc4 является промежуточным звеном: она имеет те же операции, что и hoc3, но реализуется на базе интерпретатора, как hoc5. Мы действительно написали такую программу hoc4 и в результате получили две программы с одинаковыми возможностями, что ценно для отладки. По мере разбора входного потока hoc4 порождает код, рассчитанный на простую машину, а не выдает сразу результат. При определении конца оператора будет выполнен код, порожденный для вычисления нужного результата (т.е. произойдет "интерпретация").

Под простой машиной здесь подразумевается стековая машина: когда появляется операнд, он заносится в стек, точнее, создаются команды, заносящие операнд в стек). Большинство операций над операндами выполняется в вершине стека. Например, при обработке присваивания

x=2*y

создаются следующие команды:

constpush Записать в стек: константа … константа2

2

varpush   Записать указатель на таблицу имен в стек

y         … для переменной у

eval      Вычислить: заменить указатель значением

mul       Перемножить два верхних элемента; результат заменяет их

varpush   Записать указатель на таблицу имен в стек

x         … для переменной x

assign    Записать значение в переменную, убрать указатель