本帖最后由 lcw_swust 于 2013-6-1 11:13 编辑

本程序由一个解释器修改而来，由于需要较大内存，目前只是在KEIL下软件仿真运行
上程序：
TC编译器V1.1.rar (158.74 KB, 下载次数: 344) 2013-6-1 11:12 上传 点击文件名下载附件
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TC编译器说明

目标：
                单片机中运行编译器，能编译简单的C语言程序，生成汇编
        代码，再将汇编代码转为虚拟机的机器码，再让虚拟机执行机器码。
        关于简单的C语言程序：
                实现if，while，一维数组，API函数调用。       
                数据类型 (signed/unsigned)charintlong (*)
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虚拟机结构：
        寄存器（全32位）：r0~rf（共16个）
        内存： 自定义
寄存器使用规则：
        函数入口用r0、r1、r2、r3传递
        函数返回用r4，计算结果也用r4
        计算使用寄存器r4、r5、r6、r7
        Rc用于进入函数时保存Re,便于计算局部变量的偏移量
        Rd用于指针查表（相当于x指针，用于ld、st指令）
        Re用于申请变量空间（相当于y指针）
        Rf用于堆栈（相当于sp，用于push、pop、call、ret指令）
        其余寄存器备用

虚拟机指令集：
        算术指令：
                （全是寄存器作为操作数）
                neg(~),not(!),add(+),sub(-),mul(*),div(/),mod(%)
                and(&),or(|),xor(^),grt(>),les(<),sl(<<),sr(>>)
                land(&&),lor(||),nless(>=),ngrt(<=),neq(!=),equ(==)
       
        跳转指令：
                ret,jmp,call,
                je        (r4=0则跳转)
                jne        (r4!=0则跳转)
        数据传送：
                mov         r,r        (寄存器复制)
                ldi                r,i        (加载立即数)
                //ld系列
                ldu8        r         (r=*(U8*)rd,从RAM或ROM加载无符号8位数)
                lds8        r         (r=*(S8*)rd,从RAM或ROM加载有符号8位数)
                ldu16        r         (r=*(U16*)rd,从RAM或ROM加载无符号16位数)
                lds16        r         (r=*(S16*)rd,从RAM或ROM加载有符号16位数)
                ldu32        r         (r=*(U32*)rd,从RAM或ROM加载无符号32位数)
                lds32        r         (r=*(S32*)rd,从RAM或ROM加载有符号32位数)
                //st系列
                stu8        r         (*(U8*)rd=r,向内存写入无符号8位数)
                sts8        r         (*(S8*)rd=r,向内存写入有符号8位数)
                stu16        r         (*(U16*)rd=r,向内存写入无符号16位数)
                sts16        r         (*(S16*)rd=r,向内存写入有符号16位数)
                stu32        r         (*(U32*)rd=r,向内存写入无符号32位数)
                sts32        r         (*(S32*)rd=r,向内存写入有符号32位数)
                push        r        (sp-=4,r=*sp,sp即rf)
                pop                r        (r=*sp,sp+=4,)
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C程序转为汇编代码的过程：
（参考TCCMP.C文件）
1.编译中使用的缓冲区
  缓冲区先是被分为独立的3段，普通的代码放入第1段，定义数组时，
  数组首地址（标号）赋给第1段中的变量，数组元素的值放入第2段，
  如果数组元素是双引号字符串，则将双引号字符串首地址（标号）
  放入第2段，字符串放入第3段。
  这些参考AddAsmCode1、AddAsmCode2、AddAsmCode3
  当然，在写入时有可能出现第1段装不下，写到第2段去的情况，
  这时就需要，加大第1段，将第2、3段往右移动（参考moveasm2、moveasm3）。
  当然，如果编译器运行环境的缓冲区足够，则可以不用这么麻烦，
  直接定义三个缓冲区就是了。
  最后，将3段连接起来变一个字符串，用于Link

2.变量定义
  （参考addvar函数）
  假如一个变量占两字节，则只需让re增加2：

  ldi r4,2
  add re,r4        //re=re+2

3.读取变量
  （参考getvar_id函数）
  mov rd,rc        //rc=rd=进入函数时保存的局部变量的RAM区首地址
  ldi r4,2        //r4=该局部变量在局部变量缓冲区中的偏移地址
  add rd,r4 //rd=该变量的绝对地址
  ldu8 r4        //r4=*(U8*)rd,读到该变量的值，根据变量的类型，ldu8可能为lds8ldu16lds16等

4.写变量
  （参考setvar函数）
  mov rd,rc
  ldi r5,2
  add rd,r5 //rd=该变量的绝对地址
  stu8 r4   //*(U8*)rd=r4

5.数组
  （参考vardef1内state==10的处理）
  定义数组赋初值时，则生成一个标号，标号的值赋给该数组变量，然后将数组元素放入另一code段
  char s[]="123";
  可能被编译成
          code第1段----------
          ......
          ldi r4,lab001  //取数组地址
          stu32 r4                //变量赋值
          code第2段----------
          lab001:
          arrs8 049,050,051,
  long s[]={"123","456"};

  可能被编译成
          code第1段----------
          ......
          ldi r4,lab001  //取数组地址
          sts32 r4                //变量赋值
          code第2段----------
          lab001:
          arru32 lab002,lab003,
          code第3段----------
          lab002:
          arrs8 049,050,051,
          lab003:
          arrs8 052,053,054,

6.算式
  （参考getexp及getexp1）
        getexp是将整个算式的值求出，x结果放入r4，
                例如 a+b*c
        getexp1只是求出算式中的一个参数，并放入r4,就像上面的ac

        举个例子,要计算 1+2
        调用getexp(),
        getexp()内先调用getexp1,
        得到代码：
                ldi r4,1    //r4=1
        getexp()再调用GetToken，取得+号
        得到代码：
                push r4                //保存r4

                调用getexp1得到：
                ldi r4,2   //r4=加号右方的2

                mov r5,r4  //r5=r4=2
                pop r4           //r4=加号左方的1

                调用cacu得到：
                add r4,r5  //r4=r4+r5=1+2

简单总结：
    本编译器将C转成汇编代码基本上是按照固定规律来的，
        所以可能会有些冗余，目前未作优化
......
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汇编转为机器码的过程：
（参考Link.C文件）

调用 Link_GetToken，
如果得到的不是以冒号结尾的标号，则当成是指令，
然后查表将Token字符串转为指令码，再根据指令码的
类型获取指令之后的参数，如果参数中有标号，则查找
标号（Link_getcst）。
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机器码的执行过程：
（参考VM.C文件）
这个相对简单，读取一字节的机器码之后，根据指令类
型进行处理，对寄存器、RAM等进行读写，以及调用某些
API函数。
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一些注意事项及BUG:
  对于运算式的处理，是按从左到右来的，没有优先级之分
  有括号的地方会作为单独的运算式处理
  例如
          1+2*3        等价于(1+2)*3
          1+(2*3)        等价于1+(2*3)

  不要在循环内定义参数
  函数传递参数的个数以及返回参数没有严格检查
  定义变量赋初值时不能取变量值，可以取变量地址
  比如int a=&b;是可以的，int a=b;就不行


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程序运行截图
5.jpg (148.92 KB, 下载次数: 1) 下载附件 2013-6-1 11:11 上传