Наш алгоритм будет выполнять 2 систематических просмотра входного текста. В первый проход будут детерминированы все макроопределения, во второй проход будут открыты все ссылки на макросы. Так же, как и язык ассемблера не может выполнить ссылку на символ до того момента, как он встретит этот символ, язык макрокоманд не может выполнить расширение до тех пор, пока не встретит соответствующее макроопределение. Во время первого просмотра проверяется каждый код операции, макроопределения запоминаются в таблице макроопределений, а копия исходного текста без макроопределений запоминается во внешней памяти, для использования ее при втором проходе. Помимо таблицы макроопределений во время первого прохода будет также таблица имен, во второй проход она будет использоваться для выделения макроопераций и расширения их до текста соответствующего макроопределения.
ДАННЫЕ ДЛЯ ПЕРВОГО ПРОСМОТРА
1. ВХТ - Входной текст
2. ВЫХ1 - Выходная копия текста для использования во второй проход.
3. МДТ - таблица макроопределений, в которой хранятся тела макроопределений
4. МНТ - таблица имен, необходимая для хранения имен макрокоманд, определенных в МНТ
5. МДТС - счетчик для таблицы МДТ
6. МНТС - счетчик для таблицы МНТ
7. АЛА - массив списка параметров для подстановки индексных маркеров вместо формальных параметров, перед запоминанием определения.
ДАННЫЕ ДЛЯ ВТОРОГО ПРОСМОТРА
1. ВЫХ1 - Выходная копия текста после первого прохода
2. ВЫХ2 - Выходная копия текста после второго прохода
3. МДТ - таблица макроопределений, в которой хранятся тела макроопределений
4. МНТ - таблица имен, необходимая для хранения имен макрокоманд, определенных в МНТ
5. МДТС - счетчик для таблицы МДТ
6. МНТС - счетчик для таблицы МНТ
7. АЛА - массив списка параметров для подстановки индексных маркеров вместо формальных параметров, перед запоминанием определения.
Ниже приведена формальная запись соответствующих алгоритмов обработки макроопределений двухпросмотровым способом.
Каждый из алгоритмов осуществляет построчный просмотр входного текста.
ПЕРВЫЙ ПРОСМОТР - МАКРООПРЕДЕЛЕНИЯ: Алгоритм первого просмотра проверяет каждую строку входного текста. Если она представляет собой псевдооперацию MACRO, то все следующие за ней строки запоминаются в ближайших свободных ячейках МДТ. Первая строка макроопределения - это имя самого макроса. Имя заносится в таблицу имен МНТ с индексом этой строки в МДТ. При этом происходит также подстановка номеров формальных параметров, вместо их имен. Если в течение просмотра встречается команда END, то это означает, что весь текст обработан, и управление можно передавать второму просмотру для обработки макрокоманд.
ВТОРОЙ ПРОСМОТР - РАСШИРЕНИЕ МАКРОКОМАНД: Алгоритм второго просмотра проверяет мнемонический код каждого предложения. Если это имя содержится в МНТ, то происходит обработка макропредложения по следующему правилу: из таблицы МНТ берется указатель на начало описания макроса в МДТ. Макропроцессор готовит массив списка АЛА содержащий таблицу индексов формальных параметров и соответствующих операндов макрокоманды. Чтение производится из МДТ, после чего в прочитанную строку подставляются необходимые параметры, и полученная таким образом строка записывается в ВЫХТ2. Когда встречается директива END, текст полученного кода передается для компиляции ассемблеру.
Первый просмотр
Начало алгоритма
МДТС = 0
МНТС = 0
ФЛАГ ВЫХОДА = 0
цикл пока (ФЛАГ ВЫХОДА == 0) {
чтение следующей строки ВХТ
если !(операция MACRO) {
вывод строки в ВЫХТ1
если (операция END) ФЛАГ ВЫХОДА = 1
}
иначе {
чтение идентификатора
запись имени и индекса в МНТ
МНТС ++
приготовить массив списка АЛА
запись имени в МДТ
МДТС ++
цикл {
чтение следующей строки ВХТ
подстановка индекса операторов
добавление в МДТ
МДТС ++
} пока !(операция MEND)
}
}
переход ко второму проходу
конец алгоритма
Второй просмотр
Начало алгоритма
ФЛАГ ВЫХОДА = 0
цикл пока (ФЛАГ ВЫХОДА == 0) {
чтение строки из ВЫХТ1
НАЙДЕНО = поиск кода в МНТ
если !(НАЙДЕНО) {
запись в ВЫХТ2 строки
если (операция END) {
ФЛАГ ВЫХОДА = 1
}
}
иначе {
УКАЗАТЕЛЬ = индекс из МНТ
Заполнение списка параметров АЛА
цикл {
УКАЗАТЕЛЬ ++
чтение след. строки из МДТ
подстановка параметров
вывод в ВЫХТ2
} пока !(операция MEND)
}
}
переход к компиляции
конец алгоритма
ОДНОПРОСМОТРОВЫЙ АЛГОРИТМ
Предположим, что мы допускаем реализацию макроопределения внутри макроопределений. Основная проблема здесь заключена в том, что внутреннее макро определено только после того, как выполнен вызов внешнего. Для обеспечения использования внутреннего макро нам придется повторять как просмотр обработки макроопределений, так и просмотр обработки макрокоманд. Однако существует и еще одно решение, которое позволяет произвести распознавание и расширение в один просмотр.
Рассмотрим аналогию с ассемблером. Макроопределение должно обрабатываться до обработки макрокоманд, поскольку макро должны быть определены для процессора раньше, чем макрокоманды обращения к ним. Однако, если мы наложим ограничение, что каждое макроопределение должно быть определено до того, как произойдет обращение к нему, мы устраним основное препятствие для однопросмотровой обработки. Заметим, что то же самое может быть верно и для символических имен в ассемблере, но такое требование было бы неоправданным ограничением для программиста. В случае же макрорасширения может быть вполне естественно потребовать, чтобы объявления макро предшествовали вызовам. Это не накладывает очень существенных ограничений на использование аппарата макрокоманд. Этот механизм даже не запрещает обращение макро к самому себе, поскольку обращение ведется в тот момент, когда имя макроса уже определено. Расширение же макроса идет не в процессе разбора макроса, а в процессе последующего вызова.
Предложенный ниже алгоритм объединяет два вышеприведенных алгоритма для двупросмотрового макроассемблера в один.
АЛГОРИТМ
Однопросмотровый макроассемблер
Начало алгоритма
МТДС = 0
МНТС = 0
ФЛАГ ВЫХОДА = 0
цикл пока !(ФЛАГ ВЫХОДА) {
чтение следующей строки ВХТ
НАЙДЕНО = поиск кода в МНТ
если (НАЙДЕНО) {
МДИ = 1
УКАЗАТЕЛЬ = индекс из МНТ
Заполнение списка параметров АЛА
цикл {
УКАЗАТЕЛЬ ++
чтение след. строки из МДТ
подстановка параметров
вставка во ВХТ
} пока !(операция MEND)
иначе если !(операция MACRO) {
вывод строки в ВЫХТ1
если (операция END) ФЛАГ ВЫХОДА = 1
}
иначе {
чтение идентификатора
запись имени и индекса в МНТ
МНТС ++
приготовить массив списка АЛА
запись имени в МДТ
МДТС ++
цикл {
чтение следующей строки ВХТ
подстановка индекса операторов
добавление в МДТ
МДТС ++
} пока !(операция MEND)
}
}
конец алгоритма
ОПИСАНИЕ АЛГОРИТМА
данный алгоритм является упрощением алгоритма приведенного в [1], глава 4.3.2. Различие состоит в том, что современные средства интеллектуализации программирования дают нам возможность осуществлять вставки и удаления из крупных массивов с минимальными затратами процессорного времени, что было невозможно при использовании перфокарт. Кроме того, скорость работы современных процессоров настолько велика, что позволяет производить прямые вставки и удаления в массивах данных средней величины (скажем, до 64 килобайт) в режиме реального времени. Таким образом, расширение исходного макроса может быть напрямую вставлено в массив исходного текста и обработано в расширенном виде. Такая технология позволяет значительно упростить алгоритм обработки макроязыка.
РЕАЛИЗАЦИЯ ВНУТРИ АССЕМБЛЕРА
Макропроцессор, описанный нами предназначался для обработки текста в режиме препроцессора, то-есть он выполнял полный просмотр входного текста, до того, как передать управление ассемблеру. Но макропроцессор также может быть реализован внутри первого прохода ассемблера. Такая реализация позволяет исключить промежуточные файлы, и позволяет достичь на порядок большей интеграции макропроцессора и ассемблера путем объединения сходных функций. Например, возможно объединение таблиц имен макросов и имен кода операции; специальный признак может указывать на то макро это или встроенная операция.
Основные преимущества включения макропроцессора в первый просмотр состоят в следующем: