一種新的IEC61131―3語言編譯器中間結構的設計方案

摘要：介紹了一種適合IEC6113l一3工業(yè)語言編譯器中間結構的全新型設計思想；并以ST語言為例，將一段ST語言代碼翻譯成為中間結構設計方法，同時論證了該中間結構的可行性。
關鍵詞：IEC語言；編譯器；中間結構

O 引言
IEC61131―3組態(tài)軟件是分布式控制系統(tǒng)中的上位軟件，是工程師與系統(tǒng)的接口，可完成控制系統(tǒng)中現(xiàn)場設備運行的邏輯組態(tài)，從而實現(xiàn)對系統(tǒng)的控制。隨著PLC與DCS系統(tǒng)的應用日趨廣泛，IEC6113l一3已經在工業(yè)自動化中建立了牢固的國際標準，國內外大部分工業(yè)自動化廠商都有提供基于國際標準IEC6113l一3的IEC組態(tài)編程系統(tǒng)，IEC組態(tài)軟件的研發(fā)已經成為工業(yè)自動化廠商的核心技術。IEC組態(tài)軟件的實現(xiàn)原理之一是將前端用各種組態(tài)語言(ST，LD，F(xiàn)BD，SFC，IL)編寫的程序轉化成中間結構，再由組態(tài)軟件編譯后端根據不同的硬件平臺信息將中間結構編譯成在該平臺上可執(zhí)行的目標文件。組態(tài)軟件編譯部分的中間結構是組態(tài)軟件IEC語言前端與組態(tài)軟件編譯后端的主要接口。好的中間結構可使IEC語言前端做到與目標機器無關，而不依賴于目標機器平臺，同時可節(jié)省IEC語言前端的翻譯工作。現(xiàn)今編譯程序使用的中間結構有很多種形式，常見的有逆波蘭式、三元式、四元式和樹形結構，本文介紹一種基于三叉樹鏈表的中間結構。

1 總體設計思想
基于樹形結構的中間結構是現(xiàn)今大多數編譯器中間結構的主流設計方案，比如GCC、LCC、TCC等均使用二叉樹或者多又樹作為其中間結構。本文介紹的是一種三叉樹的設計方案。該方案中，以中間結構表示的高級語言程序單元就是三叉語法樹節(jié)點組成的多層森林，每一層森林都是一個一維雙向鏈表，鏈表中的每個“節(jié)點”稱之為語法樹(一棵三叉樹)，而每棵語法樹的節(jié)點則稱之為樹節(jié)點。其中，程序單元以POU(程序組織單元)為翻譯單位。
每個三叉樹節(jié)點包括的信息主要有語法樹的操作、節(jié)點類型、指向三個子樹的指針、鏈表前項與后項指針、關聯(lián)符號指針等。樹節(jié)點結構體的數據結構表示如下：

其中，語法操作表示該節(jié)點可以完成什么樣的“運算”。語法分析樹的語法操作符可以分為分別是POU節(jié)點操作符、語句操作符和表達式操作符三種類型，這三種類型的語法操作符將在下一節(jié)詳細介紹，通?？梢哉Z法分析樹的語法操作來區(qū)分不同的語法分析樹。
類型是指當前語法分析樹所代表的語法操作的類型。
符號指針是指向該節(jié)點關聯(lián)的符號表項，并非所有節(jié)點的此項都有內容，具體那些節(jié)點中可以關聯(lián)符號也將在下一節(jié)介紹。