Книга: UNIX — универсальная среда программирования

8.2 Этап 2: переменные и восстановление после ошибки

8.2 Этап 2: переменные и восстановление после ошибки

Следующий шаг переход от hoc1 к hoc2, который сводится к расширению памяти (в памяти хранится 26 переменных с именами от а до z). Это довольно несложный и весьма полезный промежуточный этап. Мы также введем здесь процесс обработки ошибок. Если вы проверите hoc1, то убедитесь, что реакцией на синтаксические ошибки являются вывод сообщения и прекращение работы. Поведение же hoc1 в случае арифметических ошибок типа деления на нуль достойно всяческого порицания:

$ hoc1
1/0
Floating exception - core dump
$

Для реализации новых возможностей требуются лишь небольшие изменения: приблизительно 35 строк текста. Лексический анализатор yylex должен распознавать буквы как переменные, а грамматика содержать правила вывода вида

expr: VAR
 | VAR '=' expr

Выражение может содержать операцию присваивания; разрешены также многократные присваивания типа

x = y = z = 0

Простейший способ хранения значений переменных создать массив из 26 элементов; однобуквенную переменную можно использовать в качестве индекса массива. Однако если анализатору предстоит обрабатывать и имена переменных, и значения в одном стеке, необходимо сообщить yacc, что элемент стека является объединением double и int, а не просто элементом типа double. Это делается с помощью описания %union. Описания #define или typedef подходят для определения стека из базовых типов как double, но для типов объединения требуется описание %union, поскольку yacc осуществляет контроль типов в выражениях вида $$ = $2.

Ниже приведена часть определения грамматики hoc.y для программы hoc2:

$ cat hoc.y
%{
double mem[26]; /* memory for variables 'a'..'z' */
%}
%union {     /* stack type */
 double val; /* actual value */
 int index;  /* index into mem[] */
}
%token <val> NUMBER
%token <index> VAR
%type <val> expr
%right '='
%left '+'
%left '*' '/'
%left UNARYMINUS
%%
list: /* nothing */
 | list 'n'
 | list expr 'n' { printf ("t%.8gn", $2); }
 | list error 'n' { yyerrok; }
 ;
expr: NUMBER
 | VAR { $$ = mem[$1]; }
 | VAR '=' expr { $$ = mem[$1] = $3; }
 | expr '+' expr { $$ = $1 + $3; }
 | expr '-' expr { $$ = $1 - $3; }
 | expr '*' expr { $$ = $1 * $3; }
 | expr '/' expr {
  if ($3 == 0.0)
  execerror("division by zero", "");
  $$ = $1 / $3;
 }
 | '(' expr ')' { $$ = $2; }
 | '-' expr %prec UNARYMINUS { $$ = -$2; }
 ;
%%
/* end of grammar */
...

Из описания %union следует, что элементы стека содержат или число с двойной точностью (обычный случай), или целое, являющееся индексом в массиве mem. В описании %token дополнительно указывается тип значения. В описании %type есть сведения о том, что выраж является элементом объединения <val>, т.е. double. Информация о типе позволяет yacc обращаться к нужному элементу объединения. Обратите внимание: "=" представляет собой правоассоциативную операцию, тогда как другие операции — левоассоциативные.

Обработка ошибок происходит в несколько этапов. Прежде всего производится проверка на нулевой делитель: если делитель равен нулю, вызывается процедура обработки ошибок execerror. Второй этап заключается в перехвате сигнала "переполнение вещественного" ("floating point exception"), который возникает при переполнении вещественного числа. Сигнал устанавливается в функции main. Последний шаг восстановления после ошибки заключается в добавлении к грамматике правила вывода для ошибки. В грамматике yacc слово error зарезервировано; оно дает возможность анализатору осознать синтаксическую ошибку и восстановиться после нее. Если произойдет ошибка, yacc в конце концов использует это правило, распознает ошибку как грамматически "правильную" конструкцию и, таким образом, восстановится. Действие yyerrok заключается в установке признака в анализаторе, который позволяет вернуться ему назад в состояние осмысленного разбора. Восстановление после ошибки сложная проблема для всех анализаторов. Мы показали вам здесь лишь самые элементарные приемы и только обозначили возможности yacc.

В грамматике hoс2 произошли незначительные изменения. Ниже приведена функция main, дополненная обращением к setjmp. Оно позволяет запомнить то нормальное состояние, которое будет использовано при восстановлении после ошибки. В функции execerror происходит соответствующее обращение к longjmp. (Описание setjmp и longjmp см. в разд. 7.5.)

...
#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
char *progname;
int lineno = 1;
#include <signal.h>
#include <setjmp.h>
jmp_buf begin;
main(argc, argv) /* hoc2 */
 char *argv[];
{
 int fpecatch();
 progname = argv[0];
 setjmp(begin);
 signal(SIGFPE, fpecatch);
 yyparse();
}
execerror(s, t) /* recover from run-time error */
 char *s, *t;
{
 warning(s, t);
 longjmp(begin, 0);
}
fpecatch() /* catch floating point exceptions */
{
 execerror("floating point exception", (char*)0);
}

В целях отладки мы сочли удобным, чтобы функция execerror вызывала abort (см. справочное руководство по abort(3)), что приведет к распечатке содержимого памяти, которую затем смогут использовать программы adb и sdb. Когда разработка программы полностью завершится, обращение к abort будет заменено на longjmp.

В программе hoc2 лексический анализатор несколько иной. В нем учтено различие строчных и прописных букв, а поскольку теперь yyval является объединением, нужно выбрать подходящий элемент перед выходом из yylex. Ниже показаны измененные фрагменты:

yylex() /* hoc2 */
{
 ...
 if (с == '.' || isdigit(c)) { /* number */
  ungetc(c, stdin);
  scanf("%lf", &yylval.val);
  return NUMBER;
 }
 if (islower(c)) {
  yylval.index = с - 'a'; /* ASCII only */
  return VAR;
 }
...

Еще раз отметим, что тип лексемы (т.е. NUMBER) не совпадает с ее значением (например, 3.1416).

Продемонстрируем новые возможности hoc2 переменные и способность восстановления после ошибки:

$ hoc2
x = 355
355
y = 113
113
p = x/z                            z не определено, а значит, равно 0

hoc2: division by zero near line 4 Восстановление после ошибки

x/y
3.1415929
1е30 * 1е30                        Переполнение

hoc2: floating point exception near line 5
...

В самом деле, для PDP-11 требуются вполне конкретные меры, чтобы обнаружить переполнение вещественного, но на большинстве других машин hoc2 действует так, как показано выше.

Оглавление книги