本發(fā)明屬于編譯器處理領(lǐng)域，具體涉及一種iec61131-3結(jié)構(gòu)化文本編程語(yǔ)言選擇語(yǔ)句編譯優(yōu)化的方法。

背景技術(shù)：

在工業(yè)控制領(lǐng)域中，iec61131-3是通用的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)定義了結(jié)構(gòu)化文本st的語(yǔ)法和文法,通常將st語(yǔ)言翻譯為二進(jìn)制中間指令，然后解釋執(zhí)行。在st語(yǔ)言中，case選擇語(yǔ)句是使用頻率較高的語(yǔ)句，st語(yǔ)言定義的case語(yǔ)句文法為：

caseexpressionof

case_value1:statementlist1

case_value2:statementlist2

case_valuen:statementlist2

elsestatementlistn+1

endcase;

例如：

casevarof

1:statementlist1;(*var=1執(zhí)行語(yǔ)句1，*)

2,3:statementlist2;(*var=2或3執(zhí)行語(yǔ)句2*)

10..20:statementlist3;(*10<=var<=20執(zhí)行語(yǔ)句3*)

25,30..40:statementlist4;(*var=25或30<=var<=40執(zhí)行語(yǔ)句5*)

elsestatementlistn+1;(*上述分支條件不滿足，執(zhí)行該語(yǔ)句*)

endcase;

每個(gè)case分支的求值表達(dá)式可以是單個(gè)常量，可以是通過(guò)逗號(hào)，并列的多個(gè)常量，或通過(guò)..表示的范圍。這種文法定義和pascal、c語(yǔ)言的定義存在較大不同，不能直接使用基于跳轉(zhuǎn)表、查找表的翻譯方法。通常的方法是轉(zhuǎn)換為if-elseif-else的等價(jià)語(yǔ)句，然后進(jìn)行翻譯。由于工業(yè)實(shí)時(shí)控制領(lǐng)域，對(duì)指令的運(yùn)行效率要求極高，需要對(duì)case語(yǔ)句進(jìn)行優(yōu)化翻譯。在實(shí)際使用過(guò)程中，選擇語(yǔ)句的分支求值表達(dá)式在極大多數(shù)的情況下是常量，故在語(yǔ)義階段，可對(duì)求值表達(dá)式進(jìn)行類型分析，當(dāng)所有分支的求值表達(dá)式都是單個(gè)常量時(shí)，可使用跳轉(zhuǎn)表的翻譯方法；當(dāng)存在1個(gè)分支的求值表達(dá)式是多個(gè)常量或常量區(qū)間時(shí)，根據(jù)連接符號(hào)（,和..）的功能定義，可在跳轉(zhuǎn)表中插入短路求值指令，提高執(zhí)行效率。本案由此產(chǎn)生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提高iec61131-3標(biāo)準(zhǔn)的case（選擇）語(yǔ)句執(zhí)行效率，提供一種選擇語(yǔ)句優(yōu)化翻譯方法。

為了實(shí)現(xiàn)該目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，其特征在于，對(duì)于基于iec61131-3標(biāo)準(zhǔn)的st結(jié)構(gòu)化文本語(yǔ)言的case選擇語(yǔ)句進(jìn)行編譯，根據(jù)case（選擇）語(yǔ)句的各個(gè)分支求值表達(dá)式類型，采用對(duì)應(yīng)的優(yōu)化翻譯模式，具體包括如下內(nèi)容：

當(dāng)各個(gè)分支求值表達(dá)式都是單個(gè)常量時(shí)，采用直接跳轉(zhuǎn)表翻譯模式；

當(dāng)至少存在1個(gè)分支求值表達(dá)式是多個(gè)常量或常量區(qū)間時(shí)，采用短路求值和跳轉(zhuǎn)表混合的翻譯模式。

進(jìn)一步地，當(dāng)case（選擇）語(yǔ)句的各個(gè)分支求值表達(dá)式都是單個(gè)常量值時(shí)，基于直接跳轉(zhuǎn)表翻譯模式的實(shí)現(xiàn)步驟為：

a)在翻譯每個(gè)分支前，記錄當(dāng)前分支的指令的行號(hào)；

b)記錄當(dāng)前分支與分支標(biāo)號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系；

c)在一遍掃描過(guò)程中，形成各個(gè)分支的執(zhí)行指令；

d)掃描完畢后，將b步驟中得到的分支與分支標(biāo)號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系生成跳轉(zhuǎn)表（跳轉(zhuǎn)表由跳轉(zhuǎn)指令及其他指令組成），并將跳轉(zhuǎn)指令插入到執(zhí)行指令前面。

進(jìn)一步地，當(dāng)存在1個(gè)分支求值表達(dá)式是多個(gè)變量時(shí)（即分支表達(dá)式存在逗號(hào),或連續(xù)2個(gè)點(diǎn)號(hào)..），將該分支的求值表達(dá)式進(jìn)行短路求值計(jì)算，在跳轉(zhuǎn)表中插入短路求值指令，包括：

a)對(duì)于形如“casevarofa,b:”基于逗號(hào)并列的求值表達(dá)式，形成或序列的短路求值跳轉(zhuǎn)指令；

b)對(duì)于形如“casevarofa..b:”基于區(qū)間的求值表達(dá)式，形成與序列的

短路求值跳轉(zhuǎn)指令；

c)對(duì)于形如“casevarofa,b,c..d”存在多個(gè)逗號(hào)的求值表達(dá)式，以逗號(hào)為間隔，間隔之間形成或序列的短路求值跳轉(zhuǎn)指令。

讀取st代碼文本，進(jìn)行詞法、語(yǔ)法、語(yǔ)義分析，針對(duì)“caseexpressionof…end_case;”的文法，提取各case選擇語(yǔ)句序列，獲取case選擇語(yǔ)句的各個(gè)分支的求值表達(dá)式，判斷各個(gè)分支求值表達(dá)式類型。

case選擇語(yǔ)句翻譯后的指令包括跳轉(zhuǎn)表和執(zhí)行指令。

跳轉(zhuǎn)表中的標(biāo)號(hào)和某個(gè)分支的執(zhí)行指令標(biāo)號(hào)對(duì)應(yīng)；按照case選擇語(yǔ)句分支的順序，進(jìn)行逐個(gè)求值表達(dá)式計(jì)算和判斷，當(dāng)條件滿足時(shí)跳轉(zhuǎn)到指定的執(zhí)行指令處執(zhí)行。

采用上述方案后，本發(fā)明具有如下有益效果：在語(yǔ)義分析階段，判斷case分支的表達(dá)式類型，當(dāng)所有分支為單個(gè)常量時(shí)，采用直接跳轉(zhuǎn)表的高效翻譯方法，當(dāng)存在復(fù)合表達(dá)式時(shí)，轉(zhuǎn)換為邏輯表達(dá)式進(jìn)行短路求值，在跳轉(zhuǎn)表中插入短路求值指令，顯著提高了st語(yǔ)言中case語(yǔ)句翻譯后指令序列的執(zhí)行效率，適用于對(duì)實(shí)時(shí)性要求高的工業(yè)控制領(lǐng)域。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明中case(選擇)語(yǔ)句優(yōu)化編譯原理圖；

圖2是本發(fā)明中case(選擇)語(yǔ)句的跳轉(zhuǎn)表原理圖；

圖3是本發(fā)明中case分支基于短路求值的表達(dá)式跳轉(zhuǎn)表指令示例圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

先定義一套中間指令集，優(yōu)選地，采用三地址碼方式。例如je為相等跳轉(zhuǎn)指令，使用示例為jevara,lablex,var表示源變量地址，a為比較變量地址，labelx為跳轉(zhuǎn)標(biāo)號(hào)值。ge為大于比較指令，le為小于比較指令，and為邏輯與運(yùn)算指令,or為邏輯或運(yùn)算指令。

具體實(shí)現(xiàn)方式如圖1所示，讀取st代碼文本，進(jìn)行詞法、語(yǔ)法、語(yǔ)義分析，

針對(duì)“caseexpressionof…end_case;”的文法，提取各case語(yǔ)句序列，獲取case分支的求值表達(dá)式，判斷各個(gè)分支求值表達(dá)式類型，當(dāng)各個(gè)分支求值表達(dá)式都是單個(gè)常量時(shí)，采用直接跳轉(zhuǎn)表翻譯模式；當(dāng)存在1個(gè)分支求值表達(dá)式是多個(gè)常量或常量區(qū)間時(shí)，采用短路求值和跳轉(zhuǎn)表混合的翻譯模式。

case(選擇)語(yǔ)句的跳轉(zhuǎn)表原理如圖2所示，case語(yǔ)句翻譯后的指令包括跳轉(zhuǎn)表和執(zhí)行指令。跳轉(zhuǎn)表中的標(biāo)號(hào)和某個(gè)分支的執(zhí)行指令標(biāo)號(hào)對(duì)應(yīng)。按照case分支的順序，進(jìn)行逐個(gè)求值表達(dá)式計(jì)算和判斷，當(dāng)條件滿足時(shí)跳轉(zhuǎn)到指定的執(zhí)行語(yǔ)句指令處執(zhí)行。

在語(yǔ)義分析階段，分析出選擇語(yǔ)句（case）的各個(gè)分支都是單個(gè)常量值時(shí)，可采用高效率的基于直接跳轉(zhuǎn)表翻譯模式，其實(shí)現(xiàn)步驟為：

a)在翻譯每個(gè)分支前，記錄當(dāng)前分支的指令的行號(hào)；

b)記錄當(dāng)前分支與分支標(biāo)號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系；

c)在一遍掃描過(guò)程中，形成各個(gè)分支的執(zhí)行指令；

d)掃描完畢后，將b）步驟中得到的分支與分支標(biāo)號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系生成跳轉(zhuǎn)表（跳轉(zhuǎn)表由跳轉(zhuǎn)指令及其他指令組成），并將跳轉(zhuǎn)指令插入到執(zhí)行指令前面。

優(yōu)選地，單個(gè)變量求值的跳轉(zhuǎn)表指令范式為：(je,var,a,labelx)，其中je為相等跳轉(zhuǎn)指令，即當(dāng)變量var的值為a時(shí)跳轉(zhuǎn)到標(biāo)號(hào)為labelx的指令處執(zhí)行。

在語(yǔ)義分析階段，分析出存在至少1個(gè)分支求值表達(dá)式是多個(gè)常量或常量區(qū)間時(shí)（即分支表達(dá)式存在逗號(hào),或連續(xù)2個(gè)點(diǎn)號(hào)..），將該分支的求值表達(dá)式進(jìn)行短路求值計(jì)算，在跳轉(zhuǎn)表中插入短路求值指令，包括：

a)對(duì)于形如“casevarofa,b:”基于逗號(hào)并列的求值表達(dá)式，形成或序列的短路求值跳轉(zhuǎn)指令。優(yōu)選地，2個(gè)序列并列的求值的跳轉(zhuǎn)表指令范式為：

(je,var,a,labelx)

(je,var,b,labelx)

只要有1個(gè)條件滿足，就短路求值，直接跳轉(zhuǎn)。

b)對(duì)于形如“casevarofa..b:”基于區(qū)間的求值表達(dá)式，形成與序列的

短路求值跳轉(zhuǎn)指令。優(yōu)選地，基于區(qū)間的求值表達(dá)式的跳轉(zhuǎn)表指令范式為：

(ge,temp1,var,a)

(le,temp2,var,b)

(and,temp3,temp1,temp2)

(jz,temp3,labelx)

其中g(shù)e為大于指令，le為小于指令，and為邏輯與指令，jz為非0跳轉(zhuǎn)指令，temp1、temp2、temp3為臨時(shí)變量，通過(guò)臨時(shí)變量緩存中間計(jì)算結(jié)果。

c)對(duì)于形如“casevarofa,b,c..d”存在多個(gè)逗號(hào)的求值表達(dá)式，以逗號(hào)為間隔，間隔之間形成或序列的短路求值跳轉(zhuǎn)指令。優(yōu)選地，“casea,b,c..d:”模式的等價(jià)表達(dá)式中間指令輸出算法：

1）根據(jù)逗號(hào),進(jìn)行拆分,獲取匹配判斷子序列seq[n]:abc..d

2）基于短路求值形成計(jì)算子序列的指令

intnum=0;//臨時(shí)變量個(gè)數(shù)

intseqlab[n];//各個(gè)子序列語(yǔ)句執(zhí)行入口標(biāo)簽

initlab(&seqlab,n);//給各個(gè)分支分配標(biāo)簽號(hào)

for(i=0;i<n;i++){

2.1）如果seq[i]是單變量，則輸出形如

(je,var,a,seqlabel[i]);

num+=1;

2.2)如果seq[i]是區(qū)間表達(dá)式，則輸出形如

(ge,temp[num],var,c)

(le,temp[num+1],var,d)

(and,temp[num+2],temp[num],temp[num+1])

(jz,temp[num+2],seqlabel[i]);

num+=3;}

以上實(shí)施例僅為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。