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(jīng)在工業(yè)自動化中建立了牢固的國際標準，國內(nèi)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(jīng)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(jù)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?，F(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(shù)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(shù)據(jù)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(nèi)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。