[发明专利]一种基于解耦架构的文本类编程语言编译方法

说明书

本发明涉及一种基于解耦架构的文本类编程语言编译方法，针对目标文本类编程语言的目标源代码，首先执行词法分析获得对应符号流，接着执行语法分析获得对应语法解析树，然后创建相对应的抽象语法树AST，再进行语义分析更新抽象语法树AST，最后将抽象语法树AST转换为目标编程语言代码进行编译，实现执行；整个方案设计编译器前后端解耦架构，编译器前端只需关注目标文本类编程语言的语法规则，执行效率至少提高两倍，实现了高效编译。

技术领域

本发明涉及一种基于解耦架构的文本类编程语言编译方法，属于编程语言编译技术领域。

背景技术

IEC61131-3编程语言标准是第一个为工业控制系统提供标准化编程语言的国际标准，该标准规定三种可视化编程语言和两种文本类编程语言。指定表(IL)语言和结构化文本(ST)语言属于文本类编程语言；梯形图(LD)语言、功能块图(FBD)语言和顺序功能图(SFC)语言属于可视化编程语言。其中只有ST编程语言属于高级编程语言，适用于在大型PLC系统中编写功能复杂的PLC程序。

ST编程语言采用高度压缩化的表达形式，因此，程序紧凑，结构清楚；ST语言具有强有力的控制命令流结构，有选择语句，循环语句，其他模块调用语句等；ST语言格式自由，可以在关键字与标识符之间任何地方插入制表符，换行符，空格或者注释等；但ST语言对编程人员的技能有一定的要求，需要有高级编程语言知识和编程技巧。好在PLC编程中，其他四种语言都可以转换为ST语言，因此实现ST语言编译器就可以编译所有PLC项目。

PLC程序有解释执行和编译执行两种运行方式，解释执行是指直接将应用程序下载至CPU，CPU将应用程序逐行转换为机器码并运行的过程；其优点是不生成目标文件，所以是可以跨平台的，其缺点是逐行解释执行导致运行效率低。编译执行是将应用程序一次性转换为机器码的过程，将机器码保存为目标文件，运行的时候直接运行机器码；其优点是执行效率高，缺点是编译出的目标文件具有平台相关性，移植性较差。

如何在保证执行高效率的同时，增加PLC工程的可移植性，是各大PLC厂商亟待解决的课题。

目前国内外，大多数PLC控制器都采用解释执行的方式；一些采用编译执行方式的厂商也使用传统的编译器架构，即编译器前端，优化器和编译器后端；编译器前端负责生成中间代码，优化器负责优化中间代码，编译器后端将中间代码转换为机器码。传统的编译器后端缺乏通用性，并且设计依赖中间代码与硬件平台，编译器前后端和优化器之间耦合在一起，当需要支持新的硬件设备时，编译器前后端就需要重新实现。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于解耦架构的文本类编程语言编译方法，基于编译器前后端解耦架构，针对目标文本类编程语言的目标源代码，实现高效编译、并执行。

本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种基于解耦架构的文本类编程语言编译方法，执行如下步骤A至步骤E，对目标PLC程序对应目标文本类编程语言的目标源代码实现编译执行；

步骤A. 基于IEC61131-3编程语言标准下目标文本类编程语言所对应的词法规则，针对目标源代码进行词法分析，获得目标源代码所对应由各个词法单元组成的符号流，然后进入步骤B；

步骤B. 基于IEC61131-3编程语言标准下目标文本类编程语言所对应的语法规则，针对符号流进行语法分析，获得符号流所对应的语法解析树，然后进入步骤C；

步骤C. 基于预设编译要求定义的抽象语法树AST数据结构，创建语法解析树所对应的抽象语法树AST，然后进入步骤D；

步骤D. 针对抽象语法树AST进行语义分析，填充抽象语法树AST中各节点的节点数据类型、以及常量值，更新抽象语法树AST，然后进入步骤E；

步骤E. 将抽象语法树AST转换为目标编程语言代码，并应用目标编译器针对目标编程语言代码进行编译，获得用于在相应硬件上执行的应用程序实现执行。