c语言是如何解析表达式语句"2+3*4；"的？

1.  要编译的测试代码：

int main(void)
{
    2+3*4;
}

 

2. 词法分析

　　词法分析将字符变成token，其中很重要的是token的类型，如字符2的token类型为TK_NUM，这在后面的语法分析阶段有用。

 

3. 语法分析

 

3.1 解析字符"2"

if (tok->kind == TK_NUM) {
    Node *node;
    if (is_flonum(tok->ty)) {
      node = new_node(ND_NUM, tok);
      node->fval = tok->fval;
    } else {
      node = new_num(tok->val, tok);
    }

    node->ty = tok->ty;
    *rest = tok->next;
    return node;
  }

　　如果token类型为数字，则解析数字，2不为浮点数，所以执行else分支。

static Node *new_num(int64_t val, Token *tok) {
  Node *node = new_node(ND_NUM, tok);
  node->val = val;
  return node;
}

　　创建一个类型为ND_NUM的node节点，这个节点就代表了数字2，数字2存储在node节点的val变量中。

 

3.2 解析"+"

static Node *add(Token **rest, Token *tok) {
  Node *node = mul(&tok, tok);

  for (;;) {
    Token *start = tok;

    if (equal(tok, "+")) {
      node = new_add(node, mul(&tok, tok->next), start);
      continue;
    }

    if (equal(tok, "-")) {
      node = new_sub(node, mul(&tok, tok->next), start);
      continue;
    }

    *rest = tok;
    return node;
  }
}

　　数字2的node节点由mul函数返回，此时tok为"+"，所以会调用new_add函数，在这个函数中会创建类型

为ND_ADD的node节点，这个节点的左表达式为代表数字2的node节点，右表达式为代表乘法运算的node节点。

 

static Node *new_add(Node *lhs, Node *rhs, Token *tok) {
if (is_numeric(lhs->ty) && is_numeric(rhs->ty))
    return new_binary(ND_ADD, lhs, rhs, tok);
...
}

static Node *new_binary(NodeKind kind, Node *lhs, Node *rhs, Token *tok) {
  Node *node = new_node(kind, tok);
  node->lhs = lhs;
  node->rhs = rhs;
  return node;
}

 

3.3 解析"*"

static Node *mul(Token **rest, Token *tok) {
  Node *node = cast(&tok, tok);

  for (;;) {
    Token *start = tok;

    if (equal(tok, "*")) {
      node = new_binary(ND_MUL, node, cast(&tok, tok->next), start);
      continue;
    }

    if (equal(tok, "/")) {
      node = new_binary(ND_DIV, node, cast(&tok, tok->next), start);
      continue;
    }

    if (equal(tok, "%")) {
      node = new_binary(ND_MOD, node, cast(&tok, tok->next), start);
      continue;
    }

    *rest = tok;
    return node;：
  }
}

　　mul函数会调用cast函数返回代表数字3的类型同样为ND_NUM的node节点，这点同解析数字2的过程，不再赘述。

　　由于tok此时为"*",所以会创建类型为ND_MUL的乘法node节点，这个节点的左表达式为代表数字3的类型为

ND_NUM的node节点，右表达式为cast函数返回的代表数字4的类型为ND_NUM的node节点。

 

4. 解析上一步生成的语法树生成汇编代码

static void gen_expr(Node *node) {
    switch (node->kind) {
    case ND_NUM: {
        println("  mov $%ld, %%rax", node->val);
        return;
    ...
    }

    gen_expr(node->rhs);
    push();
    gen_expr(node->lhs);
    pop("%rdi");

    switch (node->kind) {
    case ND_ADD:
        println("  add %s, %s", di, ax);
        return;

    case ND_MUL:
        println("  imul %s, %s", di, ax);
        return;
    ...
    }
...
}　　

　　4.1 gen_expr的参数为类型为ND_ADD的node节点，首先递归调用gen_expr，传入的参数为类型为ND_MUL的
node节点，又会递归调用gen_expr，传入的参数为类型为ND_NUM的代表数字4的node节点，此时会生成汇编语句
"mov　　rax, 4",将4载入rax寄存器，gen_expr返回。

　　4.2 push函数生成"push    rax"，将4压入栈。

　　4.3 gen_expr的参数为类型为ND_NUM的代表数字3的node节点，会生成"mov     rax, 3",将3载入
rax寄存器，gen_expr返回。

　　4.4 pop("%rdi")函数将4弹入rdi寄存器。

　　4.5 由于node节点类型为ND_MUL，所以生成"imul    eax, edi"，计算3*4，结果保存在eax寄存器中，
并从gen_expr返回。

　　4.6 回到参数为ND_ADD的gen_expr函数中。

　　4.7 push函数生成"push    rax"，将3*4压入栈。

　　4.8 gen_expr参数为类型为ND_NUM的代表数字2的node节点，会生成"mov     rax, 2",将2载入rax
寄存器，gen_expr返回。

　　4.9 pop("%rdi");函数将3*4弹入rdi寄存器。

　　4.10 由于node节点类型为ND_ADD，所以生成"add     eax, edi"，计算2+3*4，结果保存在eax
寄存器中，并从gen_expr返回。