Макропроцессоры

 

Макроопределения внутри макроопределений

 

Честно говоря, необходимость  в таких средствах сомнительна. Она может возникнуть при создании большого макроопределения, в котором  есть повторяющиеся фрагменты. Вложенное  макроопределение действительно только внутри того макроопределения, в которое  оно вложено.

 

Против такого средства можно  привести 2 соображения:

 

u  макроопределение не бывает слишком большим — иначе не срабатывают его преимущества над подпрограммой (следует однако признать, что могут существовать довольно большие макроопределения, которые генерируют разнообразные варианты небольших макрорасширений);

 

u  в языке Pascal допускаются вложенные процедуры, а в языке C — нет; и C прекрасно обходится без них, да и современная практика программирования на Pascal их практически не использует.

 

Тем не менее, если вложенные  макроопределения все же необходимы, можно предложить следующий вариант  их реализации: 1-й проход Макропроцессора  работает почти по тому же алгоритму, который приведен нами. Принципиально  важно, однако, что Таблица макроопределений и Таблица имен макроопределений имеют последовательную структуру, элементы в них записываются в  порядке их поступления.

 

В Макропроцессоре есть некоторая  целая переменная — глубина вложенности. Ее исходное значение — 0, при каждом появлении оператора MACRO это значение увеличивается на 1, при каждом появлении  оператора MEND — уменьшается на 1. Если при глубине вложенности 0 появляется оператор MACRO, в Таблицу имен макроопределений заносится новый элемент, и текст  макроопределения записывается в Таблицу  макроопределений — до тех пор, пока глубина вложенности не станет равной 0.

 

Появление оператора MACRO при  глубине вложенности, большей 0 не приводит к созданию нового элемента в Таблице  имен макроопределений.

 

Таким образом, в Таблице  имен макроопределений имеется строка только для самого внешнего макроопределения, а все вложенные пока «не видны» и находятся внутри текста внешнего в Таблице макроопределений.

 

2-й проход Макропроцессора  при обработке макровызова считывает  текст макроопределения в некоторый  буфер и прежде всего рекурсивно вызывает для его обработки Макропроцессор.

 

Для вложенного вызова Макропроцессора  доступны Таблица макроопределений и Таблица имен макроопределений, новые макроопределения, обнаруженные рекурсивным вызовом заносятся в конец этих таблиц.

 

При возврате из рекурсивного вызова макроопределения, дописанные им, удаляются из таблиц.

 

Макрокоманды внутри макроопределений

 

В отличие от предыдущего, это средство может быть весьма полезным. Прежде всего — для часто употребляемых макрокоманд, могут быть включены в библиотеки макроопределений — системные или пользовательские. Это может весьма упростить создание новых макроопределений.

 

Для обеспечения такой  возможности достаточно сделать  рекурсивным только 2-й проход Макропроцессора. В нем несколько усложняется  анализ операторов макроопределения. В ветви «Другой» (на нашей схеме  алгоритма она начинается с блока) 2-й проход Макропроцессора должен распознавать макрокоманду и, если оператор — макрокоманда, вызывать сам себя. Распознавание макрокоманды — методом  исключения: если оператор — не оператор Макроязыка, не директива Ассемблера и не машинная команда, то он считается  макрокомандой и ищется в Таблице  имен макроопределений. Для рекурсивного вызова создается новая Таблица  локальных переменны (и параметров). Таблица глобальных переменных и индекс уникальных меток используются общие.

 

Некоторая сложность возникает  в том случае если вложенные марокоманды — библиотечные. В нашем алгоритме 1-го прохода содержимое макроопределения (то, что лежит между операторами MACRO и MEND) не анализировалось, следовательно, определения вложенных макрокоманд не заносились в Таблицы макроопределений и имен макропредолений. Есть два варианта решения этой проблемы:

 

u  На 1-м проходе все же распознавать вложенные макровызовы и включать макроопределения их в таблицы.

 

u  Выполнять это на 2-м проходе: при появлении оператора, не распознанного ни как оператор Макроязыка, ни как директива Ассемблера, ни как машинная команда и ни как макрокоманда, определение которой уже есть в наших таблицах, считать его библиотечной макрокомандой и искать ее макроопределение в библиотеках. Если макроопределение найдено, оно добавляется в наши таблицы. Нет необходимости удалять из таблиц определение вложенной библиотечной макрокоманды при завершении обработки внешнего макровызова: оно может потребоваться при обработке и последующих макровызовов.

 

Качественное расширение возможностей

 

Активное и грамотное  применение макросредств может сделать  работу программиста весьма продуктивной. Так, затратив определенные усилия на создание библиотеки макроопределений, программист может превратить язык Ассемблера в качественно новый  язык, который будет обладать некоторыми свойствами языка высокого уровня. Программист может сделать этот язык в известной степени проблемно-ориентированным, то есть в максимальной степени приспособленным  для тех задач, которые решает его разработчик. Вкратце опишем те основные направления, по которым  может идти расширение возможностей Ассемблера за счет макросредств.

 

Структурный Ассемблер

 

В виде макрокоманд могут  быть реализованы операторы, близкие  к операторам управления потоком  вычисления в языках высокого уровня (условные операторы, ветвления, различные  виды циклов). Известным примером такого расширения является язык Макроассемблера BCPL — предшественник языка C.

 

Объектно-ориентированный  Ассемблер

 

Макросредства могут обеспечить и реализацию свойств объектно-ориентированного программирования — в большей  или меньшей степени.

 

Простейшее расширение Ассемблера ОО свойствами предполагает введение макрокоманды определения объекта (или резервирования памяти для объекта). В макрокоманде указывается тип  объекта и она употребляется вместо директив DC/BSS. Для типа могут быть созданы макрокоманды-операции. В этом варианте может быть воплощен принцип полиморфизма, так как одна и та же операция может быть допустимой для разных типов. (Например, одна команда сложения для всех типов — чисел, независимо от из разрядности и формы представления). Принцип инкапсуляции реализуется здесь в том смысле, что программист, использующий макрокоманды не должен знать внутренней структуры объекта и подробности выполнения операций над ним, защиту же внутренней структуры организовать гораздо сложнее.

 

Имеются примеры разработок, в которых на уровне Макроязыка созданы  и средства описания классов, включающие в себя наследование классов со всеми  вытекающими из него возможностями.

 

Переносимый машинный язык

 

Макросредствами может быть обеспечен полнофункциональный  набор команд некоторой виртуальной  машины. Программа пишется на языке  этой виртуальной машины. Для разных платформ создаются библиотеки макроопределений, обеспечивающие расширение макровызовов в команды данной целевой платформы. Программа, таким образом, становится переносимой на уровне исходного  текста. Поскольку макроопределение может быть построено так, чтобы  генерировать неизбыточный код для каждого конкретного вызова, программа на языке виртуальной машины не будет уступать в эффективности программе, сразу написанной на языке целевого Ассемблера.