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Alex Sandro Garzão
Alex Sandro Garzão

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Lendo dados da entrada padrão (stdin)

Para quem não está acompanhando o POJ (Pascal on the JVM) é um compilador que transforma um subset de Pascal para JASM (Java Assembly) de forma que possamos usar a JVM como ambiente de execução.

Na última postagem foi abordado contextos (do parser) e sentenças aninhadas. Nesta publicação vamos falar sobre as alterações necessárias para possibilitar a leitura de dados da entrada padrão (stdin), isso utilizando a função read/readln do Pascal.

Como estamos compilando para a JVM faz-se necessário detalhar o funcionamento de vários pontos desta incrível máquina virtual. Com isso, em vários momentos eu detalho o funcionamento interno da JVM bem como algumas das suas instruções (opcodes).

Lendo dados de stdin (entrada padrão)

Standard input (stdin) é o stream do qual um programa lê seus dados de entrada. Até o momento tínhamos suporte ao stdout (saída padrão) apenas.

Neste commit foi implementado um programa em Java para entendermos como a JVM lida com stdin:

public class InputData {
    public static String name;
    public static int age;

    public static void main(String[] args) {
        name = System.console().readLine();
        age = Integer.parseInt(System.console().readLine());
        System.out.println("You entered string " + name);
    }
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Quando desassemblamos o arquivo class obtemos o assembly abaixo. Trechos irrelevantes foram omitidos, bem como o trecho original (em Java) que deu origem ao assembly foi inserido com ";;":

 1: public class InputData {
 2:     ;; public static String name;
 3:     public static name java/lang/String
 4: 
 5:     ;; public static int age;
 6:     public static age I
 7:
 8:     public static main([java/lang/String)V {
 9:         ;; name = System.console().readLine();
10:         invokestatic java/lang/System.console()java/io/Console
11:         invokevirtual java/io/Console.readLine()java/lang/String
12:         putstatic InputData.name java/lang/String
13:
14:         ;; age = Integer.parseInt(System.console().readLine());
15:         invokestatic java/lang/System.console()java/io/Console
16:         invokevirtual java/io/Console.readLine()java/lang/String
17:         invokestatic java/lang/Integer.parseInt(java/lang/String)I
18:         putstatic InputData.age I
19:
20:         ;; System.out.println("You entered string " + name);
21:         getstatic java/lang/System.out java/io/PrintStream
22:         getstatic InputData.name java/lang/String
23:         invokedynamic makeConcatWithConstants(java/lang/String)java/lang/String {
                invokestatic java/lang/invoke/StringConcatFactory.makeConcatWithConstants(java/lang/invoke/MethodHandles$Lookup, java/lang/String, java/lang/invoke/MethodType, java/lang/String, [java/lang/Object)java/lang/invoke/CallSite
                ["You entered string "]
            }
24:
25:         invokevirtual java/io/PrintStream.println(java/lang/String)V
26:
27:         return
    }
}
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Com este exemplo foi possível identificar que para ler dados da stdin era necessário utilizar a instrução System.console().readLine() (linhas 11 e 16). E como readLine() retorna uma string, para lermos números era necessário converter com o uso da função Integer.parseInt (linha 17).

Dito isso, a partir do programa Pascal abaixo:

program NameAndAge;
var
    myname: string;
    myage: integer;
begin
    write('What is your name? '); readln(myname);
    write('How old are you? '); readln(myage);
    writeln;
    writeln('Hello ', myname);
    writeln('You are ', myage, ' years old');
end.
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O POJ foi ajustado para gerar o seguinte JASM:

// Code generated by POJ 0.1
public class name_and_age {
    ;; var myname: string;
    public static myname java/lang/String

    ;; var myage: integer;
    public static myage I

    ;; procedure main
    public static main([java/lang/String)V {
        ;; write('What is your name? ');
        getstatic java/lang/System.out java/io/PrintStream
        ldc "What is your name? "
        invokevirtual java/io/PrintStream.print(java/lang/String)V

        ;; readln(myname);
        invokestatic java/lang/System.console()java/io/Console
        invokevirtual java/io/Console.readLine()java/lang/String
        putstatic name_and_age.myname java/lang/String

        ;; write('How old are you? ');
        getstatic java/lang/System.out java/io/PrintStream
        ldc "How old are you? "
        invokevirtual java/io/PrintStream.print(java/lang/String)V

        ;; readln(myage);
        invokestatic java/lang/System.console()java/io/Console
        invokevirtual java/io/Console.readLine()java/lang/String
        invokestatic java/lang/Integer.parseInt(java/lang/String)I
        putstatic name_and_age.myage I

        ;; writeln;
        getstatic java/lang/System.out java/io/PrintStream
        invokevirtual java/io/PrintStream.println()V

        ;; writeln('Hello ', myname);
        getstatic java/lang/System.out java/io/PrintStream
        ldc "Hello "
        invokevirtual java/io/PrintStream.print(java/lang/String)V
        getstatic java/lang/System.out java/io/PrintStream
        getstatic name_and_age.myname java/lang/String
        invokevirtual java/io/PrintStream.print(java/lang/String)V
        getstatic java/lang/System.out java/io/PrintStream
        invokevirtual java/io/PrintStream.println()V

        ;; writeln('You are ', myage, ' years old');
        getstatic java/lang/System.out java/io/PrintStream
        ldc "You are "
        invokevirtual java/io/PrintStream.print(java/lang/String)V
        getstatic java/lang/System.out java/io/PrintStream
        getstatic name_and_age.myage I
        invokevirtual java/io/PrintStream.print(I)V
        getstatic java/lang/System.out java/io/PrintStream
        ldc " years old"
        invokevirtual java/io/PrintStream.print(java/lang/String)V
        getstatic java/lang/System.out java/io/PrintStream
        invokevirtual java/io/PrintStream.println()V

        return
    }
}
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Este commit implementa as alterações necessárias no parser do POJ.

Aqui está o PR completo.

Próximos passos

Na próxima publicação vamos concluir um dos objetivos deste projeto: cálculo do fatorial de forma recursiva.

Código completo do projeto

O repositório com o código completo do projeto e a sua documentação está aqui.

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