Análise semântica. Análise Semântica. Estrutura de um compilador. Anotação da árvore sintática. Tipos de comunicação de atributos?

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1 Estrutura de um compilador Análise semântica Tradução orientada pela sintaxe 1 2 Análise Semântica Anotação da árvore sintática Análise semântica: Tipos (& Declarações) Escopo Checagens estáticas: Idéia: aproveitar o cálculo da árvore para propagar atributos que definem a semântica. Cada não-terminal tem um atributo associado Tipos: verificar se operadores são aplicados a operandos errados. Ex. somar uma variável a um nome de procedimento Exemplo: T.tipo = real, L.tipo = T.tipo Fluxo de controle: verificar se comandos que alteram fluxo de execução estão dentro de um contexto apropriado. Ex. Break Unicidade: Existem situações onde objetos devem ser definidos Os atributos vão ser comunicados entre uma única vez. Ex: rótulos do comando case os nós da árvore, a medida que vai sendo Relacionados ao nome: Em algumas linguagens, um mesmo nome deve aparecer duas ou mais vezes. Ex. Laços em Ada precisam ter construída. um nome que apareça no começo e fim da construção 3 4 Tipos de comunicação de atributos? Tipos de comunicação de atributos? Atributos Sintetizados Atributos Sintetizados Atributos Herdados 5 6

2 1. Regras Semânticas 2. Esquemas de Tradução 1. Regras Semânticas: T int T real L L, id L id Regras Semânticas L.tipo := T.tipo T.tipo := inteiro T.tipo := real L.tipo := L.tipo 7 8 Como definir atributos semânticos? 1. Regras Semânticas: Como definir atributos semânticos? 1. Regras Semânticas: T int T real L L, id L id Regras Semânticas L.tipo := T.tipo T.tipo := inteiro T.tipo := real L.tipo := L.tipo T int T real L L 1, id L id Regras Semânticas L.tipo := T.tipo T.tipo := inteiro T.tipo := real L 1.tipo := L.tipo 9 10 Como fazer a avaliação Em tempo de compilação, obter uma ordem de classificação a partir da classificação topológica do grafo de dependências Ordenação topológica = que respeita a ordem parcial definida pelo grafo de dependências. Como avaliar atributos Dependência define ordem de avaliação D T.tipo = real L.in = real real L.in = real, id 3 Esta abordagem pode falhar quando este grafo possui ciclos L.in = real, id 1 id

3 Como avaliar atributos Dependência define ordem de avaliação D Como avaliar atributos Dependência define ordem de avaliação D 4 T.tipo = real 5 L.in = real 6 4 T.tipo = real 5 L.in = real 6 real 9 7 L.in = real 8, L.in = real, 10 id 1 id 2 1 entrada id 3 2 entrada 3 entrada 13 real 9 7 L.in = real 8, L.in = real, 10 id 1 id 2 1 entrada id 3 2 entrada 3 entrada a 4 = real; a 5 = a 4 ; incluirtipo(id 3.lexema, a 5 ); a 7 = a 5 ; incluirtipo(id 2.lexema, a 7 ); a 9 = a 7 ; 14 incluirtipo(id 1.lexema, a 9 ); Tradução Dirigida Pela Sintaxe Análise Semântica e Geração de Código coordenada pela árvore sintática produzida T int real L L, id id Regras Semânticas 2. Esquemas de Tradução Esquemas de tradução: Regras semânticas são expressadas como ações sobre não-terminais no lado direito de uma produção (similar ao YACC) T int {T.tipo := inteiro} D T {L.in := T.tipo} L Como implementar os esquemas de tradução? Esquemas gerais são difíceis de construir Restringe-se a classes de esquemas: S-atribuídos: contém apenas atributos sintetizados (bottom-up) ações semânticas dispostas à direita das produções T int {T.tipo := inteiro} 17 18

4 Implementação de esquemas S-atribuídos Implementação de esquemas S-atribuídos Bottom-up Parser Bottom-up Parser Atributos sintetizados são avaliados à medida que a cadeia de entrada é reconhecida pelo analisador Usa duas pilhas para reconhecer a sentença de entrada : estado + atributo Atributos sintetizados são avaliados à medida que a cadeia de entrada é reconhecida pelo analisador Usa duas pilhas para reconhecer a sentença de entrada : estado + atributo topo Estado X Y Z Atributo X.x Y.y Z.z Exemplo (Implem. S-atribuídos) Produções L E = + T E T T T 1 *F Código print(atributo[topo]) Atributo[ntopo]:= Atributo[topo-2] + Atributo[topo] Atributo[ntopo]:= Atributo[topo-2] * Atributo[topo] Como implementar os esquemas de tradução? Esquemas gerais são difíceis de construir Restringe-se a classes de esquemas: T F F (E) F digit Atributo[ntopo]:= Atributo[topo-1] Atributo[topo]:= digit.lexval L-atribuídos: restringem o uso de atributos herdados D T {L.in := T.tipo} L ntopo = topo-r+1 onde a produção com r símbolos a direita é reduzida Implementação de Esquemas L-atribuídos Esquemas de tradução L-atribuídos Podem ser avaliados por uma busca em profundidade Um esquema de tradução é L-atribuído se: cada atributo herdado de X j com 1 j n do lado direito de A X 1 X 2 X n depende somente: dos atributos dos símbolos X 1 X 2 X i-1 à esquerda de X j na produção, e dos atributos herdados de A Todo o esquema S-atribuído é L-atribuído pois as restrições acima aplicam-se somente a atributos herdados 23 Procedure dfvisit (n : node); Begin End Para cada filho m i de n, da esquerda para direita, faça Avalie os atributos herdados de m Dfvisit(m i ) Avalie os atributos sintetizados de n 24

5 Exemplo Exemplo A BC B.h := f 1 C.h := f 2 (B.s) A.s := f 3 (C.s) A BC B.h := f 1 C.h := f 2 (B.s) A.s := f 3 (C.s) Sim, todas as dependências estão satisfeitas. A DE E.h := f 4 D.h := f 5 (E.s) A.s := f 6 (D.s) 25 A DE E.h := f 4 D.h := f 5 (E.s) A.s := f 6 (D.s) Não, o atributo herdado de D depende do atributo sintetizado de E e E está à direita de D. 26 Implementação de esquemas L-atribuídos Facilmente realizada através da análise descendente (top-down) Não admite recursividade à esquerda Possibilita o uso conjunto de atributos herdados e sintetizados, com alguns cuidados: Um atr. herdado para um símbolo à direita de uma produção deve ter sido computado antes. Uma régra não pode referenciar um atr. sintetizado de um símbolo mais à direita. Um atr. sintetizado de um símbolo à esquerda só pode ser computado após o cálculo de todos os atributos que referencia. 27 Árvore de derivação para A digit {X.h := digit.lexval} X {A.s :=X X digit {X 1.h := X.h + digit.lexval} X 1 {X.s := X 1 X ε {X.s := X.h} Top Down ε 28 Árvores de sintaxe abstrata Exemplo: Sentença 2*3+4 Nem sempre se calcula diretamente o valor final do atributo! Pode-se calcular, com as regras semânticas, uma representação intermediária: Árvore de sintaxe abstrata Forma condensada da árvore de derivação Somente operandos da linguagem aparecem como folhas Operadores são nós interiores Desaparecem produções do tipo A B, B C 29 Árvore de derivação Árvore de sintaxe 30

6 Construção da árvore de sintaxe Esquema de tradução para expressões + T {E.val := E 1.val + T.val} Produções E E 1 + T T E T T (E) T id T num Regras semânticas E.ptr := geranodo( +, E 1.ptr, T.ptr) E.ptr := geranodo( -, E 1.ptr, T.ptr) E.ptr := T.ptr T.ptr := E.ptr T.ptr := gerafolha( id, id.nome) T.ptr := gerafolha( num, num.lexval) 31 T E T T (E) T num {E.val := E 1.val - T.val} {E.val := T.val} {T.val := E.val} {T.val := num.val} Eliminando a recursão e modificando as regras E T {R.h := T R {E.s :=R E + T {R 1.h := R.h + T R 1 {R.s :=R 1 E - T {R 1.h := R.h - T R 1 {R.s :=R 1 E ε {R.s := R.h} T (E) {T.s := E 32 T num {T.s := num.lexval} Exemplo 2 esquema L-atribuído S A {B.h = A.s } B {C.h = B C { S.s = A.s + B.s + C.s } A (num 1 + num 2 ) {A.s = num 1.val + num 2.val} B A { B 1.h = A B 1 {C.h = B 1 C {B.s = A.s + B 1.s + C B (num 1 * num 2 ) {B.s = B.h + num 1.s * num 2 C (num 1 num 2 ) {C.s = C.h + num 1.s num 2 Uso de análise bottom-up com gramáticas L-atribuídas Problema com os atributos herdados Eles vêm dos pais, que serão avaliados depois dos filhos (ação efetuada ao fazer um Reduce!) Deve-se executar uma ação na parte do meio de uma régra: A -> X { Y.h = f(x.s) ; } Y Efetuar o cálculo referente ao string de entrada: (5+3)(7+2)(1*6)(2-4)(5-2) 33 Para isso, basta introduzir um não-terminal artificial na GLC: A -> X Xacao Y Xacao -> { Y.h = f(x.s) ; } (obs: é preciso memorizar um contexto para saber o que são Y.h e X.s na nova regra!) 34 Implementação de esquemas de tradução L-atribuídos Procedure dfvisit (n : node); Begin End Para cada filho m i de n, da esquerda para direita, faça Avalie os atributos herdados de m i Dfvisit(m i ) Avalie os atributos sintetizados de n Exemplo de implementação top-down A A 1 digit {A.val := A 1.val + digit.lexval} A digit {A.val := digit.lexval} Possibilita uma análise bottom-up! Exemplo: derivação de

7 Transformação em esquema L-atribuído A A 1 digit {A.val := A 1.val + digit.lexval} A digit {A.val := digit.lexval} Eliminando a recursividade Cria-se dois tipos de atributos (s e h) A digit {X.h := digit.lexval} X {A.s :=X X digit {X 1.h := X.h + digit.lexval} X 1 {X.s:= X 1 Árvore sintática expressão x y X ε {X.s := X.h} Árvore sintática expressão x y Bibliografia e Exercícios Livro Price e Toscani. Capítulo 4. Todos txercícios. Aho, Sethi, Ullma. Capitulo 5, seções 5.1 a 5.6. Exercícios 5.1 a