Compiladores. Bruno Lopes. Bruno Lopes Compiladores 1 / 30. Instituto de C

Transcrição

1 ompiladores Análise Sintática Bruno Lopes Bruno Lopes ompiladores 1 / 30

2 Front-end Lida com a linguagem de entrada Teste de pertinência: código fonte linguagem fonte? Programa está bem formado? Sintaticamente? Semanticamente? ria um código intermediário Bruno Lopes ompiladores 2 / 30

3 Front-end ódigo Fonte Analisador Léxico Token Analisador Sintático Árvore Sintaxe de Gerador de ódigo Intermediário ódigo de três endereços Tabela de Símbolos Bruno Lopes ompiladores 3 / 30

4 Parser onstrução onverter uma especificação de linguagem em código. 1 Gramática Livre de ontexto 2 Autômato de Pilha 3 Transformar em código Bruno Lopes ompiladores 4 / 30

5 Análise Sintática Determina a estrutura sintática Verifica se a entrada está bem formada Entrada Sequência de tokens Árvore sintática Representação intermediária Bruno Lopes ompiladores 5 / 30

6 Análise Sintática Determina a estrutura sintática Verifica se a entrada está bem formada Entrada Sequência de tokens Árvore sintática Representação intermediária Bruno Lopes ompiladores 5 / 30

7 Análise Sintática Determina a estrutura sintática Verifica se a entrada está bem formada Entrada Sequência de tokens Árvore sintática Representação intermediária Bruno Lopes ompiladores 5 / 30

8 Análise Sintática Requisitos Modelo matemático da sintaxe Algoritmo Por que não usar ERs? a n b n Bruno Lopes ompiladores 6 / 30

9 Análise Sintática Requisitos Modelo matemático da sintaxe Algoritmo Por que não usar ERs? a n b n Bruno Lopes ompiladores 6 / 30

10 Análise Sintática Sintaxe definida por regras Regras são recursivas Gramáticas Livres de ontexto BNF Bruno Lopes ompiladores 7 / 30

11 Gramáticas Livres de ontexto G = V, T, P, S V Não-terminais T Terminais P onjunto de regras de produção S Símbolo inicial Gramática X adeia X Derivação X Parsing Bruno Lopes ompiladores 8 / 30

12 Gramáticas Livres de ontexto G = V, T, P, S V Não-terminais T Terminais P onjunto de regras de produção S Símbolo inicial Gramática X adeia X Derivação X Parsing Bruno Lopes ompiladores 8 / 30

13 Gramáticas e derivações Recurssão BNF X EBNF Árvore sintática Árvore sintática abstrata Árvore sintática mais à direita Árvore sintática mais à esquerda Gramática ambígua Gramática ambígua ompiladores diferentes podem fazer interpretações diferentes! Bruno Lopes ompiladores 9 / 30

14 Gramáticas e derivações Recurssão BNF X EBNF Árvore sintática Árvore sintática abstrata Árvore sintática mais à direita Árvore sintática mais à esquerda Gramática ambígua Gramática ambígua ompiladores diferentes podem fazer interpretações diferentes! Bruno Lopes ompiladores 9 / 30

15 Gramática ambígua omo detectar e remover ambiguidade? Detectar: indecidível Remover: não existe algoritmo Expressões? Else pendente? Aninhamentos? omo se implementa? Bruno Lopes ompiladores 10 / 30

16 Gramática ambígua omo detectar e remover ambiguidade? Detectar: indecidível Remover: não existe algoritmo Expressões? Else pendente? Aninhamentos? omo se implementa? Bruno Lopes ompiladores 10 / 30

17 Gramática ambígua omo detectar e remover ambiguidade? Detectar: indecidível Remover: não existe algoritmo Expressões? Else pendente? Aninhamentos? omo se implementa? Bruno Lopes ompiladores 10 / 30

18 Linguagem Tiny program -> stmt-sequence stmt-sequence -> stmt-sequence ; statement statement statement -> if-stmt repeat-stmt assign-stmt read-stmt if-stmt -> if exp then stmt-sequence end if exp then stmt-sequence else stmt-sequence end repeat-stmt -> repeat stmt-sequence until exp assign-stmt -> identifier := exp read-stmt -> read identifier write-stmt -> write exp write-stmt exp -> simple-exp comp-op simple-exp simple-exp comp-op -> < = simple-exp -> simple-exp addop term term addop -> + - term -> term mulop factor factor mulop -> * / factor -> ( exp ) number identifier Bruno Lopes ompiladores 11 / 30

19 Linguagem Tiny { Fatorial na linguagem Tiny } read x; if 0 < x then fact := 1; repeat fact := fact * x; x := x - 1 until x = 0 write fact end Bruno Lopes ompiladores 12 / 30

20 Linguagem Tiny read u; read v; { input: two integers } if v = 0 then v := 0 else repeat temp := v; v := u - u /v * v; u := temp until v = 0 end; write u; Bruno Lopes ompiladores 13 / 30

21 onstrução de parsers Top-down Bottom-up Bruno Lopes ompiladores 14 / 30

22 Top-down 1 onstrua o nó raiz da árvore 2 Repita, até que o nível inferior da árvore corresponda a string de entrada 1 Em um nó da árvore rotulado com um símbolo não terminal A, selecione uma produção com A no lado esquerdo, e construa uma sub-árvore para cada símbolo no lado direito da produção 2 Quando um símbolo terminal é adicionado na borda da árvore e ele não corresponde a entrada, retroceda 3 Encontre o próximo nó a ser expandido Bruno Lopes ompiladores 15 / 30

23 0. goal -> exp 1. exp -> exp + term 2. exp - term 3. term 4. term -> term * factor 5. term / factor 6. factor 7. factor -> ( exp ) 8. number 9. id Entrada x - 2 * y Bruno Lopes ompiladores 16 / 30

24 Top-down: implementação Segue a sintaxe da EBNF Entrada: Vetor com tokens Mantém: índice para o token atual Bruno Lopes ompiladores 17 / 30

25 Top-down: implementação Terminais Testa token atual aso token seja compatível, avança; senão falha Bruno Lopes ompiladores 18 / 30

26 Top-down: implementação Sequência Testa cada termo Falha no primeiro incompatível Bruno Lopes ompiladores 19 / 30

27 Top-down: implementação Produções alternativas Guarda o índice atual Testa a primeira opção Se falhar, volta para o índice guardado e testa a segunda opção; assim por diante Bruno Lopes ompiladores 20 / 30

28 Top-down: implementação Repetição Repete os passos até algum termo falhar Bruno Lopes ompiladores 21 / 30

29 Top-down: implementação Não terminal Procedimento separado Bruno Lopes ompiladores 22 / 30

30 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> char token; Bruno Lopes ompiladores 23 / 30

31 void error(void){ fprintf(stderr, "Error\n"); exit(1); } void match(char expectedtoken) { if (token == expectedtoken) token = getchar(); else error(); } Bruno Lopes ompiladores 24 / 30

32 int exp(void){ int temp = term(); while ((token == "+") (token == "-")) switch (token){ case + : match( + ); temp+= term; break; case - : match( - ); temp-= term; break; } return temp; } Bruno Lopes ompiladores 25 / 30

33 int term(void){ int temp = factor(); while (token == "*"){ match( * ); temp*= factor; } return temp; } Bruno Lopes ompiladores 26 / 30

34 int factor(void){ int temp; if (token == ( ) { match( ( ); temp = exp(); match( ) ); } else if (isdigit(token)){ ungetc(token, stdin); scanf("%d", &temp); token = getchar(); } else error(); return temp; } Bruno Lopes ompiladores 27 / 30

35 int main(){ int result; token = getchar(); result = exp(); if (token == \n ) printf("result = %d\n", result); else error(); return 0; } Bruno Lopes ompiladores 28 / 30

36 Analisador descendente recursivo Escolhas de produções erradas levam a desperdício de tempo! Parsers descendentes não conseguem manipular gramáticas recursivas à esquerda Recursões a serem manipuladas por parsers descendentes devem ser recursivas à direita (como converter?) Bruno Lopes ompiladores 29 / 30

37 exp -> exp + term exp - term se torna exp -> term exp term exp -> + term exp - term exp term Bruno Lopes ompiladores 30 / 30