Como construir um compilador utilizando ferramentas Java

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1 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java p. 1/4 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java Aula 9 Construção da árvore sintática Prof. Márcio Delamaro delamaro@icmc.usp.br

2 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java p. 2/4 O que temos até agora JavaCC javac prog.x kfdfdjkfdsjkfdsjkfdkfdsjk kfdfdjkfdsjkfdsjkfdkfdsjk kfdfdjkfdsjkfdsjkfdkfdsjk kfdfdjkfdsjkfdsjkfdkfdsjk kfdfdjkfdsjkfdsjkfdkfdsjk kfdfdjkfdsjkfdsjkfdkfdsjk langx Analisador Sintático Erros sintáticos Não erros

3 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java p. 3/4 O que queremos JavaCC javac prog.x kfdfdjkfdsjkfdsjkfdkfdsjk kfdfdjkfdsjkfdsjkfdkfdsjk kfdfdjkfdsjkfdsjkfdkfdsjk kfdfdjkfdsjkfdsjkfdkfdsjk kfdfdjkfdsjkfdsjkfdkfdsjk kfdfdjkfdsjkfdsjkfdkfdsjk langx Analisador Sintático Erros sintáticos Não erros

4 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java p. 4/4 O que é árvore sintática Dada a GLC, uma árvore sintática é uma árvore rotulada cuja raiz tem sempre o não-terminal inicial como rótulo. Numa derivação S α 1 α 2...α n o nó S tem como filhos n nós rotulados α 1 até α n.

5 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java p. 5/4 Exemplo class test class test2 program classlist EOF classdecl classlist class test classbody classdecl class test2 classbody

6 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java p. 6/4 Árvore sintática abstrata program classlist classdecl classlist test classbody classdecl λ test2 classbody λ

7 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java p. 7/4 Construção da árvore À medida que um não terminal é reconhecido, um nó da árvore é criado De baixo para cima Cada execução de um dos métodos associados aos não-terminais cria um nó da árvore e pendura nele os nós filhos.

8 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java p. 8/4 Construção da árvore Tokens reconhecidos naquele método e pelos outros nós criados pelas chamadas a outro métodos de não-terminais. Cada nó da árvore é representado por um objeto Java que possui referências a outro objetos, que são seus filhos. Nós diferentes são representados por objetos de diferentes classes.

9 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java p. 9/4 Hierarquia de classes Todas as classes que representam os nós têm uma superclasse em comum

10 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java p. 9/4 Hierarquia de classes Todas as classes que representam os nós têm uma superclasse em comum GeneralNode ClassDeclNode ListNode

11 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java p. 10/4 GeneralNode package syntactictree; import Token; abstract public class GeneralNode public Token position; public GeneralNode(Token x) position = x;

12 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java p. 11/4 Modificações no.jj cada método correspondente aos não-terminais pode retornar um valor. Cada um desses métodos retorna o nó que construiu, permitindo que o método que fez a chamada possa utilizar esse nó;

13 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java p. 11/4 Modificações no.jj cada método correspondente aos não-terminais pode retornar um valor. Cada um desses métodos retorna o nó que construiu, permitindo que o método que fez a chamada possa utilizar esse nó; cada token consumido pelo AS pode ser utilizado pelos métodos dos não-terminais para construir o nó da árvore. Para isso, basta atribuir o token que aparece na definição BNF para uma variável e, depois, utilizá-la na construção do nó;

14 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java p. 11/4 Modificações no.jj cada método correspondente aos não-terminais pode retornar um valor. Cada um desses métodos retorna o nó que construiu, permitindo que o método que fez a chamada possa utilizar esse nó; cada token consumido pelo AS pode ser utilizado pelos métodos dos não-terminais para construir o nó da árvore. Para isso, basta atribuir o token que aparece na definição BNF para uma variável e, depois, utilizá-la na construção do nó; a cada token e a cada chamada de um método de um não-terminal que aparecem nas definições BNF é possível associar código Java que é executado.

15 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java p. 12/4 classdecl retorno ClassDeclNode classdecl(recoveryset g) throws ParseEOFException : try <CLASS> <IDENT> [ <EXTENDS> <IDENT> ] classbody(g) catch (ParseException e) consumeuntil(g, e, "classdecl");

16 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java p. 13/4 classdecl tokens ClassDeclNode classdecl(recoveryset g) throws ParseEOFException : Token t1 = null; try t1 = <CLASS> <IDENT> [ <EXTENDS> <IDENT> ] classbody(g) catch (ParseException e) consumeuntil(g, e, "classdecl");

17 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java p. 14/4 classdecl tokens ClassDeclNode classdecl(recoveryset g) throws ParseEOFException : Token t1 = null, t2 = null, t3 = null; try t1 = <CLASS> t2 = <IDENT> [ <EXTENDS> t3 = <IDENT> ] classbody(g) catch (ParseException e) consumeuntil(g, e, "classdecl");

18 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java p. 15/4 classdecl nós filhos ClassDeclNode classdecl(recoveryset g) throws ParseEOFException : Token t1 = null, t2 = null, t3 = null; ClassBodyNode c1 = null; try t1 = <CLASS> t2 = <IDENT> [ <EXTENDS> t3 = <IDENT> ] c1 = classbody(g) catch (ParseException e) consumeuntil(g, e, "classdecl");

19 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java p. 16/4 classdecl retorno ClassDeclNode classdecl(recoveryset g) throws ParseEOFException : Token t1 = null, t2 = null, t3 = null; ClassBodyNode c1 = null; try t1 = <CLASS> t2 = <IDENT> [ <EXTENDS> t3 = <IDENT> ] c1 = classbody(g) return new ClassDeclNode(t1, t2, t3, c1); catch (ParseException e) consumeuntil(g, e, "classdecl");

20 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java p. 17/4 classdecl erro sintático ClassDeclNode classdecl(recoveryset g) throws ParseEOFException : Token t1 = null, t2 = null, t3 = null; ClassBodyNode c1 = null; try t1 = <CLASS> t2 = <IDENT> [ <EXTENDS> t3 = <IDENT> ] c1 = classbody(g) return new ClassDeclNode(t1, t2, t3, c1); catch (ParseException e) consumeuntil(g, e, "classdecl"); return new ClassDeclNode(t1, t2, t3, c1);

21 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java p. 18/4 classdecl ClassDeclNode classdecl(recoveryset g) throws ParseEOFException : Token t1 = null, t2 = null, t3 = null; ClassBodyNode c1 = null; try t1 = <CLASS> t2 = <IDENT> [ <EXTENDS> t3 = <IDENT> ] c1 = classbody(g) return new ClassDeclNode(t1, t2, t3, c1); catch (ParseException e) consumeuntil(g, e, "classdecl"); return new ClassDeclNode(t1, t2, t3, c1);

22 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java p. 19/4 ClassDeclNode package syntactictree; import Token; public class ClassDeclNode extends GeneralNode public Token name; public Token supername; public ClassBodyNode body; public ClassDeclNode(Token t1, Token t2, Token t3, ClassBodyNode c) //passa token de referência para construtor da superclasse super(t1); name = t2; supername = t3; body = c;

23 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java p. 20/4 ClassDeclNode package syntactictree; import Token; public class ClassDeclNode extends GeneralNode public Token name; public Token supername; public ClassBodyNode body; public ClassDeclNode(Token t1, Token t2, Token t3, ClassBodyNode c) //passa token de referência para construtor da superclasse super(t1); name = t2; supername = t3; body = c;

24 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java p. 21/4 ClassDeclNode package syntactictree; import Token; public class ClassDeclNode extends GeneralNode public Token name; public Token supername; public ClassBodyNode body; public ClassDeclNode(Token t1, Token t2, Token t3, ClassBodyNode c) //passa token de referência para construtor da superclasse super(t1); name = t2; supername = t3; body = c;

25 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java p. 22/4 classdecl exemplo class a extends b... ClassDeclNode Token: a Token: b ClassBodyNode

26 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java p. 23/4 Nó inicial ListNode program() throws ParseEOFException : RecoverySet g = First.program; ListNode l = null, d = null; <EOF> ( l = classlist(g) try <EOF> return l; catch (ParseException e) consumeuntil(g, e, "program"); [ d = program() ] ) return l;

27 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java p. 24/4 ListNode ListNode GeneralNode ListNode GeneralNode ListNode GeneralNode

28 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java p. 25/4 ListNode class a extends b... class b... class c... ListNode ClassDeclNode ListNode ClassDeclNode ListNode ClassDeclNode

29 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java p. 26/4 classlist ListNode classlist(recoveryset g) throws ParseEOFException : ClassDeclNode c = null; ListNode l = null; RecoverySet f = First.classlist.union(g); ( c = classdecl(f) [ l = classlist(g) ] ) return new ListNode(c, l);

30 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java p. 27/4 classbody ClassBodyNode classbody(recoveryset g) throws ParseEOFException : ListNode c = null, v = null, ct = null, m = null; VarDeclNode vd; ConstructDeclNode cd; MethodDeclNode md; Token t = null;

31 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java p. 28/4 classbody try t = <LBRACE> [c = classlist(f5)] (LOOKAHEAD(3) vd = vardecl(f2) <SEMICOLON> if ( v == null) v = new ListNode(vd); else v.add(vd); )*

32 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java p. 29/4 classbody (cd = constructdecl(f4) if ( ct == null) ct = new ListNode(cd); else ct.add(cd); )*

33 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java p. 30/4 classbody (md = methoddecl(f3) if ( m == null) m = new ListNode(md); else m.add(md); )*

34 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java p. 31/4 classbody <RBRACE> return new ClassBodyNode(t, c, v, ct, m); catch (ParseException e) consumeuntil(g, e, "classbody"); return new ClassBodyNode(t, c, v, ct, m);

35 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java p. 32/4 classbody exemplo class teste class a... class b... int c, d; string e, f; constructor (int g)... int h()...

36 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java p. 33/4 classbody exemplo ClassDeclNode Token: teste ClassBodyNode ListNode ListNode ListNode VarDeclNode ListNode ConstructDeclNode ListNode ClassDeclNode ListNode VarDeclNode MethodDeclNode ClassDeclNode

37 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java p. 34/4 Caso especial StatementNode StatementNode GeneralNode VarDeclNode AtribNode IfNode PrintNode

38 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java p. 35/4 statement StatementNode statement(recoveryset g) throws ParseEOFException : StatementNode s = null; try ( s = vardecl(f1) <SEMICOLON> s = atribstat(f1) <SEMICOLON> s = printstat(f1) <SEMICOLON>... ) return s;

39 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java p. 36/4 StatementNode exemplo int[][] m(string b[], int c) ; c = 0;

40 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java p. 37/4 StatementNode exemplo MethodDeclNode Token: int 2 Token: m MethodBodyNode ListNode BlockNode VarDeclNode ListNode ListNode Token: string ListNode VarDeclNode NopNode ListNode VarNode Token: int ListNode AtribNode Token: b 1 VarNode Token: c 0

41 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java p. 38/4 StatementNode exemplo II if ( a == b) if ( c < d ) a = 10; else b = 0; c = 1024;

42 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java p. 39/4 StatementNode exemplo II IfNode ExpreNode IfNode ExpreNode AtribNode BlockNode ListNode AtribNode ListNode AtribNode

43 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java p. 40/4 StatementNode exemplo III for ( i = 0 ; i < a; i = i + 1) for (j = i + 1; j < b; j = j + 1) b = 0; c = 1024;

44 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java p. 41/4 StatementNode exemplo III ForNode AtribNode ExpreNode AtribNode ForNode AtribNode ExpreNode AtribNode BlockNode ListNode AtribNode ListNode AtribNode

45 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java p. 42/4 ExpreNode outra exceção Assim como StatementNode, o ExpreNode é uma classe abstrata.

46 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java p. 42/4 ExpreNode outra exceção Assim como StatementNode, o ExpreNode é uma classe abstrata. Dela descendem tipos diferentes de nós.

47 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java p. 42/4 ExpreNode outra exceção Assim como StatementNode, o ExpreNode é uma classe abstrata. Dela descendem tipos diferentes de nós. CallNode, DotNode, IndexNode, NewObjectNode, AddNode, MultNode, RelationalNode, etc.

48 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java p. 43/4 ExpreNode exemplo a + b + c AddNode AddNode Token: + VarNode VarNode Token: + VarNode Token: c Token: a Token: b

49 Como construir um compilador utilizando ferramentas Java p. 44/4 ExpreNode exemplo II a + b.x < -3 * c[2] RelationalNode AddNode Token: < MultNode VarNode Token: + DotNode Token: * IndexNode Token: a VarNode Token: x UnaryNode VarNode intconstnode Token: b Token: - IntConstNode Token: c Token: 2 Token: 3