Construção de Compiladores Aula 18 - Análise Sintática Ascendente

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1 Construção de Compiladores Aula 18 - Análise Sintática Ascendente Bruno Müller Junior Departamento de Informática UFPR 10 de Novembro de 2014

2 Bruno Müller 5 Implementação Junior Departamento de Informática UFPR 1 Abordagem/Bibliografia Conceituação 2 Análisadores Ascendentes Parser LR Funcionamento do Parser LR 3 Algoritmo Tabela de Desvios Tabela de Ações 4 Execução Situação inicial Andamento

3 Abordagem/Bibliografia As aulas de LR foram montadas a partir do artigo LR Parsing, A. V. AHO, S. C. JOHNSON, ACM Computing Surveys, Vol 6, No 2, June Sugerimos fortemente a leitura deste artigo. É muito bem escrito, muito didático. Outros exemplos usados aqui estão no livro do Tomasz.

4 Conceituação Conceituação Analisadores Sintáticos Ascendentes são uma categoria de A.S. que constróem a árvore de derivação da direita para a esquerda. Dentre os analisadores desta categoria, destacam-se os LR (left to right parsing producing rightmost derivation), que serão alvo do estudo. Uma das diferenças mais importantes dos ascententes para os descendentese (já estudados) é a forma de usar a produção para construir a árvore. Por exemplo, seja a produção A b: um analisador descendente cria o A e depois o nó folha b (analisa a produção da esquerda para a direita). um analisador ascendente trata cria primeiro nó folha b e depois usa a produção para construir o nó A (analisa a produção da direita para a esquerda).

5 Análisadores Ascendentes Existem vários analisadores sintáticos nesta categoria: Análise de precedência simples Análise de precedência de operadores Análise LR, que também tem várias abordagens: SLR(0) SLR(1) LALR(1) LR(1) Os métodos LR acima foram listados do mais restrito para o mais geral. Iremos estudar somente o SLR(0) e o SLR(1), sugerindo como funcionam os demais. O bison usa o método LALR(1).

6 Parser LR Parser LR Entrada... Floresta com sub Árvores Analisador Sinático (Parser) LR Tabela Ações Tabela Desvios

7 Funcionamento do Parser LR A figura mostra vários componentes: Entrada contém α; Parser código executável; Floresta estrutura de dados auxiliar; Tabela ação matriz obtida a partir de G; Tabela desvios matriz obtida a partir de G; Os únicos componentes mutáveis, e que dependem da gramática são as duas tabelas. Estudaremos: Como funciona o algoritmo com tabelas dadas (G). Como construir as tabelas SLR(0) - a mais restrita; Como criar tabelas para classes mais amplas de gramáticas com SLR(1); Sugerir como estender ainda mais (LR(1), LALR(1)).

8 Algoritmo Vamos agora mostrar como funciona o algoritmo para uma gramática (e as tabelas correspondentes). G = {L L# 1 L L, E 2 L E 3 L a 4 L b 5 Tabela de Desvios L E a b, # Tabela de Ações a b, # 0 e e 1 e A 2 R 2 R 2 3 R 3 R 3 4 R 4 R 4 5 e e 6 R 1 R 1

9 Tabela de Desvios Tabela de Desvios Cada linha da tabela corresponde a um nó de um grafo. A tabela de desvios representa a tabela de transição dos entre os nós. start L 0 b 4 E a 1 2 3, 5 E 6 a b Tabela de Desvios L E a b, # G = {L L# 1 L L, E 2 L E 3 L a 4 b 5

10 Tabela de Ações Tabela de Ações A tabela de ações é quem indica o que deve ser feito na entrada e na floresta. São quatro ações possíveis: e (empilha) cria um novo nó com o token atual (consome o token) e vai para o token seguinte. R (Reduz) agrupa um conjunto de sub-árvores em um único nó; A (Aceita) indica que a entrada faz parte da gramática; (erro) indica erro sintático;

11 Execução Cada passo do parser usa como parâmetros: o token de entrada; a floresta de sub-árvores; os estados, que podem ser visto como: uma linha das tabelas; o estado indicado no topo de cada árvore (cada árvore tem que ter um estado no topo); Aqui será visto uma descrição informal do alagoritmo. A descrição formal pode ser encontrada no artigo usado como referência.

12 Situação inicial Situação inicial No início: o token é o primeiro símbolo da entrada; o estado inicial é zero;

13 Andamento Andamento Início do algoritmo: árvore vazia, rotulada (0); o primeiro token fica em evidência na entrada (α); Executa a ação indicada por Ação(0,a)=e; Empilhar significa retirar o token corrente da entrada e criar uma nova árvore com aquele token. α =a,b# (0)

14 Andamento Resultado de empilhar a: foi criada uma nova árvore. α =a,b# Porém Toda árvore tem de ter um estado. Para fazê-lo, usar a tabela de desvios: Desvio(0,a)=3. (0) a

15 Andamento Após colocar estado em a: executa ação indicada pelo estado da última árvore com a entrada. α =a,b# Ação(3,,)=R 3 ). anda na entrada. Reduzir significa colocar um novo nó sobre as últimas árvores. (0) (3) a

16 Andamento R 3 quer dizer aplicar a redução indicada na regra 3, ou seja: E a. α =a,b# O estado da nova árvore é obtido ao aplicar a tabela de desvio com o estado à esquerda e a variável no topo da árvore sem estado: Desvio(0,E)=2 (0) (2) E a

17 Andamento seja e o estado da árvore mais à direita, x o token da entrada e E o estado da árvore sem estado (se houver). Então o algoritmo é uma repetição dos seguintes passos: Verifique qual ação a ser executada em Ação(e,x). empilha cria nova árvore com x; Estado da árvore é Desvio(e,x); vai para próximo token; Reduz executa redução indicada sobre as últimas árvores; Estado da árvore é Desvio(e,E) Erro aborta (α / L(G)) Aceita α L(G)

18 Andamento Execução Ação(2,,)=R 2 Desvio(0,,)=1 α =a,b# (1) (5) L (0) E a Ação(1,,)=e Desvio(1,,)=5 α =a,b# (1) (5) L, (0) E a

19 Andamento Execução Ação (5,b)=e Desvio(5,b)=4 α =a,b# (1) (5) L, (4) E b (0) a Ação (4,#)=R 4 Desvio(5,E)=6 α =a,b# (1) (5) (6) L, E (0) E a b

20 Andamento Execução Ação (6,#)=R 1 Desvio(0,L)=1 (1) α =a,b# L L, E (0) E a b Ação (1,#)=A α =a,b#

21 Implementação A demonstração de funcionamento do algoritmo usando uma árvore é didática, mas não é prática. Uma implementação prática usa uma pilha, que representa os estados de todas as árvores da floresta. Passo Pilha Entrada Início 0 a,b# 1 0 3,b# 2 0 2,b# 3 0 1,b# b# # # # #

22 Exercícios Exercícios Use a mesma gramática para verificar as seguintes entradas: α 1 = a# α 2 = a,# α 3 = ab# α 4 = a,b,a#