Trabalho de Linguagens Formais e Compilação

Transcrição

1 Trabalho de Linguagens Formais e Compilação Desenho de uma linguagem simples e do seu compilador para MIPS. (cod. 5387) Departamento de Informática Universidade da Beira Interior Ano lectivo 2012/ Introdução Este trabalho é parte constituinte da avaliação prática da Unidade Curricular de código 5387 designada por Linguagens Formais e Compilação, na sua edição de O trabalho visa o exercício dos conceitos e das técnicas básicas de desenho de processadores de linguagens e de compiladores expostos nas aulas da presente UC. Com tal este trabalho é estruturado em duas partes. A primeira parte do trabalho visa ilustrar a utilização de técnicas (e ferramentas computacionais associadas) de processamento de linguagens. Em particular as técnicas de analises léxica, sintáctica e semântica. A segunda parte visa a aplicação de técnicas e algoritmos de processamento e geração de código de baixo nível (MIPS, no contexto deste trabalho). 2 Descrição geral do trabalho O objectivo geral é a construção de um compilador simples para uma pequena linguagem de programação. 1

2 2.1 Primeira Parte Nesta parte pretende-se que seja definida a linguagem de programação e construído um pequeno front-end para esta linguagem. Assim pretende-se: O léxico e a gramática (formato BNF) da linguagem definida. Um analisador léxico para esta linguagem. Um analisador sintático. A versão preliminar de um analisador semântico que construa uma árvore de sintaxe abstracta e uma tabela de símbolo que permitam a execução do passo seguinte. Um tradutor da árvore de sintaxe abstracta para um (conjunto de) ficheiro(s) html que espelha a estrutura do programa fonte. 2.2 Segunda Parte O objectivo, mínimo, deste trabalho é construir um gerador de código MIPS para um subconjunto simples da linguagem definida no ponto anterior. Várias extensões, opcionais, são também objecto desta parte do trabalho. Estas extensões contemplam aumentar o âmbito da tradução e permitir que toda a linguagem definida na primeira parte seja traduzida para MIPS. 3 Trabalho Requerido Para começar, não há imposição da linguagem de programação por usar para resolver/implementar este trabalho. No entanto todas as disposições aqui listadas deverão ser tomadas em conta. 3.1 Primeira parte Esta componente do trabalho deverá ser entregue no dia 26 de Abril (conforme data afixada no site da UC e nos critérios de avaliação) e respeitar as modalidades de entrega descritas na secção 3.5. Define-se para esta componente diferentes momentos de realização que descrevemos a seguir e para os quais juntamos um conjunto de objectivos com respectiva indicação de data de realização. 2

3 3.1.1 Primeira etapa O primeiro passo consiste no planeamento da escrita do pequeno front-end. Como tal trata-se nesta fase da definição da própria linguagem de programação alvo, nomeadamente das entidades léxicas e de uma gramática adequada para linguagem alvo. A proposta de linguagem deverá ser apresentada ao regente da UC que a avaliará e, subsequentemente, a autorizará. Esta proposta deverá ser apresentada ao regente até ao dia 21 de Março Segunda etapa Pretende-se neste ponto que seja definido um analisador léxico e um analisador sintáctico (lexer, parser) de acordo com o primeiro ponto. As considerações transversais (subsecção 3.3), sobre a gestão dos erros, deverão ser respeitadas aqui. Data indicativa de realização: dia 11 de Abril Terceira etapa Pretende-se neste ponto a construção de um analisador semântico dos dados provenientes pelas fases anteriores (léxico e sintaxe). O analisador semântico, que prepara os dados para a fase seguinte, deve permitir listar, catalogar e pre-processar os diferentes elementos constituintes de um programa fonte com vista a uma geração de conteúdos web ricos e estruturados. À semelhança da etapa anterior, as considerações transversais (subsecção 3.3), sobre a gestão dos erros, deverão ser respeitadas. Data indicativa de realização: dia 18 de Abril Quarta etapa Por último, pretende-se agrupar todas as funcionalidade previamente introduzidas e que seja definido um programa que aceita na linha de comando exactamente um ficheiro contento o programa fonte por analisar. Se as camadas funcionais expostas nas etapas anteriores concluírem as suas tarefas sem situações de erro por tratar, então o utilitário deverá gerar relatório(s) no formato HTML com todas as funcionalidades anteriormente descritas. 3

4 Data de entrega: dia 26 de abril. Modalidades de entrega: ver secção Segunda Parte Esta componente do trabalho deverá ser entregue no dia 7 de junho. (conforme data afixada no site da UC e nos critérios de avaliação) e respeitar as modalidades de entrega descritas na secção 3.5. Esta segunda parte do trabalho visa ilustrar a utilização de técnicas e algoritmos de processamento e geração de código de baixo nível (aqui MIPS). Primeira disposição: qualquer que sejam as decisões tomadas que se destacam das opções listadas neste documento deverão ser comunicadas atempadamente ao regente da UC e aprovadas por este Primeira etapa A primeira etapa agrupa as tarefas obrigatórias por realizar nesta parte do trabalho. Considere o subconjunto seguinte da linguagem definida na primeira parte: Só existe o tipo inteiro; declarações de variáveis (inteiras); atribuições; primitivas de leitura e de escrita de valores de tipo inteiros; e operações aritméticas. Não há nem funções; nem procedimentos; nem ciclos; nem estruturas condicionais. Espera-se nesta fase que escreva um produtor completo que compila programas deste formato e produza em output o código MIPS correspondente. A avaliação tomará conta da elegância da solução, da correcção e da qualidade do código gerado. 4

5 3.2.2 Segunda etapa A segunda fase do trabalho agrupa as tarefas opcionais, mas recomendadas, por realizar. Cada um dos itens listados a seguir poderá necessitar adaptações do lexer, do parser, da analise de tipos e do processo de geração de código MIPS. É igualmente deixado ao critério do grupo a sintaxe concreta por utilizar quando os itens escolhidos implicam uma alteração/extensão da sintaxe. Introdução de novos tipos de base (real, bool, string, etc.) e respectivas operações básicas de manipulação (por exemplo funções de conversão numérica, concatenação de strings, etc.). Introdução de funções de input/output mais complexas. Introdução de estruturas condicionais e cíclicas. Introdução de tipos estruturados como os vectores ou estruturas, e respectivos construções programáticas (acesso e alteração de uma célula de um vector, por exemplo) Introdução de funções ou procedimentos (eventualmente recursivos). etc. 3.3 Considerações transversais Se o conteúdo do ficheiro é conforme a sintaxe descrita neste documento, o programa deve terminar com o código de saída 0 (exit 0 explícito ou conclusão normal do programa). Neste caso o programa terá gerado em saída os dados descritos no presente enunciado no formato esperado. Em caso de erro léxico ou sintáctico, toda a informação relativa ao erro deve ser visualizada e o utilitário termina com o código 1 (exit 1). Nas outras situações de erro, o utilitário termina com o código superior ou igual a 2 (deixando ao critério do grupo de trabalho definir outras hierarquias de código de erro, se necessário) 5

6 3.4 Only for the braves... O presente enunciado fixou os requisitos mínimos para a realização dos objectivos mínimos pretendidos na avaliação da componente prática. Os grupos poderão definir extensões aos objectivos aqui fixados (abranger mais construções linguísticas, abranger uma arquitectura mais complexa, etc.). Estas extensões deverão ser propostas antecipadamente ao regente e serão avaliadas de acordo. 3.5 Entrega do trabalho O trabalho deve ser entregue num arquivo tar comprimido (nome.tgz) em que nome é o identificador do vosso grupo. este arquivo deve conter todos os ficheiros fontes necessários à compilação assim como um Makefile completo (as entradas all e clean devem estar presentes). Este arquivo deverá igualmente conter o relatório que descreve o trabalho feito, as escolhas (de desenho, etc.) tomadas, a documentação do código e o manual do utilizador. No caso da parte dois, é igualmente esperada que seja preparada uma apresentação para a respectiva defesa. 6