Compiladores Aula Introdutória Compilers: Principles, Techniques and Tools Projeto moderno de compiladores Implementação

Transcrição

1 Aprsntação da Disciplina Compiladors Aula Introdutória Prof. Grson Cavalhiro A disciplina Cronograma Avaliação Trabalhos Rgra do jogo Introdução à compilação 1 2 Bibliografia básica Compilrs: Principls, Tchniqus and Tools. Aho, A.; Sthi, R.; Ullman, J. D. Addison-Wsly, Implmntação d Linguagns d Programação: Compiladors. Ana Pric & Simão Toscani. Séri Livros Didáticos - Númro 9, Porto Algr: UFRGS: Ed. Sagra Luzzato, p. Bibliografia básica (2) Projto modrno d compiladors Implmntação Aplicaçõs. D. Grun, H. Bal K. Langndon. Editora Campus, Lx & Yacc. Tony Mason and Doug Brown. O Rilly, Compiladors: cronograma 2006/2 Compiladors: cronograma 2006/2 É uma disciplina complxa Fort background tórico Linguagns formais Dpndências com outras disciplinas Programação Linguagns imprativas (C, Pascal) Linguagns formais Gramáticas, autômatos Sistmas Opracionais Intração com a mmória; Estruturas d dados Grafos, tablas, pilhas. Ncssidads técnicas 5 É uma disciplina intrssant Possibilita o ntndimnto d como s dfin/implmnta uma linguagm d programação; Todo programador dvria sabr isso! Prmit programar mlhor (mnos rros, mlhor dsmpnho ) Usa técnicas frramntas (bastant) avançadas d dsnvolvimnto Estruturas d dados, mta-compiladors, Valida o aprndizado d outras disciplinas. Muitas técnicas típicas d compiladors são útis m outras áras. Rconhcimnto d padrõs, Tratamnto automatizado d vntos. (x.: Googl ) 6

2 Compiladors: avaliação Duas provas P1: P2: Dois trabalhos (grupo d até 3 alunos). Prova d rcupração para substituir a pior nota Nota final: (P1+P2+T1+T2)/4 Prsnça: Obrigatória : 75% Avaliação: Dois trabalhos Duas provas Média 7,0 ou suprior Avaliação d substituição Página WEB/bibliografia Tm/trá matrial d apoio. Não é suficint (cf. prsnça!) Rgras do jogo 7 Durant a aula Prstar atnção ANOTAR Prguntas intrativas 8 Plano Compiladors Introdução Linguagns d programação compiladors Fass da compilação Anális lxical Anális sintática Gração d código intrmdiário Otimização Gração d código objto 9 10 Tradução d linguagns d programação Linguagns d Programação (LP) Linguagm d programação (LP): mio d comunicação ntr usuário computador Hirarquia d linguagns: Linguagm d alto nívl: Mais próxima do sr humano Provê abstraçõs ao hardwar Linguagm d baixo nívl (linguagm d máquina): Rflt funcionamnto do computador Formalização m trmos d um programa 11 5 grands graçõs d LP: 1. Linguagns d máquina Assmbly Add 4(0),#1 3. Linguagns orintadas ao usuário *X+=1; 4. Linguagns orintadas à aplicação Excl, SQL, Matlab, Linguagns d conhcimnto Intligência Artificial 12

3 Tradução d linguagns d programação Compilador = (dfinição fort) programa qu transforma linguagm d alto nívl m linguagm d máquina (dfinição fraca) programa qu transforma linguagm d alto nívl m outra linguagm Compilador ou intrprtador? Dpnd do grau d intratividad 13 Outros tradutors d LP Duas grands tapas da compilação Montadors (assmblrs) Macro-Assmblrs Compiladors Pré-compilador: procssamnto d macros Abrviaçõs #dfin X2 (X*X) Extnsõs d linguagns Novas dirtrizs acrscntadas a uma linguagm $HPF par filtros: ftuam traduçõs ntr duas linguagns d alto nívl awk, sd Analisar rconhcr o qu o usuário qur scrvr; palavras -> anális lxical frass -> anális sintática/smântica Dtcção d rros 2. Sinttizar (produzir) alguma coisa, m função do qu foi analisado. Mta-rprsntação do programa (código intrmdiário) Tabla d símbolos intrprtadors Código otimizado Fass da compilação Anális léxica if whil thn ls switch for do dfault null #dfin aux i doubl main foo bar if whil thn ls switch for do dfault null #dfin aux i doubl main foo bar if whil thn ls switch for do dfault null #dfin Programa font Programa dstino A n á l i s S í n t s Léxico Sintático Smântico Grador d código intrmdiário Otimizador d código Grador d código objto Tabla d Símbolos Tratamnto d rros 17 Idntifica as principais sqüências d caractrs qu constitum unidads léxicas (tokns) Comça a construção da tabla d símbolos Envia mnsagns no caso d rro if whil thn ls switch for do dfault null #dfin aux i doubl main foo bar if whil thn ls switch for do dfault null #dfin stdin Analisador léxico (scannr) tokn gt tokn Tabla d Símbolos (idntificadors constants) Analisador sintático (parsr)... 18

4 Como rconhcr tokns? Através do uso d Exprssõs Rgulars Rgras para formação d palavras válidas m uma dada linguagm: Concatnação: xy (x sguido d y) Altrnação: x y (x ou y) Rptição(0): x* (x rptido 0 ou mais vzs) Rptição(1): x + (x rptido 1 ou mais vzs) 19 Anális Sintática Anális sintática (parsing): Basada na noção d gramática. vrifica s a strutura gramatical do programa stá corrta (isto é: s a strutura foi usada usando as rgras da linguagm) idntifica sqüência d símbolos qu constitum struturas sintáticas (através d varrdura ou parsing) produz uma strutura m árvor (ÁRVORE DE DERIVAÇÃO) strutura sintática do txto font, rsultant da aplicação das rgas gramaticais da linguagm; dtcção d rros d sintax 20 Gramáticas para a Anális Sintática Árvor d drivação Trminais não-trminais; Régras d drivação; Notaçõs BNF (Backus Naur Form) com drivaçõs <comando> -> <whil> <atrib>... <whil> -> whil <xpr_bool> do <comando> <atrib> -> <variávl> := <xpr_arit> <xpr_bool> -> <xpr_arit> < <xpr_arit> <xpr_arit> -> <xpr_arit> + <trmo> <trmo> <trmo> -> <númro> <variávl> <variávl> -> I J <númro> -> Gração d Código Intrmdiário Otimização d Código Usa a rprsntação intrna gra cód. objto ou código intrmdiário código intrmdiário = não spcifica dtalhs como quais rgistradors srão usados, quais ndrços d mmória srão rfrnciados, tc. L0 if I < 100 goto L1 goto L2 L1 TEMP := I + I I := TEMP goto L0 otimizar o código intrmdiário buscando vlocidad d xcução ficint ocupação d spaço d mmória L0 if I 100 goto L2 I := I + I goto L

5 Gração d Código Objto gração d CO, alocação d mmória para constants variávis, slção d rgistradors, tc. pod grar CO dpndnt d linguagm d máquina L0 MOV AX, I CMP AX, 100 JGE L2 MOV BX, I ADD BX MOV I, BX JMP L0 Grência d Tablas Tabla d Símbolos Engloba variávis rotinas usadas no programa tabla d palavras rsrvadas tabla d dlimitadors tabla d símbolos: montada durant a anális do programa font dclaraçõs d variávis + dclaraçõs d procdimntos ou subrotinas + parâmtros d subrotinas + tc. Tablas dvm sr compactas struturadas d forma qu prmitam rápida insrção xtração d informaçõs Atndimnto a Erros Gradors d Compiladors Tratamnto d rros dtctados m todas as fass d anális do programa As fass analíticas dvm prossguir, ainda qu rros sjam dtctados Rcupração d rros para possibilitar a anális do todo o txto Exrcício Bibliografia Litura dos capítulos indicados na bibliografia Utilizar a frramnta awk - Além d star disponívl nos sistmas Unix (como o mawk gawk m GNU-Linux), também xistm vrsõs para FrBSD, para Windows/DOS (o tawk), também dsnvolvida m Java (jawk). As vrsõs para Linux são facilmnt ncontrávis na Intrnt. A vrsão Java pod sr ncontrada m uma vrsão para o Windows/DOS m Dado um arquivo com o sguint formato: nom do fulano frqüência p1 p2 t1 t2 nom do bltrano frqüência p1 p2 t1 t2 Grar como saída um arquivo: fulano aprovado bltrano rprovado por infrqüência cicrano fazr xam: ncssita tirar 7,0 grmano rprovado sm dirito a xam 29 Matrial composto a partir das notas d aula do prof. Nicolas Maillard ( Aho, Sthi, Ullman, Capítulo 1 Pric, Toscani, Capítulo 1 awk página do manual 30