Lenguajes y Compiladores Traducción Dirigida por la Sintaxis

Tamaño: px

Comenzar la demostración a partir de la página:

Download "Lenguajes y Compiladores Traducción Dirigida por la Sintaxis"

Samuel Maestre Murillo
hace 5 años
Vistas:

1 Facultad de Ingeniería de Sistemas Lenguajes y Compiladores Traducción Dirigida por la Sintaxis 1

2 Definición Código Intermedio: estructura de código que posee una complejidad comprendida entre el código fuente y el código de máquina. Los códigos intermedios se consideran como una interfaz entre el generador de código y las fases previas del compilador. Se puede pensar en el código intermedio como el código de máquina de una computadora hipotética 2

3 Código Intermedio El uso de un código intermedio tiene como principal ventaja la de permitir que el compilador sea independiente de la máquina destino, haciendolo mas transportable. Sin embargo el código que podría generarse a partir del código intermedio será menos eficiente que el código de máquina generado directamente. 3

4 Clases de Codigos Intermedios Los códigos intermedios más usados son Notación Posfija Código de tres direcciones Código de dos direcciones Arbol de sintaxis abstracta: Cada hoja representa un operando y los nodos intermedios representan los operadores. Notación Prefija: Similar a la notación posfija 4

5 Clases de Códigos Intermedios Código P: Uno de los códigos más destacados. Se denomina máquina P a una máquina abstracta que implementa este código (una computadora hipotética de pila con cinco registros y una memoria). Código ensartado: Establece una relación entre cada operación y una llamada a rutina. Se genera una serie de llamadas a las diferentes rutinas. 5

6 Notación Posfija La notación posfija es una notación muy simple usada para expresiones aritméticas que coloca el operador al extremo derecho de la expresión (después de los operandos y no entre ellos). Ejemplo: para la expresión A + C * D Su correspondiente notación posfija es: ACD*+ La notación posfija se procesa usando una pila: Se empilan los operandos Cuando se encuentra un operador se desempilan sus operandos se opera y se empila el resultado 6

7 Notación Posfija Suponga que A 2, C sea 4 y D es 3. La expresión se evalúa: Empila 2 Empila 4 Empila 3 * requiere dos operandos que se desempilan (3 y 4), se multiplican y el resultado se empila Empila 12 + requiere dos operandos que se desempilan (12 y 2), se suman y el resultado se empila Empila 14 7

8 Notación Posfija La notación posfija (NPF) de una expresión E es: Si E es una variable o constante su NPF es E Si E es una expresión E 1 op E 2 con op operador binario cualquiera, la NPF de E es E 1 E 2 op, donde E 1 y E 2 son las NPF de E 1 y E 2 respectivamente. Si E es una expresión (E 1 ), entonces la NPF de E 1 es la NPF de E. La notación posfija no necesita paréntesis Ejemplos: ( ) * * 5 + (15-4)

9 Código de tres direcciones Las proposiciones constan por lo general de tres direcciones: res := arg 1 op arg 2 Donde res, arg 1 y arg 2 pueden ser constantes (sólo arg 1 y arg 2 ) o identificadores declarados por el usuario o variables de trabajo creadas por el compilador. Las variables de trabajo se crean cuando se trata de expresiones con múltiples operadores, que se dividen en una secuencia de operaciones con un solo operador cada una. op arg1 arg2 res 9

10 Código de tres direcciones Para la expresión: A + C * D Se tiene la siguiente secuencia de instrucciones de tres códigos: MUL C D Var1 ADD A Var1 Var2 STO Var2 Res Donde MUL, ADD y STO se suponen los códigos de las operaciones de *, + y :=. El manejo de las variables de trabajo es importante 10

11 Código de dos direcciones Las variables de trabajo se usan para guardar temporalmente resultados necesarios para operaciones siguientes. La idea es no usar el campo resultado: Se usan apuntadores a la tabla de símbolos para los operandos Se usan apuntadores a la instrucción que contiene un resultado intermedio. La forma de un código de dos direcciones es: op arg1 arg2 11

12 Código de dos direcciones Para la expresión: A + C * D Se tiene la siguiente secuencia de instrucciones de dos códigos: (1) MUL C D (2) ADD A (1) (3) STO (2) Res El código de dos direcciones no necesita generar variables de trabajo 12

13 Análisis Semántico El análisis semántico puede ser realizado en paralelo al análisis sintáctico asociando reglas semánticas a cada producción. Estas reglas pueden generar código cada vez que se ejecutan, por tanto se dice que la estructura sintáctica dirige la traducción del código lo que es conocido como Traducción Dirigida por la Sintaxis (TDS). 13

14 Regla Semántica Una regla semántica es un fragmento de código (método) que se ejecuta cuando el analizador sintáctico reconoce la producción asociada a la regla. Ejemplo: E E + T // Regla Suma Suma es la regla asociada a la producción y será ejecutada al reducir E + T a E (análisis ascendente) o al derivar E a E + T (análisis descendente). 14

15 Ejemplo de Reglas Semánticas Definición de las reglas semánticas de una gramática generando un código de tres direcciones. ApuntE es el apuntador a la tabla de símbolos para E k lleva el control de las variables temporales generadas para guardar los resultados intermedios de las operaciones. vark es una referencia a la variable temporal K 15

16 Ejemplo de Reglas Semánticas E T E 1 E 2 + T E 1 E 2 - T T F (ApuntE := ApuntT) ( Inc K ApuntE 1 := VarK Genera(ADD,ApuntE 2,ApuntT,VarK) ( Inc K ApuntE 1 := VarK Genera(SUB,ApuntE 2,ApuntT,VarK) (ApuntT := ApuntF) 16

17 Ejemplo de Reglas Semánticas T 1 T 2 * F T 1 T 2 / F F x F y F ( E ) ( Inc K ApuntT 1 := VarK Genera(MUL,ApuntT 2,ApuntF,VarK) ( Inc K ApuntT 1 := VarK Genera(DIV,ApuntT 2,ApuntF,VarK) (ApuntF := Apuntx) (ApuntF := Apunty) (ApuntF := ApuntE) 17

18 Reglas para generar Notación Posfija Para generar la notación posfija se usan las operaciones clásicas ADD, SUB, MUL y DIV, adicionalmente se usa el operador LOD que permite empilar operandos en la pila. A seguir se presenta las reglas semánticas asociadas a la gramática para generar notación posfija. 18

19 Reglas para generar Notación Posfija EXPR TERM ( T ) EXPR EXPR + TERM ( E T ADD) EXPR EXPR - TERM ( E T SUB) TERM FACTOR ( T ) TERM TERM * FACTOR ( T F MUL) TERM TERM / FACTOR ( T F DIV) F x (LOD x) F y (LOD y) F ( EXPR ) ( E ) 19

20 Generación de Notación Posfija Para la frase x + y - x * y se realizará la traducción a notación posfija. EXPR EXPR - TERM EXPR EXPR + TERM 1 - TERM 2 EXPR TERM 3 + TERM 1 - TERM 2 EXPR FACTOR + TERM 1 - TERM 2 EXPR x + TERM 1 - TERM 2 EXPR x + FACTOR - TERM EXPR x + y - TERM ( E T SUB) ( E T 1 ADD T 2 SUB) (T 3 T 1 ADD T 2 SUB) ( F T 1 ADD T 2 SUB) ( LOD x T 1 ADD T 2 SUB) ( LOD x F ADD T SUB) ( LOD x LOD y ADD T SUB) 20

21 Generación de Notación Posfija EXPR x + y - TERM * FACTOR EXPR x + y - FACTOR 1 * FACTOR 2 EXPR x + y - x 1 * FACTOR 2 ( LOD x LOD y ADD T F MUL SUB) ( LOD x LOD y ADD F 1 F 2 MUL SUB) EXPR x + y - x 1 * y ( LOD x LOD y ADD LOD x F 2 MUL SUB) ( LOD x LOD y ADD LOD x F 2 MUL SUB) 21

22 Atributos Sintetizados El siguiente ejemplo muestra una definición dirigida por la sintaxis para especificar una calculadora de escritorio. Producción L E n E E 1 + T E T T T 1 * F T F F ( E ) F digito Reglas Semánticas Imprimir (E.val) E.val := E 1.val + T.val E := T.val T.val := T 1.val * F.val T.val := F.val F.val := E.val F.val := digito.valex 22

23 Definición con Atributos Sintetizados Se asocia un atributo sintetizado llamado val a cada no terminal. En cada regla se calcula el valor de val para el no terminal del lado izquierdo a partir de los valores de los no terminales del lado derecho. Se considera que valex es un valor proporcionado por el léxico como parte del token digito. La regla asociada al no terminal L simplemente imprime el valor generado por la expresión E. El árbol sintáctico con atributos sintetizados para la expresión 3*5+4n, se muestra a seguir: 23

24 Definición con Atributos Sintetizados L E.val = 19 n E.val = 15 + T.val = 4 T.val = 15 F.val = 4 T.val = 3 * F.val = 5 digito.valex = 4 F.val = 3 digito.valex = 5 digito.valex = 3 24

25 Generación de Proposiciones En el caso de proposiciones condicionales o iterativas hay que tener especial cuidado con los saltos. Generalmente se tiene que realizar una segunda pasada para generar la dirección de la instrucción que repite la iteración (direcciones abiertas) Para generar código usará JPC (salto condicional) JMP (salto incondicional) 25

26 Ejemplo Generar código para el comando MIENTRAS Condición HACER proposición E1: Instrucciones para evaluar Condicion JPC E2 Instrucciones para proposición JMP E1 E2: Siguiente instrucción 26

27 Ejemplo Generar código para : IF Condicion THEN Proposicion Instrucciones para evaluar Condición JPC E1 Instrucciones para ejecutar Proposicion E1: Siguiente instrucción 27

Documentos relacionados

Análisis Semántico y Traducción Dirigida por la Sintaxis. Programación II Margarita Álvarez

Análisis Semántico y Traducción Dirigida por la Sintaxis Programación II Margarita Álvarez Análisis Semántico Comprobación estática Comprobación de tipos: la aplicación de los operadores y operandos deben