Tema: Generación de analizadores con YACC

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1 Compiladores. Guía 5 1 Facultad: Ingeniería Escuela: Computación Asignatura: Compiladores Tema: Generación de analizadores con YACC Contenido En esta guía se expondrá la forma de generar el analizador léxico y sintáctico a través de la herramienta de YACC y LEX. Objetivos Específicos Aprender a utilizar la herramienta de YACC para la generación de analizadores sintácticos. Conocer la sintaxis de LEX y YACC para la generación de analizadores léxicos y sintácticos. Material y Equipo Guía de Laboratorio Nº 5. Parser Generator Libro Construcción de compiladores de Kenneth C. Louden. Introducción Teórica YACC: Generación de analizadores sintácticos LR Un generador de analizadores sintácticos es un programa que toma como su entrada una especificación de la sintaxis de un lenguaje en alguna forma, y produce como su salida un procedimiento de análisis sintáctico para ese lenguaje. Históricamente los generadores de analizadores sintácticos fueron llamados compiladores de compilador, debido a que todos los pasos de compilación eran realizados de manera tradicional como acciones incluidas dentro del analizador

2 2 Compiladores. Guía 5 sintáctico. La visión moderna es considerar al analizador como solo una parte del proceso de compilación, de modo que este término se volvió obsoleto. Un generador de analizadores sintácticos ampliamente utilizado que incorpora el algoritmo de análisis sintáctico LR(1) se conoce como Yacc (Yet Anoter Compiler- Compiler es decir, otro compilador de compilador mas en ingles). Fundamentos de YACC YACC toma un archivo de especificación (por lo regular con sufijo.y) y produce un archivo de salida compuesto del código fuente en C para el analizador sintáctico (por lo general con sufijo.tab.c). Un archivo de especificación de YACC tiene el formato básico <sección de definiciones> %% <sección de reglas> %% <sección de rutinas> De este modo existen tres secciones separadas mediante líneas que contienen doble signo de porcentaje. La sección de definiciones contiene información acerca de los tokens, tipos de datos y reglas gramaticales que YACC necesita para construir el analizador sintáctico. También incluye cualquier código en C que debería ir directamente en el archivo de salida a su inicio (sobre todo directivas #include de otros archivos de código fuente). Esta sección del archivo de especificación puede estar vacía. La sección de reglas contiene reglas gramaticales en una forma BNF modificada, junto con acciones en código C que se ejecutaran siempre que se reconozca la regla gramatical asociada. Las convenciones de meta símbolos utilizadas en reglas gramaticales son de la manera siguiente. Como es habitual, la barra vertical se utiliza para las alternativas (las alternativas también se pueden escribir por separado). El símbolo flecha que hemos empleado para separar el lado izquierdo y derecho de una regla gramatical se reemplaza en YACC por un signo de dos puntos. También un signo de punto y coma debe finalizar cada regla gramatical.

3 Compiladores. Guía 5 3 La tercera sección, de rutinas auxiliares, contiene declaraciones de procedimientos y funciones que de otra manera pueden no estar disponibles a través de archivos #include y que son necesarias para completar el analizador sintáctico y/o el compilador. Esta sección puede estar vacía, y si este es el caso se puede omitir el segundo meta símbolo de porcentaje doble del archivo de especificación. De esta manera, un archivo de especificación mínimo de YACC consistiría solo de %% seguidos por reglas gramaticales y acciones (las acciones también se pueden omitir si solo tratamos de analizar la gramática). YACC también permite insertar comentarios al estilo de C en el archivo de especificación en cualquier punto donde no interfieran con el formato básico.la primera sección que incluye las directivas #include se encierra entre los símbolos %{ y %} nótese que los signos de porcentaje se anteponen a las llaves. Para definir un token se realiza así: %token nombretoken Si se desea inicializar como una variable deberá colocarse el valor numérico a continuación del nombre del token. En la segunda sección, las reglas gramaticales se colocan así: expresión: expresión términos Cuando se reconoce una regla gramatical, cada símbolo en la regla posee un valor, que se supone es un entero a menos que sea cambiado por el programador. Esos valores se conservan en una pila de valor mediante Yacc, la cual se mantiene paralela a la pila de análisis sintáctico. Se puede hacer referencia a cada valor de símbolo en la pila utilizando una pseudo variable que comience con el signo $. $$ representa el valor del no terminal que se acaba de reconocer, es decir, el símbolo en el lado izquierdo de la regla gramatical. Las pseudo variables $1, $2, $3 y así sucesivamente, representan los valores de cada símbolo en sucesión en el lado derecho de la regla gramatical. Procedimiento Yacc no es directamente un analizador sino un generador de analizadores. A partir de un fichero fuente en yacc, se genera un fichero fuente en C que contiene el analizador sintáctico. Sin embargo, un analizador sintáctico de yacc no

4 4 Compiladores. Guía 5 puede funcionar por sí solo, sino que necesita un analizador léxico externo para funcionar. Dicho de otra manera, el fuente en C que genera yacc contiene llamadas a una función yylex() que debe estar definida y debe devolver el tipo de lexema encontrado. Además, es necesario incorporar también una función yyerror(), que será invocada cuando el analizador sintáctico encuentre un símbolo que no encaja en la gramática. La estructura general de un programa en YACC es la siguiente: <sección de definiciones> %% <sección de reglas> %% <sección de rutinas> Tabla 1 Ejemplo 1 Construir un analizador sintáctico que reconozca la gramática para una calculadora simple, con las operaciones suma, resta, multiplicación y división con la herramienta Yacc. Abra y ejecute el programa Parser Generator y abra un nuevo texto, luego digite el código de la tabla 2. Figura 1: Ambiente de Parser Generator.

5 Compiladores. Guía 5 5 Gramática para la calculadora simple: exp -> exp opsuma term term opsuma -> + - term -> term opmult factor factor opmult -> * factor -> (exp) numero Figura 2: Creando un archivo para introducir el texto de la tabla 2. /*Sección de definición*/ %token NUMBER %{ #include <ctype.h> #include <stdio.h> #define YYSTYPE double /* double type para pila YACC */ %} /*La seccion de codigo de c de la definicion debe estar entre los delimitadores %{ y %}*/ %% /*Fin de la seccion de definiciones e inicio de la seccion de reglas de derivacion para el analizador sintactico*/ lines : lines expr '\n' { printf("%g\n", $2); } lines '\n' /* e */ error '\n' { yyerror("reenter last line:"); yyerrok(); } ; expr : expr '+' term { $$ = $1 + $3; } expr '-' term { $$ = $1 - $3; } term ;

6 6 Compiladores. Guía 5 /*Los símbolos $$ indican el valor introducido en la pila de valor manejada por YACC, es el no terminal que se ha reconocido en ese momento del lado izquierdo de la expresión, y los símbolos $1, $2, etc. indican el valor de las pseudovariables que vaya encontrando en ese orden hacia la derecha*/ /*pseudovariables term=$1 '*'=$2 factor=$3 */ term : term '*' factor { $$ = $1 * $3; } term '/' factor { $$ = $1 / $3; } factor ; factor : '(' expr ')' { $$ = $2; } '(' expr error { $$ = $2; yyerror("missing ')'"); yyerrok(); } '-' factor { $$ = -$2; } NUMBER ; %% /*Fin de la seccion de reglas y adicion de rutinas auxiliares en c*/ int main(void) { yyparse(); /*Invocacion de la funcion del analizador sintactico*/ return 0; } /*Definición del analizador léxico*/ int yylex(void) { int c; while ((c = getchar()) == ' '); /*Elimina los espacios en blanco*/ if (c == '.' isdigit(c)) { /*El character. indica que se termino el programa*/ ungetc(c, stdin); scanf("%lf", &yylval); return NUMBER; } return c; } Tabla 2 Ahora procederemos a guardar nuestro archivo para generar el analizador sintáctico.

7 Compiladores. Guía 5 7 Figura 3: De click sobre el icono del disket Save, seleccionar nombre y ubicación y guardamos el archivo como calculadora. Figura 4: Clic en el menú Project y luego LibBuilder para construir el YACC y las librerías de LEX.

8 8 Compiladores. Guía 5 Figura 5: Se construyeron las librerías, se muestran 0 errores, en la ventana LibBuilder de clic en el botón Close. Figura 6: Procedemos a través del asistente a convertir el código YACC, para ello dar clic en el menú Project y a continuación dar clic sobre la opción ParseWizard.

9 Compiladores. Guía 5 9 Figura 7: A continuación colocamos el nombre del proyecto, la ubicación donde se colocarán los archivos de resultado y luego el lenguaje objetivo en nuestro caso C++, por ultimo escogemos el compilador del lenguaje objetivo y escogemos Microsoft Visual C++ de 32 bits. Figura 8: Escogemos a continuación de los tipos de archivos a generar de forma intermedia YACC and Lex file.

10 10 Compiladores. Guía 5 Figura 9: Escogemos los nombres de los archivos YACC, colocamos calculadora.y y calculadora respectivamente. Figura 10: Escogemos el nombre de los archivos del analizador léxico, ingrese calculadoralex.l y calculadoralex en las cajas correspondientes.

11 Compiladores. Guía 5 11 Figura 11: Archivo calculadoralex.l que se utilizara como analizador léxico escrito en lenguaje Lex aun. Figura 12: Archivo calculadora que se utilizara como analizador sintáctico escrito en lenguaje YACC.

12 12 Compiladores. Guía 5 Figura 13: Procedemos ahora compilar ambos archivos del proyecto calculadora, para ello damos clic en el menú Project luego clic sobre la opción Compile File. Figura 14: Ventana de resultados donde nos dice que no hubo ningún error en la generación de los archivos C++ a partir de los archivos Lex y YACC. Al terminar esta operación, en la carpeta que usted ha escogido como carpeta destino se deben visualizar los archivos calculadoralex.h y calculadoralex.cpp, ambos

13 Compiladores. Guía 5 13 escritos con lenguaje C++ y están listos para ser usados en un compilador que reconozca el lenguaje de la calculadora básica. Figura 15: Archivos generados por Parser Generator para el proyecto de la calculadora. Análisis de resultados Construya un analizador sintáctico ascendente con la herramienta Parser Generator para la gramática del lenguaje Micro C. Investigación complementaria Responda: Que es un analizador semántico Cuál es su función principal Algoritmo para desarrollarlo Cuál es su dependencia con el analizador sintáctico Qué es una tabla de símbolos Cuáles son los tipos de comprobaciones realizadas por un analizador semántico. Que es un árbol de sintaxis abstracta. Que es un AST decorado. Bibliografía Construcción de Compiladores. Principios y practica, Kenneth C. Louden. Compiladores. Principios técnicas y Herramientas. Sethi Ullman. Pearson Education.

14 14 Compiladores. Guía 5 Guía 5: Generación de analizadores con YACC Hoja de cotejo: 5 Alumno: Máquina No: Docente: GL: Fecha: EVALUACION % Nota CONOCIMIENTO Del 20 al 30% Conocimie nto deficient e de los fundament os teóricos Conocimiento y explicación incompleta de los fundamentos teóricos Conocimiento completo y explicación clara de los fundamentos teóricos APLICACIÓN DEL CONOCIMIENTO Del 40% al 60% ACTITUD Del 15% al 30% No tiene actitud proactiva. Actitud propositiva y con propuestas no aplicables al contenido de la guía. Tiene actitud proactiva y sus propuestas son concretas. TOTAL 100%