Compiladores: Introducción

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Julio Montero Montoya
hace 6 años
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1 Compiladores: Introducción Francisco J Ballesteros LSUB, URJC Page 1 of 28

2 Qué es un lenguaje de programación? C, Java, Go,... Pero también ls *.c grep '^[a-z].*\.8' printf("%s %d",...) Page 2 of 28

3 Cómo se hace un lenguaje de programación? Compilador Intérprete Ambos Page 3 of 28

4 Compiladores Traducen el lenguaje al de la máquina O al de una máquina virtual (intérprete). Procesan mucho el fuente y generan una estructura Código binario para una máquina Código de byte para un intérprete Una estructura de datos para para otro programa Page 4 of 28

5 Intérpretes Utilizan directamente el fuente Procesado un poco, hasta que es interpretable El fuente está siempre "ejecutando" Page 5 of 28

6 Ejemplos Compiladores: C, Java, Go, Ada, Expresiones regulares,... Intérpretes: Shell, Java, Expresiones regulares, printf,... Page 6 of 28

7 Lenguajes Normalmente hay varios lenguajes implicados en un compilador El que queremos compilar El que describe los tokens o lexemas Los que describen parte de la gramática (ej. expresiones) Esto es importante para ver cómo hacemos el compilador Page 7 of 28

8 Lenguajes Describen conjuntos de strings sobre un alfabeto Varios tipos (Noam Chomsky) Cada tipo incluye a los siguientes Tipo 0: Recursivamente enumerable (reconocible por un programa) Tipo 1: Sensible al contexto (reconocible por autómatas) Tipo 2: Libre del contexto (reconocible por un autómata sólo con una pila) Tipo 3: Regular (reconocible por un autómata finito) Ejemplo de tipo Leng. Regular: lexemas de un lenguaje Ejemplo de tipo Leng. Libre del Contexto: expresiones simples Ejemplo de tipo Leng. Sens. al Contexto: los que vamos a compilar Page 8 of 28

9 Estructura de un compilador 1. Análisis léxico 2. Análisis sintáctico 3. Análisis semántico 4. Optimización 5. Generación de código Page 9 of 28

10 Estructura de un compilador Page 10 of 28

11 Análisis léxico Hecho por Lexer o Scanner La entrada son caracteres La salida son "palabras" o tokens identificadores signos de puntuación comentarios,... Page 11 of 28

12 Análisis léxico De código fuente: /* an if */ if(a == b) { return; } A tokens: COMM(" an if ") IF LPAREN ID("a") EQUAL ID("b") RPAREN LBRA RETURN SCOL RBRA Page 12 of 28

13 Análisis léxico Otro ejemplo De código fuente: "%s -> %d\n" A tokens: STRARG CHARS(" -> ") NUMARG NL Page 13 of 28

14 Análisis léxico Otro ejemplo De código fuente: abs(3*x/2) A tokens: ABS LPAREN NUM(3) STAR VAR("x") DIV NUM(2) RPAREN Page 14 of 28

15 Análisis sintáctico Hecho por el analizador sintáctico o parser La entrada son tokens La salida es la estructura sintáctica como en lengua es un árbol Page 15 of 28

16 Análisis sintáctico Page 16 of 28

17 Análisis sintáctico Page 17 of 28

18 Análisis sintáctico No sólo hay que reconocer programas correctos Hay que reconocer programas con errores sintácticos e informar de errores. Esto complica mucho el analizador y no es trivial. Page 18 of 28

19 Análisis semántico Comprobar el significado del árbol Sólo lo que importa para generar código Y para detectar errores sencillos Detectar incoherencias Comprobar tipos Page 19 of 28

20 Optimización Modificar el programa para que ejecute más rápido que utilize menos recursos manteniendo su significado Page 20 of 28

21 Optimización true or x lo cambiamos por true Page 21 of 28

22 Optimización a*2/4 lo cambiamos por a/2 Page 22 of 28

23 Optimización Y puede que a/2 lo cambiemos por a>>1 Page 23 of 28

24 Optimización (x*5/y) + (x*5/y) lo cambiamos por temp = x*5/y temp + temp Page 24 of 28

25 Generación de código Traducir el árbol al lenguaje objeto Tal vez pasando por uno intermedio (un "ensamblador abstracto"). normalmente optimizamos el árbol generamos código intermedio optimizamos el código intermedio generamos código objeto Page 25 of 28

26 Generación de código Se utilizan facilidades hechas para usar durante la ejecución Eso es el sistema de run-time del lenguaje. En lenguajes interpretados el intérprete es el run-time. En lenguajes compilados las librerías (y builtins) son el run-time. Como mínimo el arranque, parada y E/S Page 26 of 28

27 Run-time Gestión de memoria asignación tal vez recolección Entrada Salida Objetos construidos dentro del lenguaje Comprobaciones en tiempo de ejecución Page 27 of 28

28 Questions? Francisco J Ballesteros LSUB, URJC ( Page 28 of 28

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