Unidade IICOMPILADORES E COMPUTABILIDADE COMPUTABILIDADEProf.
Leandro FernandesRoteiro Anlise sinttica ascendente: Analisadores
LR(1). Anlise semntica: Gramtica de atributos. Tabela de smbolos.
Gerao de cdigo: Linguagens intermedirias. Traduo dirigida pela
sintaxe.Oti i Otimizaes. Assemblers, ligadores e
carregadores.Anlise sinttica ascendenteanalisadores LR(1)O nome
LR(1) indica que: A cadeia de entrada examinada da esquerda para a
direita (left-to-right), isto , do incio para o fim do arquivo. O
analisador procura construir uma O analisador procura construir uma
derivao direta (rightmost) invertida: Torna-se invertida para que a
entrada possa ser examinada do incio parao fim. Considera se apenas
o 1osmbolo do Considera-se apenas o 1osmbolo do restante da
entrada.Anlise sinttica ascendenteanalisadores LR(1) Decidimos qual
regra A deve ser aplicada encontrando os ns vizinhos rotulados com
os smbolos de . A reduo para A consiste em acrescent-lo rvore como
um que agrupe todos os smbolos de como seus ns filhos. Considera
duas informaes: O estado atual da anlise. O smbolo corrente da
entrada O smbolo corrente da entrada. Uma tabela M codifica as
operaes a serem realizadas de acordo com o autmato de
reconhecimento.Construo do analisador Vrias possibilidades precisam
ser consideradas em um mesmo momento. Um item A indica o ponto
atual em que se encontra a anlise, ou seja: A regra A foi usada na
derivao A regra A foi usada na derivao da cadeia de entrada. Os
smbolos terminais derivados de j foram encontrados. Falta encontrar
os smbolos terminais derivados de derivados de . Um estado do
processo de anlise representado por um conjunto de itens.Gramtica
aumentadaSuponha a gramtica (dada a esquerda):(1) E E + T(2) E T(3)
T T * F(0) S E(1) E E + T(2) E TT T * FA t ( 0)( )(4) T F(5) F ( E
)(6) F a(3) T T * F(4) T F(5) F ( E )(6) F a Acrescenta-se a nova
regra (regra 0) para que seja possvel a identificao correta da raiz
da rvore sinttica, diferenciando-a de outras ocorrncias dosmbolo
inicial.Construo do analisador:definindo os estados O estado
inicial dado pelo item formado a partir da regra 0 e contm todos os
outros itens associados ao fechamento do estado.S EEstado 0:(0) S
E(1) E E + T(2) E T(3) T T * FT FS EE E + TE TT T * F(4) T F(5) F (
E )(6) F aT FF ( E )F aConstruo do analisador:definindo os estados
Os demais estados do autmato so obtidos qual o smbolo esperado para
os itens do estado.Estado 0:S EEEstado 1:S ES EE E + TE TT T * FT
FETF(E E + TEstado 2:T F...T FF ( E )F aaEstado 5:F a...Operaes do
analisador LR(1)A tabela do analisador define as aes de:
Empilhamento (shift): ocorrer quando uma transio com um terminal no
estado corrente (topo da pilha) for realizada. Reduo: quando existe
um item completo B e se o smbolo da entrada pertencer ao Follow(B),
feita uma reduo pela regra B. Os || estados correspondentes a devem
ser retirados da pilha e o estado ( B) d ilh d (q,B) deve ser
empilhado, representando B. Aceitao: quando ocorre a reduo pela
regra zero. Programa sintaticamente correto!Tabela do analisador
LR(1)E T F ( A + * ) $0 1 2 3 4 5 - - - -1 - - - - - 6 - - r02 - -
- - - r2 7 r2 r23 r4 r4 r4 r4 3 - - - - - r4 r4 r4 r44 8 2 3 4 55 -
- - - - r6 r6 r6 r66 - 9 3 4 5 - - - -7 - - 10 4 5 - - - -8 - - - -
- 6 119 - - - - - r1 7 r1 r110 - - - - - r3 r3 r3 r311 - - - - - r5
r5 r5 r5Analisando a sentena: a+aPilha Entrada Regra0 a+a M[0, a] =
5Empilha: a5 0 +a M[5, +] = r6Reduz:FaDesempilha o estado 5 (ref.
smbolo a), volta para o estado 0 e empilha 3 (ref. smbolo F)3 0 M[3
] 4R d T F3 0 +a M[3, +] = r4Reduz:TF2 0 +a M[2, +] = r1Reduz:ET1 0
+a M[1, +] = 6Empilha: +6 1 0 a M[6, a] = 5Empilha: a5 6 1 0 M[5,
$] = r6Reduz:Fa3 6 1 0 M[3 $] 4R d T F3 6 1 0 M[3, $] = r4Reduz:TF9
6 1 0 M[9, $] = r1Reduz:EE+TDesempilha os estados 9, 6 e 1 (ref.
smbolos E+T), volta para o estado 0 e empilha 1 (ref. smbolo E)1 0
M[1, $] = r0Interatividade A respeito dos analisadores sintticos
LR(1), no se pode afirmar que:a) So analisadores redutores (estilo
shift-reduceou empilha-reduz) ascendentes. So eficientes e leem a
sentena em anlise da esquerda para a direita, produzindo uma
derivao mais a direita, produzindo uma derivao mais direita ao
reverso.b) Entre as vantagens, pode-se afirmar que so capazes de
reconhecer praticamente todas as estruturas sintticas definidas por
GLC.c) So capazes de descobrir erros sintticos durante a leitura da
sentena em anlise.d) O YACC gera analisadores ascendentes.e) Os
erros so identificados sempreno momento mais tarde, isto ,
naleitura de tokens.Anlise semntica: 3aetapa do processo de
anliseAnalisador semnticoTabela de smbolosAnalisador sintticorvore
sintticaAnalisador lxicoTokensTarefas da anlise semntica responsvel
por trs tarefas: Construir a descrio interna dos tipos e das
estruturas de dados definidos no programa do usurio. Armazenar na
tabela smbolos as Armazenar na tabela smbolos as informaes sobre os
identificadores (de constante, tipos, variveis, procedimentos,
parmetros e funes) que so usados no programa. Verificar o programa
quanto a erros Verificar o programa quanto a erros semnticos (erros
dependentes de contexto) e checagens de tipos com base nas
informaes contidasna tabela de smbolos.O componente semntico
Verificar a utilizao adequada dos identificadores. Anlise
contextual: declaraes prvias de variveis, escopo de uso etc.
Checagem de tipos e compatibilidade. g p p Essas tarefas esto alm
do domnio da sintaxe (Gram. Livres de Contexto - GLC). Aumenta a
GLC e completa a definio do que so programas vlidos. A anlise
ocorre em dois aspectos: A anlise ocorre em dois aspectos: Semntica
esttica. Semntica de tempo de execuo.O componente semntico:semntica
esttica Conjunto de restries que determinam se programas
sintaticamente corretos so vlidos. As atividades compreendidas so:
A checagem de tipos. A checagem de tipos. A anlise de escopo de
declaraes. A verificao da quantidade e dos tipos dos parmetros em
sub-rotinas. Pode ser especificada formalmente por uma gramtica de
atributos.O componente semntico:semntica de tempo de execuo usada
para especificar o que o programa faz, isto , a relao do
programa-fonte (objeto esttico) com a sua execuo dinmica.
Exemplo:L:gotoL;if (i0)&&(K/I>10)... Importante para a
gerao de cdigo. Geralmente, especificada de modo informal, mas
possvel o uso de formalismos, tais com as gramticas de atributos
(dentre outros).Gramtica de atributos uma gramtica livre de
contexto estendida para fornecer sensitividade ao contexto atravs
de atributos ligados a terminais e no terminais. Um atributo
qualquer propriedade de uma construo da linguagem.(1) D T L L.in :=
T.tipo(2) T int T.tipo := inteiro(3) T float T.tipo := real(4) L
L1, idL1.in := L.inincluirTS(id.token, L.in)(5) L
idincluirTS(id.token, L.in)Calculando os atributos Com base na
rvore sinttica explcita. Ad hoc ( comandadapelo parser). Podem ser
calculados tanto durante a compilao quanto na execuo. Exemplos:
Tipo de dado de uma varivel (compilao). Valor de uma expresso
(execuo, exceto expresses que tratem de constantes). Endereo do
incio do cdigo objeto de um procedimento (compilao). Declarao de
objeto no contexto (compilao, para linguagens que exigem declarao
prvia).Tabela de smbolos Armazena as informaes sobre todos os
identificadores do cdigo fonte: Captura a sensitividade ao contexto
e as aes executadas no decorrerdo programa. Est atrelada a todas as
etapas da compilao, sendo a estrutura principal do processo.
Fundamental para: Realizar a anlise semntica Realizar a anlise
semntica. A gerao de cdigo.Operaes (insero e busca) envolvendo a
tabela de smbolosPodem ser implementadas como: Chamadas na gramtica
de atributos. L L1, id if (buscaTS(id) == false)incluirTS(id,
L.tipo)else elseERRO( J declarado ) Diretamente na anlise sinttica.
Insero: quando analisa declaraes de variveis, sub-rotinas,
parmetros. Busca: em atribuies, expresses, chamadas de sub-rotinas
ou qualquer outro uso de um identificador em um bloco de
comandos.Interatividade Analise as mensagens de erro a seguir:I.
Identificador j declarado no escopo atual.II. Identificador de tipo
esperado.III. Quantidade de parmetros incompatvel com a funo. IV.
Funo ou varivel no definida (lado esquerdo de atribuies).Quais
destes so de natureza semntica?a) Apenas o item I.b) Itens I e II
b) Itens I e II.c) Itens I, III e IV.d) Itens I, II e IV.e) Itens
I, II, III e IV.Gerao de cdigo: enfim, a traduo efetivamente!
Corresponde 1aetapa do processo desntese (modelo de anlise e
sntese). Em geral, ocorre em duas fases: Traduo da estrutura
construda na anlise sinttica para um cdigo em anlise sinttica para
um cdigo em linguagem intermediria, usualmente independente do
processador. Traduo do cdigo em linguagem intermediria para a
linguagem simblica do processador-alvo. simblica do processador
alvo. Produo do cdigo binrio realizada por outro programa
(montador).Cdigo intermedirio H vrias formas de representao de
cdigo intermedirio, sendo as mais comuns: rvore e grafo de sintaxe:
Notaes ps-fixadas e pr-fixadas. Notaes ps fixadas e pr fixadas.
Representaes linearizadas. Cdigo de trs endereos: Qudruplas ou
triplas. Instrues assembler. HIR, MIR e LIR High, Medium e
LowIntermediate Representation.Cdigo intermedirio: rvore e grafo de
sintaxe A rvore de sintaxe mostra a estrutura hierrquica de um
programa fonte. O grafo de sintaxe inclui simplificaes da rvore de
sintaxe. Exemplo: a = b * c + b * c Exemplo: a b c b c* *:=a +*:=a
+b c b cb cCdigo intermedirio: cdigo de trs endereos Cada instruo
ter, no mximo, trs variveis (dois operandos e o resultado): Formato
independente e fcil de traduzir para linguagem simblica de qualquer
processador. Expresses complexas devem ser decompostas em vrias
expresses: Necessitam de variveis temporrias! Exemplos de instrues:
A := B op C,A := op B,A := B goto L if A op_rel B goto LCdigo
intermedirio: cdigo de trs endereos Exemplo: a = b + c * d
Qudruplas:Op Arg1 Arg2 Res1 * c d _t1 Triplas:2 + b _t1 aOp Arg1
Arg21 * c d 1 c d2 + b (1)3 := a (2)Gerao de cdigo: traduo dirigida
pela sintaxe Construda a partir do mecanismo empregado na verificao
de tipos, isto , uma gramtica de atributos. Adicionam-se regras que
permitam a gerao de cdigo intermedirio simultaneamente a aes
semnticas.S id := E geracod(id.valor " :="E.valor)E E1+ E2E.val =
geratemp();geracod(E.val " :="E1.val " +"E2.val)E E1 * E2E.val =
geratemp(); E E1E2E.valgeratemp();geracod(E.val " :="E1.val "
*"E2.val)E ( E1) E.val = E1.val;E id E.val = id.val;Interatividade
Analise as seguintes afirmativas:I. A gerao de cdigo intermedirio
torna o compilador mais portvel, mas a otimizao mais difcil por
estar longe do cdigo alvo.II. O problema de gerar cdigo timo
indecidvel. Geralmente, so usadas tcnicas heursticas que,, q ,na
maior parte do tempo, geram bom cdigo.III. So exemplos de cdigo
intermedirio as notaes pr-fixas, ps-fixas e o cdigo de trs
endereos.Pode-se afirmar ser correta a alternativa:) It I a) Item
I.b) Item II.c) Itens I e II.d) Itens II e III.e) Itens I, II e
III.Montadores, ligadores (linkers) e carregadores
(loaders)Compilador001011101000101110100010111010mov axaddbxload
$xintermMontadorLigador1101000101obj1101000101obj00101obj001011101000101CarregadorexeRAMMontadores
(assemblers)As funes da montagem compreendem: Substituir os
mnemnicos pelos opcodes do conjunto de instrues do processador.
Determinar de maneira absoluta ou Determinar de maneira absoluta ou
relativa (termos do valor do registrador Program Counter) o endereo
de destino dos rtulos. Reservar espao para dados de acordo com o
tipo associado a cada varivel. com o tipo associado a cada varivel.
Gerar constantes em memria para variveis e constantes, determinando
o valor associado ao modo de endereamento do operando.Assemblers
(montadores)Programa em linguagem de alto nvelPrograma em linguagem
de montagem (assembly)Programa em linguagem de mquinaRtulo Mnemnico
Oper End. Opcod Operint a,b,c; INPUT N1 00 12 13read(a) INPUT N2 02
12 14read(b) LOAD N1 04 10 13c = a + b; ADD N2 06 01 14write(c);
STORE N3 08 11 15OUTPUTN3 10 13 15OUTPUTN3 10 13 15STOP 12 14N1:
SPACE 13 ??N2: SPACE 14 ??N3: SPACE 15 ??Formato do arquivo
objetoDado pela identificao de tipo, tamanho do cdigo e,
eventualmente, o arquivo de origem.CabealhoContm as instrues e os
dados em Cdigo geradoformato binrio.geradoContm as posies no cdigo
em que ocorrero mudanas quando for definida a posio de
carregamento.RelocaoLista de smbolos globais definidos Tabela degno
mdulo e smbolos externos, que devem vir de outros mdulos.Tabela de
smbolosContm referncias para o cdigo fonte (ex.: nmero de linha e
nomes de identificadores).DepuraoLigadores (linkers) Reunir os
vrios mdulos, objetos obtidos da traduo dos vrios arquivos fontes
em um nico programa, o mdulo absoluto de carga. Deve ser capaz de
resolver referncias cruzadas endereos dados pelos mdulos devem ser
atualizados (problema de relocao). Quando existe um procedimento A
que chama a um procedimento B, o endereo absoluto de B s conhecido
apsa ligao (problema de referncia externa).Tarefas do linker
Construir uma tabela com todos os mdulos objetos e seus respectivos
comprimentos. Atribuir um endereo de carga a cada mdulo objeto.
Relocar todas as instrues que contm um endereo, adicionando uma
constante de relocao (endereo inicial de cada mdulo). Encontrar
todas as instrues que Encontrar todas as instrues que referenciam
outros procedimentos e inserir nelas o endereo absoluto dos
mesmos.Carregador (loader) Copiar um programa para a memria
principal e preparar sua execuo. Atividades: Verificar se o
programa existe. Avaliar a quantidade de memriaqnecessria e
solicit-la ao SO. Copiar o contedo do arquivo (cdigo) para a
memria. Ajustar os endereos do cdigo executvel de acordo com a
posiop base de carregamento. Tipos de carregadores: absolutos,
relocador e dinmico.Tipos de carregadores Absoluto: considera que
programa carregado sempre no mesmo endereo. Relocador: se a carga
do programa na posio X da memria, adiciona X a cada uma das
referncias do programa. Dinmico: em situaes de swapping, pois os
processos no necessariamente retornam mesma posio! Executa relocao
no momento em que a posio for referenciada. a posio for
referenciada. Os endereos devem ser relativos ao incio do mdulo na
memria.Interatividade Analise as afirmativas:I. Os montadores
(assemblers) realizam a converso de programas em linguagem de
montagem para a linguagem de mquina.II. Um editor de ligao, ou
ligador (linker), permite combinar mdulos montados separadamente
empum nico programa.III. A funo principal de um programa carregador
(loader) permitir a edio de um programa em linguagem de alto
nvel.Est correta a alternativa:) It I a) Item I.b) Item III.c)
Itens I e II.d) Itens II e III.e) Todos os itens esto corretos.AT A
PRXIMA!
