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Tabela de Smbolos

Tabela de Smbolos Funes:

- Armazenar as informaes sobre os nomes declarados num programa podendo ser:

o Variveiso Constanteso Procedimentoso Funeso Mtodoso Classeso Entre outros

o Em alguns casos so registrados tambm inicio e fim de laos, selees, etc..

Tabela de Smbolos - Usada, pelo analisador semntico, para

verificar se uma varivel foi declarada, naverificao de compatibilidade de tipos, entre outras consultas que forem necessrias.

- Pode ser usada para armazenar os valores das variveis durante a execuo do programa

- Utilizado no ambiente de debug

Por ser muito utilizada em consultas, importante que a estrutura de dados tenha uma performance considervel.

Tambm necessrio o crescimento dinmico de tal estrutura de dados

- Por isso uma boa escolha a tabela hashing Devem ser guardados quais endereos de

memria sero associados as variveis- Pode ser utilizada o atributo referncia na classe

Simbolo para essa utilidade

Tabela de Smbolos

Escopo: Um programa pode ter vrias tabelas de smbolos

dando assim o escopo para os smbolos. Alguns exemplos:

o Tabela de Smbolos globais (externos)o Tabela de Smbolos globais (internos ao mdulo)o Tabela de Smbolos de uma funo

Cada funo tem a sua prpria tabela de smbolos

Tabela de Smbolos

Tabela de SmbolosUtilizando a Tabela de Smbolos:

- As informaes armazenadas para cada smbolo podem variar de acordo com o tipo/uso - Cada entrada na tabela pode ser implementada como um registro contendo campos (nome, tipo, classe, tamanho, escopo, etc.) sobre o smbolo.- Cria-se a classe Smbolo.- Cria-se a classe Tabela (Tabela de Smbolos).- A interao se dar por aes semnticas inseridas no analisador sinttico, na classe principal do compilador.

Tabela de Smbolos

A tabela se smbolos interage com quase todas as fases do compilador: varredura, anlise sinttica e anlise semntica.

- Elas podem fornecer identificadores a tabela-O analisador semntico interage com os tipos de

dados e outras informaes -As fases de otimizao e gerao de cdigo utilizam

a informao da tabela para efetuar escolhas apropriadas

Ex. Tabela de Smbolos

Tabela de Smbolos

Exerccio Definir a Estrutura da Tabela da sua linguagem

Apresentar na Prxima Aula em Slide Considerar Variveis, funes, Mtodos,

Classes e Mtodos etc... Escopo para 0 programa principal, 1 funes,

Mtodos, Classes e Mtodos etc..., 2 outras funes, Mtodos, Classes e Mtodos etc.. Uma Dentro da outra

Linha de declarao, linhas de utilizao e

Compilador Preparao

Programa que l um programa escrito emuma linguagem (fonte) e o traduz para umaoutra linguagem (destino), reportando errosquando eles ocorrem.

Linguagens

Linguagem fonte: C, Pascal, Java, Fortran, etc.

Linguagem destino: linguagem de mquina(assembler) de um processador, de umamquina virtual (e.g. Java ou .NET), ouqualquer outra linguagem (e.g. C).

Compilador

Programa fonte

Programa destino

Processadores de Linguagens: Compilador

Programadestinoentrada sada

Execuo de um programa

InterpretadorPrograma fonte

sada

Processadores de Linguagens: Interpretador

entrada

MquinaVirtual

Programa intermediriosada

Compilador Hbrido

entrada

Tradutor

Programa fonte

compilador

preprocessador assembler

Linker /Loader

Programa fonte

Programa fontemodificado

Programa em assembler

Cdigo objeto (relocvel)

Cdigo objeto (executvel)

Bibliotecas /cdigo objeto

Sistema de processamentode uma linguagem

Programas auxiliares do processode compilao

Preprocessadores: processam macros, incluem de arquivos, suportam compilaocondicional e extenso de linguagens.

Assemblers: servem como uma pequenaabstrao da arquitetura da mquina-destino. So na realidade um tradutor/compilador simples, de dois passos, quegera cdigo relocvel.

Programas auxiliares do processode compilao (cont.)

Carregadores (loaders) e linkeditores(linkers) Ajustam o cdigo relocvel, resolvem

referncias externas.

Compilao: Anlise e Sntese

Anlise: quebra o cdigo fonte em suaspartes, e cria uma representaointermediria do programa.Verifica erros e constri tabela de smbolos.

Sntese: Constroi o programa-destino a partir da representao intermediria.

Fases de um compilador

Analisador lxico

stream de caracteres

Cdigo de mquina

Analisador sinttico

Analisador semntico

Ger. de cdigo intermedirio

Otimizador de cdigo

Gerador de cdigo

stream de tokens

rvore sinttica

rvore sinttica

representao intermediria

representao intermediria

Anlise: front-end do compilador(at gerao de cdigo intermedirio)

Sntese: back-end do compilador

Anlise do programa fonte

Anlise lxica l a seqencia de caracteres e a organiza como tokens sequencias de caracterescom algum significado

Anlise sinttica agrupa caracteres ou tokens emuma estrutura hierrquica com algum significado

Anlise semntica verifica se os componentes de um programa se encaixam de forma a ter um significado adequado.

Programas baseados em anlise

Editores de programa dirigidos sintaxe(comuns nos IDEs, como no Eclipse e Visual Studio)

Pretty-printers Interpretadores

Anlise lxica ou Scanning

L os caracteres de entrada e agrupa-os emsequencias chamadas lexemas.

Para cada lexema o analisador lxico produz comosada um token da forma

que passado para a fase seguinte.

Exemplo

position = initial + rate * 60

Tabela de Smbolos

identificador tipo

1 position

2 initial

3 rate

Anlise sinttica ou parsing

A partir dos tokens cria uma estrutura emrvore (rvore sinttica) que representa a estrutura gramatical do programa.

rvore Sinttica position = initial + rate * 60

*

+

=

60

Anlise semntica

Verifica o programa em relao a possveiserros semnticos e guarda informaesadicionais

Exemplo: verificao de tipos

A expresso

x = x + 3.0

est sintaticamente correta, mas pode estarsemanticamente certa ou errada, dependendo do tipo de x.

Anlise Semntica

*

+

=

60

inttofloat

Cdigo intermedirio

Idealmente deve ser fcil de produzir e tambm de traduzir para a linguagem-destino.

Na prtica, se est gerando cdigo para umamquina abstrata.

Por exemplo, Three-address-code: usa trsoperandos por instruo, cada um como se fosse um registrador.

Cdigo intermedirio - exemplo

t1 = inttofloat(60)t2 = id3 * t1t3 = id2 + t2id1 = t3

Otimizao de cdigo

Realiza transformaes no cdigo visandomelhorar sua performance em aspectos de tempo de execuo, uso de memria, tamanho do cdigo executvel etc.

Otimizao de cdigo - exemplo

t1 = inttofloat(60)t2 = id3 * t1t3 = id2 + t2id1 = t3

t2 = id3 * 60.0id1 = id2 + t2

Gerao de cdigo

Realiza a alocao de registradores (se necessria) e a traduo do cdigointermedirio para a linguagem-destino.

Gerao de cdigo

LDF R2, id3MULF R2, R2, #60.0LDF R1, id2ADDF R1, R1, R2STF id1, R1

Tabela de Smbolos

Estrutura de dados usada para guardaridentificadores e informaes sobre eles: alocao de memria, tipo do identificador, escopo (onde vlido no programa) se for um procedimento ou funo: nmero e

tipo dos argumentos, forma de passagem dos parmetros e tipo do resultado.

Tabela de Smbolos

identificador tipo

1 position

2 initial

3 rate

Organizando fases em passos

Fases: viso lgica de um compilador Em uma implementao as fases podem ser

agrupadas em um ou mais passos Passos: nmero de vezes em que se passa

pelo mesmo cdigo. Por exemplo, em um assembler so

necessrios pelo menos dois passos.

Cx86

Front-end

Separao entre front-end e back-end para criao de mltiplos compiladores

cdigointermedirio

cdigointermedirio

Back-end

Front-endFront-end

Front-end

C#Pascal Fortran

Pascal

x86

Front-end

ARM


cdigointermedirio

cdigointermedirio

MIPS

.NET

Back-end Back-end

Back-end Back-end

Cx86

Front-end

ARM


cdigointermedirio

cdigointermedirio

MIPS

.NET

Back-end Back-end

Back-end Back-end

Front-endFront-end

Front-end

C#Pascal Fortran

Ferramentas auxiliares para a construo de compiladores

Scanner generators, baseados em expressesregulares. Exemplo: lex

Parser generators, baseados em gramticas livresde contexto. Exemplo: yacc

Engenhos de traduo dirigida por sintaxe, geramrotinas para navegar na parse tree e gerar cdigointermedirio

Geradores de geradores de cdigo (template matching)

Toolkits de construo de compiladores

Contexto Histrico

Demanda por linguagens de mais alto nvel quelinguagem de mquina e assembler.

Nos anos 1950, compiladores eram programasnotadamente difceis de se escrever.

Avano terico e de tcnicas e ferramentas de implementao tornaram possvel implementarcompiladores muito mais facilmente.

Classificaes: Geraes

Linguagens de mquina Linguagens de montagem (Assembly languages) Fortran, Cobol, Lisp, C, C++, C#, Java

(Linguagens de Proposito Geral) SQL, Postscript (Domain Specific Languages)

First Program Mark 1 (Computation)

000 CI = S001 A = A - S010 A = - S011 If A < 0, CI = CI + 1100 CI = CI + S101 A = A S110 S = A111 HALT

Classificaes: Paradigma Imperativo

como = programador diz o que vai ser executado Conceito de estado e comandos que mudam o

estado = computaes que alteram variveis! C, C++, C#, Java

Declarativo o qu = Insere Regras, Dados e faz Consultas ML, Haskell, Prolog

Classificaes - Evolues

Von Neumann(1940s): C, Fortran, Pascal (Define variveis e faz transformaes em seus valores emunico programa com chamada de subprogramas, salvaapenas os dados, execuo local)

Orientadas a Objetos(1960s): Simula 67, Smalltalk, C++, C#, Java, Ruby (instnciar objetos e mant-los ativos, salvando dados e programas=classes, instalao local e execuo pode ser distribuida)

Scripting Languages(1980s): Awk, JavaScript, Perl, PHP, Python, Ruby, Tcl (regras de execuo a sereminterpretadas, conceito de execuo distribuda)

Fundamentos de Linguagens de Programao

Esttico x Dinmico: Esttico: em tempo de compilao (Cobol,

Clipper..) Dinmico: em tempo de execuo (Basic,) Java = Esttico at o Bytecode e Dinmico na

execuo do Bytecode.


Ambientes e Estados

nomes locais(variveis)

ambiente estado

valores


Escopo esttico e estrutura de Blocos

Controle de Acesso Explcito public, private, protected


Escopo Dinmico Exemplo: macros em C

#define a (x+1)int x = 2;void b() {int x = 1; printf(%d\n, a); }void c() {printf(%d\n, a); }void main() { b(); c(); }


Mecanismos de passagem de parmetro Por valor (call by value) Por referncia (call by reference) Por nome (call by name) Por necessidade (call by need)


Sinnimos (Aliasing) Outros Mecanismos especficos do Projeto de cada

Linguagem de Programao

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