1 geração de código intermediário prof. alexandre monteiro baseado em material cedido pelo prof....

1

Geração de Código Intermediário

Prof. Alexandre Monteiro

Baseado em material cedido pelo Prof. Euclides Arcoverde

Recife

Contatos

Prof. Guilherme Alexandre Monteiro Reinaldo

Apelido: Alexandre Cordel

E-mail/gtalk: alexandrecordel@gmail.com

greinaldo@fbv.edu.br

Site: http://www.alexandrecordel.com.br/fbv

Celular: (81) 9801-1878

3

Etapas da Compilação

Análise Léxica

Análise Sintática

Analise Semântica

Geração de CódigoIntermediário

Geração de CódigoFinal

4

Sumário da Aula

Introdução

Código de Três Endereços

Traduzindo Expressões

Traduzindo Comandos

Introdução

6

Geração de Código Intermediário

O objetivo dessa etapa é gerar um código intermediário equivalente ao código fonte dado como entrada para o compilador

Entrada: árvore sintática anotada

Saída: código intermediário

7

Código Intermediário

O nome “intermediário” indica que ele não é mais tão abstrato quanto o código fonte, nem é também o código final (específico de máquina)

Idealmente, um código intermediário deve ser simples e independente de máquina

8

Objetivo

É simples para:• Ser fácil de traduzir para código de máquina

É independente de máquina para:• Deixar apenas o back-end dependente de máquina

• Permitir gerar código para várias máquinas diferentes (a partir de uma mesma linguagem fonte)

9

Código Intermediário

Existem vários tipos de código intermediário

A escolha depende da linguagem fonte e, até mesmo, da(s) linguagem(ns) alvo

Um desenvolvedor pode criar novos tipos de código intermediário, conforme a necessidade

10

Código Intermediário

O livro considera a árvore sintática (já vista) como um tipo de código intermediário

• Mas não é tão simples... :)

Veremos aqui um tipo mais interessante de código intermediário – o código de três endereços

• Mais fácil de traduzir para códigos assembly (x86 ou MIPS, por exemplo)

Código de Três Endereços

12

Código de Três Endereços

É uma linguagem de baixo nível (simples), porém independente de máquina

Programas representados como uma simples lista de instruções

As instruções usam, no máximo, três operandos (endereços)

13

Tipos de Endereços

Um endereço pode ser:

• Um nome – representando uma variável, função, etc.

• Uma constante – valor literal de um número, uma string, um caractere, etc.

• Um temporário – variável auxiliar criada pelo compilador (t1, t2, etc.)

• Um rótulo – localização de uma instrução

14

Tipos de Instruções

Instruções de atribuição da forma

Onde op é um operador binário aritmético, binário ou lógico• Exemplo:

x = y op z

aux = t1 + temp

15

Tipos de Instruções

Instruções de atribuição da forma

Onde op é um operador unário, como: negação lógica, menos, conversão de tipo• Exemplos:

x = op y

t1 = (int) temp; t1 = - temp;

16

Tipos de Instruções

Instruções de cópia

Usadas, em alguns casos, para facilitar a geração do código intermediário

Numa fase posterior, de otimização, essa instrução pode ser removida

x = y

17

Tipos de Instruções

Desvio incondicional

Desvia para o rótulo L : faz com que a próxima instrução a ser executada seja a que tem o rótulo L• Exemplo:

goto L

label2: aux = t + 1; ... goto label2

18

Tipos de Instruções

Desvios condicionais

Desviam para o rótulo L dependendo do valor booleano de x

if x goto L

ifFalse x goto L

19

Tipos de Instruções

Desvios condicionais com operadores relacionais (<, >, ==, !=, ...)

Desvia para L se o resultado da operação relacional for verdadeiro• Exemplo:

if x op_cond y goto L

label2: aux = t + 1; if aux < temp goto label2

20

Tipos de Instruções

Chamada de procedimento

Chama o procedimento Proc

call Proc

21

Tipos de Instruções

Preparação de parâmetros

Definem os valores que serão passados em uma chamada de procedimento• O exemplo dado representa: Proc(x1, x2, ...)

param x1 param x2 ... call Proc

22

Tipos de Instruções

Retorno de valor

Usada dentro de um procedimento para retornar o valor y

return y

23

Tipos de Instruções

Atribuições de endereços e ponteiros

Acessam, respectivamente:

• O endereço de memória da variável y• O valor que está no endereço que y guarda

• O valor que está no endereço que x guarda

x = &yx = *y*x = y

Traduzindo Expressões

25

Traduzindo Expressões

Uma expressão com várias operações...

...é decomposta em expressões menores, com uma operação cada

myVar = aux + temp * 3

t1 = 3 t2 = temp * t1 t3 = aux + t2 myVar = t3

26

Traduzindo Expressões

A árvore sintática, na verdade, já guarda as expressões decompostas da forma desejada

Cada sub-expressão terá o seu valor guardado por alguma variável

• Pode ser necessário criar uma variável temporária

• Criar atributo em cada nó da árvore

27

Traduzindo Expressões

A regra geral para traduzir um nó (que realiza uma só operação) é:

• Gerar o código das sub-expressões

• Receber os nomes das variáveis usadas para guardar o valor de cada uma delas

• Criar uma instrução para executar a operação sobre essas variáveis

28

Exemplo

Figura 6.20 do livro (página 243)

Traduzindo Comandos

30

Traduzindo Instruções

Veremos como fazer a tradução de alguns comandos mais representativos

• Atribuição• If-Else• While

Referências• Figuras 6.20 (pag. 243) e 6.36 (pág. 257) do

livro

31

Atribuição

Primeiro, deve-se gerar código para a expressão do lado direito

• Retorna o nome da variável que terá o valor da expressão

Por fim, basta fazer uma instrução de cópia entre a variável retornada e a variável do lado esquerdo da atribuição

32

Atribuição

Exemplo:

Código de três endereços:

myVar = aux + temp * 3

t1 = 3 t2 = temp * t1 t3 = aux + t2 myVar = t3

33

If-Else

Criar dois labels (rótulos) únicos

• Fx: para o caso falso

• Rx: para a próxima instrução, após o if-else

34

If-Else

A primeira coisa a fazer é gerar o código da expressão de teste

• Retorna o nome de uma variável

Depois, deve-se gerar um comando de desvio condicional ifFalse-goto aplicado à variável e ao label Fx

• Só vai desviar quando for falso

35

If-Else

Depois, deve-se gerar o código do comando dentro do if

• Só vai ser atingido quando a expressão for verdadeira

E então, gerar um desvio incondicional goto para o label Rx

• Impede que seja executado o comando do else

36

If-Else

A seguir, deve-se gerar o label Fx

• Marca o início do código do else

Gerar o código do comando dentro do else

E, por fim, gerar o label Rx

• Marca o início do comando seguinte

37

If-Else

Exemplo:

int x = 0; if (x < 10) { x = 20; } else { x = 10; } int y = x;

x = 0 t1 = x < 10 ifFalse t1 goto F1 x = 20 goto R1 F1: x = 10 R1: y = x

38

While

Criar dois labels únicos

• Ix: para o início do while

• Rx: para o próximo comando, após o while

Naturalmente, deve-se começar gerando o label Ix na saída

39

While

Depois, gerar primeiro o código da expressão

• Receber o nome da variável

Depois, gerar um desvio condicional ifFalse-goto aplicado à variável e ao label Rx

• Quando a expressão não for verdade, passa para o comando após o while

40

While

Em seguida, deve-se gerar o código do comando interno do while

Depois, gerar uma instrução de desvio incondicional goto para o label Ix

• Para avaliar a expressão novamente

Por fim, gerar o label Rx

41

While

Exemplo:

x = 0; while (x < 10) { x = x + 1; } y = x;

x = 0 I1: t1 = x < 10 ifFalse t1 goto R1 t2 = x + 1 x = t2 goto I1 R1: y = x

42

Traduzindo Instruções

Essa é UMA possível maneira de gerar código para esses comandos

É uma maneira mais direta e mais fácil de implementar, mas gera código ineficiente

• A fase de otimização, poderia melhorá-lo

Usem como base para os demais comandos

43

Bibliografia

AHO, A., LAM, M. S., SETHI, R., ULLMAN, J. D., Compiladores: princípios, técnicas e ferramentas. Ed. Addison Wesley. 2a Edição, 2008 (Capítulo 4)