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Revisão Compiladores – AP2

Prof. Alexandre Monteiro

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

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Análise de Descida Recursiva É uma análise sintática top-down ou

descendente

É um parser LL(1)• Left-to-right – a ordem de leitura dos tokens é

da esquerda para a direita

• Leftmost derivation – segue a ordem típica de uma derivação mais à esquerda

• Só olha 1 token por vez

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Exemplo de Reconhecedor Gramática:Terminais = {a,b,c}Não-terminais = {S, X}Produções = {

S a X bS b X aS cX b XX a

}Não-terminal inicial = S

a b cS a X

bb X a c

X a b X Error

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Produção Única Um não-terminal com apenas uma

produção é o caso mais simples de ser tratado

Ficará assim

frase ::= sujeito predicado “.”

void parseFrase() { parseSujeito(); parsePredicado(); acceptToken(PONTO); }

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Múltiplas Produções Porém, quando houver mais de uma

produção, é preciso usar um critério de escolha

Por exemplo:

Como escolher a produção certa (ou seja, a que representa o código fonte) durante a análise?

sujeito ::= “Eu” | “Um” substantivo | “O” substantivo

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Múltiplas Produções No exemplo anterior, basta olhar o token

atual void parseSujeito() { TokenType tp = this.token.getType(); if (tp == TokenType.EU) { acceptToken(); } else if (tp == TokenType.UM) { acceptToken(); parseSubstantivo(); } else if (tp == TokenType.O) { acceptToken(); parseSubstantivo(); } else { <.. reportar erro ..> } }

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Conjunto FIRST Se α for a cadeia vazia (α = ε)

• FIRST(ε) = { ε }

Se for um terminal a qualquer• FIRST(a) = { a }

Se for um não-terminal N com as produções N → α | β• FIRST(N) = FIRST(α) FIRST(β)

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Conjunto FIRST Se for uma cadeia de símbolos α =

X1X2...Xk • Depende de X1

Se X1 não pode gerar vazio• FIRST (X1X2...Xk) = FIRST(X1)

Se X1 pode gerar vazio• FIRST (X1X2...Xk) = FIRST(X1)

FIRST(X2...Xk)• Calcula para X1 e continua o cálculo

recursivamente para o restante da cadeia

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Fatoração à Esquerda Alguns casos em que as produções têm

seus conjuntos FIRST idênticos podem ser tratados

Um deles é quando as produções têm prefixos comuns

Exemplocmd ::= if exp then cmd else cmd | if exp then cmd | outro

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Fatoração à Esquerda A solução é parecida com a fatoração em

expressões matemáticas• Colocar a parte comum em evidência• A parte diferente pode se tornar outro não-

terminal

Exemplo anteriorcmd ::= if exp then cmd restoCmd | outrorestoCmd ::= else cmd | ε

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Fatoração à Esquerda Caso geral

• Seja N com produções com prefixo comum α

• Colocando α em comum e criando um novo não-terminal X

N → α X | Ф

X → β1 | β2

N → α β1 | α β2 | Ф

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Eliminação de Fatoração Direta:

X a b cX a d e

Sem fatoração:X a YY b cY d e

IndiretaX a bX Y cY a d

Elimina-se a indireção:X a bX a d cY a d

Sem fatoração:X a ZY a dZ bZ d c

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Exercícios

Resolver fatorações a esquerda: Direta:

X a c XX a d

Indireta:X a XX Y cX dY a b

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Recursão à Esquerda Outra limitação (menos grave) da técnica, é se

houver uma produção recursiva à esquerda

O que acontece se tentarmos criar o parser diretamente desta gramática?

exp ::= exp “+” NUM | NUM

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Recursão à Esquerda

Qual o problema com esse código?• Além dos conjuntos FIRST não serem disjuntos, ele apresenta recursão infinita!

void parseExp() { if (token.getType() == NUM) { parseExp(); acceptToken(MAIS); acceptToken(NUM); } else if (token.getType() == NUM) { acceptToken(); }

recursão infiinita !

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Recursão à Esquerda Neste caso, é preciso alterar a gramática

para remover a recursão à esquerda• É necessário haver outra produção sem a

recursão

Como reescrever o exemplo anterior para remover a recursão à esquerda? exp ::= exp “+” NUM

| NUM

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Recursão à Esquerda O exemplo anterior reescrito

exp ::= NUM restoExpr

restoExpr ::= “+” NUM restoExpr | ε

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Recursão à Esquerda Caso geral

• Seja a gramática

• Comentários- A recursão à esquerda serve apenas para produzir

repetições de α1 ou α2 (à direita das recursões)- A recursão só pára quando o N à esquerda for β1 ou

β2 (produções sem recursão à esquerda)

N → N α1 | N α2 | β1 | β2

Sejam α1, α2, β1 e β2 cadeias quaisquer

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Recursão à Esquerda Caso geral (solução)

• Criar um novo não-terminal X para criar zero ou mais repetições de α1 ou α2 com recursão à direita

• Fazer as produções sem recursão de N terminarem com X

N → β1 X | β2 X

X → α1 X | α2 X | ε

N → N α1 | N α2 | β1 | β2

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Eliminação da Recursividade Esquerda

Direta:X X aX b

Sem recursão:X’ εX’ a X’X b X’

Indireta:X Y aX bY X cY d

Remove-se a indireção:X X c aX d aX bY X cY d

Resolve-se como no caso anterior

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Exercícios

Resolver recursividades a esquerda: Direta:

X X aX b

Indireta:X Y aX bY X cY d

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Conjunto FOLLOW FOLLOW (N)

• Aplicado a não-terminais N quaisquer

É o conjunto de terminais que podem aparecer à direita do não-terminal N, em alguma cadeia derivada pela gramática

• Se o símbolo inicial deriva uma cadeia “... N x ...” então x faz parte de FOLLOW(A)

• O símbolo inicial tem $ no conjunto FOLLOW para indicar fim da entrada (EOF)

Como calcular?

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Conjunto FOLLOW Se N for o símbolo inicial

• Colocar $ (EOF) no conjunto FOLLOW(N)

Para toda produção X → α N β , em que beta não é vazio e não deriva vazio• Adicionar tudo de FIRST(β) no FOLLOW(N)

Para toda produção X → α N β , em que beta ou é vazio ou deriva vazio• Adicionar todo o FOLLOW(X) no FOLLOW(N)

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Analisador Sintática LR Existem diversos tipos de analisadores

LR(k)

O nome LR(k) indica• Left-to-right – a ordem de leitura dos tokens é

da esquerda para a direita

• Rigthmost derivation – encontra uma derivação mais à direita (porém, de trás para a frente)

• K token são olhados à frente (lookahead)

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Relembrando as Tabelas Tabela ACTION

• Diz qual ação será tomada, de acordo com o estado atual e o próximo token

Tabela GOTO (usada após um reduce)• Diz qual o próximo estado, de acordo com o estado atual e o símbolo não-terminal que foi reduzido

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Funcionamento A medida que lê os terminais (tokens), o parser

poderá realizar certas ações, de acordo com o estado atual

• SHIFT• REDUCE• ACCEPT• ERROR

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Exemplo (quadro)

0) S: stmt $

1) stmt: ID ':=' expr

2) expr: expr '+' ID

3) expr: expr '-' ID

4) expr: ID

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Exemplo (autômato)

State 00)S: . stmt $ 1)stmt: . ID ':=' expr

State 10)S: stmt . $

State 21)stmt: ID . ':=' expr

State 31)stmt: ID ':=' . expr 2)expr: . expr '+' ID 3)expr: . expr '-' ID 4)expr: . ID

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Exemplo (autômato)State 0 0) S: . stmt $ 1) stmt: . ID ':=' expr

GOTO 2 on stmtSHIFT 1 on ID

State 1 1) stmt: ID . ':=' expr

SHIFT 3 on ':='

State 2 0) S: stmt . $

SHIFT 4 on $

State 31) stmt: ID ':=' . expr 2) expr: . expr '+' ID 3) expr: . expr '-' ID

4) expr: . ID GOTO 6 on expr

SHIFT 5 on ID

State 40) S: stmt $.

State 5 4) expr: ID .

State 6 1) stmt: ID ':=' expr . 2) expr: expr . '+' ID 3) expr: expr . '-' ID SHIFT 7 on '+' SHIFT 8 on '-'

State 7 2) expr: expr '+' . ID SHIFT 9 on ID

State 8 3) expr: expr '-' . ID SHIFT 10 on ID State 9 2) expr: expr '+' ID .

State 10 3) expr: expr '-' ID .

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Exemplo (Tabelas)

ID ':=' '+' '-' $ stmt expr0 s1 g2 1 s3 2 s4 3 s5 g64 acc acc acc acc acc 5 r4 r4 r4 r4 r4 6 r1 r1 s7 s8 r1 7 s9 8 s10 9 r2 r2 r2 r2 r2

10 r3 r3 r3 r3 r3

Goto TableAction Table

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Exemplo: a:= b + c - dStack Remaining Input Action

0/S a:= b + c - d s10/S 1/a := b + c - d s3

0/S 1/a 3/:= b + c - d s50/S 1/a 3/:= 5/b + c - d r4

0/S 1/a 3/:= + c - d g6 on expr0/S 1/a 3/:= 6/expr + c - d s7

0/S 1/a 3/:= 6/expr 7/+ c - d s90/S 1/a 3/:= 6/expr 7/+ 9/c - d r2

0/S 1/a 3/:= - d g6 on expr0/S 1/a 3/:= 6/expr - d s8

0/S 1/a 3/:= 6/expr 8/- d s100/S 1/a 3/:= 6/expr 8/- 10/d $ r3

0/S 1/a 3/:= $ g6 on expr0/S 1/a 3/:= 6/expr $ r1

0/S $ g2 on stmt0/S 2/stmt $ s4

0/S 2/stmt 4/$ accept

Análise Semântica O que é?

Para que serve?

Qual a finalidade de uma tabela de símbolos (TS) no projeto de um compilador?

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Tradução em Parsers de Descida Recursiva ...basta posicionar a ação semântica

dentro do bloco que trata a produção desejada

void parseLoopComand() { if (token.getType() == WHILE) { acceptToken(); System.out.println(“While!"); ... } else if (token.getType() == DO) { acceptToken(); parseComand(); System.out.println(“Do-While!"); ... } }

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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)

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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

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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

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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;

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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

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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

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Tipos de Instruções Desvios condicionais

Desviam para o rótulo L dependendo do valor booleano de x

if x goto LifFalse x goto L

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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

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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

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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

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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