apr-comp-07

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Compiladores

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Cristiano Biancardi 2

Geração de Código Intermediário



Transformação da árvore de derivação em um

segmento de código.



Vantagens:

Possibilita a otimização do código intermediário para prover um código otimizado mais eficiente;

Simplifica a implementação do compilador, resolvendo gradativamente as dificuldades de passagem de código fonte para código intermediário;

Possibilita a tradução de código intermediário para diversas máquinas.

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

Diferença entre o código intermediário e o

código objeto final



Código intermediário não especifica detalhes

da máquina alvo:

quais registradores serão usados

quais endereços de memória serão referenciados

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

Linguagens Intermediárias



Categorias:

Representações gráficas: árvore e grafo de sintaxe.

Notação pós-fixada e pré-fixada.

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

Árvore de sintaxe



Forma condensada da árvore de derivação.



As cadeia de produções simples (

A → B, B → C

)

não aparecem.

Somente os operadores (nós internos) e os operandos (nós folhas).



Grafo de sintaxe



Inclui simplificações da árvore de sintaxe.

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

Funcionamento:

Antes de construir um novo nó com rótulo op e ponteiros ptr1 e ptr2 para sub-árvores que

representam sub-expressões, a função geranodo verifica se já existe algum nó com rótulo op e

ponteiros que apontem para árvores idênticas às apontadas por ptr1 e ptr2.

Caso positivo, a função apenas retoma um ponteiro para o nó previamente construído.

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

Código de três endereços (TAC)



Cada instrução referencia, no máximo, três

variáveis (endereços de memória).



Necessita variáveis temporárias!



As instruções possíveis são as seguintes:

A := B op C

A := op B

A := B

goto L

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

Representação de TAC para A := X + Y * Z

T1 := Y * Z

T2 := X + T1

A := T2

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

Um TAC pode ser representado através de

Quádruplas:

• Constituída de quatro campos:

 Um operador, dois operandos e o resultado.

Triplas:

• Formadas por:

 Um operador e dois operandos.

 Utiliza ponteiros para a própria estrutura, evitando a nomeação explícita de temporários.

Exemplo:

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

Com TAC é possível gerar de código de três

endereços para:

– Expressões

– Declarações (escopo simples)

– Declarações (escopos aninhados)

– Comandos de atribuição

– Arrays e Registros

– Expressões booleanas

– Comandos de decisão

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Esquema de tradução de código de 3-endereços

• geratemp: gera o nome de uma variável temporária

• nome: nome associado ao símbolo

• geradcod: gera uma String com o código

• cod: contém o código final gerado pelo comando

S → id :=E {S.cod = E.cod

geracod(id.nome”:=“ E.nome)}

E → E1 + E2 {E.nome = geratemp; E.cod = E1.cod + E2.cod geracod (E.nome “:=“ E1.nome “+” E2.nome} E → E1 * E2 {E.nome = geratemp; E.cod = E1.cod * E2.cod

geracod (E.nome “:=“ E1.nome “*” E2.nome} E → (E1) {E.nome = E1.nome; E.cod = E1.cod }

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

Reaproveitamento de temporários

Deve-se poupar os temporários

Exemplo: X := A*B + C*D – E*F • Necessita apenas 2 temporários. • T1 := A * B • T2 := C * D • T1 := T1 + T2 • T2 := E * F • T1 := T1 – T2 • X := T1

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

Declarações

 Esquema de tradução que reconhece declaração de variáveis.  Associar posições de memória para nomes locais de

procedimentos

 Na área de dados do procedimeto.

 Atualizar na tabela de símbolos:

 – endereço de memória relativo.

 Geração de endereços pode ter máquina alvo em mente:

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

Em linguagens como C, Pascal e Fortran,

variáveis de um mesmo procedimento

pertencem a um mesmo grupo:

Indexação base + deslocamento

Antes da primeira declaração zera o deslocamento

Para cada declaração processada:

• – criar entrada na tabela de símbolos com deslocamento igual ao deslocamento atual

• – incrementar o valor do deslocamento proporcional ao tamanho do objeto definido na declaração.

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

Usar tradução dirigida pela sintaxe:

Atributos: • tipo

• tamanho: tamanho em bytes para os diferentes tipos • deslocamento: não é atributo de símbolo da gramática

 variável desloc: contém o próximo endereço disponível na área de dados do procedimento.

Rotina Suporte:

• adSimb(nome, tipo, deslocamento):

 cria uma nova entrada na tabela de símbolos para nome, com seu tipo e o endereço

• array(num, tipo) • ponteiro(tipo)

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

Cálculo de tamanhos:

– inteiro: 4 bytes

– real: 8 bytes

– array: número de elementos x tamanho do tipo

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

Esquema de tradução: tabela de símbolos de

bloco unitário

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

Controlando Escopo



Como estender para múltiplos escopos ?

Cada procedimento possui um escopo onde endereços relativos devem ser criados.

Deve-se usar uma tabela de símbolos para cada escopo.

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Ações semânticas geraTab(ptr):

• – cria uma tabela de símbolos (filha da tabela apontada por ptr) retornando um apontador para a mesma.

adSimb(ptr, nome, tipo, deslocamento)

• – cria uma nova entrada para nome na tabela de símbolos apontada por ptr.

defTam(ptr, tam)

• – registra na tabela de símbolos apontada por ptr o tamanho da área de dados local do procedimento correspondente

adProc(ptr, nome, pt)

• – insere na tabela de símbolos apontada por ptr o nome do procedimento e o ponteiro para a tabela de símbolos desse procedimento.

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Estruturas auxiliares

Pilhas de tabela de símbolos (tabPtr)

• Contém um ponteiro para a tabela de símbolos de cada procedimento

• Durante a compilação, o ponteiro no topo da pilha aponta para a tabela de símbolos do procedimento em análise.

• Cada tabela tem um ponteiro para a tabela de símbolos envolvente.

 Tabela “filha” tem um ponteiro para a tabela “pai”.

Pilha de deslocamentos (desloc)

• Contém o próximo endereço (de memória local) disponível na área de dados do procedimento.

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

Exemplo: esquema de tradução para gerar uma

árvore de tabelas de símbolos

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20

(31)



Esquema de tradução para comandos de

atribuição

(32)

Lookup: procura o identificador armazenado id.nome na tabela de símbolos:

• Deve primeiro verificar se o identificador está na tabela de símbolos corrente, apontada por top(tabptr). Caso negativo, lookup usa o ponteiro dessa tabela para encontrar a tabela de símbolos do procedimento envolvente.

• Se não é encontrado em nenhum dos escopos envolventes, lookup retorna NULL.

(33)



Conversão de tipos em Expressões

Aritméticas



Tipo dos operandos determina a natureza da

operação que deve ser efetuada.



Ações semânticas , associada à operação de

soma, fazem a verificação do tipo dos

operandos para determinar o tipo de operação

a ser aplicada.

(34)

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

Ações semânticas análogas à anterior podem

ser anexadas às produções que reconhecem

as operações aritméticas de subtração,

multiplicação, etc.



Para o comando X : = Y + I * J

X e Y do tipo real I e J do tipo inteiro seriam geradas: • T1 := I *int J • T3 := convreal T1 • T2 := Y +real T3

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

Expressões Lógicas e Comandos de

Controle



Expressões Iógicas são usadas como expressões

condicionais em comandos de controle (if, while.

etc) e em comandos de atribuição lógica.

Existem dois métodos de tradução para expressões lógicas:

Representação numérica

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

Representação numérica:

este método codifica numericamente as constantes true e false (true=1 e faIse=0)

avalia as expressões Iógicas de forma numérica, ficando o resultado da avaliação numa variável temporária.

operações Iógicas and, or e not:

• são avaliadas numericamente para 1 quando resultarem em true, e para 0, quando resultarem em false.

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EXEMPLO: Código para avaliar expressões lógicas

de forma numérica.

• Supondo que o código gerado seja armazenado a partir do rótulo 100, o comando de atribuição "X := A or B and not C” (onde A, B e C são variáveis Iógicas) seria

traduzido para:

 100: T1 := not C  101: T2:= B and T1  102: T3 := A or T2  103: X :=T3

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A expressão relacional A < B (onde A e B são variáveis numéricas) seria traduzida para:

• 100: if A < B goto 103 • 101: T1 :=0

• 102: goto 104 • 103: T1 := 1 • 104:

OBS: o valor da expressão fica no último temporário gerado.

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EXEMPLO: Esquema de tradução para avaliação

numérica de expressões lógicas.

• gera código para expressões lógicas.

• função geracod utiliza a variável proxq para indicar o índice do próximo rótulo disponível.

• após gerar um código, a função geracod incrementa

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EXEMPLO: Código gerado para a expressão A < B

or C < D and E < F.

• 0 esquema anterior gera a seguinte sequência de rótulos para a expressão acima:

100. if A < B goto 103 101: T1 := 0 102: goto 104 103: T1 := 1 104: if C < D goto 107 105: T2 := 0 106: goto 108 107: T2 : = 1 108: if E < F goto 111 109: T3 := 0 110: goto 112 111: T3 := 1 112: T4 := T2 and T3 113: T5 :=T1 or T4