Compila 2en1

8/7/2019 Compila 2en1

1/34

GRUPO DE COMPUTADORES Y TIEMPO REAL Javier Gutirrez, Michael Gonzlez 1

FACULTAD DE CIENCIAS 24/nov/08

UNIVERSIDAD DE CANTABRIA

Lenguajes de alto nivel ycompiladores

Introduccin a la tecnologade compiladores

4




Notas:

1. Compiladores

2. Anlisis lxico

3. Anlisis sintctico

4. Conclusin


2/34



UNIVERSIDAD DE CANTABRIA1. Compiladores

Un compilador es un programa que lee un programa escrito

en un lenguaje, y lo traduce a un programa equivalente en otrolenguaje.

Durante la traduccin el compilador informa de la presenciade errores en el programa fuente.

compiladorprogramaprograma

mensajes

de error

en lenguajefuente

en lenguajedestino




Notas:

Existen multitud de compiladores para un gran nmero de lenguajes fuente y lenguajes destino.

Los compiladores se utilizan tanto para lenguajes de programacin tradicionales, como Fortran, C oAda, o para aplicaciones especializadas como por ejemplo lenguajes de descripcin de hardware,lenguajes de programacin de robots, etc.

Los primeros compiladores aparecieron a primeros de los aos 50, como resultado de proyectospara la traduccin de frmulas aritmticas en cdigo mquina.

Los primeros compiladores eran costosos de implementar. Hoy en da existen tcnicas sistemticaspara construir compiladores que hacen ms sencillo el proceso.


3/34



UNIVERSIDAD DE CANTABRIAAnlisis y sntesis

Compilacin

Anlisis Sntesis

Lxico: Sintctico: Generacintokens instrucciones de cdigo

Semntico:significado




Notas:

Existen dos partes importantes en la compilacin:

Etapa de anlisis: Parte el programa fuente en sus piezas constituyentes y crea unarepresentacin intermedia del mismo.

- Anlisis lxico: separacin de cada elemento componente del programa (token)

- Anlisis sintctico: separacin de cada instruccin o sentencia del lenguaje, que agrupa

varios componentes lxicos o tokens.- Anlisis semntico: Se revisa el programa fuente para comprobar que las reglas semnticas

del lenguaje (aquellas relativas al significado de las distintas instrucciones) se cumplen. Unejemplo de regla semntica es la comprobacin de tipos en las expresiones.

Etapa de sntesis: Construye el programa destino deseado a partir de una descripcin en unlenguaje de representacin intermedia.

De las dos partes de la compilacin, la sntesis es la que requiere las tcnicas ms especializadas,aunque en los lenguajes de programacin modernos (Ada, C++, Java) la parte de anlisis estalcanzando una gran complejidad.

Durante la fase de anlisis la estructura del programa se guarda en una estructura de datos especial

que suele ser un rbol: el rbol sintctico.


4/34



UNIVERSIDAD DE CANTABRIAAnlisis y sntesis (cont.)

Algunas herramientas presentan tambin una etapa de

anlisis:- Editores orientados al lenguaje

- Impresin con formato (pretty printer)

- Comprobadores estticos de programas

- Intrpretes




Notas:

La etapa de anlisis se encuentra en muchas herramientas adems de los compiladores:

Editores orientados al lenguaje: Adems de facilitar la introduccin de texto por el tecladoanaliza el programa fuente y proporciona la estructura y jerarqua necesarias. Por ejemplo,puede comprobar que la sintaxis es correcta, proporcionar palabras clave, etc.

Impresin con formato (Pretty Printer): Analiza el programa fuente y lo imprime de forma quela estructura del programa aparece claramente visible.

Comprobadores estticos: Permiten analizar un programa y descubrir errores potenciales sinnecesidad de ejecutar el programa. Por ejemplo, se pueden detectar zonas de cdigo queno se ejecutarn nunca, variables no inicializadas, errores sintcticos, comprobacin de tipos,etc.

Intrpretes: En lugar de producir un programa destino mediante un proceso de traduccin, elintrprete ejecuta las operaciones que especifica el programa fuente.


5/34



UNIVERSIDAD DE CANTABRIAFases de un compilador

AnalizadorLxico

AnalizadorSintctico

AnalizadorSemntico

Generadorcd. interm.

Generador

de cd. objeto

Optimizadorde cdigo

Programa

Fuente

Tokens rbol

Sintctico

Cdigo

IntermedioCdigo

Objeto

Tabla deSmbolos

Tabla deErrores

rbol Sintctico

Cdigo Intermedio




Notas:

En cada fase de un compilador se transforma el programa fuente de una representacin a otra. Lastres primeras fases forman la etapa de anlisis, mientras las tres ltimas forman la etapa desntesis.

La tabla de smbolos es una estructura de datos que almacena los identificadores utilizados en elprograma fuente as como los atributos de cada identificador. Estos atributos pueden proporcionar

informacin sobre el tipo del identificador, su tamao, su rango de visibilidad, sus argumentos (encaso de procedimientos), etc.

La tabla de smbolos tiene operaciones para encontrar un identificador rpidamente, y leer susatributos o modificarlos. Asimismo, permite introducir nuevos identificadores. Cada una de las fasesde compilacin puede realizar modificaciones de los registros de una tabla de smbolos,generalmente aadiendo ms atributos a medida que se van conociendo.

El manejador de errores es un mdulo que gestiona las acciones a realizar por cada uno de loserrores encontrados en las diferentes fases de la compilacin. En general, es deseable que elmanejador de errores permita la continuacin del proceso de compilacin, con objeto de permitirencontrar ms errores en el programa. Las fases de anlisis sintctico y semntico sonhabitualmente las que ms errores encuentran.


6/34



UNIVERSIDAD DE CANTABRIAEjemplo de anlisis y sntesis

posicion := inicial + velocidad*60

Analizador Lxico

id1:= id2+ id3*60

Analizador Sintctico

:=

id1 +id2

id3 60

*

Tabla de smbolos

1 posicion ...

2 inicial ...

3 velocidad ...

4 ... ...




Notas:

Analizador Semntico

:=id1 +

id2id3 conv. a real

*

Generador de cdigo intermedio

60


7/34



UNIVERSIDAD DE CANTABRIAEjemplo (cont.)

Generador de cdigo intermedio

temp1 := conv_a_real(60)temp2 := id3 * temp1temp3 := id2 + temp2id1 := temp3

Optimizador de cdigo

temp1 := id3 * 60.0

id1 := id2 + temp1

Generador de Cdigo




Notas:

Generador de Cdigo

MOVF id3 , R2MULF #60.0 , R2MOVF id2 , R1ADDF R2 , R1MOVF R1 , ID1


8/34



UNIVERSIDAD DE CANTABRIAEl contexto de un compilador

Ensamblador

Preprocesador

Enlazador

Compilador

Programa fuente

Programa fuente final

Cdigo Ensamblador

Objetos enCdigo Mquina

Programa final

Libreras




Notas:

Adems de un compilador, otros programas pueden ser necesarios para crear un programa destinoejecutable:

Preprocesador: Un programa fuente puede estar dividido en mdulos almacenados en ficherosdiferentes. La tarea de recopilar el cdigo fuente almacenado en estos ficheros puede serencomendada a un preprocesador. Asimismo, un preprocesador puede expandir las macrosconvirtindolas en instrucciones ejecutables.

Ensamblador: Muchos compiladores proporcionan el programa final en lenguaje ensamblador.Para poder obtener un programa ejecutable es preciso ensamblar este programa final con unensamblador convencional.

Enlazador.Esta herramienta toma cdigo mquina relocalizable de los diferentes objetoscompilados y de librera, modifica las direcciones relocalizables para situarlas a los valoresabsolutos adecuados, y crea el programa ejecutable.


9/34



UNIVERSIDAD DE CANTABRIA2. Anlisis lxico

Convierte una cadena de caracteres que conforma el

programa fuente en un grupo de palabras, que sonsecuencias de caracteres con significado propio. Ejemplo:

if Existe thenposicion:=60;end if;

1. la palabra reservada if2. la expresin booleana Existe3. la palabra reservada then4. el identificador posicion5. el smbolo de asignacin :=6. la constante 607. el final de instruccin ;8. la palabra reservada end

9. la palabra reservada if10. el final de instruccin ;




Notas:

Durante el anlisis lxico el programa fuente, que est constituido por una cadena de caracteres, selee de principio a fin y se descompone en un conjunto de palabras, cada una de ellas con significadopropio.

Estas palabras son identificadas y clasificadas en diferentes grupos. Por ejemplo, las palabras deun lenguaje de programacin pueden ser identificadores, constantes, operadores, palabras

reservadas del lenguaje, etc.

Los espacios en blanco que separan los caracteres que forman las palabras son normalmenteeliminados durante la fase de anlisis lxico. Tambin lo son otros separadores como tabuladores,saltos de lnea, etc. Tambin se pueden eliminar en esta fase los comentarios.

Los errores detectados en la fase de anlisis lxico suelen ser escasos, porque en esta fase sedispone de muy poca informacin sobre el programa. Un error que s se puede detectar es la lecturade un carcter que no corresponde al alfabeto permitido para el lenguaje.


10/34




Reconocimiento de lexemas yla tabla de smbolos

Para distinguir unas palabras (o lexemas) de otras se utilizan

patronesde reconocimiento.

En muchos casos los patrones se describen medianteexpresiones regulares.

Los identificadores pueden tambin sustituirse porreferencias a la tabla de smbolos, para una utilizacin mseficiente.

La tabla de smbolos asocia a cada identificador un nmero,as como una serie de atributos (tipo de datos, etc.).




Notas:

Para distinguir unas palabras de otras durante el anlisis lxico, se utilizan determinados patronesde reconocimiento. Por ejemplo, en una expresin aritmtica, los smbolos de operadores, como +,-, *, /, son reconocidos como lexemas, y separan al resto de los lexemas, que a su vez puedenser palabras (nombres de variables) o nmeros.

Los patrones de reconocimiento se suelen describir utilizando diversas notaciones. La ms popular

son las expresiones regulares, que veremos a continuacin.

En ocasiones, cuando el analizador lxico encuentra un identificador lo introduce en la tabla desmbolos. En este caso, la representacin del programa que produce el analizador lxico presentareferencias a los identificadores almacenados en la tabla de smbolos.


11/34



UNIVERSIDAD DE CANTABRIAExpresiones regulares

Permiten describir conjuntos de strings. El uso ms habitual

es para comprobar si un string dado se corresponde con unpatrn, descrito mediante una expresin regular

Notacin general para REs:

Smbolo Descripcin

| Or (alternativa)

() Agrupar una subexpresin

* 0 ms veces

? 0 1 vez

+ 1 o ms veces

{n,m} entre n y m veces




Notas:

Las expresiones regulares permiten definir conjuntos de strings. Con ellos, podemos comprobar siuna palabra cumple un determinado patrn de reconocimiento.

Por ejemplo, un identificador Ada es una palabra que empieza con una letra, y luego tiene letras,cifras numricas, o el carcter subrayado. Esto se expresa as:

identificador=letra(letra | dgito | _)*

Donde:

las letras corresponden al conjunto [a-zA-Z]

los dgitos al conjunto [0-9]

y el carcter subrayado se expresa como l mismo.


12/34




Reglas para describirexpresiones regulares

Descripcin Sintaxis

expresar un carcter especial x \x o x

a seguido de b a/b

carcter a al final de una lnea a$

carcter a al principio de una lnea ^a

caracteres a, b c [abc]

cualquier carcter excepto a, b c [^abc]

caracteres entre A y E [A-E]

tabulador - nueva lnea \t - \n

cualquier carcter excepto \n .

definicin regular nombre exp_regular




Notas:

Ejemplos de expresiones regulares

signo_opcnal(+ | -)?

digito[0-9]

digitos{digito}+mantisa_real{signo_opcnal} {digitos} . {digitos}

exp_opcnal(E {signo_opcnal} {digitos})?

numero_real{mantisa_real} {exp_opcnal}


13/34




El constructor deanalizadores lxicos lex

Lex es un constructor de analizadores lxicos.

Opera mediante una descripcin de la gramtica hechamediante expresiones regulares.

Genera un programa en lenguaje C que sirve como analizadorlxico.

Existe un equivalente en lenguaje Ada: aflex

http://www.ics.uci.edu/~arcadia/Aflex-Ayacc/aflex-ayacc.html




Notas:

Lex es una herramienta que se ha utilizado para especificar analizadores lxicos para una variedadde lenguajes. Normalmente se le llama compilador Lex a la herramienta, y lenguaje Lex a susespecificaciones de entrada.

Existe un equivalente a lex en Ada, denominado aflex. La herramienta lex genera un programaC que sirve como analizador lxico; aflex genera tambin un analizador lxico, pero en lenguaje

Ada.


14/34



UNIVERSIDAD DE CANTABRIAUso de la herramienta aflex

name.l

fuente lex

aflex

name.a

programa pral Ada

name_dfa.a

paquete Ada

name_io.a

paquete ada

name

analizador lxico

compilador

fuente

en el lenguaje origen

al analizadorsintctico




Notas:

Generalmente, lex o aflex se utilizan en la forma indicada en la figura de arriba. Primero se preparauna especificacin de la gramtica en lenguaje Lex. Posteriormente, se utiliza la herramienta paraproducir el cdigo fuente del programa analizador lxico. Este cdigo fuente debe ser compilado, loque produce el analizador lxico. Con el analizador lxico resultante, se puede realizar el anlisislxico de un cdigo fuente tantas veces como sea necesario.

La herramienta aflex crea ficheros Ada terminados en .a, que por tanto no se adhieren a lasconvenciones de nombres del compilador gnat. Adems, crea los paquetes en un solo fichero, conla especificacin y el cuerpo en el mismo fichero. Esto tambin es contrario a las reglas del gnat.

Para estas situaciones, existe una herramienta llamada gnatchop, que permite crear los ficheroscon los nombres apropiados, a partir de otros ficheros. En el caso del ejemplo de la figura, habrque ejecutar:

gnatchop -w name.agnatchop -w name_dfa.agnatchop -w name_io.a

Donde name es el nombre de la especificacin lex original. Luego hay que construir el ejecutable:

gnatmake name


15/34



UNIVERSIDAD DE CANTABRIAEspecificaciones en lex

Constan de tres partes:

definiciones%%

reglas de traduccin

%%

cdigo auxiliar

Las definicionesson definiciones regulares que toman laforma:nombre expresin_regular

Las reglas de traduccinse describen de la forma:patrn {accin}

Patrnes una expresin regular; Accines un trozo de cdigo




Notas:

Las especificaciones en Lex constan de las tres partes descritas arriba: definiciones, reglas detraduccin, y cdigo auxiliar en C (o Ada en el caso de aflex).

Las definiciones son definiciones regulares. Por ejemplo:

letra [a-zA-Z]

digito [0-9]

identificador {letra}({letra}|{digito}|_)*

Las reglas de traduccin describen patrones y acciones a realizar en caso de que en el texto deentrada del analizador lxico se encuentre ese patrn. Las acciones son fragmentos de cdigo C,en el caso de lex, o Ada, en el caso de aflex. Por ejemplo:

{identificador} {Put_Line (Encontrado un identificador);}

{digito}+ {Put_Line (Encontrado un nmero);}

En los nombres de las definiciones se distinguen maysculas de minsculas. Por ejemplo, no es lomismo {digito} que {Digito}.


16/34



UNIVERSIDAD DE CANTABRIAEstructura del cdigo auxiliar

El cdigo auxiliar se escribe con la estructura

seccin inicial de cdigo##

seccin final de cdigo

El cdigo Ada generado tendr la estructura siguiente:with Name_Dfa, Name_IO, Text_IO;seccin inicial de cdigo (debe incluir el tipo Token)

function YYLex return Token isbegin

-- definida por la herramienta lex

end;

seccin final de cdigo




Notas:

Un ejemplo de cdigo auxiliar:procedure Name is

type Token is (End_Of_Input, Error);Tok : Token;

##

beginwhile Tok /= End_of_Input loop

Tok:=YYLex;end loop;

end Name;

La funcin YYLex se crea automticamente, y se coloca en el lugar donde se han escrito loscaracteres ##. Para que esta funcin sea vlida, es imprescindible que en la seccin inicial de cdigose haya creado el tipo enumerado Token, con al menos los dos valores End_Of_Input y Error.


17/34




Aspectos a tener en cuenta enla especificacin lex

El texto que verifica el patrn de una regla de traduccin se

puede obtener con la funcin predefinida YYText.

Es habitual que el cdigo de una regla de traduccin acabecon una instruccin:

return valor;

donde valor es un valor del tipo enumerado Token, creadoen la seccin inicial de cdigo auxiliar. Esto es especialmentehabitual si se enlaza lex conyacc (analizador sintctico)

Cuando un string puede cumplir dos reglas de traduccin, seelige:1. El string ms largo

2. Si son iguales, la regla que aparece en primer lugar




Notas:

Un aspecto de importancia al escribir las reglas de traduccin es cmo se resuelven lasambigedades. Por ejemplo, si tenemos las definiciones

lazo lazolazo_while lazo_while

el string lazo_while cumplira las dos definiciones.

En lex las ambigedades se resuelven usando siempre el string ms largo de los que cumplen variasreglas. Si hay varias reglas que son cumplidas por strings de la misma longitud, entonces se eligela regla colocada en primer lugar.


18/34



UNIVERSIDAD DE CANTABRIAEjemplo con lex

El siguiente ejemplo convierte un texto con insultos en otro

con palabras ms correctas :-)

Especificacin Lex, en el ficherobien_educado.l:

-- definicionesespacio " "|\n

palabra [a-zA-Z]+{espacio}tonto ("tonto"{espacio})|("ignorante"{espacio})tonta "tonta"{espacio}tonto_de "tonto"{espacio}"de"l?{espacio}{palabra}idiota "idiota"{espacio}

nueva_linea \n%%




Notas:

-- reglas de traduccin{tonto} {Put("listo ");}{tonta} {Put("lista ");}{idiota} {Put("distinguido ");}{tonto_de} {Put("amable caballero ");}{nueva_linea} {New_Line;}

. {Put(YYText);}

%%

-- cdigo auxiliar inicialwith Ada.Text_IO; Use Ada.Text_IO;procedure Bien_Educado istype Token is (end_of_input,error);tok : token;


19/34



UNIVERSIDAD DE CANTABRIAEjemplo (cont.)

##

-- cdigo auxiliar finalbegin loop

tok:=YYLex; exit when Tok = end_of_input; end loop;end Bien_Educado;




Notas:

El ejemplo se ha utilizado para procesar el siguiente texto:

Juan le dijo al ignorante de Pedro que no hicieracaso del tonto de baba de su hermano,ya que el idiota de el estaballamando tonta a su hermana.

El resultado obtenido es:

Juan le dijo al listo de Pedro que no hicieracaso del amable caballero de su hermano,ya que el distinguido de el estaballamando lista a su hermana.


20/34



UNIVERSIDAD DE CANTABRIA3. Anlisis sintctico

Agrupa las palabras del programa fuente en frases anidadas

jerrquicamente con un significado comn.

Normalmente utiliza unas reglas sintcticas para describir lagramtica del lenguaje fuente.

Se describen habitualmente mediante gramticas sincontexto, tambin llamadas notacin BNF (Backus-NaurForm)

Para algunos tipos de gramticas es posible construir elanalizador con herramientas automticas




Notas:

Todos los lenguajes de programacin tienen un conjunto de reglas que describen la estructurasintctica de los programas correctos. La sintaxis de las construcciones de los lenguajes deprogramacin pueden describirse mediante gramticas sin contexto (context-free grammars),tambin llamada notacin BNF (Backus-Naur Form). Las gramticas ofrecen significativas ventajastanto para los diseadores del lenguaje como para los escritores de compiladores:

Una gramtica suministra una forma precisa y fcil de entender de la especificacin sintctica

de un lenguaje de programacin. Para ciertas clases de gramticas, se pueden construir analizadores sintcticos con

herramientas automticas. Adems, la construccin del analizador puede revelarambigedades gramaticales no deseadas.

Una gramtica adecuadamente diseada aporta al lenguaje de programacin una estructuraadecuada tanto para su traduccin a cdigo objeto, como para la deteccin de errores.

Como los lenguajes tienen una vida larga y pueden evolucionar aadindoseles nuevasconstrucciones, stas pueden ser aadidas ms fcilmente cuando la implementacinexistente est basada en una descripcin gramatical formal.


21/34




Interaccin entre analizadorlxico y sintctico

analizador

Tabla deSmbolos

lxicoanalizadorsintctico

...Programa

Fuente

token

get_nexttoken




Notas:

Como se ha sealado, el analizador lxico es la primera fase de un compilador. Su principal tareaes leer los caracteres de entrada y producir como salida una secuencia de tokens o lexemas, queel analizador sintctico o parser utilizar para el anlisis sintctico.

La interaccin entre el analizador lxico y el analizador sintctico se muestra en la figura de arriba.Normalmente el analizador lxico se escribe como un subprograma del analizador sintctico, al que

ste llama para obtener cada token.

En el caso de las herramientas lex y yacc, el analizador lxico suele ser una funcin llamada YYLex,que retorna cada vez un dato del tipo Token diferente.

Ambos analizadores pueden compartir una tabla de smbolos, que sirve para traducir identificadoresa nmeros, ms fciles de manejar.


22/34



UNIVERSIDAD DE CANTABRIAGramticas sin contexto

Una gramtica describe la estructura jerrquica de un

lenguaje. Por ejemplo, la instruccin if

if expresion_logica then instrucciones end if;

se puede expresar en notacin BNF con la siguiente regla:

instruccion_if -> if expresion then instrucciones end if;

La gramtica tiene cuatro componentes:1. conjunto de lexemas o tokens (if, then, end)

2. conjunto de no-terminales (expresion, instrucciones)3. conjunto de reglas, cada una describiendo un no-terminal

4. la designacin de un no-terminal como el comienzo




Notas:

Una gramtica describe la estructura jerrquica de las construcciones de un lenguaje deprogramacin.

Una gramtica sin contexto tiene los siguientes cuatro componentes:

Un conjunto de lexemas o tokens, tambin denominados smbolos terminales.

Un conjunto de elementos no terminales, que se asocian a strings, y cuyo significado se

describe en alguna de las reglas de la gramtica

Un conjunto de reglas de produccin, cada una de ellas constituida por un no-terminal, unaflecha (o smbolo equivalente) y una secuencia de tokens y no-terminales.

La designacin de uno de los no-terminales como el smbolo de comienzo. Normalmente sesigue el criterio de poner en primer lugar la regla que define el no-terminal de comienzo.

Por ejemplo, la siguiente gramtica define una expresin binaria con nmeros enteros:

exp_simple -> exp_simple + digitoexp_simple -> exp_simple - digitoexp_simple -> digito

digito -> 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9


23/34



UNIVERSIDAD DE CANTABRIAHerramientayacc

Sirve para generar analizadores sintcticos, utilizando una

descripcin gramatical expresada con BNF

La herramientayacc combina en la gramtica instruccionesen lenguaje C para la construccin del analizador sintctico

Existe una herramienta similar para lenguaje Ada: ayacc

Una descripcin ayacc tiene tres partes:

declaraciones

%%reglas de traduccin%%cdigo auxiliar Ada




Notas:

Yacc es una herramienta para la generacin de analizadores sintcticos o parsers. Fuedesarrollada en los aos 70 por S.C. Johnson, y est disponible junto a la herramienta lex como unautilidad estndar en los sistemas UNIX. Se ha utilizado para generar cientos de compiladores.

La herramienta Yacc utiliza una descripcin de la gramtica mediante la notacin BNF. Para cadaregla gramatical, se pueden especificar acciones a realizar por el analizador sintctico, expresadas

en lenguaje C. Al final, la herramienta genera un programa C, que despus de compilado y enlazadocon un analizador lxico (posiblemente producido con lex), produce el programa analizadorsintctico.

Existe una herramienta similar denominada ayacc para lenguaje Ada. En esa herramienta lasacciones a realizar se expresan en lenguaje Ada, y el programa resultante es un programa Ada.


24/34



UNIVERSIDAD DE CANTABRIAUso de la herramienta ayacc

name.y

fuente yacc

ayacc

name.a

programa pral

name_tokens.ads

paquete Ada

name_shift

paquete ada

name

analizador lxico/sintctico

compilador

fuente

lenguaje origen

al analizadorsemntico

name.l

fuente lex

ayacc

yylex.adb

analizador lxico

name_goto.ads

paquete ada

_reduce.ads




Notas:

Generalmente, ayacc se utiliza combinado con la herramienta de generacin de analizadoreslxicos lex, en la forma indicada en la figura de arriba. Primero se prepara una especificacin de lagramtica en lenguaje ayacc, as como el analizador lxico en lex. Posteriormente, se utiliza laherramienta yacc para producir el cdigo fuente del programa analizador sintctico. Este cdigofuente debe ser compilado, lo que produce el analizador sintctico. Con el analizador sintcticoresultante, que utiliza internamente el analizador lxico para leer el texto de entrada, se puede

realizar el anlisis lxico/sintctico de un cdigo fuente tantas veces como sea necesario.

La herramienta ayacc crea ficheros Ada terminados en .a, que por tanto no se adhieren a lasconvenciones de nombres del compilador gnat. Adems, crea los paquetes en un solo fichero, conla especificacin y el cuerpo en el mismo fichero. Esto tambin es contrario a las reglas del gnat.

Para estas situaciones, existe una herramienta llamada gnatchop, que permite crear los ficheroscon los nombres apropiados, a partir de otros ficheros. Habr que ejecutar:

gnatchop -w name.a


25/34



UNIVERSIDAD DE CANTABRIADeclaraciones ayacc

Declaraciones de los lexemas o tokens:

%token nombre

Declaracin de paquetes a utilizar en el paquete tokens

%with package_name;

%use package_name;

Otras declaraciones a utilizar en el paquete tokens, al menoscon el tipo YYSType. Este tipo de datos se utiliza para

almacenar el dato resultante de cada regla gramatical:{

type YYSType is ...;}




Notas:

Ejemplo de la seccin de declaraciones ayacc:

%token identificador%token numero%token operador_asignacion

%with Var_Strings%use Var_Strings

{type YYSType is record

Operador : Character;Valor : Integer;

end record}

%%

El paquete XXXX_Tokens se crea con los tokens indicados, y los predefinidos End_Of_Input y Error.


26/34



UNIVERSIDAD DE CANTABRIAReglas gramaticales en ayacc

Cada regla se describe con un no-terminal, el smbolo :, una

lista de tokens y no-terminales, y las acciones a realizarcuando se detecta la regla:

A : B C D ;

A : E F ;

B : H I {acciones};

Tambin es posible agrupar varias definiciones para el mismono-terminal juntas:

A : B C D

| E F;

B : H I {acciones};

La primera regla es la de comienzo.




Notas:

Ejemplo de seccin de reglas gramaticales ayacc:

linea : expresion fin_linea;

expresion : termino| expresion + termino

| expresion - termino;

termino : factor| termino * factor| termino / factor;

factor : numero| ( expresion );

La expresin y el trmino se separan en este caso, para hacer que la suma y la resta sean menosprecedentes que el producto y la divisin y todos a su vez menos precedentes que el parntesis.


27/34




Acciones de las reglasgramaticales

Cada accin representa instrucciones Ada a realizar al

detectarse texto que cumple la regla gramatical asociada.

El valor asociado a cada elemento de la regla (del tipoYYSType) se puede representar con un smbolo especial:

$$ : valor de la parte izquierda de la regla

$1 : valor del 1 elemento de la parte derecha

$2 : valor del 2 elemento de la parte derecha

...

Ejemplo, suponiendo que YYStype es un entero: A : B C D {$$:=1;};

A : B + C {$$:=$1+$3;};

D : E F {Put($1);};




Notas:

Ejemplo de reglas gramaticales con acciones:

linea : expresion fin_linea {Put($1);New_Line;};

expresion : termino {$$:=$1;}| expresion '+' termino {$$:=$1+$3;}

| expresion '-' termino {$$:=$1-$3;};

termino: factor {$$:=$1;}| termino '*' factor {$$:=$1*$3;}| termino '/' factor {$$:=$1/$3;};

factor : numero {$$:=YYVal;}| '(' expresion ')' {$$:=$2;};

La variable YYVal permite obtener el valor del nmero, obtenido por el analizador lxico.


28/34




Ejemplo de uso de aflex yayacc.

El siguiente ejemplo es un compilador completo para

gestionar un servidor de comunicacin de mensajes.

Las acciones a realizar por el servidor llegan en forma deinstrucciones de un lenguaje especial, y deben traducirse aoperaciones del paquete Operaciones_Servidor:

destino => "nombre_computador";

envia => "texto_mensaje";

varN => valor_entero;

if varN envia => "texto_mensaje";

La instrucciones, respectivamente, cambian el destino,envan un mensaje, cambian el valor de la variable N, o envanun mensaje si la variable Nes distinta de cero (Nes un natural).




Notas:

Ejemplo de un posible programa a compilar y ejecutar:

destino => "pepito";

envia => "hola que tal";

var0 => 1;

envia => "hola que tal";if var0 envia => "condicional";

var1 => 0;

if var1 envia => "condicional no enviada";

envia => "otro";


29/34



UNIVERSIDAD DE CANTABRIAEjemplo: especificacin lex

-- declaraciones

flecha "=>"espacio " "|\t|\ntexto \"(.)*\"var "var"num [0-9]+fin ";"inicio_if "if"destino "destino"envia "envia"

%%




Notas:

-- reglas de traduccin{flecha} {return Flecha;}{texto} {Text_Buffer:=

To_Var_String(YYText(2..YYText'Length-1)); return Texto;}{var} {return Var;}

{num} {Num_Buffer:=Integer'Value(YYText); return Num;}{fin} {return fin;}{inicio_if} {return Inicio_If;}{destino} {return Destino;}{envia} {return Envia;}{espacio} {null;}. {return Error;}%%


30/34




Ejemplo: especificacin lex(cont.)

-- cdigo auxiliar

with Servidor_Mensajes_Tokens;use Servidor_Mensajes_Tokens;with Var_Strings;use Var_Strings;package Servidor is

function Get_Text_Buffer return Var_String;

function Get_Num_Buffer return Integer;

function YYlex return Token;

end Servidor;




Notas:

packagebody Servidor isText_Buffer : Var_String;Num_Buffer : Integer;function Get_Text_Buffer return Var_String is

beginreturn Text_Buffer;

end Get_Text_Buffer;

function Get_Num_Buffer return Integer isbegin

return Num_Buffer;end Get_Num_Buffer;

## -- aqu va YYLexend Servidor;


31/34



UNIVERSIDAD DE CANTABRIAEjemplo: especificacin ayacc

-- definiciones

%token flecha, texto, var, num, fin, inicio_if%token destino, envia%with Var_strings;%use Var_Strings;{ type YYstype is record

varnum,num : Integer;str : Var_String;

end record;}

%%




Notas:

-- reglas gramaticales programa : programa instruccion

| instruccion;

instruccion : inst_envia_cond| inst_var

| inst_destino| inst_envia;

inst_envia_cond : inicio_if variable envia flecha texto fin{if valor_variable($2.Varnum)/=0 then

Envia(Destino => Destino_Actual,Mensaje => Get_Text_Buffer);

end if;};


32/34




Ejemplo: especificacin ayacc(cont.)

inst_var : set_variable fin

{Cambia_Variable($1.Varnum,$1.Num);};set_variable : variable flecha num

{$$.Num:=Get_Num_Buffer;$$.varnum:=$1.varnum;}

;variable : var num

{$$.varnum:=Get_Num_Buffer;};

inst_destino : destino flecha texto fin{Cambia_Destino(Get_Text_Buffer);};




Notas:

inst_envia : envia flecha texto fin{Envia(Destino => Destino_Actual,

Mensaje => Get_Text_Buffer);};

%%

with Operaciones_servidor;use Operaciones_Servidor;with Servidor;use Servidor;with Var_Strings;use Var_Strings;with Servidor_Mensajes_Tokens, Servidor_Mensajes_Shift_Reduce,

Servidor_Mensajes_Goto;use Servidor_Mensajes_Tokens, Servidor_Mensajes_Shift_Reduce,

Servidor_Mensajes_Goto;with Text_IO;use Text_IO;procedure Servidor_Mensajes is


33/34




Ejemplo: especificacin ayacc(cont.)

procedure YYError (S : in String) is

beginPut_Line(S); end YYError;

## -- aqu va YYParse

beginYYparse;

end Servidor_Mensajes;




Notas:

with Var_Strings;use Var_Strings;package Operaciones_Servidor is

subtype Num_Variable is Integer range 0..10;

procedure Envia (Destino : Var_String; Mensaje : Var_String);

procedure Cambia_Variable (Num : Num_Variable;

Valor : Integer); function Valor_Variable (Num : Num_Variable) return Integer;

procedure Cambia_Destino (Destino : Var_String); function Destino_Actual return Var_String;end Operaciones_Servidor;


34/34



UNIVERSIDAD DE CANTABRIA4. Conclusin

Los compiladores para lenguajes de alto nivel tienen muchas

fases, en las que progresivamente se va transformando untexto de un lenguaje a otro

Muchas aplicaciones necesitan lenguajes especiales y, portanto, compiladores

Estos compiladores sencillos se pueden construir conherramientas para anlisis lxico y sintctico:

lex o aflex: permiten generar analizadores lxicos

yacc o ayacc: permiten generar analizadores sintcticos

Con estas herramientas se pueden construir analizadores oparsers en C o Ada, y luego integrarlos con la aplicacin.


Compila 2en1

Documents

Transcript of Compila 2en1