Compiladores

Processadors de Llenguatge II
Compiladores
Que es un compilador
„
Un traductor es cualquier programa que toma un texto
escrito en un lengiaje y da como salida en otro
lenguaje(llamado objeto)
texto lenguaje
fuente
TRADUCTOR
texto lenguaje
objeto
Que es un compilador
Source program
Compiler
input
Target program
output
Que es un interprete
„
Un interprete executa directamente las operaciones en el
programa fuente.
Source program
input
INTERPRETER
output
Hybrid Compiler
Source program
Translator
Intermediate program
input
Virtual
Machine
output
Java: Bytecodes
Just in time compilers translate bytecodes into ML just before runing IP
Intérpretes vs. compiladores
„
Inicialmente interpretes eran mas comunes
„
hoy en dia, compiladores mas comunes
Porque?
Intérpretes vs. compiladores
„
Inicialmente interpretes eran mas comunes
„
„
mem(programa fuente + interprete) ≤ mem(compilador)
hoy en dia, compiladores mas comunes
„
„
„
„
Compila una vez, ejecuta muchas veces
Ejecucion programa objeto mas rapida
Compilador tiene una vision mas global del programa
Interprete sin embargo da mejor diagnostico de errores
Tipos de compiladores
„
„
„
„
Ensamblador: lenguaje fuente = ensamblador
Compilador con montador: compila modulos
independientes y luego los enlaza
Autocompilador: escrito en el mismo lenguaje
que va a compilar
Descompilador: realiza proceso inverso a la
compilacion.
Estructura de un compilador
Analisis léxico
„
„
„
„
Analizador léxico = scanner
Lee caracteres uno a uno y forma grupos de caracteres con
alguna relación entre sí (tokens)
Cada token es una secuencia de caracteres tratados como una
unica entidad. Los tokens son la entrada para la siguiente etapa
del compilador.
Dos tipos de tokens:
„
„
„
palabras reservadas (p.e. if, while, begin)
cadenas no especificas (p.e. identificadores, constantes)
Frecuentemente va unido al analizador sintáctico (p.e. como
subrutina)
Analisis sintáctico
„
„
„
„
„
Analizador sintáctico = parser
Recibe como entrada los tokens que le pasa el
analizador lexico
Comprueba si los tokens llegan en order correcto
(orden permitido por el lenguaje)
La salida es un arbol sintáctico (arbol de parse).
Cuando el programa fuente es incorrecto
(sintacticamente) el analizador sintactico es el
responsable de producir un mensaje de error.
Analisis semántico
„
„
„
„
Analizador semántico es dificil de formalizar
Comprueba que lo que el significado de lo que se va
leyendo es válido.
P.e. determina el tipo de los resultados intermedios,
si los operandos son validos, si son compatibles
entre si.
En caso de los operadores polimórficos (un símbolo
con varios significados), el analizador semantico
detremina cual es el aplicable. P.e. A := B + C en
Pascal
Código intermedio
„
„
„
„
Una empresa que implementa un compilador normalmente
implementa mas de uno (p.e. C de GNU).
Para evitar implementar M*N compiladores (M fuentes, N
objetos), la solución es utilizar un lenguaje intermedio.
Asi solo hay que construir M programas que traduzcan al
lenguaje intermedio (los front ends) y N que traduzcan del
intermedio a cada lenguaje objeto (los back ends).
Lenguaje intermedio es suficientemente sencillo para luego
generar código de máquina.
Código intermedio
WHILE (A>B) AND (A<=2*B-5) DO A:=A+B
L1:
L2:
L4:
L3:
IF A>B GOTO L2
GOTO L3
T1:=2*B
T2:=T1-5
IF A<=T2 GOTO L4
GOTO L3
A:=A+B
GOTO L1
…
(* nivel mas alto que ensamblador *)
(* pero mas sencillo que pascal *)
Optimizacion de Codigo
„
„
„
Es posible realizar mejoras en al código intermedio y
el código objeto.
Optimizacion del código intermedio es independiente
del lenguaje fuente y lenguaje objeto.
Optimizacion del código objeto suele incluir
optimizaciones dependiente de la maquina objeto.
Optimizacion de Codigo
„
Fragmento del ejemplo anterior quedaria asi:
L1:
L3:
IF A<=B GOTO L3
T1:=2*B
T2:=T1-5
IF A>T2 GOTO L3
A:=A+B
GOTO L1
…
Optimizacion de Codigo
„
Eliminar expresiones comunes:
A:=B+C+D
E:=B+C+F
Quedaria asi:
T1:=B+C
A:=T1+D
E:=T1+F
Generación de código objeto
„
„
En esta parte, el código intermedio optimizado es traducido a
una secuencia de instrucciones en ensamblador o en codigo de
maquina del procesador que nos interese.
Por ejemplo: A:=B+C se convertira en:
LOAD B
ADD C
STORE A
„
Existen técnicas para mejorar el codigo objeto (normalmente no
óptimo), p.e. utilizar al maximo los registros de acceso rapido en
vez de direcciones de memoria.
Tabla de símbolos
„
Un compilador necesita guardar y usar la informacion de
los objetos que va encontrando en el texto fuente. P.e.
variables, declaraciones de tipos.
„
Esta información se almacena en una estructura de
datos interna: tabla de símbolos
„
El compilador debe desarrollar funciones para manipular
esta tabla. P.e. insertar, borrar, …
„
Accesos a la tabla deben ser rapidos.