INTRODUÇÃO A COMPILADORES

Visão Macro

Cláudio, Ibraim, Robson, Rafael

O PROBLEMA:

IMPLEMENTAR linguagens de ALTO NÍVEL em um computador cuja linguagem de

máquina é de NÍVEL MUITO MAIS BAIXO.

A SOLUÇÃO:TRADUZIR essas LINGUAGENS usando a

própria LINGUAGEM DE MÁQUINA DA CPU.

TRADUTOR

É um programa que traduz um programa fonte escrito em uma linguagem qualquer (linguagem fonte) para um programa objeto equivalente escrito em outra linguagem (linguagem objeto)

Linguagem Fonte

Tradutor Linguagem Objeto

COMPILADOR

É um TRADUTOR em que a LINGUAGEM FONTE é uma linguagem DE ALTO NÍVEL e a LINGUAGEM OBJETO é uma linguagem DE BAIXO NÍVEL (assembly ou máquina)

Linguagem Fonte

(Alto Nível)

Compilador

Linguagem Objeto

(assembly ou máquina)

Programa FonteCompilador

Análise

Síntese

Análise Léxica

Análise Sintática

Análise Semântica

Geração de Código Intermediário

Otimização de Código

Geração de Código

Programa Objeto

DESCOMPILADOR

É um programa que realiza a OPERAÇÃO INVERSA do COMPILADOR, ou seja, da LINGUAGEM OBJETO ele EXTRAI a LINGUAGEM FONTE.

Linguagem Fonte

(Alto Nível)

Descompilador

Linguagem Objeto

(assembly ou máquina)

INTERPRETADOR

• Processa o código fonte, analisando um comando a cada vez que esse deve ser executado.

• Processamento é feito junto os dados de entrada, em tempo de execução.

• Não produz um programa objeto.

1

Obter o próximo comando a ser

executado.

3

Executar a ação.Tratar o

resultado.

2

Determinar a ação a ser executada.

Buscar os dados necessários.

INTERPRETADOR

Programa Fonte

Dados

Interpretador Saída

Interpretação pura

  Vantagens Desvantagens

Compiladores Execução mais rápida Várias etapas de tradução

Permite a otimização do código fonte

Necessita de mais memória para a sua execução

Programa fonte não precisaser fornecido ao utilizador

Processo de correção de erros e depuração é mais demorado

Interpretadores Depuração do programa é mais simples

Execução do programa é mais lenta

Consome menos memória

Resultado imediato doprograma ou rotinadesenvolvida

Necessário fornecer o programa fonte ao utilizador

   

MONTADOR (assembler)

• É um tradutor que mapeia instruções em linguagem simbólica (assembly) para instruções de linguagem de máquina.

• Geralmente os comandos seguem a relação 1:1.

• Alguns compiladores produzem esse trabalho diretamente.

MONTADOR (assembler)

Linguagem simbólica

MontadorLinguagem de

máquina

Jasmin (Java Assembler Interface)

• Montador de assembly JVM para arquivos class.

• Recebe um arquivo texto como entrada.

Linguagem simbólica

Jasmin .class

DESMONTADOR (dissassembler)

• Um desmontador é um programa que converte código de máquina em código de montagem (assembly).

• Constantes simbólicas, comentários e rótulos de endereçamento não são recuperados.

MÁQUINA VIRTUAL

• Uma máquina virtual é um computador fictício criado por um programa de simulação. Estes programas podem simular um computador de arquitetura diferente.

• Um bom exemplo para maquina virtual no contexto de compiladores e a JVM

COMPILADOR HÍBRIDO

• Um compilador é um programa que, a partir de um código escrito em uma linguagem cria um programa semanticamente equivalente, porém escrito em outra linguagem.

• Um compilador hibrido tem o papel de converter o código fonte em um código chamado de bytecode, que é uma linguagem de baixo nível.

COMPILADOR HÍBRIDO

• O bytecode irá ser interpretado numa máquina virtual, que fará a execução. O

• bytecode é um estágio intermédio entre o código-fonte e a aplicação final.

CARREGADOR

• O carregador coleta os programas traduzidos separadamente e liga-os em um único módulo e depois carrega o modulo absoluto na memória principal, substituindo os endereços relativos ao módulo de carga por endereços reais de memória.

Editordisco

O programa é criado em um editor e armazenado no disco

Compiladordisco

Compilador gera os bytecodes e os armazena no disco

Carregador de classes

disco

O carregador de classes coloca os bytecodes na memória

______________________________

memória

Verificador de bytecodes

O verificador de bytecodes confirma se todos os bytecodes estão corretos e se não violam as restrições de segurança da linguagem Java

______________________________

memória

Interpretador O interpretador lê os bytecodes e executa o programa

______________________________

memória

Pro

cess

o de

Exe

cuçã

o

COMPILER-TO-COMPILER

• São softwares capaz de gerar através de outras linguagens de alto nível outros compiladores

• Exemplo o JavaCC, que passo o código fonte para Java e depois segue o fluxo normal de um programa na plataforma.

EXTENSÕES DE ARQUIVOS

• Arquivos .java– Arquivos utilizado na construção de programas na

linguagem java.

• Arquivos .class– Arquivos pré-compilados– Arquivos a serem interpretados pela JVM

• Arquivos .jj– Geração de novas linguagens.

• Arquivos .j– Similar a assembly.

Linguagem fonte, Intermediária e Destino.

• Fonte– Linguagem de fácil interpretação para um

programador.– Linguagem não compilada.

• Intermediária– Linguagem pré-compilada– Bytecode– Interpretada pela Máquina Virtual

• Linguagem destino– Geralmente linguagem de máquina.

Exemplos de arquivos 1/6

• Extensão .javapublic class Exemplo01 {

   public static void main(String args[]) {      double a,b;      a = 40 + 30;      b = a + 20;   }}

Exemplos de arquivos 2/6• Extensão .jj

/*  Analex.jj - Analisador Léxico */options {  JDK_VERSION = "1.5";  DEBUG_PARSER = false;  DEBUG_TOKEN_MANAGER = false;}PARSER_BEGIN(Analex)import java.io.*;public class Analex {   public static void main(String args[])  throws ParseException  {      try {         Analex x = new Analex(new FileInputStream(args[0]));         x.S();      }      catch(FileNotFoundException e) {         System.out.println("Arquivo não encontrado");      }   }}

Exemplos de arquivos 3/6PARSER_END(Analex) SKIP : { " " | "\t" | "\r" | "\n" } SKIP : {   "/*" : comentario}<comentario> SKIP: {   "*/" : DEFAULT |   <~[]>} TOKEN [IGNORE_CASE] : {  < BREAK: "break" >}  TOKEN : {  < IDENT: "_"(["a"-"z","A"-"Z","_","0"-"9"] )* > |  < INT:  (["0"-"9"])+("L"|"l")? > } 

Exemplos de arquivos 4/6TOKEN: {  < VOGAIS: (["a","e","i","o","u"]){3} > |  < ARQ:    "\""             ((~[".", ":", ";", "\\"]) {1,8}            ( "." (~[".", ":", ";", "\\"]){1,3})?)            "\"" >} JAVACODE void S(){   Token t;   do {      t = getNextToken();      System.out.println(tokenImage[t.kind]+"\t"+t.image);    }   while(t.kind != EOF); }

Exemplos de arquivos 5/6• Arquivo fonte:

  a := XIX + IV + II;   b := XXXVIII;  soma := a + b;  exibe soma;

• Arquivo '.j'    .source prog_destino.java

  .class public prog_destino  .super java/lang/Object  .method public <init>()V  .limit stack 1  .limit locals 1  aload_0  invokespecial java/lang/Object/<init>()V  return  .end method

Exemplos de arquivos 6/6 .method public static main([Ljava/lang/String;)V  .limit stack 4  .limit locals 100  ldc2_w 19.0  ldc2_w 4.0  dadd  ldc2_w 2.0  dadd  dstore 1  ldc2_w 38.0  dstore 3  dload 1  dload 3  dadd  dstore 5  getstatic java/lang/System/out Ljava/io/PrintStream;  dload 5  invokevirtual java/io/PrintStream/println(D)V  return  .end method 

• Execução:63.0