Geração de Código Intermediário

Apresentação em tema: "Geração de Código Intermediário"— Transcrição da apresentação:

1 Geração de Código Intermediário
Prof. Alexandre Monteiro Baseado em material cedido pelo Prof. Euclides Arcoverde Recife

2 Contatos Prof. Guilherme Alexandre Monteiro Reinaldo
Apelido: Alexandre Cordel /gtalk: Site: Celular: (81)

3 Etapas da Compilação Análise Léxica Análise Sintática
Analise Semântica Geração de Código Intermediário Final

4 Sumário da Aula Introdução Código de Três Endereços
Traduzindo Expressões Traduzindo Comandos

5 Introdução

6 Geração de Código Intermediário
O objetivo dessa etapa é gerar um código intermediário equivalente ao código fonte dado como entrada para o compilador Entrada: árvore sintática anotada Saída: código intermediário

7 Código Intermediário O nome “intermediário” indica que ele não é mais tão abstrato quanto o código fonte, nem é também o código final (específico de máquina) Idealmente, um código intermediário deve ser simples e independente de máquina

8 Objetivo É simples para: É independente de máquina para:
Ser fácil de traduzir para código de máquina É independente de máquina para: Deixar apenas o back-end dependente de máquina Permitir gerar código para várias máquinas diferentes (a partir de uma mesma linguagem fonte)

9 Código Intermediário Existem vários tipos de código intermediário
A escolha depende da linguagem fonte e, até mesmo, da(s) linguagem(ns) alvo Um desenvolvedor pode criar novos tipos de código intermediário, conforme a necessidade

10 Código Intermediário Mas não é tão simples... :)
O livro considera a árvore sintática (já vista) como um tipo de código intermediário Mas não é tão simples... :) Veremos aqui um tipo mais interessante de código intermediário – o código de três endereços Mais fácil de traduzir para códigos assembly (x86 ou MIPS, por exemplo)

11 Código de Três Endereços

12 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)

13 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

14 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

15 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;

16 Tipos de Instruções x = y 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

17 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

18 Tipos de Instruções if x goto L ifFalse x goto L Desvios condicionais
Desviam para o rótulo L dependendo do valor booleano de x if x goto L ifFalse x goto L

19 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

20 Tipos de Instruções call Proc Chamada de procedimento
Chama o procedimento Proc call Proc

21 Tipos de Instruções Preparação de parâmetros
Definem os valores que serão passados em uma chamada de procedimento O exemplo dado representa: Proc(x1, x2, ...) param x1 param x2 ... call Proc

22 Tipos de Instruções return y Retorno de valor
Usada dentro de um procedimento para retornar o valor y return y

23 Tipos de Instruções O endereço de memória da variável y
Atribuições de endereços e ponteiros Acessam, respectivamente: O endereço de memória da variável y O valor que está no endereço que y guarda O valor que está no endereço que x guarda x = &y x = *y *x = y

24 Traduzindo Expressões

25 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

26 Traduzindo Expressões
A árvore sintática, na verdade, já guarda as expressões decompostas da forma desejada Cada sub-expressão terá o seu valor guardado por alguma variável Pode ser necessário criar uma variável temporária Criar atributo em cada nó da árvore

27 Traduzindo Expressões
A regra geral para traduzir um nó (que realiza uma só operação) é: Gerar o código das sub-expressões Receber os nomes das variáveis usadas para guardar o valor de cada uma delas Criar uma instrução para executar a operação sobre essas variáveis

28 Exemplo Figura 6.20 do livro (página 243)

29 Traduzindo Comandos

30 Traduzindo Instruções
Veremos como fazer a tradução de alguns comandos mais representativos Atribuição If-Else While Referências Figuras 6.20 (pag. 243) e 6.36 (pág. 257) do livro

31 Atribuição Retorna o nome da variável que terá o valor da expressão
Primeiro, deve-se gerar código para a expressão do lado direito Retorna o nome da variável que terá o valor da expressão Por fim, basta fazer uma instrução de cópia entre a variável retornada e a variável do lado esquerdo da atribuição

32 Atribuição myVar = aux + temp * 3 Exemplo: Código de três endereços:
t2 = temp * t1 t3 = aux + t2 myVar = t3

33 If-Else Criar dois labels (rótulos) únicos Fx: para o caso falso
Rx: para a próxima instrução, após o if-else

34 If-Else Retorna o nome de uma variável Só vai desviar quando for falso
A primeira coisa a fazer é gerar o código da expressão de teste Retorna o nome de uma variável Depois, deve-se gerar um comando de desvio condicional ifFalse-goto aplicado à variável e ao label Fx Só vai desviar quando for falso

35 If-Else Só vai ser atingido quando a expressão for verdadeira
Depois, deve-se gerar o código do comando dentro do if Só vai ser atingido quando a expressão for verdadeira E então, gerar um desvio incondicional goto para o label Rx Impede que seja executado o comando do else

36 If-Else Marca o início do código do else
A seguir, deve-se gerar o label Fx Marca o início do código do else Gerar o código do comando dentro do else E, por fim, gerar o label Rx Marca o início do comando seguinte

37 If-Else Exemplo: int x = 0; x = 0 if (x < 10) { t1 = x < 10
} int y = x; x = 0 t1 = x < 10 ifFalse t1 goto F1 x = 20 goto R1 F1: x = 10 R1: y = x

38 While Ix: para o início do while
Criar dois labels únicos Ix: para o início do while Rx: para o próximo comando, após o while Naturalmente, deve-se começar gerando o label Ix na saída

39 While Receber o nome da variável
Depois, gerar primeiro o código da expressão Receber o nome da variável Depois, gerar um desvio condicional ifFalse-goto aplicado à variável e ao label Rx Quando a expressão não for verdade, passa para o comando após o while

40 While Para avaliar a expressão novamente
Em seguida, deve-se gerar o código do comando interno do while Depois, gerar uma instrução de desvio incondicional goto para o label Ix Para avaliar a expressão novamente Por fim, gerar o label Rx

41 While Exemplo: x = 0; x = 0 while (x < 10) { I1: 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

42 Traduzindo Instruções
Essa é UMA possível maneira de gerar código para esses comandos É uma maneira mais direta e mais fácil de implementar, mas gera código ineficiente A fase de otimização, poderia melhorá-lo Usem como base para os demais comandos

43 Bibliografia AHO, A., LAM, M. S., SETHI, R., ULLMAN, J. D., Compiladores: princípios, técnicas e ferramentas. Ed. Addison Wesley. 2a Edição, 2008 (Capítulo 4)