Processadores de Linguagens Tradutores e interpretadores Bootstrapping

Tradutores e Compiladores Tradutores recebem um texto expresso em uma linguagem fonte e geram um texto semanticamente equivalente em uma linguagem destino. Chinês para inglês Java para C Java para x86 x86 assembler

Assembler x Compilador Um assembler traduz de uma linguagem de montagem para o código de máquina correspondente. Uma instrução de máquina para cada instrução em assembly language. Um compilador traduz de uma linguagem de alto nível para uma linguagem de baixo nível. Várias instruções de máquina para cada linha de comando da linguagem de alto-nível.

Outros tipos de tradutores Tradutores entre linguagens de alto nível. Disassembler De(s)compilador

Linguagens Linguagem fonte Linguagem destino Linguagem de implementação

Diagramas: Programas Programa P expresso na linguagem L P L sort Java graph Basic

Diagramas: Máquinas Máquina M M x86 PPC SPARC

  Diagrama: execução Rodando programa P na máquina M P M sort PPC Java   M PPC x86 x86

Diagrama: tradutores Tradutor de S para T expresso na linguagem L S L  Java C x86  Java x86  Java C++ C  x86 ass. x86 

Diagrama: tradução Tradução de um programa fonte P expresso na linguagem S em um programa objeto expresso na linguagem T usando um tradutor de S para T executando na máquina M P S P T S M T  M

Tradução: Exemplo sort Java sort x86 sort x86 Java x86  x86 x86

Cross-compiler Roda em uma máquina hospedeira, mas gera código para outra máquina. Usado quando a máquina destino tem pouca memória, não tem compilador ou outras ferramentas.

Cross-compiler sort Java sort PPC sort PPC Java x86 PPC  PPC x86

Interações ilegais sort Java sort Java C x86   Java x86   x86 PPC

Compilação em dois estágios sort Java sort C sort x86 Java x86 C  C x86  x86 x86

Compilação em N estágios sort x86 sort C sort C sort ASM C x86  ASM  x86 C  ASM x86 x86 x86 x86 x86 C preprocessor C compiler Assembler

Compilando um compilador Java C x86  Java x86  C x86  x86

Compiladores Permitem execução dos programas com máxima performance, em linguagem de máquina. Entretanto existe o tempo de espera pela compilação.

Interpretadores Recebem um programa fonte escrito em uma linguagem fonte, e o executam imediatamente. Lê, analisa e executa as instruções do programa fonte, uma de cada vez. Resultados imediatos, sem a tradução do programa para código objeto antes da execução.

Uso de Interpretadores Programador trabalha em modo interativo, e quer ver o resultado de uma instrução antes de entrar a próxima; Programas descartáveis, em que velocidade de execução não é tão importante; Execução de instruções apenas um vez, ou raramente; Formato de instruções simples, podendo ser analisada fácil e eficientemente.

Uso de Interpretadores Execução (de linguagem de alto nível) até 100 vezes mais lenta que a versão compilada; Inadequado quando o programa vai ser executado em produção, ou executado frequentemente, ou instruções tem formato complicado, difícil de ser analisado.

Exemplos de Interpretadores Basic: expressões e atribuições de alto nível, mas estruturas de controle de baixo nível (desvio condicional/incondicional); Lisp: estrutura de árvore para código e dados, podendo gerar código em tempo de execução; Shell do Unix e do DOS Interpretador SQL

Representação de um interpretador Interpretador de S expresso na linguagem L S L Basic x86 SQL x86 shell C shell SPARC

Representação de um interpretador Interpretação de um programa P expresso em uma linguagem S, usando um interpretador para S executando na máquina M P S S M M

Interpretadores: Exemplos graph Basic chess Lisp chess Lisp  Basic x86 Lisp x86 Basic x86 x86 x86 x86

Máquina Real x Abstrata Projeto de uma nova máquina “Ultima” Para testes: usar um interpretador (emulador) Ultima C Ultima M C M  M

Máquina Real x Abstrata P Ultima P Ultima  Ultima M Ultima M

Interpretive Compiler Combina características de interpretadores e compiladores. Compila para uma linguagem intermediária, e interpreta esta linguagem. Linguagem intermediária: simples e rápido de traduzir para ela, e simples e rápida de interpretar. Exemplo: Java, no JDK

O JDK Java M JVM  JVM M P JVM P Java P JVM Java M JVM  JVM M M M

Compiladores Portáveis programa fonte do interpretador JVM, escrito em C compilador expresso em JVM programa fonte do compilador Java JVM  Java JVM  JVM C javac JVM C JVM M C M  compilando o interpretador: M

Compiladores Portáveis Java P JVM P JVM Java JVM  JVM M JVM M M M compilando programas e usando o interpretador portável

Bootstrapping um compilador interpretador JVM Java M  JVM Java M  JVM M  Java JVM  JVM M M

Bootstrapping um compilador interpretador (2) JVM M  JVM M  JVM M  JVM M Compilador compila a si mesmo M

Bootstrapping um compilador interpretador (3) Java JVM  Java M JVM  JVM M  M

Bootstrapping um compilador interpretador (4) Java P JVM P M Java M JVM  JVM M  M M

Bootstrap completo: versão 1 Ada-S C M  Ada-S C M  Ada-S M  C M  M

Bootstrap completo: versão 2 Inicia desenvolvimento do novo compilador Ada-S M  Compilador novo Ada-S M  Ada-S M  Ada-S M  M Compilador antigo

Bootstrap completo: versão 2a Inicia desenvolvimento do novo compilador Ada-S M  Compilador novo Ada-S M  Ada-S M  Ada-S M  M Compilador novo

Bootstrap completo: versão 3 Linguagem estendida Ada Ada-S M  Ada Ada-S M  Ada M  Ada-S  M M M M

Bootstrap como estratégia para melhorar eficiência Ada Mslow  Ada Mslow  programa fonte do compilador, que gera código ineficiente executável ineficiente do compilador, que também gera código ineficiente melhoria no programa fonte do compilador, para gerar código mais eficiente Ada Mfast 

Bootstrap como estratégia para melhorar eficiência Ada Mfast  Ada Mslow Mfast  Ada Mslow  M

Bootstrap como estratégia para melhorar eficiência Ada P Mfast P Mfast Ada Mslow Mfast  M M

Bootstrap como estratégia para melhorar eficiência Ada Mfast  Ada Mfast  Ada Mslow Mfast  M