áRvore sintatica
- 1. Anotações na árvore sintática abstrata: o contexto A análise léxica e sintática executam processamento livre de contexto. Outras informações e verificações são efetuadas na fase de análise semântica ou de contexto. Os dados necessários para a análise semântica são armazenados sob a forma de atributos na AST (poderiam estar na tabela de símbolos ou em variáveis locais do analisador). A análise semântica calcula os atributos e verifica as condições de contexto. Pode ser escrit a à mão ou ser gerada através de uma especificação (gramática de atributos) Gramática de atributos baseia -se no paradigma de programação de dataflow (os valores podem ser calculados em ordem arbitrária). GLC usada na construção do analisador é estendida com dois recursos: 1. Para cada simbolo gramatical S, terminal ou não terminal, são especificados zero ou mais atributos, com nome e tipo (são chamados atributos formais). Os atributos reais são alocados em cada nó criado para S na AST. Os atributos guardam informações sobre a semântica associada a esse nó. Assim, todos os nós na AST do simbolo S possuem os mesmos atributos formais mas atributos reais diferentes. 2. Para cada regra de produção N -> M1, ..., Mn, está associado um conjunto de regras computacionais (regras de avaliação de atributos), que verificam condições de contexto e emitem mensagens de advertência e erro. As regras estão associadas às produções e não aos seus não-terminais. Os atributos devem atender ao seguinte requisito: Cada símbolo gramatical possui um conjunto de atr ibutos associados divididos em dois grupos: w Atributos sintetizados: cujo valor calculado em função dos filhos w Atributos herdados: cujo valor é herdado do nó pai e/ou irmãos
- 2. O avaliador de atributos avalia as regras semânticas em determinada ordem para calcular todos os valores de uma AST, sem utilizar um valor não tenha sido previamente calculado. Execução similar a uma máquina de dataflow: um cálculo só é executado quando todos os valores que ele depende são determinados. Os valores inicialmente disponíveis advém dos atributos sintetizados, vindos do próprio texto do programa. O avaliador continua a propagar os valores até completar o preenchimento dos atributos da AST (caso não haja ciclos). Exemplo figura – atributos herdados a direita, sintetizados a esquerda. Tabela de simbolos pode ser um atributo herdado Segundo a teoria inicial de Knuth (1968), o simbolo inicial não tem nenhum atributo herdado, e os terminais não possuem nenhum atributo. Simbolos terminais auxiliam em geral a sintaxe apenas, ent ão não teriam nenhuma semäntica associada. Exceções interessantes: o simbolo inicial pode ter atributos para geraçäo de codigo espec ífica para uma maquina. Ex: processador = pentium VI, 386, Sparc. Problema: Como avaliar os atributos ? Possibilidade de loop infinito nos cálculos. Existem algoritmos para detecção de loops em gramáticas de atributos. Grafo de dependência Cada nó em uma árvore sintática corresponde a uma regra de produção N -> M1, ..., Mn; identificado com o simbolo N e contém os atributos de N e n ponteiros para nós. Fluxo de dados para nós. Representados por retangulos à esquerda (herdados) e à direita (sintetizados) do simbolo na arvore. Nome correto seria grafo de fluxo de dados e não grafo de dependencia, pois representa o fluxo e não a dependencia da informacao (sentido inverso). Se os dados fluem da variavel a para b entao b depende de a.
- 3. Exemplo : const definition: const pi = 3,14 (const id = expr;) Utiliza-se o algoritmo de classificação topológica para percorrer o grafo de dependencia e ordenar a execução das ações semanticas. Dessa forma, garante-se que dada uma regra semantica b = f (c1, ..., cn), todos os atributos de ci estão disponiveis (calculados) antes da aplicação da função f. Cálculo de atributos O avaliador de atributos deve : 1. Criar a AST 2. Alocar espaço para os atributos da árvore 3. Anotar a arvore preenchendo os atributos dos terminais na arvore com valores derivados das representacoes dos terminais 4. Executar regras de avaliacao nos nós para atribuir valores a atributos ate que nenhum novo valor de atributo seja usado antes de estar disponivel 5. Detectar quando não for possivel faze-lo Implementacao do avaliador de atributos – utilizar uma maquina dataflow. Metodo Simples: visitar todos os nós do grafo de flu xo de dados, executando todas as atribuiçoes possiveis em cada nó quando o visitarmos e repetir esse processo ate que todos os atributos sintetizados da raiz tenham recebido um valor. Ordem calculada dinamicamente, ordem em que os atributos são avaliados é determinada dinamicamente. Tenta executar todas as regras para um nó, percorre os filhos, e ao retornar deles, tenta mais uma vez executar todas as atribuicoes. As atribuicoes antes da visita propagam os atributos herdados de cima para baixo e as atribuicoes após a visita colhem os atributos sintetizados dos filhos e os propagam para cima. Outro método que mostra um limite superior sobre o tempo necessario para realizar a avaliacao de atributos. Vincula-se todos os atributos da
- 4. arvore de analise em uma lista encadeada, classificamos essa lista topologicamente (ordem parcial) de acordo com as dependencias de dados e executamos as atribuicoes na ordem classificada. Com n atribuicoes e d dependencias de dados, classifica las topologicamente com um algoritmo recursivo custa O (n+d), as atribuicoes subsequentes custarao O(n). A classificacao topologica poderá revelar quaisquer ciclos. Deteccao dinamica de ciclos – verifica se o algoritmo já passou do numero máximo (conhecido) de rodadas. Alocacao de atributos: listas podem aumentar o tempo de busca e atualizacao, e atributos são em geral copiados. Pode-se usar uma pilha. Modificacao no algoritmo de construcao da AST. AST vira um GDA (grafo dirigido acíclico) para subexpressoes comuns – Aho 125. Restricoes as gramaticas de atributos: 1. Gramaticas L-atribuidas. Um atributo herdado de um filho de um não terminal N pode depender apenas de atributos sintetizados de filhos a esquerda dele na regra de producao para N e dos atributos herdados do proprio N e as gramat icas S-atribuidas que não podem ter absolutamente atributos herdados. Top down constroi os nos da AST da esq para a direita primeiro o no pai e em seguida os filhos. Na bottom up, primeiro os filhos depois o pai. Regras semânticas estabelecem dependências entre os atributos representados em um grafo O grafo determina a ordem de avaliação das regras A avaliação das regras semânticas gera os valores dos atributos
- 5. A árvore gramatical que mostra os valores dos atributos é chamada de árvore gramatical anotada Cada produção A → α está associado a um conjunto de regras semânticas na forma: B := f(c1, c2, ..., ck) Onde f é uma função que vigora em uma das seguintes situações: w B é um atributo sintetizado de A e c 1, c2, ..., ck são atributos pertencentes aos símbolos gramaticais da produção w B é um atributo herdado, pertencente a um dos símbolos gramaticais do lado direito da produção e c1, c2, ..., ck são atributos pertencentes aos símbolos gramaticais da produção Exemplo: Produção Regra Semântica L→En Imprimir(E.val) E → E1+T E.val:= E1.val + T.val E→T E.val:= T.val T → T1 * F T.val:= T1.val * F.val T →F T.val:= F.val F → (E) F.val:= E.val F → dígito F.val:= dígito.lexval Na tradução dirigida pela sintaxe assume-se que os terminais tenham somente atributos sintetizados na medida em que as definições não providenciem quaisquer regras semânt icas Os valores para os atributos dos terminais costumam ser fornecidos pelo léxico: F → dígito F.val= dígito.lexval Atributos sintetizados são bastante usados na prática Uma definição dirigida pela sintaxe somente com atributos sintetizados é chamada de definição S-atribuída Os atributos costumam ser avaliados de baixo para cima, das folhas para a raiz
- 6. Atributos herdados são convenientes para expressar construções de LPs em relação ao contexto em que aparecem Bastante útil na verificação de tipos Controlar se um identificador aparece do lado esquerdo (endereço) ou direito (valor) de uma atribuição Produção Regra Semântica D→TL L.in:= T.tipo T → int T.tipo:= inteiro T → float T.tipo:= real L → L1, id L1.in:= L.in incluir_tipo(id.entrada, L.in) L → id incluir_tipo(id.entrada, L.in) Um Grafo de Dependências é construído para uma árvore gramatical Ele mostra as interdependências entre os atributos dos nós da árvore gramatical Define uma ordem de avaliação das regras semânticas em uma tradução dirigida pela sintaxe Algoritmo para cada nó n na árvore gramatical faça para cada atributo a do símbolo gramatical em n faça gere um nó para a no grafo de dependências fim para fim para para cada nó n na árvore gramatical faça para cada regra semântica b:= f(c 1, c2, ...,ck) faça para i= 1 até k faça gere uma aresta a partir do nó ci até o nó b fim para fim para fim para
- 7. Uma classificação topológica é uma ordenação dos nós de um grafo do primeiro ao último nó ordenado Se mi → mj é uma aresta, então mi aparece antes de m j na classificação topológica Os atributos c1, ..., c k dos quais uma regra semântica dependa b:= f(c1, ..., ck ) devem estar disponíveis antes de f ser avaliada Métodos propostos para avaliar regras semânticas w Método das árvores gramaticais : gera a ordem de avaliação automaticamente em tempo de compilação. Falha se existem ciclos no grafo w Método baseado em regras : gera a ordem de avaliação automaticamente em tempo de construção do compilador. w Método alienado: uma ordem de avaliação é escolhida sem considerar as regras semânticas. Restringe a classe de definições dirigidas a sintaxe que podem ser aplicadas. Crie uma ordenação topológica baseada em regras para a cadeia float x, y