alpha Language age (3/5) alpha Language Φροντιστήριο Syntax Directed Translation and

Transcript

1 alpha Language (1/5) ΗΥ-340 Γλώσσες και Μεταφραστές Φροντιστήριο Syntax Directed Translation and alpha Language Στην alpha δεν υπάρχει main() συνάρτηση, ο κώδικας ξεκινάει την εκτέλεση από την αρχή του αρχείου προς τα κάτω. Μία συνάρτηση μπορεί να καλεστεί με διαφορετικό αριθμό actual args από τον αριθμό των formal args της. Με την χρήση των library functions totalarguments() και arguments μπορούμε να δούμε όλα τα actual arguments με τα οποία καλέστηκε μία συνάρτηση. alpha Language age (2/5) alpha Language age (3/5) Βασικό construct της γλώσσας είναι οι πίνακες (tables). Το library function objecttotalmembers() επιστρέφει το πλήθος των στοιχείων ενός πίνακα. Οι πίνακας είναι μία associative δομή που συσχετίζει keys με data. By default τα keys είναι ακέραιοι 0 Ν όπως και στην C/C++. Ωστόσο key σε ένα table μπορεί να είναι οποιοδήποτε στοιχείο της γλώσσας. Ειδικά για τα members των associative tables με key_type yp string μπορούμε μ να τα κάνουμε access και με την χρήση του operator. Η προσθήκη ενός νέου ζευγαριού {key,data} στο table γίνεται απλά με την αναφορά/χρήση αυτού. Κάνοντας assign την τιμή nil σε ένα member ενός table αυτό καταστρέφεται. Το key () έχει ειδική σημασία για τους tables στην alpha όταν ένας table έχει αυτό το key και το data είναι ένα function τότε αν γίνει call του table θα κληθεί αυτή η συνάρτηση επιπλέον σε αυτή την περίπτωση η συνάρτηση καλείται με ένα επιπλέον actual argument, το ίδιο το table, το οποίο είναι μάλιστα το πρώτο στην λίστα των arguments

2 alpha Language (4/5) alpha Language age (5/5) Δεν υπάρχει η έννοια του class στην alpha, μπορούμε ωστόσο να προσομοιώσουμε την έννοια του object. Η έννοια του object είναι implicit στην γλώσσα και υποστηρίζονται με χρήση των tables. Τα αντικείμενα δημιουργούνται με βάση patterns πάνω στην γλώσσα όπως η δημιουργία generator functions οι οποίες επιστρέφουν αντίγραφα ενός αντικειμένου / προτύπου. ΗΥ 340 Γλώσσες και Μεταφραστές Φροντιστήριο Κώδικας τριών διευθύνσεων Περιγραφή ραφή ενός πολύπλοκου λο ο προγράμματος ρά ος με μία ακολουθία απλών εντολών Οι εντολές είναι συνήθως λίγες Παραγωγή γή ενδιάμεσου κώδικα Έχουν πανομοιότυπη μορφή Εντολή, αποτέλεσμα, τελεστής 1, τελεστής 2 Είναι πολύ κοντά στην γλώσσα μηχανής Σε πολλές από τις εντολές η αντιστοίχηση με τις τελικές εντολές μηχανής είναι 1 1

3 Απλός υπολογιστής Έστω ότι θέλουμε, στο calculator, αντί να υπολογίζουμε άμεσα το αποτέλεσμα, των πράξεών μας Να παράγουμε σαν έξοδο ένα ισοδύναμο πρόγραμμα που θα περιγράφεται από μια ακολουθία εντολών κώδικα τριών διευθύνσεων Το πρόγραμμα εξόδου θα μπορεί να εκτελεστεί από ένα πολύ απλό πρόγραμμα (virtual machine) Θα μπορούμε να εκτελούμε το πρόγραμμα και να παίρνουμε αποτελέσματα πολύ πιο γρήγορα Εντολές (1/2) ADD $1, $2, $3 Προσθέτει το $2 με το $3 και αποθηκεύει το αποτέλεσμα στο $1 SUB $1, $2, $3 Αφαιρεί το $3 από το $2 και αποθηκεύει το αποτέλεσμα στο $1 MUL $1, $2, $3 Πολλαπλασιάζει το $2 με το $3 και αποθηκεύει το αποτέλεσμα στο $1 DIV $1, $2, $3 Διαιρεί το $3 από το $2 και αποθηκεύει το αποτέλεσμα στο $1 Εντολές (2/2) NEG $1 $2 Αποθηκεύει στο $1 τον αντίθετο του $2 RES $1 Τυπώνει το $1 στην οθόνη ASS $1 $2 Αναθέτει την τιμή του $2 στο $1 Επίσης Οι τελεστές των εντολών, μπορούν να είναι Μεταβλητές (που υπάρχουν στο symbol table του calculator) Σταθερές τιμές Μορφή ενδιάμεσου κώδικα (1/4) Όλες οι εντολές μας δέχονται το ΠΟΛΥ 2 τελεστές Επομένως θα πρέπει να τεμαχίζουμε τις εντολές της μορφής x = * 3 / 2 8 σε ακολουθίες των προηγούμενων εντολών οι οποίες θα παράγουν τελικά ακριβώς το ίδιο αποτέλεσμα Θα πρέπει να αποθηκεύουμε κάπου τα ενδιάμεσα αποτελέσματα Θα πρέπει να εισάγουμε προσωρινές μεταβλητές για μπορούμε να περιγράψουμε την παραπάνω έκφραση με κώδικα τριών διευθύνσεων

4 Μορφή ενδιάμεσου κώδικα (2/4) Παράδειγμαα x = * 3 / 2 8 MUL x, 4, 3 DIV x, x, 2 ADD x, x, 5 SUB x, x, 8 x=5+4*3/2 8 MUL tmp1, 4, 3 DIV tmp1, tmp1, 2 ADD tmp1, tmp1, 5 SUB tmp1, tmp1, 8 ASS x, tmp1 ADD res, arg1, arg2 SUB res, arg1, arg2 MUL res, arg1, arg2 DIV res, arg1, arg2 NEG res, arg1 RES arg1 ASS res, arg1 Μορφή ενδιάμεσου κώδικα (3/4) Ή εάν δεν προσπαθήσουμε να ελαχιστοποιήσουμε τη χρήση προσωρινών μεταβλητών x = * 3 / 2 8 MUL tmp1, 4, 3 DIV tmp2, tmp1, 2 ADD tmp3, tmp2, 5 SUB tmp4, tmp3, 8 ASS x, tmp4 Στην πράξη δεν είναι εύκολο να ξέρουμε πότε μπορούμε optimally να επανα-χρησιμοποιήσουμε μία προσωρινή μεταβλητή Μορφή ενδιάμεσου κώδικα (4/4) Είμαστε σίγουροι όμως ότι όα όταν τελειώσουμε ε τον υπολογισμό μιας συγκεκριμένης έκφρασης και αποθηκεύσουμε το αποτέλεσμα στην κατάλληλη μεταβλητή, οι προσωρινές μεταβλητές μπορούν να επανα-χρησιμοποιηθούν. Διαφορετικές εντολές ενδιάμεσου δά κώδικα Βοηθητικές δομές Εντολή Μεταβλητή αποτελέσματος Τλ Τελεστές

5 Αλλαγές στο union του yacc Βοηθητικές συναρτήσεις (1/2) Εισαγωγή και αναζήτηση στο symbol table του calculator Θέλουμε να κρατάμε πληροφορία για το πού έχει αποθηκευτεί το ενδιάμεσο αποτέλεσμα ενός epression expression Δημιουργία μίας εντολής ενδιάμεσου κώδικα (όλες τις εντολές τις κρατάμε σε μία λίστα) Βοηθητικές συναρτήσεις (2/2) Παράδειγμα σε κανόνες (1/4) Λίστα με εντολές ενδιάμεσου κώδικα Δημιουργούμε δομές Expr στη μνήμη, ανάλογα με την εντολή

6 Παράδειγμα σε κανόνες (2/4) a = 5+4* 2; a + 4; Παράδειγμα σε κανόνες (3/4) a = 5+4* 2; a + 4; Παράδειγμα σε κανόνες (4/4) a = 5+4* 2; a + 4; Runtime Checking (1/3) Η γλώσσα alpha είναι μια dynamically typed γλώσσα (ο τύπος μιας μεταβλητής αλλάζει ακολουθώντας τον τύπο της τιμής που κάθε φορά αποθηκεύεται σε αυτήν) επομένως δεν μπορούμε κατά την μεταγλώττιση να εφαρμόσουμε έλεγχο τύπων. if (x > 12) a = false; else a = 3.33; 33; x = input(); y =!x; //? b = (a and c); //?

7 Runtime Checking (2/3) Δεν μπορούμε να υλοποιήσουμε πλήρη έλεγχο at compile time, για το λόγο αυτό ο έλεγχος θα γίνει at runtime. Στην περίπτωση των σταθερών εκφράσεων προαιρετικά ο έλεγχος μπορεί να γίνει at compile time. a = true + 12; // Boolean + Number Error b = str1 + false; // String + Boolean Error Runtime Checking (3/3) Run-time Warnings / Run-time Errors l-value = r-value +,-,*,%,++,--,-,,,,, &&,,! >,>=,<,<=,, ==,!= (see Lecture 9) Alpha i-code (1/3) enum iopcode { assign, add, sub, mul, div, mod, not, if_eq, if_noteq, }; struct quad { iopcode op; expr* res; ///< result temporary (e.g. add, sub, etc) expr* arg1; ///< first operant (e.g. add, sub, etc) expr* arg2; ///< second operant (e.g. add, sub, etc) unsigned label; ///< target label (e.g. jump, if_eq, etc) unsigned line;}; struct quad quads[max_quads]; Alpha i-code (2/3) enum expr_t { var_e, tableitem_e, programfunc_e, libraryfunc_e, }; struct expr { expr_t symbol* expr* double char* char }; type; sym; index; numconst; strconst; boolconst; Σε ένα quad μπορούμε δώσουμε τις παρακάτω τιμές: -τιμή συνάρτησης βιβλιοθήκης (όνομα) - τιμή συνάρτησης προγράμματος (διεύθυνση) - κρυφή μεταβλητή - μεταβλητή προγράμματος - σταθερή τιμή (string, number, boolean)

8 Alpha i-code (3/3) Ο πίνακας για τα quads είναι δυναμικός, επομένως δεν έχουμε δείκτες ες σε quads αλλά χρησιμοποιούμε ο ούμε το index του κάθε quad για να αναφερθούμε σε αυτό. if (a > b) c = true; else c = false; index Op Result / Label Arg1 10 IF_GREATER 13 a b 11 ASSIGN c false 12 JUMP ASSIGN c true 14 Arg2 HY Γλώσσες και Μεταφραστές Φροντιστήριο Intermediate Code if statement if..else statement if (expr) stmt if (expr) stmt else stmt go if skip if

9 while statement for statement while (expr) stmt for (elist1; expr; elist2) stmt loop true false break list continue list break list continue list closure Ενδεικτικό παράδειγμα