Aucune

Ne dépend pas de la machine

Dépend de de la machine

Langages de Programmation

Français

Anglais

Arabe

Almand

C、C++、Java …

Langages de Programmation

Langage Machine (Binaire)

Langage Assembleur

— Assembleur converti Assembleur en langage machine

Langages de Haut niveau (C, java, pascal, Perl, Shell)

— Compilé : C, Pascal

— Interprété : Perl, Shell

Exemple : de langage de haut niveau

Utilisation d’un éditeur de texte pour créer un fichier source e.g. Ecrire.c :

#include

int main() { printf(‘’Un Simple programme en C !\n’’);

return 0;

}

Langages d’assemblage ou assembleurs

Des versions un peu plus lisibles que du code machine

Utilisent des noms symboliques pour les opérations et

pour les opérandes.

L’assemblage consiste à traduire un code en un

assembleur vers le code binaire

MOV a, R1

ADD #2, R1

MOV R1, b

Spécificité :

• Chaque processeur a son langage d'assemblage

• Les langages d'assemblage d'un même constructeur se

ressemblent

Langages machines

Spécificité

Fatigant

Source d’erreurs

Connaissances approfondies de la machine

Exemples d'instructions binaires

0001 01 00 00000000

0011 01 10 00000010

0010 01 00 00000100

Les 4 premiers bits : correspondent au code de l’instruction

0001 = charger

0011 = ajouter

0010 = sauvegarder

Introduction à la compilation

Un compilateur est un programme qui traduit un autre programme

Premier compilateur : compilateur Fortran de J. Backus (1957)

Langage source : langage de haut niveau (C, C++, Java, Pascal,

Fortran...)

Langage cible : langage de bas niveau (assembleur, langage

machine)

compilateur programme

source

messages

d'erreur

programme

cible

Exécution des langages

Deux variantes :

1. Les interpréteurs

- lisent le programme au fur et à mesure

les programmes peuvent être créés dynamiquement

2. Les compilateurs

- traduisent l’ensemble du programme

soit - en langage d’une machine concrète

ou - en langage d’une machine abstraite

SECD Stack, Environment, Control, Dump; P.J. Lardin

WAM (Machine abstraite de Warren) pour Prolog.

JVM Java Virtual Machine, byte code Java

P CODEMACHINE

8

Interpréteurs & Compilateurs

Solutions Communes

Compilateurs et interpréteurs tous les deux doivent lire les entrées – un flot de caractères – et “les comprendre” ; faire leur analyse

int n, i, fact;

for (i = 1, fact = 1; i

9

Interpréteurs & Compilateurs

Interpréteur

— Un programme qui lit un programme source, l’analyse et produit les résultats d’exécution du programme.

Compilateur

— Un programme qui traduit un programme d’un langage (source) à un autre programme d’un langage (cible)

Interpréteurs

“Interprétation”

— Moteur d’Exécution : exécuter les opérations du programme source

— Exécution du programme entrelacée avec l’analyse

Interpréteur

Programme

Source

Entrées

Sorties

Messages d’Erreurs

Que fait un Compilateur ?

11

Un compilateur agit comme un traducteur, transforme des langages de programmation orienté humain en langages machine orienté-ordinateur.

— Ignore les détails machine pour le programmeur

Langage de

Programmation

(Source) :

Orienté Humain

Compilateur

Langage

Machine

(cible)

Orienté

Ordinateur

12

Que fait un Compilateur ?

Reconnaisseur, Traducteur et Optimiseur Lit et analyse le programme en entier

- Reconnaître les programmes légaux (et illégaux)

Le traduit en un programme sémantiquement équivalent dans un autre langage

— Gérer le stockage des variables ainsi que le code

— Traduire en format du code objet (ou assemblage)

— Facile à exécuter, rapide et efficace

— Améliore le programme d’une certaine façon

Compilateurs

“Compilation”

— Traduction d’un programme écrit dans un langage source en un programme sémantiquement équivalent écrit dans un langage cible.

Compilateur

Messages d’Erreurs

Programme

Source

Programme

Cible

Entrée

Sorties

Quelques termes

Source — Le langage dans lequel est écrit le programme

Objet — Le langage machine équivalent du programme après

compilation

Compilateur — Un programme logiciel qui traduit le code source en code

objet

— Assembleur est un cas spécial de compilateur où le source était écrit en langage d’Assemblage

Exemple de Compilation

Conversion du Source en Objet

Exemple : Somme = V1 + V2

Compilation au langage Machine :

LDR R1, V1

LDR R2, V2

ADD R1, R1, R2

STR R1, Somme

Processus de Compilation

Invoque le compilateur sur le programme source pour générer le langage machine équivalent

Compilateur traduit l’objet source en cible

Détection et signalisation des erreurs avec possibilité de les corriger

Sauvegarde les objets de sorties comme fichier[s] disque

Les grands Systèmes peuvent avoir plusieurs programmes source

Chacun doit être compilé (compilation séparée)

17

Implémentations de compilateurs ou interpréteurs

Compilateurs — FORTRAN, C, C++, Java, COBOL, Pascal, etc.

— Fort besoin d'optimisation, rénovation, etc.

Interpréteurs — PERL, BASIC, Python, awk, sed, sh, csh, postscript printer,

Java VM

Cousins des compilateurs

Interpréteurs

Diffèrent d'un compilateur par l'intégration de l'exécution et de la

traduction. Utilisés pour les langages de commande

Formateurs de texte

Traduit le code source dans le langage de commande d'une imprimante

Préprocesseurs

Effectuent des substitutions de définitions, des transformations lexicales,

des définitions de macros, etc.

Linkeurs (Editeurs de lien)

Chargeur

Assembleurs

Étapes de Compilation des programmes

Créer/Editer le programme source dan un langage de haut niveau

Compiler le source

lier (Linker) les objets des modules ensemble

Tester l’exécutable

Si erreurs logiques, Recommencer

Stop

Liaison des objets des modules ensemble

Prendre des objets des modules multiples

Les combiner ensemble pour former l’exécutable

Le LINKER (éditeur de lien) prend les objets module(s) et crée des exécutables — résout les références au autres objets modules

— traite les appels aux bibliothèques externes (e. g. fonctions mathématiques)

— Rassemble les fichiers objets pour ne former qu’un exécutable

Certains langages modernes (e.g. Java) n'ont pas besoin de cette étape

21

Approches Hybrides

Exemple bien connu est celui du Java

Pour avoir une exécution, compilation suivie par interprétation : — Compilation du source Java en byte code – Java

Virtual Machine language ( des fichiers .class)

— Exécution – Interprète le byte code directement, ou

– Compile quelque ou tout le byte code en code natif

Approches Hybrides

Machine

Virtuelle

Traducteur

Programme

Source

Programme

intermédiaire

input

output

23

Les principales “Phases” d’un Compilateur

Analyse Syntaxique

Analyse Sémantique

Génération de Code

Programme Source

Abstract Syntax Tree (arbre de syntaxe abstrait)

Abstract Syntax Tree Décoré

Code Objet

Reports des Erreurs

Reports des Erreurs

Analyse Lexicale Reports des Erreurs

Suite de lexèmes

Prétraitements, Compilateurs, Assembleurs, et Linkeurs

Prétraitement

Compilateur

Assembleuur

Linker

« Squelette" de Programme Source

Programme Source

Programme Cible

en langage d'assemblage

Code Objet relogeable

Code Machine Absolu

Bibliothèques et

Fichiers objet relogeable

25

Compilateur ?

• Un compilateur est un programme d’ordinateur qui traduit un programme d’un langage source en un programme équivalent d’un langage cible.

• Un programme/code source est un programme/code écrit dans le langage source, qui est généralement un langage de haut niveau.

• Un programme/code cible est un programme/code écrit dans le langage cible, qui est souvent un langage machine ou un code intermédiaire.

compilateur

Programme

Source

Programme

cible

Message

d’Erreurs

26

Editeur Compilateur Assembleur

Linkeur

Chargeur Débuggeur

Programmeur Programme

Source

code Assembleur

Code Machine

Code Machine

Image Executable

résultats Débogage

Programmeur fait des Correction manuelles du code

Exécution sur la Machine cible

Exécution sous Contrôle du debugger

Environnement d'un compilateur

Environnement d'un compilateur

"squelette" de programme source

programme cible

en langage d'assemblage

préprocesseur

code relogeable

programme source prétraité

code machine absolu

compilateur

assembleur

éditeur de liens bibliothèque

chargeur

code relogeable

Préprocesseurs

Traitement des macros #define

Inclusion de fichiers #include

Extensions de langages #ifdef

Les définitions de macros permettent l'utilisation de paramètres.

29

Environnement Intégré

Compilateur fait partie de l’environnement de développement du programme

Les autres composantes de cet environnement sont l’éditeur, assembleur, linkeur, loadeur, debuggeur, etc.

Le compilateur (et tous les autres outils) doivent se supporté mutuellement pour un développement de programmes simple

Interprétation

Pas d’édition de lien

Pas de génération de code objet

Instructions du source exécutées line par ligne

Étapes d’interprétation

Lecture d’une ligne source

Analyse la ligne

Faire ce que la ligne indique

— Allouer l’espace aux variables

— Execute les opérations arithmétiques, etc..

— Refaire l’étape 1

Avantages de la Compilation

Exécution rapide

Fichier unique à exécuter

Compilateur peut faire un meilleur diagnostic des erreurs syntaxique et sémantiques, car il a plus d'infos qu'un interprète (interprète ne voit qu'une ligne à la fois)

Compiler peut optimiser le code

Désavantages de la Compilation

Plus difficile à déboguer

Prend plus de temps pour changer le code source, recompiler et relinker

Avantages de l’Interpréteur

Plus facile à déboguer

Temps de développement plus rapide

Désavantages de l’Interpréteur

Temps d'exécution plus lent

Pas d'optimisation

Besoin de tout le code source disponible

Code source plus grand que l'exécutable pour les grands systèmes

Problème pas Totalement Résolu ?

Machines changent constamment

— Changement dans l’architecture changes dans les compilateurs

— Nouvelles fonctionnalités (besoins) posent de nouveaux problèmes

— Evolution des couts entraîne des préoccupations différentes

— Anciennes solutions doivent être remaniées (re-engineering)

Innovations dans les compilateurs devraient susciter des changements dans l’architecture

— Nouveaux langages et fonctionnalités

36

Qualités importantes d’un compilateur ?

1. Code Correct

2. Exécution rapide des outputs( Code cible)

3. Compilateur rapide

4. Temps de compilation est proportionnel à la taille du programme source

5. Supporte la compilation séparée

6. Bons diagnostics pour les erreurs syntaxiques

7. Bon fonctionnement avec le debugger

8. Bons diagnostics pour les flux d’anomalies

9. Appels croisés des langages

10. Optimisation cohérente et prévisible

37

Un Peu d’Histoire

Cause — Logiciel pour les premiers ordinateurs a été écrit en langage

assembleur

— Les avantages de la réutilisation des logiciels sur différentes CPU’s ont commencé à devenir beaucoup plus important que le coût d'écriture d'un compilateur

Le premier compilateur réel — Les premiers compilateurs datent des années 50. Dans le

contexte de l’état de l’art de l’époque, ce sont des programmes difficiles à réaliser.

— Le compilateur FORTRAN à la fin des années 1950’s

— est estimé à un travail de 18 années-hommes à construire

38

Un Peu d’Histoire

Début des années 1950’s : Langages d'assemblage mnémoniques (Des instructions macro ont été ajoutées plus tard).

1952: Premier compilateur (linker/loader) écrit par Grace Hopper pour le langage de programmation A-0

1957: Premier compilateur complet pour le langage FORTRAN (calcul scientifique) écrit par John Backus et son équipe

1960: compilateurs COBOL (traitement de données commerciales) pour plusieurs architectures

1962: Premier compilateur self-hosting pour LISP (calcul symbolique)

39

Grand pas vers l'assembleur — notations de haut niveau

Un Peu d’Histoire

40

Les progrès effectués dans la construction des compilateurs

sont considérables; ils sont dus principalement à plusieurs

causes:

La compréhension et la définition formelle des tâches à

réaliser,

La découverte des fondements théoriques qui apportent

des résultats utilisables en pratique.

Les avancées méthodologiques dans la production des

grands logiciels,

Le développement d’outils logiciels puissants et fiables.

Rôle d’un compilateur

compilateur Code source Code cible

Code machine du compilateur

compilateur

d’implémentation

Générateur de

compilateur

(Flex, Bison)

Code d’implémentation du compilateur

Spécification

Outils logiciels

Outils d’aide à la construction de compilateurs

Générateurs d’analyseurs lexicaux

Engendrent un analyseur lexical (scanner, lexer) sous forme

d’automate fini à partir d’une spécification sous forme

d’expressions rationnelles

Flex, Lex

Générateurs d’analyseurs syntaxiques

Engendrent un analyseur syntaxique (parser) à partir d’une

grammaire

Bison, Yacc

Générateurs de traducteurs

Engendrent un traducteur à partir d’un schéma de traduction

(grammaire + règles sémantiques)

Bison, Yacc

43

Idée: Traduction en étapes

Série de représentations de programmes

Représentations intermédiaires optimisées pour des manipulations de programmes de différentes types (vérification, optimisation)

Devient plus spécifique à la machine, moins spécifique au langage après la traduction

44

Tout compilateur doit effectuer deux tâches principales

— Analyse du programme source

— Synthèse d’un programme en langage machine

Le Modèle d‘Analyse-Synthèse de la compilation

Compilateur

Analyse Synthèse

Le Modèle d’Analyse-Synthèse de la compilation

La compilation comporte deux parties :

— L'analyse détermine les opérations exprimées par le programme source qui sont enregistrées dans une structure d’arbre

— La synthèse prend la structure arborescente et en traduit les opérations dans le programme cible

46

Structure d’un Compilateur

Première approximation

— Partie avant (Front end) : analyse

– Lire le programme source et comprendre sa structure et sa signification

— Partie arrière (Back end) : synthèse

– Génère le programme équivalent en langage cible

Source Cible Front End Back End

Modèle Analyse et Synthèse

Les compilateurs sont le plus souvent conçus à base du modèle Analyse-Synthèse qui consiste à dissocier deux parties distinctes :

– Partie avant ou frontale (« front end » ) : Indépendante de la machine

• Analyse le programme source, conformément à la définition du langage compilé, indépendamment du langage cible.

• Regroupe tout ce qui dépend du langage source plutôt que de la machine cible. Possibilité d’utiliser la même partie frontale sur une machine différente

– Partie Arrière ou Finale (« back-end »): Dépendante de la machine

• Produit le code généré, conformément à la définition du langage cible, indépendamment du langage source (synthèse).

• Regroupe le reste

Les deux parties communiquent entre elles via une ou plusieurs structures de données intermédiaire, le plus souvent des tables et/ou des arbres; une approche plus moderne utilise une communication de type API Java .

47

Exemples de compilateurs GNU

C

ANSI

68000 Pentium Power

Ada

95 C++ Pascal Front-ends

partie avant

Middle-end (5)

Partie centrale

Back-ends

partie arrière

Modèle Analyse et Synthèse

— Les compilateurs actuels sont le plus souvent conçus sur le modèle Analyse et Synthèse qui consiste à dissocier deux parties distinctes:

– La partie Avant ou Frontale(« front-end ») qui analyse le programme source, conformément à la définition du langage compilé, indépendamment du langage cible.

– La partie Arrière ou Finale (« back-end ») qui produit le code généré, conformément à la définition du langage cible, indépendamment du langage source.

– Les deux parties communiquent entre elles via une ou plusieurs structures de données intermédiaire, le plus souvent des tables et/ou des arbres; une approche plus moderne utilise une communication de type API Java .

49

Groupement des phases et en Passes

Partie frontale (front end)

Regroupe tout ce qui dépend du langage source plutôt que de la

machine cible. On peut utiliser la même partie frontale sur des

machines différentes

Partie arrière (back end)

Regroupe le reste

Passes

Plusieurs phases peuvent être regroupées dans une même passe

consistant à lire un fichier et en écrire un autre

Analyse lexicale, syntaxique, sémantique et génération de code

intermédiaire peuvent être regroupées en une seule passe

La réduction du nombre de passes accélère le traitement

Groupement en Passes

Passes d’un compilateur :

— Une collection de phases se fait une seule fois (passe simple) ou plusieurs fois (multipasses)

– Passe simple : nécessite généralement que tout soit défini avant d'être utilisé dans le programme source

– Multipasses : le compilateur peut conserver toute la représentation du programme en mémoire

52

Implications

Doit reconnaître les programmes correctes (et se manifestent contre ceux qui sont incorrectes)

Doit générer du code qui est correct

Doit gérer le stockage de toutes les variables

Doit inter-opérer avec l’OS & linker sur le format cible

Source Objet Front End Back End

53

Plus d’Implications

Besoin d’une Représentation Intermédiaire (RI)

Partie frontale transforme le code source en RI

Partie arrière transforme la RI en code machine cible

Source Cible Front End Back End

Analyseur Lexical

Analyseur Syntaxique

Analyseur Sémantique

Générateur de Code

intermédiaire

Optimiseur du Code

Dépendent-Machine

Générateur de Code

Optimiseur du Code

Dépendent-Machine

Flux de caractères

Code objet-machine

Suite de tokens

Arbre syntaxique

Arbre syntaxique décoré

Représentation intermédiaire

code objet -machine-

Représentation intermédiaire

code objet -machine-

Table des

Symboles

Phases d’un

Compilateur

Les phases de la compilation

programme cible

gestion de la

table des symboles

programme source

analyseur lexical

gestion des erreurs

analyseur syntaxique

analyseur sémantique

générateur de code intermédiaire

"optimiseur" de code

générateur de code cible

56

Structure Standard d’un Compilateur

Code Source

(suite de caractères) Analyse Lexicale

Analyse syntaxique

Suite de Tokens

Arbre syntaxique Abstrait

Génération de Code Intermédiaire

Code Intermédiaire

Optimization

Code generation

Code Assembleur

Code Intermédiaire

Partie Frontale

(indépendante de

la machine)

Partie Arrière

(indépendante de

la machine)

La Structure d’un Compilateur

Analyseur

Lexical

Analyseur

Syntaxique

Routines

Sémantiques

Générateur

de Code

Optimiseur

Programme

Source Tokens

Syntaxique

Structure

Table

Des Symboles

(Utilisée par toutes les phases du

compilateur)

(Suite de

Caractères ) Représentation

Intermédiaire

Code machine cible

Structure d’un compilateur

1. analyse lexicale

2. crible

3. analyse syntaxique

4. analyse sémantique

5. optimisations

6. allocation mémoire

7. génération de code

8. optimisations propres à la cible

avant

arr

ière

reconnaître les « mots »

reconnaître les « phrases »

vérifier les types, etc.

élimination de code inutile, etc.

choisir la place des variables

instructions machine

séquence plus efficaces

59

Front End

> Split into two parts

— Scanner: Responsible for converting character stream to token stream

– Also strips out white space, comments

— Parser: Reads token stream; generates IR

> Both of these can be generated automatically

— Source language specified by a formal grammar

— Tools read the grammar and generate scanner & parser (either table-driven or hard coded)

Scanner Parser source tokens IR

Place de l’analyse lexicale

Analyseur

lexical Texte source

= caractères « mots »

= lexèmes

générateur

d’analyseur

lexical

Expressions régulières

Automate fini

Pourquoi une Représentation Intermédiaire

Partie frontale, RI et Partie arrière doivent

encoder les informations nécessaires pour toutes

les nm combinaisons!

61

62

Problème M*N vs M+N

F1

F2

F3

FM

B1

B2

B3

BN

Exige M*N compilateurs

F1

F2

F3

FM

B1

B2

B3

BN

Langage Intermédiaire Universel

LI U

niverse

l

Exige M Parties frontales et N parties arrières

M+N compilateurs

63

Traitement des Erreurs

Erreurs peuvent être détectées durant toutes les phases de la compilation.

— Erreurs détectées durant la compilation sont appelées erreurs statiques (ou erreurs de temps de compilation).

— Erreurs détectées durant l’exécution sont appelées erreurs dynamiques (ou erreurs de temps d’exécution).

Les compilateurs doivent détecter, signaler et récupérer des erreurs trouvées dans les programmes sources

Les gestionnaires d'erreurs sont différents dans les différentes phases du compilateur

64

Quelques Structures de Données

Table des Symboles

Table littérale

65

Table des Symboles

Identificateurs sont des noms de variables, constantes, fonctions, types de données, etc.

Sauvegarder les informations associées aux identificateurs

— Informations associées aux différents types d’identificateurs peuvent être différentes

• Informations associées aux variables sont noms, type, adresse, taille (pour les tableaux), etc.

• Informations associées aux fonctions sont noms, type des valeurs retournées, paramètres, adresses, etc.

66

Table des Symboles

Accédée à toutes les phases des compilateurs

— Les analyseurs lexical, syntaxique et sémantique mettent les noms d'identificateurs dans la table des symboles.

— L'analyseur sémantique stocke plus d'informations (par exemple les types de données) dans la table.

— Le générateur de code intermédiaire, l'optimiseur de code et le générateur de code utilisent les informations de la table de symboles pour générer le code approprié.

Utilise principalement la table de hachage pour plus d'efficacité.

67

Table littérale

Conserver les constantes et les chaînes utilisées dans le programme

— Réduire la taille de la mémoire en réutilisant des constantes et des chaînes

Peut être combinée avec une table de symboles

Partie Frontale

• Reconnaître le code légal

• signaler les erreurs

• produire RI

Une grande partie de la construction frontale peut être

automatisée 68

La Structure d’un Compilateur

69

Analyseur

Lexical

Analyseur

Syntaxique

Analyse

Sémantique

Générateur

de Code

Optimiseur

Programme

Source Tokens

Syntaxique

Structure

Symbol and

Attribute

Tables

(Used by all

Phases of

The Compiler)

Analyseur lexical L’analyseur lexical commence l’analyse du programme

source par la lecture de l’entrée, caractère par caractère,

et groupe les caractères en mots et symboles individuels

(tokens)

ER (Expression Régulières )

AFN (Automate Fini Non-déterministe )

AFD(Automate Fini Non-déterministe )

LEX

(Suite de

Caractères) Représentation

Intermédiaire

Code machine cible

Analyseur Lexical

• Transforme les caractères (lexèmes) en tokens

• La valeur de la chaîne de caractères pour un jeton

est un lexème

• Elimine les espaces (blancs)

x = x + y = +

70

Le rôle Analyseur Lexical

、Interaction de analyseur lexical avec l’analyseur syntaxique

Analyseur

Lexical Analyseur

Syntaxique

Table des

Symboles

Programme

Source

token

Avoir le

token suivant

Place de l’Analyse Lexicale

Analyseur

lexical Texte source

= caractères « mots »

= lexèmes

générateur

d’analyseur

lexical

Expressions régulières

Automate fini

La Structure d’un Compilateur

73

Analyseur

Lexical

Analyseur

Syntaxique

Analyse

Sémantique

Générateur

de Code

Optimiseur

Programme

Source Tokens

Syntaxique

Structure

Symbol and

Attribute

Tables

(Used by all

Phases of

The Compiler)

(Suite de

Caractères) Représentation

Intermédiaire

Code machine cible

Analyseur Syntaxique Etant donnée une spécification syntaxique formelle (une

grammaire algébrique [grammaire à contexte-libre GCL] ),

l’analyseur syntaxique lit les tokens et les regroupent en

unités comme il était spécifié par les productions de la

GCL.

Comme la structure syntaxique est reconnue, le parseur

appelle directement les routines sémantiques

correspondantes ou construit un arbre de syntaxe GCL (Grammaire à Contexte-Libre)

FBN (Forme de Backus-Naur)

Analyseurs LL, LR, SLR, LALR

YACC

Analyseur Syntaxique (Parser)

• Reconnaître la syntaxe à contexte libre

• Produire des messages d'erreur significatifs

• Tentative de correction des erreurs

Les générateurs d'analyseurs syntaxique automatisent

une grande partie du travail

74

Grammaires à Contexte-Libre

1. :=

2. :=

3. |

4. := nombre

5. | id

6. := +

7. | -

Syntaxe à Contexte-

libre est spécifiée

avec une grammaire,

généralement dans la

forme Backus-Naur

(BNF)

Un grammaire G = (S,VN,VT,P)

• S est l’axiome symbole-de départ

• VN est l’ensemble des symboles non-terminaux

• VT est l’ensemble des symboles terminaux

• P est l’ensemble des productions — P: N (N T)*

75

La Structure d’un Compilateur

76

Analyseur

Lexical Analyseur

Analyse

Sémantique

Générateur

de Code

Optimiseur

Programme

Source Tokens

Syntaxique

Structure

Symbol and

Attribute

Tables

(Used by all

Phases of

The Compiler)

(Suite de

Caractères) Représentation

Intermédiaire

Code machine cible

Analyse Sémantique Effectuer deux fonctions

Vérifier la sémantique statique de chaque construction

Le cœur d'un compilateur

Traduction Dirigée par la Syntaxe

Techniques de traitement sémantique

RI (Représentation intermédiaire

La Structure d’un Compilateur

77

Analyseur

Lexical Analyseur

Analyse

Sémantique

Générateur

de Code

Optimiseur

Programme

Source Tokens

Syntaxique

Structure

Symbol and

Attribute

Tables

(Used by all

Phases of

The Compiler)

(Suite de

Caractères) Représentation

Intermédiaire

Code machine cible

Optimiseur Le code RI généré par les routines sémantiques est

analysé et transformé en code fonctionnellement

équivalent mais une RI améliorée

Cette phase peut être très complexe et lente

Optimisation de boucle, allocation de registre,

ordonnancement du code

La Structure d’un Compilateur

78

Analyseur

Lexical Analyseur

Analyse

Sémantique

Générateur

de Code

Optimiseur

Programme

Source Tokens

Syntaxique

Structure

Symbol and

Attribute

Tables

(Used by all

Phases of

The Compiler)

(Suite de

Caractères) Représentation

Intermédiaire

Code machine cible

Générateur de Code Génération de code d'interprétation

La Structure d’un Compilateur

79

Scanner [Lexical Analyzer]

Parser [Syntax Analyzer]

Semantic Process [Semantic analyzer]

Code Generator [Intermediate Code Generator]

Code Optimizer

Tokens

Arbre

syntaxique

abstrait

Arbre syntaxique abstrait décoré

Non-optimized Intermediate Code

Optimized Intermediate Code

Code Optimizer

Target machine code

Arbre d’Analyse

Une analyse peut être représentée

par un arbre appelé arbre

syntaxique.

80

Arbre Syntaxique Abstrait

les compilateurs utilisent un arbre syntaxique abstrait (ASA).

81

Lex — Générateur de scanner

1975 développé aux laboratoires Bell

• génère un scanner en forme de AEFD

• A l’origine un outil de Unix, aujourd'hui aussi pour Windows

• A l’origine pour C, Aujourd’hui aussi pour Java

• Coopère généralement avec Yacc

Histoire

Versions actuelles

flex version GNU de Lex (pour C)

http://www.gnu.org/software/flex/

JLex version Java ;

incompatible avec Bison ou Byacc

http://www.cs.princeton.edu/~appel/modern/java/JLex/

CsLex version C# , dérivé de JLex

http://www.cybercom.net/~zbrad/DotNet/Lex

Utilisation

sample.l Lex sample.yy.c

C-Compiler sample.o sample.y Yacc sample.tab.c

include

Fonctionnement des générateurs de compilateurs

Ils génèrent les parties d’un compilateur à partir d’une spécification concise (Parties générées : analyseur lexical, analyseur syntaxique et sémantique, générateur de

code , ...)

Générateur

De compilateurs

Spécification de l’analyseur lexical Ex. expressions régulière)

générateur

d’analyseur

lexical

Analyseur lexical

Spécification sémantique (Ex. grammaire d’attribut)

générateur

de

l’analyseur

syntaxique

Analyseur

syntaxique Classes utilisateur

• Table des symboles

• Générateur de code

• Programme principal

• ...

compilateur

& éditeur de

liens

Compilateur

Exemples

Yacc générateur d’analyseur syntaxique et sémantique pour C et Java

Lex générateur d’analyseurs lexicaux pour C, Java et C#

Coco/R générateur d’analyseur lexical et syntaxique pour Java.