Compiladores/Projecto de Compiladores/Etapas de Análise de uma Linguagem

AVISOS - Avaliação em Época Normal
Esclarecimento de dúvidas: Consultar sempre o corpo docente atempadamente: presencialmente ou através do endereço oficial da disciplina [1]. Não utilizar fontes de informação não oficialmente associadas ao corpo docente (podem colocar em causa a aprovação à disciplina). Não são aceites justificações para violações destes conselhos: quaisquer consequências nefastas são da responsabilidade do aluno.
Requisitos para desenvolvimento, material de apoio e actualizações do enunciado (ver informação completa em Projecto de Compiladores): O material de apoio é de uso obrigatório e não pode ser alterado. Verificar atempadamente (mínimo de 48 horas antes do final de cada prazo) os requisitos exigidos pelo processo de desenvolvimento.
Processo de avaliação (ver informação completa em Avaliação do Projecto): Datas: 2025/05/16 17:00 (inicial); 2025/05/30 17:00 (intercalar); 2025/06/12 17:00 (final); 2025/06/12-2025/06/16 (teste prático). Todas as entregas são cruciais para o bom desenvolvimento do projecto, sendo obrigatórias: a não realização de uma entrega implica a exclusão da avaliação do projecto e, por consequência, da avaliação da disciplina. Verificar atempadamente (até 48 horas antes do final de cada prazo) os requisitos exigidos pelo processo de avaliação, incluindo a capacidade de acesso ao repositório. Apenas se consideram para avaliação os projectos existentes no repositório oficial. Apenas se considera para avaliação o ramo 'master'. Trabalhos não presentes no repositório no final do prazo têm classificação 0 (zero) (não são aceites outras formas de entrega). Não são admitidas justificações para atrasos em sincronizações do repositório. A indisponibilidade temporária do repositório, desde que inferior a 24 horas, não justifica atrasos na submissão de um trabalho. A avaliação do projecto pressupõe o compromisso de honra de que o trabalho correspondente foi realizado pelos alunos correspondentes ao grupo de avaliação. Fraudes na execução do projecto terão como resultado a exclusão dos alunos implicados do processo de avaliação em curso.

Material de Uso Obrigatório
As bibliotecas CDK e RTS de apoio ao desenvolvimento do projecto são de uso obrigatório:
CDK20 - "Compiler Development Kit" media:libcdk20-202408310000.tar.bz2 RTS6 - "Run Time System" media:librts6-20250414131211.tar.bz2
A máquina virtual, fornecida para desenvolvimento do projecto, já contém todo o material de apoio.
Uso Obrigatório: Repositório GIT
Apenas se consideram para avaliação os projectos existentes no repositório GIT oficial. Apenas se considera para avaliação o ramo main. Trabalhos não presentes no repositório no final do prazo têm classificação 0 (zero) (não são aceites outras formas de entrega). Não são admitidas justificações para atrasos em sincronizações do repositório. A indisponibilidade temporária do repositório, desde que inferior a 24 horas, não justifica atrasos na submissão de um trabalho.

O compilador, escrito em C++, realiza as seguintes etapas de análise para implementar a linguagem:

• análise lexical (flex);
• análise sintáctica (bison);
• análise semântica e geração de código (CDK e extensões).

Depois de criado, o compilador pode ser obtido para gerar programas:

• obtenção dos vários módulos binários (compilação de assembly: yasm);
• ligação dos módulos numa imagem executável (RTS).

Análises Lexical e Sintáctica: Flex e Bison

Estas duas etapas são realizadas pelas seguintes ferramentas:

• análise lexical: gerador de analisadores lexicais: flex versão 2.6.4
• análise sintáctica: gerador de analisadores LALR(1): bison versão 3.8.2

O código por elas produzido é, então, incorporado pela CDK no compilador em construção, sendo ligado automaticamente às restantes etapas.

As duas ferramentas estão disponíveis para a maioria dos sistemas actuais. No entanto, apesar de o número de versão poder ser o mesmo, o código gerado pode variar e não ser compatível com o ambiente oficial de teste. Recomenda-se apenas a utilização do material fornecido pela disciplina.

Análise semântica e geração de código: CDK

Estas duas etapas são realizadas pelas classes da biblioteca CDK, utilizando os padrões de desenho Composite (para representação dos nós da AST, criados pela etapa de análise sintáctica) e Visitor (classes que controlam as acções de verificação de tipos e geração de código).

Compilação de código assembly para código binário: yasm

Esta fase já não é, estritamente, parte do processo de compilação (este termina quando é gerado o código máquina). No entanto, esta etapa é importante para se poderem obter programas executáveis.

A conversão do ficheiro assembly, produzido pelo compilador, num módulo binário é realizada pela ferramenta yasm (versão 1.3.0 ou posterior), sendo utilizado o formato de linux/elf32.

Ligação de módulos numa imagem executável: ld e RTS

A ligação dos módulos binários num programa executável (linking) é realizada pelo linker (em Linux, pelo programa GNU ld, incorporado em todas as distrubuições).

Além dos módulos que transportam o código do programador, traduzido para código máquina, é necessária a biblioteca RTS, que providencia ao programa as funções necessárias para interacção do programa com o ambiente de execução e com o utilizador (ver também o manual da RTS).