Compiladores/Projecto de Compiladores/Projecto 2024-2025/Manual de Referência da Linguagem UDF (rascunho): Difference between revisions

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{{PRJCompiladoreAvisosEN20242025}}
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<font color="red">'''RASCUNHO'''</font>
<!--<font color="red">'''EM PREPARAÇÃO'''</font>-->


<font color="red">'''EM PREPARAÇÃO'''</font>
'''UDF''' é uma linguagem imperativa. Este manual apresenta de forma intuitiva as características da linguagem: [[#Tipos de Dados|tipos de dados]]; [[#Manipulação de Nomes|manipulação de nomes]]; [[#Convenções Lexicais|convenções lexicais]]; [[#Gramática|estrutura/sintaxe]]; [[#Funções|especificação das funções]]; [[#Instruções|semântica das instruções]]; [[#Expressões|semântica das expressões]]; e, finalmente, [[#Exemplos|alguns exemplos]].
 
<!--MML é uma linguagem imperativa não estruturada.
-->
Este manual apresenta características básicas da linguagem TIL (tipos de dados, manipulação de nomes); convenções lexicais; estrutura/sintaxe; especificação das funções; semântica das instruções; semântica das expressões; e, finalmente, alguns exemplos.


= Tipos de Dados =
= Tipos de Dados =
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* Os ponteiros representam endereços de objectos e ocupam 4 bytes. Podem ser objecto de operações aritméticas (deslocamentos) e permitem aceder ao valor apontado.
* Os ponteiros representam endereços de objectos e ocupam 4 bytes. Podem ser objecto de operações aritméticas (deslocamentos) e permitem aceder ao valor apontado.


Os tipos suportados por cada operador e a operação a realizar são indicados na definição das expressões.
Existem ainda tipos associados a tensores, i.e., tipos que descrevem estruturas multidimensionais (ver abaixo). Os valores em memória associados a estes tipos são efectivamente ponteiros, mas para estruturas que representam os tensores e não directamente para os dados. Estes ponteiros não aceitam operações de aritmética de ponteiros ou de indexação (embora ponteiros para estes ponteiros as aceitem).


Existem ainda tipos associados a valores funcionais, i.e., tipos que descrevem a interface de funções (ver abaixo). Os valores em memória associados a estes tipos são efectivamente ponteiros, mas para funções e não para dados, podendo ser usados para invocar as funções correspondentes. Estes ponteiros não aceitam operações de aritmética de ponteiros ou de indexação (embora ponteiros para estes ponteiros as aceitem).
Os tipos suportados por cada operador e a operação a realizar são indicados na [[#Expressões|definição das expressões]].


= Manipulação de Nomes =
= Manipulação de Nomes =


Os nomes (identificadores) correspondem exclusivamente a variáveis. As funções são referenciadas através de ponteiros nomeados. Nos pontos que se seguem, usa-se o termo entidade para as designar indiscriminadamente, explicitando-se quando a descrição for válida apenas para um dos casos. Existem ainda nomes para funções externas: neste caso, os nomes referem directamente a posição do código dessas funções (à la C; ver '''external''' abaixo).
Os nomes ([[#Identificadores|identificadores]]) correspondem a variáveis e funções. Nos pontos que se seguem, usa-se o termo entidade para as designar indiscriminadamente, explicitando-se quando a descrição for válida apenas para um subconjunto.


== Espaço de nomes e visibilidade dos identificadores ==
== Espaço de nomes e visibilidade dos identificadores ==
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O espaço de nomes global é único, pelo que um nome utilizado para designar uma entidade num dado contexto não pode ser utilizado para designar outras (ainda que de natureza diferente).
O espaço de nomes global é único, pelo que um nome utilizado para designar uma entidade num dado contexto não pode ser utilizado para designar outras (ainda que de natureza diferente).


Os identificadores são visíveis desde a declaração até ao fim do alcance: ficheiro (globais) ou bloco (locais). A reutilização de identificadores em contextos inferiores encobre declarações em contextos superiores: redeclarações locais podem encobrir as globais até ao fim de um bloco, por exemplo. É possível utilizar símbolos globais nos contextos dos blocos das funções, mas não é possível declará-los (ver [[#Símbolos globais|símbolos globais]]).
Os identificadores são visíveis desde a declaração até ao fim do alcance: ficheiro (globais) ou função (locais). A reutilização de identificadores em contextos inferiores encobre declarações em contextos superiores: redeclarações locais podem encobrir as globais até ao fim de uma função. Não é possível importar ou definir símbolos globais nos contextos das funções (ver [[#Símbolos globais|símbolos globais]]).
 
Não é possível definir funções dentro de blocos.


== Validade das variáveis ==
== Validade das variáveis ==
Line 48: Line 44:


Existem dois tipos de comentários, que também funcionam como elementos separadores:
Existem dois tipos de comentários, que também funcionam como elementos separadores:
 
* '''explicativos''' -- começam com '''//''' e acabam no fim da linha; e
* '''explicativos''' -- começam com ''';''' e acabam no fim da linha; e
* '''operacionais''' -- começam com '''/*''' e terminam com '''*/''', podendo estar aninhados.
* '''operacionais''' -- começam com '''/*''' e terminam com '''*/''', podendo estar aninhados.


Se as sequências de início fizerem parte de uma cadeia de caracteres, não iniciam um comentário (ver [[#Cadeias de caracteres|definição das cadeias de caracteres]]).
Se as sequências de início fizerem parte de uma cadeia de caracteres, não iniciam um comentário (ver definição das [[#Cadeias de caracteres|cadeias de caracteres]]).


== Palavras-chave ==
== Palavras chave ==


As seguintes palavras-chave são reservadas, não constituindo identificadores (devem ser escritas exactamente como indicado):
As seguintes palavras-chave são reservadas, não constituindo identificadores (devem ser escritas exactamente como indicado):


* tipos: '''int double string void'''
* tipos: '''int double string tensor void'''
* declarações: '''external forward public var'''
* declarações: '''external forward public auto'''
* instruções: '''block if loop stop next return print println'''
* instruções: '''block if then elif else while break continue return write writeln'''
* expressões: '''read null set index objects sizeof function'''
* expressões: '''read nullptr set index objects sizeof function'''
* outras: '''program'''
 
O identificador '''udf''', embora não reservado, quando refere uma função, corresponde à [[#Função principal e execução de programas|função principal]], devendo ser declarado público.


== Tipos ==
== Tipos ==


Os seguintes elementos lexicais designam tipos em declarações (ver gramática): '''int''' (inteiro), '''double''' (real), '''string''' (cadeia de caracteres).
Os seguintes elementos lexicais designam tipos em declarações (ver [[#Gramática|gramática]]): '''int''' (inteiro), '''real''' (real), '''string''' (cadeia de caracteres), '''auto''' (tipo inferido a partir do valor inicial), '''ptr''' (ponteiros). Ver [[#Gramática|gramática]].


Os tipos correspondentes a ponteiros são outros tipos seguidos por '''!''', designando uma indirecção e não o objecto directo (ver gramática).
O tipo especial '''auto''' é utilizado para indicar que o tipo da variável ou do retorno da função deve ser inferido a partir do tipo do seu valor inicial. Quando aplicado a uma função, implica que o tipo de retorno deve ser inferido a partir da expressão que é usada na instrução '''return''' (se existirem múltiplas, todas devem concordar no tipo a retornar). Este tipo pode ser usado com uma sequência de identificadores, declarando um tuplo. Os tipos dos vários campos do tuplo são inferidos das posições correspondentes do valor inicial: pode ser uma sequência de expressões ou outro tuplo. Em ambos os casos, o número de elementos deve ser o mesmo que o dos identificadores declarados (i.e., mesmo que seja usada uma variável ou o retorno de uma função como valor inicial para as variáveis declaradas, essas expressões devem ser tuplos da mesma dimensão).  Tuplos com um único elemento são idênticos ao tipo que contêm.
 
O tipo '''auto''' pode ser utilizado para definir ponteiros genéricos (como '''void*''' em C/C++), compatíveis com todos os tipos de ponteiros. São ainda o único tipo de ponteiro convertível para um número inteiro (o valor do inteiro é o valor do endereço de memória). O nível de aninhamento é irrelevante neste caso, i.e., '''ptr<auto>''' designa o mesmo tipo que '''ptr<ptr<...ptr<auto>...>>'''.


== Operadores de expressões ==
== Operadores de expressões ==


São considerados operadores os elementos lexicais apresentados na definição das expressões.
São considerados operadores os elementos lexicais apresentados na [[#Expressões|definição das expressões]].


== Delimitadores e terminadores ==
== Delimitadores e terminadores ==


Os seguintes elementos lexicais são delimitadores/terminadores:  
Os seguintes elementos lexicais são delimitadores/terminadores: ''',''' (vírgula), ''';''' (ponto e vírgula), e '''(''' e ''')''' (delimitadores de expressões).
* '''(''' e ''')''' (delimitadores de expressões)
* '''"''' (delimitador de cadeias de caracteres)


== Identificadores (nomes) ==
== Identificadores (nomes) ==


São iniciados por uma letra, seguindo-se 0 (zero) ou mais letras ou dígitos decimais. O comprimento do nome é ilimitado e dois nomes são distintos se houver alteração de maiúscula para minúscula, ou vice-versa, de pelo menos um carácter.
São iniciados por uma letra, seguindo-se 0 (zero) ou mais letras, dígitos ou '''_''' (sublinhado). O comprimento do nome é ilimitado e dois nomes são distintos se houver alteração de maiúscula para minúscula, ou vice-versa, de pelo menos um carácter.


== Literais ==
== Literais ==


São notações para valores constantes de alguns tipos da linguagem (não confundir com constantes, i.e., identificadores que, em algumas linguagens, designam elementos cujo valor não pode ser alterado durante a execução do programa).
São notações para valores constantes de alguns tipos da linguagem (não confundir com constantes, i.e., identificadores que designam elementos cujo valor não pode ser alterado durante a execução do programa).


=== Inteiros ===
=== Inteiros ===


Um literal inteiro é um número não negativo. Números negativos podem ser construídos pela aplicação do operador de negação unária ('''-''') a um literal (sempre positivo).
Um literal inteiro é um número não negativo. Uma constante inteira pode, contudo, ser negativa: números negativos são construídos pela aplicação do operador de negação aritmética unária ('''-''') a um literal positivo.


Literais inteiros decimais são constituídos por sequências de 1 (um) ou mais dígitos de '''0''' a '''9''', em que o primeiro digito não é 0 (zero), excepto no caso do número 0 (zero). Neste caso, é composto apenas pelo dígito 0 (zero) (em qualquer base).
Literais inteiros decimais são constituídos por sequências de 1 (um) ou mais dígitos de '''0''' a '''9'''. <!--, em que o primeiro dígito não é '''0''' (zero), excepto no caso do número 0 (zero). Neste caso, é composto apenas pelo dígito '''0''' (zero) (em qualquer base).-->
<!-- Um literal inteiro em octal começa sempre pelo dígito \verb|0| (zero), sendo seguido de um ou mais dígitos de \verb|0| a \verb|7| (note-se que \verb|09| é um literal octal inválido com valor \verb|011|). Exemplo: \verb|007|.-->


Literais inteiros em base 16 começam sempre com a sequência '''0x''', sendo seguida de um ou mais dígitos de '''0''' a '''f''', sem diferenças entre maiúsculas e minúsculas (note-se que '''0xATP7''' é um literal inválido em base 16). Exemplos (válidos): '''0x07''', '''0xabc''', '''0xAbC'''.
Literais inteiros hexadecimais começam sempre com a sequência '''0x''', seguida de um ou mais dígitos de '''0''' a '''9''' ou de '''a''' a '''f''' (sem distinguir maiúsculas de minúsculas). As letras de '''a''' a '''f''' representam os valores de 10 a 15 respectivamente. Exemplo: '''0x07'''.


Se não for possível representar um literal Inteiro na máquina, devido a overflow, deverá ser gerado um erro lexical.
<!-- Um literal inteiro em binário começa sempre pela sequência \verb|0b|, sendo seguido de um ou mais digitos \verb|0| ou \verb|1|.  -->
Se não for possível representar o literal inteiro na máquina, devido a um overflow, deverá ser gerado um erro lexical.


=== Reais em vírgula flutuante ===
=== Reais em vírgula flutuante ===


Os literais reais (sempre positivos) são expressos tal como em C (exclusivamente em base 10).
Os literais reais positivos são expressos tal como em C (apenas é suportada a base 10).
 
Não existem literais negativos (números negativos resultam da aplicação da operação de negação unária).


Não existem literais negativos (números negativos resultam da operação unária '''-''').
Um literal sem '''.''' (ponto decimal) nem parte exponencial é do tipo inteiro.


Note-se que um literal sem '''.''' (ponto decimal) nem parte exponencial é do tipo inteiro.
Se não for possível representar o literal real na máquina, devido a um overflow, deverá ser gerado um erro lexical.


Exemplos: '''3.14''', '''1E3''' = 1000 (número inteiro representado em virgula flutuante). '''12.34e-24''' = 12.34 x 10<sup>-24</sup> (notação cientifica).
Exemplos: '''3.14''', '''1E3''' = 1000 (número inteiro representado em virgula flutuante). '''12.34e-24''' = 12.34 x 10<sup>-24</sup> (notação cientifica).


Se não for possível representar um literal double na máquina, devido a overflow, deverá ser gerado um erro lexical.
=== Cadeias de caracteres ===
 
As cadeias de caracteres são delimitadas por aspas ('''"''') e podem conter quaisquer caracteres, excepto ASCII NULL ('''0x00''' '''\0'''). Nas cadeias, os delimitadores de comentários não têm significado especial. Se for escrito um literal que contenha '''\0''', então a cadeia termina nessa posição. Exemplo: '''"ab\0xy"''' tem o mesmo significado que '''"ab"'''.


=== Cadeias de caracteres ===
É possível designar caracteres por sequências especiais (iniciadas por '''\'''), especialmente úteis quando não existe representação gráfica directa. As sequências especiais correspondem aos caracteres ASCII LF, CR e HT ('''\n''', '''\r''' e '''\t''', respectivamente), aspa ('''\"'''), barra ('''\\'''), ou a quaisquer outros especificados através de 1 ou 2 digitos hexadecimais (e.g. '''\0a''' ou apenas '''\a''' se o carácter seguinte não representar um dígito hexadecimal).


As cadeias de caracteres são delimitadas por aspas ('''"''') e podem conter quaisquer caracteres, excepto ASCII NUL (0x00) e ASCII LF (0x0A). Nas cadeias, os delimitadores de comentários não têm significado especial. Se for escrito um literal que contenha '''\0''', então a cadeia termina nessa posição. Exemplo: '''ab\0xy''' tem o mesmo significado que '''ab'''.
Elementos lexicais distintos que representem duas ou mais cadeias consecutivas são representadas na linguagem como uma única cadeia que resulta da concatenação.


É possível designar caracteres por sequências especiais (iniciadas por '''\'''), especialmente úteis quando não existe representação gráfica directa. As sequências especiais correspondem aos caracteres ASCII HT, LF e CR ('''\t''', '''\n''' e '''\r''', respectivamente), aspa ('''\"'''). ''backslash'' ('''\\'''), ou a quaisquer outros especificados através de 1 a 3 dígitos em base 8, designando valores de 8 bits (e.g., '''\012''' ou apenas '''\12''' se o carácter seguinte não representar um dígito em base 8). Exemplo: '''xy\012z''' tem o mesmo significado que '''xy\12z''' e que '''xy\nz'''.
Exemplos:
<!--
* '''"ab"''' '''"cd"''' é o mesmo que '''"abcd"'''.
Elementos lexicais distintos que representem duas ou mais cadeias consecutivas são representadas na linguagem como uma única cadeia que resulta da concatenação. Exemplo: '''"ab"''' '''"cd"''' é o mesmo que '''"abcd"'''.
* '''"ab" /* comentário com "cadeia de caracteres falsa" */ "cd"''' é o mesmo que '''"abcd"'''.
-->


=== Ponteiros ===
=== Ponteiros ===


O único literal admissível para ponteiros corresponde ao ponteiro nulo e é indicado pela palavra-chave '''null'''. Este literal é compatível com todos os tipos de ponteiro. Os inteiros não são convertíveis em ponteiros, pelo que o valor '''0''' (zero) não é um valor inicial admissível para ponteiros.
O único literal admissível para ponteiros é indicado pela palavra reservada '''nullptr''', indicando o ponteiro nulo.


= Gramática =
= Gramática =


A gramática da linguagem está resumida abaixo. Considerou-se que os elementos em tipo fixo são literais, que os parênteses curvos agrupam elementos, que elementos alternativos são separados por uma barra vertical, que elementos opcionais estão entre parênteses rectos, que os elementos que se repetem zero ou mais vezes estão entre <math>\langle</math> e <math>\rangle</math>. Alguns elementos usados na gramática também são elementos da linguagem descrita se representados em tipo fixo (e.g., parênteses).
A gramática da linguagem está resumida abaixo. Considerou-se que os elementos em tipo fixo são literais; que os parênteses curvos agrupam elementos: <math>(</math> e <math>)</math>; que elementos alternativos são separados por uma barra vertical: <math>|</math>; que elementos opcionais estão entre parênteses rectos: <math>[</math> e <math>]</math>; que os elementos que se repetem zero ou mais vezes estão entre <math>\langle</math> e <math>\rangle</math>. Alguns elementos usados na gramática também são elementos da linguagem descrita se representados em tipo fixo (e.g., parênteses).


{|
{|
! style="width: 140px; font-weight: normal;" | ''ficheiro''
! style="width: 140px; font-weight: normal;" | ''ficheiro''
! style="width: 50px; font-weight: normal;" | <math>\rightarrow</math>
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| <math>\langle</math> ''declaração'' <math>\rangle</math> [ ''programa-principal'' ]
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| '''(''' [ ''qualificador'' ] ''tipo'' ''identificador'' [ ''expressão'' ] ''')'''
| ''variável'' ''';''' <math>|</math> ''função'' <math>|</math> ''procedimento''
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| '''(''' [ ''qualificador'' ] [ '''var''' ] ''identificador'' ''expressão'' ''')'''
| <math>[</math> '''public''' <math>|</math> '''require''' <math>]</math> ''tipo'' ''identificador'' <math>[</math> '''=''' ''expressão'' <math>]</math>
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|-
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! style="width: 50px; font-weight: normal;" |<math>\rightarrow</math>
| '''(''' ''tipo'' '''(''' ''tipos'' ''')''' ''')'''  
| ''variável'' <math>\langle</math> ''',''' ''variável'' <math>\rangle</math>
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| '''(''' '''block''' <math>\langle</math> ''declaração'' <math>\rangle</math> <math>\langle</math> ''instrução'' <math>\rangle</math> ''')'''
| '''{''' <math>\langle</math> ''declaração'' <math>\rangle</math> <math>\langle</math> ''instrução'' <math>\rangle</math> '''}'''
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! style="width: 50px; font-weight: normal;" |<math>\rightarrow</math>
| ''expressão'' <math>|</math> '''(''' '''print''' ''expressões'' ''')''' <math>|</math> '''(''' '''println''' ''expressões'' ''')'''  
| ''expressão'' ''';''' <math>|</math> '''write''' ''expressões'' ''';''' <math>|</math> '''writeln''' ''expressões'' ''';'''
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! style="width: 50px; font-weight: normal;" |
! style="width: 50px; font-weight: normal;" |<math>\rightarrow</math>
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| '''(''' '''stop''' [ ''literal-inteiro'' ] ''')''' <math>|</math> '''(''' '''next''' [ ''literal-inteiro'' ] ''')''' <math>|</math> '''(''' '''return''' [ ''expressão'' ] ''')'''
| '''break''' <math>|</math> '''continue''' <math>|</math> '''return''' <math>[</math> ''expressões'' <math>]</math> ''';'''
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! style="width: 50px; font-weight: normal;" |
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! style="width: 50px; font-weight: normal;" |<math>\rightarrow</math>
| ''instrução-condicional'' <math>|</math> ''instrução-de-iteração'' <math>|</math> ''bloco''
| ''instrução-condicional'' <math>|</math> ''instrução-de-iteração'' <math>|</math> ''bloco''
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! style="width: 50px; font-weight: normal;" | ''instrução-condicional''
! style="width: 50px; font-weight: normal;" | ''instrução-condicional''
! style="width: 50px; font-weight: normal;" |<math>\rightarrow</math>
! style="width: 50px; font-weight: normal;" |<math>\rightarrow</math>
| '''(''' '''if''' ''expressão'' ''instrução'' [ ''instrução'' ] ''')'''
| '''if''' ''expressão'' '''then''' ''instrução''
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! style="width: 50px; font-weight: normal;" |<math>\rightarrow</math>
| '''if''' ''expressão'' '''then''' ''instrução'' <math>\langle</math>  '''elif''' ''expressão'' '''then''' ''instrução'' <math>\rangle</math> <math>[</math> '''else''' ''instrução'' <math>]</math>
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|-
! style="width: 50px; font-weight: normal;" | ''instrução-de-iteração''
! style="width: 50px; font-weight: normal;" | ''instrução-de-iteração''
! style="width: 50px; font-weight: normal;" |<math>\rightarrow</math>
! style="width: 50px; font-weight: normal;" |<math>\rightarrow</math>
| '''(''' '''loop''' ''expressão'' ''instrução'' ''')'''
| '''for''' <math>[</math> ''variáveis'' <math>]</math> ''';''' <math>[</math> ''expressões'' <math>]</math> ''';''' <math>[</math> ''expressões'' <math>]</math> '''do''' ''instrução''
|-
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! style="width: 50px; font-weight: normal;" | ''expressões''
! style="width: 50px; font-weight: normal;" |
! style="width: 50px; font-weight: normal;" |<math>\rightarrow</math>
! style="width: 50px; font-weight: normal;" |<math>\rightarrow</math>
| ''expressão'' <math>\langle</math> ''expressão'' <math>\rangle</math>
| '''for''' <math>[</math> ''expressões'' <math>]</math> ''';''' <math>[</math> ''expressões'' <math>]</math> ''';''' <math>[</math> ''expressões'' <math>]</math> '''do''' ''instrução''
|}
|}


== Tipos, identificadores, literais e definição de expressões ==
== Tipos, identificadores, literais e definição de expressões ==


Algumas definições foram omitidas da gramática: qualificadores e variável (ver [[#Declarações de variáveis|declarações de variáveis]]), identificador (ver [[#Identificadores (nomes)|identificadores]]), literal (ver [[#Literais|literais]]); expressão (ver [[#Expressões|expressões]]). Note-se que ''função'' é qualquer especificação de função (corpo ou ponteiro com o tipo apropriado). Neste sentido, as funções contam como expressões primitivas.
Algumas definições foram omitidas da gramática: [[#Tipos de dados|tipos de dados]], ''identificador'' (ver [[#Identificadores|identificadores]]), ''literal'' (ver [[#Literais|literais]]); ''expressão'' (ver [[#Expressões|expressões]]).
 
Quanto a tipos de dados, '''int''' designa valores inteiros, '''double''' designa valores reais, '''string''' designa cadeias de caracteres. Os tipos de ponteiros são tipos compostos por um tipo seguido de '''!''', e.g., '''int!''' (ponteiro para inteiro) ou '''(double)!''' (ponteiro para função sem argumentos que retorna um valor em vírgula flutuante).
 
Ponteiros para funções são definidos a partir dos tipos de dados anteriormente descritos e, adicionalmente, pelo tipo especial '''void''' (ver a seguir). O tipo de uma função é indicado com o formato indicado na gramática, i.e., tipo de retorno seguido dos tipos dos argumentos (zero ou mais, tal como descrito).
 
Um ponteiro declarado com um tipo de função indica o endereço da função correspondente. Estes ponteiros não suportam aritmética de ponteiros. Note-se que um ponteiro para um ponteiro de função se comporta como um ponteiro para uma zona de dados e, por isso, suporta aritmética de ponteiros.
 
O tipo '''void''' apenas pode ser usado para indicar uma ausência de valor de retorno ou para declarar um ponteiro genérico. Neste caso, o aninhamento é irrelevante, i.e., '''void!''' e '''void!!!''' são equivalentes. Um ponteiro deste tipo é compatível com todos os outros tipos de ponteiros. A aritmética de ponteiros decrementa/incrementa em uma unidade o valor de um ponteiro do tipo '''void!'''.


== Left-values ==
== Left-values ==


Os ''left-values'' são posições de memória que podem ser modificadas (excepto onde proibido pelo tipo de dados). Os elementos de uma expressão que podem ser utilizados como left-values encontram-se individualmente identificados na semântica das expressões.
Os ''left-values'' são posições de memória que podem ser modificadas (excepto onde proibido pelo tipo de dados). Os elementos de uma expressão que podem ser utilizados como ''left-values'' encontram-se individualmente identificados na [[#Expressões|semântica das expressões]].


== Ficheiros ==
== Ficheiros ==


Um ficheiro é designado por principal se contiver a função principal (onde se inicia o programa). Esta função é designada explicitamente por recurso à palavra-chave '''program''' (ver [[#Função principal e execução de programas|Função principal e execução de programas]]).
Um ficheiro é designado por principal se contiver a [[#Função principal e execução de programas|função principal]] (a que inicia o programa).


== Declaração de variáveis ==
== Declaração de variáveis ==


Uma declaração de variável indica sempre um tipo de dados (implícito ou explícito) e um identificador.
Uma declaração de variável indica sempre um [[#Tipos de dados|tipo de dados]] e um [[#Manipulação de nomes|identificador]].
 
Exemplos:
 
* Inteiro: '''(int i)'''
* Real: '''(double r)'''
* Cadeia de caracteres: '''(string s)'''
* Ponteiro para inteiro: '''(int! p1)''' (equivalente a '''int*''' em C)
* Ponteiro para real: '''(double! p2)''' (equivalente a '''double*''' em C)
* Ponteiro para cadeia de caracteres: '''(string! p3)''' (equivalente a '''char**''' em C)
* Ponteiro para ponteiro para inteiro: '''(int!! p4)''' (equivalente a '''int**''' em C)
 
É possível usar o pseudo-tipo '''var''' se a declaração tiver um valor inicial: neste caso, o tipo é o do valor inicial.


Exemplos:
Exemplos:
 
* Inteiro: '''int i'''
* Variável inteira: '''(var i 1)'''
* Real: '''real r'''
* Variável real: '''(var f 2.0)'''
* Cadeia de caracteres: '''string s'''
* etc.
* Ponteiro para inteiro: '''ptr<int> p1''' (equivalente a '''int*''' em C)
* Ponteiro para real: '''ptr<real> p2''' (equivalente a '''double*''' em C)
* Ponteiro para cadeia de caracteres: '''ptr<string> p3''' (equivalente a '''char**''' em C)
* Ponteiro para ponteiro para inteiro: '''<nowiki>ptr<ptr<int>> p4</nowiki>''' (equivalente a '''int**''' em C)
* Ponteiro genérico: '''<nowiki>ptr<auto> p5</nowiki>''' (equivalente a '''void*''' em C)


== Símbolos globais ==
== Símbolos globais ==
Line 247: Line 232:
Por omissão, os símbolos são privados a um módulo, não podendo ser importados por outros módulos.
Por omissão, os símbolos são privados a um módulo, não podendo ser importados por outros módulos.


A palavra-chave '''public''' permite declarar um identificador como público, tornando-o acessível a partir de outros módulos. Quando usado com a palavra-chave '''var''', esta é opcional. Note-se que a declaração de uma variável tem de ter sempre, ou o qualificador, ou o tipo, podendo estar ambos presentes.
A palavra chave '''public''' permite declarar um identificador como público, tornando-o acessível a partir de outros módulos.


A palavra-chave '''forward''' permite declarar num módulo variáveis definidas noutros módulos. Neste caso, não pode ser especificado o valor inicial dessas variáveis, pelo que não é possível o uso de '''var''' em conjunto com '''forward'''.
A palavra chave '''require''' (opcional para funções) permite declarar num módulo entidades definidas em outros módulos. As entidades não podem ser inicializadas nestas declarações. <!--Não é possível utilizar '''require''' em declarações que utilizem a palavra chave '''auto''' (excepto nos casos em que se use '''ptr<auto>''').-->
 
A palavra-chave '''external''' deve ser usada para declarar símbolos de função com uma convenção de chamada diferente da da linguagem TIL, e.g. para importar funções definidas em C. Além de poderem ser usados para chamar as funções que designam, os símbolos assim declarados podem ser atribuídos a variáveis com o tipo apropriado.


Exemplos:
Exemplos:
* Declarar variável privada ao módulo: '''(double d1 22.0)'''
* Declarar variável privada ao módulo: '''real pi = 22'''
* Declarar variável pública: '''(public double d2 7.0)'''
* Declarar variável pública: '''public real pi = 22'''
* Declarar variável pública: '''(public var d2 7.0)''' (igual à anterior)
* Usar definição externa: '''require real pi'''
* Declarar variável pública: '''(public d2 7.0)''' (igual à anterior)
* Usar definição externa de variável pública: '''(forward double d2)'''
* Usar ponteiro para função (nativa TIL) definida externamente: '''(forward (int (int)) factorial)'''
* Usar função definida noutra linguagem (e.g. em C): '''(external (void! (int)) malloc)'''


== Inicialização ==
== Inicialização ==


Quando existe, é a designação do objecto que segue o nome da variável em declaração: inteiro, real, cadeia de caracteres, ponteiro ou função. Entidades reais podem ser inicializadas por expressões inteiras (conversão implícita). A expressão de inicialização deve ser um valor literal ou funcional se a variável for global. A associação de valores funcionais a variáveis pode ser realizada quando os tipos forem covariantes.<!-- As cadeias de caracteres são (possivelmente) inicializadas com uma lista não nula de valores sem separadores.-->
Quando existe, é uma expressão que segue o sinal '''=''' ("igual"): inteira, real, ponteiro. Entidades reais podem ser inicializadas por expressões inteiras (conversão implícita). A expressão de inicialização deve ser um literal se a variável for global.


A palavra '''var''' pode ser usada em lugar do tipo para declarar uma variável. Quando usada, o tipo da variável é inferido a partir do valor inicial (nestes casos, o valor inicial é obrigatório).
As [[#Cadeias de caracteres|cadeias de caracteres]] são (possivelmente) inicializadas com uma lista não nula de valores sem separadores. <!--Estes valores são sempre constantes, independentemente de o identificador que as designa ser constante ou não.-->


Exemplos:
Exemplos:
* Inteiro (literal): '''(int i 3)'''
* Inteiro (literal): '''int i = 3'''
* Inteiro (expressão): '''(int i (+ j 1))'''
* Inteiro (expressão): '''int i = j+1'''
* Real (literal): '''(double r 3.2)'''
* Real (literal): '''real r = 3.2'''
* Real (expressão): '''(double r (- i 2.5))'''
* Real (expressão): '''real r = i - 2.5 + f(3)'''
* Cadeia de caracteres (literal): '''(string s "olá")'''<!--
* Cadeia de caracteres (literal): '''string s = "olá"'''
* Cadeia de caracteres (literais): '''(string s "olá" "mãe")'''-->
* Cadeia de caracteres (literais): '''string s = "olá" "mãe"'''
* Ponteiro (literal): '''(double!!! p null)'''
* Ponteiro (literal): '''<nowiki>ptr<ptr<ptr<real>>></nowiki> p = nullptr'''
* Ponteiro (expressão): '''(int! p (+ q 1))'''
* Ponteiro (expressão): '''ptr<real> p = q + 1'''
* Função:
* Ponteiro (genérico): '''ptr<auto> p = q'''
((int (int)) f1)
* Tuplo (simples): '''auto p = 2.1'''
((int (double)) g1)
* Tuplo (função): '''auto a, b, c, d = f(1)'''
((double (int)) g2)
* Tuplo (sequência): '''auto i, j, k = 1, 2, g + 1'''
((int (int)) f2 f1)  ; ok: mesmo tipo
(set f2 g1) ; ok: tipos covariantes
(set f2 g2) ; ERRADO


= Funções =
= Funções =
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== Declaração ==
== Declaração ==


As funções são anónimas, mas sempre referenciadas por identificadores ou ponteiros, tal como outros tipos de dados. O tipo de retorno de uma função que não produz valores de retorno é '''void'''.  
As funções são sempre designadas por identificadores constantes precedidos do tipo de dados devolvido pela função. Se a função não devolver um valor, é declarada como procedimento, usando-se a palavra chave '''procedure''' para o indicar.


As funções que recebam argumentos devem indicá-los no cabeçalho. Funções sem argumentos definem um cabeçalho vazio. Os qualificadores de exportação/importação '''public''' ou '''forward''' (ver símbolos globais) são aplicados às variáveis usadas para referir as funções. Não é possível aplicá-los às declarações dos argumentos de uma função. Não é possível especificar valores por omissão para os argumentos de uma função nem para o valor de retorno.
As funções que recebam argumentos devem indicá-los no cabeçalho. Funções sem argumentos definem um cabeçalho vazio. Não é possível aplicar os qualificadores de exportação/importação '''public''' ou '''require''' (ver [[#Símbolos globais|símbolos globais]]) às declarações dos argumentos de uma função. Não é possível especificar valores iniciais (valores por omissão) para argumentos de funções. O tipo '''auto''' não pode ser usado para declarar tipos de argumentos (excepto para definição de ponteiros genéricos).


A declaração de uma variável do tipo função sem ser iniciada é utilizada para caracterizar um identificador exterior ou para efectuar declarações antecipadas (utilizadas para pré-declarar funções que sejam usadas antes de ser definidas, por exemplo, entre duas funções mutuamente recursivas). <!--Caso a declaração tenha corpo, define-se uma nova função.-->
A declaração de uma função sem corpo é utilizada para tipificar um identificador exterior ou para efectuar declarações antecipadas (utilizadas para pré-declarar funções que sejam usadas antes de ser definidas, por exemplo, entre duas funções mutuamente recursivas). Caso a declaração tenha corpo, define-se uma nova função (neste caso, não pode utilizar-se a palavra chave '''require''').


== Invocação ==
== Invocação ==


Uma função pode ser invocada através de qualquer expressão (ponteiro) do tipo apropriado que refira essa função (ponteiro não nulo). O símbolo '''@''' pode ser usado dentro da própria função para efectuar uma invocação recursiva. Não é possível o uso de '''@''' no programa principal.
A função pode ser invocada através de um identificador que refira uma função previamente declarada ou definida.<!-- O identificador especial '''@''' pode ser utilizado para invocar recursivamente a função actual.-->


Se existirem argumentos, na invocação da função, o ponteiro é seguido de uma lista de expressões (o ponteiro e os argumentos são delimitadas por parênteses curvos). A sequência de argumentos pode estar vazia. O número e tipo de parâmetros actuais deve ser igual ao número e tipo dos parâmetros formais da função invocada (a menos de conversões implícitas). A ordem dos parâmetros actuais deverá ser a mesma dos argumentos formais da função a ser invocada.
Se existirem argumentos, na invocação da função, o identificador é seguido de uma lista de expressões delimitadas por parênteses curvos. Esta lista é uma sequência, possivelmente vazia, de expressões separadas por vírgulas. O número e tipo de parâmetros actuais deve ser igual ao número e tipo dos parâmetros formais da função invocada. A ordem dos parâmetros actuais deverá ser a mesma dos argumentos formais da função a ser invocada.


De acordo com a convenção Cdecl, a função chamadora coloca os argumentos na pilha e é responsável pela sua remoção, após o retorno da chamada. Assim, os parâmetros actuais devem ser colocados na pilha pela ordem inversa da sua declaração (i.e., são avaliados da direita para a esquerda antes da invocação da função e o resultado passado por cópia/valor). O endereço de retorno é colocado no topo da pilha pela chamada à função.
De acordo com a convenção Cdecl, a função chamadora coloca os argumentos na pilha e é responsável pela sua remoção, após o retorno da chamada. Assim, os parâmetros actuais devem ser colocados na pilha pela ordem inversa da sua declaração (i.e., são avaliados da direita para a esquerda antes da invocação da função e o resultado passado por cópia/valor). O endereço de retorno é colocado no topo da pilha pela chamada à função.
Quando o tipo a retornar pela função a chamar não é primitivo (i.e., é um tuplo), o chamador deve reservar uma zona de memória compatível com o tipo de retorno e passá-la por ponteiro à função chamada como o seu primeiro argumento (ver abaixo).


== Corpo ==
== Corpo ==


O corpo de uma função consiste num bloco implícito que contém declarações (opcionais) seguidas de instruções (opcionais). Não é possível aplicar os qualificadores de exportação ('''public''') ou de importação ('''forward''' ou '''external''') (ver [[#Símbolos globais|símbolos globais]]) dentro do corpo de uma função.
O corpo de uma função consiste num bloco que pode ter declarações (opcionais) seguidas de instruções (opcionais). Uma função sem corpo é uma declaração e é considerada indefinida.


Uma instrução '''return''' causa a interrupção da função. O valor devolvido por uma função, através de expressão usada como argumento da instrução '''return''', deve ser do tipo declarado no cabeçalho da função.
Não é possível aplicar as palavras chave '''public''' ou '''require''' (ver [[#Símbolos globais|símbolos globais]]) dentro do corpo de uma função.


É um erro especificar um valor de retorno se a função for declarada como não retornando um valor (indicada como '''void''').
Uma instrução '''return''' causa a interrupção imediata da função, assim como o retorno dos valores indicados como argumento da instrução. Os tipos destes valores têm de concordar com o tipo declarado. Quando o tipo a retornar não é primitivo (i.e., é um tuplo), os valores são copiados para a zona de memória reservada pelo chamador e passada por ponteiro à função como o seu primeiro argumento (ver acima).


Qualquer bloco (usado, por exemplo, numa instrução condicional ou de iteração) pode definir variáveis, cujos valores podem ser outras funções. Funções definidas dentro de um bloco não têm acesso às variáveis em contexto na função actual onde ocorrem.
É um erro especificar um valor de retorno para procedimentos.
 
Qualquer sub-bloco (usado, por exemplo, numa instrução condicional ou de iteração) pode definir variáveis.


== Função principal e execução de programas ==
== Função principal e execução de programas ==


Um programa é definido pela cláusula '''program'''. Esta sequência forma o que em algumas linguagens se chama a função principal. Os argumentos com que o programa foi chamado podem ser obtidos através de funções '''argc''' (devolve o número de argumentos); '''argv''' (devolve o n-ésimo argumento como uma cadeia de caracteres, com n>0); e '''envp''' (devolve a n-ésima variável de ambiente como uma cadeia de caracteres, com n>0). Apenas um dos módulos do programa pode definir a função principal, i.e., se existirem vários módulos, apenas um deles pode conter mais do que declarações de variáveis globais.
Um programa inicia-se com a invocação da função '''og''' (sem argumentos). Os argumentos com que o programa foi chamado podem ser obtidos através das seguintes funções:
 
* '''int argc()''' (devolve o número de argumentos);
(external (int) argc)
* '''string argv(int n)''' (devolve o n-ésimo argumento como uma cadeia de caracteres) ('''n>0'''); e
(external (string (int)) argv)
* '''string envp(int n)''' (devolve a n-ésima variável de ambiente como uma cadeia de caracteres) ('''n>0''').
(external (string (int)) envp)


O valor de retorno da função principal (com 8 bits) é devolvido ao ambiente que invocou o programa. Este valor de retorno segue as seguintes regras (sistema operativo): 0 (zero), execução sem erros; 1 (um), argumentos inválidos (em número ou valor); 2 (dois), erro de execução. Os valores superiores a 128 indicam que o programa terminou com um sinal. Em geral, para correcto funcionamento, os programas devem devolver 0 (zero) se a execução foi bem-sucedida e um valor diferente de 0 (zero) em caso de erro.
O valor de retorno da função principal é devolvido ao ambiente que invocou o programa. Este valor de retorno segue as seguintes regras (sistema operativo):
* 0 (zero): execução sem erros;
* 1 (um): argumentos inválidos (em número ou valor);
* 2 (dois): erro de execução.
Os valores superiores a 128 indicam que o programa terminou com um sinal. Em geral, para correcto funcionamento, os programas devem retornar 0 (zero) se a execução foi bem sucedida e um valor diferente de 0 (zero) em caso de erro.


A biblioteca de run-time (RTS) contém informação sobre outras funções de suporte disponíveis, incluindo chamadas ao sistema (ver também o [[Manual da RTS]]).
A [[Compiladores/Projecto de Compiladores/Material de Apoio ao Desenvolvimento|biblioteca de run-time]] (RTS) contém informação sobre outras funções de suporte disponíveis, incluindo chamadas ao sistema (ver também o [[Manual da RTS|manual da RTS]]).


= Instruções =
= Instruções =
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== Blocos ==
== Blocos ==


Cada bloco tem uma zona de declarações de variáveis locais (opcional), seguida por uma zona com instruções (opcional). É possível definir funções dentro de blocos.
Cada bloco tem uma zona de declarações de variáveis locais (facultativa), seguida por uma zona com instruções (possivelmente vazia). Não é possível declarar ou definir funções dentro de blocos.


A visibilidade das variáveis é limitada ao bloco em que foram declaradas. As entidades declaradas podem ser directamente utilizadas em sub-blocos ou passadas como argumentos para funções chamadas dentro do bloco. Caso os identificadores usados para definir as variáveis locais já estejam a ser utilizados para definir outras entidades ao alcance do bloco, o novo identificador passa a referir uma nova entidade definida no bloco até que ele termine (a entidade previamente definida continua a existir, mas não pode ser directamente referida pelo seu nome). Esta regra é também válida relativamente a argumentos de funções (ver [[#Corpo|corpo das funções]]).
A visibilidade das variáveis é limitada ao bloco em que foram declaradas. As entidades declaradas podem ser directamente utilizadas em sub-blocos ou passadas como argumentos para funções chamadas dentro do bloco. Caso os identificadores usados para definir as variáveis locais já estejam a ser utilizados para definir outras entidades ao alcance do bloco, o novo identificador passa a referir uma nova entidade definida no bloco até que ele termine (a entidade previamente definida continua a existir, mas não pode ser directamente referida pelo seu nome). Esta regra é também válida relativamente a argumentos de funções (ver [[#Corpo|corpo das funções]]).


== Instrução condicional: if ==
== Instrução condicional ==


Esta instrução tem comportamento semelhante ao da instrução '''if-else''' em C: a primeira instrução é executada se a condição for verdadeira; caso contrário, se existir, é executada a segunda.
Esta instrução tem comportamento idêntico ao da instrução '''if-else''' em C.


== Instrução de iteração: loop ==
== Instrução de iteração ==


Esta instrução tem comportamento idêntico ao da instrução '''while''' em C: a instrução é executada enquanto a condição for verdadeira.
Esta instrução tem comportamento idêntico ao da instrução '''for''' em C. Na zona de declaração de variáveis, apenas pode ser usada uma declaração '''auto''', devendo ser, nesse caso, a única.


== Instrução de terminação ==
== Instrução de terminação ==


A instrução '''stop''' termina o n-ésimo ciclo mais interior em que a instrução se encontrar (quando o argumento é omitido, assume-se '''n=1'''), tal como a instrução '''break''' em C. Esta instrução só pode existir dentro de um ciclo, sendo a última instrução do seu bloco.
A instrução '''break''' termina o ciclo mais interior em que a instrução se encontrar, tal como a instrução '''break''' em C. Esta instrução só pode existir dentro de um ciclo, sendo a última instrução do seu bloco.


== Instrução de continuação ==
== Instrução de continuação ==


A instrução '''next''' reinicia o n-ésimo ciclo mais interior em que a instrução se encontrar (quando o argumento é omitido, assume-se '''n=1'''), tal como a instrução '''continue''' em C. Esta instrução só pode existir dentro de um ciclo, sendo a última instrução do seu bloco.
A instrução '''continue''' reinicia o ciclo mais interior em que a instrução se encontrar, tal como a instrução '''continue''' em C. Esta instrução só pode existir dentro de um ciclo, sendo a última instrução do seu bloco.


== Instrução de retorno ==
== Instrução de retorno ==
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== Expressões como instruções ==
== Expressões como instruções ==


As expressões utilizadas como instruções são sempre avaliadas, mesmo que não produzam efeitos secundários.
As expressões utilizadas como instruções são avaliadas, mesmo que não produzam efeitos secundários. A notação é como indicada na gramática (expressão seguida de ''';''').


== Instruções de impressão ==
== Instruções de impressão ==


Os operadores '''print''' e '''println''' permitem apresentar valores na saída do programa. A primeira forma apresenta os valores sem mudar de linha; a segunda forma apresenta os valores mudando de linha depois de os apresentar a todos. Quando existe mais de uma expressão, as várias expressões são apresentadas sem separação. Valores numéricos (inteiros ou reais) são impressos em decimal. As cadeias de caracteres são impressas na codificação nativa. Ponteiros ou outros objectos não podem ser impressos.
As palavras chave '''write''' e '''writeln''' podem ser utilizadas para apresentar valores na saída do programa. A primeira apresenta a expressão sem mudar de linha; a segunda apresenta a expressão mudando de linha. Quando existe mais de uma expressão, as várias expressões são apresentadas sem separação. Valores numéricos (inteiros ou reais) são impressos em decimal. As cadeias de caracteres são impressas na codificação nativa. Ponteiros não podem ser impressos.


= Expressões =
= Expressões =
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Uma expressão é uma representação algébrica de uma quantidade: todas as expressões têm um tipo e devolvem um valor.
Uma expressão é uma representação algébrica de uma quantidade: todas as expressões têm um tipo e devolvem um valor.


Existem [[#Expressões primitivas|expressões primitivas]] e expressões que resultam da [[#Expressões resultantes de avaliação de operadores|avaliação de operadores]].
Existem [[#Expressões primitivas|expressões primitivas]] e expressões que resultam da [[#Expressões resultantes de avaliação de operadores|avaliação de operadores]].


A tabela seguinte apresenta os vários operadores. A maioria dos operadores segue a semântica da linguagem C (excepto onde explicitamente indicado). Tal como em C, os valores lógicos são 0 (zero) (valor falso), e diferente de zero (valor verdadeiro). Note-se que a delimitação explícita dos operadores e seus argumentos torna desnecessária a referência a questões de associatividade, necessárias noutras linguagens. De um modo geral, uma expressão tem a forma '''(operador arg1 ... argN)'''.
A tabela seguinte apresenta as precedências relativas dos operadores: é a mesma para operadores na mesma linha, sendo as linhas seguintes de menor prioridade que as anteriores. A maioria dos operadores segue a semântica da linguagem C (excepto onde explicitamente indicado). Tal como em C, os valores lógicos são 0 (zero) (valor falso), e diferente de zero (valor verdadeiro).


  {|
  {|
| '''Tipo de Expressão'''
| '''Tipo de Expressão'''
| '''Operadores'''
| '''Operadores'''
| '''Associatividade'''
| '''Operandos'''
| '''Operandos'''
| '''Semântica'''
| '''Semântica'''
|-
|-
| unária
| primária
| '''+ - '''
| '''( ) [ ]'''
| inteiros, reais
| não associativos
| [[#Identidade e simétrico|identidade e simétrico]]
| -
| [[#Parênteses curvos|parênteses curvos]], [[#Indexação|indexação]], [[#Reserva de memória|reserva de memória]]
|-
|-
| unária
| unária
| '''?'''
| '''+ - ?'''
| left-values
| não associativos
| [[#Expressão de indicação de posição|indicação de posição]]
| -
| [[#Identidade e simétrico|identidade e simétrico]], [[#Expressão de indicação de posição|indicação de posição]]
|-
|-
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! style="vertical-align: top; font-weight: normal;" | multiplicativa
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! style="vertical-align: top; font-weight: normal;" | inteiros, reais
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! style="vertical-align: top; font-weight: normal;" | C (% é apenas para inteiros)
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! style="vertical-align: top; font-weight: normal;" | inteiros, reais, ponteiros
! style="vertical-align: top; font-weight: normal;" | C: se envolverem ponteiros, calculam: (i) deslocamentos, i.e., um dos operandos deve ser do tipo ponteiro e o outro do tipo inteiro; (ii) diferenças de ponteiros, i.e., apenas quando se aplica o operador '''-''' a dois ponteiros do mesmo tipo (o resultado é o número de objectos do tipo apontado entre eles). Se a memória não for contígua, o resultado é indefinido.
! style="vertical-align: top; font-weight: normal;" | C: se envolverem ponteiros, calculam: (i) deslocamentos, i.e., um dos operandos deve ser do tipo ponteiro e o outro do tipo inteiro; (ii) diferenças de ponteiros, i.e., apenas quando se aplica o operador '''-''' a dois ponteiros do mesmo tipo (o resultado é o número de objectos do tipo apontado entre eles). Se a memória não for contígua, o resultado é indefinido.
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! style="vertical-align: top; font-weight: normal;" | inteiros
! style="vertical-align: top; font-weight: normal;" | C: o 2º argumento só é avaliado se o 1º não for falso.
! style="vertical-align: top; font-weight: normal;" | C: o 2º argumento só é avaliado se o 1º não for falso.
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! style="vertical-align: top; font-weight: normal;" | "ou" lógico
! style="vertical-align: top; font-weight: normal;" | "ou" lógico
! style="vertical-align: top; font-weight: normal;" | '''<nowiki>||</nowiki>'''
! style="vertical-align: top; font-weight: normal;" | '''<nowiki>||</nowiki>'''
! style="vertical-align: top; font-weight: normal;" | da esquerda para a direita
! style="vertical-align: top; font-weight: normal;" | inteiros
! style="vertical-align: top; font-weight: normal;" | inteiros
! style="vertical-align: top; font-weight: normal;" | C: o 2º argumento só é avaliado se o 1º não for verdadeiro.
! style="vertical-align: top; font-weight: normal;" | C: o 2º argumento só é avaliado se o 1º não for verdadeiro.
|-
|-
! style="vertical-align: top; font-weight: normal;" | atribuição
! style="vertical-align: top; font-weight: normal;" | atribuição
! style="vertical-align: top; font-weight: normal;" | '''set'''
! style="vertical-align: top; font-weight: normal;" | '''='''
! style="vertical-align: top; font-weight: normal;" | todos os tipos
! style="vertical-align: top; font-weight: normal;" | da direita para a esquerda
! style="vertical-align: top; font-weight: normal;" | O valor da expressão do lado direito do operador é guardado na posição indicada pelo ''left-value'' (operando esquerdo do operador). Podem ser atribuídos valores inteiros a ''left-values'' reais (conversão automática). Nos outros casos, ambos os tipos têm de concordar. O literal '''null''' é compatível com todos os tipos de ponteiros. Exemplo: '''(set a 1)'''
! style="vertical-align: top; font-weight: normal;" | todos os tipos (excepto tuplos)
! style="vertical-align: top; font-weight: normal;" | O valor da expressão do lado direito do operador é guardado na posição indicada pelo ''left-value'' (operando esquerdo do operador). Podem ser atribuídos valores inteiros a ''left-values'' reais (conversão automática). Nos outros casos, ambos os tipos têm de concordar.
|}
|}


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=== Leitura ===
=== Leitura ===


A operação de leitura de um valor inteiro ou real é indicada pelo operador '''read'''. Esta expressão retorna o valor lido de acordo com o tipo esperado (inteiro ou real) no contexto onde é usada. Caso se use como argumento dos operadores de impressão ou noutras situações que permitam vários tipos (e.g. '''print''' ou '''println'''), deve ser lido um inteiro.
A operação de leitura de um valor inteiro ou real pode ser efectuado pela expressão indicada pela palavra reservada '''input''', que devolve o valor lido, de acordo com o tipo esperado (inteiro ou real). Caso se use como argumento dos operadores de impressão ou noutras situações que permitam várias tipos ('''write''' ou '''writeln'''), deve ser lido um inteiro.
 
Exemplos:  '''a = input''' (leitura para '''a'''), '''f(input)''' (leitura para argumento de função), '''write input''' (leitura e impressão).


Exemplos:  '''(set a (read))''' (leitura para '''a''', de acordo com o tipo de '''a'''), '''(f (read))''' (leitura para argumento de função, de acordo com o tipo desse argumento), '''(println (read))''' (leitura e impressão, sendo lido e impresso um valor inteiro), '''(@ (read))''' (chamada recursiva a função com argumento que é lido da entrada, de acordo com o tipo do argumento da função actual).
<!--
=== Parênteses curvos ===
=== Parênteses curvos ===


Uma expressão entre parênteses curvos tem o valor da expressão sem os parênteses e permite alterar a prioridade dos operadores. Uma expressão entre parênteses não pode ser utilizada como ''left-value'' (ver também a [[#Indexação|expressão de indexação]]).
Uma expressão entre parênteses curvos tem o valor da expressão sem os parênteses e permite alterar a prioridade dos operadores. Uma expressão entre parênteses não pode ser utilizada como ''left-value'' (ver também a [[#Indexação|expressão de indexação]]).
-->


=== Funções ===
== Expressões resultantes de avaliação de operadores ==


As funções (ponteiros ou o seu código: não confundir com chamadas a funções) podem ser usadas como expressões tipificadas como funções, i.e., ponteiros para funções (mesmo quando não se usa explicitamente um ponteiro).
=== Indexação de ponteiros ===
 
Exemplo:


(var f (function (int (int i)) (return (+ i 1))))
A indexação de ponteiros devolve o valor de uma posição de memória indicada por um ponteiro. Consiste de uma expressão ponteiro seguida do índice entre parênteses rectos. O resultado de uma indexação de ponteiros é um ''[[#Left-values|left-value]]''.
(var g (function (int (int n) ((int (int)) fun)) (return (fun n))))
(program
  (println (g 3 f))  ; escreve 4
  (println (g 3 (function (int (int i)) (return (* i 2)))))  ; escreve 6
)


== Expressões resultantes de avaliação de operadores ==
Exemplo (acesso à posição 0 da zona de memória indicada por '''p'''): '''p[0]'''


=== Indexação de ponteiros ===
=== Indexação de tuplos ===


A indexação de ponteiros devolve o valor de uma posição de memória indicada por um ponteiro. Consiste em uma expressão designada pelo operador '''index''' e um ponteiro seguido pelo índice. O resultado de uma indexação de ponteiros é um ''[[#Left-values|left-value]]''. Não é possível indexar ponteiros que designem funções.
A indexação de tuplos devolve o valor de uma posição de um tuplo indicada por um número de ordem (início em 1). Consiste de um tuplo seguido de um literal inteiro que indica a posição. O resultado de uma indexação de tuplos é um ''[[#Left-values|left-value]]''.


Exemplo (acesso à posição 0 da zona de memória indicada por '''p'''): '''(index p 0)'''
Exemplo (acesso à segunda posição do tuplo '''a'''): '''a@2'''


=== Identidade e simétrico ===
=== Identidade e simétrico ===
Line 480: Line 466:
A expressão reserva de memória devolve o ponteiro que aponta para a zona de memória, na pilha da função actual, contendo espaço suficiente para o número de objectos indicados pelo seu argumento inteiro.
A expressão reserva de memória devolve o ponteiro que aponta para a zona de memória, na pilha da função actual, contendo espaço suficiente para o número de objectos indicados pelo seu argumento inteiro.


Exemplo (reserva vector com 5 reais, apontados por '''p'''): '''(double! p (objects 5))'''
Exemplo (reserva vector com 5 reais, apontados por '''p'''): '''ptr<real>p = [5]'''


=== Expressão de indicação de posição ===
=== Expressão de indicação de posição ===


O operador '''?''' aplica-se a ''left-values'', retornando o endereço (com o tipo ponteiro) correspondente.
O operador sufixo '''?''' aplica-se a ''left-values'', retornando o endereço (com o tipo ponteiro) correspondente.


Exemplo (indica o endereço de '''a'''): '''(? a)'''
Exemplo (indica o endereço de '''a'''): '''a?'''


=== Expressão de dimensão ===
=== Expressão de dimensão ===


O operador '''sizeof''' tem um único argumento e aplica-se a expressões, retornando a dimensão correspondente em bytes.
O operador '''sizeof''' aplica-se a expressões, retornando a dimensão correspondente em bytes. Aplicado a um tuplo, retorna a soma das dimensões dos seus componentes.


Exemplo: '''(sizeof a)''' (dimensão de '''a''').
Exemplos: '''sizeof(a)''' (dimensão de '''a'''); '''sizeof(1, 2)''' (8 bytes).


= Exemplos e Testes =
= Exemplos =


Os exemplos abaixo não são exaustivos e não ilustram todos os aspectos da linguagem.
Os exemplos não são exaustivos e não ilustram todos os aspectos da linguagem. Podem obter-se outros na página da disciplina.


Estão ainda disponíveis outros [https://gitlab.rnl.tecnico.ulisboa.pt/leic-a-co24/eval/co24 pacotes de testes] (incluindo testes de avaliação).
== Programa com vários módulos ==


O seguinte exemplo ilustra um programa com dois módulos: um que define a função '''factorial''' e outro que define a função principal.
Definição da função ''factorial'' num ficheiro ('''factorial.og'''):


Definição da função '''factorial''' no ficheiro '''factorial.til''':
public int factorial(int n) {
  if n > 1 then return n * factorial(n-1); else return 1;
}


<source lang="text">
Exemplo da utilização da função ''factorial'' num outro ficheiro ('''main.og'''):
(public factorial
        (function (int (int n))
                  (if (> n 1)
                      (return (* n (@ (- n 1))))
                      (return 1)
                  )
        )
)
</source>


Exemplo da utilização da função '''factorial''' no ficheiro '''main.til''':
// external builtin functions
require int argc()
require string argv(int n)
require int atoi(string s)
// external user functions
require int factorial(int n)
// the main function
public int og() {
  int f = 1;
  writeln "Teste para a função factorial";
  if argc() == 2 then f = atoi(argv(1));
  writeln f, "! = ", factorial(f);
  return 0;
}


<source lang="text">
Como compilar:
; builtin functions from the RTS (non-TIL)
(external (int) argc)
(external (string (int)) argv)
(external (int (string)) atoi)


; user functions from other modules (TIL)
og --target asm factorial.og
(forward (int (int)) factorial)
og --target asm main.og
yasm -felf32 factorial.asm
yasm -felf32 main.asm
ld -melf_i386 -o main factorial.o main.o -lrts


; the main function
== Outros testes ==
(program
  (var value 1)
  (println "Teste para a função factorial.")
  (if (== (argc) 2)
    (block
      (var s (argv 1))
      (set value (atoi s))
    )
  )
  (println value "! é " (factorial value))
  (return 0)
)
</source>


Como compilar:
Estão disponíveis outros [[Compiladores/Projecto de Compiladores/Testes Automáticos 2019-2020|pacotes de testes]].
<source lang="text">
til --target asm factorial.til
til --target asm main.til
yasm -felf32 factorial.asm
yasm -felf32 main.asm
ld -melf_i386 -o main factorial.o main.o -lrts
</source>


= Omissões e Erros =
= Omissões e Erros =
Line 556: Line 529:
[[category:Projecto de Compiladores]]
[[category:Projecto de Compiladores]]
[[category:Compiladores]]
[[category:Compiladores]]
[[category: Ensino]]
[[category:Ensino]]
-->
-->
[[category:Projecto de Compiladores]]
[[category:Compiladores]]
[[category:Ensino]]

Revision as of 08:58, 16 April 2025

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:
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.

UDF é uma linguagem imperativa. Este manual apresenta de forma intuitiva as características da linguagem: tipos de dados; manipulação de nomes; convenções lexicais; estrutura/sintaxe; especificação das funções; semântica das instruções; semântica das expressões; e, finalmente, alguns exemplos.

Tipos de Dados

A linguagem é fracamente tipificada (são efectuadas algumas conversões implícitas). Existem 4 tipos de dados básicos, todos compatíveis com a linguagem C, e com alinhamento em memória sempre a 32 bits:

  • Tipos numéricos: os inteiros, em complemento para 2, ocupam 4 bytes; os reais, em vírgula flutuante, ocupam 8 bytes (IEEE 754).
  • As cadeias de caracteres são vectores de caracteres terminados por ASCII NUL (carácter com o valor zero). Variáveis e literais deste tipo só podem ser utilizados em atribuições, impressões, ou como argumentos/retornos de funções. Os caracteres são valores de 8 bits não directamente manipuláveis.
  • Os ponteiros representam endereços de objectos e ocupam 4 bytes. Podem ser objecto de operações aritméticas (deslocamentos) e permitem aceder ao valor apontado.

Existem ainda tipos associados a tensores, i.e., tipos que descrevem estruturas multidimensionais (ver abaixo). Os valores em memória associados a estes tipos são efectivamente ponteiros, mas para estruturas que representam os tensores e não directamente para os dados. Estes ponteiros não aceitam operações de aritmética de ponteiros ou de indexação (embora ponteiros para estes ponteiros as aceitem).

Os tipos suportados por cada operador e a operação a realizar são indicados na definição das expressões.

Manipulação de Nomes

Os nomes (identificadores) correspondem a variáveis e funções. Nos pontos que se seguem, usa-se o termo entidade para as designar indiscriminadamente, explicitando-se quando a descrição for válida apenas para um subconjunto.

Espaço de nomes e visibilidade dos identificadores

O espaço de nomes global é único, pelo que um nome utilizado para designar uma entidade num dado contexto não pode ser utilizado para designar outras (ainda que de natureza diferente).

Os identificadores são visíveis desde a declaração até ao fim do alcance: ficheiro (globais) ou função (locais). A reutilização de identificadores em contextos inferiores encobre declarações em contextos superiores: redeclarações locais podem encobrir as globais até ao fim de uma função. Não é possível importar ou definir símbolos globais nos contextos das funções (ver símbolos globais).

Não é possível definir funções dentro de blocos.

Validade das variáveis

As entidades globais (declaradas fora de qualquer função), existem durante toda a execução do programa. As variáveis locais a uma função existem apenas durante a sua execução. Os argumentos formais são válidos enquanto a função está activa.

Convenções Lexicais

Para cada grupo de elementos lexicais (tokens), considera-se a maior sequência de caracteres constituindo um elemento válido. Assim, por exemplo, a designação >= é sempre um único elemento lexical (por oposição à situação ilegal de se terem dois símbolos: > seguido de =).

Caracteres brancos

São considerados separadores e não representam nenhum elemento lexical: mudança de linha ASCII LF (0x0A, \n), recuo do carreto ASCII CR (0x0D, \r), espaço ASCII SP (0x20, Failed to parse (unknown function "\verb"): {\displaystyle \verb| |} ) e tabulação horizontal ASCII HT (0x09, \t).

Comentários

Existem dois tipos de comentários, que também funcionam como elementos separadores:

  • explicativos -- começam com // e acabam no fim da linha; e
  • operacionais -- começam com /* e terminam com */, podendo estar aninhados.

Se as sequências de início fizerem parte de uma cadeia de caracteres, não iniciam um comentário (ver definição das cadeias de caracteres).

Palavras chave

As seguintes palavras-chave são reservadas, não constituindo identificadores (devem ser escritas exactamente como indicado):

  • tipos: int double string tensor void
  • declarações: external forward public auto
  • instruções: block if then elif else while break continue return write writeln
  • expressões: read nullptr set index objects sizeof function

O identificador udf, embora não reservado, quando refere uma função, corresponde à função principal, devendo ser declarado público.

Tipos

Os seguintes elementos lexicais designam tipos em declarações (ver gramática): int (inteiro), real (real), string (cadeia de caracteres), auto (tipo inferido a partir do valor inicial), ptr (ponteiros). Ver gramática.

O tipo especial auto é utilizado para indicar que o tipo da variável ou do retorno da função deve ser inferido a partir do tipo do seu valor inicial. Quando aplicado a uma função, implica que o tipo de retorno deve ser inferido a partir da expressão que é usada na instrução return (se existirem múltiplas, todas devem concordar no tipo a retornar). Este tipo pode ser usado com uma sequência de identificadores, declarando um tuplo. Os tipos dos vários campos do tuplo são inferidos das posições correspondentes do valor inicial: pode ser uma sequência de expressões ou outro tuplo. Em ambos os casos, o número de elementos deve ser o mesmo que o dos identificadores declarados (i.e., mesmo que seja usada uma variável ou o retorno de uma função como valor inicial para as variáveis declaradas, essas expressões devem ser tuplos da mesma dimensão). Tuplos com um único elemento são idênticos ao tipo que contêm.

O tipo auto pode ser utilizado para definir ponteiros genéricos (como void* em C/C++), compatíveis com todos os tipos de ponteiros. São ainda o único tipo de ponteiro convertível para um número inteiro (o valor do inteiro é o valor do endereço de memória). O nível de aninhamento é irrelevante neste caso, i.e., ptr<auto> designa o mesmo tipo que ptr<ptr<...ptr<auto>...>>.

Operadores de expressões

São considerados operadores os elementos lexicais apresentados na definição das expressões.

Delimitadores e terminadores

Os seguintes elementos lexicais são delimitadores/terminadores: , (vírgula), ; (ponto e vírgula), e ( e ) (delimitadores de expressões).

Identificadores (nomes)

São iniciados por uma letra, seguindo-se 0 (zero) ou mais letras, dígitos ou _ (sublinhado). O comprimento do nome é ilimitado e dois nomes são distintos se houver alteração de maiúscula para minúscula, ou vice-versa, de pelo menos um carácter.

Literais

São notações para valores constantes de alguns tipos da linguagem (não confundir com constantes, i.e., identificadores que designam elementos cujo valor não pode ser alterado durante a execução do programa).

Inteiros

Um literal inteiro é um número não negativo. Uma constante inteira pode, contudo, ser negativa: números negativos são construídos pela aplicação do operador de negação aritmética unária (-) a um literal positivo.

Literais inteiros decimais são constituídos por sequências de 1 (um) ou mais dígitos de 0 a 9.

Literais inteiros hexadecimais começam sempre com a sequência 0x, seguida de um ou mais dígitos de 0 a 9 ou de a a f (sem distinguir maiúsculas de minúsculas). As letras de a a f representam os valores de 10 a 15 respectivamente. Exemplo: 0x07.

Se não for possível representar o literal inteiro na máquina, devido a um overflow, deverá ser gerado um erro lexical.

Reais em vírgula flutuante

Os literais reais positivos são expressos tal como em C (apenas é suportada a base 10).

Não existem literais negativos (números negativos resultam da aplicação da operação de negação unária).

Um literal sem . (ponto decimal) nem parte exponencial é do tipo inteiro.

Se não for possível representar o literal real na máquina, devido a um overflow, deverá ser gerado um erro lexical.

Exemplos: 3.14, 1E3 = 1000 (número inteiro representado em virgula flutuante). 12.34e-24 = 12.34 x 10-24 (notação cientifica).

Cadeias de caracteres

As cadeias de caracteres são delimitadas por aspas (") e podem conter quaisquer caracteres, excepto ASCII NULL (0x00 \0). Nas cadeias, os delimitadores de comentários não têm significado especial. Se for escrito um literal que contenha \0, então a cadeia termina nessa posição. Exemplo: "ab\0xy" tem o mesmo significado que "ab".

É possível designar caracteres por sequências especiais (iniciadas por \), especialmente úteis quando não existe representação gráfica directa. As sequências especiais correspondem aos caracteres ASCII LF, CR e HT (\n, \r e \t, respectivamente), aspa (\"), barra (\\), ou a quaisquer outros especificados através de 1 ou 2 digitos hexadecimais (e.g. \0a ou apenas \a se o carácter seguinte não representar um dígito hexadecimal).

Elementos lexicais distintos que representem duas ou mais cadeias consecutivas são representadas na linguagem como uma única cadeia que resulta da concatenação.

Exemplos:

  • "ab" "cd" é o mesmo que "abcd".
  • "ab" /* comentário com "cadeia de caracteres falsa" */ "cd" é o mesmo que "abcd".

Ponteiros

O único literal admissível para ponteiros é indicado pela palavra reservada nullptr, indicando o ponteiro nulo.

Gramática

A gramática da linguagem está resumida abaixo. Considerou-se que os elementos em tipo fixo são literais; que os parênteses curvos agrupam elementos: ( e ); que elementos alternativos são separados por uma barra vertical: |; que elementos opcionais estão entre parênteses rectos: [ e ]; que os elementos que se repetem zero ou mais vezes estão entre e . Alguns elementos usados na gramática também são elementos da linguagem descrita se representados em tipo fixo (e.g., parênteses).

ficheiro declaração declaração
declaração variável ; | função | procedimento
variável [ public | require ] tipo identificador [ = expressão ]
[ public ] auto identificadores = expressões
função [ public | require ] ( tipo | auto ) identificador ( [ variáveis ] ) [ bloco ]
procedimento [ public | require ] procedure identificador ( [ variáveis ] ) [ bloco ]
identificadores identificador , identificador
expressões expressão , expressão
variáveis variável , variável
tipo int | real | string | ptr< ( tipo | auto ) >
bloco { declaração instrução }
instrução expressão ; | write expressões ; | writeln expressões ;
break | continue | return [ expressões ] ;
instrução-condicional | instrução-de-iteração | bloco
instrução-condicional if expressão then instrução
if expressão then instrução elif expressão then instrução [ else instrução ]
instrução-de-iteração for [ variáveis ] ; [ expressões ] ; [ expressões ] do instrução
for [ expressões ] ; [ expressões ] ; [ expressões ] do instrução

Tipos, identificadores, literais e definição de expressões

Algumas definições foram omitidas da gramática: tipos de dados, identificador (ver identificadores), literal (ver literais); expressão (ver expressões).

Left-values

Os left-values são posições de memória que podem ser modificadas (excepto onde proibido pelo tipo de dados). Os elementos de uma expressão que podem ser utilizados como left-values encontram-se individualmente identificados na semântica das expressões.

Ficheiros

Um ficheiro é designado por principal se contiver a função principal (a que inicia o programa).

Declaração de variáveis

Uma declaração de variável indica sempre um tipo de dados e um identificador.

Exemplos:

  • Inteiro: int i
  • Real: real r
  • Cadeia de caracteres: string s
  • Ponteiro para inteiro: ptr<int> p1 (equivalente a int* em C)
  • Ponteiro para real: ptr<real> p2 (equivalente a double* em C)
  • Ponteiro para cadeia de caracteres: ptr<string> p3 (equivalente a char** em C)
  • Ponteiro para ponteiro para inteiro: ptr<ptr<int>> p4 (equivalente a int** em C)
  • Ponteiro genérico: ptr<auto> p5 (equivalente a void* em C)

Símbolos globais

Por omissão, os símbolos são privados a um módulo, não podendo ser importados por outros módulos.

A palavra chave public permite declarar um identificador como público, tornando-o acessível a partir de outros módulos.

A palavra chave require (opcional para funções) permite declarar num módulo entidades definidas em outros módulos. As entidades não podem ser inicializadas nestas declarações.

Exemplos:

  • Declarar variável privada ao módulo: real pi = 22
  • Declarar variável pública: public real pi = 22
  • Usar definição externa: require real pi

Inicialização

Quando existe, é uma expressão que segue o sinal = ("igual"): inteira, real, ponteiro. Entidades reais podem ser inicializadas por expressões inteiras (conversão implícita). A expressão de inicialização deve ser um literal se a variável for global.

As cadeias de caracteres são (possivelmente) inicializadas com uma lista não nula de valores sem separadores.

Exemplos:

  • Inteiro (literal): int i = 3
  • Inteiro (expressão): int i = j+1
  • Real (literal): real r = 3.2
  • Real (expressão): real r = i - 2.5 + f(3)
  • Cadeia de caracteres (literal): string s = "olá"
  • Cadeia de caracteres (literais): string s = "olá" "mãe"
  • Ponteiro (literal): ptr<ptr<ptr<real>>> p = nullptr
  • Ponteiro (expressão): ptr<real> p = q + 1
  • Ponteiro (genérico): ptr<auto> p = q
  • Tuplo (simples): auto p = 2.1
  • Tuplo (função): auto a, b, c, d = f(1)
  • Tuplo (sequência): auto i, j, k = 1, 2, g + 1

Funções

Uma função permite agrupar um conjunto de instruções num corpo, executado com base num conjunto de parâmetros (os argumentos formais), quando é invocada a partir de uma expressão.

Declaração

As funções são sempre designadas por identificadores constantes precedidos do tipo de dados devolvido pela função. Se a função não devolver um valor, é declarada como procedimento, usando-se a palavra chave procedure para o indicar.

As funções que recebam argumentos devem indicá-los no cabeçalho. Funções sem argumentos definem um cabeçalho vazio. Não é possível aplicar os qualificadores de exportação/importação public ou require (ver símbolos globais) às declarações dos argumentos de uma função. Não é possível especificar valores iniciais (valores por omissão) para argumentos de funções. O tipo auto não pode ser usado para declarar tipos de argumentos (excepto para definição de ponteiros genéricos).

A declaração de uma função sem corpo é utilizada para tipificar um identificador exterior ou para efectuar declarações antecipadas (utilizadas para pré-declarar funções que sejam usadas antes de ser definidas, por exemplo, entre duas funções mutuamente recursivas). Caso a declaração tenha corpo, define-se uma nova função (neste caso, não pode utilizar-se a palavra chave require).

Invocação

A função só pode ser invocada através de um identificador que refira uma função previamente declarada ou definida.

Se existirem argumentos, na invocação da função, o identificador é seguido de uma lista de expressões delimitadas por parênteses curvos. Esta lista é uma sequência, possivelmente vazia, de expressões separadas por vírgulas. O número e tipo de parâmetros actuais deve ser igual ao número e tipo dos parâmetros formais da função invocada. A ordem dos parâmetros actuais deverá ser a mesma dos argumentos formais da função a ser invocada.

De acordo com a convenção Cdecl, a função chamadora coloca os argumentos na pilha e é responsável pela sua remoção, após o retorno da chamada. Assim, os parâmetros actuais devem ser colocados na pilha pela ordem inversa da sua declaração (i.e., são avaliados da direita para a esquerda antes da invocação da função e o resultado passado por cópia/valor). O endereço de retorno é colocado no topo da pilha pela chamada à função.

Quando o tipo a retornar pela função a chamar não é primitivo (i.e., é um tuplo), o chamador deve reservar uma zona de memória compatível com o tipo de retorno e passá-la por ponteiro à função chamada como o seu primeiro argumento (ver abaixo).

Corpo

O corpo de uma função consiste num bloco que pode ter declarações (opcionais) seguidas de instruções (opcionais). Uma função sem corpo é uma declaração e é considerada indefinida.

Não é possível aplicar as palavras chave public ou require (ver símbolos globais) dentro do corpo de uma função.

Uma instrução return causa a interrupção imediata da função, assim como o retorno dos valores indicados como argumento da instrução. Os tipos destes valores têm de concordar com o tipo declarado. Quando o tipo a retornar não é primitivo (i.e., é um tuplo), os valores são copiados para a zona de memória reservada pelo chamador e passada por ponteiro à função como o seu primeiro argumento (ver acima).

É um erro especificar um valor de retorno para procedimentos.

Qualquer sub-bloco (usado, por exemplo, numa instrução condicional ou de iteração) pode definir variáveis.

Função principal e execução de programas

Um programa inicia-se com a invocação da função og (sem argumentos). Os argumentos com que o programa foi chamado podem ser obtidos através das seguintes funções:

  • int argc() (devolve o número de argumentos);
  • string argv(int n) (devolve o n-ésimo argumento como uma cadeia de caracteres) (n>0); e
  • string envp(int n) (devolve a n-ésima variável de ambiente como uma cadeia de caracteres) (n>0).

O valor de retorno da função principal é devolvido ao ambiente que invocou o programa. Este valor de retorno segue as seguintes regras (sistema operativo):

  • 0 (zero): execução sem erros;
  • 1 (um): argumentos inválidos (em número ou valor);
  • 2 (dois): erro de execução.

Os valores superiores a 128 indicam que o programa terminou com um sinal. Em geral, para correcto funcionamento, os programas devem retornar 0 (zero) se a execução foi bem sucedida e um valor diferente de 0 (zero) em caso de erro.

A biblioteca de run-time (RTS) contém informação sobre outras funções de suporte disponíveis, incluindo chamadas ao sistema (ver também o manual da RTS).

Instruções

Excepto quando indicado, as instruções são executadas em sequência.

Blocos

Cada bloco tem uma zona de declarações de variáveis locais (facultativa), seguida por uma zona com instruções (possivelmente vazia). Não é possível declarar ou definir funções dentro de blocos.

A visibilidade das variáveis é limitada ao bloco em que foram declaradas. As entidades declaradas podem ser directamente utilizadas em sub-blocos ou passadas como argumentos para funções chamadas dentro do bloco. Caso os identificadores usados para definir as variáveis locais já estejam a ser utilizados para definir outras entidades ao alcance do bloco, o novo identificador passa a referir uma nova entidade definida no bloco até que ele termine (a entidade previamente definida continua a existir, mas não pode ser directamente referida pelo seu nome). Esta regra é também válida relativamente a argumentos de funções (ver corpo das funções).

Instrução condicional

Esta instrução tem comportamento idêntico ao da instrução if-else em C.

Instrução de iteração

Esta instrução tem comportamento idêntico ao da instrução for em C. Na zona de declaração de variáveis, apenas pode ser usada uma declaração auto, devendo ser, nesse caso, a única.

Instrução de terminação

A instrução break termina o ciclo mais interior em que a instrução se encontrar, tal como a instrução break em C. Esta instrução só pode existir dentro de um ciclo, sendo a última instrução do seu bloco.

Instrução de continuação

A instrução continue reinicia o ciclo mais interior em que a instrução se encontrar, tal como a instrução continue em C. Esta instrução só pode existir dentro de um ciclo, sendo a última instrução do seu bloco.

Instrução de retorno

A instrução return, se existir, é a última instrução do seu bloco. Ver comportamento na descrição do corpo de uma função.

Expressões como instruções

As expressões utilizadas como instruções são avaliadas, mesmo que não produzam efeitos secundários. A notação é como indicada na gramática (expressão seguida de ;).

Instruções de impressão

As palavras chave write e writeln podem ser utilizadas para apresentar valores na saída do programa. A primeira apresenta a expressão sem mudar de linha; a segunda apresenta a expressão mudando de linha. Quando existe mais de uma expressão, as várias expressões são apresentadas sem separação. Valores numéricos (inteiros ou reais) são impressos em decimal. As cadeias de caracteres são impressas na codificação nativa. Ponteiros não podem ser impressos.

Expressões

Uma expressão é uma representação algébrica de uma quantidade: todas as expressões têm um tipo e devolvem um valor.

Existem expressões primitivas e expressões que resultam da avaliação de operadores.

A tabela seguinte apresenta as precedências relativas dos operadores: é a mesma para operadores na mesma linha, sendo as linhas seguintes de menor prioridade que as anteriores. A maioria dos operadores segue a semântica da linguagem C (excepto onde explicitamente indicado). Tal como em C, os valores lógicos são 0 (zero) (valor falso), e diferente de zero (valor verdadeiro).

Tipo de Expressão Operadores Associatividade Operandos Semântica
primária ( ) [ ] não associativos - parênteses curvos, indexação, reserva de memória
unária + - ? não associativos - identidade e simétrico, indicação de posição
multiplicativa * / % da esquerda para a direita inteiros, reais C (% é apenas para inteiros)
aditiva + - da esquerda para a direita inteiros, reais, ponteiros C: se envolverem ponteiros, calculam: (i) deslocamentos, i.e., um dos operandos deve ser do tipo ponteiro e o outro do tipo inteiro; (ii) diferenças de ponteiros, i.e., apenas quando se aplica o operador - a dois ponteiros do mesmo tipo (o resultado é o número de objectos do tipo apontado entre eles). Se a memória não for contígua, o resultado é indefinido.
comparativa < > <= >= da esquerda para a direita inteiros, reais C
igualdade == != da esquerda para a direita inteiros, reais, ponteiros C
"não" lógico ~ não associativo inteiros C
"e" lógico && da esquerda para a direita inteiros C: o 2º argumento só é avaliado se o 1º não for falso.
"ou" lógico || da esquerda para a direita inteiros C: o 2º argumento só é avaliado se o 1º não for verdadeiro.
atribuição = da direita para a esquerda todos os tipos (excepto tuplos) O valor da expressão do lado direito do operador é guardado na posição indicada pelo left-value (operando esquerdo do operador). Podem ser atribuídos valores inteiros a left-values reais (conversão automática). Nos outros casos, ambos os tipos têm de concordar.

Expressões primitivas

As expressões literais e a invocação de funções foram definidas acima.

Identificadores

Um identificador é uma expressão se tiver sido declarado. Um identificador pode denotar uma variável.

Um identificador é o caso mais simples de um left-value, ou seja, uma entidade que pode ser utilizada no lado esquerdo (left) de uma atribuição.

Leitura

A operação de leitura de um valor inteiro ou real pode ser efectuado pela expressão indicada pela palavra reservada input, que devolve o valor lido, de acordo com o tipo esperado (inteiro ou real). Caso se use como argumento dos operadores de impressão ou noutras situações que permitam várias tipos (write ou writeln), deve ser lido um inteiro.

Exemplos: a = input (leitura para a), f(input) (leitura para argumento de função), write input (leitura e impressão).

Parênteses curvos

Uma expressão entre parênteses curvos tem o valor da expressão sem os parênteses e permite alterar a prioridade dos operadores. Uma expressão entre parênteses não pode ser utilizada como left-value (ver também a expressão de indexação).

Expressões resultantes de avaliação de operadores

Indexação de ponteiros

A indexação de ponteiros devolve o valor de uma posição de memória indicada por um ponteiro. Consiste de uma expressão ponteiro seguida do índice entre parênteses rectos. O resultado de uma indexação de ponteiros é um left-value.

Exemplo (acesso à posição 0 da zona de memória indicada por p): p[0]

Indexação de tuplos

A indexação de tuplos devolve o valor de uma posição de um tuplo indicada por um número de ordem (início em 1). Consiste de um tuplo seguido de um literal inteiro que indica a posição. O resultado de uma indexação de tuplos é um left-value.

Exemplo (acesso à segunda posição do tuplo a): a@2

Identidade e simétrico

Os operadores identidade (+) e simétrico (-) aplicam-se a inteiros e reais. Têm o mesmo significado que em C.

Reserva de memória

A expressão reserva de memória devolve o ponteiro que aponta para a zona de memória, na pilha da função actual, contendo espaço suficiente para o número de objectos indicados pelo seu argumento inteiro.

Exemplo (reserva vector com 5 reais, apontados por p): ptr<real>p = [5]

Expressão de indicação de posição

O operador sufixo ? aplica-se a left-values, retornando o endereço (com o tipo ponteiro) correspondente.

Exemplo (indica o endereço de a): a?

Expressão de dimensão

O operador sizeof aplica-se a expressões, retornando a dimensão correspondente em bytes. Aplicado a um tuplo, retorna a soma das dimensões dos seus componentes.

Exemplos: sizeof(a) (dimensão de a); sizeof(1, 2) (8 bytes).

Exemplos

Os exemplos não são exaustivos e não ilustram todos os aspectos da linguagem. Podem obter-se outros na página da disciplina.

Programa com vários módulos

Definição da função factorial num ficheiro (factorial.og):

public int factorial(int n) {
  if n > 1 then return n * factorial(n-1); else return 1;
}

Exemplo da utilização da função factorial num outro ficheiro (main.og):

// external builtin functions
require int argc()
require string argv(int n)
require int atoi(string s)

// external user functions
require int factorial(int n)

// the main function
public int og() {
  int f = 1;
  writeln "Teste para a função factorial";
  if argc() == 2 then f = atoi(argv(1));
  writeln f, "! = ", factorial(f);
  return 0;
}

Como compilar:

og --target asm factorial.og
og --target asm main.og
yasm -felf32 factorial.asm
yasm -felf32 main.asm
ld -melf_i386 -o main factorial.o main.o -lrts

Outros testes

Estão disponíveis outros pacotes de testes.

Omissões e Erros

Casos omissos e erros serão corrigidos em futuras versões do manual de referência.