Teknik Kompiler 8. oleh: antonius rachmat c, s.kom

Teknik Kompiler 8

oleh: antonius rachmat c,

Bentuk Normal Greibach

disebut juga LL(1)

z Syarat GNF adalah:

z _{Hasil produksinya selalu diawali oleh satu simbol terminal dan}

selanjutnya bisa diikuti oleh rangkaian simbol variabel ( A => aV )

z _{Untuk setiap terminal yang memulai GNF harus berbeda-beda} z Tidak memiliki produksi ε

z Tidak bersifat rekursif kiri z Sudah dalam bentuk CNF

z Contoh:

S => aS | bT T => aS | b

LL1 (2)

z _{Cara pengubahan TBBK yang belum GNF}

S => CA A => a | d B => b C => DD D => AB

z _{Tentukan urutan simbol variabel, misalnya S < A < B < C < D.}

Pengurutan ini terserah, yang penting memudahkan proses berikutnya

z Periksa aturan produksi simbol pertama yang berupa simbol

variabel, apakah sudah sesuai dengan aturan urutan simbol variabel yang dibuat diatas.

S => CA (sudah karena S < C) C => DD (sudah karena C < D) D => AB (belum karena D > A)

z Maka lakukan substitusi pada simbol variabel A sehingga:

LL1 (3)

z Setelah semua memenuhi aturan urutan variabel, maka kita

lakukan substitusi mundur pada TBBK yang belum GNF: C => DD menjadi C => aBD | dBD

S => CA menjadi S => aBDA | dBDA

z Substitusi mundur dilakukan mulai dari aturan produksi yang

memiliki urutan variabel yang paling akhir (S<A<B<C<D) sehingga C disubstitusi lebih dahulu daripada S

z Hasil akhir GNF: S => aBDA | dBDA A => a | d B => b C => aBD | dBD D => aB | dB

PDA (Push Down Automata)

z

Adalah mesin otomata dari TBBK yang

diimplementasikan dengan stack sehingga

hanya terdapat operasi “push” dan “pop”

z

Stack (tumpukan) adalah suatu struktur data

yang menggunakan prinsip LIFO (Last In First

Out).

z

Sebuah stack selalu memiliki top of stack dan

elemen-elemen stack itu yang akan masuk ke

dalam stack dengan method “push” dan akan

keluar dari stack dengan method “pop”.

PDA (2)

z

Sebuah PDA dinyatakan dengan :

z Q = himpunan state

z Σ = himpunan simbol input

z T = simbol stack

z Δ = fungsi transisi

z S = state awal

z F = state akhir

PDA (3)

z PDA memiliki 2 jenis transisi, yaitu Δ yang merima

simbol input, simbol top of stack, dan state.

z Setiap pilihan terdiri dari state berikutnya dan

simbol-simbol.

z Penggantian isi stack dilakukan dengan opersi push dan

pop.

z Jenis transisi yang kedua adalah transisi ε.

z Transisi ε tidak melakukan pembacaan input namun hanya

menerima simbol top of stack dan state.

z Transisi ini memungkinkan PDA untuk memanipulasi isi

PDA (4)

z Contoh: z TBBK = D => aDa | bDb | c z Q = {q1,q2,q3} z Σ = {a,b,c} z T = {D, A, C, Z} z S = q1 z F = {q3}

z Memiliki fungsi transisi sebagai berikut:

z Δ(q1,ε,Z) = {(q2,DZ)} z Δ(q2,ε,D) = {(q2,aDa), (q2,bDb), (q2,c)} z Δ(q2,a,a) = {(q2,ε)} z Δ(q2,b,b) = {(q2,ε)} z Δ(q2,c,c) = {(q2,ε)} z Δ(q2,ε,Z) = {(q3,Z)}

PDA (5)

z Misalkan inputan string: “aca”.

z Kita tahu hal itu dihasilkan oleh

z D => aDa => aca

z Maka PDA yang bisa kita buat:

z Kondisi awal : state q1, top of stack Z

z Tanpa menerima input (ε)

z Fungsi transisinya : Δ(q1,ε,Z) = {(q2,DZ)}

PDA (6)

z

Tanpa menerima input (ε)

z

Fungsi transisinya : Δ(q2,ε,D) = {(q2,aDa)}

z

Stack menjadi : state q2, pop top of stack,

PDA (7)

z Menerima input ‘a’

z Fungsi transisinya : Δ(q2,a,a) = {(q2,ε)}

z Stack menjadi : state q2, pop top of stack

z Tanpa menerima input (ε)

z Fungsi transisinya : Δ(q2,ε,D) = {(q2,c)}

PDA (8)

z

Menerima input ‘c’

z

Fungsi transisinya : Δ(q2,c,c) = {(q2,ε)}

z

Stack menjadi : state q2, pop top of stack

z

Menerima input ‘a’

z

Fungsi transisinya : Δ(q2,a,a) = {(q2,ε)}

PDA (9)

z

Tanpa menerima input (ε)

z

Fungsi transisinya : Δ(q2,ε,Z) = {(q3,Z)}

z

Stack menjadi : state q3

z

Tidak ada transisi lagi dari q3, dan karena q3

adalah state akhir dan semua input sudah

dibaca semua, maka ‘aca’ diterima oleh PDA

tersebut

Pseudocode TBBK dengan

stack

while(masih ada input){

if(top_of_stack adalah terminal){

if(input == karakter_dalam_top_of_stack){ pop top of stack;

baca karakter input selanjutnya } else ERROR;

} else {

Cari produks yang cocok dengan karakter inputan; if(ada produksi) ganti stack dengan produksi ruas kanan;

else ERROR; }

}

Contoh

z

S => aT | bSa

z

T => aT | bS | c

Recursive Descent Parsing

z Melakukan penelusuran grammar di ruas kanan

sesuai dengan masukkannya, sampai ditemukan token yang cocok.

z Jika ditemukan non terminal maka akan dipanggil

fungsi lain yang bersesuaian dengan non terminal tersebut.

z Setiap simbol non terminal memiliki fungsi

sendiri-sendiri

z Contoh:

S => bA|c A => dSd|e

Predictive Parsing

z Untuk TBBK yang rekursif kiri

z Dengan melakukan prediksi awal, membentuk

semua kemungkinan parse tree nya

z Contoh: z S => Ab | Bc z A => Df | CA z B => gA | e z C => dC | c z D => h | I

Dengan recursif descent “gchfc”:

Predictive Parsing

z _{Bila token dimulai dengan h atau i atau c atau d, maka}

fungsi S => Ab yang dipilih

z _{Bila token dimulai dengan g atau e, maka fungsi S =>}

Bc, selain itu error!

S Ab Bc Dfb CAb gAc ec … hfb ifb dCAb cAb … …

Semantic Analysis

z

Analisis semantik menganalisis kebenaran

source program.

z

Analisis semantik akan memanfaatkan pohon

sintaks yang dihasilkan oleh proses parsing.

z

Bagian ini berfungsi menentukan makna dari

serangkaian instruksi dari source code.

z

Tujuan: menentukan makna dari serangkaian

Semantic Analysis (2)

z Yang dilakukan oleh analisis semantik:

z _{Type Checking}

Dilakukan pengecekan tipe ekspresi dan variabel.

z Static Checking: pengecekan dilakukan oleh kompiler

Contoh: pengecekan operator dan operand sesuai dengan tipe, flow of control check, uniqueness check (apakah ada duplikasi), name-related check (apakah sudah terdefinisi)

z Dynamic Checking: pengecekan dilakukan oleh target program.

z Type Conversion

z Implicit, dilakukan oleh kompiler z Explicit, dilakukan oleh programmer

Semantic Analysis (3)

z Contoh:

z A:=(A+B)*(C+D)

z Pada proses parsing, parser akan menjumpai

ekspresi-ekspresi diatas seperti atas, seperti simbol ‘:=’, ‘+’, dan ‘*’. Namun parser tidak tahu makna yang tersimpan di dalam simbol-simbol tersebut.

z Oleh karena itu Analisis Semantik akan melakukan:

z Apakah variabel yang ada telah didefinisikan sebelumnya. z Apakah variabel tersebut tipenya sama dan benar.

z Apakah operan yang akan dioperasikan ada nilainya. z Menentukan derajat operator

z Untuk dapat menjalankan aksinya, analisis semantik akan

Tabel Simbol

Tabel Simbol berfungsi untuk:

z Menyimpan informasi tentang:

z Nama variabel dan tipe datanya

z Informasi detail untuk record dan array

z Nama prosedur dan fungsi yang ada

z Jumlah, nama, tipe data dan paramter fungsi/prosedur

z Nama label

z Konstanta dan String

z Membantu pemeriksaan kebenaran semantik dari

source code

z Membantu mempermudah dalam pembuatan

Operasi Tabel Simbol

z Jenis operasi yang dilakukan dalam tabel

simbol adalah

z Operasi insert (append/add)

z Operasi search (dengan hashing) z Operasi delete

Tabel Simbol (2)

z Biasanya tabel simbol dibuat pada tahap analisis

lexical dan masing-masing data di dalam tabel simbol diberi indeks tertentu yang bersifat unik.

z Oleh analisis sintaks, tabel simbol digunakan untuk

memeriksa kebenaran sintaks dan membangkitkan pohon sintaks untuk proses parsing.

z Hasilnya akan dianalisa kebenaran semantiksnya

dan digunakan pada tahapan code generation untuk menghasilkan sekumpulan instruksi object code.

Tabel Simbol (4)

z Pada dasarnya tabel simbol berisi daftar dan informasi

indentifier pokok yang terdapat pada source code.

z Tabel ini disebut sebagai tabel pokok.

z Dari tabel pokok ini kemungkinan besar dapat terjadi tidak

semua informasi tercover semuanya. Jadi diperlukan tabel lagi yang berfungsi sebagai tabel pembantu.

z Di dalam tabel utama harus terdapat field yang

menjembatani identifier dari tabel utama ke tabel lain

yang bersesuaian (analogikan dengan konsep basis data atau senarai pointer)

Elemen Tabel Simbol

z Pada umumnya elemen-elemen tabel simbol:

z No urut identifier (ID unik / auto increment) z Nama identifier: berisi nama-nama variabel,

prosedure, fungsi, dan lain-lain yang akan

digunakan untuk referensi pada analisis semantik, intermediate code, dan code generation.

z Tipe identifier: berisi keterangan tipe identifier.

z Object Time Address: berisi address yang mengacu

pada alamat tertentu di memori

z Dimensi (ukuran) dari identifier yang bersangkutan z Nomor baris variabel yang dideklarasikan

Jenis Tabel Simbol

z Beberapa jenis Tabel Simbol:

z Tabel identifier: berisi daftar identifier

z Tabel array: berisi informasi tambahan untuk array z Tabel blok: berisi variabel-variabel dalam lingkup

blok yang sama (lokal)

z Tabel real: berisi elemen tabel bernilai real z Tabel string: berisi informasi string

z Tabel display: berisi blok yang aktif

Tabel Simbol Identifier

z _{No urut identifier} z _{Nama identifier}

z _{Jenis identifier : prosedur, fungsi, tipe, variabel, konstanta} z _{Tipe identifier: integer, real, char, boolean, string, record}

z _{Level : berupa kedalaman identifier (blok program). Misal main}

program = level 0, prosedur dan fungsi dalam main program = level 1. Field ini digunakan pada saat runtime untuk mengetahui current activation record yang bisa diakses.

z Pada identifier, perlu dicatat juga:

z Alamat dari identifier

z Informasi acuan identifier ke tabel identifier lain yang menerangkannya

z Link: menghubungkan identifier ke identifier lainnya, atau yang dideklarasikan pada level yang sama

z Normal: digunakan pada pemanggilan parameter by value dan by reference (berupa variabel boolean)

Contoh Tabel Identifier

z Contoh: Program A; var B : integer; Procedure X(Z:char); var C : integer; begin . . . .

z Pada tabel identifier akan muncul:

z 0 A

z 1 B

z 2 X

z 3 Z

Contoh (2)

z Contoh implementasi tabel identifier: TabId : array [0..tabmax] of

Record Name : string; Link : integer; Obj : objek; Tipe : types; Ref : integer; Normal: Boolean; Level : 0..maxlevel; Address: integer; End; z Dimana :

Objek = { konstant, variabel, prosedure, fungsi }

Types = { notipe, int, reals, booleans, chars, arrays, records }

Tabel Array

z

No urut array dalam tabel

z

Tipe dari indeks array yang bersangkutan

z

Tipe elemen array

z

Alamat Referensi dari elemen array

z

Indeks batas atas dan bawah array

z

Jumlah elemen array

z

Ukuran total array = (atas – bawah + 1) *

Contoh Tabel Array

z

Contoh implementasi:

TabArray: array [1..tabmax] of Record

Indextype, elementype: types; Elemenref, low, high,

tabsize:integer; End;

Tabel Blok

z

No urut blok

z

Batas awal blok

z

Batas akhir blok

z

Ukuran parameter

z

Ukuran variabel

z

Last variabel

Contoh Tabel Blok

TabBlok: array[1..tabmax] of Record

Lastvar, lastpar, parsize, varsize:integer;

Contoh Tabel Blok (2)

z Dengan contoh program di atas maka untuk

program A:

z Last variabel: 2 (lihat dari tabel idenfier, last variable adalah X = 2)

z Variabel size: 2 (integer = 2 byte) z Last parameter: 0 (tanpa paramter)

z Parameter size: 0

z Untuk procedure X:

z Last variabel: 4 (lihat dari tabel idenfier, last variable adalah C = 4)

z Variabel size: 2 (integer = 2 byte)

z Last parameter: 3 (Z = 3)

Tabel Simbol lain

z

Tabel Real dan Tabel String:

z No urut

z Untuk real: nilai real sedangkan untuk string:

karakter-karakter yang ada dalam string

z

Tabel Display:

z Berfungsi mencatat blok yang sedang aktif

z No urut

z Blok yang sedang aktif

Urutan Pemrosesan

z

Urutan pengaksesan: Tabel Dsiplay –

Tabel Blok – Tabel Simbol

z

Pertama, tabel display akan mengetahui

mana bagian yang aktif, maka akan diketahui

identifier-identier yang aktif dalam blok

tersebut.

z

Informasi identifier yang ada mungkin belum

lengkap sehingga diperlukan melihat

Implementasi Tabel Simbol

z

Jelas tidak menggunakan database,

Tapi menggunakan:

z

Linked List

z

Tree

Hash

z Contoh fungsi hash:

z maxtabel = 9

z h(string) = Σ (ASCII(Ci)) mod (maxtabel+1) z h(“ABC”) = 65+66+67 = 198 mod 10 = 8 z h(“AA”) = 65+65 = 130 mod 10 = 0

z h(“BAC”) = 66+65+67 = 198 mod 10 = 8 terjadi collision

z Maka : z 0 AA z 1 z 2 z 3 z 4 z 5 z 6 z 7 z 8 ABC -> BAC z 9