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Construção de Compiladores 2 - Trabalho 3

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS
Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia
Departamento de Computação
Construço de Compiladores 2 - Semestre 2016/2
Prof.ª Dr.ª Helena Caseli e Prof. Dr. Daniel Lucrédio

Descrição do trabalho

O terceiro e último trabalho prático da disciplina consiste na implementação de um compilador completo para a linguagem especificada no Trabalho 2. O compilador deve, portanto, possui analisador léxico e sintático, analisador semântico e realizar geração de código ou interpretação.

Descrição da linguagem

A ideia de linguagem deste trabalho foi criar uma linguagem de criação simplificada de websites. Nesta linguagem:

  • Os sites criados são automaticamente responsivos
  • O código é mais simples que o HTML (e pelos testes, cerca de metade do tamanho)
  • Os componentes da linguagem são semanticamente nomeados em português
  • O código gerado após a compilação é um site completo com HTML, CSS e eventualmente JavaScript, que ainda permite customizações posteriores
  • O código gerado é baseado no framework responsivo Semantic UI

Sintaxe da linguagem

O arquivo t3_cc2.g4 do projeto possui a gramática da linguagem com sua sintaxe. Para um exemplo de uso da linguagem, que faz uso de todos os componentes definidos na gramática, verifique o caso de teste ct_gerador_20.txt em casos_de_teste/entrada/geracao-codigo e o resultado de sua sua compilação em casos_de_teste/saida/geracao-codigo/ct_gerador_20.html.

Instruções de uso do compilador

###Preparando o ambiente

O compilador desenvolvido neste trabalho foi escrito em Python 3 com auxílio do gerador ANTLR, versão 4.6. Para executá-lo, é necessário, além do Python 3 instalado, a instalação da biblioteca antlr4 no ambiente de execução do Python.

Caso tenha o pip instalado no computador, basta executar:

$ pip3 install antlr4-python3-runtime

Caso não tenha o pip instalado no computador, instruções de instalação podem ser encontradas em: https://pip.pypa.io/en/stable/installing/.

###Compilando arquivos

Como Python é uma linguagem interpretada, não há necessidade de compilar o projeto previamente. Basta executá-lo. O programa principal é o arquivo Main.py, e este programa aceita alguns parâmetros:

Main.py [-h] [-t TESTES] [-e ENTRADA] [-s SAIDA]

O parâmetro -h mostra instruções resumidas de uso do compilador. O parâmetro -t é utilizado para rodar os casos de teste, que serão detalhados a seguir. Para compilar um arquivo, os parâmetros -e e -s são os que importam.

-e serve para especificar o caminho do arquivo de entrada para o compilador

-s serve para especificar o caminho do arquivo de saída, que será gerado se o programa fonte estiver livre de erros léxicos, sintáticos ou semânticos. Para já ficar pronto para uso, este arquivo deve ter extensão .html.

Assim, um exemplo de compilação seria (assumindo que o usuário já esteja no mesmo diretório do compilador):

$ python3 ./Main.py -e ~/Desktop/programa1.txt -s ~/Desktop/programa1.html

Importante observar que, caso o programa fonte inclua referências para imagens, estas imagens devem ser colocadas no mesmo diretório do arquivo de saída do compilador.

Se ocorrerem erros durante a compilação, a compilação é interrompida e o usuário recebe uma mensagem especificando tais erros.

Pode acontecer também do arquivo conter warnings (mais detalhes na seção Análise semântica do relatório). Neste caso, o compilador informará e fará sugestões, mas a compilação não será interrompida.

###Executando os casos de teste

Para o desenvolvimento deste compilador, foram escritos 118 casos de teste, sendo 44 casos para a análise léxica e sintática, 54 para a análise semântica e 20 para o gerador de código. Os casos de teste estão em casos_de_teste/entrada/ (em relação ao diretório do projeto). Cada caso de teste tem um comentário nas linhas iniciais indicando o que está sendo testado do compilador.

É possível executar cada tipo de teste (sintático, semântico ou gerador de código) separadamente ou todos em conjunto, utilizando o parâmetro -t do programa Main.py:

$ python3 ./Main.py -t sintatico
$ python3 ./Main.py -t semantico
$ python3 ./Main.py -t gerador
$ python3 ./Main.py -t todos

Todos os casos de teste sintáticos e semânticos devem reportar erro e todos os casos de teste do gerador devem gerar arquivos de saída em casos_de_teste/saida/gerador/. Este diretório já contém as imagens que são utilizadas nos casos de teste.

Análise semântica

O compilador foi desenvolvido para identificar os seguintes erros semânticos:

  • Uso da regra sidebar=menu sem a declaração de um menu.
  • Verificação da consistência de parâmetros nas regras que suportam parâmetros, sendo as seguintes opções possíveis:
    • site(titulo, alinhamento)
    • banner(fundo), onde quando fundo=imagem(), a imagem utilizada não pode ter parâmetros de imagem e também não pode ter links
    • coluna(alinhamento)
    • imagem(alinhamento, tamanho)
    • titulo(alinhamento, cor)
    • subtitulo(alinhamento, cor)
    • paragrafo(alinhamento, cor)
  • Os parâmetros são sempre opcionais, e se forem utilizados, não é necessário utilizar todos os parâmetros permitidos para o componente. O compilador verifica também a existência de mais parâmetros que o permitido para o componente e reporta erro nesta situação. Interessante notar que a ordem dos parâmetros não importa. O compilador entenderá corretamente, por exemplo, tanto imagem(tamanho, alinhamento) quanto imagem(alinhamento, tamanho).
  • Verificação de parâmetros repetidos. Por exemplo, titulo(cor=azul, cor=verde) acusaria erro semântico.

Como um extra, o analisador semântico faz também a verificação de dois pontos que não impedem a geração de código, mas que são interessantes de serem notificados ao programador. Durante a compilação, eles serão acusados como warnings:

  • Uso do componente colunas com apenas uma coluna dentro. Neste caso, o programador poderia utilizar apenas coluna diretamente, evitando um aninhamento desnecessário de elementos no código gerado.
  • Verificação se o tamanho da imagem utilizado cabe dentro da coluna em que a imagem foi declarada. Por exemplo, se foi utilizado tamanho=grande em uma imagem que está dentro de um grupo de três colunas, cada coluna terá 1/3 de tamanho e, com isso, uma imagem de tamanho grande não caberia e seria redimensionada. A mesma verificação acontece para todos os outros tamanhos.

##Geração de código

O código gerado pelo compilador, caso o arquivo de entrada não tenha erros, é baseado em HTML5 com CSS3 e, quando utilizado o componente sidebar, trechos de JavaScript. Foi utilizado também o framework responsivo Semantic UI versão 2.2.6 (http://semantic-ui.com) para auxílio na geração de código. Como os parâmetros dos componentes que os permitem são opcionais, a omissão de parâmetros faz com que o gerador de código adote os seguintes valores padrões:

  • site(titulo_site="", fonte=Lato)
  • banner(fundo=cor=preto)
  • coluna(alinhamento=centralizado)
  • imagem(tamanho=medio, alinhamento=centralizado)
  • titulo(alinhamento=esquerda, cor=preto)
  • subtitulo(alinhamento=esquerda, cor=preto)
  • paragrafo(alinhamento=esquerda, cor=preto)