Semantična analiza

Vhod: abstraktno sintaksno drevo
Izhod: abstraktno sintaksno drevo + atributi

Atributi: informacije pridružene vozliščem AST

Pristopa:

• statično: prevajanje s strožjimi pravili, a lažje za programerja in hitrejše
• dinamično: izvajanje s sproščenimi pravili, a počasnejše

Problem izračunljivosti: v prejšnjih fazah še ni Turingove izračunljivosti - predvidevanja kaj se bo izvršilo/izračunalo (npr. nedosegljiva koda, preverjanje tipov pri senčenju tipov, …)

Razreševanje imen

Povezovanje (mesto) definicije - (mesto) uporabe simbola

Primer

{
    int x ;              // mesto definicije
    x = 7 ;              // mesto uporabe
    x = 2\*x ;           // mesto uporabe
    printf("%d", x) ;    // mesto uporabe
}

Imenski prostor (namespace): definirana različna ali celo enaka imena (ki pa niso ista)

• Enaka imena različnih imenskih prostorov lahko uporabljamo istočasno

Doseg (scope): obseg videnosti imena po definiciji, izven dosega se preslikava izniči
Senčenje: nova definicija v notranjem dosegu zasenči definicijo iz zunanjega bloka

Simbolna tabela / okolje

Vzdrževanje preslikav ime - (mesto) definicije
Načina implementacije:

• imperativni tip: zgošnega tabela, definicije v povezanih seznamih + ločen povezan seznam po dosegih
• funkcijski tip: nova tabela za vsak nivo (slabo, ker so vključeni simboli standardnih knjižnic namesto le v eni tabeli v vseh tabelah $\to$ počasnejše iskanje)

Implementacija: slovar (npr. zgoščena tabela / AVL drevo / … )
Obhod AST drevesa (v pravem vrstnem redu):

• na mestu definicije imena:
  • če ime ni vidno v trenutnem dosegu: vstavimo preslikavo v simbolno tabelo
  • če ime je vidno v trenutnem dosegu: senčenje / javimo napako dvojne definicije imena
• na mestu uporabe imena:
  • če definicija obstaja: usmerimo kazalec na definicijo
  • če definicija ne obstaja: javimo napako

Funkcije:

• vstavljanje: dodaj preslikavo v simbolno tabelo / javi napako
• vrni definicijo danega imena / javi napako
• začni doseg: začni novo področje dosega
• končaj doseg: končaj trenutno področje dosega in se vrni v staro

Preverjanje tipov

Tip: množica vrednosti in operacije nad njo
Statična/dinamična tipizacija: v času prevajanja/izvajanja
Statično preverjanje tipov: hitrost, določanje tipov spremenljivk

• Vsakemu tipu v programu določimo opis in predstavitev
  • vgrajeni tipi (npr. int, char, …) $\to$ predstavitev odvisna od jezika in prevajalnika
    (npr. pravilo short<int, ampak velikosti določi prevajalnik glede na platformo)
  • definirani tipi (iz struct, union, class, …) $\to$ predstavitev odvisna od jezika
• Preverjanje pravilnosti tipov v izrazih programa (po pravilih jezika)
  (npr. int+int$\to$int, nižji tip se prevede v višji tip, …)

Rekurzivni podatkovni tipi: kazalci (z znano velikostjo) namesto vrednost structa (neskončna struktura)

Simbolna tabela mora vsebovati preslikave:

• ime spremenljivke, “formal-parameter name” - tip
• ime metode - tip rezultata, parametri, lokalne spremenljivke
• ime razreda - deklaracije spremenljivk in metod

Preverjanje uporabe simbolov s pravili tipov - potek v 2 fazah:

1. Gradnja simbolnih tabel s pomočjo obiskovalcev (in preverjanje za večkratne deklaracije spremenljivk)
2. Preverjanje tipov vseh stavkov in izrazov s pomočjo obiskovalcev

Pogosti triki:

• overloadanje operatorja + (npr. seštevanje celoštevilskih in realnih vrednosti)
• obe strani prireditvenega stavka morata imeti enak tip (ali pa mora biti desen tip podtip levega)
• pridobitev tipov rezultata in argumentov metode iz simbolne tabele

Obravnavanje napak: kljub napaki tipa naj se previden tip vseeno vpiše v simbolno tabelo za nadaljne preverjanje ostalih tipov.
Vseeno pa ne pustimo napačnih programov v nadaljnje faze prevajanja.

Preverjanje levih vrednosti (vrednosti z naslovom)

Potrebno, ker preverjanje tipov tega ne ujame

Primer

2=3*5; je s strani preverjanja tipov vredu

Izračun konstantinih vrednosti

Včasih potrebno, včasih samo kot optimizacija

Primer

char str[128+1]; $\to$ char str[129]; - potrebno
x = sizeof(int); $\to$ x = 4; - potrebno
x = 1+3; $\to$ x = 4; - možna optimizacija

Preobtežene metode (overloading)

Preobtežene metode z istim imenom in tipom rezultata, ki jih ločijo različni parametri:

1. Preimenovanje definicij metod (mangling)
2. Preverjanje in popravljanje uporab teh metod z novimi imeni

Primer

int max(int i, int j) {...} $\to$ int max2(int i, int j) {...}
int max(int i, int j, int k) {...} $\to$ int max3(int i, int j, int k) {...}

Kazalci lokacij definicij imen metod iz razreševanja imen so tako odvisni od razreševanja tipov parametrov