MONGA - Compilador da linguagem Monga para LLVM

Trabalho da disciplina Compiladores 2, (MAB477) da Universidade Federal do Rio de Janeiro, ministrada por Fábio Mascarenhas em 2011/1.

Breve descrição

A partir de uma sintaxe definida para a linguagem monga, construímos o analizador léxico com o Flex.

Então, escrevemos o analizador sintático (parser) utilizando uma abordagem top-down para construir a Árvore Sintática Abstrata (AST).

Com a AST em mãos, passamos para uma forma intermediária de representação, contruindo o Control-Flow Graph (CFG), para então realizar sua transformação em Single Static Assignment (SSA), requerida para a geração da linguagem-alvo, LLVM.

Depois disso podemos imprimir a CFG em SSA no formato LLVM.

A geração da AST e checagem de tipos foi escrita em C. Todas as etapas posteriores foram escritas em C++.

O Build do projeto é feito com Make

Estrutura do projeto

• ast/
  • estruturas que definem a AST.
• parser/
  • código do analizador sintático e type checker, para a geração da AST.
  • as principais funcionalidades encontram-se no arquivo driver.c.
• cfg/
  • código para a geração do CFG.
  • suas principais funcionalidades encontram-se no arquivo cfg_gen.cpp.
  • as classes que definem o CFG encontram-se nos arquivos cfg.h, TAC.h, operations.h e branch_operations.h.
• ssa/
  • código para a transformação do CFG para a forma SSA.
  • suas principais funcionalidades encontram-se no arquivo ssa.cpp
  • o arquivo rm_movs.cpp contém código para a remoção de operações MOVE, pois estas não existem em LLVM.
• test/
  • arquivos de código-fonte monga para teste da geração do CFG.
• test-codegen/
  • arquivos de teste para a geração de código LLVM.
• util/
  • contém um script que gera LLVM-IR a partir de um código C, para comparação da geração de código do monga. Além da geração o script gera imagens do CFG e da Árvore de Dominância.
• letscode.sh
  • script simples que apenas abre o gedit com arquivos úteis para o desenvolvimento.
• Makefile
  • descritor de build do projeto.
• mongac.cpp
  • código que realiza o workflow citado na descrição do projeto acima. É o ponto de encontro de todas as etapas da geração da CFG.
• monga-codegen.sh
  • executa o mongac para gerar código llvm e o compila, gerando um binário executável.

Utilização

Para compilar o projeto, basta o comando:

$make

A saída é o binário bin/mongac.

Para gerar o CFG, basta o comando:

$bin/mongac <arquivo_fonte_monga>

O CFG será impresso na saída padrão, em formato LLVM.

Para gerar um binário executável, basta rodar o comando:

$monga-codegen.sh <arquivo_fonte_monga>

Limitações

Por limitações de tempo e recursos humanos, o projeto não está completo e possui algumas limitações:

• Por enquanto a linguagem aceita apenas tipos inteiros para tipos de retorno de função, parâmetros e variáveis.
• O link com funções externas da libc (printf(), por exemplo) ainda não é possível.
  • A saída para este problema é implementar sempre uma função int monga() no arquivo-fonte monga. A saída dessa função é impressa pelo código contido no arquivo runtime.c, que é linkado com o binário gerado pelo monga-codegen.sh e sua main() chama a função monga() e imprime seu resultado na saída padrão, seguido de uma quebra de linha.

Agradecimentos

• Fábio Mascarenhas, pela oportunidade de cursar esta disciplina, conhecimento transmitido e empenho na ajuda no desenvolvimento.
• Flávio Costa, pela ajuda com as bruxarias de C/C++ e força nas horas em que os seg faults e bad_allocs reinavam.