In this age of universal electronic connectivity, of viruses and hackers, of electronic eavesdropping and electronic fraud, there is indeed no time at which security does not matter.Two trends have come together to make the topic of this book of vital interest. First, the explosive growth in computer systems and their interconnections via networks has increased the dependence of both organizations and individuals on the information stored and communicated using these systems. This, in turn, has led to a heightened awareness of the need to protect data and resources from disclosure, to guarantee the authenticity of data and messages, and to protect systems from network-based attacks. Second, the disciplines of cryptography and network security have matured, leading to the development of practical, readily available applications to enforce network security.

1. 1
Introduction aux compilateurs
USTHB

2. 2
Traduction
◼ Les programmes qui convertissent un
programme de l'utilisateur écrit en un
langage quelconque en un programme écrit
dans un autre langage sont appelés des
traducteurs.
◼ Le langage dans lequel on écrit le programme
originel est le langage source, tandis que le
langage après conversion est le langage cible
(ou langage objet).

3. 3
Compilateur
◼ langage de haut niveau (par exemple C++)
et le langage objet est de bas niveau
(langage machine)
programme
source
→ COMPILATEUR →
programme
objet

4. 4
Autres traducteurs - 1
◼ Lorsque le langage source est essentiellement
une représentation symbolique du langage d'une
machine, le traducteur est appelé un
assembleur.
◼ Le pré-processeur désigne un traducteur qui
convertit un programme écrit dans un langage de
haut niveau en un programme équivalent dans
un autre langage de haut niveau.

5. Autres traducteurs - 2
◼ Un interprète (ou interpréteur) est un
traducteur qui ne génère pas un exécutable
comme un compilateur mais qui exécute les
instructions du programme source l'une après
l'autre avec les données correspondantes.
◼ Les langages LISP (LISt Processing) ou BASIC
sont des langages interprétés.
5

6. 6
Structure d’un compilateur
Programme source
Compilateur
Analyse Lexicale
Analyse Syntaxique
Table des
symboles
Analyse Sémantique
Gestion des
Erreurs
Code Intermédiaire
Optimisation
Génération de code
Programme objet

7. 7
Analyse lexicale - 1
◼ Le flot de caractères formant le programme
source est lu de gauche à droite et groupé en
unités lexicales, qui sont des suites de caractères
ayant une signification collective.
◼ Les identificateurs, les mots-clés, les constantes
et opérateurs sont des unités lexicales.
◼ Les commentaires et les blancs séparant les
caractères formant les unités lexicales sont
éliminés au cours de cette phase.

8. Analyse lexicale - 2
◼ Soit l’instruction Pascal suivante :
IF (5 = MAX) THEN GOTO L1 ;
◼ Les unités lexicales identifiées sont :
8
IF ( 5 = MAX ) THEN GOTO L1 ;

9. Analyse lexicale - 3
◼ L’analyseur lexical associe à chaque unité lexicale un
code qui spécifie son type et une valeur (un pointeur
vers la table des symboles).
◼ Après analyse de l’instruction précédente on peut
avoir la sortie suivante:
code-if SYM(() TS[341] SYM(=) TS[729] SYM()) code-
then code-goto TS[554]
9

10. Analyse lexicale - 4
◼ Table des symboles :
10
341 5 ; Constante
554 L1 ;
729 MAX ; Identificateur
.
.

11. Analyse syntaxique - 1
◼ Cette phase consiste à regrouper les unités
lexicales du programme source en structures
grammaticales (i.e. vérifie si un programme
est correctement écrit selon la grammaire qui
spécifie la structure syntaxique du langage).
◼ En général, cette analyse est représentée par
un arbre.
11

12. Analyse syntaxique - 2
◼ Considérons la grammaire suivante des
expressions arithmétiques et soit à analyser
la phrase suivante : A + B * C :
E → E + T | T
T → T * F | F
F → (E) | id
12

13. Analyse syntaxique - 3
◼ arbre syntaxique
13
A + B * C →
Analyse
lexicale
→ id1 + id2 * id3
E
+ T
E
*
id
1
id
2
Id
3
F
T
T
F
F

14. Analyse Sémantique - 1
◼ Dans cette phase des traitements
(portions de code) dits également
actions sémantiques sont insérées à des
endroits précis de la grammaire pour
répondre à des spécificités du langage
considéré.
14

15. Analyse Sémantique - 2
◼ Par exemple, cette phase vérifie que les
opérandes de chaque opérateur sont
conformes aux spécifications du langage
source.
◼ Beaucoup de définitions de langages de
programmation exigent que le compilateur
signale une erreur chaque fois qu’un nombre
réel est employé pour indicer un tableau.
15

16. Génération de code intermédiaire - 1
◼ A l’issue de l’analyse syntaxique et de
l’analyse sémantique, certains compilateurs
construisent explicitement une représentation
intermédiaire du programme source.
◼ Cette représentation doit avoir deux
propriétés importantes: elle doit être facile à
produire et facile à traduire en langage cible.
16

17. Génération de code intermédiaire - 2
◼ Plusieurs formes intermédiaires sont
possibles.
◼ La forme intermédiaire ‘appelée code à trois
adresses’ est largement utilisée. Dans cette
forme, chaque instruction a au plus trois
opérandes.
17

18. Génération de code intermédiaire - 3
◼ L’expression arithmétique (id1 + id2 * id3)
peut être traduite en code à trois adresses de
la façon suivante (temp1 et temp2 sont des
temporaires):
◼ temp1 := id2 * id3
◼ temp2 := id1 + temp1
18
Cette forme est appelée code à trois adresses,
car chaque instruction a au plus trois opérandes
(par ex. x = y op z).

19. Objectif du code intermédiaire
19
•Entre le code source et le langage machine
•Être indépendant du processeur (portable).
•Faciliter les optimisations avant la génération du
• code final.
•Représenter le programme de manière structurée
• et logique.

20. Optimisation - 1
◼ Cette phase tente d’améliorer le code
intermédiaire pour réduire le temps
d’exécution ou l’occupation mémoire.
20

21. Optimisation - 2
◼ Déplacement de code invariant :
◼ le but est d’extraire du corps de la boucle
les parties du code qui sont des invariants
(nécessitent une seule exécution). Le
nombre total d’instructions exécutées est
diminué.
◼ Elimination du code inutilisé :
◼ le compilateur sait reconnaître les parties
du code qui ne sont pas utilisées (la raison
peut être une erreur de programmation).21

22. Optimisation - 3
◼ Elimination des sous-expressions
communes :
◼ dans le cas où la valeur d’une expression
est recalculée en plusieurs endroits du
programme, l’optimiseur gère le résultat de
cette expression et le réutilise plutôt que
de refaire le calcul.
22

23. Génération de code - 1
◼ Le but de cette phase est de convertir
le code intermédiaire optimisé en une
séquence d’instructions machine.
23

24. Génération de code - 2
◼ Exemple :
◼ L’instruction du code intermédiaire
T:=A+B est convertie en instructions
machine suivantes :
LOAD A
ADD B
STORE T
24

25. Outils d’aide à l’écriture de compilateurs -1
◼ Des outils spécialisés ont été mis au point
pour faciliter l’implantation de certaines
phases d’un compilateur.
◼ Les outils qui rencontrent le plus grand
succès sont ceux qui cachent les détails de
l’algorithme de construction.
25

26. Outils d’aide à l’écriture de compilateurs -2
◼ générateurs d’analyseurs lexicaux;
◼ générateurs d’analyseurs syntaxiques;
◼ générateurs de compilateurs (compiler-
compiler, compiler-generator,)
26

27. Outils d’aide à l’écriture de compilateurs -3
27
Expressions Régulières
Générateur d’analyseurs
Lexicaux
Fichier source en langage C
Compilateur C
Exécutable de l’Analyseur

28. Outils d’aide à l’écriture de compilateurs -4
28
Grammaire Context-Free
Générateur d’analyseurs
Syntaxiques
Fichier source en langage C
Compilateur C
Exécutable de l’Analyseur
syntaxique

29. Outils d’aide à l’écriture de compilateurs -5
◼ Parmi la multitude de générateurs existants,
deux outils que sont LEX et YACC constituent
des standards de fait.
◼ Ces outils ont fait leur apparition sous Unix
mais des versions sous MS Windows sont
également largement répandues.
29

30. Outils d’aide à l’écriture de compilateurs -6
◼ LEX est un générateur d’analyseurs lexicaux.
A partir d’expressions régulières, LEX génère
un code source écrit en langage C qui
contient structures de données et algorithmes
relatifs à l’analyseur lexical.
◼ YACC (Yet Another Compiler-Compiler) est
un générateur de compilateurs qui se base
sur une analyse syntaxique LALR(1)
30

31. Outils d’aide à l’écriture de compilateurs -7
◼ JLEX
◼ JAVACC
◼ SABLECC
◼ ANTLR
◼ COCO/R
31

32. Références
◼ Ait-Aoudia, Samy, (2014). Compilation cours et
exercices corrigés, Office des Publications
Universitaires.
32

33. Références
◼ The Dragon Book :
◼ Aho, A.V., & Ullman, J.D. (1972). The theory of parsing,
translation, and compiling. Prentice-Hall, Inc.
◼ Aho, A.V., & Ullman, J.D. (1977). Principles of compiler
design (Vol. 21). Reading, Mass.: Addison-Wesley.
◼ Aho, A.V., Sethi, R., & Ullman, J.D. (1986) Compilers:
Principles, Techniques, and Tools, Addison-Wesley.
◼ Aho, A.V., Lam, M.S., Sethi, R. & Ullman. J.D (2006),
Compilers. Principles, Techniques, and Tools. Pearson
Education, Inc.
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