🚀 Compiler From Scratch

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👤 Información del Proyecto

• Autor: Javier Machado Sánchez
• Institución: Instituto Tecnológico de Tijuana
• Materia: Lenguajes y Autómatas II
• Profesor: Erasmo Estrada Peña

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📖 Introducción

Este es un proyecto educativo enfocado en la construcción de un compilador funcional desde sus cimientos. El objetivo es profundizar en la teoría de lenguajes, autómatas y la arquitectura interna de las herramientas de desarrollo modernas.

🛠️ Estado de las Fases

Fase	Descripción	Estado
1	Análisis Léxico	✅
2	Análisis Sintáctico	✅
3	Análisis Semántico	✅
4	Generación de Código Intermedio/Ensamblador	✅
5	Optimización de Código	⏳ Pendiente

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📂 Estructura del Proyecto

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├── bin/              # Ejecutables generados
├── obj/              # Archivos objeto (.o)
├── src/              # Código fuente (.c)
│   ├── main.c        # Orquestador del flujo
│   ├── lexer.c       # Tokenización (DFA)
│   ├── parser.c      # Árbol de Sintaxis Abstracta (AST)
│   ├── ast.c         # Estructuras del Árbol
│   ├── semantic.c    # Comprobación de tipos y reglas
│   └── symbols.c     # Gestión de ámbitos y tabla de símbolos
├── include/          # Cabeceras (.h)
└── Makefile          # Automatización de construcción

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🔍 Fases Implementadas

🔹 Fase 1: Análisis Léxico

Transforma el flujo de caracteres en Tokens. Utiliza un Autómata Finito Determinista (DFA) para reconocer palabras reservadas, identificadores, literales y operadores, filtrando elementos irrelevantes como espacios y comentarios.

🔹 Fase 2: Análisis Sintáctico

Construye un Árbol de Sintaxis Abstracta (AST) mediante la técnica de Descenso Recursivo. Valida que la secuencia de tokens siga la gramática definida, manejando precedencia de operadores y estructuras de control (if, while, for).

🔹 Fase 3: Análisis Semántico

Realiza la validación lógica del programa recorriendo el AST de forma Bottom-Up.

• Type Checking: Valida compatibilidad de tipos en expresiones y asignaciones (ej. no sumar string con int).
• Gestión de Ámbitos (Scoping): Controla la visibilidad de variables mediante una tabla de símbolos jerárquica, permitiendo variables locales y globales.
• Detección de Errores: Identifica variables no declaradas o usos inválidos de operadores.

🔹 Fase 4: Generación de Código Ensamblador (x86-64)

Genera código objeto ejecutable (x86-64 usando sintaxis de Intel, enlazado directamente con la librería de C para I/O vía printf/scanf) "al vuelo" a medida que realiza el análisis. Se han implementado con éxito:

1. Operaciones aritméticas: sumas, restas, multiplicaciones, divisiones y potencias en enteros y punto flotante (mediante las extensiones SSE xmm).
2. Entrada y Salida: Palabras reservadas read y write con formatos apropiados según tipo.
3. Flujo de control: Soporte para sentencias if/else, ciclos while y for.
4. Procedimientos (proc): Definición de funciones con parámetros (usando convención de llamada ABI x86-64 con rdi, rsi...) e invocaciones a funciones propias.
5. Operadores lógicos y relacionales: Comparaciones entre todo tipo de datos y operaciones booleanas && y ||.

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🏗️ Siguiente Paso: Fase 5 - Optimización de Código

La siguiente etapa consistirá en aplicar técnicas de optimización, como el plegado de constantes, para emitir un código más eficiente y reducir las instrucciones redundantes.

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💻 Ejemplo de Código Soportado

El compilador actualmente es capaz de procesar estructuras complejas como esta:

int A = 10;
float B = 20.5;
bool flag = true;

if (A > 5 && flag) {
    B = B + A * 2; // Conversión implícita de int a float
}

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🚀 Cómo Empezar

Requisitos

• gcc (GNU Compiler Collection)
• make

Compilación

make

Ejecución

./bin/Compiler <tu_archivo_fuente>.txt

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📄 Licencia

Este proyecto se distribuye bajo la licencia GPL. Para más detalles, consulta el archivo LICENSE.