[컴파일러 이론] 7. Semantic Analysis

lexical analysis와 syntax analysis를 통과했다고 그 코드가 멀쩡한 것은 아니다.

 

예를 들면,

a=3; 이런 코드는 문법상 문제가 없지만 이전에 a가 선언되지 않았다면 에러가 발생해야한다.

또는 함수이름은 func(0);처럼 사용해야하지만 func=0;이라고 사용하는 에러도 있을 수 있다.

문법상 func도 변수의 이름이 될 수 있기 때문에 이전 단계에서는 탐지할 수 없기 때문이다.

 

어쩃든 이제 이런 의미적인 부분을 따지는 Semantic Analysis를 알아보자.

 

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Semantic Analysis

Semantic Analysis에는 크게 두 종류가 있다.

 

1. 범위(scope)와 관련된 분석

2. 타입(type)과 관련된 분석

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Scope

코딩을 하면서 기본적으로 알고 있던 scope의 개념과 똑같다.

컴파일러는 내부적으로 어떤 변수가 어떤 scope에서 선언되었는지, type은 어떤지를 저장하기 위해 symbol table을 사용한다.

 

위 그림처럼 계층 구조를 사용하게 되면 같은 변수 이름을 사용해 충돌이 나는 문제도 해결이 된다.

예를 들어 현재 f.1 scope에 있다고 가정하고 x라는 변수를 만났을 때 이 x는 어디에 속하는 변수인지를 알아보자.

당연히 현재 scope에 x가 선언 되어있는지 살펴본다. 이 경우 바로 현재 scope에서 찾았으므로 여기서 탐색을 멈춘다.

만약 현재 scope에 없었다고 한다면 계층 구조를 하나씩 올라가면서 x를 찾는다.

 

물론 이 scope와 관련된 우선순위 또는 규정들은 언어마다 조금씩 다르다.

 

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type

이제 타입과 관련된 분석을 알아보자.

 

integer와 string 타입을 서로 더할 수 없고, integer와 float를 더하면 결과는 float가 되는 것과 같은 내용들을 다룬다.

 

아래처럼 두 피연산자의 타입을 보고 결과로 나오는 변수의 타입을 정할 수 있다.

 

 

여러 변수 또는 표현식의 경우 복잡해질 수 있기 때문에 이를 위해 inference rule이라는 것이 있다.

 

x : T  이 표현은 x가 타입T를 가진다는 것을 나타낸 것이다.

일반적으로 inference rule에서는 아래와 같은 형식을 사용한다.

 

예시로 아래처럼 작성할 수 있다.

즉 e1이 int고 e2가 int라면 둘을 더한 값도 int라는 것이다.

이번에는 약간 더 어려운 예시를 보자.

아래의 경우 if가 참이던 거짓이던 e2또는 e3가 결과가 될 것이고 둘의 타입은 모두 T이므로 if문의 타입은 T가 된다.

 

 

하지만 if e1 then e2 라는 식의 경우 어떻게 해야할까?

이 때는 false일 때 타입이 애매해진다.

이 경우 그냥 void 타입을 사용하기로 한다.

 

한 inference rule의 결과를 다른 inference rule에 계속 사용하므로써 더 복잡한 식의 타입도 결정할 수 있다.

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Static Scoping과 Dynamic Scoping

 

아래 그림에서 func1()이 반환하는 값은 무엇일까?

생각하기에 따라서 10이 될 수도, 50이 될 수도 있다.

Static Scoping에서는 symbol table을 사용해 결정하고, 따라서 global에 있는 x의 값을 사용한다.

 

Dynamic Scoping에서는 call stack를 사용해 결정한다.

즉 가장 최근에 선언된 함수를 바탕으로 변수 값을 정한다.

위 예시의 경우 func2호출 전 func1이 호출 되었으므로 그 안의 값이 x의 값으로 사용된다.

언어마다 다른 scoping방법을 선택해 적용한다.