[논문]추상 구문 트리에서 시멘틱 트리로의 변환

손윤식; 고석훈; 오세만

[국내논문] 추상 구문 트리에서 시멘틱 트리로의 변환
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손윤식 (동국대학교 컴퓨터공학과) , 고석훈 (동국대학교 컴퓨터공학과) , 오세만 (동국대학교 컴퓨터공학과)

의미 분석이란 프로그램의 각 구성요소의 결합이 의미적으로 타당한가를 분석하는 과정으로 최근 컴파일러의 제작에서 필수 불가결한 요소이며, 속성문법(attribute grammar)이나 경험적인 방법(manual method)으로 해결한다. 그러나 이러한 방법론들은 효율성이나 자동화 측면에서 제약성을 가진다. 본 연구에서는 이러한 단점을 보완하기 위해 의미 분석정보가 포함된 시멘틱 트리를 정의하고, 대부분의 컴파일러에서 사용되는 구문분석 결과물인 추상 구문 트리를 시멘틱 트리로 변환하는 기법을 제안한다. 시멘틱 트리 변환기법은 의미 분석과정을 시멘틱 노드 단위로 처리하므로, 의미 분석 과정이 일관적으로 수행되며 효율적이고, 타 자료구조로의 변환이 용이하며 자동화가 용이하다.

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문제 정의

본 논문에서는 의미 분석을 위한 자료구조인 시멘틱 트리를 정의하고 중간언어인 추상 구문 트리(Abstract Syntax Tree) 에서 시멘틱 트리로의 변환을 통하여 의미분석을 하는 기법올 제안한다.

제안 방법

시멘틱 트리는 프로그램의 의미정보를 구조적으로 표현이 가능하도록 설계되었으며, 그 기본 구성은 의미 정보 노드로 이루어진다. 각각의 심벌에 대한 의미 정보는 시멘티 트리의 의미 정보 노드가 관리하고 프로그램의 구조적인 표현은 의미 정보 노드로 구성된 트리의 형태와 AST의 프로그램 구조 노드 의 결합으로 이루어진다.
시멘틱 트리는 의미분석을 위해 정의된 자료구조이며, 트리 변환은 기존의 의미분석 방법을 변형한 의미 분석 방법이다. 제안된 의미 분석 기법은 AST 노드에 따라 트리변환 메소드를 적용하여 효율적으로 의미정보가 반영되고, 코드생성정보를 포함한 시멘틱 트리로 변환한다,
마지막으로 프로그램의 제어 흐름올 분석하기 위해서 프로 그램 상의 가능한 분기 점을 추적하여 그 흐름을 트리에 기술 한다. 제어 흐름을 분석하기 위해서는 우선 프로그래밍 언어 별로 정의된 분기문에 해당하는 AST 노드를 선택하여 이를 기준으로 기본 블록(basic 비。ck)을 구분하고 각 분기에 해당하는 노드 사이를 연결함으로써 제어 흐름을 표현한다.
시멘틱 트리는 프로그램 구문구조 정보와 의미 정보가 동시에 반영된 자료구조로써 효율적인 의미분석과 코드생성이 용 이한 형태이며, 의미분석과정의 결과물이다. 트리 변환 메소 드는 AST를 시멘틱 트리로 변환하며, AST의 노드에 해당하는 의미분석을 일관적으로 처리한다.
트리 변환 메소드는 AST를 시멘틱 트리로 변환하면서 의미 분석을 하고, 시멘틱 트리에 의미 분석 결과를 반영한다. [그림 2]는 트리 변환 모델의 전체적인 모습이다.

대상 데이터

다음은 제안된 트리변환 기법을 이용하여, ANSI C 프로그래 밍 언어로 기술된 프로그램을 실제 의미 분석한 결과이다. 총 122개의 AST 노드와 C언어의 의미정보를 기반으로 245개의 의 미정보 노드를 정의하였다.

성능/효과

첫째, AST의 기본 노드는 전부 시멘틱 트리의 타입부가 노드 로 변환한다. 둘째, AST 복합 연산 노드의 경우는 의미 분석 과 코드 생성의 용이를 위하여 시멘틱 트리의 기본 연산 노드 로 확장한다. 셋째, AST의 상수 연산 노드에 대해서는 연산결과를 반영하여 상수 노드로 대치한다.
본 논문에서는 시멘틱 트리와 트리 변환 기법을 사용하여 의미 분석 기법을 설계하고 범용 프로그래밍 언어를 대상으로 구현하고 실험하였다, 실험 결과 각각의 의미 정보 노드는 속 성 값을 반영하여 확장되었으며, 트리변환 메소드를 통하여 변환되고 의미 분석 과정이 완료되었다.
둘째, AST 복합 연산 노드의 경우는 의미 분석 과 코드 생성의 용이를 위하여 시멘틱 트리의 기본 연산 노드 로 확장한다. 셋째, AST의 상수 연산 노드에 대해서는 연산결과를 반영하여 상수 노드로 대치한다.
제안된 기법은 구문분석이 완료된 AST상에서 노드별로 트리 변환 메소드를 적용하여 의미분석과정이 이루어지므로, 속성 문법 보다 효율적이고 일관되게 의미분석을 할 수 있는 장점이 있다.

후속연구

향후 본 연구에서 제안한 의미 분석 기법의 효율성올 위하여, 의미 정보를 효과적으로 유지할 수 있는 자료구조에 대한 연구가 필요하며, 그리고 AST 노드와 시멘틱 노드, 트리변환 메소드의 매핑을 통한 의미 분석기 자동화 도구에 대한 연구가 필요하다.

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