Pembuatan Compiler Bagian 2

Memahami langkah pembuatan interpreter

Jika Anda punya niat untuk membaca tutorial ini, saya asumsikan Anda sudah tahu cara kerja interpreter. Interpreter membaca source dalam bahasa X (misalnya file.php, program.py, dsb). Interpreter akan menjalankan program input tersebut, dan menghasilkan output. Kira-kira seperti ini diagramnya:

Proses itu sudah jelas, tapi Anda membaca tutorial ini karena ingin tahu apa yang ada dalam sebuah interpreter. Sebuah interpreter terdiri atas bagian parser, dan interpreter. Parser menghasilkan sebuah tree yang disebut dengan parse tree. Jadi, isi sebuah interpreter bisa digambarkan seperti ini:

.

Bagian yang umumnya memakan banyak waktu adalah menuliskan bagian parser, oleh karena itu banyak program parser generator yang dikembangkan (beberapa di antaranya YACC, Bison,dan ANTLR). Sebuah parser generator hanya perlu diberikan grammar sebuah bahasa, lalu akan menghasilkan kode program untuk parsing. Kode program yang dihasilkan bisa dikompilasi bersama-sama dengan kode program kita yang lain.

Jadi dalam gambaran totalnya, peran parser generator adalah seperti ini:

Dengan adanya parser generator, kita hanya perlu berkonsentrasi pada dua hal: seperti apa syntax bahasa kita, dan bagaimana mengeksekusi tree yang dihasilkan oleh parser untuk bahasa tersebut.

Bahasa paling sederhana: KALKULATOR

Kita akan mengimplementasikan bahasa yang sangat sederhana, yang hanya berfungsi sebagai kalkulator. Pertama kita akan membuat versi interpreter, lalu membuat versi compilernya. Grammar kalkulator ini sangat sederhana, hanya sebuah ekspresi '+', '-' dan '*'. Saya sengaja tidak membuatkan '/' untuk bahan latihan. Ketika dijalankan program akan mencetak setiap ekspresi yang dievaluasi. Jadi program:

1+2
2*3
(8-2)*(7-2)

akan menghasilkan: 3, 6, dan 40

ANTLR

Untuk memudahkan, dalam tutorial ini kita gunakan tools ANTLR http://www.antlr.org/ yang berbasis GUI yaitu Antlrworks. Tools ini sangat mudah dipakai dan sudah cukup matang. Versi command line ANTLR sudah dirilis sejak 1992 dan GUI modern dikembangkan sejak 2005. Sebelumnya sebenarnya sudah ada versi GUI, tapi masih kurang matang, sehingga dibuatlah versi GUI yang modern.

Bagi Anda yang masih kurang lancar dalam memahami grammar, ANTLR sangat bisa membantu, Anda bisa mencoba langsung grammar Anda sebelum mulai membuat program satu baris pun. Jika ada fitur yang saya jelaskan tapi Anda belum paham, Anda bisa mencoba-coba mengubah grammar dan langsung mencoba melihat visualisasinya. Jadi jika Anda merasa artikel ini terlalu cepat, cobalah berhenti dan mencoba hasilnya di ANTLRWorks.

Saya tidak akan memberi tutorial bagaimana cara memakai ANTLRWorks. Anda bisa mencoba-coba sendiri. Untuk mengikuti tutorial ini, download saja source code yang saya sediakan dan buka file berekstensi .g dengan ANTLRWorks.

ANTLR dan ANTLRWorks hanyalah salah satu tools yang tersedia.
Jika Anda sudah mahir, tools apapun akan sama saja. Programmer 
yang baik tidak akan dibatasi oleh tools.

Cara menjalankan ANTLRWorks tergantung pada OS yang Anda gunakan. Di Mac OS X/Windows, jika sudah diset dengan benar, Anda bisa mengklik file antlrworks-1.2.3.jar, dan GUI akan muncul. Jika cara tersebut gagal, mungkin Anda perlu menjalankan dari command line, caranya:

java -jar /path/to/antlrworks-1.2.3.jar

Berikut ini grammar yang akan kita pakai (ini versi 1, lihat file Expr_1.g) sebagai dasar bagi interpreter dan compiler kita (catatan, baris yang diawali // adalah komentar):

grammar Expr;

// START:stat
prog:   stat+ ;
stat:   expr NEWLINE
   |   NEWLINE
   ;
// END:stat
// START:expr
expr:   multExpr (('+'|'-') multExpr)*
   ; 
multExpr
   :   atom ('*' atom)*
   ; 
atom:   INT 
   |   '(' expr ')'
   ;
// END:expr
// START:tokens
INT :   '0'..'9'+ ;
NEWLINE:'\r'? '\n' ;
WS  :   (' '|'\t'|'\n'|'\r')+ {skip();} ;
// END:tokens