Analisador Semântico

Visão Geral

A análise semântica verifica se um programa sintaticamente válido também respeita as regras de significado da linguagem. No projeto Mini C Compiler to Calango, essa fase é integrada às ações do Bison e utiliza uma Tabela de Símbolos para registrar informações sobre variáveis.

Na versão final do projeto, a análise semântica atua principalmente sobre declaração, uso, inicialização e disponibilidade dos identificadores. A etapa também constrói a AST, que será usada posteriormente pela otimização e pela geração de código.

Integração com o Parser

O analisador semântico é implementado junto ao arquivo parser.y da etapa semântica. A cada redução de regra gramatical, o Bison executa ações em C responsáveis por:

inserir variáveis declaradas na Tabela de Símbolos;
verificar redeclaração no escopo atual;
verificar uso de variável não declarada;
marcar variáveis como inicializadas;
emitir aviso quando uma variável é lida antes de receber valor;
construir nós da AST correspondentes às declarações, expressões e instruções.

Essa abordagem é conhecida como tradução dirigida pela sintaxe, pois as ações semânticas são associadas diretamente às regras da gramática.

Tabela de Símbolos

A Tabela de Símbolos armazena os identificadores declarados no programa e seus metadados.

Tabela 01: Campos principais da estrutura de símbolo.

Campo	Descrição
`nome`	Nome do identificador.
`tipo`	Tipo declarado: `int`, `float`, `char` ou `bool`.
`linhaDeclaracao`	Linha em que a variável foi declarada.
`inicializado`	Indica se a variável já recebeu valor.
`usado`	Indica se a variável foi referenciada em alguma expressão ou comando.
`ordemDeclaracao`	Ordem de inserção na tabela.
`escopo`	Identificador do escopo em que o símbolo foi inserido.
`prox`	Ponteiro para o próximo símbolo da lista encadeada.

Tabela 02: Operações principais.

Operação	Responsabilidade
`inicializarTabela`	Prepara a tabela antes da análise.
`inserirSimbolo`	Registra uma nova variável declarada.
`buscarSimboloEscopoAtual`	Verifica se já existe variável com mesmo nome no escopo atual.
`buscarSimbolo`	Procura uma variável declarada para uso em expressão, atribuição ou entrada/saída.
`marcarInicializado`	Atualiza o estado de uma variável que recebeu valor.
`marcarUsado`	Registra que uma variável foi utilizada.
`imprimirTabela`	Exibe o conteúdo da tabela ao final da análise semântica.

Verificações Implementadas

Redeclaração de variável

Ao declarar uma variável, o compilador verifica se já existe símbolo com o mesmo nome no escopo atual.

int main() {
    int x;
    int x;
}

Saída esperada:

ERRO SEMÂNTICO [linha 3]: variável 'x' já declarada neste escopo.

Uso de variável não declarada

O analisador verifica se o identificador existe antes de usá-lo em atribuições, expressões, scanf e passo de for.

int main() {
    z = 10;
}

Saída esperada:

ERRO SEMÂNTICO [linha 2]: variável 'z' não declarada.

Uso antes da inicialização

Quando uma variável declarada é lida em uma expressão antes de receber valor, o analisador emite um aviso semântico.

int main() {
    int x;
    int y;
    y = x + 1;
}

Saída esperada:

AVISO SEMÂNTICO [linha 4]: 'x' usada sem inicialização.

Marcação de variáveis utilizadas

A fase semântica marca identificadores como usados ao encontrá-los em expressões, atribuições, comandos de entrada e comandos de saída. Essa informação também serve de apoio para a etapa de otimização da AST no gerador.

Relação com a AST

Além das verificações, o parser semântico constrói a AST. Cada declaração, atribuição, comando de controle, entrada/saída e expressão gera um nó ou subárvore. Ao final da análise, a AST pode ser impressa para depuração e reutilizada pelo fluxo de geração de código.

Limitações da Verificação Semântica

A Tabela de Símbolos registra o tipo declarado de cada variável e o código possui funções auxiliares para tratar compatibilidade de tipos. Porém, na implementação atual, as ações do parser concentram a validação efetiva em declaração, uso e inicialização. Por isso, a documentação não deve afirmar que todas as incompatibilidades de tipos são bloqueadas em tempo de compilação.

Bibliografia

AHO, Alfred V. et al. Compilers: Principles, Techniques, and Tools. 2ª edição. Pearson, 2008.
TREMBLAY, Jean-Paul; SORENSON, Paul G. The Theory and Practice of Compiler Writing. 1ª edição. 2008.

Histórico de Versões

Versão	Descrição	Data	Responsável
`0.1`	Criação da página e documentação inicial do analisador semântico.	24/04/2026	João Pedro
`0.2`	Atualização da documentação conforme a implementação final da Tabela de Símbolos, avisos de inicialização e AST.	19/06/2026	João Pedro, Pedro Silva