Langages de programmation et compilation 2016-2017

Cours donné aux élèves de première année à l'École Normale Supérieure.

• Cours le vendredi de 8:30 à 10:30 en salle U ou V
• TDs le jeudi ou le vendredi, de 10h30 à 12h15 en salle INFO 4 NIR avec Lélio Brun
  
• Évaluation : un examen + un projet

Cours

• Cours 1 (23 septembre 2016): Mise à niveau OCaml
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• Cours 2 (30 septembre 2016): Aperçu de la compilation / Assembleur x86-64
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  • à propos du problème des N-reines :
    • le code C / le code x86-64
    • de la lecture : Henry S. Warren Hacker's Delight (à la bibliothèque)

• Cours 3 (7 octobre 2016): Syntaxe abstraite / Sémantique / Interpréteurs
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• Cours 4 (14 octobre 2016): Typage
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• Cours 5 (21 octobre 2016): Analyse lexicale
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• pas de cours le vendredi 28 octobre 2016

• Cours 6 (4 novembre 2016): Analyse syntaxique 1/2
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  • le fichier arith_expr.mll utilisé au début du cours

• pas de cours le vendredi 11 novembre 2016

• Cours 7 (18 novembre 2016): Analyse syntaxique 2/2
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• Cours 8 (25 novembre 2016): mode de passage des paramètres
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• Cours 9 (2 décembre 2016): Compilation des langages fonctionnels
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• Cours 10 (9 décembre 2016): Compilation des langages objets
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• Cours 11 (16 décembre 2016): Allocation mémoire
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• Cours 12 (6 janvier 2017): Production de code efficace, partie 1
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• Cours 13 (13 janvier 2017): Production de code efficace, partie 2
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TD

• TD 1 : Mise à niveau OCaml
• TD 2 : Assembleur x86-64
• TD 3 : Interprète mini-Python
• TD 4 : Algorithme W
• TD 5 : Construction d'automates déterministes à partir d'expressions régulières
• pas de TD le vendredi 28 octobre et le jeudi 3 novembre
• TD 6 : Analyse descendante
• pas de TD le vendredi 11 novembre et le jeudi 17 novembre
• TD 7 : Analyse syntaxique d'un petit langage
• TD 8 : Aide au projet
• TD 9 : Aide au projet
• TD 10 : Production de code
• TD 11 : GC stop & copy
• TD 12 : Coloriage de graphe

Examen

Les notes de cours manuscrites ou reprographiées sont les seuls documents autorisés.

Archives : janvier 2009 (corrigé) / janvier 2010 (corrigé) / janvier 2011 (corrigé) / janvier 2012 (corrigé) / janvier 2013 (corrigé) / janvier 2014 (corrigé) / janvier 2015 (corrigé) / janvier 2016 (corrigé) / janvier 2017 (corrigé)

Projet

Sujet (version 3 - 29 décembre 2016)

Quelques tests sont fournis (les télécharger : tests-02-jan.tar.gz). Ce script shell peut être utilisé pour automatiser les tests, avec la syntaxe ./test -n binaire-compilo où n vaut 1 (tests parseur), 2 (tests typage) ou 3 (tests production de code).

Un module OCaml est fourni pour construire du code x86-64 : x86_64.ml / x86_64.mli / documentation / télécharger.
Libre à vous de le compléter si besoin.

Liens / Bibliographie

Outils

• Assembleur x86-64
  • des ressources (en anglais) sur cette page d'Andrew Tolmach et en particulier ces notes
  • le fascicule x86-64 Machine-Level Programming de Bryant et O'Hallaron (en anglais)
  • le debugger Nemiver fonctionne sur du code x86-64 (exécution pas à pas, visualisation des registres, etc.)

• Assembleur MIPS
  • simulateur MARS (conseillé)
  • simulateur SPIM
  • la documentation de SPIM, Assemblers, Linkers, and the SPIM Simulator, décrit notamment le jeu d'instructions

• OCaml : vous trouverez de nombreuses ressources sur ocaml.org.
  Pour ceux qui travaillent sous Windows : OCaml on Windows.

• Menhir, un outil d'analyse syntaxique (manuel)

• pour les débutants : une brève introduction au terminal GNU/Linux et une brève documentation des commandes les plus utiles

Cartes de référence

• OCaml : langage / bibliothèque / outils
• Emacs : général / mode Tuareg pour OCaml

Ouvrages en rapport avec le cours

• Alfred V. Aho, Monica S. Lam, Ravi Sethi et Jeffrey D. Ullman Modern Compilers: Principles, Techniques, and Tools.
  Dit « le dragon ». Traduit en français (Compilateurs : principes, techniques et outils).
• Benjamin C. Pierce Types and Programming Languages
• Randal E. Bryant et David R. O'Hallaron Computer Systems: A Programmer's Perspective

For foreign students not yet fluent in French

• A tiny French-English dictionary
• a rough correspondence between the lectures and chapters from the books above (which are in English):

  	Lecture	Chapters
  2	Assembly	Bryant & O'Hallaron 3
  3	Semantics	Pierce 3-4-5
  4	Typing	Pierce 8-9-10 et 22
  5	Lexical analysis	Dragon 3
  6-7	Syntactic analysis	Dragon 4
  11	Memory allocation	Bryant & O'Hallaron 9