Compiladores

{

Lenguaje Intermedio:
TAC y Representaciones

}

x = (a + b) * (c - d)⟶t1 = a + b · t2 = c - d · …

Andrés Felipe Ramírez Mackenzie · Keiner Zúñiga Romero · Mateo Villarreal Garnica

Hoja de ruta

¿Qué vamos a ver?

01
Propósito, ventajas y rolde la representación intermedia (IR)
02
Código de tres direccionesTAC: la IR lineal más usada
03
Estructuras de datosAST, DAG, cuádruplas y triples
04
Ejemplos en vivoexpresiones, if / else y while
05
Buenas prácticasy problemas comunes
06
Mini app y actividadgenerador de TAC y cuádruplas

Ubicación en el compilador

¿Dónde entra la Representación Intermedia?

Propósito

¿Por qué no traducir directo a código máquina?

Rol de la IR

Ventajas y desventajas

+Ventajas

PortabilidadNuevo lenguaje o nueva máquina = una sola pieza nueva.
Optimización independiente de la máquinaSe optimiza una vez y sirve para todos los destinos.
ModularidadFront-end y back-end se construyen y prueban por separado.
Fácil de analizarInstrucciones simples: un operador cada una.

−Desventajas

Una fase másAumenta el tiempo de compilación.
Más memoriaTemporales y estructuras adicionales.
Pérdida de informaciónAl bajar de nivel se pierden tipos y estructura del fuente.
Difícil de diseñarUn nivel de abstracción mal elegido limita las optimizaciones.

Representaciones

Tipos de representación intermedia

Gráficas

estructura del programa

AST · DAG

Lineales

secuencia de instrucciones

TAC

t1 = b - c
t2 = a * t1

Pila

push a
push b
push c
sub
mul

TAC · código de pila

Híbridas

grafo + código lineal

CFG: bloques básicos con TAC

Alto nivelcerca del lenguaje fuente

ASTDAGTACEnsamblador

Bajo nivelcerca de la máquina

En compiladores reales: GCC GENERIC → GIMPLE (TAC) → RTL LLVM IR TAC en forma SSA JVM / .NET bytecode de pila

Foco del tema

¿Qué es el Código de Tres Direcciones (TAC)?

Como máximo un operador a la derecha y hasta tres direcciones.

t1resultado = barg1 +operador carg2

Una dirección puede ser:

Nombrevariable del programa: a, x
Constantevalor literal: 4, 3.14
Temporalcreado por el compilador: t1, t2

Formas de instrucción

`x = y op z`	operación binaria
`x = op y`	operación unaria (`minus`)
`x = y`	copia
`goto L`	salto incondicional
`ifFalse x goto L`	salto condicional
`if x < y goto L`	salto con comparación
`param x · call p, n`	llamada a procedimiento
`x = y[i] · x[i] = y`	arreglos
`x = &y · x = *y`	direcciones y punteros

Demo 1 · Estructura

De la expresión al AST

Demo 2 · Del árbol al código

Del AST al TAC: recorrido en postorden

Demo 3 · Subexpresiones comunes

AST vs. DAG

Demo 4 · Estructuras de datos

Cuádruplas, triples y triples indirectos

Cara a cara

¿Cuál estructura conviene?

Criterio	Cuádruplas	Triples	Triples indirectos
Campos	op, arg1, arg2, result	op, arg1, arg2	triples + lista de punteros
Referencia a un resultado	por nombre (temporal)	por posición (n)	por posición, vía la lista
Memoria	mayor	menor	intermedia
Al reordenar / optimizar	no cambia nada	renumerar referencias	solo se reordena la lista

Por eso los compiladores que optimizan mucho prefieren cuádruplas o triples indirectos.

Demo 5 · Control de flujo

if / else en TAC

Demo 6 · Ciclos

while en TAC: el salto hacia atrás

Buenas prácticas y problemas comunes

Errores típicos y cómo evitarlos

Demasiados temporales

Reutilizar temporales libres y usar el DAG para no recalcular.

Copias innecesarias

t3 = t1 * t2; x = t3 → asignar directo: x = t1 * t2.

Ignorar precedencia o asociatividad

Generar el TAC desde el AST, nunca desde el texto plano.

Saltar a una etiqueta que aún no existe

Backpatching: dejar el destino pendiente y completarlo después.

Mezclar tipos (int + float)

Conversión explícita: t1 = inttofloat i.

Reordenar triples rompe referencias

Usar cuádruplas o triples indirectos si se va a optimizar.

Mini app

{

Generador de TAC
y Cuádruplas

}

Escribe una expresión algebraica → obtén su AST, TAC, cuádruplas y triples.

Actividad interactiva

{ ¡Ahora les toca! }

5 retos rápidos sobre lo que acabamos de ver. Gana quien más acierte… y más rápido.

1
Escanea el códigocon la cámara del teléfono
2
Escribe tu nombreasí apareces en el ranking
3
Resuelve los 5 retossolo toques · unos 2 minutos

Código QR para entrar a la actividad: actividad-tac.pages.dev — actividad-tac.pages.dev

Para llevar

Ideas clave

1
La IR es el puente entre front-end y back-end: m × n → m + n.
2
TAC: un operador y hasta tres direcciones por instrucción, usando temporales.
3
El AST se traduce a TAC en postorden; el DAG evita recalcular subexpresiones.
4
Cuádruplas nombran resultados; triples usan posiciones; los indirectos facilitan reordenar.
5
El control de flujo se traduce con saltos y etiquetas.

Fuentes

Referencias

A. V. Aho, M. S. Lam, R. Sethi y J. D. Ullman, Compilers: Principles, Techniques, and Tools, 2.ª ed. Addison-Wesley, 2006. Cap. 6: Intermediate-Code Generation. (Ed. en español: Compiladores: principios, técnicas y herramientas, Pearson, 2008.)
K. D. Cooper y L. Torczon, Engineering a Compiler, 2.ª ed. Morgan Kaufmann, 2012. Cap. 5: Intermediate Representations.
C. Lattner y V. Adve, “LLVM: A Compilation Framework for Lifelong Program Analysis & Transformation”, en Proc. CGO 2004, pp. 75–86. llvm.org/pubs/2004-01-30-CGO-LLVM.html
LLVM Project, LLVM Language Reference Manual. llvm.org/docs/LangRef.html
Free Software Foundation, GNU Compiler Collection Internals, sección “GIMPLE”. gcc.gnu.org/onlinedocs/gccint/GIMPLE.html
W3C, Web Content Accessibility Guidelines (WCAG) 2.2, 2023 — criterios de contraste usados en el diseño. w3.org/TR/WCAG22

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¡Gracias!
¿Preguntas?

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