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#include "9cc.h"
int return_label_; // return文の飛び先ラベル
int size_of_variale(Variable *variable) {
Type *type = variable->type;
switch (type->ty) {
case INT:
return SIZE_OF_INT;
case CHAR:
return SIZE_OF_CHAR;
case PTR:
return SIZE_OF_ADDRESS;
case ARRAY:
// TODO 配列の型を見る必要がある
return type->array_size * SIZE_OF_INT;
case UNKNOWN:
// ここにきたらおかしい
error("不明な変数型です.", "");
return 0;
}
error("不明な変数型です.", "");
return 0;
}
int address_offset(Variable *variable, char* name) {
return variable->stack_offset;
}
// 大小比較
void gen_relational(Node *node) {
// rdi, raxに比較対象の値が入っている状態でCallされる
printf(" cmp rdi, rax\n");
if ( strcmp("<", node->name) == 0) {
printf(" setg al\n");
} else if (strcmp("<=", node->name) == 0) {
printf(" setge al\n");
} else if (strcmp(">", node->name) == 0) {
printf(" setl al\n");
} else if (strcmp(">=", node->name) == 0) {
printf(" setle al\n");
} else {
error("不正な大小比較です.",node->name);
}
printf(" movzb rax, al\n");
}
// 等値の対応
void gen_equality(Node *node) {
//
// rdi, raxに比較対象の値が入っている状態でCallされる
//
printf(" cmp rdi, rax\n");
if ( strcmp("==", node->name) == 0) {
printf(" sete al\n");
} else if (strcmp("!=", node->name) == 0) {
printf(" setne al\n");
} else {
// ここには来ないはず
error("不正な等値です.",node->name);
}
printf(" movzb rax, al\n");
// printf(" push rax\n"); -> 呼び出し元で行う
}
// 与えられたノードが変数を表しているときに、その変数のアドレスを計算してスタックにプッシュする
void gen_lval(Node *node) {
printf("# GEN LVAL [%s]\n", node->name);
if (node->ty == ND_DEREFERENCE) {
// 右辺値をコンパイルする
gen(node->rhs);
return;
}
if (node->ty == ND_GLOBAL_VAL) {
// グローバル変数の値を入れる
// Variable *val_info = map_get(global_variables_, node->name);
// TODO 他の型, 配列に対応するでも対応できるようにする
//printf(" mov eax, DWORD PTR %s[rip]\n", node->name);
printf(" lea rax, %s[rip]\n", node->name);
printf(" push rax\n");
return;
}
if (node->ty != ND_IDENT) {
error("代入の左辺値が変数ではありません","");
}
// variablesには変数の型とスタックオフセットが入っている
Variable *val_info = map_get(variables, node->name);
int offset = address_offset(val_info, node->name);
printf(" mov rax, rbp\n");
printf(" sub rax, %d\n", offset);
printf(" push rax\n");
}
// 引数をレジスタにセットする
void gen_arguments(char *func_name, int arg_count) {
if (arg_count > 6) {
error("引数が多すぎます %s", func_name);
}
for (int i = arg_count; i > 0; i--) {
switch(i) {
case 1:
printf(" pop rdi\n");
break;
case 2:
printf(" pop rsi\n");
break;
case 3:
printf(" pop rdx\n");
break;
case 4:
printf(" pop rcx\n");
break;
case 5:
printf(" pop r8\n");
break;
case 6:
printf(" pop r9\n");
break;
case 7:
printf(" pop r10\n");
break;
case 8:
printf(" pop r11\n");
break;
}
}
}
// Nodeからスタックマシンを実現する
//
// メモリから値をロード mov dst, [src]
// メモリに値をストア mov [dst], src
void gen(Node *node) {
if (node->ty == ND_NUM) {
printf(" push %d\n", node->val);
return;
}
if (node->ty == ND_FUNCCALL) {
printf("# ND_FUNCCALL\n");
// 引数がある場合は引数を評価
if (node->rhs != NULL) {
gen(node->rhs);
}
// 引数をレジスタにセット
gen_arguments(node->name, node->val);
// 現在のrspをrbxに保存(後から元に戻す)
printf(" mov rbx, rsp\n");
// rspを16バイトの倍数に調整
printf(" and rsp, ~0x0f\n");
// 関数名を指定して実行
printf(" call %s\n", node->name);
// rspを元に戻して、結果をスタックにプッシュ
printf(" mov rsp, rbx\n");
printf(" push rax\n");
return;
}
if (node->ty == ND_ARGUMENT) {
// 引数を評価
gen(node->lhs);
gen(node->rhs);
return;
}
if (node->ty == ND_GLOBAL_VAL) {
// gen_lval(node);
printf("# ND_GLOBAL_VAL\n");
Variable *val_info = map_get(global_variables_, node->name);
if (val_info->type->ty == INT) {
printf(" mov eax, DWORD PTR %s[rip]\n", node->name);
} else if (val_info->type->ty == CHAR) {
printf(" movsx eax, BYTE PTR %s[rip]\n", node->name);
}
printf(" push rax\n");
return;
}
if (node->ty == ND_IDENT) {
printf("# ND_IDENT [%s]\n", node->name);
gen_lval(node);
printf(" pop rax\n");
Variable *val_info = map_get(variables, node->name);
if (val_info->type->ty == INT) {
printf(" mov eax, DWORD PTR [rax]\n");
printf(" and rax, 0xFFFF\n");
} else if (val_info->type->ty == CHAR) {
printf(" movsx eax, BYTE PTR [rax]\n");
printf(" and rax, 0xFFFF\n");
} else if (val_info->type->ty == PTR) {
printf(" mov rax, [rax]\n");
} else if (val_info->type->ty == ARRAY) {
// 配列の時は、アドレスをそのまま返す
}
printf(" push rax\n");
return;
}
if (node->ty == ND_STRING) {
printf("# ND_STRING [%s]\n", node->name);
printf(" lea rax, .L.str%d\n", node->val);
printf(" push rax\n");
return;
}
if (node->ty == ND_DEREFERENCE) {
printf("# ND_DEREFERENCE\n");
// デリファレンス演算子(*)が、左辺値として定義された場合
// 右辺値をそのままコンパイルする
gen(node->rhs);
// 変数のアドレスが示すものをスタックに入れる
printf(" pop rax\n");
Variable *val_info = map_get(variables, node->rhs->name);
if (val_info == NULL || val_info->type->ty == INT) {
// TODO *(p + 1) とかの対応が必要 現状int型しか対応できていない
printf(" mov eax, DWORD PTR [rax]\n");
printf(" and rax, 0xFFFF\n");
} else if (val_info->type->ty == CHAR) {
printf(" movsx eax, BYTE PTR [rax]\n");
printf(" and rax, 0x00FF\n");
} else if (val_info->type->ty == PTR) {
Type *pointer_type = val_info->type->ptrof;
if (pointer_type->ty == INT) {
printf(" mov eax, DWORD PTR [rax]\n");
printf(" and rax, 0xFFFF\n");
} else if (pointer_type->ty == CHAR) {
printf(" movsx eax, BYTE PTR [rax]\n");
printf(" and rax, 0xFFFF\n");
}
} else if (val_info->type->ty == ARRAY) {
printf(" mov eax, DWORD PTR [rax]\n");
printf(" and rax, 0xFFFF\n");
} else {
error("DEREFERENCE not support format. ", "");
}
printf(" push rax\n");
return;
}
if (node->ty == ND_REFERENCE) {
// リファレンス演算子(&), 右辺の変数のアドレスをスタックに入れる
gen_lval(node->rhs);
return;
}
if (node->ty == ND_ASSIGN) {
printf("# ND_ASSIGN VAL [%s]\n", node->lhs->name);
// assignの時には
// 左の変数に右の値を入れる
// 左の変数をgen_lvalでスタックに入れておいてから
// genで右辺を評価して結果を代入する
gen_lval(node->lhs);
// 変数の場合は、ポインター演算か確認する
Variable *val_info = map_get(variables, node->lhs->name);
int type = INT;
if (val_info != NULL) {
type = val_info->type->ty;
} else if (node->lhs->ty == ND_DEREFERENCE) {
// 何のポインターなのか調べる TODO semaなどで事前に調べておけない?
Variable *val_info = map_get(variables, node->lhs->rhs->name);
if(val_info != NULL) {
type = val_info->type->ptrof->ty;
}
}
gen(node->rhs);
printf(" pop rdi\n"); // 右辺
printf(" pop rax\n"); // 左辺
if (type == INT) {
printf(" and rdi, 0xFFFF\n");
printf(" mov DWORD PTR [rax], edi\n");
} else if (type == CHAR) {
printf(" and rdi, 0x00FF\n");
printf(" mov BYTE PTR [rax], dil\n");
} else if (type == PTR) {
// ポインターへの代入
Type *pointer_type = val_info->type->ptrof;
if (pointer_type->ty == INT) {
printf(" mov [rax], rdi\n");
} else if (pointer_type->ty == CHAR) {
printf(" mov [rax], rdi\n");
}
} else {
// TODO 必要?
error("ASSIGN not support format. ", "");
printf(" mov [rax], rdi\n");
}
printf(" push rdi\n");
return;
}
if (node->ty == ND_BLOCK) {
// programに入っているコードを順に生成
for (int i = 0; i < node->program->len; i++) {
gen(node->program->data[i]);
}
return;
}
if (node->ty == ND_IF) {
printf("# ND_IF\n");
// ifの時には、左辺を評価してから、結果を確認し
// ラベルを作成する
gen(node->lhs);
printf(" pop rax\n");
printf(" cmp rax, 0\n");
printf(" je .Lelse%03d\n",node->label);
for (int i = 0; i < node->program->len; i++) {
gen(node->program->data[i]);
}
printf(" jmp .Lend%03d\n",node->label);
printf(".Lelse%03d:\n",node->label);
if (node->rhs) {
gen(node->rhs);
}
// ジャンプ先を定義
printf(".Lend%03d:\n",node->label);
return;
}
if (node->ty == ND_WHILE) {
printf("# ND_WHILE\n");
// while文は初めにジャンプ先のラベルを設定
printf(".Lbegin%03d:\n",node->label);
// 条件を評価
gen(node->lhs);
printf(" pop rax\n");
printf(" cmp rax, 0\n");
printf(" je .Lend%03d\n",node->label);
// whileのbodyを実行
for (int i = 0; i < node->program->len; i++) {
gen(node->program->data[i]);
}
// beginにジャンプ
printf(" jmp .Lbegin%03d\n",node->label);
// 終了時のジャンプ先を設定
printf(".Lend%03d:\n",node->label);
return;
}
if (node->ty == ND_FOR) {
printf("# ND_FOR\n");
if (node->lhs != NULL) {
// 初めに初期設定を行う
gen(node->lhs);
}
// ループ時のジャンプ先を追加
printf(".Lbegin%03d:\n",node->label);
if (node->rhs != NULL) {
// 条件を評価 (for文はrhsに条件が入っている)
gen(node->rhs);
printf(" pop rax\n");
printf(" cmp rax, 0\n");
printf(" je .Lend%03d\n",node->label);
}
// forのbodyを実行
for (int i = 0; i < node->program->len; i++) {
gen(node->program->data[i]);
}
// beginにジャンプ
printf(" jmp .Lbegin%03d\n",node->label);
// 終了時のジャンプ先を設定
printf(".Lend%03d:\n",node->label);
return;
}
if (node->ty == ND_RETURN) {
printf("# ND_RETURN\n");
// 右辺を評価
if (node->rhs != NULL) {
gen(node->rhs);
}
// 結果をraxに入れる
printf(" pop rax\n");
// return最後にジャンプ
printf(" jmp .Lreturn%03d\n",return_label_);
return;
}
gen(node->lhs);
gen(node->rhs);
printf(" pop rdi\n");
printf(" pop rax\n");
switch (node->ty) {
case ND_RELATIONAL:
// 大小比較
gen_relational(node);
break;
case ND_EQUALITY:
// 等値の比較を行う
gen_equality(node);
break;
case '+':
printf(" add rax, rdi\n");
break;
case '-':
printf(" sub rax, rdi\n");
break;
case '*':
// x86-64ではmulは暗黙のうちにRAXを取って引数のレジスタの値にかけてRAXにセットする
printf(" imul rdi\n");
break;
case '/':
// divは暗黙のうちにRDX, RAXを取ってそれを連結した物を128bit整数とみなして
// それを引数のレジスタの64ビットの値で割って商をRAXに, 余りをRDXにセットする
// cqoをcallするとRAXに入っている64ビットの値を128ビットに伸ばしてRDA, RAXにセットすることができる
printf(" cqo\n");
printf(" idiv rdi\n");
break;
}
printf(" push rax\n");
}
// 関数の引数を設定する
void gen_function_variables(Function *function) {
// Functionのargumentsに引数が入っている
// 関数の引数はローカル変数と同じ扱いなので、値を設定しておくことで
// 以降ローカル変数のように扱える
// 変数はrbpからのオフセットでアクセスする
for (int i = 0; i < function->arguments->len; i++) {
Node *argnode = function->arguments->data[i];
Variable *val_info = map_get(function->variables, argnode->name);
int offset = address_offset(val_info, argnode->name);
printf(" mov rax, rbp\n");
printf(" sub rax, %d\n", offset);
switch(i + 1) {
case 1:
if (val_info->type->ty == INT) {
printf(" mov DWORD PTR [rax], edi\n");
} else if (val_info->type->ty == CHAR) {
printf(" mov BYTE PTR [rax], dil\n");
} else {
printf(" mov [rax], rdi\n");
}
break;
case 2:
if (val_info->type->ty == INT) {
printf(" mov DWORD PTR [rax], esi\n");
} else if (val_info->type->ty == CHAR) {
printf(" mov BYTE PTR [rax], sil\n");
} else {
printf(" mov [rax], rsi\n");
}
break;
case 3:
if (val_info->type->ty == INT) {
printf(" mov DWORD PTR [rax], edx\n");
} else if (val_info->type->ty == CHAR) {
printf(" mov BYTE PTR [rax], dl\n");
} else {
printf(" mov [rax], rdx\n");
}
break;
case 4:
if (val_info->type->ty == INT) {
printf(" mov DWORD PTR [rax], ecx\n");
} else if (val_info->type->ty == CHAR) {
printf(" mov BYTE PTR [rax], cl\n");
} else {
printf(" mov [rax], rcx\n");
}
break;
case 5:
if (val_info->type->ty == INT) {
printf(" mov DWORD PTR [rax], r8d\n");
} else if (val_info->type->ty == CHAR) {
printf(" mov BYTE PTR [rax], r8b\n");
} else {
printf(" mov [rax], r8\n");
}
break;
case 6:
if (val_info->type->ty == INT) {
printf(" mov DWORD PTR [rax], r9d\n");
} else if (val_info->type->ty == CHAR) {
printf(" mov BYTE PTR [rax], r9b\n");
} else {
printf(" mov [rax], r9\n");
}
break;
}
}
}
void gen_function(Function *function) {
// 関数名
printf("%s:\n", function->name);
// ローカル変数のMapをグローバル領域にコピー
variables = function->variables;
// return文用のラベルを設定
return_label_ = function->label;
// プロローグ
// 変数の数分の領域を確保する
// 変数のタイプによって確保するメモリ領域を変更する
// FIXME 変数のスタック領域の確保に問題がある => 前後にsize_of_variablesするのはおかしいし、最後に+=8するのもおかしい
int size_of_variables = 0;
int variable_count = get_map_size(function->variables);
for (int i = 0; i < variable_count; i++) {
Variable *val_info = map_get_at_index(function->variables, i);
size_of_variables += size_of_variale(val_info);
val_info->stack_offset = size_of_variables;
// size_of_variables += size_of_variale(val_info);
}
size_of_variables += 8;
// RSPを16の倍数になるように調整
int rsp_offset = size_of_variables % 16;
size_of_variables += rsp_offset;
printf(" push rbp\n");
printf(" mov rbp, rsp\n");
printf(" sub rsp, %d\n", size_of_variables);
// 関数の引数に値を設定
gen_function_variables(function);
// コード生成
for (int i = 0; i < function->code->len; i++) {
gen(function->code->data[i]);
// 式の評価結果としてスタックに1つの値が残っているはずなので
// スタックが溢れないようにポップしておく
printf(" pop rax\n");
}
// return文の飛び先タグを作成
printf(".Lreturn%03d:\n",function->label);
// エピローグ
// 最後の式の結果がRAXに残っているのでそれが返り値になる
printf(" mov rsp, rbp\n");
printf(" pop rbp\n");
printf(" ret\n");
}