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[WIP] ステップ15: 関数の定義に対応する

.github/workflows/test.yml

@@ -0,0 +1,12 @@
+name: test
+
+on:
+  - push
+
+jobs:
+  test:
+    runs-on: ubuntu-latest
+    steps:
+      - uses: actions/checkout@v4
+      - name: Run test
+        run: make test

0cc.h

@@ -5,6 +5,9 @@
 #include <stdlib.h>
 #include <string.h>
 
+// 関数の引数レジスタ
+extern char *ARG_RGST[];
+
 // トークンの種類
 typedef enum {
   TK_RESERVED,  // 記号
@@ -45,6 +48,7 @@ typedef enum {
   ND_FOR_UPDT_STMT,
   ND_BLOCK,
   ND_FUNC_CALL,
+  ND_FUNC,
 } NodeKind;
 
 typedef struct Node Node;
@@ -54,9 +58,10 @@ struct Node {
   Node *lhs;
   Node *rhs;
   int val;                // ND_NUMの値, if/for/whileなどのlabel_index
-  int offset;             // ND_LVAR
-  Node *nodes[100];       // ND_BLOCKの中身
-  char *func_name;        // ND_FUNC_CALL
+  int offset;             // ND_LVARの変数, ND_FUNCの総変数のベースポインタからのオフセット
+  Node *stmts[100];       // ND_BLOCK, ND_FUNCの中身
+  Node *args[7];          // ND_FUNC, ND_FUNC_CALLの引数, 6 + NULL
+  char *name;             // ND_FUNC, ND_FUNC_CALLの関数名
 };
 
 typedef struct LVar LVar;
@@ -74,10 +79,12 @@ extern char *user_input;
 // 現在着目しているトークン
 extern Token *token;
 
-// stmtのASTの配列
+// funcのASTの配列
 extern Node *code[100];
 
 // ローカル変数
+// パーサは関数ごとのパースに対して独立なので
+// 一時変数としてグローバルに定義しても問題ない
 extern LVar *locals;
 
 // ラベルの unique identifier
@@ -93,12 +100,18 @@ void expect(char *op);
 int expect_number();
 Token *consume_ident();
 bool at_eof();
+bool is_alnum(char c);
+LVar *find_lvar(Token *tok);
+LVar *new_lvar(char *name, int len);
+char *strcopy_n(char *src, int n);
 Token *new_token(TokenKind kind, Token *cur, char *str);
 Token *tokenize(char *p);
 
 Node *new_node(NodeKind kind, Node *lhs, Node *rhs);
 Node *new_node_num(int val);
+Node *new_node_lvar(Token *tok);
 void program();
+Node *func();
 Node *stmt();
 Node *expr();
 Node *assign();
@@ -115,5 +128,6 @@ void gen_lval(Node *node);
 void gen_if(Node *node);
 void gen_for_cond(Node *node);
 void gen_for_updt_stmt(Node *node);
-void gen_func(Node *node);
+void gen_func_call(Node *node);
 void gen(Node *node);
+void gen_func(Node *node);

codegen.c

@@ -49,59 +49,35 @@ void gen_for_updt_stmt(Node *node) {
   printf("  jmp .Lbegin%d\n", node->val);
 }
 
-void gen_func(Node *node) {
-  char *args[] = { "rdi", "rsi", "rdx", "rcx", "r8", "r9" };
+void gen_func_call(Node *node) {
 
   int i = 0;
-  for (; node->nodes[i] && i < 6; i++) {
-    gen(node->nodes[i]);
+  for (; node->args[i] && i < 6; i++) {
+    gen(node->args[i]);
   }
   i--;
-  while (i >= 0) printf("  pop %s\n", args[i--]);
+  while (i >= 0) printf("  pop %s\n", ARG_RGST[i--]);
 
   /*
     x86-64のABIのため
     RSPが16の倍数になるように調整
   */
 
-  // 引数の数, 第3引数, 第1引数として使われるRAX, RDX, RDIを一旦退避
-  printf("  push rax\n");
-  printf("  push rdx\n");
-  printf("  push rdi\n");
-
-  // RSP % 16
-  printf("  mov rdi, 16\n");
+  // 現在のRSPを保存
   printf("  mov rax, rsp\n");
-  printf("  cqo\n");
-  printf("  idiv rdi\n");
-  // 商->RAX, 余り->RDX
-
-  // if (RSP % 16)
-  printf("  cmp rdx, 0\n");
-  printf("  je .Lelse%d\n", node->val);
-  // スタックに退避していたRAX, RDX, RDIを戻す
-  printf("  pop rdi\n");
-  printf("  pop rdx\n");
-  printf("  pop rax\n");
-  // popやpushは8byte単位で動かすのでズレている場合は決めうちで8下げる
-  // RSP -= 8;
+  // 16バイトアラインメントをチェック
+  printf("  and rax, 15\n");
+  printf("  jz .Lcall%d\n", node->val);
+  // アラインメントが必要な場合
   printf("  sub rsp, 8\n");
-  printf("  call %s\n", node->func_name);
+  printf("  call %s\n", node->name);
   printf("  add rsp, 8\n");
-  printf("  push rax\n");
   printf("  jmp .Lend%d\n", node->val);
-
-  // else
-  printf(".Lelse%d:\n", node->val);
-  // スタックに退避していたRAX, RDX, RDIを戻す
-  printf("  pop rdi\n");
-  printf("  pop rdx\n");
-  printf("  pop rax\n");
-  printf("  call %s\n", node->func_name);
-  printf("  push rax\n");
-
-  // end if
+  // アラインメントが不要な場合
+  printf(".Lcall%d:\n", node->val);
+  printf("  call %s\n", node->name);
   printf(".Lend%d:\n", node->val);
+  printf("  push rax\n");
 }
 
 void gen(Node *node) {
@@ -162,14 +138,14 @@ void gen(Node *node) {
     case ND_BLOCK:
       int i = 0;
       // stmts を取り出す
-      while (node->nodes[i]) {
-        gen(node->nodes[i++]);
+      while (node->stmts[i]) {
+        gen(node->stmts[i++]);
 
         printf("  pop rax\n");
       }
       return;
     case ND_FUNC_CALL:
-      gen_func(node);
+      gen_func_call(node);
       return;
   }
 
@@ -224,3 +200,38 @@ void gen(Node *node) {
 
   printf("  push rax\n");
 }
+
+void gen_func(Node *node) {
+  if (node->kind != ND_FUNC)
+    error("ND_FUNC expected but found %d\n", node->kind);
+
+  printf("%s:\n", node->name);
+
+  // プロローグ
+  printf("  push rbp\n");
+  printf("  mov rbp, rsp\n");
+  printf("  sub rsp, %d\n", node->offset);
+
+  // 関数の引数のレジスタの値を変数に保存
+  int arg_idx = 0;
+  Node *arg;
+  while (arg = node->args[arg_idx]) {
+    gen_lval(arg);
+    printf("  pop rax\n");
+    printf("  mov [rax], %s\n", ARG_RGST[arg_idx++]);
+  }
+
+  Node *stmt;
+  for (int i = 0; stmt = node->stmts[i]; i++) {
+    gen(stmt);
+
+    printf("  pop rax\n");
+  }
+
+  // エピローグ
+  // 変数で確保しておいたRSPをRBPと同じ場所に戻す
+  printf("  mov rsp, rbp\n");
+  // popでRSPがリターンアドレスを指し、RBPを関数呼び出し前のRBPに戻す
+  printf("  pop rbp\n");
+  printf("  ret\n");
+}

main.c

@@ -1,5 +1,7 @@
 #include "0cc.h"
 
+char *ARG_RGST[] = { "rdi", "rsi", "rdx", "rcx", "r8", "r9" };
+
 char *user_input;
 Token *token;
 Node *code[100];
@@ -19,27 +21,17 @@ int main(int argc, char **argv) {
 
   // アセンブリの前半部分を出力
   printf(".intel_syntax noprefix\n");
-  printf(".globl main\n");
-  printf("main:\n");
-
-  // プロローグ
-  // 26 * 8 = 208, 変数26個分の領域を確保する
-  printf("  push rbp\n");
-  printf("  mov rbp, rsp\n");
-  printf("  sub rsp, 208\n");
 
+  printf(".globl ");
   for (int i = 0; code[i]; i++) {
-    gen(code[i]);
+    if (i > 0) printf(", ");
+    printf("%s", code[i]->name);
+  }
+  printf("\n");
 
-    // 式の評価結果のスタックを取り除く
-    printf("  pop rax\n");
+  for (int i = 0; code[i]; i++) {
+    gen_func(code[i]);
   }
 
-  // エピローグ
-  // 変数で確保しておいたRSPをRBPと同じ場所に戻す
-  printf("  mov rsp, rbp\n");
-  // popでRSPがリターンアドレスを指し、RBPを関数呼び出し前のRBPに戻す
-  printf("  pop rbp\n");
-  printf("  ret\n");
   return 0;
 }