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どうすれば「本棚の左端から36番目の本を取って」と言う代わりに「広辞苑を取って」と言えるようになるでしょうか？ コンピュータが名前とモノの対応表を持てばよいのです。
『コーディングを支える技術――成り立ちから学ぶプログラミング作法』 p85
今回はローカル変数の宣言と代入をやります。
（ アセンブリをやっていたときはループ、条件分岐、 それからサブルーチン〜という順番でやっていました。 それとは違う順番になっていますが、 特に意図したものではなく、次にやることを気分で適当に決めていたためです。 ）
vgtコード:
// 18_local_var.vgt.json ["stmts" , ["func", "main" , [] , [ ["var", "a"] // ← これ！ ] ] ]
ローカル変数の宣言のために、
["var", "{ローカル変数名}"]
という構文を追加します （func に var と来るとちょっと GO言語っぽいですね）。
期待するアセンブリコード出力:
call main exit label main push bp cp sp bp # 関数の処理本体 sub_sp 1 # ← これが加わる cp bp sp pop bp ret
これだけなら楽勝ですね。 codegen_func_def() の case の分岐を1つ増やすだけ。
--- a/vgcg.rb +++ b/vgcg.rb @@ -25,6 +25,8 @@ def codegen_func_def(rest) when "call" fn_name = stmt_rest[0] alines << " call #{fn_name}" + when "var" + alines << " sub_sp 1" else raise not_yet_impl("stmt_head", stmt_head) end
宣言するだけでは意味がないので、変数に値をセットしてみましょう。
またまた文法を拡張して、こんどは変数に値を代入する
["set", "{ローカル変数名}", {セットしたい値}]
という構文を追加します。
vgtコードの方にも追加。
--- a/18_local_var.vgt.json +++ b/18_local_var.vgt.json @@ -3,6 +3,7 @@ , [] , [ ["var", "a"] + , ["set", "a", 12] ] ] ]
ちなみに、var a = 12; のように、
宣言と同時に値を代入する構文は用意しませんでした。
var と set を使うことで同等のことがすでにできているので、
さっさと次に進もうと考えたためです。
（ ただ、ちょっとだけとはいえ煩雑ではあったので、 利便性のために追加しておいても良かったかなという気もします。 そんなに難しくなさそうですし。 ）
で、（1個目の）ローカル変数への値のセットは、アセンブリでは
cp 12 [bp-1]
のように変換されてほしいので、そのように修正します。
var と同じように codegen_func_def() の分岐に追加します
（ひとまず [bp-1] はハードコーディングで……）。
--- a/vgcg.rb +++ b/vgcg.rb @@ -27,6 +27,10 @@ def codegen_func_def(rest) alines << " call #{fn_name}" when "var" alines << " sub_sp 1" + when "set" + lvar_name = stmt_rest[0] + val = stmt_rest[1] + alines << " cp #{val} [bp-1]" else raise not_yet_impl("stmt_head", stmt_head) end
アセンブリコードに変換してみましょう。
$ ruby vgcg.rb 18_local_var.vgt.json call main exit label main push bp cp sp bp # 関数の処理本体 sub_sp 1 # ローカル変数を宣言（格納場所を確保） cp 12 [bp-1] # ローカル変数に値を代入（確保した場所に cp） cp bp sp pop bp ret
よさそうですね。
run.sh で実行すると……
vgvm.rb:233:in `copy': Not yet implemented ("copy src") (12) (RuntimeError)
from vgvm.rb:149:in `block in start'
from vgvm.rb:126:in `loop'
from vgvm.rb:126:in `start'
from vgvm.rb:328:in `<main>'
えーっとこれは…… 即値は cp 命令のコピー元として使えないようになってますね。
VM を修正します。
--- a/vgvm.rb +++ b/vgvm.rb @@ -219,6 +219,8 @@ class Vm def copy(arg1, arg2) src_val = case arg1 + when Integer + arg1 when "reg_a" @reg_a when "sp"
あらためて実行すると……こんどは大丈夫。
================================
reg_a(0) reg_b(0) reg_c(0) zf(0)
---- memory (main) ----
00 ["call", 5]
02 ["exit"]
03 ["label", "main"]
05 ["push", "bp"]
07 ["cp", "sp", "bp"]
10 ["sub_sp", 1]
12 ["cp", 12, "[bp-1]"]
pc => 15 ["cp", "bp", "sp"]
18 ["pop", "bp"]
20 ["ret"]
---- memory (stack) ----
38 0
39 0
40 0
41 0
42 0
43 0
44 0
45 0
sp => 46 12 ... ローカル変数にセットした値
bp => 47 49
48 2
49 0
set文が動きました！！ めでたしめでたし。
めでたく動いたので、ハードコーディングした部分をいい感じにしましょう。 ここをいい感じにすると 2個目以降のローカル変数も使えるようになるはず。
vgtコード:
// 18_local_vars.vgt.json ["stmts" , ["func", "main" , [] , [ ["var", "a"] , ["set", "a", 12] // [bp-1] にセットされてほしい , ["var", "b"] , ["set", "b", 34] // [bp-2] にセットされてほしい ] ] ]
上のコメントに書いているように、
1個目の引数 a は [bp-1] 、
2個目の引数 b は [bp-2]
に値がセットされるように変換したい。
変数名から「その変数が何番目に宣言されたか」が分かればよいので、 何かしらのマッピング情報を用意すればいいでしょう。
マッピングってことはハッシュかな、と一瞬考えましたが、 何番目かが分かればいいだけなので、 ハッシュじゃなくて配列を用意して、 変数が出現した（宣言された）順番に追加しとけばいいんじゃないでしょうか。
それでやってみましょう。
--- a/vgcg.rb +++ b/vgcg.rb @@ -19,6 +19,9 @@ def codegen_func_def(rest) alines << "" alines << " # 関数の処理本体" + + lvar_names = [] + body.each {|stmt| stmt_head, *stmt_rest = stmt case stmt_head @@ -26,11 +29,13 @@ def codegen_func_def(rest) fn_name = stmt_rest[0] alines << " call #{fn_name}" when "var" + lvar_names << stmt_rest[0] alines << " sub_sp 1" when "set" lvar_name = stmt_rest[0] val = stmt_rest[1] - alines << " cp #{val} [bp-1]" + lvar_pos = lvar_names.index(lvar_name) + 1 + alines << " cp #{val} [bp-#{lvar_pos}]" else raise not_yet_impl("stmt_head", stmt_head) end
$ ruby vgcg.rb 18_local_vars.vgt.json call main exit label main push bp cp sp bp # 関数の処理本体 sub_sp 1 cp 12 [bp-1] sub_sp 1 cp 34 [bp-2] cp bp sp pop bp ret
うまくいったようです！
================================
reg_a(0) reg_b(0) reg_c(0) zf(0)
---- memory (main) ----
00 ["call", 5]
02 ["exit"]
03 ["label", "main"]
05 ["push", "bp"]
07 ["cp", "sp", "bp"]
10 ["sub_sp", 1]
12 ["cp", 12, "[bp-1]"]
15 ["sub_sp", 1]
17 ["cp", 34, "[bp-2]"]
pc => 20 ["cp", "bp", "sp"]
23 ["pop", "bp"]
25 ["ret"]
---- memory (stack) ----
37 0
38 0
39 0
40 0
41 0
42 0
43 0
44 0
sp => 45 34 ... 2個目のローカル変数
46 12 ... 1個目のローカル変数
bp => 47 49
48 2
49 0
2個目のローカル変数 b に値をセットした直後の様子。
いい感じです！
これができたら、main から呼び出した先の関数でも 同じようにローカル変数が使えるようになってるんじゃないでしょうか。
調子に乗って試してみましょう。
vgtコード:
// 18_local_vars_call.vgt.json ["stmts" , ["func", "main" , [] , [ ["var", "a"] , ["set", "a", 12] , ["var", "b"] , ["set", "b", 34] , ["call", "fn_sub"] ] ] , ["func", "fn_sub" , [] , [ ["var", "a"] , ["set", "a", 56] , ["var", "b"] , ["set", "b", 78] ] ] ]
fn_sub() でローカル変数 b に値がセットされた直後の状態:
================================
reg_a(0) reg_b(0) reg_c(0) zf(0)
---- memory (main) ----
00 ["call", 5]
02 ["exit"]
03 ["label", "main"]
05 ["push", "bp"]
07 ["cp", "sp", "bp"]
10 ["sub_sp", 1]
12 ["cp", 12, "[bp-1]"]
15 ["sub_sp", 1]
17 ["cp", 34, "[bp-2]"]
20 ["call", 30]
22 ["cp", "bp", "sp"]
25 ["pop", "bp"]
27 ["ret"]
28 ["label", "fn_sub"]
30 ["push", "bp"]
32 ["cp", "sp", "bp"]
35 ["sub_sp", 1]
37 ["cp", 56, "[bp-1]"]
40 ["sub_sp", 1]
42 ["cp", 78, "[bp-2]"]
pc => 45 ["cp", "bp", "sp"]
48 ["pop", "bp"]
50 ["ret"]
---- memory (stack) ----
33 0
34 0
35 0
36 0
37 0
38 0
39 0
40 0
sp => 41 78 ... fn_sub のローカル変数2
42 56 ... fn_sub のローカル変数1
bp => 43 47
44 22
45 34 ... main のローカル変数2
46 12 ... main のローカル変数1
47 49
48 2
49 0
おお〜いいですね〜。すんなり〜。
main と同じ変数名（ a, b ）を使っても
ちゃんと別のものとして扱われています。
