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今回は関数の引数をやります。こんな感じで進めましょう。
- 引数を1個渡す
- 渡した引数をローカル変数に代入
- 引数を2個渡してローカル変数に代入
引数を1個渡す
これを動かします。
// 19_func_arg.vgt.json ["stmts" , ["func", "main" , [] , [ ["call", "fn_sub", 34] // 引数 34 を渡す ] ] , ["func", "fn_sub" , ["arg1"] // 引数を arg1 として受け取る , [ ] ] ]
call文を変更して、3個目以降の要素として引数を渡すようにしてみます。
["call", "{関数名}", 引数1, 引数2, ...]
アセンブリではサブルーチンに引数を渡すときどうやってたか、 ちょっとおさらい。
こんな感じでしたね。
- call の前に引数を逆順で push して、
- 呼び出し先のサブルーチンでは bp+N で参照する
- サブルーチンから戻ったときに
add_spでスタックポインタを戻す
ということは、引数が1個のときは次のようなアセンブリコードに変換されてほしい。
# 略 label main push 34 # 引数を push call fn_sub add_sp 1 # sp を調整 label fn_sub # bp+N で参照
call の前の push と call の後の add_sp を
追加で出力すればよさそうです。
まずはハードコーディングで。
--- a/vgcg.rb +++ b/vgcg.rb @@ -27,7 +27,9 @@ def codegen_func_def(rest) case stmt_head when "call" fn_name = stmt_rest[0] + alines << " push 34" alines << " call #{fn_name}" + alines << " add_sp 1" when "var" lvar_names << stmt_rest[0] alines << " sub_sp 1"
コンパイルすると期待するアセンブリコードが出力され、問題なさそうです。 単に2行追加されるだけですからね。
ではハードコーディングした部分を書き換えていきましょう。
push に渡すのは引数の内容なので、どうすればいいかというと……
["call", "fn_sub", 34] // 引数 34 を渡す
「3個目以降を引数とする」としたので、 call文の配列の 3つ目の要素を使えばいいですね。
add_sp に渡す 1 は単に引数の個数を与えてやればいいので、
特に難しくなさそうです。
修正します。
--- a/vgcg.rb +++ b/vgcg.rb @@ -26,10 +26,10 @@ def codegen_func_def(rest) stmt_head, *stmt_rest = stmt case stmt_head when "call" - fn_name = stmt_rest[0] - alines << " push 34" + fn_name, *fn_args = stmt_rest + alines << " push #{fn_args[0]}" alines << " call #{fn_name}" - alines << " add_sp 1" + alines << " add_sp #{fn_args.size}" when "var" lvar_names << stmt_rest[0] alines << " sub_sp 1"
run.sh で実行して確認。
================================
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 ["push", 34]
12 ["call", 24]
14 ["add_sp", 1]
16 ["cp", "bp", "sp"]
19 ["pop", "bp"]
21 ["ret"]
22 ["label", "fn_sub"]
24 ["push", "bp"]
26 ["cp", "sp", "bp"]
pc => 29 ["cp", "bp", "sp"]
32 ["pop", "bp"]
34 ["ret"]
---- memory (stack) ----
36 0
37 0
38 0
39 0
40 0
41 0
42 0
43 0
sp bp => 44 47
45 14
46 34 ... bp+2 の位置に arg1 の値がセットされている
47 49
48 2
49 0
よしよし。
渡した引数をローカル変数に代入
渡した引数は使わないと意味がありません。 次は引数を参照してローカル変数に値をセットしてみましょう。
--- a/19_func_arg.vgt.json +++ b/19_func_arg.vgt.json @@ -10,6 +10,8 @@ , ["func", "fn_sub" , ["arg1"] // 引数を arg1 として受け取る , [ + ["var", "a"] + , ["set", "a", "arg1"] ] ]
とりあえず実行してみると……
$ ./run.sh 19_func_arg.vgt.json
（略）
================================
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 ["push", 34]
12 ["call", 24]
14 ["add_sp", 1]
16 ["cp", "bp", "sp"]
19 ["pop", "bp"]
21 ["ret"]
22 ["label", "fn_sub"]
24 ["push", "bp"]
26 ["cp", "sp", "bp"]
29 ["sub_sp", 1]
pc => 31 ["cp", "arg1", "[bp-1]"]
34 ["cp", "bp", "sp"]
37 ["pop", "bp"]
39 ["ret"]
---- memory (stack) ----
35 0
36 0
37 0
38 0
39 0
40 0
41 0
42 0
sp => 43 0
bp => 44 47
45 14
46 34
47 49
48 2
49 0
vgvm.rb:235:in `copy': Not yet implemented ("copy src") ("arg1") (RuntimeError)
from vgvm.rb:149:in `block in start'
from vgvm.rb:126:in `loop'
from vgvm.rb:126:in `start'
from vgvm.rb:330:in `<main>'
ふむ……。
現時点ではこのようなアセンブリコードが出力されています。
# 略 label fn_sub push bp cp sp bp # 関数の処理本体 sub_sp 1 cp arg1 [bp-1] … 問題の箇所 cp bp sp pop bp ret
VM（CPU）がこれを見て、 「コピー元が arg1 となってるけど arg1 ってなんやねん」 となってるわけですね。 ごもっとも。 VMちゃんにも分かる形にしてあげないと。
arg1 というのは関数呼び出しで渡された引数の名前なので、
これが [bp+2] となるように変換できればよさそうです。
ローカル変数のときは
lvar_pos = lvar_names.index(lvar_name) + 1 alines << " cp #{src_val} [bp-#{lvar_pos}]"
のようにして [bp-N] の形にしていましたが、
同じようなやり方でいけるんじゃないでしょうか。
--- a/vgcg.rb +++ b/vgcg.rb @@ -10,6 +10,7 @@ def codegen_func_def(rest) alines = [] fn_name = rest[0] + fn_arg_names = rest[1] body = rest[2] alines << "" @@ -35,7 +36,18 @@ def codegen_func_def(rest) alines << " sub_sp 1" when "set" lvar_name = stmt_rest[0] - val = stmt_rest[1] + + val = + case + when stmt_rest[1].is_a?(Integer) + stmt_rest[1] + when fn_arg_names.include?(stmt_rest[1]) + fn_arg_pos = fn_arg_names.index(stmt_rest[1]) + 2 + "[bp+#{fn_arg_pos}]" + else + raise not_yet_impl("set val", stmt_rest) + end + lvar_pos = lvar_names.index(lvar_name) + 1 alines << " cp #{val} [bp-#{lvar_pos}]" else
動かしてみます。
================================
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 ["push", 34]
12 ["call", 24]
14 ["add_sp", 1]
16 ["cp", "bp", "sp"]
19 ["pop", "bp"]
21 ["ret"]
22 ["label", "fn_sub"]
24 ["push", "bp"]
26 ["cp", "sp", "bp"]
29 ["sub_sp", 1]
31 ["cp", "[bp+2]", "[bp-1]"]
pc => 34 ["cp", "bp", "sp"]
37 ["pop", "bp"]
39 ["ret"]
---- memory (stack) ----
35 0
36 0
37 0
38 0
39 0
40 0
41 0
42 0
sp => 43 34 ... [bp-1] ローカル変数 a
bp => 44 47
45 14
46 34 ... [bp+2] 引数 arg1
47 49
48 2
49 0
["set", "a", "arg1"] を実行した直後の状態です。
うまく動いてますね。
「実際のコンピュータでもメモリからメモリへのコピーってできるんだっけ？」 というとこが気になりますが、 ここはいったんできるということにして進めます。 あとで確認するかも。
なんとなれば、レジスタを経由させて
cp arg1 reg_a cp reg_a a
とすれば回避できそうなどと考えつつ、とにかく進めます。
引数を2個渡す
さて、引数の参照部分もクリアできたので、 2個以上の引数でも動くようにしましょう。
vgtコードはこう。
// 19_func_args.vgt.json ["stmts" , ["func", "main" , [] , [ ["call", "fn_sub", 34, 56] // 引数 34, 56 を渡す ] ] , ["func", "fn_sub" , ["arg1", "arg2"] // 引数を arg1, arg2 として受け取る , [ ["var", "a"] , ["set", "a", "arg1"] , ["var", "b"] , ["set", "b", "arg2"] ] ] ]
call文を変換している部分が今どうなっているかというと、
when "call" fn_name, *fn_args = stmt_rest alines << " push #{fn_args[0]}" alines << " call #{fn_name}" alines << " add_sp #{fn_args.size}"
こうなっていて、 fn_args[0] だけを push しています。
ここを複数にしてやればよくて、ただし逆順に push する点に気をつける、と。
修正します。
--- a/vgcg.rb +++ b/vgcg.rb @@ -28,7 +28,9 @@ def codegen_func_def(rest) case stmt_head when "call" fn_name, *fn_args = stmt_rest - alines << " push #{fn_args[0]}" + fn_args.reverse.each {|fn_arg| + alines << " push #{fn_arg}" + } alines << " call #{fn_name}" alines << " add_sp #{fn_args.size}" when "var"
これだけですね。動かします。
================================
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 ["push", 56]
12 ["push", 34]
14 ["call", 26]
16 ["add_sp", 2]
18 ["cp", "bp", "sp"]
21 ["pop", "bp"]
23 ["ret"]
24 ["label", "fn_sub"]
26 ["push", "bp"]
28 ["cp", "sp", "bp"]
31 ["sub_sp", 1]
33 ["cp", "[bp+2]", "[bp-1]"]
36 ["sub_sp", 1]
38 ["cp", "[bp+3]", "[bp-2]"]
pc => 41 ["cp", "bp", "sp"]
44 ["pop", "bp"]
46 ["ret"]
---- memory (stack) ----
33 0
34 0
35 0
36 0
37 0
38 0
39 0
40 0
sp => 41 56 ... b
42 34 ... a
bp => 43 47
44 16
45 34 ... arg1
46 56 ... arg2
47 49
48 2
49 0
["set", "b", "arg2"] を実行した直後。
いいですね！
というわけで今回は引数渡しと、呼び出し先での参照ができるようになりました！！
