/// <summary>
/// 文を評価しEmitします
/// </summary>
/// <param name="e">Statement</param>
void CompileStmt(IStmt e)
{
// インラインアセンブラ
// {name} でレジスタ値orラベル値を挿入可能
if (e.GetType() == typeof(Inline))
{
var inline = (Inline)e;
gval.Concat(lval).Concat(lfunc).ToArray().ForEach(x => inline.Text = inline.Text.Replace("{" + x.Key + "}", x.Value.ToString("X2")));
gfunc.ToArray().ForEach(x => inline.Text = inline.Text.Replace("{" + x.Key + "}", BitConverter.GetBytes(x.Value).Reverse().JoinToString("X2")));
var parse = inline.Text.Where(char.IsLetterOrDigit).JoinToString().Split(2);
ose.Emit(parse.Select(x => byte.Parse(x, System.Globalization.NumberStyles.HexNumber)).ToArray());
}
// 宣言、ロックするだけ
else if (e.GetType() == typeof(Declare))
{
var dec = (Declare)e;
var register = (dec.Type.GetType() == typeof(IntType) ? ose.LocalRegister : ose.LocalPegister).Lock();
(dec.Type.GetType() == typeof(IntType) ? lval : lfunc).Add(dec.Identity, register);
FulynOption.DebugWrite("local register " + dec.Identity + ":" + register.ToString("X2"));
}
// 代入
else if (e.GetType() == typeof(Subst))
{
var sub = (Subst)e;
var regs = sub.Expr.Type.GetType() == typeof(IntType) ? lval : lfunc;
var added = false;
// 存在しなかった場合はロック
if (!gval.Concat(lval).Any(x => x.Key == sub.Identity))
{
var isint = sub.Expr.Type.GetType() == typeof(IntType);
var register = (isint ? ose.LocalRegister : ose.LocalPegister).Lock();
regs.Add(sub.Identity, register);
FulynOption.DebugWrite("local register " + sub.Identity + ":" + register.ToString("X2"));
added = true;
}
CompileExpr(sub.Expr, returnto: (added ? regs : gval.Concat(lval).ToDictionary(_ => _.Key, _ => _.Value))[sub.Identity]);
// $だったらgoto funcend
if (sub.Identity == "$")
{
ose.EmitMacro(Macro.Goto, new MacroValues(to => funcend));
}
}
}
/// <summary>
/// IMember[] 列をEmitします
/// </summary>
/// <param name="ms">Members</param>
void CompileProg(IMember[] ms)
{
// main
var lab = ose.Labels.Lock();
var progend = ose.Labels.Lock();
gfunc.Add("main", lab);
FulynOption.DebugWrite("global entrypoint main: " + lab);
ose.EmitMacro(Macro.Call, new MacroValues(return_label => progend, func_label => lab));
foreach (var m in ms.Where(x => x.GetType() == typeof(Function) || (x.GetType() == typeof(Declare) && ((Declare)x).Identity != "main")))
{
// 関数
if (m.GetType() == typeof(Function))
{
CompileFunc((Function)m);
}
// グローバル変数
else if (m.GetType() == typeof(Declare))
{
var dec = (Declare)m;
if (dec.Type.GetType() == typeof(IntType))
{
var reg = ose.GlobalRegister.Lock();
gval.Add(dec.Identity, reg);
FulynOption.DebugWrite("global variable \"" + dec.Identity + "\": " + reg.ToString("X2"));
}
else
{
var label = ose.Labels.Lock();
gfunc.Add(dec.Identity, label);
FulynOption.DebugWrite("global func \"" + dec.Identity + "\": " + label);
}
}
}
}
/// <summary>
/// 式を評価し、結果が代入されたレジスタ番号を返す
/// 再帰し、再帰深度が深い順にEmitされる
/// returntoはresultレジスタの既定値を設定可能、省略で新規生成
/// </summary>
/// <param name="e">Expression</param>
/// <returns>Result register number</returns>
byte CompileExpr(IExpr e, bool isLocal = true, byte?returnto = null)
{
// _ と $ は特殊なので別処理
if (e.GetType() == typeof(Variable))
{
var val = (Variable)e;
if (val.Identity == "_" || val.Identity == "$")
{
return((byte)(returnsPointer ? 0x31 : 0x30));
}
}
// 使うレジスタ管理器
var resrpers = e.Type.GetType() == typeof(IntType) ? (isLocal ? ose.LocalRegister : ose.GlobalRegister)
: (isLocal ? ose.LocalPegister : ose.GlobalPegister);
// 使うレジスタDictionary
var resrpdic = e.Type.GetType() == typeof(IntType) ? (isLocal ? lval : gval) : lfunc;
// 返すレジスタ番号
var result = returnto == null?resrpers.Lock() : (byte)returnto;
// 整数リテラル
// 再帰はリテラルで帰結する
if (e.GetType() == typeof(IntLiteral))
{
ose.Emit(OSECode6.LoadImm, result, ((IntLiteral)e).Value);
}
// ラムダリテラル
else if (e.GetType() == typeof(LambdaLiteral))
{
var lambda = (LambdaLiteral)e;
var lambdalab = ose.Labels.Lock();
var lambdaend = ose.Labels.Lock();
var args = lambda.Args.Zip(lambda.Type.ArgsType, Tuple.Create).ToArray();
var locals = args.Select(x => (x.Item2.GetType() == typeof(IntType) ? ose.LocalRegister : ose.LocalPegister).Lock()).ToArray();
ose.Emit(OSECode6.PLoadImm, result, lambdalab);
ose.EmitMacro(Macro.Goto, new MacroValues(to => lambdaend));
ose.Emit(OSECode6.Label, 0x01, lambdalab);
ose.Emit(0x3C, 0x00, 0x20, 0x20, 0x00, 0x00, 0x00);
ose.FuncRegister.Local(); ose.FuncPegister.Local();
var zipped = args.Zip(locals, Tuple.Create);
foreach (var arg in zipped)
{
FulynOption.DebugWrite("lambda arg " + arg.Item1.Item1 + ": " + arg.Item2);
ose.Emit(arg.Item1.Item2.GetType() == typeof(IntType) ? OSECode3.Copy : OSECode3.PCopy, arg.Item2, (arg.Item1.Item2.GetType() == typeof(IntType) ? ose.FuncRegister : ose.FuncPegister).Lock());
(arg.Item1.Item2.GetType() == typeof(IntType) ? lval : lfunc).Add(arg.Item1.Item1, arg.Item2);
}
CompileExpr(lambda.Expr, returnto: (byte)(lambda.Expr.Type.GetType() == typeof(IntType) ? 0x30 : 0x31));
ose.Emit(0x3D, 0x00, 0x20, 0x20, 0x00, 0x00, 0x00);
ose.EmitMacro(Macro.PGoto, new MacroValues(), 0x30);
ose.Emit(OSECode6.Label, 0x01, lambdaend);
ose.FuncRegister.Unlocal(); ose.FuncPegister.Unlocal();
args.Select(x => (x.Item2.GetType() == typeof(IntType) ? ose.LocalRegister : ose.LocalPegister)).Zip(locals, Tuple.Create).ForEach(x => x.Item1.Free(x.Item2));
zipped.ForEach(x => (x.Item1.Item2.GetType() == typeof(IntType) ? lval : lfunc).Remove(x.Item1.Item1));
}
// 呼び出し
else if (e.GetType() == typeof(Call))
{
var call = (Call)e;
// Pxxの場合、CallマクロではなくPCallマクロ
var isPointer = lfunc.Any(x => x.Key == call.Identity);
ose.FuncRegister.Local(); ose.FuncPegister.Local();
// 引数の式を再帰評価し、引数レジスタに代入
// まだEmitしていないので深度が深いほど先にEmitされる
var argsreg = call.Args.Select(x => (x.Type.GetType() == typeof(IntType) ? ose.LocalRegister : ose.LocalPegister).Lock()).Zip(call.Args, Tuple.Create).ToArray();
foreach (var reg in argsreg)
{
CompileExpr(reg.Item2, isLocal, reg.Item1);
}
// 引数をR30 ~ R3B, P30 ~ P3Bに代入
foreach (var reg in argsreg)
{
if (reg.Item2.Type.GetType() == typeof(IntType))
{
ose.Emit(OSECode3.Copy, ose.FuncRegister.Lock(), reg.Item1);
}
else
{
ose.Emit(OSECode3.PCopy, ose.FuncPegister.Lock(), reg.Item1);
}
}
// 呼び出しをEmit
if (isPointer)
{
ose.Emit(OSECode3.PCopy, 0x1F, 0x30);
ose.EmitMacro(Macro.PCall, new MacroValues(return_label => ose.Labels.Lock()), lfunc.First(x => x.Key == call.Identity).Value);
ose.Emit(OSECode3.PCopy, 0x30, 0x1F);
}
else
{
ose.Emit(OSECode3.PCopy, 0x1F, 0x30);
ose.EmitMacro(Macro.Call, new MacroValues(return_label => ose.Labels.Lock(), func_label => gfunc.First(x => x.Key == call.Identity).Value));
ose.Emit(OSECode3.PCopy, 0x30, 0x1F);
}
// 引数レジスタはもう使用しないので、全解放
argsreg.ForEach(x => (x.Item2.Type.GetType() == typeof(IntType) ? ose.LocalRegister : ose.LocalPegister).Free(x.Item1));
ose.FuncRegister.Unlocal(); ose.FuncPegister.Unlocal();
// 結果をreturnレジスタにコピー、戻り値はR30 or P31に入ってくる
ose.Emit(call.Type.GetType() == typeof(IntType) ? OSECode3.Copy : OSECode3.PCopy, result, call.Type.GetType() == typeof(IntType) ? (byte)0x30 : (byte)0x31);
}
// パターンマッチ
// ラベルをたくさんたべるよ！
else if (e.GetType() == typeof(Match))
{
var match = (Match)e;
// true-falseか、hoge-piyo-otherwiseかを調べる
var isIf = match.Otherwise == null;
// マッチ対象を再帰評価
var expr = CompileExpr(match.Expr, isLocal);
// true-falseの時
if (isIf)
{
// マッチ終了ラベル
var endif = ose.Labels.Lock();
// true処理開始 : thenラベル
var then = ose.Labels.Lock();
// trueならばthenラベルに飛ぶ
// こういう処理なのは、右辺を評価した時に命令数が膨れ上がってもいいように
ose.Emit(OSECode2.Cond, expr);
ose.EmitMacro(Macro.Goto, new MacroValues(to => then));
// false時の右辺を評価し、resultにコピー
CompileExpr(match.Cases.First(x => (x.Item1 as Variable) != null && (x.Item1 as Variable).Identity == "false").Item2, isLocal, result);
// マッチ終了へ
ose.EmitMacro(Macro.Goto, new MacroValues(to => endif));
// thenラベル
ose.Emit(OSECode6.Label, 0x01, then);
// true時の右辺を評価し、resultにコピー
CompileExpr(match.Cases.First(x => (x.Item1 as Variable) != null && (x.Item1 as Variable).Identity == "true").Item2, isLocal, result);
// マッチ終了
ose.Emit(OSECode6.Label, 0x01, endif);
}
// hoge-piyo-otherwiseの時
else
{
// マッチ型のレジスタ管理器
var matchreg = match.Type.GetType() == typeof(IntType) ? ose.LocalRegister : ose.LocalPegister;
// マッチ終了ラベル
var endmatch = ose.Labels.Lock();
// otherwiseラベル
var otherwise = ose.Labels.Lock();
// 各ケース用ラベル
var cases = Enumerable.Range(0, match.Cases.Length).Select(x => ose.Labels.Lock()).ToArray();
// マッチ用テンポラリレジスタ1: 結果用
var temp = matchreg.Lock();
// マッチ用テンポラリレジスタ2: 比較用
var ismatch = ose.LocalRegister.Lock();
// 分岐部分
foreach (var x in match.Cases.Zip(cases, Tuple.Create))
{
// ケースの左辺を評価
var left = CompileExpr(x.Item1.Item1, isLocal, temp);
// exprとtempを比較し、ismatchに代入
ose.Emit(match.Type.GetType() == typeof(IntType) ? OSECode4.CompEq : OSECode4.PCompEq, ismatch, temp, expr);
// 評価
ose.Emit(OSECode2.Cond, ismatch);
// ケースのラベルに飛ぶ
ose.EmitMacro(Macro.Goto, new MacroValues(to => x.Item2));
}
// どれにもマッチしなかったらotherwiseに飛ぶ
ose.EmitMacro(Macro.Goto, new MacroValues(to => otherwise));
// 評価部分
foreach (var x in match.Cases.Zip(cases, Tuple.Create))
{
// ケースのラベル
ose.Emit(OSECode6.Label, 0x01, x.Item2);
// 右辺を評価し、resultにコピー
CompileExpr(x.Item1.Item2, isLocal, result);
// マッチ終了へ
ose.EmitMacro(Macro.Goto, new MacroValues(to => endmatch));
}
// otherwise
ose.Emit(OSECode6.Label, 0x01, otherwise);
// otherwise時の右辺を評価し、resultにコピー
CompileExpr(match.Otherwise, isLocal, result);
// マッチ終了
ose.Emit(OSECode6.Label, 0x01, endmatch);
// テンポラリレジスタを解放
matchreg.Free(temp);
ose.LocalRegister.Free(ismatch);
}
// マッチ対象式のレジスタはもう使用しないので、解放
(match.Expr.Type.GetType() == typeof(IntType) ? (isLocal ? ose.LocalRegister : ose.GlobalRegister)
: (isLocal ? ose.LocalPegister : ose.GlobalPegister)
).Free(expr);
}
// 変数
else if (e.GetType() == typeof(Variable))
{
var val = (Variable)e;
resrpdic = e.Type.GetType() == typeof(IntType) ? (lval.Keys.Contains(val.Identity) ? lval : gval) : lfunc;
var reg = resrpdic.First(x => x.Key == val.Identity).Value;
// returnレジスタにコピー
ose.Emit(e.Type.GetType() == typeof(IntType) ? OSECode3.Copy : OSECode3.PCopy, result, reg);
}
return(result);
}
/// <summary>
/// 関数をEmitします
/// </summary>
/// <param name="f">Function</param>
void CompileFunc(Function f)
{
// 関数のラベル
var labelnum = gfunc.First(x => x.Key == f.Identity).Value;
funcend = ose.Labels.Lock();
var tailcalab = 0;
if (f.TailCall)
{
tailcalab = ose.Labels.Lock();
}
FulynOption.DebugWrite("\nfunction: " + f.Identity);
// 関数の始まり
ose.EmitMacro(Macro.FuncStart, new MacroValues(label => labelnum));
// TailCall
if (f.TailCall)
{
ose.Emit(OSECode6.Label, 0x01, tailcalab);
gfunc[f.Identity] = tailcalab;
}
// 引数をDictionaryに加える
if (f.Identity != "main")
{
f.Args.Zip(f.Type.ArgsType, Tuple.Create).ToArray().ForEach(x =>
{
var areg = (x.Item2.GetType() == typeof(IntType) ? ose.FuncRegister : ose.FuncPegister).Lock();
var locopy = (x.Item2.GetType() == typeof(IntType) ? ose.LocalRegister : ose.LocalPegister).Lock();
ose.Emit(x.Item2.GetType() == typeof(IntType) ? OSECode3.Copy : OSECode3.PCopy, locopy, areg);
(x.Item2.GetType() == typeof(IntType) ? lval : lfunc).Add(x.Item1, locopy);
});
}
// ポインタを返すか
returnsPointer = f.Type.GetType() != typeof(IntType);
// ローカルに_と$を追加
// これで自動で戻り値が返される
lfunc.Add("_", 0x31); lfunc.Add("$", 0x31);
lval.Add("_", 0x30); lval.Add("$", 0x30);
// 引数レジスタは破壊可能なので全部解放
ose.FuncRegister.Reset(); ose.FuncPegister.Reset();
// 文をコンパイル
f.Stmts.ToArray().ForEach(x => CompileStmt(x));
// ローカルを空にする
ose.LocalRegister.Reset();
ose.LocalPegister.Reset();
lfunc.Clear(); lval.Clear();
gfunc[f.Identity] = labelnum;
// 関数の終わり
ose.Emit(OSECode6.Label, 0x01, funcend);
ose.EmitMacro(Macro.FuncEnd);
FulynOption.DebugWrite("end: " + f.Identity);
}
public static void Main(string[] args)
{
if (args.Length == 0)
{
Console.WriteLine(
@"Usage:
fulyn [options] [filenames]
Options:
--output, -o [path] ... set output file name
--silent, -s ... silent mode
--readable, -r ... show binary more readable(compile a little slowly)");
return;
}
var list = new List <string>(args);
var output = "a.out";
var executePath = Path.GetDirectoryName(System.Reflection.Assembly.GetEntryAssembly().Location);
list.ToArray().ForEach(x =>
{
if ((x.Contains("--output") || x.Contains("-o")) && x.Contains("="))
{
output = x.Replace("--output", "").Replace("-o", "").Replace(" ", "").Replace("=", "");
list.Remove(x);
}
else if (x.Contains("--silent") || x.Contains("-s"))
{
FulynOption.SilentMode = true;
list.Remove(x);
}
else if (x.Contains("--readable") || x.Contains("-r"))
{
FulynOption.ReadableMode = true;
list.Remove(x);
}
});
if (!new[] { Path.Combine(Environment.CurrentDirectory, "stdlib.fl"), Path.Combine(executePath, "stdlib.fl") }.Any(File.Exists))
{
Console.WriteLine("fatal: Couldn't find stdlib.fl in " + Path.Combine(Environment.CurrentDirectory, "stdlib.fl") + " or " + Path.Combine(executePath, "stdlib.fl"));
return;
}
var code = list.Concat(new [] { "stdlib.fl" })
.Select(x => new[] { Path.Combine(Environment.CurrentDirectory, x), Path.Combine(executePath, x) }.First(File.Exists))
.Reverse()
.Select(x => from a in File.OpenRead(x).ToUsing()
from b in new StreamReader(a).ToUsing()
select b.ReadToEnd())
.JoinToString("\n")
.Replace(" ", "")
.Replace("\r", "")
.Replace("\t", "")
.Split('\n');
File.Delete(output);
FulynOption.DebugWrite("compile log:");
var cmp = new FulynCompiler(output);
cmp.Parse(code);
cmp.Compile();
}
