Работа с представлением GENERIC в gcc - часть 4

Вступление

Мы уже знаем как строить типичные языковые конструкции в терминах GENERIC и можем делать самые простые программки. Для возможности создания полноценного языка нам осталось только научиться работать с функциями. Этому и будет посвящена завершающая цикл заметка.

Работа с функциями подразумевает под собой следующие техники: создание функции (мы уже так делали), передача аргументов, чтение параметров, вызов. С некоторыми моментами мы уже сталкивались, но приведём их ещё раз для полноты описания.

Работа с функциями

Объявление функции

Из предыдущей заметки мы уже знаем как сделать простую заготовку, содержащую функцию main, теперь мы повторяем всё тоже самое и приступаем к новым примерам.

Код в gcc	Аналог на Си	GENERIC
//--------------------- Пример 1 // Создаём узел, представляющий тип const char * tree cnst_char_tree = build_pointer_type ( build_qualified_type (char_type_node, TYPE_QUAL_CONST)); tree * printf_params = new tree[1]; // Массив, содержащий параметры // Создаём параметр функции printf_params[0] = cnst_char_tree; // Создаём тип функции "int (const char , ...)" tree printf_fndecl_type = build_varargs_function_type_array ( integer_type_node, // Тип возврата 1, // Количество аргументов printf_params); // Массив с типами аргументов delete[] printf_params; // Создаём объявление функции "int printf(const char , ...);" tree printf_fndecl = build_fn_decl( "printf", // Символьное имя функции printf_fndecl_type); // Тип функции // Говорим что это объявление используется и его нельзя удалять DECL_PRESERVE_P (printf_fndecl) = 1; // Функция printf не должна иметь признака external DECL_EXTERNAL (printf_fndecl) = 0; // <-------------- Сюда будем добавлять код	`int printf(const int char *, ...);`	--------------------------- \| FUNCTION_DECL \| \| "printf" \| \| int (const char *, ...) \| ---------------------------

Как несложно догадаться, мы сделали объявление библиотечной функции printf, хотя аналогичным образом объявления даются и для собственных функций. Мы уже делали подобное в предыдущей части для функции main. Единственное интересное отличие - в данном случае наша функция имеет неопределённое количество аргументов, что выражается в использовании функции build_varargs_function_type_array.

Передача аргументов и вызов функции

А вот вызовом функций мы пока не занимались, попробуем что-либо напечатать:

Код в gcc	Аналог на Си	GENERIC
//--------------------- Пример 2 // Строим строковый литерал tree hello_str = build_string_literal ( 8, // Длина строки "Hello!\n"); // Строка // Строим выражение вызова tree call_stm = build_call_expr ( printf_fndecl, // Узел с вызываемой функцией 1, // Количество аргументов hello_str); // Узлы с аргументами // Добавляем выражение вызова в список append_to_statement_list ( call_stm, // Добавляемое выражение &stm_list); // Список выражений // <-------------- Сюда будем добавлять код	`printf("Hello!\n");`	--------------------------- \| "Hello" \| --------------------------- /--------------------------- \| CALL \|/ \| "printf" \| ---------------------------

В данном примере мы видим сразу несколько новых элементов. Во-первых это создание символьного литерала при помощи функции build_string_literal. Эта функция на вход принимает длину строки и непосредственно саму строку. Далее мы строим непосредственно вызов функции при помощи build_call_expr. Для этой функции мы указываем определение вызываемой функции, количество аргументов и непосредственно сами аргументы. В нашем случае это созданный символьный литерал. Разумеется, узел с вызовом следует не забывать добавить в список выражений.

Передача аргументов по указателю

Ещё одним важным элементом для вызова функции является передача аргументов по указателю. Рассмотрим как это делается на примере вызова функции scanf.

Код в gcc	Аналог на Си	GENERIC
//--------------------- Пример 3 tree * scanf_params = new tree[1]; // Массив, содержащий параметры // Создаём параметр функции scanf_params[0] = cnst_char_tree; // Создаём тип функции "int (const char , ...)" tree scanf_fndecl_type = build_varargs_function_type_array ( integer_type_node, // Тип возврата 1, // Количество аргументов scanf_params); // Массив с типами аргументов delete[] scanf_params; // Создаём объявление функции "int scanf(const char , ...);" tree scanf_fndecl = build_fn_decl( "scanf", // Символьное имя функции scanf_fndecl_type); // Тип функции // Говорим что это объявление используется и его нельзя удалять DECL_PRESERVE_P (scanf_fndecl) = 1; // Функция scanf не должна иметь признака external DECL_EXTERNAL (scanf_fndecl) = 0; // Строим строковый литерал с форматной строкой tree read_num_format = build_string_literal ( 3, // Длина строки "%d\0"); // Строка // Строим объявление переменной tree var_decl_1 = build_decl ( UNKNOWN_LOCATION, // Положение в исходном коде VAR_DECL, // Тип узла get_identifier("var1"), // Имя переменной integer_type_node); // Тип переменной // Указываем контекст переменной DECL_CONTEXT (var_decl_1) = main_fndecl; // Отмечаем что на переменную берётся адрес TREE_ADDRESSABLE (var_decl_1) = 1; // Строим узел взятия адреса переменной tree addr_expr = build1 ( ADDR_EXPR, // Тип узла build_pointer_type (integer_type_node), // Тип выражения var_decl_1); // Адресуемая переменная // Строим выражение вызова scanf tree call_stm_2 = build_call_expr ( scanf_fndecl, // Узел с вызываемой функцией 2, // Количество аргументов read_num_format, // Узлы с аргументами addr_expr); // Узлы с аргументами // Добавляем выражение вызова в список append_to_statement_list ( call_stm_2, // Добавляемое выражение &stm_list); // Список выражений // Строим строковый литерал с форматной строкой tree print_num_format = build_string_literal ( 9, // Длина строки "Num: %d\n"); // Строка // Строим выражение вызова tree call_stm_3 = build_call_expr ( printf_fndecl, // Узел с вызываемой функцией 2, // Количество аргументов print_num_format, // Узлы с аргументами var_decl_1); // Добавляем выражение вызова в список append_to_statement_list ( call_stm_3, // Добавляемое выражение &stm_list); // Список выражений	`int var_decl_1; scanf("%d", &var_decl_1); printf("Num: %d\n", var_decl_1);`	--------------------------- \| FUNCTION_DECL \| \| "scanf" \| \| int (const char *, ...) \| ----------------- --------------- --------------------------- \| "%d" \| \| VAR_DECL \| \ /----------------- /\| var1 \| ---------------------------/ / \| int \| \| CALL \| -----------------/ --------------- \| "scanf \|--\| ADDR_EXPR \| / --------------------------- ------------------- / \| / --------------------------- /------------------/ \| CALL \|/ \| "printf" \|\ ----------------- --------------------------- \\| "Num %d\n" \| -----------------

Большая часть кода нам хорошо знакома, поэтому обратим внимание только на новые детали. Взятие адреса переменной производится при помощи выражения с типом ADDR_EXPR. Для того чтобы это выражение отработало так как мы ожидаем, необходимо объявлению переменной выставить признак TREE_ADDRESSABLE. Без этого признака взять адрес переменной невозможно, в функцию будет поступать адрес копии этой переменной. Весь остальной код нам уже хорошо знаком и в пояснениях не нуждается.

Заключение

Это была последняя статья из серии работы с GENERIC в gcc. Эталонный код для неё можно взять здесь. Рассмотренного материала вполне хватит чтобы научить лицевую часть собственного компилятора взаимодействовать с gcc и использовать его в качестве оптимизатора и кодогенератора.

2020-09