From 1d108b9f236494a80d5204c2d9c835e522e972b8 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: MROS Date: Fri, 4 Oct 2024 23:34:15 +0800 Subject: [PATCH] =?UTF-8?q?=E7=B2=BE=E4=BA=94=E7=9C=9F=E8=A8=80=E7=94=9F?= =?UTF-8?q?=E6=88=90=E5=AF=A6=E4=BD=9C?= MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8 Content-Transfer-Encoding: 8bit --- ...37\350\250\200\347\224\237\346\210\220.md" | 143 ++++++++++++++++++ 1 file changed, 143 insertions(+) diff --git "a/book/\351\233\266\357\274\216\344\270\200\347\211\210/\347\262\276\344\272\224\347\234\237\350\250\200\347\224\237\346\210\220.md" "b/book/\351\233\266\357\274\216\344\270\200\347\211\210/\347\262\276\344\272\224\347\234\237\350\250\200\347\224\237\346\210\220.md" index 4b70f7e..55d2b87 100644 --- "a/book/\351\233\266\357\274\216\344\270\200\347\211\210/\347\262\276\344\272\224\347\234\237\350\250\200\347\224\237\346\210\220.md" +++ "b/book/\351\233\266\357\274\216\344\270\200\347\211\210/\347\262\276\344\272\224\347\234\237\350\250\200\347\224\237\346\210\220.md" @@ -170,3 +170,146 @@ sd t0, 0(sp) # sd 將 64 位元 t0 存到棧頂 add t0, t0, t1 sd t0, 0(sp) ``` + +## 實作 +以下展示一份精五真言生成的實作。 + +這是生成器的定義，其接收一個語法樹，把精五真言輸入到真言檔。變數集可以在符號檢查時取得。 +```rust +pub struct Ｏ真言生成器 { + 真言檔: File, + 語法樹: Ｏ語法樹, + 變數集: HashSet, +} + +impl Ｏ真言生成器 { + + pub fn 生成(&mut self) -> io::Result<()> { + self.生成數據段()?; + self.生成代碼段() + } + + ... +} +``` +真言生成分為「數據段」跟「代碼段」分開實作。 + +### 數據段（變數儲存） + +數據段的生成頗為簡單，為每個變數在 `.section .data` 製造一相應的標籤，以 `.quad` 指定 64 位元空間。 + +```rust +fn 生成數據段(&mut self) -> io::Result<()> { + writeln!(self.真言檔, ".section .data")?; + self.生成變數標籤() +} +fn 生成變數標籤(&mut self) -> io::Result<()> { + for 變數 in &self.變數集 { + writeln!(self.真言檔, "{}:", 變數)?; + // 初始值為 0 + // 初始值是多少不重要，通過符號檢查，代表每個變數使用前都會先賦值 + writeln!(self.真言檔, "\t.quad 0")?; + } + self.換行() +} +``` + +### （代碼段）運算 + +代碼段就相對複雜許多，原理已在前文解釋，道友們可閱讀註解來幫助理解。 + +這裡並沒有真的先轉換到後序表示法再生成代碼，而是對算術樹做後序遍歷的同時就把代碼給生成了。 + +```rust +fn 生成代碼段(&mut self) -> io::Result<()> { + writeln!(self.真言檔, ".section .text")?; + // 編譯器會將某些 .data 段的變數存放到 .sdata 段 + // .sdata 段的數據可以直接用 gp 暫存器的相對位址得到 + // 會快一個指令，但 gp 初始化需要導引 + // 因此此處採用 main 而非 _start + // gcc 編譯時不加 -nostdlib 參數，讓 gcc 生成 _start 協助引導 + writeln!(self.真言檔, ".global main")?; + self.換行()?; + writeln!(self.真言檔, "main:")?; + let 語法樹 = &self.語法樹; + + for 句 in &語法樹.句 { + match 句 { + Ｏ句::變數宣告(變數宣告) => Self::賦值(&mut self.真言檔, &變數宣告)?, + Ｏ句::算式(算式) => Self::計算(&mut self.真言檔, &算式)?, + } + } + writeln!(self.真言檔, "# 結束")?; + writeln!(self.真言檔, "\tli a7, 93")?; // RISCV Linux 中 exit 系統呼叫編號是 93 + writeln!(self.真言檔, "\tmv a0, t0")?; // a0 = t0 + writeln!(self.真言檔, "\tecall")?; // 執行系統呼叫 exit(t0) + Ok(()) +} + +fn 賦值(真言檔: &mut File, 變數宣告: &Ｏ變數宣告) -> io::Result<()> { + Self::計算(真言檔, &變數宣告.算式)?; + writeln!(真言檔, "# 賦值給 {}", &變數宣告.變數名)?; + writeln!(真言檔, "\tsd t0, {}, s1", &變數宣告.變數名) // 存入變數所在記憶體 +} + +// 計算結束後，結果置於 t0 +fn 計算(真言檔: &mut File, 算式: &Ｏ算式) -> io::Result<()> { + match 算式 { + Ｏ算式::二元運算(二元運算) => { + Self::計算(真言檔, 二元運算.左.as_ref())?; + Self::計算(真言檔, 二元運算.右.as_ref())?; + Self::二元運算(真言檔, &二元運算.運算子) + } + Ｏ算式::數字(數) => Self::數字入棧(真言檔, 數), + Ｏ算式::變數(變數) => Self::變數入棧(真言檔, 變數), + } +} +// 結束時，t0 = 數 +fn 數字入棧(真言檔: &mut File, 數: &i64) -> io::Result<()> { + writeln!(真言檔, "# {} 入棧", 數)?; + + writeln!(真言檔, "\taddi sp, sp, -8")?; // 增加棧 64 位元的空間 + writeln!(真言檔, "\tli t0, {}", 數)?; // 將 t0 設為「數」 + writeln!(真言檔, "\tsd t0, 0(sp)") // t0 放入棧頂 +} +// 結束時，t0 = 變數 +fn 變數入棧(真言檔: &mut File, 變數: &String) -> io::Result<()> { + writeln!(真言檔, "# 變數「{}」入棧", 變數)?; + + writeln!(真言檔, "\taddi sp, sp, -8")?; // 增加棧 64 位元的空間 + writeln!(真言檔, "\tld t0, {}", 變數)?; // t0 = *(i64*)變數 + writeln!(真言檔, "\tsd t0, 0(sp)") // t0 放入棧頂 +} +// 結束時，t0 = 二元運算結果 +fn 二元運算(真言檔: &mut File, 運算子: &Ｏ運算子) -> io::Result<()> { + writeln!(真言檔, "# {:?}", 運算子)?; + + writeln!(真言檔, "\tld t1, 0(sp)")?; // t1 = 棧頂 + writeln!(真言檔, "\taddi sp, sp, 8")?; // 縮小棧 + writeln!(真言檔, "\tld t0, 0(sp)")?; // t0 = 棧頂 + + match 運算子 { + Ｏ運算子::加 => { + writeln!(真言檔, "\tadd t0, t0, t1")?; + } + Ｏ運算子::減 => { + writeln!(真言檔, "\tsub t0, t0, t1")?; + } + Ｏ運算子::乘 => { + writeln!(真言檔, "\tmul t0, t0, t1")?; + } + Ｏ運算子::除 => { + writeln!(真言檔, "\tdiv t0, t0, t1")?; + } + } + + writeln!(真言檔, "\tsd t0, 0(sp)") // t0 放入棧頂 +} +``` + +### 組譯執行 + +``` +riscv64-unknown-elf-gcc {{target}}.S # 不加 -nostdlib 參數 +qemu-riscv64 a.out +```