C言語のコンパイル その２ コンバータのアルゴリズム
当面の目標
まず、簡単なプログラムをModasm形式にコンバートできるコンバータを作成する。その後、徐々に難しいプログラムをコンバートできるように拡張を行っていく。
まず最初に、以下のプログラムをコンパイルできることを目標とする。
#include<stdio.h>
int main(void) {
return 42;
}
これを、以下のコマンドを用いて
clang -S -emit-llvm main.c
LLVM IRファイルmain.llを作成する。
ここら辺の内容はこの記事を参考にした。 itchyny.hatenablog.com
自分の実行環境では以下のようになった。
; ModuleID = 'main.c'
target datalayout = "e-m:e-i64:64-f80:128-n8:16:32:64-S128"
target triple = "x86_64-pc-linux-gnu"
; Function Attrs: nounwind uwtable
define i32 @main() #0 {
%1 = alloca i32, align 4
store i32 0, i32* %1, align 4
ret i32 42
}
attributes #0 = { nounwind uwtable "disable-tail-calls"="false" "less-precise-fpmad"="false" "no-frame-pointer-elim"="true" "no-frame-pointer-elim-non-leaf" "no-infs-fp-math"="false" "no-nans-fp-math"="false" "stack-protector-buffer-size"="8" "target-cpu"="x86-64" "target-features"="+fxsr,+mmx,+sse,+sse2" "unsafe-fp-math"="false" "use-soft-float"="false" }
!llvm.ident = !{!0}
!0 = !{!"clang version 3.8.0-2ubuntu4 (tags/RELEASE_380/final)"}
このうち、コード部分を抜き出す。
define i32 @main() #0 {
%1 = alloca i32, align 4
store i32 0, i32* %1, align 4
ret i32 42
}
この記事を参考にし、以下のことがわかった。 LLVMでLLVM-IRを生成して眺める · GitHub
- 関数はdefine [戻り値の型] @ [関数名()] #0 {...}の形式で表す
- レジスタは%1,%2,...で表す
- alloca命令は静的なメモリ領域の確保を行っており、メモリアドレス(ポインタ)を返す。
- align 4によってメモリアドレスは4の倍数となっている必要がある。
- store命令はレジスタ値をメモリに書き込む
- ret命令は戻り値を表す。
- ret [型] [即値]
LLVM IR表現に出てくるすべての命令は、当然ながらLLVMの公式サイトに最も詳しい説明が載っている。 ちょくちょく参考にする必要がありそう。
LLVM Language Reference Manual — LLVM 8 documentation
以上から、コンバータを以下の構成とすることにした。
