Compilation de (+ 2 3) (avec plus ou moins de succès...)

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Georges Dupéron 2011-01-13 21:10:28 +01:00
parent 24d1d7cec5
commit b221526cb7

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@ -1,5 +1,5 @@
(require 'match "match")
(require 'util "util")
(require 'util "util") ;; split-bytes & d'autres
(require 'squash-lisp "implementation/squash-lisp")
;; TODO !! ATTENTION !! Quand onc récupère des données qui font 1 octet de large, en fait on récupère 4 octets !
@ -34,7 +34,8 @@
(defvar *res-asm-constants* nil)
(defun type-number (type)
(position type '(captured-var fixnum bignum symbol string cons nil)))
(or (position type '(nil fixnum bignum symbol string cons closure-object captured-var))
(error "type-number : unknown type : ~a" type)))
(defun error-code (err)
(position err '(normal-exit
@ -45,7 +46,10 @@
(match (label $$ $n) expr)))
(defun immutable-assembly-place-p (expr)
(match (constant (? assembly-label-or-number-p)) expr))
(cond-match
expr
((constant (? assembly-label-or-number-p)) t)
((register (? (member x '(ip)))) t)))
(defun mutable-assembly-place-p (expr)
(cond-match
@ -53,10 +57,14 @@
((register (? (member x '(r0 r1 r2 sp bp fp)))) t)
((constant (? assembly-label-or-number-p)) t)
((memory (? assembly-label-or-number-p)) t)
((indexed (? assembly-label-or-number-p)) t)
((indexed (? assembly-label-or-number-p)
(? (member x '(r0 r1 r2 sp bp fp))))
t)
((indirect-register (? (member x '(r0 r1 r2 sp bp fp)))) t)
((indirect-constant (? assembly-label-or-number-p)) t)
((indirect-indexed $n (? (member x '(r0 r1 r2 sp bp fp)))) t)))
((indirect-indexed (? assembly-label-or-number-p)
(? (member x '(r0 r1 r2 sp bp fp))))
t)))
(defun assembly-place-p (expr)
(or (immutable-assembly-place-p expr)
@ -66,14 +74,17 @@
(cond-match
expr
((mov :src $ap :dst $map) t)
((movb :src $ap :dst $map) t)
((push :src $ap) t)
((pop :dst $map) t)
((jmp :to $ap) t)
(((? (member x '(jmp jeq jpp jpg jpe jge jne))) :to $ap) t)
((add :src $ap :dst $map) t)
((sub :src $ap :dst $map) t)
((call :fun $ap) t)))
((cmp :src1 $ap :src2 $ap) t)
(((? or (eq x 'db) (eq x 'dl)) (constant (? assembly-label-or-number-p))))
((halt) t)))
(defun compilo-check (asm)
(defun compilo-check-0 (asm)
(let ((non-empty nil)
(etiquettes nil)
(res nil))
@ -92,14 +103,14 @@
(setq non-empty t)
t)
(progn
(warn "compilo-check : this should not be here : ~a" asm)
(warn "compilo-check-0 : this should not be here :~&~w" asm)
nil))))))
(setq res (compilo-check-1 asm)))
(unless non-empty
(warn "compilo-check : Le code assembleur est vide ! Il n'y a aucune instruction.")
(warn "compilo-check-0 : Le code assembleur est vide ! Il n'y a aucune instruction.")
(setq res nil))
(unless (match (section (? $$ (member x *asm-sections*)) . @) asm)
(warn "compilo-check : malformed top-level assembly structure.")
(warn "compilo-check-0 : malformed top-level assembly structure.")
(setq res nil))
res))
@ -109,17 +120,22 @@
(labels ((flatten-asm-1 (asm)
(cond-match
asm
((section :sec $$ :body)
((section :sec $$ :body _*)
(setq current (assoc sec res))
(unless current
(error "flatten-asm : invalid section : ~a" sec)))
(error "flatten-asm : invalid section : ~w" sec))
(mapcar #'flatten-asm-1 body))
((label :nice-name $$ :number $n)
(push asm (cdr current)))
((:mnemonique $$ :args $ap*)
(push asm current)))))
(push asm (cdr current)))
(_
(error "flatten-asm : assertion failed ! this should not be here :~&~w" asm)))))
(flatten-asm-1 asm))
(apply #'append (mapcar (lambda (x) (cons (list 'section (car x)) (reverse (cdr x)))) res))))
(defmacro with-label (l* &rest body)
`(let ,(mapcar (lambda (l) `(,(car l) (code-label (make-symbol (string ,(cdr l)))))) l*)
`(let ,(mapcar (lambda (l) `(,(car l) (code-label (make-symbol (string ,(cadr l)))))) l*)
,@body))
(defun compilo-init (main)
@ -129,18 +145,17 @@
;; TODO : fonctions : (do-gc param;r0=taille heap nécessaire, doit conserver tous les registres à l'identique.)
;; TODO : fonctions : (do-gc-redim-heap param:r0=supplément stack à allouer (au minimum). Doit préserver r1 (ou bien on peut affecter bottom-stack dans cette fonction))
;; TODO : root-set-gc (la liste de symboles, principalement).
(push ,(syslabel nil)) ;; closure
(push ,(syslabel nil)) ;; paramètres
(push (constant ,(syslabel nil))) ;; paramètres
(push (constant ,(syslabel nil))) ;; closure
(push (register ip))
(jmp ,(code-label main))
(jmp (constant ,(code-label main)))
,(syslabel 'end-halt)
(mov (constant ,(error-code 'normal-exit)) (register r0))
(halt))) ;; TODO : dépendant de vm / os
(defun compilo-alloc-tas (size)
(defun compilo-alloc-tas ()
"param:r1=taille à allouer, «returns» allocated adress in r0, clobbers r1"
(with-label ((l-do-gc 'jump-dest-do-gc)
(l-alloc))
(with-label ((l-alloc 'jump-dest-alloc))
`(section code
,(syslabel 'alloc-tas)
(push (register r2))
@ -149,9 +164,8 @@
(mov (memory ,(syslabel 'max-top-heap)) (register r2))
(cmp (register r0) (register r2))
(jpp (constant ,l-alloc))
,l-do-gc
(push ip)
(jmp (constant ,(syslabel do-gc)))
(jmp (constant ,(syslabel 'do-gc)))
,l-alloc
(mov (register r0) (memory ,(syslabel 'top-heap)))
(sub (register r1) (register r0)) ;; sens de la soustraction
@ -159,10 +173,9 @@
(pop (register r1))
(jmp (register r1)))))
(defun compilo-alloc-pile (size)
(defun compilo-alloc-pile ()
"param:r0=size, «returns» nothing, clobbers r0"
(with-label ((l-do-gc 'jump-dest-do-gc)
(l-alloc))
(with-label ((l-alloc 'jump-dest-alloc))
`(section code
,(syslabel 'alloc-pile)
(push (register r1))
@ -172,9 +185,8 @@
(mov (memory ,(syslabel 'min-bottom-stack)) (register r2))
(cmp (register r1) (register r2))
(jpg (constant ,l-alloc))
,l-do-gc
(push ip)
(jmp (constant ,(syslabel do-gc-redim-heap)))
(jmp (constant ,(syslabel 'do-gc-redim-heap)))
,l-alloc
(mov (register r1) (memory ,(syslabel 'bottom-stack)))
(pop (register r2))
@ -190,78 +202,78 @@
(defun compilo-encode-constant (val)
;; TODO !
(cond
;; fixnum
;; fixnum
((and (numberp val) (<= val *asm-max-fixnum*))
(with-label ((l 'fixnum-constant))
(push (section data
,l
(db-type 'fixnum)
(dl (constant num)))
(push `(section data
,l
,(db-type 'fixnum)
(dl (constant ,val)))
*res-asm-constants*)
l))
;; bignum
((and (numberp val) (> val *asm-max-fixnum*))
(with-label ((l 'bignum-constant))
(push (section data
,l
(db-type 'bignum)
,@(let ((lst (split-bytes val (+ 1 *asm-fixnum-size*))))
(mapcar (lambda (x) `(dl (constant ,x)))
(cons (length lst) lst))))
*res-asm-constants*)
l))
;; string
((stringp val)
(with-label ((l 'string-constant))
(push (section data
,l
(db-type 'string)
(dl (constant ,(length val)))
,@(map 'list (lambda (x) `(dl (constant ,(char-code x)))) val))
*res-asm-constants*)
l))
;; nil
((null val)
(syslabel nil))
;; symbol
((symbolp val)
(let ((l (global-label-symbol val)))
(push (section data
,l
(db-type 'symbol)
(dl (constant ,(compilo-encode-constant (string val)))) ;; pointeur vers nom du symbole
(dl (constant ,(syslabel nil))) ;; intern ? ;; TODO !!!!!!!
(dl (constant ,(syslabel nil))) ;; fdefinition ;; TODO
(dl (constant ,(syslabel nil))) ;; global value
(dl (constant ,(syslabel nil)))) ;; plist
*res-asm-constants*)
l))
;; array
((arrayp val)
(with-label ((l 'cons-cell-constant))
(push (section data
,l
(db-type 'array)
(dl (constant ,(length val)))
,@(map 'list (lambda (x) `(dl (constant ,(compilo-encode-constant x)))) val))
*res-asm-constants*)
l))
;; cons
((consp val)
(with-label ((l 'cons-cell-constant))
(push (section data
,l
(db-type 'cons)
(dl (constant ,(compilo-encode-constant (car val))))
(dl (constant ,(compilo-encode-constant (cdr val)))))
*res-asm-constants*)
l))))
;; bignum
((and (numberp val) (> val *asm-max-fixnum*))
(with-label ((l 'bignum-constant))
(push `(section data
,l
,(db-type 'bignum)
,@(let ((lst (split-bytes val (+ 1 *asm-fixnum-size*))))
(mapcar (lambda (x) `(dl (constant ,x)))
(cons (length lst) lst))))
*res-asm-constants*)
l))
;; string
((stringp val)
(with-label ((l 'string-constant))
(push `(section data
,l
,(db-type 'string)
(dl (constant ,(length val)))
,@(map 'list (lambda (x) `(dl (constant ,(char-code x)))) val))
*res-asm-constants*)
l))
;; nil
((null val)
(syslabel nil))
;; symbol
((symbolp val)
(let ((l (global-label-symbol val)))
(push `(section data
,l
,(db-type 'symbol)
(dl (constant ,(compilo-encode-constant (string val)))) ;; pointeur vers nom du symbole
(dl (constant ,(syslabel nil))) ;; intern ? ;; TODO !!!!!!!
(dl (constant ,(syslabel nil))) ;; fdefinition ;; TODO
(dl (constant ,(syslabel nil))) ;; global value
(dl (constant ,(syslabel nil)))) ;; plist
*res-asm-constants*)
l))
;; array
((arrayp val)
(with-label ((l 'cons-cell-constant))
(push `(section data
,l
,(db-type 'array)
(dl (constant ,(length val)))
,@(map 'list (lambda (x) `(dl (constant ,(compilo-encode-constant x)))) val))
*res-asm-constants*)
l))
;; cons
((consp val)
(with-label ((l 'cons-cell-constant))
(push `(section data
,l
,(db-type 'cons)
(dl (constant ,(compilo-encode-constant (car val))))
(dl (constant ,(compilo-encode-constant (cdr val)))))
*res-asm-constants*)
l))))
(defun compilo-2 (expr variables)
"Vérifie si expr est bien un résultat valable de squash-lisp-1.
@ -280,7 +292,7 @@ Attention : il y a quelques invariants qui ne sont pas présents dans cette vér
(cmp (register r0) (constant ,(syslabel nil)))
(jeq ,after-if)
,(compilo-3 si-vrai)
(jmp ,after-else)
(jmp (constant ,after-else))
,after-if
,(compilo-3 si-faux)
,after-else)))
@ -321,7 +333,7 @@ Attention : il y a quelques invariants qui ne sont pas présents dans cette vér
(jmp (constant ,(syslabel 'find-unwind-destination))) ;; renvoie le haut de la pile dans r1. TODO ATTENTION À LA PLACE PRISE PAR LE PUSH
(mov (register sp) (memory ,(syslabel 'singleton-unwind-destination)))
(mov (register r1) (register sp)) ;; On remonte en haut de la pile
(jmp (constant ,(syslabel start-unwind)))))
(jmp (constant ,(syslabel 'start-unwind)))))
((unwind-for-tagbody :object _ :post-unwind-code _)
(with-label ((l-post-unwind-code 'post-unwind-code))
@ -341,7 +353,7 @@ Attention : il y a quelques invariants qui ne sont pas présents dans cette vér
((jump-label :name $$)
`(section code ,(code-label name)))
((jump :dest $$)
`(section code (jmp ,(code-label name))))
`(section code (jmp (constant ,(code-label dest)))))
;; TODO : cas particulier funcall car
;; TODO : cas particulier funcall cdr
((funcall :fun _ :params _*)
@ -380,10 +392,10 @@ Attention : il y a quelques invariants qui ne sont pas présents dans cette vér
,@(loop
for i in (cdr params)
append `((push (register r1)) ;; (r1 vaut old-cons)
(compilo-3 param-i)
,(compilo-3 i)
(push (register r0)) ;; (r0 vaut la valeur du paramètre)
;; alloc-tas 1+4+4 bytes of memory for a cons
(mov (constant ,(+ 1 4 4)) r1)
(mov (constant ,(+ 1 4 4)) (register r1))
(push (register ip))
(jmp (constant ,(syslabel 'alloc-tas)))
;; set cons type byte :
@ -400,13 +412,13 @@ Attention : il y a quelques invariants qui ne sont pas présents dans cette vér
(mov (register r0) (register r1))))
;; On calcule la fonction :
(compilo-3 fun)
,(compilo-3 fun)
;; Facultatif :
;; On teste si le premier octet de *r0 est bien closure-object (sait-on jamais…)
(mov (indirect-register r0) (register r1))
(cmp (constant ,(type-number 'closure-object)) (register r1))
(jneq (constant ,(syslabel 'invalid-closure-object)))
(jne (constant ,(syslabel 'invalid-closure-object)))
;; Fin facultatif
;; On récupère la closure
@ -418,15 +430,18 @@ Attention : il y a quelques invariants qui ne sont pas présents dans cette vér
;; On appelle la fonction
(push (register ip))
(jmp (register r0))))
(every #'compilo-2 (cons fun params)))
((quote :val _)
(compilo-encode-constant val))
((get-var :name $$)
`(section code (mov (indexed ,(cdr (assoc name variables)) (register bp)) (register r0))))
(let ((assoc (assoc name variables)))
(unless assoc (error "compilo-3 : get-var sur ~a, mais n'est pas présente dans les variables:~&~a" name variables))
`(section code (mov (indexed ,(cdr assoc) bp) (register r0)))))
((setq :name $$ :value _)
`(section code
,(compilo-3 value)
(mov (register r0) (indexed ,(cdr (assoc name variables)) (register bp)))))
(let ((assoc (assoc name variables)))
(unless assoc (error "compilo-3 : setq sur ~a, mais n'est pas présente dans les variables:~&~a" name variables))
`(section code
,(compilo-3 value)
(mov (register r0) (indexed ,(cdr assoc) bp)))))
((fdefinition (quote :name $$))
`(section code (mov (memory ,(global-label-function name)) (register r0))))
((symbol-value (quote :name $$))
@ -436,11 +451,18 @@ Attention : il y a quelques invariants qui ne sont pas présents dans cette vér
,(compilo-3 value)
(mov (register r0) (memory ,(global-label-variable name)))))
((make-closure :fun $$ :vars $$*)
;; On alloue 1+4+4 octets pour un objet closure
;; set type = closure-object
;; set mot1 = adresse de la fonction
;; set mot2 = on construit une liste de longueur (length vars) en la remplissant avec les valeurs des vars.
t)
`(section code
;; On alloue 1+4+4 octets pour un objet closure
(mov (constant ,(+ 1 4 4)) (register r1))
(push (register ip))
(jmp (constant ,(syslabel 'alloc-tas)))
;; set type = closure-object
(movb (constant ,(type-number 'captured-var)) (indirect-register r0))
;; set mot1 = adresse de la fonction
(mov (constant ,(global-label-variable fun)) (indexed 1 r0))
;; set mot2 = on construit une liste de longueur (length vars) en la remplissant avec les valeurs des vars.
;; TODO !!!
))
((make-captured-var :name $$)
`(section code
;; allouer 5 octets
@ -448,78 +470,93 @@ Attention : il y a quelques invariants qui ne sont pas présents dans cette vér
(push ip)
(jmp (constant ,(syslabel 'alloc-tas))) ;; => adresse dans r0
;; affecter le pointeur à la variable
(mov (register r0) (indexed ,(cdr (assoc name variables)) (register bp)))
,(let ((assoc (assoc name variables)))
(unless assoc (error "compilo-3 : make-captured-var sur ~a, mais n'est pas présente dans les variables:~&~a" name variables))
`(mov (register r0) (indexed ,(cdr assoc) bp)))
;; affecter le type captured-var au premier
(movb (constant ,(type-number 'captured-var)) (indirect-register r0))
;; affecter le pointeur nil aux 4 suivants
(mov (constant ,(global-label-symbol nil)) (indirect-register r0))))
((get-captured-var :name $$)
`(section code
(mov (indexed ,(cdr (assoc name variables)) (register bp)) (register r0))
(mov (indexed 1 (register r0)) (register r0)))) ;; Pas de test de type
(let ((assoc (assoc name variables)))
(unless assoc (error "compilo-3 : get-captured-var sur ~a, mais n'est pas présente dans les variables:~&~a" name variables))
`(section code
(mov (indexed ,(cdr assoc) bp) (register r0))
(mov (indexed 1 (register r0)) (register r0))))) ;; TODO ! actuellement : Pas de test de type
((set-captured-var :name $$ :value _)
`(section code
,(compilo-3 value)
(mov (indexed ,(cdr (assoc name variables)) (register bp)) (register r1))
(mov (register r0) (indexed 1 (register r1)))))
(let ((assoc (assoc name variables)))
(unless assoc (error "compilo-3 : set-captured-var sur ~a, mais n'est pas présente dans les variables:~&~a" name variables))
`(section code
,(compilo-3 value)
(mov (indexed ,(cdr assoc) bp) (register r1))
(mov (register r0) (indexed 1 (register r1))))))
(_
(warn "compilo-3: Assertion failed ! This should not be here : ~w" expr)
(warn "compilo-3: Assertion failed ! This should not be here :~&~w" expr)
nil))))
(compilo-3 expr)))
(defun compilo-1 (expr)
(match
(top-level :main $$ (progn (set :names $$ (lambda (:closure-names $$ &rest :params-names $$) (get-var $$) (get-var $$) (let :vars ($$*) :bodys _)))*))
(cond-match
expr
(loop
for name in names
and closure-name in closure-names
and params-name in params-names
and var in vars
and body in bodys
for nbvars = (length var)
collect `(section code
,(code-label name)
;; +1 pour les paramètres (non)
;; +1 pour la closure (non)
;; TODO : + autant que nécessaire pour les différents funcall et unwind
;; +1 pour le bp
;; +1 pour le begin-frame
;; +1 pour le marker-end-frame
(mov (constant ,(+ 3 nbvars)) (register r0))
(push (register ip)) ;; call
(mov (register sp) (register r0)) ;; begin-frame : Va avec le marker-end-frame
(push (register bp))
(mov (register sp) (register bp))
(add (constant ,nbvars) (register sp))
(push (register r0)) ;; Permet à unwind de sauter directement jusqu'au begin-frame.
(push (constant ,(syslabel 'marker-end-frame)))
(jmp (constant ,(syslabel 'reserve-stack))) ;; lance le gc pour re-dimensionner le tas si nécessaire / ou bien erreur si dépassement.
(sub (constant ,nbvars) (register sp)) ;; TODO ! vérifier le sens du sub
,(compilo-2 body (loop
with hole = (make-symbol "HOLE")
for v in (append (list params-name closure-name hole hole hole) var)
for i upfrom -2
collect `(,var . ,i)))
(add (constant ,nbvars) (register sp))
(pop (register bp))
(pop (register r1)) ;; params
(pop (register r1)) ;; closure
(pop (register r1)) ;; ip
(jmp (register r1))) ;; ret
into res
finally (return
`(section code
,(compilo-init main)
,res
,@(reverse *res-asm-constants*))))))
((top-level :main $$ :globals (($$*) . ($$*)) (progn (set (quote :names $$) (lambda (:closure-names $$ &rest :params-names $$) (get-var $$) (get-var $$) (let :vars ($$*) :bodys _)))*))
(loop
for name in names
and closure-name in closure-names
and params-name in params-names
and var in vars
and body in bodys
for nbvars = (length var)
collect `(section code
,(code-label name)
;; +1 pour les paramètres (non)
;; +1 pour la closure (non)
;; TODO : + autant que nécessaire pour les différents funcall et unwind
;; +1 pour le bp
;; +1 pour le begin-frame
;; +1 pour le marker-end-frame
(mov (constant ,(+ 3 nbvars)) (register r0))
(push (register ip)) ;; call
(mov (register sp) (register r0)) ;; begin-frame : Va avec le marker-end-frame
(push (register bp))
(mov (register sp) (register bp))
(add (constant ,nbvars) (register sp))
(push (register r0)) ;; Permet à unwind de sauter directement jusqu'au begin-frame.
(push (constant ,(syslabel 'marker-end-frame)))
(jmp (constant ,(syslabel 'reserve-stack))) ;; lance le gc pour re-dimensionner le tas si nécessaire / ou bien erreur si dépassement.
(sub (constant ,nbvars) (register sp)) ;; TODO ! vérifier le sens du sub
,(compilo-2 body (loop
with hole = (make-symbol "HOLE")
for v in (append (list params-name closure-name hole hole hole) var)
for i upfrom -2
collect `(,v . ,i)))
(add (constant ,nbvars) (register sp))
(pop (register bp))
(pop (register r1)) ;; params
(pop (register r1)) ;; closure
(pop (register r1)) ;; ip
(jmp (register r1))) ;; ret
into res
finally (return
`(section code
,(compilo-init main)
,@res
,@(reverse *res-asm-constants*)))))
(_
(error "compilo-1 : malformed top-level : ~w" expr))))
(defun compilo (expr)
(defun compilo-0 (expr)
(setq *label-ctr* 0)
(setq *sys-labels* nil)
(setq *global-labels* nil)
(setq *code-labels* nil)
(flatten-asm (compilo-1 (squash-lisp-1+3 expr))))
(setq *res-asm-constants* nil)
(compilo-1 (squash-lisp-1+3 expr)))
(defun compilo (expr)
(flatten-asm (compilo-0 expr)))
(defun compilo-check (expr)
(compilo-check-0 (compilo-0 expr)))
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