教你使用swift写编译器玩具(8)

前言

本章对应官方教程第8章。本章介绍如何将语言编译为目标文件。

教程如下:

教你使用swift写编译器玩具(0)

教你使用swift写编译器玩具(1)

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教你使用swift写编译器玩具(7)

教你使用swift写编译器玩具(8)

仓库在这

开始

因为我们之前用了JIT,但是我们现在也要生成目标文件,两者只能选其一,所以我们现在把封装一下JIT以及main文件。

首先是封装JIT,我这里封装为类CodeRunner

class CodeRunner {
    
    private let jit: JIT
    
    private typealias fnPr = @convention(c) () -> Double
    
    init(machine: TargetMachine) {
        jit = JIT(machine: machine)
    }
    
    public func run(module: Module) {
        do {
            let handle = try jit.addEagerlyCompiledIR(module, { (_) -> JIT.TargetAddress in
                return JIT.TargetAddress()
            })
            let addr = try jit.address(of: "__anon_expr")
            let fn = unsafeBitCast(addr, to: fnPr.self)
            print("\(fn())")
            try jit.removeModule(handle)
        } catch {
            fatalError("Adds the IR from a given module failure.")
        }
    }
    
}

接着是main文件。

let isUseJIT = false

func readFile(_ path: String) -> String? {
    var path = path
    if path.hasSuffix("\n") {
        path.removeLast()
    }
    guard path.split(separator: ".").last! == "k" else {
        print("Expected file is *.k.")
        return nil
    }
    do {
        return try String(contentsOfFile: path, encoding: .utf8)
    } catch {
        print("Read file \(path) failure.")
        return nil
    }
}

func main() {
    //初始化Module和中间代码优化器
    initModule()
    //解析器
    let parser = Parser()
    
    if let path = String(data: FileHandle.standardInput.availableData, encoding: .utf8) {
        if let str = readFile(path) {
            parser.parse(str)
            //指定目标
            theModule.targetTriple = .default
            do {
                //这个初始化方法里已经调用了initializeLLVM()
                let targetMachine = try TargetMachine(triple: .default,
                                                      cpu: "x86-64",
                                                      features: "",
                                                      optLevel: .default,
                                                      relocations: .default,
                                                      codeModel: .default)
                //指定数据布局
                theModule.dataLayout = targetMachine.dataLayout
                //把代码优化放在这里
                let pass = PassPipeliner(module: theModule)
                pass.execute()
                if isUseJIT {
                    let runner = CodeRunner(machine: targetMachine)
                    runner.run(module: theModule)
                } else {
                    //修改为自己的路径
                    let path = "填你自己的路径"
                    //这里就是生成目标文件
                    try targetMachine.emitToFile(module: theModule, type: .object, path: path)
                    print("Wrote \(path)")
                }
            } catch {
                print("\(error)")
            }
        }
    }
}

main()

测试

我们新建.k文件average.k

def average(x y) (x + y) * 0.5;

我们运行代码生成目标文件output.o,我们可以用下面命令看一下目标文件是否生成了符号表。

objdump -t output.o

会输出类似的以下信息。

output.o:   file format Mach-O 64-bit x86-64

SYMBOL TABLE:
0000000000000000 g     F __TEXT,__text  _average

生成完目标文件我们需要写一段C++代码进行调用。

#include <iostream>

extern "C" {
    double average(double, double);
}

int main() {
    std::cout << "average of 3.0 and 4.0: " << average(3.0, 4.0) << std::endl;
}

将程序链接到output.o并查看结果

clang++ main.cpp output.o -o main
./main

//输出
average of 3.0 and 4.0: 3.5

完整代码请参考仓库

可能遇到的问题

macOS下'wchar.h' File Not Found

参考回答macOS 'wchar.h' File Not Found

open /Library/Developer/CommandLineTools/Packages/macOS_SDK_headers_for_macOS_10.14.pkg

Mojava下安装头文件包即可。

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