gmc4cc (C Compiler for GMC-4)

gmc4ccは大人の科学 Vol.24 4ビットマイコンの付録の4ビットマイコンキットGMC-4(FXマイコン)のためのCコンパイラです．

ハンドアセンブルを楽しむこのキットに対してCコンパイラを作るというのはとても邪道ですが，コンパイラを作ること自体が目的だったのでよしとします． Cコンパイラ自体はコンパイラコンパイラの類を使わずにHaskellのみで書かれています．最適化をコツコツとするようにして，なんとかまともなコードが生成されるようになりました．とは言えいろいろ足りないので，気が向いたら改良していく予定です．

こちらのFX-マイコンシミュレータ用のファイルも出力できます．また，BASICのコンパイラであるG4CBASICを作成している方もいらっしゃいます．

コンパイルしてみる

Cソースを入力: (プログラムの例はこちら)

最適化

コンパイル結果

アドレス	機械語	ラベル	ニーモニック	コメント

入力間隔: 秒
アドレス:

機械語:

仕様

以下のことができます．

変数はintのみ．intは4ビットの整数．つまりsizeof(int)は0.5?

二項演算子 +, -, ==, != , <, >, <=, >=, &&, ||, =, >>, カンマ

単項演算子 +, -, ++, --, &, *, ~

while, for, if, else, break 文

エントリーポイントのvoid main(void)の定義

以下の関数

void setNumberLed(int value): valueを数字LEDに点灯させる
void resetNumberLed(void): 数字LEDを消灯させる

void setLed(int index): index番の2進LEDを点灯させる
void resetLed(int index): index番の2進LEDを消灯させる
void setLedBinary(int hight, int low): hightを上3桁, lowを下4桁の2進数として2進LEDを点灯させる

void beepEndSound(void): エンド音なるものを鳴らす
void beepErrorSound(void): エラー音なるものを鳴らす
void beepShortSound(void): 短い音を鳴らす
void beepLongSound(void): 長い音を鳴らす
void beep(int step): stepに相当する音階の音を鳴らす

int inputKey(int *key): キー入力をチェックする．入力があった場合1を返し，keyに入力されたキーの値をセットする．入力がない場合0を返す．
int inputKeyBlock(void): キー入力がされるまで待つ．入力されたキーの値が返される．

void sleep(int deciSeconds): (deciSeconds + 1) x 0.1秒休止する

void exit(void): プログラムを終了する(無限ループに入る)．

配列,ポインタ(共にコードが長くなることがあるので非推奨)

グローバル変数．グローバル変数の初期値の宣言は0x50番台のメモリの初期値として設定されます．初期値が宣言されていないグローバル変数はC言語の約束通り0で初期化します．

/* */,//によるコメント

それなりな最適化

以下のことはできません．(今のところ)

main以外の関数の定義．構文解析はしてるのですが，16ニブルの中でスタックフレームを作るのはつらいです．

その他の演算子いろいろ

すごい最適化

プリプロセッサ(gccのやつとかを使って下さい)

ダウンロードして使う

gmc4cc自体のコンパイルにはGHCが必要です．メジャーなLinuxディストリビューションならyum install ghcとかapt-get install ghcとかでインストールできるかもしれません．

ソースファイルは以下からダウンロードできます．GPLで配布します．(Haskellは初めて書いたのでめちゃくちゃなソースです)

利用するには以下のようにします．

$ tar xzvf gmc4cc-0.6.2.tar.gz $ cd gmc4cc $ make $ ./gmc4cc < sample.c

履歴

2009-07-05 ver 0.0.1 公開

2009-07-06 ver 0.0.2 二項演算子<,<=などを追加

2009-07-07 ver 0.0.3 バグ修正, コードの効率化

2009-07-07 ver 0.0.4 実行フラグリセットの効率化, exit()追加

2009-07-07 ver 0.1.0 TIY命令の最適化, AM,MA命令の最適化

2009-07-07 ver 0.1.1 TIA命令の最適化, whileが恒真のときの最適化

2009-07-09 ver 0.1.2 単項演算子+,-,++,--を追加

2009-07-09 ver 0.2.0 関数呼び出しを文ではなく式に, 整数値を条件として使う場合の最適化

2009-07-09 ver 0.2.1 //によるコメントを可能に

2009-07-10 ver 0.2.2 アセンブラのソースを読めるようにした

2009-07-11 ver 0.3.0 条件の最適化方法の整理, 演算子==で即値を用いる最適化

2009-07-12 ver 0.3.1 二項演算子&&,||を追加

2009-07-12 ver 0.3.2 代入を式に, 二項演算子+=,-=を追加, x = x + ..の形の式の最適化

2009-07-12 ver 0.3.3 TIA,TIY,AM,MA命令の最適化を強化

2009-07-18 ver 0.4.0 for,break文を使えるように, 値が必要ない式の最適化

2009-07-18 ver 0.4.1 setLedBinary(), inputKeyBlock()追加

2009-07-18 ver 0.5.0 ポインタ, 変数の宣言時の初期化を可能に

2009-07-19 ver 0.5.1 二項演算子>>,単項演算子~を追加

2009-07-19 ver 0.5.2 inputKey()に0(NULL値)を渡せるようにした

2009-07-19 ver 0.5.3 アセンブラで疑似命令.align,.nibbleを使用できるようにした

2009-07-23 ver 0.6.0 グローバル変数を使用できるように, 二項演算子の最適化

2009-07-23 ver 0.6.1 2進数表記の定数, アセンブラでラベルの大文字小文字を区別

2009-07-24 ver 0.6.2 副作用のみ必要とする場合の最適化

gmc4cc (C Compiler for GMC-4)

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免責

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