1cc.c

#include <ctype.h>
#include <stdarg.h>
#include <stdbool.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

// トークンの種類
typedef enum {
  TK_RESERVED, // 記号
  TK_NUM,      // 整数トークン
  TK_EOF,      // 入力の終わりを表すトークン
} TokenKind;

typedef struct Token Token;

// トークン型
struct Token {
  TokenKind kind; // トークンの型
  Token *next;    // 次の入力トークン
  int val;        // kindがTK_NUMの場合、その数値
  char *str;      // トークン文字列
};

// 現在着目しているトークン
Token *token;
// 入力プログラム
char *user_input;

// エラーを報告するための関数
// printfと同じ引数を取る
void error_at(char *loc,char *fmt,...){
  va_list ap;
  va_start(ap,fmt);

  int pos=loc-user_input;
  fprintf(stderr,"%s\n",user_input);
  fprintf(stderr,"%*s",pos,""); // pos個の空白を出力
  fprintf(stderr,"^ ");
  vfprintf(stderr,fmt,ap);
  fprintf(stderr,"\n");
  exit(1);
}

// 次のトークンが期待している記号のときには、トークンを1つ読み進めて
// 真を返す。それ以外の場合には偽を返す。
bool consume(char op) {
  if (token->kind != TK_RESERVED || token->str[0] != op)
    return false;
  token = token->next;
  return true;
}

// 次のトークンが期待している記号のときには、トークンを一つ読み進める。
// それ以外の場合にはエラーを報告する。
void expect(char op) {
  if (token->kind != TK_RESERVED || token->str[0] != op)
    error_at(token->str,"'%c'ではありません",op);
  token = token->next;
}

int expect_number() {
  if (token->kind != TK_NUM)
    error_at(token->str,"数ではありません");
  int val=token->val;
  token=token->next;
  return val;
}

bool at_eof(){
  return token->kind==TK_EOF;
}

// 新しいトークンを生成してcurに繋げる
Token *new_token(TokenKind kind,Token *cur,char *str){
  Token *tok =calloc(1,sizeof(Token));
  tok->kind = kind;
  tok->str=str;
  cur->next= tok;
  return tok;
}

Token *tokenize(char *p){
  Token head;
  head.next=NULL;
  Token *cur=&head;

  while(*p){
    // 空白文字をスキップ
    if(isspace(*p)){
      p++;
      continue;
    }

    if(*p=='+'||*p=='-'){
      cur = new_token(TK_RESERVED, cur, p++);
      continue;
    }

    if(isdigit(*p)){
      cur = new_token(TK_NUM,cur,p);
      cur->val=strtol(p,&p,10);
      continue;
    }

    error_at(token->str,"トークナイズできません");
  }

  new_token(TK_EOF,cur,p);
  return head.next;
}

int main(int argc,char **argv){
  if(argc!=2){
    error_at(token->str,"引数の個数が正しくありません");
    return 1;
  }

  // トークナイズする
  token=tokenize(argv[1]);
  user_input=argv[1];

  // アセンブリの前半部分を出力
  printf(".intel_syntax noprefix\n");
  printf(".global main\n");
  printf("main:\n");

  // 式の最初は数でなければならないので、それをチェックして
  // 最初のmov命令を出力
  printf("  mov rax, %d\n",expect_number());

  // '+ <数>'あるいは'- <数>'というトークンの並びを消費しつつ
  // アセンブリを出力
  while(!at_eof()){
    if(consume('+')){
      printf("  add rax, %d\n", expect_number());
      continue;
    }
    
    expect('-');
    printf("  sub rax, %d\n", expect_number());
  }

  printf("  ret\n");
  return 0;
}