Node.js でつくる WASM トランスパイラー - 04：比較演算子を実装する

はじめに

Node.jsで小さなプログラミング言語を作ってみるシリーズを、「ミニコンパイラー」「ミニインタープリター」とやってきました。そして三部作(?)の最後として、 ミニNode.jsからWASMを生成するトランスパイラーに取り組んでいます。

※この記事のアップデート版はこちら ... Node.js でつくる WASM コンパイラー - 04：比較演算子を実装する

• 前回の記事 ... 03：ローカル変数を実装する

今回実現したいこと

今回は次の比較演算子のサポートが目標です。それぞれ、WASTでは次のように表記します。

• === ... eq
• !== ... ne
• < ... lt_s （符号あり）

• ... gt_s （符号あり）

• <= ... le_s （符号あり）

• = ... ge_s （符号あり）

比較の変換例

このミニNode.jsのソースコードを対象とします。

putn(1 !== 2);

putn()は、前回用意した簡易デバッグ出力用の組み込み関数です。

これを読み込み、単純化したASTはこちらになります。

[ 'func_call', 'putn', 
  [ '!==', [ 'lit', 1 ], [ 'lit', 2 ] ]
]

この部分を次のWASTに変換することが、今回の目的です。

(call $putn
  (i32.ne
    (i32.const 1)
    (i32.const 2)
  )
)

比較演算子の生成

早速トランスパイラーのgenerate()関数を拡張します。

function generate(tree, indent, lctx) {
  // ... 省略 ...

  // --- compare operator ---
  if (tree[0] === '===') {
    return generateCompareOperator(tree, indent, 'eq', lctx);
  }
  if (tree[0] === '==') {
    return generateCompareOperator(tree, indent, 'eq', lctx);
  }
  if (tree[0] === '!==') {
    return generateCompareOperator(tree, indent, 'ne', lctx);
  }
  if (tree[0] === '!=') {
    return generateCompareOperator(tree, indent, 'ne', lctx);
  }
  if (tree[0] === '>') {
    return generateCompareOperator(tree, indent, 'gt_s', lctx);
  }
  if (tree[0] === '>=') {
    return generateCompareOperator(tree, indent, 'ge_s', lctx);
  }
  if (tree[0] === '<') {
    return generateCompareOperator(tree, indent, 'lt_s', lctx);
  }
  if (tree[0] === '<=') {
    return generateCompareOperator(tree, indent, 'le_s', lctx);
  }

  // ... 省略 ...
}

// --- compare operator ---
function generateCompareOperator(tree, indent, operator, lctx) {
  const leftBlock = generate(tree[1], indent+1, lctx);
  const rightBlock = generate(tree[2], indent+1, lctx);

  let block = TABs(indent) + '(i32.' + operator + LF();
  block = block + leftBlock + LF();
  block = block + rightBlock + LF();
  block = block + TABs(indent) + ')';
  return block;
}

実際にコードを生成するのは、generateCompareOperator()関数で行なっています。

比較演算子の実行

対象ソース

こちらのコードをWASM生成対象とします。

sample/neq.js

putn(1 !== 2);

0;

WASMの生成

今回のステップまでのトランスパイラーのソースコードを、mininode_wasm_04.js とします。次のようにgenerated.wast を生成します。

$ node mininode_wasm_04.js sample/neq.js

生成結果はこちら。

generated.wast

(module
  (func $putn (import "imports" "imported_putn") (param i32))
  (export "exported_main" (func $main))
  (func $main (result i32)

    (call $putn
      (i32.ne
        (i32.const 1)
        (i32.const 2)
      )
    )

    (i32.const 0)

  )
)

これを WASM に変換、前回用意した run_wasm_putn.js を使って実行します。

$ wasm-as generated.wast
$ node run_wasm_putn.js generated.wasm
Loading wasm file: generated.wasm
1
ret code=0

「1 !==2」は true なので、1 が標準出力に表示されました。

色々な比較の実行

もう一つ、色々な比較を使ったサンプルを変換、実行してみます。

comp.js

let a = 1;
putn(a); // expect 1

let b = (a === 2);
putn(b); // expect 0
putn(a == 1); // expect 1

let c = (a !== 2); 
putn(c); // expect 1
putn(a != 1); // expect 0

putn(999);

a = a * 10;
putn(a > 10) ; // expect 0
putn(a >= 10) ; // expect 1
putn(a < 10) ; // expect 0
putn(a <= 10) ; // expect 1

22;

実行結果はこちら。色々な比較演算子も想定通りの出力になりました。

Loading wasm file: generated.wasm
1
0
1
1
0
999
0
1
0
1

次回は

目標の1つであるFizzBuzzに必要な、条件分岐を実装する予定です。

ここまでのソース

GitHubにソースを上げておきます。

• GitHubのレポジトリ ... https://github.com/mganeko/node_wasm
• mininode_wasm_04.js ... 今回のWASMトランスパイラー
• sample/neq.js ... シンプルな比較演算子のサンプル
• sample/comp.js ... 色々な比較演算子のサンプル