llvm : 'phi' Instruction
『LLVM Language Reference Manual — LLVM 3.4 documentation』を引き続き読む。
phi命令の動作が読んだだけでは分からなかったので、実際に動かして試してみた。
コード:
;;; ファイル名: phi.ll ;;; コンパイル: llvm-as phi.ll -o phi.bc ;;; コマンドの引数に与える数字に応じて、異なるメッセージを出力する ; 出力用メッセージ @MSG0 = internal constant [5 x i8] c"zero\00" @MSG1 = internal constant [4 x i8] c"one\00" @MSG2 = internal constant [4 x i8] c"two\00" @MSGX = internal constant [8 x i8] c"default\00" ; atoi 及び puts declare i32 @atoi(i8*) declare void @puts(i8*) ;; phiテスト用の関数 define void @phi_test(i32 %n) { entry: ; メッセージのポインタを取得 %msg0 = getelementptr [5 x i8]* @MSG0, i64 0, i64 0 %msg1 = getelementptr [4 x i8]* @MSG1, i64 0, i64 0 %msg2 = getelementptr [4 x i8]* @MSG2, i64 0, i64 0 %msgx = getelementptr [8 x i8]* @MSGX, i64 0, i64 0 ; 引数の数値で分岐 ※デフォルトではprintラベルに遷移 switch i32 %n, label %print [ i32 0, label %label0 i32 1, label %label1 i32 2, label %label2 ] ; label0~2は、すべてprintへ遷移する label0: br label %print label1: br label %print label2: br label %print print: ; 表示するメッセージを取得する ; 遷移元の(=br/switch命令がある)ブロック(ラベル)によって、使用する文字列ポインタを振り分ける ; ; [間違っているかもしれないメモ] ; phi命令の形式は、 ; phi <値の型> [<値>, <遷移元ブロック>] ... ; ※ 遷移元にはないブロックが指定された場合はエラー ; ※ ここに遷移するブロックの内で、指定もれがある場合もエラー ; ※ 遷移元ブロックは、phi命令の前方(上方)にある必要はない ; ※ phi命令は、ブロックの先頭以外では使えない %msg = phi i8* [%msgx,%entry], [%msg0,%label0], [%msg1,%label1], [%msg2,%label2] ; 表示 call void @puts(i8* %msg) ret void } ;; メイン関数 define i32 @main(i32 %argc, i8** %argv) { ; atoi %argv1 = getelementptr i8** %argv, i32 1 %tmp = load i8** %argv1 %n = call i32 @atoi(i8* %tmp) ; call void @phi_test(i32 %n) ret i32 0 }
実行:
$ lli phi.bc 0 zero $ lli phi.bc 2 two $ lli phi.bc 30 default
つまり、遷移元のブロックに応じて使用する値を振り分けられるのが、phi命令。
これを応用して*1、前に作成したハノイの塔を末尾再帰っぽく修正してみる。
@.MSG = internal constant [10 x i8] c"%c -> %c\0A\00" declare i32 @atoi(i8*) declare i32 @printf(i8*, i8, i8) ;; ハノイの塔 : 末尾再帰(?)版 define void @hanoi(i8 %start, i8 %tmp, i8 %dist, i32 %level) { entry: %cond = icmp eq i32 %level, 0 br i1 %cond, label %end, label %recur recur: %level1 = phi i32 [%level, %entry], [%level2, %recur] %start1 = phi i8 [%start, %entry], [%tmp1, %recur] %tmp1 = phi i8 [%tmp, %entry], [%start1, %recur] %level2 = sub i32 %level1, 1 %msg = getelementptr [10 x i8]* @.MSG, i64 0, i64 0 call void @hanoi(i8 %start1, i8 %dist, i8 %tmp1, i32 %level2) call i32 @printf(i8* %msg, i8 %start1, i8 %dist) ; 再帰的にhanoi関数を呼び出さないで、直接%recurラベルに遷移してしまう(終了ケース以外の場合) %cond2 = icmp eq i32 %level2, 0 br i1 %cond2, label %end, label %recur ret void end: ret void } ;; メイン関数 : コマンドの引数で塔の高さを指定可能なように変更 define i32 @main(i32 %argc, i8** %argv) { %argv1 = getelementptr i8** %argv, i32 1 %num = load i8** %argv1 %level = call i32 @atoi(i8* %num) call void @hanoi(i8 65, i8 66, i8 67, i32 %level) ret i32 0 }
tailとかfastccとかの宣言(?)を使えば、llvmが末尾再帰関数呼出をやってくれるようなのだが、いろいろ条件があるようでややこしいので、それはまた今度試す。
