六、編譯器（Compiler）﹣生成代碼（Code Generation）（下）

上回提要：我們開始著手編寫編譯部份，從那棵 Parse tree 生成代碼，做法跟之前的 Analyser 差不多，都是用 mutual recursion 來遍歷 Parse tree 。上回我們已經寫好了大部份的編譯，只剩下兩款 expression 未寫好，即 if 和 while ，本節就是要把這兩款 expression 都寫出來。

還記得我們 Wemachine 是如何做 label 的嗎？我們的 Wemachine 只能跳到程式上面已經定義好的 label ，如果要跳轉到的 label 之前還未被定義的話就會當是 runtime error，但問題是，我們要做 if-else 時，如果條件式不成立的話就要跳到 else block ，那可能是十丈遠，不可以跟之前做「相等比較」一樣先執行一次所有程式碼再判斷，因此，我們必須要有一個支援跳到在後面定義的 label 的 Wemachine ，所以第一步我們就要改寫 Wemachine 了。

西傑將會新增一個指令，叫做 vlabel ，定義方法跟 label 一樣，只是跳轉的時候，我們要在 label 前面加上 “_” ，以標示要跳轉的是 vlabel 而不是 label 。另外，跟 label 一樣，我們要定義一個 hash map 以記下 program counter ，但這次不同的是，我們要在程式開始之前就建立好這個 hash map ，或則我們就不能跳轉到未被定義的 label 了。因此，我們最好就是在一開始建立 instruction 列表時就順便建立這個 hash map 。

function Wemachine(code) {
    //simple parser
    this.vlabelMap = {};
    var instructions = code.split(";");
    var processedInstructions = [];
    for (var i = 0, l = instructions.length; i < l; i++) {
        var instruction = trim(instructions[i]);
        if (instruction == "") {
            continue;
        }
        var insObj = {};
        var opcode = "";
        for (var j = 0, k = instruction.length; j < k; j++) {
            if (instruction[j] == " ") {
                instruction = instruction.substr(j);
                break;
            } else {
                opcode += instruction[j];
            }
        }
        insObj.opcode = opcode;
        insObj.operands = [];
        var operands = instruction.split(",");
        for (var j = 0, k = operands.length; j < k; j++) {
            insObj.operands.push(trim(operands[j]));
        }
        if (insObj.opcode == "vlabel") {
            this.vlabelMap[insObj.operands[0]] = i;
        }
        processedInstructions.push(insObj);
    }
    this.instructions = processedInstructions;
    this.registers = [];
    this.pc = 0;
    this.labelMap = {};
}

看看新增了的那段代碼，如果我們讀到了 vlabel 的指令，我們就會記下 program counter ，就是這樣簡單了。另外，現在跳轉的方法有所改變，即要加上 “_” 來跳轉到 vlabel，所以我們最好也把跳轉的代碼抽出來。

Wemachine.prototype.easyJump = function (lbl) {
    var nextPC;// = this.labelMap[lbl];
    if (lbl.substr(0, 1) == "_") {
        //it is vlabel
        var realLbl = lbl.substr(1);
        nextPC = this.vlabelMap[realLbl];
    } else {
        nextPC = this.labelMap[lbl];
    }
    if (nextPC == null) {
        Errors.push({
            type: Errors.RUNTIME_ERROR,
            msg: "Label not found",
            line: 0
        });
    } else {
        this.pc = nextPC;
    }
}

最後要改寫一下那些跳轉程式的寫法，把它們改成使用 easyJump 來跳轉，這裡就用 beq 來做例子。

Wemachine.prototype.beq = function (operand1, operand2, operand3) {
    var val1 = this.getRegisterContent(operand1);
    var val2 = this.getRegisterContent(operand2);
    if (val1 == val2) {
        this.easyJump(operand3);
    }
}

比之前簡潔了很多吧，其他跳轉的做法也差不多，這裡不詳述了。

好了，改寫了 Wemachine，我們改寫了未來，現在要做的事就是要生成 if 和 while 的 Wemachine code 。

if

Compiler.prototype.evaluateIfNode = function (node) {
    var condReg = this.evaluateExpressionNode(node.conditionExpression);
    var elseLbl = this.getNextLabel();
    var endLbl = this.getNextLabel();
    this.writeln("beq " + condReg + "," + this.falseRegister + "," + "_" + elseLbl + ";");
    this.evaluateExpressionBlockNode(node.expressions);
    this.writeln("j _" + endLbl + ";");
    this.writeln("vlabel " + elseLbl + ";");
    this.evaluateExpressionBlockNode(node.elseExpressions);
    this.writeln("vlabel " + endLbl + ";");
}

if 要做什麼呢？首先就是要做一個判斷，看看條件式是否不成立，不成立的話就要跳到 else 的位置，成立的話只需直接執行落去就可以了。但要緊記，不能一直執行下去，當完成執行時就要跳到 else block 之後，不然條件式成立與否 else block 都會運行。 if 就是這樣了，不太難吧，不暪你說，其實 while 更容易！

while

Compiler.prototype.evaluateWhileNode = function (node) {
    var whileLbl = this.getNextLabel();
    var endLbl = this.getNextLabel();
    this.writeln("vlabel " + whileLbl + ";");
    var condReg = this.evaluateExpressionNode(node.conditionExpression);
    this.writeln("beq " + condReg + "," + this.falseRegister + "," + "_" + endLbl + ";");
    this.evaluateExpressionBlockNode(node.expressions);
    this.writeln("j _" + whileLbl + ";");
    this.writeln("vlabel " + endLbl + ";");
}

又是判斷條件式，如果不成立的話就直接跳到 end label 結束 while 迴圈，不然就繼續執行，並且每次執行完都跳到最頂再做一次條件式判斷。很容易吧！運行一下看看運作是否正常。

運作正常，那就大功告成啦！

本章就此完結了， Wescript compiler 也可以算是完成了，從讀取 Wescript 到建立 parse tree，再到本章生成代碼，一路走來用的技巧都是 mutual recursion ，可見其重要性，大家要好好掌握這個技巧，那麼大家編寫自己的 compiler 時也能得心應手～