明日の私を救う proc_macro

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1. 明日以降の私を恐らく救うと思う proc_macro による DSL 実装 明日の私を救う proc_macro - kiokuless 1
2. こんにちは〜 明日の私を救う proc_macro - kiokuless 2
3. 自己紹介 kiokuless と申します フリーランスのエンジニア 趣味: パソカタ ファミコンのソフトウェアエミ ュレータ実装をやっている 明日の私を救う proc_macro - kiokuless 3
4. ファミコンのエミュレータ CPU APU PPU カートリッジ ... 明日の私を救う proc_macro - kiokuless 4
5. ファミコンのエミュレータ => 今日は CPU の話だけ 明日の私を救う proc_macro - kiokuless 5
6. 導入 #[test] fn test_adc_immediate() { let mut cpu = CPU::new(); // LDA #$50 ; A = 0x50 // ADC #$30 ; A = A + 0x30 = 0x80 let program = vec![0xa9, 0x50, 0x69, 0x30]; cpu.load_and_run(program); assert_eq!(cpu.register_a, 0x80); assert_eq!(cpu.get_carry(), 0); assert_eq!(cpu.get_negative(), 1); } 明日の私を救う proc_macro - kiokuless 6
7. バイト列で命令思い出すの辛い let program = vec![ // LDA #$50 ; A = 0x50 0xa9, 0x50, // ADC #$30 ; A = A + 0x30 = 0x80 0x69, 0x30 ]; ファミコンで使われた 6502 の機械語はとても簡単な構造 命令は 1-3 バイトで決まっている オペコードを見るとオペランドの見るべきバイト数が定まる コメントや関数名でまあわかるけど・・・ -> なんか イケてない 明日の私を救う proc_macro - kiokuless 7
8. 実現したいこと let program = asm![ LDA imm 50; // 厳密に言うと6502 " 風" の命令になっている ADC imm 30; CLC ]; 明日の私を救う proc_macro - kiokuless 8
9. 実現したいこと let program = asm![ LDA imm 50; // 厳密に言うと6502 " 風" の命令になっている ADC imm 30; CLC ]; LDA で即値 50 を A レジスタに代入 ADC で即値 30 を A レジスタに += CLC で carry フラグをオフにする( 命令トークンの長さは 1-3) 明日の私を救う proc_macro - kiokuless 9
10. 実現したいこと let program = asm![ LDA imm 50; // 厳密に言うと6502 " 風" の命令になっている ADC imm 30; CLC ]; LDA で即値 50 を A レジスタに代入 ADC で即値 30 を A レジスタに += CLC で carry フラグをオフにする( 命令トークンの長さは 1-3) => めっちゃ見やすくなった 明日の私を救う proc_macro - kiokuless 10
11. 最初は macro_rules! で... macro_rules! asm { ($($tokens:tt);*) => { vec![ $(instruction!($($tokens)*)),* ] }; } macro_rules! instruction { // パースして構造体に変換... } ここで大ハマり 明日の私を救う proc_macro - kiokuless 11
12. 問題は ; （セミコロン） macro_rules! instruction { ($($token:tt)*) => { ... }; } LDA 0x80; NOP; みたいなコードをパースしようとすると... 明日の私を救う proc_macro - kiokuless 12
13. 明日の私を救う proc_macro - kiokuless 13
14. 問題は ; （セミコロン） macro_rules! instruction { ($($token:tt)*;) => { ... }; } LDA 0x80; NOP; みたいなコードをパースしようとすると... コンパイラが混乱！ 「 ; って、token-tree の一部？それともマクロの区切り文字？」 => パースの曖昧性が発生する 明日の私を救う proc_macro - kiokuless 14
15. tt とかいう フラグ指定子 が強すぎ・・・ Qiita: Rust のマクロを覚える - k5n 明日の私を救う proc_macro - kiokuless 15
16. 対処法？ [] / () / {} で命令毎にを囲む asm![ (LDA 0x80) (CLC) (NOP) // ... ] 明日の私を救う proc_macro - kiokuless 16
17. 対処法？ [] / () / {} で命令毎にを囲む asm![ (LDA 0x80) (CLC) (NOP) // ... ] => 絶対にやりたくない こんなのやるくらいなら人間デコンパイラになるほうがマシ 明日の私を救う proc_macro - kiokuless 17
18. declarative macro じゃ無理！！ macro_rules! asm { // こういうやつ // ... } 明日の私を救う proc_macro - kiokuless 18
19. 対処法をググった 明日の私を救う proc_macro - kiokuless 19
20. これだ！！！！！！！！！！！！！ 明日の私を救う proc_macro - kiokuless 20
21. proc_macro に手を出す [lib] proc_macro = true 注意: マクロの定義/ 実装をするだけの Cargo workspace を別に用意 する必要がある 明日の私を救う proc_macro - kiokuless 21
22. 実装と結果 pub struct AsmInput { pub asm: Vec<InstructionInput>, } // セミコロン区切りで残りの命令を解析 while input.peek(Token![;]) { input.parse::<Token![;]>()?; // セミコロンを消費 // セミコロンの後に何もない場合は終了 if input.is_empty() { break; } // 細かい1 命令単位のパースは InstructionInput に任せる asm.push(input.parse::<InstructionInput>()?); } 明日の私を救う proc_macro - kiokuless 22
23. 結果は... Before: vec![0xA9, 0x01, 0x8D, 0x00, 0x02] // ？？？ After: asm!( LDA imm 0x01; // 即値1 をA レジスタに読み込み STA abs 0x0200 // $0200 番地に保存 -> エンディアンも気にしなくていいぞ！！！ ) 明日の私を救う proc_macro - kiokuless 23
24. ここまで聞いたみなさんの気持ちを エスパーします 明日の私を救う proc_macro - kiokuless 24
25. 「CPU なんて実装しないし・・・」 「アセンブリ自作しないし・・・」 明日の私を救う proc_macro - kiokuless 25
26. proc_macro の威力はこれだけじゃない Rust 上で手書きだと面倒なオブジェクト、なんでも簡潔に書けるよう になります AST （抽象構文木） ast!(if x > 0 { return x } else { return -x }) グラフ構造 graph!(A -> B -> C; A -> C; B -> D) 明日の私を救う proc_macro - kiokuless 26
27. まとめ 「毎回同じような構造を手書きしてる... 」と思うことありませんか？ それ、proc_macro で解決できるかもしれません 明日の私を救う proc_macro - kiokuless 27
28. まとめ 「毎回同じような構造を手書きしてる... 」と思うことありませんか？ それ、proc_macro で解決できるかもしれません いま Claude Code に勝ちたいなら †Rust のマクロの理解度† で挑め！！！！！！！ 明日の私を救う proc_macro - kiokuless 28