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# 04 - 函数定义与调用
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Viper 的函数定义使用 Python 的 `def` 语法，通过类型注解指定参数类型和返回类型。
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## 基本函数定义
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```python
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def add(a: t.CInt, b: t.CInt) -> t.CInt:
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return a + b
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```
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等价 C 代码：
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```c
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int add(int a, int b) {
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return a + b;
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}
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```
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## 无返回值函数
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```python
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def print_msg(msg: t.CConst | t.CChar | t.CPtr) -> t.CVoid:
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serial.puts(msg)
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```
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等价 C 代码：
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```c
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void print_msg(const char* msg) {
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serial_puts(msg);
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}
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```
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## 函数修饰符
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通过返回类型的 `|` 组合添加函数修饰符：
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### 导出函数
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` t.CExport` 控制函数的符号可见性——标记为 `t.CExport` 的函数不加 SHA1 前缀，全局可见。详见 [01-overview.md 中 t.CExport 深度解析](01-overview.md#tcexport-深度解析)。
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```python
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def _start() -> t.CInt | t.CExport:
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return 0
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```
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### 外部函数声明
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使用 `c.State` 表示仅声明不定义：
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```python
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def isr0() -> t.CExtern | t.CVoid | c.State: pass
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def isr1() -> t.CExtern | t.CVoid | c.State: pass
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```
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等价 C 代码：
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```c
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extern void isr0();
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extern void isr1();
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```
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### 内联函数
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`t.CInline` 标记函数为内联函数，编译器在调用点直接展开函数体。详见 [01-overview.md 中 t.CInline 深度解析](01-overview.md#tcinline-深度解析)。
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```python
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def fast_add(a: t.CInt, b: t.CInt) -> t.CInt | t.CInline:
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return a + b
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```
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### 宏函数
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当函数返回类型注解包含 `t.CDefine` 时，该函数被视为宏函数，不生成 LLVM IR 函数定义，在调用处内联展开。详见 [01-overview.md 中 t.CDefine 函数](01-overview.md#tcdefine-函数)。
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```python
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def MAKE_FLAG(bit) -> t.CDefine:
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return (1 << bit)
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```
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### 静态函数
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```python
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def helper() -> t.CVoid | t.CStatic:
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pass
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```
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## 函数属性装饰器
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使用 `@c.Attribute` 添加 GCC `__attribute__` 属性：
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```python
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@c.Attribute(t.attr.section(".text.startup"), t.attr.aligned(16))
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def _start() -> t.CInt:
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return 0
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```
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等价 C 代码：
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```c
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__attribute__((section(".text.startup"), aligned(16)))
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int _start() {
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return 0;
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}
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```
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### 常用属性组合
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```python
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@c.Attribute(t.attr.always_inline())
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def hot_path() -> t.CInt:
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return 0
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@c.Attribute(t.attr.noreturn())
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def panic(msg: t.CConst | t.CChar | t.CPtr) -> t.CVoid:
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serial.puts(msg)
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while True: pass
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@c.Attribute(t.attr.packed)
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```
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## LLVM 函数属性
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在返回类型注解中通过 `t.attr.llvm` 指定 LLVM 属性：
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```python
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def foo() -> t.CInt | t.attr.llvm.nobuiltin | t.attr.llvm.nounwind:
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return 0
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```
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## 多返回值（CReturn）
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使用 `@c.CReturn` 装饰器实现多返回值，通过指针参数实现：
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```python
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@c.CReturn(t.CInt, t.CInt)
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def divmod(a: t.CInt, b: t.CInt) -> t.CVoid:
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q: t.CInt = a // b
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r: t.CInt = a % b
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return q, r
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```
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规则：
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1. `CReturn` 中的类型数量决定返回值个数
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2. 自动为每个返回类型添加指针参数（`t.CInt` → `t.CInt | t.CPtr`）
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3. 参数名自动生成为 `__ReturnValue0__`、`__ReturnValue1__` 等
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4. 调用处自动传参 `&xxx`
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5. 必须使用左右值赋值，返回值不能直接传入函数。
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## 指针参数
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```python
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def read_data(buf: t.CChar | t.CPtr, size: t.CSizeT) -> t.CInt:
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pass
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```
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等价 C 代码：
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```c
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int read_data(char* buf, size_t size);
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```
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### 输出参数模式
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使用 `c.Addr` 传递变量地址作为输出参数：
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```python
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res: t.CInt = fat32.opendir("/", c.Addr(dp))
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```
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等价 C 代码：
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```c
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int res = fat32_opendir("/", &dp);
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```
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后续会使用隐式左值获取来减少 `c.Addr` 的直接使用。
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## 函数指针类型
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使用 `t.Callable` 定义函数指针类型：
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```python
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irq_handler_t: t.CTypedef | t.Callable[[], t.CInt]
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```
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等价 C 代码：
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```c
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typedef int (*irq_handler_t)();
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```
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带参数的函数指针：
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```python
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callback_t: t.Callable[[t.CInt, t.CInt], t.CVoid]
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```
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## 默认参数
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Viper 支持函数默认参数值：
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```python
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def create_window(x: t.CInt, y: t.CInt, w: t.CInt, h: t.CInt, title: t.CConst | str = "Window") -> t.CInt:
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pass
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```
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## return 语句
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```python
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return 0 # return 0;
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return # return; (void 函数)
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return a, b # 多返回值（需配合 @c.CReturn）
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```
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## 全局变量声明
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函数外的变量声明为全局变量，函数内通过 `global` 关键字访问：
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```python
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BootInfo: bootinfo | t.CPtr
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def init() -> t.CVoid:
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global BootInfo
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BootInfo = saved_rdi
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```
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支持 func-in-func 嵌套函数。
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## Call Func 函数调用
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函数调用最好通过顺序调用来实现
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```python
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def add(x: int, y: int, z: int):
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return (x + y) * z
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def main() -> int | t.CExport:
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print(add(1, 2, 3)) # (1 + 2) * 3 = 9
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```
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这也是 C 中的标准实现方法，但实际上，你也可以乱序传参。
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```python
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# 仍然用刚才的 add 举例
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def main() -> int | t.CExport:
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print(add(z=3, x=1, y=2)) # (1 + 2) * 3 = 9
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```
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乱序传参或带参传参对于结构体的初始化同样有效。同时，你也能够给函数指定默认值。
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```python
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def add(x: int, y: int, z: int = 1):
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return (x + y) * z
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def main() -> int | t.CExport:
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print(add(1, 2)) # (1 + 2) * 1 = 3
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```
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在结构体中也可以指定默认值。
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