assembler.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2012
   3  *     Dale Weiler
   4  *
   5  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy of
   6  * this software and associated documentation files (the "Software"), to deal in
   7  * the Software without restriction, including without limitation the rights to
   8  * use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell copies
   9  * of the Software, and to permit persons to whom the Software is furnished to do
  10  * so, subject to the following conditions:
  11  *
  12  * The above copyright notice and this permission notice shall be included in all
  13  * copies or substantial portions of the Software.
  14  *
  15  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
  16  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
  17  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE
  18  * AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
  19  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
  20  * OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE
  21  * SOFTWARE.
  22  */
  23 #include "gmqcc.h"
  24 /*
  25  * This is the assembler, gmqas, this is being implemented because I'm
  26  * not exactly sure how codegen would work for the C compiler as of yet
  27  * and also I plan to allow inline assembly for the compiler.
  28  */
  29 static const struct {
  30     const char  *m; /* menomic     */
  31     const size_t o; /* operands    */
  32     const size_t l; /* menomic len */
  33 } const asm_instr[] = {
  34     [INSTR_DONE]       = { "DONE"      , 1, 4 },
  35     [INSTR_MUL_F]      = { "MUL_F"     , 3, 5 },
  36     [INSTR_MUL_V]      = { "MUL_V"     , 3, 5 },
  37     [INSTR_MUL_FV]     = { "MUL_FV"    , 3, 6 },
  38     [INSTR_MUL_VF]     = { "MUL_VF"    , 3, 6 },
  39     [INSTR_DIV_F]      = { "DIV"       , 0, 3 },
  40     [INSTR_ADD_F]      = { "ADD_F"     , 3, 5 },
  41     [INSTR_ADD_V]      = { "ADD_V"     , 3, 5 },
  42     [INSTR_SUB_F]      = { "SUB_F"     , 3, 5 },
  43     [INSTR_SUB_V]      = { "DUB_V"     , 3, 5 },
  44     [INSTR_EQ_F]       = { "EQ_F"      , 0, 4 },
  45     [INSTR_EQ_V]       = { "EQ_V"      , 0, 4 },
  46     [INSTR_EQ_S]       = { "EQ_S"      , 0, 4 },
  47     [INSTR_EQ_E]       = { "EQ_E"      , 0, 4 },
  48     [INSTR_EQ_FNC]     = { "ES_FNC"    , 0, 6 },
  49     [INSTR_NE_F]       = { "NE_F"      , 0, 4 },
  50     [INSTR_NE_V]       = { "NE_V"      , 0, 4 },
  51     [INSTR_NE_S]       = { "NE_S"      , 0, 4 },
  52     [INSTR_NE_E]       = { "NE_E"      , 0, 4 },
  53     [INSTR_NE_FNC]     = { "NE_FNC"    , 0, 6 },
  54     [INSTR_LE]         = { "LE"        , 0, 2 },
  55     [INSTR_GE]         = { "GE"        , 0, 2 },
  56     [INSTR_LT]         = { "LT"        , 0, 2 },
  57     [INSTR_GT]         = { "GT"        , 0, 2 },
  58     [INSTR_LOAD_F]     = { "FIELD_F"   , 0, 7 },
  59     [INSTR_LOAD_V]     = { "FIELD_V"   , 0, 7 },
  60     [INSTR_LOAD_S]     = { "FIELD_S"   , 0, 7 },
  61     [INSTR_LOAD_ENT]   = { "FIELD_ENT" , 0, 9 },
  62     [INSTR_LOAD_FLD]   = { "FIELD_FLD" , 0, 9 },
  63     [INSTR_LOAD_FNC]   = { "FIELD_FNC" , 0, 9 },
  64     [INSTR_ADDRESS]    = { "ADDRESS"   , 0, 7 },
  65     [INSTR_STORE_F]    = { "STORE_F"   , 0, 7 },
  66     [INSTR_STORE_V]    = { "STORE_V"   , 0, 7 },
  67     [INSTR_STORE_S]    = { "STORE_S"   , 0, 7 },
  68     [INSTR_STORE_ENT]  = { "STORE_ENT" , 0, 9 },
  69     [INSTR_STORE_FLD]  = { "STORE_FLD" , 0, 9 },
  70     [INSTR_STORE_FNC]  = { "STORE_FNC" , 0, 9 },
  71     [INSTR_STOREP_F]   = { "STOREP_F"  , 0, 8 },
  72     [INSTR_STOREP_V]   = { "STOREP_V"  , 0, 8 },
  73     [INSTR_STOREP_S]   = { "STOREP_S"  , 0, 8 },
  74     [INSTR_STOREP_ENT] = { "STOREP_ENT", 0, 10},
  75     [INSTR_STOREP_FLD] = { "STOREP_FLD", 0, 10},
  76     [INSTR_STOREP_FNC] = { "STOREP_FNC", 0, 10},
  77     [INSTR_RETURN]     = { "RETURN"    , 0, 6 },
  78     [INSTR_NOT_F]      = { "NOT_F"     , 0, 5 },
  79     [INSTR_NOT_V]      = { "NOT_V"     , 0, 5 },
  80     [INSTR_NOT_S]      = { "NOT_S"     , 0, 5 },
  81     [INSTR_NOT_ENT]    = { "NOT_ENT"   , 0, 7 },
  82     [INSTR_NOT_FNC]    = { "NOT_FNC"   , 0, 7 },
  83     [INSTR_IF]         = { "IF"        , 0, 2 },
  84     [INSTR_IFNOT]      = { "IFNOT"     , 0, 5 },
  85     [INSTR_CALL0]      = { "CALL0"     , 0, 5 },
  86     [INSTR_CALL1]      = { "CALL1"     , 0, 5 },
  87     [INSTR_CALL2]      = { "CALL2"     , 0, 5 },
  88     [INSTR_CALL3]      = { "CALL3"     , 0, 5 },
  89     [INSTR_CALL4]      = { "CALL4"     , 0, 5 },
  90     [INSTR_CALL5]      = { "CALL5"     , 0, 5 },
  91     [INSTR_CALL6]      = { "CALL6"     , 0, 5 },
  92     [INSTR_CALL7]      = { "CALL7"     , 0, 5 },
  93     [INSTR_CALL8]      = { "CALL8"     , 0, 5 },
  94     [INSTR_STATE]      = { "STATE"     , 0, 5 },
  95     [INSTR_GOTO]       = { "GOTO"      , 0, 4 },
  96     [INSTR_AND]        = { "AND"       , 0, 3 },
  97     [INSTR_OR]         = { "OR"        , 0, 2 },
  98     [INSTR_BITAND]     = { "BITAND"    , 0, 6 },
  99     [INSTR_BITOR]      = { "BITOR"     , 0, 5 }
 100 };
 101
 102 /*
 103  * Some assembler keywords not part of the opcodes above: these are
 104  * for creating functions, or constants.
 105  */
 106 const char *const asm_keys[] = {
 107     "FLOAT"    , /* define float  */
 108     "VECTOR"   , /* define vector */
 109     "ENTITY"   , /* define ent    */
 110     "FIELD"    , /* define field  */
 111     "STRING"   , /* define string */
 112     "FUNCTION"
 113 };
 114
 115 static char *const asm_getline(size_t *byte, FILE *fp) {
 116     char   *line = NULL;
 117     ssize_t read = util_getline(&line, byte, fp);
 118     *byte = read;
 119     if (read == -1) {
 120         mem_d (line);
 121         return NULL;
 122     }
 123     return line;
 124 }
 125
 126 #define asm_rmnewline(L,S) *((L)+*(S)-1) = '\0'
 127 #define asm_skipwhite(L)             \
 128     while((*(L)==' '||*(L)=='\t')) { \
 129         (L)++;                       \
 130     }
 131
 132 void asm_init(const char *file, FILE **fp) {
 133     *fp = fopen(file, "r");
 134     code_init();
 135 }
 136
 137 void asm_close(FILE *fp) {
 138     fclose(fp);
 139     code_write();
 140 }
 141
 142 /*
 143  * Following parse states:
 144  *     ASM_FUNCTION -- in a function accepting input statements
 145  *     ....
 146  */
 147 typedef enum {
 148     ASM_NULL,
 149     ASM_FUNCTION
 150 } asm_state;
 151
 152 typedef struct {
 153     char *name;   /* name of constant    */
 154     int   offset; /* location in globals */
 155 } globals;
 156 VECTOR_MAKE(globals, assembly_constants);
 157
 158 void asm_clear() {
 159         size_t i = 0;
 160         for (; i < assembly_constants_elements; i++)
 161                 mem_d(assembly_constants_data[i].name);
 162         mem_d(assembly_constants_data);
 163 }
 164
 165 void asm_parse(FILE *fp) {
 166     char     *data  = NULL;
 167     char     *skip  = NULL;
 168     long      line  = 1; /* current line */
 169     size_t    size  = 0; /* size of line */
 170     asm_state state = ASM_NULL;
 171
 172     while ((data = asm_getline(&size, fp)) != NULL) {
 173         skip = data;
 174         asm_skipwhite(skip);
 175         asm_rmnewline(skip, &size);
 176
 177         #define DECLTYPE(X, CODE)                                         \
 178             if (!strncmp(X, skip, strlen(X))) {                           \
 179                 if (skip[strlen(X)] != ':') {                             \
 180                     printf("%li: Missing `:` after decltype\n",line);     \
 181                     exit (1);                                             \
 182                 }                                                         \
 183                 skip += strlen(X)+1;                                      \
 184                 asm_skipwhite(skip);                                      \
 185                 if(!isalpha(*skip)) {                                     \
 186                     printf("%li: Invalid identififer: %s\n", line, skip); \
 187                     exit (1);                                             \
 188                 } else {                                                  \
 189                     size_t offset_code      = code_statements_elements+1; \
 190                     size_t offset_chars     = code_strings_elements   +1; \
 191                     size_t offset_globals   = code_globals_elements   +1; \
 192                     size_t offset_functions = code_functions_elements +1; \
 193                     size_t offset_fields    = code_fields_elements    +1; \
 194                     size_t offset_defs      = code_defs_elements      +1; \
 195                     CODE                                                  \
 196                     /* silent unused warnings */                          \
 197                     (void)offset_code;                                    \
 198                     (void)offset_chars;                                   \
 199                     (void)offset_globals;                                 \
 200                     (void)offset_functions;                               \
 201                     (void)offset_fields;                                  \
 202                     (void)offset_defs;                                    \
 203                     assembly_constants_add((globals){                     \
 204                         .name   = util_strdup(skip),                      \
 205                         .offset = offset_globals                          \
 206                     });                                                   \
 207                 }                                                         \
 208                 goto end;                                                 \
 209             }
 210
 211         /* FLOAT    */
 212         DECLTYPE(asm_keys[0], {
 213             code_defs_add((prog_section_def){
 214                 .type   = TYPE_FLOAT,
 215                 .offset = offset_globals, /* global table */
 216                 .name   = offset_chars    /* string table TODO */
 217             });
 218             float f = 0; /*TODO*/
 219             code_globals_add(*(int*)&f);
 220
 221         });
 222         DECLTYPE(asm_keys[1], {
 223             code_defs_add((prog_section_def){
 224                 .type   = TYPE_FLOAT,
 225                 .offset = offset_globals, /* global table */
 226                 .name   = offset_chars    /* string table TODO */
 227             });
 228             float f1 = 0;
 229             float f2 = 0;
 230             float f3 = 0;
 231             code_globals_add(*(int*)&f1);
 232             code_globals_add(*(int*)&f2);
 233             code_globals_add(*(int*)&f3);
 234         });
 235         /* ENTITY   */ DECLTYPE(asm_keys[2], {});
 236         /* FIELD    */ DECLTYPE(asm_keys[3], {});
 237         /* STRING   */
 238         DECLTYPE(asm_keys[4], {
 239             code_defs_add((prog_section_def){
 240                 .type   = TYPE_STRING,
 241                 .offset = offset_globals, /* offset to offset in string table (for data)*/
 242                 .name   = offset_chars    /* location of name in string table (for name)*/
 243             });
 244             code_strings_add('h');
 245         });
 246         /* FUNCTION */
 247         DECLTYPE(asm_keys[5], {
 248             /* TODO: parse */
 249             if (state != ASM_NULL) {
 250                 printf("%li: Error unfinished function block, expected DONE or RETURN\n", line);
 251                 goto end;
 252             }
 253
 254             state = ASM_FUNCTION;
 255             code_defs_add((prog_section_def){
 256                 .type   = TYPE_VOID,
 257                 .offset = offset_globals,
 258                 .name   = offset_chars
 259             });
 260             code_globals_add(offset_functions);
 261             code_functions_add((prog_section_function){
 262                 .entry      =  offset_code,
 263                 .firstlocal =  0,
 264                 .locals     =  0,
 265                 .profile    =  0,
 266                 .name       =  offset_chars,
 267                 .file       =  0,
 268                 .nargs      =  0,
 269                 .argsize    = {0}
 270             });
 271         });
 272
 273         /* if we make it this far then we have statements */
 274         {
 275             size_t i = 0;    /* counter   */
 276             size_t o = 0;    /* operands  */
 277             char  *t = NULL; /* token     */
 278
 279             /*
 280              * Most ops a single statement can have is three.
 281              * lets allocate some space for all of those here.
 282              */
 283             char op[3][32768] = {{0},{0},{0}};
 284             for (; i < sizeof(asm_instr)/sizeof(*asm_instr); i++) {
 285                 if (!strncmp(skip, asm_instr[i].m, asm_instr[i].l)) {
 286                     if (state != ASM_FUNCTION) {
 287                         printf("%li: Statement not inside function block\n", line);
 288                         goto end;
 289                     }
 290
 291                     /* update parser state */
 292                     if (i == INSTR_DONE || i == INSTR_RETURN) {
 293                         goto end;
 294                         state = ASM_NULL;
 295                     }
 296
 297                     /* parse the statement */
 298                     o     = asm_instr[i].o; /* operands         */
 299                     skip += asm_instr[i].l; /* skip instruction */
 300                     t     = strtok(skip, " ,");
 301                     i     = 0;
 302                     while (t != NULL && i < 3) {
 303                         strcpy(op[i], t);
 304                         t = strtok(NULL, " ,");
 305                         i ++;
 306                     }
 307
 308                     util_debug("ASM", "Operand 1: %s\n", util_strrnl(op[0]));
 309                     util_debug("ASM", "Operand 2: %s\n", util_strrnl(op[1]));
 310                     util_debug("ASM", "Operand 3: %s\n", util_strrnl(op[2]));
 311
 312                     /* check */
 313                     if (i != o) {
 314                         printf("not enough operands, expected: %li, got %li\n", o, i);
 315                     }
 316
 317                     /* TODO: hashtable value LOAD .... etc */
 318                     code_statements_add((prog_section_statement){
 319                         i, {0}, {0}, {0}
 320                     });
 321                     goto end;
 322                 }
 323             }
 324         }
 325
 326         /* if we made it this far something is wrong */
 327         if (*skip != '\0')
 328             printf("%li: Invalid statement, expression, or decleration\n", line);
 329
 330         end:
 331         mem_d(data);
 332         line ++;
 333     }
 334     asm_clear();
 335 }