gmqcc.h

   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
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  14  *
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  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 #ifndef GMQCC_HDR
  24 #define GMQCC_HDR
  25 #include <limits.h>
  26 #include <stdlib.h>
  27 #include <string.h>
  28 #include <stdio.h>
  29 #include <ctype.h>
  30 /*
  31  * stdint.h and inttypes.h -less subset
  32  * for systems that don't have it, which we must
  33  * assume is all systems. (int8_t not required)
  34  */
  35 #if   CHAR_MIN  == -128
  36     typedef unsigned char  uint8_t; /* same as below */
  37 #elif SCHAR_MIN == -128
  38     typedef unsigned char  uint8_t; /* same as above */
  39 #endif
  40 #if   SHRT_MAX  == 0x7FFF
  41     typedef short          int16_t;
  42     typedef unsigned short uint16_t;
  43 #elif INT_MAX   == 0x7FFF
  44     typedef int            int16_t;
  45     typedef unsigned int   uint16_t;
  46 #endif
  47 #if   INT_MAX   == 0x7FFFFFFF
  48     typedef int            int32_t;
  49     typedef unsigned int   uint32_t;
  50 #elif LONG_MAX  == 0x7FFFFFFF
  51     typedef long           int32_t;
  52     typedef unsigned long  uint32_t;
  53 #endif
  54 #ifdef _LP64 /* long pointer == 64 */
  55     typedef unsigned long  uintptr_t;
  56     typedef long           intptr_t;
  57 #else
  58     typedef unsigned int   uintptr_t;
  59     typedef int            intptr_t;
  60 #endif
  61 /* Ensure type sizes are correct: */
  62 typedef char uint8_size_is_correct  [sizeof(uint8_t)  == 1?1:-1];
  63 typedef char uint16_size_if_correct [sizeof(uint16_t) == 2?1:-1];
  64 typedef char uint32_size_is_correct [sizeof(uint32_t) == 4?1:-1];
  65 typedef char int8_size_is_correct   [sizeof(int8_t)   == 1?1:-1];
  66 typedef char int16_size_if_correct  [sizeof(int16_t)  == 2?1:-1];
  67 typedef char int32_size_is_correct  [sizeof(int32_t)  == 4?1:-1];
  68 /* intptr_t / uintptr_t correct size check */
  69 typedef char uintptr_size_is_correct[sizeof(intptr_t) == sizeof(int*)?1:-1];
  70 typedef char intptr_size_is_correct [sizeof(uintptr_t)== sizeof(int*)?1:-1];
  71
  72 //===================================================================
  73 //============================ lex.c ================================
  74 //===================================================================
  75 struct lex_file {
  76     FILE *file;        /* file handler */
  77     char *name;        /* name of file */
  78     char  peek  [5];
  79     char  lastok[8192];
  80
  81     int   last;    /* last token                   */
  82     int   current; /* current token                */
  83     int   length;  /* bytes left to parse          */
  84     int   size;    /* never changes (size of file) */
  85     int   line;    /* what line are we on?         */
  86 };
  87
  88 /*
  89  * It's important that this table never exceed 32 keywords, the ascii
  90  * table starts at 33 (and we don't want conflicts)
  91  */
  92 #define TOKEN_DO       0
  93 #define TOKEN_ELSE     1
  94 #define TOKEN_IF       2
  95 #define TOKEN_WHILE    3
  96 #define TOKEN_BREAK    4
  97 #define TOKEN_CONTINUE 5
  98 #define TOKEN_RETURN   6
  99 #define TOKEN_GOTO     7
 100 #define TOKEN_FOR      8   // extension
 101 #define TOKEN_TYPEDEF  9   // extension
 102
 103 // ensure the token types are out of the
 104 // bounds of anyothers that may conflict.
 105 #define TOKEN_FLOAT    110
 106 #define TOKEN_VECTOR   111
 107 #define TOKEN_STRING   112
 108 #define TOKEN_ENTITY   113
 109 #define TOKEN_VOID     114
 110
 111 /*
 112  * Lexer state constants, these are numbers for where exactly in
 113  * the lexing the lexer is at. Or where it decided to stop if a lexer
 114  * error occurs.  These numbers must be > where the ascii-table ends
 115  * and > the last type token which is TOKEN_VOID
 116  */
 117 #define LEX_COMMENT    1128
 118 #define LEX_CHRLIT     1129
 119 #define LEX_STRLIT     1130
 120 #define LEX_IDENT      1131
 121
 122 int              lex_token  (struct lex_file *);
 123 void             lex_reset  (struct lex_file *);
 124 void             lex_close  (struct lex_file *);
 125 struct lex_file *lex_include(struct lex_file *, char *);
 126 struct lex_file *lex_open   (FILE *);
 127
 128 //===================================================================
 129 //========================== error.c ================================
 130 //===================================================================
 131 #define ERROR_LEX      (SHRT_MAX+0)
 132 #define ERROR_PARSE    (SHRT_MAX+1)
 133 #define ERROR_INTERNAL (SHRT_MAX+2)
 134 #define ERROR_COMPILER (SHRT_MAX+3)
 135 #define ERROR_PREPRO   (SHRT_MAX+4)
 136 int error(struct lex_file *, int, const char *, ...);
 137
 138 //===================================================================
 139 //========================== parse.c ================================
 140 //===================================================================
 141 int parse_gen(struct lex_file *);
 142
 143 //===================================================================
 144 //========================== typedef.c ==============================
 145 //===================================================================
 146 typedef struct typedef_node_t {
 147     char      *name;
 148 } typedef_node;
 149
 150 void          typedef_init();
 151 void          typedef_clear();
 152 typedef_node *typedef_find(const char *);
 153 int           typedef_add (struct lex_file *file, const char *, const char *);
 154
 155
 156 //===================================================================
 157 //=========================== util.c ================================
 158 //===================================================================
 159 void *util_memory_a  (unsigned int, unsigned int, const char *);
 160 void  util_memory_d  (void       *, unsigned int, const char *);
 161 void  util_meminfo   ();
 162
 163 char *util_strdup    (const char *);
 164 char *util_strrq     (char *);
 165 char *util_strrnl    (char *);
 166 void  util_debug     (const char *, const char *, ...);
 167 int   util_getline   (char **, size_t *, FILE *);
 168 void  util_endianswap(void *, int, int);
 169
 170 uint32_t util_crc32(const char *, int, register const short);
 171
 172 #ifdef NOTRACK
 173 #    define mem_a(x) malloc(x)
 174 #    define mem_d(x) free  (x)
 175 #else
 176 #    define mem_a(x) util_memory_a((x), __LINE__, __FILE__)
 177 #    define mem_d(x) util_memory_d((x), __LINE__, __FILE__)
 178 #endif
 179
 180 #define VECTOR_MAKE(T,N)                                                 \
 181     T*     N##_data      = NULL;                                         \
 182     long   N##_elements  = 0;                                            \
 183     long   N##_allocated = 0;                                            \
 184     int    N##_add(T element) {                                          \
 185         if (N##_elements == N##_allocated) {                             \
 186             if (N##_allocated == 0) {                                    \
 187                 N##_allocated = 12;                                      \
 188             } else {                                                     \
 189                 N##_allocated *= 2;                                      \
 190             }                                                            \
 191             void *temp = mem_a(N##_allocated * sizeof(T));               \
 192             if  (!temp) {                                                \
 193                 mem_d(temp);                                             \
 194                 return -1;                                               \
 195             }                                                            \
 196             memcpy(temp, N##_data, (N##_elements * sizeof(T)));          \
 197             mem_d(N##_data);                                             \
 198             N##_data = (T*)temp;                                         \
 199         }                                                                \
 200         N##_data[N##_elements] = element;                                \
 201         return   N##_elements++;                                         \
 202     }
 203
 204 //===================================================================
 205 //=========================== code.c ================================
 206 //===================================================================
 207 #define TYPE_VOID     0
 208 #define TYPE_STRING   1
 209 #define TYPE_FLOAT    2
 210 #define TYPE_VECTOR   3
 211 #define TYPE_ENTITY   4
 212 #define TYPE_FIELD    5
 213 #define TYPE_FUNCTION 6
 214 #define TYPE_POINTER  7
 215
 216 /*
 217  * Each paramater incerements by 3 since vector types hold
 218  * 3 components (x,y,z).
 219  */
 220 #define OFS_NULL      0
 221 #define OFS_RETURN    1
 222 #define OFS_PARM0     (OFS_RETURN+3)
 223 #define OFS_PARM1     (OFS_PARM0 +3)
 224 #define OFS_PARM2     (OFS_PARM1 +3)
 225 #define OFS_PARM3     (OFS_PARM2 +3)
 226 #define OFS_PARM4     (OFS_PARM3 +3)
 227 #define OFS_PARM5     (OFS_PARM4 +3)
 228 #define OFS_PARM6     (OFS_PARM5 +3)
 229 #define OFS_PARM7     (OFS_PARM6 +3)
 230
 231 typedef struct {
 232     uint16_t opcode;
 233
 234     /* operand 1 */
 235     union {
 236         int16_t  s1; /* signed   */
 237         uint16_t u1; /* unsigned */
 238     };
 239     /* operand 2 */
 240     union {
 241         int16_t  s2; /* signed   */
 242         uint16_t u2; /* unsigned */
 243     };
 244     /* operand 3 */
 245     union {
 246         int16_t  s3; /* signed   */
 247         uint16_t u3; /* unsigned */
 248     };
 249
 250     /*
 251      * This is the same as the structure in darkplaces
 252      * {
 253      *     unsigned short op;
 254      *     short          a,b,c;
 255      * }
 256      * But this one is more sane to work with, and the
 257      * type sizes are guranteed.
 258      */
 259 } prog_section_statement;
 260
 261 typedef struct {
 262     /* The types:
 263      * 0 = ev_void
 264      * 1 = ev_string
 265      * 2 = ev_float
 266      * 3 = ev_vector
 267      * 4 = ev_entity
 268      * 5 = ev_field
 269      * 6 = ev_function
 270      * 7 = ev_pointer -- engine only
 271      * 8 = ev_bad     -- engine only
 272      */
 273     uint16_t type;
 274     uint16_t offset;
 275     uint32_t name;
 276 } prog_section_both;
 277 typedef prog_section_both prog_section_def;
 278 typedef prog_section_both prog_section_field;
 279
 280 typedef struct {
 281     int32_t   entry;      /* in statement table for instructions  */
 282     uint32_t  firstlocal; /* First local in local table           */
 283     uint32_t  locals;     /* Total ints of params + locals        */
 284     uint32_t  profile;    /* Always zero (engine uses this)       */
 285     uint32_t  name;       /* name of function in string table     */
 286     uint32_t  file;       /* file of the source file              */
 287     uint32_t  nargs;      /* number of arguments                  */
 288     uint8_t   argsize[8]; /* size of arguments (keep 8 always?)   */
 289 } prog_section_function;
 290
 291 /*
 292  * Instructions
 293  * These are the external instructions supported by the interperter
 294  * this is what things compile to (from the C code).
 295  */
 296 enum {
 297     INSTR_DONE,
 298     INSTR_MUL_F,
 299     INSTR_MUL_V,
 300     INSTR_MUL_FV,
 301     INSTR_MUL_VF,
 302     INSTR_DIV_F,
 303     INSTR_ADD_F,
 304     INSTR_ADD_V,
 305     INSTR_SUB_F,
 306     INSTR_SUB_V,
 307     INSTR_EQ_F,
 308     INSTR_EQ_V,
 309     INSTR_EQ_S,
 310     INSTR_EQ_E,
 311     INSTR_EQ_FNC,
 312     INSTR_NE_F,
 313     INSTR_NE_V,
 314     INSTR_NE_S,
 315     INSTR_NE_E,
 316     INSTR_NE_FNC,
 317     INSTR_LE,
 318     INSTR_GE,
 319     INSTR_LT,
 320     INSTR_GT,
 321     INSTR_LOAD_F,
 322     INSTR_LOAD_V,
 323     INSTR_LOAD_S,
 324     INSTR_LOAD_ENT,
 325     INSTR_LOAD_FLD,
 326     INSTR_LOAD_FNC,
 327     INSTR_ADDRESS,
 328     INSTR_STORE_F,
 329     INSTR_STORE_V,
 330     INSTR_STORE_S,
 331     INSTR_STORE_ENT,
 332     INSTR_STORE_FLD,
 333     INSTR_STORE_FNC,
 334     INSTR_STOREP_F,
 335     INSTR_STOREP_V,
 336     INSTR_STOREP_S,
 337     INSTR_STOREP_ENT,
 338     INSTR_STOREP_FLD,
 339     INSTR_STOREP_FNC,
 340     INSTR_RETURN,
 341     INSTR_NOT_F,
 342     INSTR_NOT_V,
 343     INSTR_NOT_S,
 344     INSTR_NOT_ENT,
 345     INSTR_NOT_FNC,
 346     INSTR_IF,
 347     INSTR_IFNOT,
 348     INSTR_CALL0,
 349     INSTR_CALL1,
 350     INSTR_CALL2,
 351     INSTR_CALL3,
 352     INSTR_CALL4,
 353     INSTR_CALL5,
 354     INSTR_CALL6,
 355     INSTR_CALL7,
 356     INSTR_CALL8,
 357     INSTR_STATE,
 358     INSTR_GOTO,
 359     INSTR_AND,
 360     INSTR_OR,
 361     INSTR_BITAND,
 362     INSTR_BITOR
 363 };
 364
 365 /*
 366  * The symbols below are created by the following
 367  * expanded macros:
 368  *
 369  * VECTOR_MAKE(prog_section_statement, code_statements);
 370  * VECTOR_MAKE(prog_section_def,       code_defs      );
 371  * VECTOR_MAKE(prog_section_field,     code_fields    );
 372  * VECTOR_MAKE(prog_section_function,  code_functions );
 373  * VECTOR_MAKE(int,                    code_globals   );
 374  * VECTOR_MAKE(char,                   code_chars     );
 375  */
 376 int         code_statements_add(prog_section_statement);
 377 int         code_defs_add      (prog_section_def);
 378 int         code_fields_add    (prog_section_field);
 379 int         code_functions_add (prog_section_function);
 380 int         code_globals_add   (int);
 381 int         code_chars_add     (char);
 382 int         code_strings_add   (const char *); /* function wrapping code_chars_add */
 383 extern long code_statements_elements;
 384 extern long code_chars_elements;
 385 extern long code_globals_elements;
 386 extern long code_functions_elements;
 387 extern long code_fields_elements;
 388 extern long code_defs_elements;
 389
 390 /*
 391  * code_write -- writes out the compiled file
 392  * code_init  -- prepares the code file
 393  */
 394 void code_write ();
 395 void code_init  ();
 396
 397 //===================================================================
 398 //========================= assembler.c =============================
 399 //===================================================================
 400 static const struct {
 401     const char  *m; /* menomic     */
 402     const size_t o; /* operands    */
 403     const size_t l; /* menomic len */
 404 } const asm_instr[] = {
 405     [INSTR_DONE]       = { "DONE"      , 1, 4 },
 406     [INSTR_MUL_F]      = { "MUL_F"     , 3, 5 },
 407     [INSTR_MUL_V]      = { "MUL_V"     , 3, 5 },
 408     [INSTR_MUL_FV]     = { "MUL_FV"    , 3, 6 },
 409     [INSTR_MUL_VF]     = { "MUL_VF"    , 3, 6 },
 410     [INSTR_DIV_F]      = { "DIV"       , 0, 3 },
 411     [INSTR_ADD_F]      = { "ADD_F"     , 3, 5 },
 412     [INSTR_ADD_V]      = { "ADD_V"     , 3, 5 },
 413     [INSTR_SUB_F]      = { "SUB_F"     , 3, 5 },
 414     [INSTR_SUB_V]      = { "DUB_V"     , 3, 5 },
 415     [INSTR_EQ_F]       = { "EQ_F"      , 0, 4 },
 416     [INSTR_EQ_V]       = { "EQ_V"      , 0, 4 },
 417     [INSTR_EQ_S]       = { "EQ_S"      , 0, 4 },
 418     [INSTR_EQ_E]       = { "EQ_E"      , 0, 4 },
 419     [INSTR_EQ_FNC]     = { "ES_FNC"    , 0, 6 },
 420     [INSTR_NE_F]       = { "NE_F"      , 0, 4 },
 421     [INSTR_NE_V]       = { "NE_V"      , 0, 4 },
 422     [INSTR_NE_S]       = { "NE_S"      , 0, 4 },
 423     [INSTR_NE_E]       = { "NE_E"      , 0, 4 },
 424     [INSTR_NE_FNC]     = { "NE_FNC"    , 0, 6 },
 425     [INSTR_LE]         = { "LE"        , 0, 2 },
 426     [INSTR_GE]         = { "GE"        , 0, 2 },
 427     [INSTR_LT]         = { "LT"        , 0, 2 },
 428     [INSTR_GT]         = { "GT"        , 0, 2 },
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 430     [INSTR_LOAD_V]     = { "FIELD_V"   , 0, 7 },
 431     [INSTR_LOAD_S]     = { "FIELD_S"   , 0, 7 },
 432     [INSTR_LOAD_ENT]   = { "FIELD_ENT" , 0, 9 },
 433     [INSTR_LOAD_FLD]   = { "FIELD_FLD" , 0, 9 },
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 439     [INSTR_STORE_ENT]  = { "STORE_ENT" , 0, 9 },
 440     [INSTR_STORE_FLD]  = { "STORE_FLD" , 0, 9 },
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 446     [INSTR_STOREP_FLD] = { "STOREP_FLD", 0, 10},
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 451     [INSTR_NOT_S]      = { "NOT_S"     , 0, 5 },
 452     [INSTR_NOT_ENT]    = { "NOT_ENT"   , 0, 7 },
 453     [INSTR_NOT_FNC]    = { "NOT_FNC"   , 0, 7 },
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 472
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 483     COMPILER_GMQCC    /* this   QuakeC */
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