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
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  10  * so, subject to the following conditions:
  11  *
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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 #define GMQCC_VERSION_MAJOR 0
  32 #define GMQCC_VERSION_MINOR 1
  33 #define GMQCC_VERSION_PATCH 0
  34 #define GMQCC_VERSION_BUILD(J,N,P) (((J)<<16)|((N)<<8)|(P))
  35 #define GMQCC_VERSION \
  36     GMQCC_VERSION_BUILD(GMQCC_VERSION_MAJOR, GMQCC_VERSION_MINOR, GMQCC_VERSION_PATCH)
  37
  38 /*
  39  * We cannoy rely on C99 at all, since compilers like MSVC
  40  * simply don't support it.  We define our own boolean type
  41  * as a result (since we cannot include <stdbool.h>). For
  42  * compilers that are in 1999 mode (C99 compliant) we can use
  43  * the language keyword _Bool which can allow for better code
  44  * on GCC and GCC-like compilers, opposed to `int`.
  45  */
  46 #ifndef __cplusplus
  47 #   ifdef  false
  48 #       undef  false
  49 #   endif /* !false */
  50 #   ifdef  true
  51 #       undef true
  52 #   endif /* !true  */
  53 #   define false (0)
  54 #   define true  (1)
  55 #   define bool _Bool
  56 #   if __STDC_VERSION__ < 199901L && __GNUC__ < 3
  57         typedef int  _Bool
  58 #   endif
  59 #   endif /* !__cplusplus */
  60
  61 /*
  62  * stdint.h and inttypes.h -less subset
  63  * for systems that don't have it, which we must
  64  * assume is all systems. (int8_t not required)
  65  */
  66 #if   CHAR_MIN  == -128
  67     typedef unsigned char  uint8_t; /* same as below */
  68 #elif SCHAR_MIN == -128
  69     typedef unsigned char  uint8_t; /* same as above */
  70 #endif
  71 #if   SHRT_MAX  == 0x7FFF
  72     typedef short          int16_t;
  73     typedef unsigned short uint16_t;
  74 #elif INT_MAX   == 0x7FFF
  75     typedef int            int16_t;
  76     typedef unsigned int   uint16_t;
  77 #endif
  78 #if   INT_MAX   == 0x7FFFFFFF
  79     typedef int            int32_t;
  80     typedef unsigned int   uint32_t;
  81 #elif LONG_MAX  == 0x7FFFFFFF
  82     typedef long           int32_t;
  83     typedef unsigned long  uint32_t;
  84 #endif
  85 #ifdef _LP64 /* long pointer == 64 */
  86     typedef unsigned long  uintptr_t;
  87     typedef long           intptr_t;
  88 #else
  89     typedef unsigned int   uintptr_t;
  90     typedef int            intptr_t;
  91 #endif
  92 /* Ensure type sizes are correct: */
  93 typedef char uint8_size_is_correct  [sizeof(uint8_t)  == 1?1:-1];
  94 typedef char uint16_size_if_correct [sizeof(uint16_t) == 2?1:-1];
  95 typedef char uint32_size_is_correct [sizeof(uint32_t) == 4?1:-1];
  96 //typedef char int8_size_is_correct   [sizeof(int8_t)   == 1?1:-1];
  97 typedef char int16_size_if_correct  [sizeof(int16_t)  == 2?1:-1];
  98 typedef char int32_size_is_correct  [sizeof(int32_t)  == 4?1:-1];
  99 /* intptr_t / uintptr_t correct size check */
 100 typedef char uintptr_size_is_correct[sizeof(intptr_t) == sizeof(int*)?1:-1];
 101 typedef char intptr_size_is_correct [sizeof(uintptr_t)== sizeof(int*)?1:-1];
 102
 103 //===================================================================
 104 //============================ lex.c ================================
 105 //===================================================================
 106 struct lex_file {
 107     FILE *file;        /* file handler */
 108     char *name;        /* name of file */
 109     char  peek  [5];
 110     char  lastok[8192];
 111
 112     int   last;    /* last token                   */
 113     int   current; /* current token                */
 114     int   length;  /* bytes left to parse          */
 115     int   size;    /* never changes (size of file) */
 116     int   line;    /* what line are we on?         */
 117 };
 118
 119 /*
 120  * It's important that this table never exceed 32 keywords, the ascii
 121  * table starts at 33 (and we don't want conflicts)
 122  */
 123 enum {
 124     TOKEN_DO       ,
 125     TOKEN_ELSE     ,
 126     TOKEN_IF       ,
 127     TOKEN_WHILE    ,
 128     TOKEN_BREAK    ,
 129     TOKEN_CONTINUE ,
 130     TOKEN_RETURN   ,
 131     TOKEN_GOTO     ,
 132     TOKEN_FOR      ,   // extension
 133     TOKEN_TYPEDEF  ,   // extension
 134
 135     // ensure the token types are out of the
 136     // bounds of anyothers that may conflict.
 137     TOKEN_FLOAT    = 110,
 138     TOKEN_VECTOR        ,
 139     TOKEN_STRING        ,
 140     TOKEN_ENTITY        ,
 141     TOKEN_VOID
 142 };
 143
 144 /*
 145  * Lexer state constants, these are numbers for where exactly in
 146  * the lexing the lexer is at. Or where it decided to stop if a lexer
 147  * error occurs.  These numbers must be > where the ascii-table ends
 148  * and > the last type token which is TOKEN_VOID
 149  */
 150 enum {
 151     LEX_COMMENT = 1128,
 152     LEX_CHRLIT        ,
 153     LEX_STRLIT        ,
 154     LEX_IDENT
 155 };
 156
 157 int              lex_token  (struct lex_file *);
 158 void             lex_reset  (struct lex_file *);
 159 void             lex_close  (struct lex_file *);
 160 struct lex_file *lex_include(struct lex_file *, char *);
 161 struct lex_file *lex_open   (FILE *);
 162
 163 //===================================================================
 164 //========================== error.c ================================
 165 //===================================================================
 166 #define ERROR_LEX      (SHRT_MAX+0)
 167 #define ERROR_PARSE    (SHRT_MAX+1)
 168 #define ERROR_INTERNAL (SHRT_MAX+2)
 169 #define ERROR_COMPILER (SHRT_MAX+3)
 170 #define ERROR_PREPRO   (SHRT_MAX+4)
 171 int error(struct lex_file *, int, const char *, ...);
 172
 173 //===================================================================
 174 //========================== parse.c ================================
 175 //===================================================================
 176 int parse_gen(struct lex_file *);
 177
 178 //===================================================================
 179 //========================== typedef.c ==============================
 180 //===================================================================
 181 typedef struct typedef_node_t {
 182     char      *name;
 183 } typedef_node;
 184
 185 void          typedef_init();
 186 void          typedef_clear();
 187 typedef_node *typedef_find(const char *);
 188 int           typedef_add (struct lex_file *file, const char *, const char *);
 189
 190
 191 //===================================================================
 192 //=========================== util.c ================================
 193 //===================================================================
 194 void *util_memory_a      (unsigned int, unsigned int, const char *);
 195 void  util_memory_d      (void       *, unsigned int, const char *);
 196 void  util_meminfo       ();
 197
 198 char *util_strdup        (const char *);
 199 char *util_strrq         (char *);
 200 char *util_strrnl        (char *);
 201 void  util_debug         (const char *, const char *, ...);
 202 int   util_getline       (char **, size_t *, FILE *);
 203 void  util_endianswap    (void *,  int, int);
 204
 205 uint32_t util_crc32(const char *, int, register const short);
 206
 207 #ifdef NOTRACK
 208 #    define mem_a(x) malloc(x)
 209 #    define mem_d(x) free  (x)
 210 #else
 211 #    define mem_a(x) util_memory_a((x), __LINE__, __FILE__)
 212 #    define mem_d(x) util_memory_d((x), __LINE__, __FILE__)
 213 #endif
 214
 215 /* Builds vector type (usefull for inside structures) */
 216 #define VECTOR_TYPE(T,N)                                        \
 217     T*     N##_data      = NULL;                                \
 218     long   N##_elements  = 0;                                   \
 219     long   N##_allocated = 0
 220 /* Builds vector add */
 221 #define VECTOR_CORE(T,N)                                        \
 222     int    N##_add(T element) {                                 \
 223         if (N##_elements == N##_allocated) {                    \
 224             if (N##_allocated == 0) {                           \
 225                 N##_allocated = 12;                             \
 226             } else {                                            \
 227                 N##_allocated *= 2;                             \
 228             }                                                   \
 229             void *temp = mem_a(N##_allocated * sizeof(T));      \
 230             if  (!temp) {                                       \
 231                 mem_d(temp);                                    \
 232                 return -1;                                      \
 233             }                                                   \
 234             memcpy(temp, N##_data, (N##_elements * sizeof(T))); \
 235             mem_d(N##_data);                                    \
 236             N##_data = (T*)temp;                                \
 237         }                                                       \
 238         N##_data[N##_elements] = element;                       \
 239         return   N##_elements++;                                \
 240     }                                                           \
 241     int N##_put(T* elements, size_t len) {                      \
 242         len     --;                                             \
 243         elements--;                                             \
 244         while (N##_add(*++elements) != -1 && len--);            \
 245         return N##_elements;                                    \
 246     }
 247 /* Builds a full vector inspot */
 248 #define VECTOR_MAKE(T,N) \
 249     VECTOR_TYPE(T,N);    \
 250     VECTOR_CORE(T,N)
 251 /* Builds a vector add function pointer for inside structures */
 252 #define VECTOR_IMPL(T,N) int (*N##_add)(T)
 253
 254 //===================================================================
 255 //=========================== code.c ================================
 256 //===================================================================
 257 enum {
 258     TYPE_VOID     ,
 259     TYPE_STRING   ,
 260     TYPE_FLOAT    ,
 261     TYPE_VECTOR   ,
 262     TYPE_ENTITY   ,
 263     TYPE_FIELD    ,
 264     TYPE_FUNCTION ,
 265     TYPE_POINTER
 266 };
 267
 268 /*
 269  * Each paramater incerements by 3 since vector types hold
 270  * 3 components (x,y,z).
 271  */
 272 #define OFS_NULL      0
 273 #define OFS_RETURN    1
 274 #define OFS_PARM0     (OFS_RETURN+3)
 275 #define OFS_PARM1     (OFS_PARM0 +3)
 276 #define OFS_PARM2     (OFS_PARM1 +3)
 277 #define OFS_PARM3     (OFS_PARM2 +3)
 278 #define OFS_PARM4     (OFS_PARM3 +3)
 279 #define OFS_PARM5     (OFS_PARM4 +3)
 280 #define OFS_PARM6     (OFS_PARM5 +3)
 281 #define OFS_PARM7     (OFS_PARM6 +3)
 282
 283 typedef struct {
 284     uint16_t opcode;
 285
 286     /* operand 1 */
 287     union {
 288         int16_t  s1; /* signed   */
 289         uint16_t u1; /* unsigned */
 290     };
 291     /* operand 2 */
 292     union {
 293         int16_t  s2; /* signed   */
 294         uint16_t u2; /* unsigned */
 295     };
 296     /* operand 3 */
 297     union {
 298         int16_t  s3; /* signed   */
 299         uint16_t u3; /* unsigned */
 300     };
 301
 302     /*
 303      * This is the same as the structure in darkplaces
 304      * {
 305      *     unsigned short op;
 306      *     short          a,b,c;
 307      * }
 308      * But this one is more sane to work with, and the
 309      * type sizes are guranteed.
 310      */
 311 } prog_section_statement;
 312
 313 typedef struct {
 314     /* The types:
 315      * 0 = ev_void
 316      * 1 = ev_string
 317      * 2 = ev_float
 318      * 3 = ev_vector
 319      * 4 = ev_entity
 320      * 5 = ev_field
 321      * 6 = ev_function
 322      * 7 = ev_pointer -- engine only
 323      * 8 = ev_bad     -- engine only
 324      */
 325     uint16_t type;
 326     uint16_t offset;
 327     uint32_t name;
 328 } prog_section_both;
 329 typedef prog_section_both prog_section_def;
 330 typedef prog_section_both prog_section_field;
 331
 332 typedef struct {
 333     int32_t   entry;      /* in statement table for instructions  */
 334     uint32_t  firstlocal; /* First local in local table           */
 335     uint32_t  locals;     /* Total ints of params + locals        */
 336     uint32_t  profile;    /* Always zero (engine uses this)       */
 337     uint32_t  name;       /* name of function in string table     */
 338     uint32_t  file;       /* file of the source file              */
 339     uint32_t  nargs;      /* number of arguments                  */
 340     uint8_t   argsize[8]; /* size of arguments (keep 8 always?)   */
 341 } prog_section_function;
 342
 343 /*
 344  * Instructions
 345  * These are the external instructions supported by the interperter
 346  * this is what things compile to (from the C code).
 347  */
 348 enum {
 349     INSTR_DONE,
 350     INSTR_MUL_F,
 351     INSTR_MUL_V,
 352     INSTR_MUL_FV,
 353     INSTR_MUL_VF,
 354     INSTR_DIV_F,
 355     INSTR_ADD_F,
 356     INSTR_ADD_V,
 357     INSTR_SUB_F,
 358     INSTR_SUB_V,
 359     INSTR_EQ_F,
 360     INSTR_EQ_V,
 361     INSTR_EQ_S,
 362     INSTR_EQ_E,
 363     INSTR_EQ_FNC,
 364     INSTR_NE_F,
 365     INSTR_NE_V,
 366     INSTR_NE_S,
 367     INSTR_NE_E,
 368     INSTR_NE_FNC,
 369     INSTR_LE,
 370     INSTR_GE,
 371     INSTR_LT,
 372     INSTR_GT,
 373     INSTR_LOAD_F,
 374     INSTR_LOAD_V,
 375     INSTR_LOAD_S,
 376     INSTR_LOAD_ENT,
 377     INSTR_LOAD_FLD,
 378     INSTR_LOAD_FNC,
 379     INSTR_ADDRESS,
 380     INSTR_STORE_F,
 381     INSTR_STORE_V,
 382     INSTR_STORE_S,
 383     INSTR_STORE_ENT,
 384     INSTR_STORE_FLD,
 385     INSTR_STORE_FNC,
 386     INSTR_STOREP_F,
 387     INSTR_STOREP_V,
 388     INSTR_STOREP_S,
 389     INSTR_STOREP_ENT,
 390     INSTR_STOREP_FLD,
 391     INSTR_STOREP_FNC,
 392     INSTR_RETURN,
 393     INSTR_NOT_F,
 394     INSTR_NOT_V,
 395     INSTR_NOT_S,
 396     INSTR_NOT_ENT,
 397     INSTR_NOT_FNC,
 398     INSTR_IF,
 399     INSTR_IFNOT,
 400     INSTR_CALL0,
 401     INSTR_CALL1,
 402     INSTR_CALL2,
 403     INSTR_CALL3,
 404     INSTR_CALL4,
 405     INSTR_CALL5,
 406     INSTR_CALL6,
 407     INSTR_CALL7,
 408     INSTR_CALL8,
 409     INSTR_STATE,
 410     INSTR_GOTO,
 411     INSTR_AND,
 412     INSTR_OR,
 413     INSTR_BITAND,
 414     INSTR_BITOR,
 415
 416     /* Virtual instructions used by the IR
 417      * Keep at the end!
 418      */
 419     VINSTR_PHI,
 420     VINSTR_JUMP,
 421     VINSTR_COND,
 422 };
 423
 424 /*
 425  * The symbols below are created by the following
 426  * expanded macros:
 427  *
 428  * VECTOR_MAKE(prog_section_statement, code_statements);
 429  * VECTOR_MAKE(prog_section_def,       code_defs      );
 430  * VECTOR_MAKE(prog_section_field,     code_fields    );
 431  * VECTOR_MAKE(prog_section_function,  code_functions );
 432  * VECTOR_MAKE(int,                    code_globals   );
 433  * VECTOR_MAKE(char,                   code_chars     );
 434  */
 435 int         code_statements_add(prog_section_statement);
 436 int         code_defs_add      (prog_section_def);
 437 int         code_fields_add    (prog_section_field);
 438 int         code_functions_add (prog_section_function);
 439 int         code_globals_add   (int);
 440 int         code_chars_add     (char);
 441 int         code_statements_put(prog_section_statement*, size_t);
 442 int         code_defs_put      (prog_section_def*,       size_t);
 443 int         code_fields_put    (prog_section_field*,     size_t);
 444 int         code_functions_put (prog_section_function*,  size_t);
 445 int         code_globals_put   (int*,                    size_t);
 446 int         code_chars_put     (char*,                   size_t);
 447 extern long code_statements_elements;
 448 extern long code_chars_elements;
 449 extern long code_globals_elements;
 450 extern long code_functions_elements;
 451 extern long code_fields_elements;
 452 extern long code_defs_elements;
 453
 454 /*
 455  * code_write -- writes out the compiled file
 456  * code_init  -- prepares the code file
 457  */
 458 void code_write ();
 459 void code_init  ();
 460
 461 //===================================================================
 462 //========================= assembler.c =============================
 463 //===================================================================
 464 static const struct {
 465     const char  *m; /* menomic     */
 466     const size_t o; /* operands    */
 467     const size_t l; /* menomic len */
 468 } const asm_instr[] = {
 469     [INSTR_DONE]       = { "DONE"      , 1, 4 },
 470     [INSTR_MUL_F]      = { "MUL_F"     , 3, 5 },
 471     [INSTR_MUL_V]      = { "MUL_V"     , 3, 5 },
 472     [INSTR_MUL_FV]     = { "MUL_FV"    , 3, 6 },
 473     [INSTR_MUL_VF]     = { "MUL_VF"    , 3, 6 },
 474     [INSTR_DIV_F]      = { "DIV"       , 0, 3 },
 475     [INSTR_ADD_F]      = { "ADD_F"     , 3, 5 },
 476     [INSTR_ADD_V]      = { "ADD_V"     , 3, 5 },
 477     [INSTR_SUB_F]      = { "SUB_F"     , 3, 5 },
 478     [INSTR_SUB_V]      = { "DUB_V"     , 3, 5 },
 479     [INSTR_EQ_F]       = { "EQ_F"      , 0, 4 },
 480     [INSTR_EQ_V]       = { "EQ_V"      , 0, 4 },
 481     [INSTR_EQ_S]       = { "EQ_S"      , 0, 4 },
 482     [INSTR_EQ_E]       = { "EQ_E"      , 0, 4 },
 483     [INSTR_EQ_FNC]     = { "ES_FNC"    , 0, 6 },
 484     [INSTR_NE_F]       = { "NE_F"      , 0, 4 },
 485     [INSTR_NE_V]       = { "NE_V"      , 0, 4 },
 486     [INSTR_NE_S]       = { "NE_S"      , 0, 4 },
 487     [INSTR_NE_E]       = { "NE_E"      , 0, 4 },
 488     [INSTR_NE_FNC]     = { "NE_FNC"    , 0, 6 },
 489     [INSTR_LE]         = { "LE"        , 0, 2 },
 490     [INSTR_GE]         = { "GE"        , 0, 2 },
 491     [INSTR_LT]         = { "LT"        , 0, 2 },
 492     [INSTR_GT]         = { "GT"        , 0, 2 },
 493     [INSTR_LOAD_F]     = { "FIELD_F"   , 0, 7 },
 494     [INSTR_LOAD_V]     = { "FIELD_V"   , 0, 7 },
 495     [INSTR_LOAD_S]     = { "FIELD_S"   , 0, 7 },
 496     [INSTR_LOAD_ENT]   = { "FIELD_ENT" , 0, 9 },
 497     [INSTR_LOAD_FLD]   = { "FIELD_FLD" , 0, 9 },
 498     [INSTR_LOAD_FNC]   = { "FIELD_FNC" , 0, 9 },
 499     [INSTR_ADDRESS]    = { "ADDRESS"   , 0, 7 },
 500     [INSTR_STORE_F]    = { "STORE_F"   , 0, 7 },
 501     [INSTR_STORE_V]    = { "STORE_V"   , 0, 7 },
 502     [INSTR_STORE_S]    = { "STORE_S"   , 0, 7 },
 503     [INSTR_STORE_ENT]  = { "STORE_ENT" , 0, 9 },
 504     [INSTR_STORE_FLD]  = { "STORE_FLD" , 0, 9 },
 505     [INSTR_STORE_FNC]  = { "STORE_FNC" , 0, 9 },
 506     [INSTR_STOREP_F]   = { "STOREP_F"  , 0, 8 },
 507     [INSTR_STOREP_V]   = { "STOREP_V"  , 0, 8 },
 508     [INSTR_STOREP_S]   = { "STOREP_S"  , 0, 8 },
 509     [INSTR_STOREP_ENT] = { "STOREP_ENT", 0, 10},
 510     [INSTR_STOREP_FLD] = { "STOREP_FLD", 0, 10},
 511     [INSTR_STOREP_FNC] = { "STOREP_FNC", 0, 10},
 512     [INSTR_RETURN]     = { "RETURN"    , 0, 6 },
 513     [INSTR_NOT_F]      = { "NOT_F"     , 0, 5 },
 514     [INSTR_NOT_V]      = { "NOT_V"     , 0, 5 },
 515     [INSTR_NOT_S]      = { "NOT_S"     , 0, 5 },
 516     [INSTR_NOT_ENT]    = { "NOT_ENT"   , 0, 7 },
 517     [INSTR_NOT_FNC]    = { "NOT_FNC"   , 0, 7 },
 518     [INSTR_IF]         = { "IF"        , 0, 2 },
 519     [INSTR_IFNOT]      = { "IFNOT"     , 0, 5 },
 520     [INSTR_CALL0]      = { "CALL0"     , 0, 5 },
 521     [INSTR_CALL1]      = { "CALL1"     , 0, 5 },
 522     [INSTR_CALL2]      = { "CALL2"     , 0, 5 },
 523     [INSTR_CALL3]      = { "CALL3"     , 0, 5 },
 524     [INSTR_CALL4]      = { "CALL4"     , 0, 5 },
 525     [INSTR_CALL5]      = { "CALL5"     , 0, 5 },
 526     [INSTR_CALL6]      = { "CALL6"     , 0, 5 },
 527     [INSTR_CALL7]      = { "CALL7"     , 0, 5 },
 528     [INSTR_CALL8]      = { "CALL8"     , 0, 5 },
 529     [INSTR_STATE]      = { "STATE"     , 0, 5 },
 530     [INSTR_GOTO]       = { "GOTO"      , 0, 4 },
 531     [INSTR_AND]        = { "AND"       , 0, 3 },
 532     [INSTR_OR]         = { "OR"        , 0, 2 },
 533     [INSTR_BITAND]     = { "BITAND"    , 0, 6 },
 534     [INSTR_BITOR]      = { "BITOR"     , 0, 5 }
 535 };
 536
 537 void asm_init (const char *, FILE **);
 538 void asm_close(FILE *);
 539 void asm_parse(FILE *);
 540 //======================================================================
 541 //============================= main.c =================================
 542 //======================================================================
 543 enum {
 544     COMPILER_QCC,     /* circa  QuakeC */
 545     COMPILER_FTEQCC,  /* fteqcc QuakeC */
 546     COMPILER_QCCX,    /* qccx   QuakeC */
 547     COMPILER_GMQCC    /* this   QuakeC */
 548 };
 549 extern bool opts_debug;
 550 extern bool opts_memchk;
 551 extern bool opts_darkplaces_stringtablebug;
 552 extern bool opts_omit_nullcode;
 553 extern int  opts_compiler;
 554 #endif