]> git.xonotic.org Git - xonotic/gmqcc.git/blobdiff - ast.h
search for funciton param first before function locals, this fixes #163
[xonotic/gmqcc.git] / ast.h
diff --git a/ast.h b/ast.h
old mode 100755 (executable)
new mode 100644 (file)
index bae07db..04fa4d8
--- a/ast.h
+++ b/ast.h
@@ -1,55 +1,77 @@
-/*
- * Copyright (C) 2012, 2013
- *     Wolfgang Bumiller
- *
- * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy of
- * this software and associated documentation files (the "Software"), to deal in
- * the Software without restriction, including without limitation the rights to
- * use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell copies
- * of the Software, and to permit persons to whom the Software is furnished to do
- * so, subject to the following conditions:
- *
- * The above copyright notice and this permission notice shall be included in all
- * copies or substantial portions of the Software.
- *
- * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
- * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
- * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE
- * AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
- * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
- * OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE
- * SOFTWARE.
- */
 #ifndef GMQCC_AST_HDR
 #define GMQCC_AST_HDR
+#include <vector>
 #include "ir.h"
 
+typedef uint16_t ast_flag_t;
+
 /* Note: I will not be using a _t suffix for the
  * "main" ast node types for now.
  */
 
-typedef union ast_node_u ast_node;
-typedef union ast_expression_u ast_expression;
-
-typedef struct ast_value_s       ast_value;
-typedef struct ast_function_s    ast_function;
-typedef struct ast_block_s       ast_block;
-typedef struct ast_binary_s      ast_binary;
-typedef struct ast_store_s       ast_store;
-typedef struct ast_binstore_s    ast_binstore;
-typedef struct ast_entfield_s    ast_entfield;
-typedef struct ast_ifthen_s      ast_ifthen;
-typedef struct ast_ternary_s     ast_ternary;
-typedef struct ast_loop_s        ast_loop;
-typedef struct ast_call_s        ast_call;
-typedef struct ast_unary_s       ast_unary;
-typedef struct ast_return_s      ast_return;
-typedef struct ast_member_s      ast_member;
-typedef struct ast_array_index_s ast_array_index;
-typedef struct ast_breakcont_s   ast_breakcont;
-typedef struct ast_switch_s      ast_switch;
-typedef struct ast_label_s       ast_label;
-typedef struct ast_goto_s        ast_goto;
+struct ast_node;
+struct ast_expression;
+struct ast_value;
+struct ast_function;
+struct ast_block;
+struct ast_binary;
+struct ast_store;
+struct ast_binstore;
+struct ast_entfield;
+struct ast_ifthen;
+struct ast_ternary;
+struct ast_loop;
+struct ast_call;
+struct ast_unary;
+struct ast_return;
+struct ast_member;
+struct ast_array_index;
+struct ast_breakcont;
+struct ast_switch;
+struct ast_label;
+struct ast_goto;
+struct ast_argpipe;
+struct ast_state;
+
+enum {
+    AST_FLAG_VARIADIC       = 1 << 0,
+    AST_FLAG_NORETURN       = 1 << 1,
+    AST_FLAG_INLINE         = 1 << 2,
+    AST_FLAG_INITIALIZED    = 1 << 3,
+    AST_FLAG_DEPRECATED     = 1 << 4,
+    AST_FLAG_INCLUDE_DEF    = 1 << 5,
+    AST_FLAG_IS_VARARG      = 1 << 6,
+    AST_FLAG_ALIAS          = 1 << 7,
+    AST_FLAG_ERASEABLE      = 1 << 8,
+    AST_FLAG_ACCUMULATE     = 1 << 9,
+
+    /* An array declared as []
+     * so that the size is taken from the initializer
+     */
+    AST_FLAG_ARRAY_INIT     = 1 << 10,
+
+    AST_FLAG_FINAL_DECL     = 1 << 11,
+
+    /* Several coverage options
+     * AST_FLAG_COVERAGE means there was an explicit [[coverage]] attribute,
+     * which will overwrite the default set via the commandline switches.
+     * BLOCK_COVERAGE inserts coverage() calls into every basic block.
+     * In the future there might be more options like tracking variable access
+     * by creating get/set wrapper functions.
+     */
+    AST_FLAG_COVERAGE       = 1 << 12,
+    AST_FLAG_BLOCK_COVERAGE = 1 << 13,
+
+    /*
+     * Propagates norefness to the IR so the unused (read/write) check can be
+     * more intelligently done.
+     */
+    AST_FLAG_NOREF          = 1 << 14,
+
+    AST_FLAG_LAST,
+    AST_FLAG_TYPE_MASK      = (AST_FLAG_VARIADIC | AST_FLAG_NORETURN),
+    AST_FLAG_COVERAGE_MASK  = (AST_FLAG_BLOCK_COVERAGE)
+};
 
 enum {
     TYPE_ast_node,        /*  0 */
@@ -72,46 +94,41 @@ enum {
     TYPE_ast_breakcont,   /* 17 */
     TYPE_ast_switch,      /* 18 */
     TYPE_ast_label,       /* 19 */
-    TYPE_ast_goto         /* 20 */
+    TYPE_ast_goto,        /* 20 */
+    TYPE_ast_argpipe,     /* 21 */
+    TYPE_ast_state        /* 22 */
 };
 
-#define ast_istype(x, t) ( ((ast_node_common*)x)->nodetype == (TYPE_##t) )
-#define ast_ctx(node) (((ast_node_common*)(node))->context)
-#define ast_side_effects(node) (((ast_node_common*)(node))->side_effects)
+#define ast_istype(x, t) ( (x)->m_node_type == (TYPE_##t) )
 
-/* Node interface with common components
- */
-typedef void ast_node_delete(ast_node*);
-typedef struct
+struct ast_node
 {
-    lex_ctx          context;
+    ast_node() = delete;
+    ast_node(lex_ctx_t, int nodetype);
+    virtual ~ast_node();
+
+    lex_ctx_t m_context;
     /* I don't feel comfortable using keywords like 'delete' as names... */
-    ast_node_delete *destroy;
-    int              nodetype;
-    /* keep: if a node contains this node, 'keep'
+    int              m_node_type;
+    /* keep_node: if a node contains this node, 'keep_node'
      * prevents its dtor from destroying this node as well.
      */
-    bool             keep;
-    bool             side_effects;
-} ast_node_common;
-
-#define ast_delete(x) (*( ((ast_node*)(x))->node.destroy ))((ast_node*)(x))
-#define ast_unref(x) do                     \
-{                                           \
-    if (! (((ast_node*)(x))->node.keep) ) { \
-        ast_delete(x);                      \
-    }                                       \
+    bool             m_keep_node;
+    bool             m_side_effects;
+
+    void propagateSideEffects(const ast_node *other);
+};
+
+#define ast_unref(x) do        \
+{                              \
+    if (! (x)->m_keep_node ) { \
+        delete (x);            \
+    }                          \
 } while(0)
 
-/* Expression interface
- *
- * Any expression or block returns an ir_value, and needs
- * to know the current function.
- */
-typedef bool ast_expression_codegen(ast_expression*,
-                                    ast_function*,
-                                    bool lvalue,
-                                    ir_value**);
+enum class ast_copy_type_t { value };
+static const ast_copy_type_t ast_copy_type = ast_copy_type_t::value;
+
 /* TODO: the codegen function should take an output-type parameter
  * indicating whether a variable, type, label etc. is expected, and
  * an environment!
@@ -122,37 +139,43 @@ typedef bool ast_expression_codegen(ast_expression*,
  * type `expression`, so the ast_ident's codegen would search for
  * variables through the environment (or functions, constants...).
  */
-typedef struct
-{
-    ast_node_common         node;
-    ast_expression_codegen *codegen;
-    int                     vtype;
-    ast_expression         *next;
+struct ast_expression : ast_node {
+    ast_expression() = delete;
+    ast_expression(lex_ctx_t ctx, int nodetype, qc_type vtype);
+    ast_expression(lex_ctx_t ctx, int nodetype);
+    ~ast_expression();
+
+    ast_expression(ast_copy_type_t, const ast_expression&);
+    ast_expression(ast_copy_type_t, lex_ctx_t ctx, const ast_expression&);
+    ast_expression(ast_copy_type_t, int nodetype, const ast_expression&);
+    ast_expression(ast_copy_type_t, int nodetype, lex_ctx_t ctx, const ast_expression&);
+
+    static ast_expression *shallowType(lex_ctx_t ctx, qc_type vtype);
+
+    bool compareType(const ast_expression &other) const;
+    void adoptType(const ast_expression &other);
+
+    qc_type                 m_vtype = TYPE_VOID;
+    ast_expression         *m_next = nullptr;
     /* arrays get a member-count */
-    size_t                  count;
-    ast_value*             *params;
-    uint32_t                flags;
+    size_t                  m_count = 0;
+    std::vector<std::unique_ptr<ast_value>> m_type_params;
+
+    ast_flag_t              m_flags = 0;
     /* void foo(string...) gets varparam set as a restriction
      * for variadic parameters
      */
-    ast_expression         *varparam;
+    ast_expression         *m_varparam = nullptr;
     /* The codegen functions should store their output values
      * so we can call it multiple times without re-evaluating.
      * Store lvalue and rvalue seperately though. So that
      * ast_entfield for example can generate both if required.
      */
-    ir_value               *outl;
-    ir_value               *outr;
-} ast_expression_common;
-#define AST_FLAG_VARIADIC     (1<<0)
-#define AST_FLAG_NORETURN     (1<<1)
-#define AST_FLAG_INLINE       (1<<2)
-#define AST_FLAG_INITIALIZED  (1<<3)
-#define AST_FLAG_DEPRECATED   (1<<4)
-#define AST_FLAG_INCLUDE_DEF  (1<<5)
-#define AST_FLAG_IS_VARARG    (1<<6)
-#define AST_FLAG_ALIAS        (1<<7)
-#define AST_FLAG_TYPE_MASK (AST_FLAG_VARIADIC | AST_FLAG_NORETURN)
+    ir_value               *m_outl = nullptr;
+    ir_value               *m_outr = nullptr;
+
+    virtual bool codegen(ast_function *current, bool lvalue, ir_value **out);
+};
 
 /* Value
  *
@@ -161,136 +184,138 @@ typedef struct
  * typedef float foo;
  * is like creating a 'float foo', foo serving as the type's name.
  */
-struct ast_value_s
+union basic_value_t {
+    qcfloat_t     vfloat;
+    int           vint;
+    vec3_t        vvec;
+    const char   *vstring;
+    int           ventity;
+    ast_function *vfunc;
+    ast_value    *vfield;
+};
+
+struct ast_value : ast_expression
 {
-    ast_expression_common expression;
+    ast_value() = delete;
+    ast_value(lex_ctx_t ctx, const std::string &name, qc_type qctype);
+    ~ast_value();
 
-    const char *name;
-    const char *desc;
+    ast_value(ast_copy_type_t, const ast_expression&, const std::string&);
+    ast_value(ast_copy_type_t, const ast_value&);
+    ast_value(ast_copy_type_t, const ast_value&, const std::string&);
 
-    const char *argcounter;
+    bool codegen(ast_function *current, bool lvalue, ir_value **out) override;
 
-    /*
-    int         vtype;
-    ast_value  *next;
-    */
-
-    int  cvq;     /* const/var qualifier */
-    bool isfield; /* this declares a field */
-    bool isimm;   /* an immediate, not just const */
-    bool hasvalue;
-    union {
-        double        vfloat;
-        int           vint;
-        vector        vvec;
-        const char   *vstring;
-        int           ventity;
-        ast_function *vfunc;
-        ast_value    *vfield;
-    } constval;
-
-    /* usecount for the parser */
-    size_t uses;
-
-    ir_value *ir_v;
-    ir_value **ir_values;
-    size_t   ir_value_count;
+    void addParam(ast_value*);
 
-    /* ONLY for arrays in progs version up to 6 */
-    ast_value *setter;
-    ast_value *getter;
-};
+    bool generateGlobal(ir_builder*, bool isfield);
+    bool generateLocal(ir_function*, bool param);
+    bool generateAccessors(ir_builder*);
+
+    std::string m_name;
+    std::string m_desc;
 
-ast_value* ast_value_new(lex_ctx ctx, const char *name, int qctype);
-ast_value* ast_value_copy(const ast_value *self);
-/* This will NOT delete an underlying ast_function */
-void ast_value_delete(ast_value*);
+    const char *m_argcounter = nullptr;
 
-bool ast_value_set_name(ast_value*, const char *name);
+    int m_cvq = CV_NONE;     /* const/var qualifier */
+    bool m_isfield = false; /* this declares a field */
+    bool m_isimm = false;   /* an immediate, not just const */
+    bool m_hasvalue = false;
+    bool m_inexact = false; /* inexact coming from folded expression */
+    basic_value_t m_constval;
+    /* for TYPE_ARRAY we have an optional vector
+     * of constants when an initializer list
+     * was provided.
+     */
+    std::vector<basic_value_t> m_initlist;
+
+    ir_value *m_ir_v = nullptr;
+    std::vector<ir_value*> m_ir_values;
+    size_t m_ir_value_count = 0;
+
+    /* ONLY for arrays in progs version up to 6 */
+    ast_value *m_setter = nullptr;
+    ast_value *m_getter = nullptr;
 
-bool ast_value_codegen(ast_value*, ast_function*, bool lvalue, ir_value**);
-bool ast_local_codegen(ast_value *self, ir_function *func, bool isparam);
-bool ast_global_codegen(ast_value *self, ir_builder *ir, bool isfield);
+    bool m_intrinsic = false; /* true if associated with intrinsic */
 
-void ast_value_params_add(ast_value*, ast_value*);
+private:
+    bool generateGlobalFunction(ir_builder*);
+    bool generateGlobalField(ir_builder*);
+    ir_value *prepareGlobalArray(ir_builder*);
+    bool setGlobalArray();
+    bool checkArray(const ast_value &array) const;
+};
 
-bool ast_compare_type(ast_expression *a, ast_expression *b);
-ast_expression* ast_type_copy(lex_ctx ctx, const ast_expression *ex);
-#define ast_type_adopt(a, b) ast_type_adopt_impl((ast_expression*)(a), (ast_expression*)(b))
-void ast_type_adopt_impl(ast_expression *self, const ast_expression *other);
-void ast_type_to_string(ast_expression *e, char *buf, size_t bufsize);
+void ast_type_to_string(const ast_expression *e, char *buf, size_t bufsize);
 
-typedef enum ast_binary_ref_s {
+enum ast_binary_ref {
+    AST_REF_NONE  = 0,
     AST_REF_LEFT  = 1 << 1,
     AST_REF_RIGHT = 1 << 2,
     AST_REF_ALL   = (AST_REF_LEFT | AST_REF_RIGHT)
-} ast_binary_ref;
+};
 
 
 /* Binary
  *
  * A value-returning binary expression.
  */
-struct ast_binary_s
+struct ast_binary : ast_expression
 {
-    ast_expression_common expression;
+    ast_binary() = delete;
+    ast_binary(lex_ctx_t ctx, int op, ast_expression *l, ast_expression *r);
+    ~ast_binary();
 
-    int             op;
-    ast_expression *left;
-    ast_expression *right;
-    ast_binary_ref  refs;
+    bool codegen(ast_function *current, bool lvalue, ir_value **out) override;
 
+    int m_op;
+    ast_expression *m_left;
+    ast_expression *m_right;
+    ast_binary_ref m_refs;
+    bool m_right_first;
 };
-ast_binary* ast_binary_new(lex_ctx    ctx,
-                           int        op,
-                           ast_expression *left,
-                           ast_expression *right);
-void ast_binary_delete(ast_binary*);
-
-bool ast_binary_codegen(ast_binary*, ast_function*, bool lvalue, ir_value**);
 
 /* Binstore
  *
  * An assignment including a binary expression with the source as left operand.
  * Eg. a += b; is a binstore { INSTR_STORE, INSTR_ADD, a, b }
  */
-struct ast_binstore_s
+struct ast_binstore : ast_expression
 {
-    ast_expression_common expression;
+    ast_binstore() = delete;
+    ast_binstore(lex_ctx_t ctx, int storeop, int mathop, ast_expression *l, ast_expression *r);
+    ~ast_binstore();
+
+    bool codegen(ast_function *current, bool lvalue, ir_value **out) override;
 
-    int             opstore;
-    int             opbin;
-    ast_expression *dest;
-    ast_expression *source;
+    int m_opstore;
+    int m_opbin;
+    ast_expression *m_dest;
+    ast_expression *m_source;
     /* for &~= which uses the destination in a binary in source we can use this */
-    bool            keep_dest;
+    bool m_keep_dest;
 };
-ast_binstore* ast_binstore_new(lex_ctx    ctx,
-                               int        storeop,
-                               int        op,
-                               ast_expression *left,
-                               ast_expression *right);
-void ast_binstore_delete(ast_binstore*);
-
-bool ast_binstore_codegen(ast_binstore*, ast_function*, bool lvalue, ir_value**);
 
 /* Unary
  *
  * Regular unary expressions: not,neg
  */
-struct ast_unary_s
+struct ast_unary : ast_expression
 {
-    ast_expression_common expression;
+    ast_unary() = delete;
+    ~ast_unary();
 
-    int             op;
-    ast_expression *operand;
-};
-ast_unary* ast_unary_new(lex_ctx    ctx,
-                         int        op,
-                         ast_expression *expr);
-void ast_unary_delete(ast_unary*);
+    static ast_unary* make(lex_ctx_t ctx, int op, ast_expression *expr);
+
+    bool codegen(ast_function *current, bool lvalue, ir_value **out) override;
+
+    int m_op;
+    ast_expression *m_operand;
 
-bool ast_unary_codegen(ast_unary*, ast_function*, bool lvalue, ir_value**);
+private:
+    ast_unary(lex_ctx_t ctx, int op, ast_expression *expr);
+};
 
 /* Return
  *
@@ -298,16 +323,16 @@ bool ast_unary_codegen(ast_unary*, ast_function*, bool lvalue, ir_value**);
  * will refuse to create further instructions.
  * This should be honored by the parser.
  */
-struct ast_return_s
+struct ast_return : ast_expression
 {
-    ast_expression_common expression;
-    ast_expression *operand;
-};
-ast_return* ast_return_new(lex_ctx    ctx,
-                           ast_expression *expr);
-void ast_return_delete(ast_return*);
+    ast_return() = delete;
+    ast_return(lex_ctx_t ctx, ast_expression *expr);
+    ~ast_return();
 
-bool ast_return_codegen(ast_return*, ast_function*, bool lvalue, ir_value**);
+    bool codegen(ast_function *current, bool lvalue, ir_value **out) override;
+
+    ast_expression *m_operand;
+};
 
 /* Entity-field
  *
@@ -322,38 +347,42 @@ bool ast_return_codegen(ast_return*, ast_function*, bool lvalue, ir_value**);
  * For this we will have to extend the codegen() functions with
  * a flag saying whether or not we need an L or an R-value.
  */
-struct ast_entfield_s
+struct ast_entfield : ast_expression
 {
-    ast_expression_common expression;
-    /* The entity can come from an expression of course. */
-    ast_expression *entity;
-    /* As can the field, it just must result in a value of TYPE_FIELD */
-    ast_expression *field;
-};
-ast_entfield* ast_entfield_new(lex_ctx ctx, ast_expression *entity, ast_expression *field);
-ast_entfield* ast_entfield_new_force(lex_ctx ctx, ast_expression *entity, ast_expression *field, const ast_expression *outtype);
-void ast_entfield_delete(ast_entfield*);
+    ast_entfield() = delete;
+    ast_entfield(lex_ctx_t ctx, ast_expression *entity, ast_expression *field);
+    ast_entfield(lex_ctx_t ctx, ast_expression *entity, ast_expression *field, const ast_expression *outtype);
+    ~ast_entfield();
+
+    bool codegen(ast_function *current, bool lvalue, ir_value **out) override;
 
-bool ast_entfield_codegen(ast_entfield*, ast_function*, bool lvalue, ir_value**);
+    // The entity can come from an expression of course.
+    ast_expression *m_entity;
+    // As can the field, it just must result in a value of TYPE_FIELD
+    ast_expression *m_field;
+};
 
 /* Member access:
  *
  * For now used for vectors. If we get structs or unions
  * we can have them handled here as well.
  */
-struct ast_member_s
+struct ast_member : ast_expression
 {
-    ast_expression_common expression;
-    ast_expression *owner;
-    unsigned int    field;
-    const char     *name;
-    bool            rvalue;
-};
-ast_member* ast_member_new(lex_ctx ctx, ast_expression *owner, unsigned int field, const char *name);
-void ast_member_delete(ast_member*);
-bool ast_member_set_name(ast_member*, const char *name);
+    static ast_member *make(lex_ctx_t ctx, ast_expression *owner, unsigned int field, const std::string &name);
+    ~ast_member();
 
-bool ast_member_codegen(ast_member*, ast_function*, bool lvalue, ir_value**);
+    bool codegen(ast_function *current, bool lvalue, ir_value **out) override;
+
+    ast_expression *m_owner;
+    unsigned int m_field;
+    std::string m_name;
+    bool m_rvalue;
+
+private:
+    ast_member() = delete;
+    ast_member(lex_ctx_t ctx, ast_expression *owner, unsigned int field, const std::string &name);
+};
 
 /* Array index access:
  *
@@ -365,58 +394,77 @@ bool ast_member_codegen(ast_member*, ast_function*, bool lvalue, ir_value**);
  * In any case, accessing an element via a compiletime-constant index will
  * result in quick access to that variable.
  */
-struct ast_array_index_s
+struct ast_array_index : ast_expression
 {
-    ast_expression_common expression;
-    ast_expression *array;
-    ast_expression *index;
+    static ast_array_index* make(lex_ctx_t ctx, ast_expression *array, ast_expression *index);
+    ~ast_array_index();
+
+    bool codegen(ast_function *current, bool lvalue, ir_value **out) override;
+
+    ast_expression *m_array;
+    ast_expression *m_index;
+private:
+    ast_array_index() = delete;
+    ast_array_index(lex_ctx_t ctx, ast_expression *array, ast_expression *index);
 };
-ast_array_index* ast_array_index_new(lex_ctx ctx, ast_expression *array, ast_expression *index);
-void ast_array_index_delete(ast_array_index*);
 
-bool ast_array_index_codegen(ast_array_index*, ast_function*, bool lvalue, ir_value**);
+/* Vararg pipe node:
+ *
+ * copy all varargs starting from a specific index
+ */
+struct ast_argpipe : ast_expression
+{
+    ast_argpipe() = delete;
+    ast_argpipe(lex_ctx_t ctx, ast_expression *index);
+
+    bool codegen(ast_function *current, bool lvalue, ir_value **out) override;
+
+    ~ast_argpipe();
+    ast_expression *m_index;
+};
 
 /* Store
  *
  * Stores left<-right and returns left.
  * Specialized binary expression node
  */
-struct ast_store_s
+struct ast_store : ast_expression
 {
-    ast_expression_common expression;
-    int             op;
-    ast_expression *dest;
-    ast_expression *source;
-};
-ast_store* ast_store_new(lex_ctx ctx, int op,
-                         ast_expression *d, ast_expression *s);
-void ast_store_delete(ast_store*);
+    ast_store() = delete;
+    ast_store(lex_ctx_t ctx, int op, ast_expression *d, ast_expression *s);
+    ~ast_store();
+
+    bool codegen(ast_function *current, bool lvalue, ir_value **out) override;
 
-bool ast_store_codegen(ast_store*, ast_function*, bool lvalue, ir_value**);
+    int m_op;
+    ast_expression *m_dest;
+    ast_expression *m_source;
+};
 
 /* If
  *
- * A general 'if then else' statement, either side can be NULL and will
- * thus be omitted. It is an error for *both* cases to be NULL at once.
+ * A general 'if then else' statement, either side can be nullptr and will
+ * thus be omitted. It is an error for *both* cases to be nullptr at once.
  *
  * During its 'codegen' it'll be changing the ast_function's block.
  *
- * An if is also an "expression". Its codegen will put NULL into the
+ * An if is also an "expression". Its codegen will put nullptr into the
  * output field though. For ternary expressions an ast_ternary will be
  * added.
  */
-struct ast_ifthen_s
+struct ast_ifthen : ast_expression
 {
-    ast_expression_common expression;
-    ast_expression *cond;
+    ast_ifthen() = delete;
+    ast_ifthen(lex_ctx_t ctx, ast_expression *cond, ast_expression *ontrue, ast_expression *onfalse);
+    ~ast_ifthen();
+
+    bool codegen(ast_function *current, bool lvalue, ir_value **out) override;
+
+    ast_expression *m_cond;
     /* It's all just 'expressions', since an ast_block is one too. */
-    ast_expression *on_true;
-    ast_expression *on_false;
+    ast_expression *m_on_true;
+    ast_expression *m_on_false;
 };
-ast_ifthen* ast_ifthen_new(lex_ctx ctx, ast_expression *cond, ast_expression *ontrue, ast_expression *onfalse);
-void ast_ifthen_delete(ast_ifthen*);
-
-bool ast_ifthen_codegen(ast_ifthen*, ast_function*, bool lvalue, ir_value**);
 
 /* Ternary expressions...
  *
@@ -426,23 +474,24 @@ bool ast_ifthen_codegen(ast_ifthen*, ast_function*, bool lvalue, ir_value**);
  * a PHI node.
  *
  * The other difference is that in an ast_ternary, NEITHER side
- * must be NULL, there's ALWAYS an else branch.
+ * must be nullptr, there's ALWAYS an else branch.
  *
  * This is the only ast_node beside ast_value which contains
  * an ir_value. Theoretically we don't need to remember it though.
  */
-struct ast_ternary_s
+struct ast_ternary : ast_expression
 {
-    ast_expression_common expression;
-    ast_expression *cond;
+    ast_ternary() = delete;
+    ast_ternary(lex_ctx_t ctx, ast_expression *cond, ast_expression *ontrue, ast_expression *onfalse);
+    ~ast_ternary();
+
+    bool codegen(ast_function *current, bool lvalue, ir_value **out) override;
+
+    ast_expression *m_cond;
     /* It's all just 'expressions', since an ast_block is one too. */
-    ast_expression *on_true;
-    ast_expression *on_false;
+    ast_expression *m_on_true;
+    ast_expression *m_on_false;
 };
-ast_ternary* ast_ternary_new(lex_ctx ctx, ast_expression *cond, ast_expression *ontrue, ast_expression *onfalse);
-void ast_ternary_delete(ast_ternary*);
-
-bool ast_ternary_codegen(ast_ternary*, ast_function*, bool lvalue, ir_value**);
 
 /* A general loop node
  *
@@ -467,45 +516,48 @@ continue:      // a 'continue' will jump here
     {inc};
 }
  */
-struct ast_loop_s
+struct ast_loop : ast_expression
 {
-    ast_expression_common expression;
-    ast_expression *initexpr;
-    ast_expression *precond;
-    ast_expression *postcond;
-    ast_expression *increment;
-    ast_expression *body;
+    ast_loop() = delete;
+    ast_loop(lex_ctx_t ctx,
+             ast_expression *initexpr,
+             ast_expression *precond, bool pre_not,
+             ast_expression *postcond, bool post_not,
+             ast_expression *increment,
+             ast_expression *body);
+    ~ast_loop();
+
+    bool codegen(ast_function *current, bool lvalue, ir_value **out) override;
+
+    ast_expression *m_initexpr;
+    ast_expression *m_precond;
+    ast_expression *m_postcond;
+    ast_expression *m_increment;
+    ast_expression *m_body;
     /* For now we allow a seperate flag on whether or not the condition
      * is supposed to be true or false.
      * That way, the parser can generate a 'while not(!x)' for `while(x)`
      * if desired, which is useful for the new -f{true,false}-empty-strings
      * flag.
      */
-    bool pre_not;
-    bool post_not;
+    bool m_pre_not;
+    bool m_post_not;
 };
-ast_loop* ast_loop_new(lex_ctx ctx,
-                       ast_expression *initexpr,
-                       ast_expression *precond, bool pre_not,
-                       ast_expression *postcond, bool post_not,
-                       ast_expression *increment,
-                       ast_expression *body);
-void ast_loop_delete(ast_loop*);
-
-bool ast_loop_codegen(ast_loop*, ast_function*, bool lvalue, ir_value**);
 
 /* Break/Continue
  */
-struct ast_breakcont_s
+struct ast_breakcont : ast_expression
 {
-    ast_expression_common expression;
-    bool         is_continue;
-    unsigned int levels;
-};
-ast_breakcont* ast_breakcont_new(lex_ctx ctx, bool iscont, unsigned int levels);
-void ast_breakcont_delete(ast_breakcont*);
+    ast_breakcont() = delete;
+    ast_breakcont(lex_ctx_t ctx, bool iscont, unsigned int levels);
+    ~ast_breakcont();
+
+    bool codegen(ast_function *current, bool lvalue, ir_value **out) override;
 
-bool ast_breakcont_codegen(ast_breakcont*, ast_function*, bool lvalue, ir_value**);
+
+    bool         m_is_continue;
+    unsigned int m_levels;
+};
 
 /* Switch Statements
  *
@@ -517,60 +569,82 @@ bool ast_breakcont_codegen(ast_breakcont*, ast_function*, bool lvalue, ir_value*
  * be expected from it.
  * TODO: Ticket #20
  */
-typedef struct {
-    ast_expression *value; /* #20 will replace this */
-    ast_expression *code;
-} ast_switch_case;
-struct ast_switch_s
+struct ast_switch_case {
+    ast_expression *m_value; /* #20 will replace this */
+    ast_expression *m_code;
+};
+
+struct ast_switch : ast_expression
 {
-    ast_expression_common expression;
+    ast_switch() = delete;
+    ast_switch(lex_ctx_t ctx, ast_expression *op);
+    ~ast_switch();
 
-    ast_expression  *operand;
-    ast_switch_case *cases;
-};
+    bool codegen(ast_function *current, bool lvalue, ir_value **out) override;
 
-ast_switch* ast_switch_new(lex_ctx ctx, ast_expression *op);
-void ast_switch_delete(ast_switch*);
+    ast_expression *m_operand;
+    std::vector<ast_switch_case> m_cases;
+};
 
-bool ast_switch_codegen(ast_switch*, ast_function*, bool lvalue, ir_value**);
 
 /* Label nodes
  *
  * Introduce a label which can be used together with 'goto'
  */
-struct ast_label_s
+struct ast_label : ast_expression
 {
-    ast_expression_common expression;
-    const char *name;
-    ir_block   *irblock;
-    ast_goto  **gotos;
-    /* means it has not yet been defined */
-    bool        undefined;
-};
+    ast_label() = delete;
+    ast_label(lex_ctx_t ctx, const std::string &name, bool undefined);
+    ~ast_label();
 
-ast_label* ast_label_new(lex_ctx ctx, const char *name, bool undefined);
-void ast_label_delete(ast_label*);
-void ast_label_register_goto(ast_label*, ast_goto*);
+    bool codegen(ast_function *current, bool lvalue, ir_value **out) override;
 
-bool ast_label_codegen(ast_label*, ast_function*, bool lvalue, ir_value**);
+    std::string m_name;
+    ir_block *m_irblock;
+    std::vector<ast_goto*> m_gotos;
+
+    /* means it has not yet been defined */
+    bool m_undefined;
+
+private:
+    void registerGoto(ast_goto*);
+    friend struct ast_goto;
+};
 
 /* GOTO nodes
  *
  * Go to a label, the label node is filled in at a later point!
  */
-struct ast_goto_s
+struct ast_goto : ast_expression
 {
-    ast_expression_common expression;
-    const char *name;
-    ast_label  *target;
-    ir_block   *irblock_from;
+    ast_goto() = delete;
+    ast_goto(lex_ctx_t ctx, const std::string &name);
+    ~ast_goto();
+
+    bool codegen(ast_function *current, bool lvalue, ir_value **out) override;
+
+    void setLabel(ast_label*);
+
+    std::string m_name;
+    ast_label *m_target;
+    ir_block *m_irblock_from;
 };
 
-ast_goto* ast_goto_new(lex_ctx ctx, const char *name);
-void ast_goto_delete(ast_goto*);
-void ast_goto_set_label(ast_goto*, ast_label*);
+/* STATE node
+ *
+ * For frame/think state updates: void foo() [framenum, nextthink] {}
+ */
+struct ast_state : ast_expression
+{
+    ast_state() = delete;
+    ast_state(lex_ctx_t ctx, ast_expression *frame, ast_expression *think);
+    ~ast_state();
 
-bool ast_goto_codegen(ast_goto*, ast_function*, bool lvalue, ir_value**);
+    bool codegen(ast_function *current, bool lvalue, ir_value **out) override;
+
+    ast_expression *m_framenum;
+    ast_expression *m_nextthink;
+};
 
 /* CALL node
  *
@@ -582,38 +656,44 @@ bool ast_goto_codegen(ast_goto*, ast_function*, bool lvalue, ir_value**);
  * Additionally it contains a list of ast_expressions as parameters.
  * Since calls can return values, an ast_call is also an ast_expression.
  */
-struct ast_call_s
+struct ast_call : ast_expression
 {
-    ast_expression_common expression;
-    ast_expression *func;
-    ast_expression* *params;
-    ast_expression *va_count;
+    ast_call() = delete;
+    static ast_call *make(lex_ctx_t, ast_expression*);
+    ~ast_call();
+
+    bool codegen(ast_function *current, bool lvalue, ir_value **out) override;
+
+    bool checkTypes(ast_expression *this_func_va_type) const;
+
+    ast_expression *m_func;
+    std::vector<ast_expression *> m_params;
+    ast_expression *m_va_count;
+
+private:
+    ast_call(lex_ctx_t ctx, ast_expression *funcexpr);
+    bool checkVararg(ast_expression *va_type, ast_expression *exp_type) const;
 };
-ast_call* ast_call_new(lex_ctx ctx,
-                       ast_expression *funcexpr);
-void ast_call_delete(ast_call*);
-bool ast_call_codegen(ast_call*, ast_function*, bool lvalue, ir_value**);
-bool ast_call_check_types(ast_call*);
 
 /* Blocks
  *
  */
-struct ast_block_s
+struct ast_block : ast_expression
 {
-    ast_expression_common expression;
+    ast_block() = delete;
+    ast_block(lex_ctx_t ctx);
+    ~ast_block();
 
-    ast_value*      *locals;
-    ast_expression* *exprs;
-    ast_expression* *collect;
-};
-ast_block* ast_block_new(lex_ctx ctx);
-void ast_block_delete(ast_block*);
-void ast_block_set_type(ast_block*, ast_expression *from);
+    bool codegen(ast_function *current, bool lvalue, ir_value **out) override;
 
-bool ast_block_codegen(ast_block*, ast_function*, bool lvalue, ir_value**);
-void ast_block_collect(ast_block*, ast_expression*);
+    std::vector<ast_value*>      m_locals;
+    std::vector<ast_expression*> m_exprs;
+    std::vector<ast_expression*> m_collect;
 
-bool GMQCC_WARN ast_block_add_expr(ast_block*, ast_expression*);
+    void setType(const ast_expression &from);
+    bool GMQCC_WARN addExpr(ast_expression*);
+    void collect(ast_expression*);
+};
 
 /* Function
  *
@@ -624,75 +704,59 @@ bool GMQCC_WARN ast_block_add_expr(ast_block*, ast_expression*);
  * neither functions inside functions, nor lambdas, and function
  * pointers could just work with a name. However, this way could be
  * more flexible, and adds no real complexity.
+ *
+ * The destructor will NOT delete the underlying ast_value
+ *
  */
-struct ast_function_s
+struct ast_function : ast_node
 {
-    ast_node_common node;
+    ast_function() = delete;
+    static ast_function *make(lex_ctx_t ctx, const std::string &name, ast_value *vtype);
+    ~ast_function();
 
-    ast_value  *vtype;
-    const char *name;
+    const char* makeLabel(const char *prefix);
+    virtual bool generateFunction(ir_builder*);
 
-    int builtin;
+    ast_value  *m_function_type = nullptr;
+    std::string m_name;
 
-    ir_function *ir_func;
-    ir_block    *curblock;
-    ir_block    **breakblocks;
-    ir_block    **continueblocks;
+    int m_builtin = 0;
 
-#if 0
-    /* In order for early-out logic not to go over
-     * excessive jumps, we remember their target
-     * blocks...
-     */
-    ir_block    *iftrue;
-    ir_block    *iffalse;
-#endif
+    /* list of used-up names for statics without the count suffix */
+    std::vector<std::string> m_static_names;
+    /* number of static variables, by convention this includes the
+     * ones without the count-suffix - remember this when dealing
+     * with savegames. uint instead of size_t as %zu in printf is
+     * C99, so no windows support. */
+    unsigned int m_static_count = 0;
 
-    size_t       labelcount;
+    ir_function *m_ir_func = nullptr;
+    ir_block *m_curblock = nullptr;
+    std::vector<ir_block*> m_breakblocks;
+    std::vector<ir_block*> m_continueblocks;
+
+    size_t m_labelcount = 0;
     /* in order for thread safety - for the optional
      * channel abesed multithreading... keeping a buffer
      * here to use in ast_function_label.
      */
-    char         labelbuf[64];
+    std::vector<std::unique_ptr<ast_block>> m_blocks;
+    std::unique_ptr<ast_value> m_varargs;
+    std::unique_ptr<ast_value> m_argc;
+    ast_value *m_fixedparams = nullptr; // these use unref()
+    ast_value *m_return_value = nullptr;
 
-    ast_block* *blocks;
+private:
+    ast_function(lex_ctx_t ctx, const std::string &name, ast_value *vtype);
 
-    ast_value   *varargs;
-    ast_value   *argc;
-    ast_value   *fixedparams;
+    char m_labelbuf[64];
 };
-ast_function* ast_function_new(lex_ctx ctx, const char *name, ast_value *vtype);
-/* This will NOT delete the underlying ast_value */
-void ast_function_delete(ast_function*);
-/* For "optimized" builds this can just keep returning "foo"...
- * or whatever...
- */
-const char* ast_function_label(ast_function*, const char *prefix);
 
-bool ast_function_codegen(ast_function *self, ir_builder *builder);
-bool ast_generate_accessors(ast_value *asvalue, ir_builder *ir);
-
-/* Expression union
- */
-union ast_expression_u
-{
-    ast_expression_common expression;
-
-    ast_value    value;
-    ast_binary   binary;
-    ast_block    block;
-    ast_ternary  ternary;
-    ast_ifthen   ifthen;
-    ast_store    store;
-    ast_entfield entfield;
-};
-
-/* Node union
+/*
+ * If the condition creates a situation where this becomes -1 size it means there are
+ * more AST_FLAGs than the type ast_flag_t is capable of holding. So either eliminate
+ * the AST flag count or change the ast_flag_t typedef to a type large enough to accomodate
+ * all the flags.
  */
-union ast_node_u
-{
-    ast_node_common node;
-    ast_expression  expression;
-};
-
+typedef int static_assert_is_ast_flag_safe [((AST_FLAG_LAST) <= (ast_flag_t)(-1)) ? 1 : -1];
 #endif