]> git.xonotic.org Git - xonotic/gmqcc.git/blobdiff - ir.h
temp committing major c++ification
[xonotic/gmqcc.git] / ir.h
diff --git a/ir.h b/ir.h
index 05b7447d2e2daa391553b4400bae360f8a3a20ec..44ceccfcc25acacb1bf2c461b6dc3b5a699298ba 100644 (file)
--- a/ir.h
+++ b/ir.h
-/*
- * Copyright (C) 2012
- *     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_IR_HDR
 #define GMQCC_IR_HDR
+#include "gmqcc.h"
 
-/* ir_value */
+/*
+ * Type large enough to hold all the possible IR flags. This should be
+ * changed if the static assertion at the end of this file fails.
+ */
+typedef uint8_t ir_flag_t;
 
-typedef struct
-{
+struct ir_value;
+struct ir_instr;
+struct ir_block;
+struct ir_function;
+struct ir_builder;
+
+struct ir_life_entry_t {
     /* both inclusive */
     size_t start;
     size_t end;
-} ir_life_entry_t;
-
-struct ir_function_s;
-typedef struct ir_value_s {
-    char      *name;
-    int       vtype;
-    int       store;
-    lex_ctx   context;
-    /* even the IR knows the subtype of a field */
-    int       fieldtype;
-    /* and the output type of a function */
-    int       outtype;
-    /* 'const' vs 'var' qualifier */
-    int       cvq;
-
-    struct ir_instr_s **reads;
-    struct ir_instr_s **writes;
-
-    /* constantvalues */
+};
+
+enum {
+    IR_FLAG_HAS_ARRAYS              = 1 << 0,
+    IR_FLAG_HAS_UNINITIALIZED       = 1 << 1,
+    IR_FLAG_HAS_GOTO                = 1 << 2,
+    IR_FLAG_INCLUDE_DEF             = 1 << 3,
+    IR_FLAG_ERASABLE                = 1 << 4,
+    IR_FLAG_BLOCK_COVERAGE          = 1 << 5,
+
+    IR_FLAG_SPLIT_VECTOR            = 1 << 6,
+
+    IR_FLAG_LAST,
+    IR_FLAG_MASK_NO_OVERLAP      = (IR_FLAG_HAS_ARRAYS | IR_FLAG_HAS_UNINITIALIZED),
+    IR_FLAG_MASK_NO_LOCAL_TEMPS  = (IR_FLAG_HAS_ARRAYS | IR_FLAG_HAS_UNINITIALIZED)
+};
+
+struct ir_value {
+    ir_value(std::string&& name, store_type storetype, qc_type vtype);
+    ~ir_value();
+
+    void* operator new(std::size_t); // to use mem_a
+    void operator delete(void*); // to use mem_d
+
+    std::string name;
+
+    qc_type vtype;
+    store_type store;
+    lex_ctx_t context;
+    qc_type fieldtype; // even the IR knows the subtype of a field
+    qc_type outtype;   // and the output type of a function
+    int cvq;       // 'const' vs 'var' qualifier
+    ir_flag_t flags;
+
+    std::vector<ir_instr *> reads;
+    std::vector<ir_instr *> writes;
+
+    // constant values
     bool hasvalue;
     union {
-        float    vfloat;
-        int      vint;
-        vector   vvec;
-        int32_t  ivec[3];
-        char    *vstring;
-        struct ir_value_s *vpointer;
-        struct ir_function_s *vfunc;
+        qcfloat_t    vfloat;
+        int          vint;
+        vec3_t       vvec;
+        int32_t      ivec[3];
+        char        *vstring;
+        ir_value    *vpointer;
+        ir_function *vfunc;
     } constval;
 
     struct {
         int32_t globaladdr;
         int32_t name;
-        /* filled by the local-allocator */
-        int32_t local;
-        /* added for members */
-        int32_t addroffset;
-        /* to generate field-addresses early */
-        int32_t fieldaddr;
+        int32_t local;         // filled by the local-allocator
+        int32_t addroffset;    // added for members
+        int32_t fieldaddr;     // to generate field-addresses early
     } code;
 
-    /* for acessing vectors */
-    struct ir_value_s *members[3];
-    struct ir_value_s *memberof;
-
-    /* arrays will never overlap with temps */
-    bool unique_life;
-    /* temps living during a CALL must be locked */
-    bool      locked;
-    bool      callparam;
+    // for accessing vectors
+    ir_value *members[3];
+    ir_value *memberof;
 
-    /* For the temp allocator */
-    ir_life_entry_t *life;
-} ir_value;
+    bool unique_life;      // arrays will never overlap with temps
+    bool locked;           // temps living during a CALL must be locked
+    bool callparam;
 
-int32_t ir_value_code_addr(const ir_value*);
+    std::vector<ir_life_entry_t> life; // For the temp allocator
+};
 
-/* ir_value can be a variable, or created by an operation */
-ir_value* ir_value_var(const char *name, int st, int vtype);
-/* if a result of an operation: the function should store
+/*
+ * ir_value can be a variable, or created by an operation
+ * if a result of an operation: the function should store
  * it to remember to delete it / garbage collect it
  */
-ir_value* ir_value_out(struct ir_function_s *owner, const char *name, int st, int vtype);
-void      ir_value_delete(ir_value*);
-bool      ir_value_set_name(ir_value*, const char *name);
-ir_value* ir_value_vector_member(ir_value*, unsigned int member);
-
-bool GMQCC_WARN vec_ir_value_find(ir_value **vec, const ir_value *what, size_t *idx);
-
+ir_value*       ir_value_vector_member(ir_value*, unsigned int member);
 bool GMQCC_WARN ir_value_set_float(ir_value*, float f);
 bool GMQCC_WARN ir_value_set_func(ir_value*, int f);
-#if 0
-bool GMQCC_WARN ir_value_set_int(ir_value*, int i);
-#endif
 bool GMQCC_WARN ir_value_set_string(ir_value*, const char *s);
-bool GMQCC_WARN ir_value_set_vector(ir_value*, vector v);
+bool GMQCC_WARN ir_value_set_vector(ir_value*, vec3_t v);
 bool GMQCC_WARN ir_value_set_field(ir_value*, ir_value *fld);
-/*bool   ir_value_set_pointer_v(ir_value*, ir_value* p); */
-/*bool   ir_value_set_pointer_i(ir_value*, int i);       */
-
-/* merge an instruction into the life-range */
-/* returns false if the lifepoint was already known */
-bool ir_value_life_merge(ir_value*, size_t);
-bool ir_value_life_merge_into(ir_value*, const ir_value*);
-/* check if a value lives at a specific point */
-bool ir_value_lives(ir_value*, size_t);
-/* check if the life-range of 2 values overlaps */
-bool ir_values_overlap(const ir_value*, const ir_value*);
-
-void ir_value_dump(ir_value*, int (*oprintf)(const char*,...));
-void ir_value_dump_life(const ir_value *self, int (*oprintf)(const char*,...));
+bool            ir_value_lives(ir_value*, size_t);
+void            ir_value_dump_life(const ir_value *self, int (*oprintf)(const char*,...));
 
 /* PHI data */
-typedef struct ir_phi_entry_s
-{
-    ir_value          *value;
-    struct ir_block_s *from;
-} ir_phi_entry_t;
+struct ir_phi_entry_t {
+    ir_value *value;
+    ir_block *from;
+};
 
 /* instruction */
-typedef struct ir_instr_s
-{
-    int       opcode;
-    lex_ctx   context;
-    ir_value* (_ops[3]);
-    struct ir_block_s* (bops[2]);
+struct ir_instr {
+    int opcode;
+    lex_ctx_t context;
+    ir_value *(_ops[3]);
+    ir_block *(bops[2]);
 
-    ir_phi_entry_t *phi;
-    ir_value      **params;
+    std::vector<ir_phi_entry_t> phi;
+    std::vector<ir_value *> params;
 
-    /* For the temp-allocation */
+    // For the temp-allocation
     size_t eid;
 
-    /* For IFs */
-    bool   likely;
-
-    struct ir_block_s *owner;
-} ir_instr;
-
-ir_instr* ir_instr_new(lex_ctx ctx, struct ir_block_s *owner, int opcode);
-void      ir_instr_delete(ir_instr*);
+    // For IFs
+    bool likely;
 
-bool GMQCC_WARN vec_ir_instr_find(ir_instr **vec, ir_instr *what, size_t *idx);
-
-bool ir_instr_op(ir_instr*, int op, ir_value *value, bool writing);
-
-void ir_instr_dump(ir_instr* in, char *ind, int (*oprintf)(const char*,...));
+    ir_block *owner;
+};
 
 /* block */
-typedef struct ir_block_s
-{
-    char      *label;
-    lex_ctx    context;
-    bool       final; /* once a jump is added we're done */
-
-    ir_instr          **instr;
-    struct ir_block_s **entries;
-    struct ir_block_s **exits;
-    ir_value          **living;
-
-    /* For the temp-allocation */
-    size_t eid;
-    bool   is_return;
-    size_t run_id;
-
-    struct ir_function_s *owner;
+struct ir_block {
+    void* operator new(std::size_t);
+    void operator delete(void*);
 
-    bool   generated;
-    size_t code_start;
-} ir_block;
+    ir_block(ir_function *owner, const std::string& name);
+    ~ir_block();
 
-ir_block* ir_block_new(struct ir_function_s *owner, const char *label);
-void      ir_block_delete(ir_block*);
+    ir_function *owner;
+    std::string label;
 
-bool      ir_block_set_label(ir_block*, const char *label);
+    lex_ctx_t context;
+    bool final = false; /* once a jump is added we're done */
 
-ir_value* ir_block_create_binop(ir_block*, lex_ctx, const char *label, int op,
-                                ir_value *left, ir_value *right);
-ir_value* ir_block_create_unary(ir_block*, lex_ctx, const char *label, int op,
-                                ir_value *operand);
-bool GMQCC_WARN ir_block_create_store_op(ir_block*, lex_ctx, int op, ir_value *target, ir_value *what);
-bool GMQCC_WARN ir_block_create_store(ir_block*, lex_ctx, ir_value *target, ir_value *what);
-bool GMQCC_WARN ir_block_create_storep(ir_block*, lex_ctx, ir_value *target, ir_value *what);
+    ir_instr **instr = nullptr;
+    ir_block **entries = nullptr;
+    ir_block **exits = nullptr;
+    std::vector<ir_value *> living;
 
-/* field must be of TYPE_FIELD */
-ir_value* ir_block_create_load_from_ent(ir_block*, lex_ctx, const char *label, ir_value *ent, ir_value *field, int outype);
-
-ir_value* ir_block_create_fieldaddress(ir_block*, lex_ctx, const char *label, ir_value *entity, ir_value *field);
+    /* For the temp-allocation */
+    size_t entry_id  = 0;
+    size_t eid       = 0;
+    bool   is_return = false;
+
+    bool generated = false;
+    size_t code_start = 0;
+};
+
+ir_value*       ir_block_create_binop(ir_block*, lex_ctx_t, const char *label, int op, ir_value *left, ir_value *right);
+ir_value*       ir_block_create_unary(ir_block*, lex_ctx_t, const char *label, int op, ir_value *operand);
+bool GMQCC_WARN ir_block_create_store_op(ir_block*, lex_ctx_t, int op, ir_value *target, ir_value *what);
+bool GMQCC_WARN ir_block_create_storep(ir_block*, lex_ctx_t, ir_value *target, ir_value *what);
+ir_value*       ir_block_create_load_from_ent(ir_block*, lex_ctx_t, const char *label, ir_value *ent, ir_value *field, qc_type outype);
+ir_value*       ir_block_create_fieldaddress(ir_block*, lex_ctx_t, const char *label, ir_value *entity, ir_value *field);
+bool GMQCC_WARN ir_block_create_state_op(ir_block*, lex_ctx_t, ir_value *frame, ir_value *think);
 
 /* This is to create an instruction of the form
  * <outtype>%label := opcode a, b
  */
-ir_value* ir_block_create_general_instr(ir_block *self, lex_ctx, const char *label,
-                                        int op, ir_value *a, ir_value *b, int outype);
-
-ir_instr* ir_block_create_phi(ir_block*, lex_ctx, const char *label, int vtype);
+ir_instr* ir_block_create_phi(ir_block*, lex_ctx_t, const char *label, qc_type vtype);
 ir_value* ir_phi_value(ir_instr*);
 void ir_phi_add(ir_instr*, ir_block *b, ir_value *v);
-ir_instr* ir_block_create_call(ir_block*, lex_ctx, const char *label, ir_value *func, bool noreturn);
+ir_instr* ir_block_create_call(ir_block*, lex_ctx_t, const char *label, ir_value *func, bool noreturn);
 ir_value* ir_call_value(ir_instr*);
 void ir_call_param(ir_instr*, ir_value*);
 
-bool GMQCC_WARN ir_block_create_return(ir_block*, lex_ctx, ir_value *opt_value);
+bool GMQCC_WARN ir_block_create_return(ir_block*, lex_ctx_t, ir_value *opt_value);
 
-bool GMQCC_WARN ir_block_create_if(ir_block*, lex_ctx, ir_value *cond,
+bool GMQCC_WARN ir_block_create_if(ir_block*, lex_ctx_t, ir_value *cond,
                                    ir_block *ontrue, ir_block *onfalse);
-/* A 'goto' is an actual 'goto' coded in QC, whereas
+/*
+ * A 'goto' is an actual 'goto' coded in QC, whereas
  * a 'jump' is a virtual construct which simply names the
  * next block to go to.
  * A goto usually becomes an OP_GOTO in the resulting code,
  * whereas a 'jump' usually doesn't add any actual instruction.
  */
-bool GMQCC_WARN ir_block_create_jump(ir_block*, lex_ctx, ir_block *to);
-bool GMQCC_WARN ir_block_create_goto(ir_block*, lex_ctx, ir_block *to);
-
-void ir_block_dump(ir_block*, char *ind, int (*oprintf)(const char*,...));
+bool GMQCC_WARN ir_block_create_jump(ir_block*, lex_ctx_t, ir_block *to);
+bool GMQCC_WARN ir_block_create_goto(ir_block*, lex_ctx_t, ir_block *to);
 
 /* function */
+struct ir_function {
+    void* operator new(std::size_t);
+    void operator delete(void*);
 
-typedef struct ir_function_s
-{
-    char      *name;
-    int        outtype;
-    int       *params;
-    ir_block **blocks;
+    ir_function(ir_builder *owner, qc_type returntype);
+    ~ir_function();
 
-    uint32_t   flags;
+    ir_builder *owner;
 
-    int builtin;
+    std::string name;
+    qc_type     outtype;
+    int        *params  = nullptr;
+    ir_flag_t   flags   = 0;
+    int         builtin = 0;
 
-    ir_value *value;
+    std::vector<std::unique_ptr<ir_block>> blocks;
 
-    /* values generated from operations
+    /*
+     * values generated from operations
      * which might get optimized away, so anything
      * in there needs to be deleted in the dtor.
      */
-    ir_value **values;
+    std::vector<std::unique_ptr<ir_value>> values;
+    std::vector<std::unique_ptr<ir_value>> locals;     /* locally defined variables */
+    ir_value *value = nullptr;
 
-    /* locally defined variables */
-    ir_value **locals;
+    size_t allocated_locals = 0;
+    size_t globaltemps      = 0;
 
-    size_t allocated_locals;
-    size_t globaltemps;
+    ir_block*  first = nullptr;
+    ir_block*  last  = nullptr;
 
-    ir_block*     first;
-    ir_block*     last;
+    lex_ctx_t  context;
 
-    lex_ctx       context;
-
-    /* for prototypes - first we generate all the
+    /*
+     * for prototypes - first we generate all the
      * globals, and we remember teh function-defs
      * so we can later fill in the entry pos
      *
      * remember the ID:
      */
-    qcint code_function_def;
+    qcint_t code_function_def = -1;
 
     /* for temp allocation */
-    size_t run_id;
-
-    struct ir_builder_s *owner;
-} ir_function;
-#define IR_FLAG_HAS_ARRAYS        (1<<1)
-#define IR_FLAG_HAS_UNINITIALIZED (1<<2)
-#define IR_FLAG_HAS_GOTO          (1<<3)
-#define IR_FLAG_MASK_NO_OVERLAP (IR_FLAG_HAS_ARRAYS | IR_FLAG_HAS_UNINITIALIZED)
-
-ir_function* ir_function_new(struct ir_builder_s *owner, int returntype);
-void         ir_function_delete(ir_function*);
+    size_t run_id = 0;
 
-void ir_function_collect_value(ir_function*, ir_value *value);
+    /* vararg support: */
+    size_t max_varargs = 0;
+};
 
-bool ir_function_set_name(ir_function*, const char *name);
-
-ir_value* ir_function_create_local(ir_function *self, const char *name, int vtype, bool param);
 
+ir_value*       ir_function_create_local(ir_function *self, const std::string& name, qc_type vtype, bool param);
 bool GMQCC_WARN ir_function_finalize(ir_function*);
-/*
-bool ir_function_naive_phi(ir_function*);
-bool ir_function_enumerate(ir_function*);
-bool ir_function_calculate_liferanges(ir_function*);
-*/
-
-ir_block* ir_function_create_block(lex_ctx ctx, ir_function*, const char *label);
-
-void ir_function_dump(ir_function*, char *ind, int (*oprintf)(const char*,...));
+ir_block*       ir_function_create_block(lex_ctx_t ctx, ir_function*, const char *label);
 
 /* builder */
-#define IR_HT_SIZE 1024
-typedef struct ir_builder_s
-{
-    char *name;
-    ir_function **functions;
-    ir_value    **globals;
-    ir_value    **fields;
+#define IR_HT_SIZE          1024
+#define IR_MAX_VINSTR_TEMPS 1
+
+struct ir_builder {
+    void* operator new(std::size_t);
+    void operator delete(void*);
+    ir_builder(const std::string& modulename);
+    ~ir_builder();
+
+    std::string name;
+    std::vector<std::unique_ptr<ir_function>> functions;
+    std::vector<std::unique_ptr<ir_value>>    globals;
+    std::vector<std::unique_ptr<ir_value>>    fields;
+    // for reusing them in vector-splits, TODO: sort this or use a radix-tree
+    std::vector<ir_value*>                    const_floats;
 
     ht            htfunctions;
     ht            htglobals;
     ht            htfields;
 
-    ir_value    **extparams;
-    ir_value    **extparam_protos;
+    std::vector<std::unique_ptr<ir_value>> extparams;
+    std::vector<std::unique_ptr<ir_value>> extparam_protos;
 
-    /* the highest func->allocated_locals */
-    size_t        max_locals;
-    size_t        max_globaltemps;
-    uint32_t      first_common_local;
-    uint32_t      first_common_globaltemp;
+    // the highest func->allocated_locals
+    size_t        max_locals              = 0;
+    size_t        max_globaltemps         = 0;
+    uint32_t      first_common_local      = 0;
+    uint32_t      first_common_globaltemp = 0;
 
-    const char **filenames;
-    qcint       *filestrings;
-    /* we cache the #IMMEDIATE string here */
-    qcint str_immediate;
-} ir_builder;
+    std::vector<const char*> filenames;
+    std::vector<qcint_t>     filestrings;
 
-ir_builder* ir_builder_new(const char *modulename);
-void        ir_builder_delete(ir_builder*);
+    // we cache the #IMMEDIATE string here
+    qcint_t      str_immediate = 0;
 
-bool ir_builder_set_name(ir_builder *self, const char *name);
+    // there should just be this one nil
+    ir_value    *nil;
+    ir_value    *reserved_va_count = nullptr;
+    ir_value    *coverage_func = nullptr;
 
-ir_function* ir_builder_get_function(ir_builder*, const char *fun);
-ir_function* ir_builder_create_function(ir_builder*, const char *name, int outtype);
+    /* some virtual instructions require temps, and their code is isolated
+     * so that we don't need to keep track of their liveness.
+     */
+    ir_value    *vinstr_temp[IR_MAX_VINSTR_TEMPS];
 
-ir_value* ir_builder_get_global(ir_builder*, const char *fun);
-ir_value* ir_builder_create_global(ir_builder*, const char *name, int vtype);
-ir_value* ir_builder_get_field(ir_builder*, const char *fun);
-ir_value* ir_builder_create_field(ir_builder*, const char *name, int vtype);
+    /* code generator */
+    code_t      *code;
+};
 
-bool ir_builder_generate(ir_builder *self, const char *filename);
+ir_function* ir_builder_create_function(ir_builder*, const std::string& name, qc_type outtype);
+ir_value*    ir_builder_create_global(ir_builder*, const std::string& name, qc_type vtype);
+ir_value*    ir_builder_create_field(ir_builder*, const std::string& name, qc_type vtype);
+ir_value*    ir_builder_get_va_count(ir_builder*);
+bool         ir_builder_generate(ir_builder *self, const char *filename);
+void         ir_builder_dump(ir_builder*, int (*oprintf)(const char*, ...));
 
-void ir_builder_dump(ir_builder*, int (*oprintf)(const char*, ...));
+/*
+ * This code assumes 32 bit floats while generating binary
+ * Blub: don't use extern here, it's annoying and shows up in nm
+ * for some reason :P
+ */
+typedef int static_assert_is_32bit_float  [(sizeof(int32_t) == 4)   ? 1 : -1];
+typedef int static_assert_is_32bit_integer[(sizeof(qcfloat_t) == 4) ? 1 : -1];
 
-/* This code assumes 32 bit floats while generating binary */
-extern int check_int_and_float_size
-[ (sizeof(int32_t) == sizeof(qcfloat)) ? 1 : -1 ];
+/*
+ * If the condition creates a situation where this becomes -1 size it means there are
+ * more IR_FLAGs than the type ir_flag_t is capable of holding. So either eliminate
+ * the IR flag count or change the ir_flag_t typedef to a type large enough to accomodate
+ * all the flags.
+ */
+typedef int static_assert_is_ir_flag_safe [((IR_FLAG_LAST) <= (ir_flag_t)(-1)) ? 1 : -1];
 
 #endif