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smh my head
This commit is contained in:
parent
db68a167bb
commit
473a7570bf
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@ -2271,6 +2271,7 @@ enum Loc {
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Imm(u64),
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Imm(u64),
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Stack(Rc<Stack>, u64),
|
Stack(Rc<Stack>, u64),
|
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}
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}
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impl Loc {
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impl Loc {
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fn take_ref(&self) -> Loc {
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fn take_ref(&self) -> Loc {
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match *self {
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match *self {
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539
hblang/src/codegen2.rs
Normal file
539
hblang/src/codegen2.rs
Normal file
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@ -0,0 +1,539 @@
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#![allow(dead_code)]
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use std::{collections::hash_map, rc::Rc};
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use crate::{
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ident::Ident,
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parser::{self, FileId},
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HashMap,
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};
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type Offset = u32;
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type Size = u32;
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mod stack {
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use std::num::NonZeroU32;
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use super::{Offset, Size};
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pub struct Id(NonZeroU32);
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impl Id {
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fn index(&self) -> usize {
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self.0.get() as usize - 1
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}
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}
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impl Drop for Id {
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fn drop(&mut self) {
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if !std::thread::panicking() {
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unreachable!("stack id leaked: {:?}", self.0);
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}
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}
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}
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#[derive(PartialEq)]
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struct Meta {
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size: Size,
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offset: Offset,
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rc: u32,
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}
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#[derive(Default)]
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pub struct Alloc {
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height: Size,
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max_height: Size,
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meta: Vec<Meta>,
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}
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impl Alloc {
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pub fn alloc(&mut self, size: Size) -> Id {
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self.meta.push(Meta {
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size,
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offset: 0,
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rc: 1,
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});
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self.height += size;
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self.max_height = self.max_height.max(self.height);
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Id(unsafe { NonZeroU32::new_unchecked(self.meta.len() as u32) })
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}
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pub fn free(&mut self, id: Id) {
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let meta = &mut self.meta[id.index()];
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std::mem::forget(id);
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meta.rc -= 1;
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if meta.rc != 0 {
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return;
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}
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meta.offset = self.height;
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self.height -= meta.size;
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}
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pub fn dup_id(&mut self, id: &Id) -> Id {
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self.meta[id.index()].rc += 1;
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Id(id.0)
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}
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pub fn finalize_leaked(&mut self) {
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for meta in self.meta.iter_mut().filter(|m| m.rc > u32::MAX / 2) {
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meta.offset = self.height;
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self.height -= meta.size;
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|
}
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|
}
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pub fn clear(&mut self) {
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self.height = 0;
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self.max_height = 0;
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|
self.meta.clear();
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}
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|
pub fn final_offset(&self, id: u32, extra_offset: Offset) -> Offset {
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|
(self.max_height - self.meta[id as usize].offset) + extra_offset
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|
}
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|
}
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}
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mod reg {
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pub const STACK_PTR: Reg = 254;
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pub const ZERO: Reg = 0;
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pub const RET_ADDR: Reg = 31;
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type Reg = u8;
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#[derive(Default)]
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pub struct Id(Reg, bool);
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impl Id {
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pub fn reg(self) -> Reg {
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|
self.0
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|
}
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pub fn as_ref(&self) -> Self {
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Self(self.0, false)
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}
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}
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impl Drop for Id {
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fn drop(&mut self) {
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if !std::thread::panicking() && self.1 {
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unreachable!("reg id leaked: {:?}", self.0);
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|
}
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}
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}
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#[derive(Default, PartialEq, Eq)]
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pub struct Alloc {
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free: Vec<Reg>,
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|
max_used: Reg,
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}
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impl Alloc {
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fn init(&mut self) {
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|
self.free.clear();
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self.free.extend((32..=253).rev());
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|
self.max_used = RET_ADDR;
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|
}
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fn allocate(&mut self) -> Id {
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|
let reg = self.free.pop().expect("TODO: we need to spill");
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self.max_used = self.max_used.max(reg);
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Id(reg, true)
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|
}
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fn free(&mut self, reg: Id) {
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assert!(reg.1);
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self.free.push(reg.0);
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|
std::mem::forget(reg);
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|
}
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fn pushed_size(&self) -> usize {
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((self.max_used as usize).saturating_sub(RET_ADDR as usize) + 1) * 8
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}
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|
}
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|
}
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mod ty {
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use crate::{
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|
ident,
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||||||
|
lexer::TokenKind,
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||||||
|
parser::{self, Expr},
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|
};
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||||||
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pub type Builtin = u32;
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pub type Struct = u32;
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pub type Ptr = u32;
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||||||
|
pub type Func = u32;
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||||||
|
pub type Global = u32;
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||||||
|
pub type Module = u32;
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||||||
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||||||
|
#[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Default)]
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||||||
|
pub struct Id(pub u32);
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|
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|
impl Id {
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|
pub fn is_signed(self) -> bool {
|
||||||
|
(I8..=INT).contains(&self.0)
|
||||||
|
}
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|
|
||||||
|
pub fn is_unsigned(self) -> bool {
|
||||||
|
(U8..=UINT).contains(&self.0)
|
||||||
|
}
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|
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|
fn strip_pointer(self) -> Self {
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|
match self.expand() {
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|
Kind::Ptr(_) => Id(INT),
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|
_ => self,
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}
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|
}
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|
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||||||
|
pub fn is_pointer(self) -> bool {
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||||||
|
matches!(Kind::from_ty(self), Kind::Ptr(_))
|
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|
}
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|
|
||||||
|
pub fn try_upcast(self, ob: Self) -> Option<Self> {
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|
let (oa, ob) = (Self(self.0.min(ob.0)), Self(self.0.max(ob.0)));
|
||||||
|
let (a, b) = (oa.strip_pointer(), ob.strip_pointer());
|
||||||
|
Some(match () {
|
||||||
|
_ if oa == ob => oa,
|
||||||
|
_ if a.is_signed() && b.is_signed() || a.is_unsigned() && b.is_unsigned() => ob,
|
||||||
|
_ if a.is_unsigned() && b.is_signed() && a.0 - U8 < b.0 - I8 => ob,
|
||||||
|
_ => return None,
|
||||||
|
})
|
||||||
|
}
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|
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|
pub fn expand(self) -> Kind {
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|
Kind::from_ty(self)
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|
}
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|
}
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const fn array_to_lower_case<const N: usize>(array: [u8; N]) -> [u8; N] {
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let mut result = [0; N];
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||||||
|
let mut i = 0;
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||||||
|
while i < N {
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|
result[i] = array[i].to_ascii_lowercase();
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||||||
|
i += 1;
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||||||
|
}
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||||||
|
result
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||||||
|
}
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||||||
|
// const string to lower case
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|
macro_rules! builtin_type {
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|
($($name:ident;)*) => {
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$(pub const $name: Builtin = ${index(0)};)*
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||||||
|
|
||||||
|
mod __lc_names {
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||||||
|
use super::*;
|
||||||
|
$(pub const $name: &[u8] = &array_to_lower_case(unsafe {
|
||||||
|
*(stringify!($name).as_ptr() as *const [u8; stringify!($name).len()]) });)*
|
||||||
|
}
|
||||||
|
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||||||
|
pub fn from_str(name: &str) -> Option<Builtin> {
|
||||||
|
match name.as_bytes() {
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||||||
|
$(__lc_names::$name => Some($name),)*
|
||||||
|
_ => None,
|
||||||
|
}
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||||||
|
}
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||||||
|
|
||||||
|
pub fn to_str(ty: Builtin) -> &'static str {
|
||||||
|
match ty {
|
||||||
|
$(${index(0)} => unsafe { std::str::from_utf8_unchecked(__lc_names::$name) },)*
|
||||||
|
v => unreachable!("invalid type: {}", v),
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
};
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
builtin_type! {
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|
UNDECLARED;
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|
NEVER;
|
||||||
|
VOID;
|
||||||
|
TYPE;
|
||||||
|
BOOL;
|
||||||
|
U8;
|
||||||
|
U16;
|
||||||
|
U32;
|
||||||
|
UINT;
|
||||||
|
I8;
|
||||||
|
I16;
|
||||||
|
I32;
|
||||||
|
INT;
|
||||||
|
}
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||||||
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|
macro_rules! type_kind {
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($(#[$meta:meta])* $vis:vis enum $name:ident {$( $variant:ident, )*}) => {
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$(#[$meta])*
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|
$vis enum $name {
|
||||||
|
$($variant($variant),)*
|
||||||
|
}
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||||||
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||||||
|
impl $name {
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||||||
|
const FLAG_BITS: u32 = (${count($variant)} as u32).next_power_of_two().ilog2();
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||||||
|
const FLAG_OFFSET: u32 = std::mem::size_of::<Id>() as u32 * 8 - Self::FLAG_BITS;
|
||||||
|
const INDEX_MASK: u32 = (1 << (32 - Self::FLAG_BITS)) - 1;
|
||||||
|
|
||||||
|
$vis const fn from_ty(ty: Id) -> Self {
|
||||||
|
let (flag, index) = (ty.0 >> Self::FLAG_OFFSET, ty.0 & Self::INDEX_MASK);
|
||||||
|
match flag {
|
||||||
|
$(${index(0)} => Self::$variant(index),)*
|
||||||
|
_ => unreachable!(),
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
$vis const fn compress(self) -> Id {
|
||||||
|
let (index, flag) = match self {
|
||||||
|
$(Self::$variant(index) => (index, ${index(0)}),)*
|
||||||
|
};
|
||||||
|
Id((flag << Self::FLAG_OFFSET) | index)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
};
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
type_kind! {
|
||||||
|
#[derive(Debug, Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
|
||||||
|
pub enum Kind {
|
||||||
|
Builtin,
|
||||||
|
Struct,
|
||||||
|
Ptr,
|
||||||
|
Func,
|
||||||
|
Global,
|
||||||
|
Module,
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
impl Default for Kind {
|
||||||
|
fn default() -> Self {
|
||||||
|
Self::Builtin(UNDECLARED)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
pub struct Display<'a> {
|
||||||
|
tys: &'a super::Types,
|
||||||
|
files: &'a [parser::Ast],
|
||||||
|
ty: Id,
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
impl<'a> Display<'a> {
|
||||||
|
pub fn new(tys: &'a super::Types, files: &'a [parser::Ast], ty: Id) -> Self {
|
||||||
|
Self { tys, files, ty }
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
fn rety(&self, ty: Id) -> Self {
|
||||||
|
Self::new(self.tys, self.files, ty)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
impl<'a> std::fmt::Display for Display<'a> {
|
||||||
|
fn fmt(&self, f: &mut std::fmt::Formatter<'_>) -> std::fmt::Result {
|
||||||
|
use Kind as TK;
|
||||||
|
match TK::from_ty(self.ty) {
|
||||||
|
TK::Module(idx) => write!(f, "module{}", idx),
|
||||||
|
TK::Builtin(ty) => write!(f, "{}", to_str(ty)),
|
||||||
|
TK::Ptr(ty) => {
|
||||||
|
write!(f, "^{}", self.rety(self.tys.pointers[ty as usize].base))
|
||||||
|
}
|
||||||
|
_ if let Some((key, _)) = self
|
||||||
|
.tys
|
||||||
|
.symbols
|
||||||
|
.iter()
|
||||||
|
.find(|(sym, &ty)| sym.file != u32::MAX && ty == self.ty.0)
|
||||||
|
&& let Some(name) = self.files[key.file as usize].exprs().iter().find_map(
|
||||||
|
|expr| match expr {
|
||||||
|
Expr::BinOp {
|
||||||
|
left: &Expr::Ident { name, id, .. },
|
||||||
|
op: TokenKind::Decl,
|
||||||
|
..
|
||||||
|
} if id == key.ident => Some(name),
|
||||||
|
_ => None,
|
||||||
|
},
|
||||||
|
) =>
|
||||||
|
{
|
||||||
|
write!(f, "{name}")
|
||||||
|
}
|
||||||
|
TK::Struct(idx) => {
|
||||||
|
let record = &self.tys.structs[idx as usize];
|
||||||
|
write!(f, "{{")?;
|
||||||
|
for (i, &super::Field { name, ty }) in record.fields.iter().enumerate() {
|
||||||
|
if i != 0 {
|
||||||
|
write!(f, ", ")?;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
let name = &self.tys.names[ident::range(name)];
|
||||||
|
write!(f, "{name}: {}", self.rety(ty))?;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
write!(f, "}}")
|
||||||
|
}
|
||||||
|
TK::Func(idx) => write!(f, "fn{idx}"),
|
||||||
|
TK::Global(idx) => write!(f, "global{idx}"),
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
struct Reloc {
|
||||||
|
code_offset: Offset,
|
||||||
|
/// code_offset - sub_offset = instr_offset
|
||||||
|
sub_offset: u8,
|
||||||
|
width: u8,
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
impl Reloc {
|
||||||
|
fn new(code_offset: u32, sub_offset: u8, width: u8) -> Self {
|
||||||
|
Self {
|
||||||
|
code_offset,
|
||||||
|
sub_offset,
|
||||||
|
width,
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
fn apply_stack_offset(&self, code: &mut [u8], stack: &stack::Alloc) {
|
||||||
|
let bytes = &code[self.code_offset as usize..][..self.width as usize];
|
||||||
|
let id = u32::from_ne_bytes(bytes[..4].try_into().unwrap());
|
||||||
|
let extra_offset = u32::from_ne_bytes(bytes[4..].try_into().unwrap());
|
||||||
|
self.write_offset(code, stack.final_offset(id, extra_offset) as i64);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
fn apply_jump(&self, code: &mut [u8], to: u32) {
|
||||||
|
let offset = to as i64 - (self.code_offset as i64 - self.sub_offset as i64);
|
||||||
|
self.write_offset(code, offset);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
fn write_offset(&self, code: &mut [u8], offset: i64) {
|
||||||
|
let bytes = offset.to_ne_bytes();
|
||||||
|
code[self.code_offset as usize..][..self.width as usize]
|
||||||
|
.copy_from_slice(&bytes[..self.width as usize]);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
struct Value {
|
||||||
|
ty: ty::Id,
|
||||||
|
loc: Loc,
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
struct Loc {
|
||||||
|
reg: reg::Id,
|
||||||
|
derefed: bool,
|
||||||
|
stack: Option<stack::Id>,
|
||||||
|
offset: Offset,
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
struct Loop {
|
||||||
|
var_count: u32,
|
||||||
|
offset: u32,
|
||||||
|
reloc_base: u32,
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
struct Variable {
|
||||||
|
id: Ident,
|
||||||
|
value: Value,
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
#[derive(Default)]
|
||||||
|
struct ItemCtx {
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||||||
|
id: ty::Kind,
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||||||
|
ret: ty::Id,
|
||||||
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ret_reg: reg::Id,
|
||||||
|
|
||||||
|
stack: stack::Alloc,
|
||||||
|
regs: reg::Alloc,
|
||||||
|
|
||||||
|
stack_relocs: Vec<Reloc>,
|
||||||
|
ret_relocs: Vec<Reloc>,
|
||||||
|
loop_relocs: Vec<Reloc>,
|
||||||
|
loops: Vec<Loop>,
|
||||||
|
variables: Vec<Variable>,
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
impl ItemCtx {
|
||||||
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pub fn dup_loc(&mut self, loc: &Loc) -> Loc {
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||||||
|
Loc {
|
||||||
|
reg: loc.reg.as_ref(),
|
||||||
|
derefed: loc.derefed,
|
||||||
|
stack: loc.stack.as_ref().map(|s| self.stack.dup_id(s)),
|
||||||
|
offset: loc.offset,
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
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|
||||||
|
#[derive(PartialEq, Eq, Hash)]
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struct SymKey {
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|
file: FileId,
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|
ident: Ident,
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||||||
|
}
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||||||
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|
struct Func {
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|
offset: Offset,
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args: Rc<[ty::Id]>,
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||||||
|
ret: ty::Id,
|
||||||
|
}
|
||||||
|
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||||||
|
struct Global {
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code: Offset,
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||||||
|
offset: Offset,
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|
dep: ty::Global,
|
||||||
|
ty: ty::Id,
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
struct Field {
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|
name: Ident,
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||||||
|
ty: ty::Id,
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
struct Struct {
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||||||
|
fields: Rc<[Field]>,
|
||||||
|
ast: parser::ExprRef,
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||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
struct Ptr {
|
||||||
|
base: ty::Id,
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||||||
|
}
|
||||||
|
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||||||
|
#[derive(Default)]
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||||||
|
struct Types {
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||||||
|
symbols: HashMap<SymKey, u32>,
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||||||
|
names: String,
|
||||||
|
|
||||||
|
funcs: Vec<Func>,
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||||||
|
globals: Vec<Global>,
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|
structs: Vec<Struct>,
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||||||
|
pointers: Vec<Ptr>,
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
impl Types {
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||||||
|
pub fn make_ptr(&mut self, base: ty::Id) -> ty::Ptr {
|
||||||
|
let id = SymKey {
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||||||
|
file: u32::MAX,
|
||||||
|
ident: base.0,
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
match self.symbols.entry(id) {
|
||||||
|
hash_map::Entry::Occupied(occ) => *occ.get(),
|
||||||
|
hash_map::Entry::Vacant(vac) => {
|
||||||
|
self.pointers.push(Ptr { base });
|
||||||
|
*vac.insert(self.pointers.len() as u32 - 1)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
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||||||
|
#[derive(Default)]
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|
struct Output {
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|
code: Vec<u8>,
|
||||||
|
func_relocs: Vec<(ty::Func, Reloc)>,
|
||||||
|
global_relocs: Vec<(ty::Global, Reloc)>,
|
||||||
|
tasks: Vec<ty::Func>,
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
#[derive(Default)]
|
||||||
|
pub struct Codegen {
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||||||
|
pub files: Vec<parser::Ast>,
|
||||||
|
tys: Types,
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||||||
|
ci: ItemCtx,
|
||||||
|
output: Output,
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
impl Codegen {
|
||||||
|
fn ty_display(&self, ty: ty::Id) -> ty::Display {
|
||||||
|
ty::Display::new(&self.tys, &self.files, ty)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
|
@ -32,6 +32,7 @@ macro_rules! run_tests {
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
pub mod codegen;
|
pub mod codegen;
|
||||||
|
pub mod codegen2;
|
||||||
mod ident;
|
mod ident;
|
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mod instrs;
|
mod instrs;
|
||||||
mod lexer;
|
mod lexer;
|
||||||
|
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