mescc: Be silent.
[mes.git] / module / mescc / mescc.scm
1 ;;; GNU Mes --- Maxwell Equations of Software
2 ;;; Copyright © 2016,2017,2018,2019 Jan (janneke) Nieuwenhuizen <janneke@gnu.org>
3 ;;;
4 ;;; This file is part of GNU Mes.
5 ;;;
6 ;;; GNU Mes is free software; you can redistribute it and/or modify it
7 ;;; under the terms of the GNU General Public License as published by
8 ;;; the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or (at
9 ;;; your option) any later version.
10 ;;;
11 ;;; GNU Mes is distributed in the hope that it will be useful, but
12 ;;; WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13 ;;; MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14 ;;; GNU General Public License for more details.
15 ;;;
16 ;;; You should have received a copy of the GNU General Public License
17 ;;; along with GNU Mes.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18
19 (define-module (mescc mescc)
20   #:use-module (srfi srfi-1)
21   #:use-module (srfi srfi-26)
22   #:use-module (ice-9 pretty-print)
23   #:use-module (ice-9 getopt-long)
24   #:use-module (mes misc)
25
26   #:use-module (mescc i386 info)
27   #:use-module (mescc x86_64 info)
28   #:use-module (mescc preprocess)
29   #:use-module (mescc compile)
30   #:use-module (mescc M1)
31   #:export (count-opt
32             mescc:preprocess
33             mescc:get-host
34             mescc:compile
35             mescc:assemble
36             mescc:link
37             multi-opt))
38
39 (define GUILE-with-output-to-file with-output-to-file)
40 (define (with-output-to-file file-name thunk)
41   (if (equal? file-name "-") (thunk)
42       (GUILE-with-output-to-file file-name thunk)))
43
44 (define (mescc:preprocess options)
45   (let* ((pretty-print/write (string->symbol (option-ref options 'write (if guile? "pretty-print" "write"))))
46          (pretty-print/write (if (eq? pretty-print/write 'pretty-print) pretty-print write))
47          (files (option-ref options '() '("a.c")))
48          (input-file-name (car files))
49          (input-base (basename input-file-name))
50          (ast-file-name (cond ((and (option-ref options 'preprocess #f)
51                                     (option-ref options 'output #f)))
52                               (else (replace-suffix input-base ".E"))))
53          (dir (dirname input-file-name))
54          (defines (reverse (filter-map (multi-opt 'define) options)))
55          (includes (reverse (filter-map (multi-opt 'include) options)))
56          (includes (cons dir includes))
57          (prefix (option-ref options 'prefix ""))
58          (machine (option-ref options 'machine "32"))
59          (arch (arch-get options))
60          (defines (cons (arch-get-define options) defines))
61          (verbose? (count-opt options 'verbose)))
62     (with-output-to-file ast-file-name
63       (lambda _ (for-each (cut c->ast prefix defines includes arch pretty-print/write verbose? <>) files)))))
64
65 (define (c->ast prefix defines includes arch write verbose? file-name)
66   (with-input-from-file file-name
67     (cut write (c99-input->ast #:prefix prefix #:defines defines #:includes includes #:arch arch #:verbose? verbose?))))
68
69 (define (mescc:compile options)
70   (let* ((files (option-ref options '() '("a.c")))
71          (input-file-name (car files))
72          (input-base (basename input-file-name))
73          (M1-file-name (cond ((and (option-ref options 'compile #f)
74                                    (option-ref options 'output #f)))
75                              (else (replace-suffix input-base ".s"))))
76          (infos (map (cut file->info options <>) files))
77          (verbose? (count-opt options 'verbose))
78          (align? (option-ref options 'align #f)))
79     (when verbose?
80       (stderr "dumping: ~a\n" M1-file-name))
81     (with-output-to-file M1-file-name
82       (cut infos->M1 M1-file-name infos #:align? align? #:verbose? verbose?))
83     M1-file-name))
84
85 (define (file->info options file-name)
86   (cond ((.c? file-name) (c->info options file-name))
87         ((.E? file-name) (E->info options file-name))))
88
89 (define (c->info options file-name)
90   (let* ((defines (reverse (filter-map (multi-opt 'define) options)))
91          (includes (reverse (filter-map (multi-opt 'include) options)))
92          (dir (dirname file-name))
93          (includes (cons dir includes))
94          (prefix (option-ref options 'prefix ""))
95          (defines (cons (arch-get-define options) defines))
96          (arch (arch-get options))
97          (verbose? (count-opt options 'verbose)))
98     (with-input-from-file file-name
99       (cut c99-input->info (arch-get-info options) #:prefix prefix #:defines defines #:includes includes #:arch arch #:verbose? verbose?))))
100
101 (define (E->info options file-name)
102   (let ((ast (with-input-from-file file-name read))
103         (verbose? (count-opt options 'verbose)))
104     (c99-ast->info (arch-get-info options) ast #:verbose? verbose?)))
105
106 (define (mescc:assemble options)
107   (let* ((files (option-ref options '() '("a.c")))
108          (input-file-name (car files))
109          (input-base (basename input-file-name))
110          (hex2-file-name (cond ((and (option-ref options 'assemble #f)
111                                      (option-ref options 'output #f)))
112                                (else (replace-suffix input-base ".o"))))
113          (s-files (filter .s? files))
114          (hex2-files  M1->hex2 ) ;; FIXME
115          (source-files (filter (disjoin .c? .E?) files))
116          (infos (map (cut file->info options <>) source-files)))
117     (if (and (pair? s-files) (pair? infos))
118         (error "mixing source and object not supported:" source-files s-files))
119     (when (pair? s-files)
120       (M1->hex2 options s-files))
121     (when (pair? infos)
122       (infos->hex2 options hex2-file-name infos))
123     hex2-file-name))
124
125 (define (mescc:link options)
126   (let* ((files (option-ref options '() '("a.c")))
127          (source-files (filter (disjoin .c? .E?) files))
128          (s-files (filter .s? files))
129          (o-files (filter .o? files))
130          (input-file-name (car files))
131          (hex2-file-name (if (or (string-suffix? ".hex2" input-file-name)
132                                  (string-suffix? ".o" input-file-name)) input-file-name
133                                  (replace-suffix input-file-name ".o")))
134          (infos (map (cut file->info options <>) source-files))
135          (s-files (filter .s? files))
136          (hex2-files (filter .o? files))
137          (hex2-files (if (null? s-files) hex2-files
138                          (append hex2-files (list (M1->hex2 options s-files)))))
139          (hex2-files (if (null? infos) hex2-files
140                          (append hex2-files
141                                  (list (infos->hex2 options hex2-file-name infos)))))
142          (default-libraries (if (or (option-ref options 'nodefaultlibs #f)
143                                     (option-ref options 'nostdlib #f)) '()
144                                     '("c")))
145          (libraries (filter-map (multi-opt 'library) options))
146          (libraries (delete-duplicates (append libraries default-libraries)))
147          (hex2-libraries (map (cut find-library options ".a" <>) libraries))
148          (hex2-files (append hex2-files hex2-libraries))
149          (s-files (append s-files (map (cut find-library options ".s" <>)  libraries)))
150          (debug-info? (option-ref options 'debug-info #f))
151          (s-files (cons (replace-suffix input-file-name ".s") s-files))
152          (elf-footer (and debug-info?
153                           (or (M1->blood-elf options s-files)
154                               (exit 1)))))
155     (or (hex2->elf options hex2-files #:elf-footer elf-footer)
156         (exit 1))))
157
158 (define (infos->hex2 options hex2-file-name infos)
159   (let* ((input-file-name (car (option-ref options '() '("a.c"))))
160          (M1-file-name (replace-suffix hex2-file-name ".s"))
161          (options (acons 'compile #t options)) ; ugh
162          (options (acons 'output hex2-file-name options))
163          (verbose? (count-opt options 'verbose))
164          (align? (option-ref options 'align #f)))
165     (when verbose?
166       (stderr "dumping: ~a\n" M1-file-name))
167     (with-output-to-file M1-file-name
168       (cut infos->M1 M1-file-name infos #:align? align?))
169     (or (M1->hex2 options (list M1-file-name))
170         (exit 1))))
171
172 (define (M1->hex2 options M1-files)
173   (let* ((input-file-name (car (option-ref options '() '("a.c"))))
174          (input-base (basename input-file-name))
175          (M1-file-name (car M1-files))
176          (hex2-file-name (cond ((and (option-ref options 'assemble #f)
177                                      (option-ref options 'output #f)))
178                                ((option-ref options 'assemble #f)
179                                 (replace-suffix input-base ".o"))
180                                (else (replace-suffix M1-file-name ".o"))))
181          (verbose? (count-opt options 'verbose))
182          (M1 (or (getenv "M1") "M1"))
183          (command `(,M1
184                     "--LittleEndian"
185                     "--architecture" ,(arch-get-architecture options)
186                     "-f" ,(arch-find options (arch-get-m1-macros options))
187                     ,@(append-map (cut list "-f" <>) M1-files)
188                     "-o" ,hex2-file-name)))
189     (when (and verbose? (> verbose? 1))
190       (stderr "~a\n" (string-join command)))
191     (and (zero? (apply assert-system* command))
192          hex2-file-name)))
193
194 (define* (hex2->elf options hex2-files #:key elf-footer)
195   (let* ((input-file-name (car (option-ref options '() '("a.c"))))
196          (elf-file-name (cond ((option-ref options 'output #f))
197                               (else "a.out")))
198          (verbose? (count-opt options 'verbose))
199          (hex2 (or (getenv "HEX2") "hex2"))
200          (base-address (option-ref options 'base-address "0x1000000"))
201          (machine (arch-get-machine options))
202          (elf-footer (or elf-footer
203                          (arch-find options (string-append
204                                              "elf" machine "-footer-single-main.hex2"))))
205          (start-files (if (or (option-ref options 'nostartfiles #f)
206                               (option-ref options 'nostdlib #f)) '()
207                               `("-f" ,(arch-find options "crt1.o"))))
208          (command `(,hex2
209                     "--LittleEndian"
210                     "--architecture" ,(arch-get-architecture options)
211                     "--BaseAddress" ,base-address
212                     "-f" ,(arch-find options (string-append "elf" machine "-header.hex2"))
213                     ,@start-files
214                     ,@(append-map (cut list "-f" <>) hex2-files)
215                     "-f" ,elf-footer
216                     "--exec_enable"
217                     "-o" ,elf-file-name)))
218     (when (and verbose? (> verbose? 1))
219       (stderr "~a\n" (string-join command)))
220     (and (zero? (apply assert-system* command))
221          elf-file-name)))
222
223 (define (M1->blood-elf options M1-files)
224   (let* ((M1-file-name (car M1-files))
225          (M1-blood-elf-footer (string-append M1-file-name ".blood-elf"))
226          (hex2-file-name (replace-suffix M1-file-name ".o"))
227          (blood-elf-footer (string-append hex2-file-name ".blood-elf"))
228          (verbose? (count-opt options 'verbose))
229          (blood-elf (or (getenv "BLOOD_ELF") "blood-elf"))
230          (command `(,blood-elf
231                       "-f" ,(arch-find options (arch-get-m1-macros options))
232                       ,@(append-map (cut list "-f" <>) M1-files)
233                       "-o" ,M1-blood-elf-footer)))
234     (when (and verbose? (> verbose? 1))
235         (format (current-error-port) "~a\n" (string-join command)))
236     (and (zero? (apply assert-system* command))
237          (let* ((options (acons 'compile #t options)) ; ugh
238                 (options (acons 'output blood-elf-footer options)))
239            (M1->hex2 options (list M1-blood-elf-footer))))))
240
241 (define (replace-suffix file-name suffix)
242   (let* ((parts (string-split file-name #\.))
243          (base (if (pair? (cdr parts)) (drop-right parts 1)))
244          (old-suffix (last parts))
245          (program-prefix (cond ((string-prefix? "arm-mes-" old-suffix) ".arm-mes-")
246                                ((string-prefix? "x86-mes-" old-suffix) ".x86-mes-")
247                                ((string-prefix? "x86_64-mes-" old-suffix) ".x86_64-mes-")
248                                (else "."))))
249     (if (string-null? suffix)
250         (if (string-null? program-prefix) (string-join base ".")
251             (string-append (string-drop program-prefix 1) (string-join base ".")))
252         (string-append (string-join base ".") program-prefix (string-drop suffix 1)))))
253
254 (define (find-library options ext o)
255   (arch-find options (string-append "lib" o ext)))
256
257 (define* (arch-find options file-name)
258   (let* ((srcdest (or (getenv "srcdest") ""))
259          (srcdir-lib (string-append srcdest "lib"))
260          (arch (string-append (arch-get options) "-mes"))
261          (path (cons* "."
262                       srcdir-lib
263                       (prefix-file options "lib")
264                       (filter-map (multi-opt 'library-dir) options)))
265          (arch-file-name (string-append arch "/" file-name))
266          (verbose? (count-opt options 'verbose)))
267     (let ((file (search-path path arch-file-name)))
268       (when (and verbose? (> verbose? 1))
269         (stderr "arch-find=~s\n" arch-file-name)
270         (stderr "     path=~s\n" path)
271         (stderr "  => ~s\n" file))
272       (or file
273           (error (format #f "mescc: file not found: ~s" arch-file-name))))))
274
275 (define (prefix-file options file-name)
276   (let ((prefix (option-ref options 'prefix "")))
277     (define (prefix-file o)
278       (if (string-null? prefix) o (string-append prefix "/" o)))
279     (prefix-file file-name)))
280
281 (define (assert-system* . args)
282   (let ((status (apply system* args)))
283     (when (not (zero? status))
284       (stderr "mescc: failed: ~a\n" (string-join args))
285       (exit (status:exit-val status)))
286     status))
287
288 (define (arch-get options)
289   (let* ((machine (option-ref options 'machine #f))
290          (arch (option-ref options 'arch #f)))
291     (if machine (cond ((member arch '("x86" "x86_64")) (cond ((equal? machine "32") "x86")
292                                                              ((equal? machine "64") "x86_64")))
293                       ((equal? arch "arm") (cond ((equal? machine "32") "arm"))))
294         arch)))
295
296 (define (mescc:get-host options)
297   (let ((cpu (arch-get options))
298         (kernel "linux"))
299     (string-join (list cpu kernel "mes") "-")))
300
301 (define (arch-get-info options)
302   (let ((arch (arch-get options)))
303     (cond ((equal? arch "arm") (armv4-info))
304           ((equal? arch "x86") (x86-info))
305           ((equal? arch "x86_64") (x86_64-info)))))
306
307 (define (arch-get-define options)
308   (let ((arch (arch-get options)))
309     (cond ((equal? arch "arm") "__arm__=1")
310           ((equal? arch "x86") "__i386__=1")
311           ((equal? arch "x86_64") "__x86_64__=1"))))
312
313 (define (arch-get-machine options)
314   (let* ((machine (option-ref options 'machine #f))
315          (arch (option-ref options 'arch #f)))
316     (or machine
317         (if (member arch '("x86_64")) "64"
318             "32"))))
319
320 (define (arch-get-m1-macros options)
321   (let ((arch (arch-get options)))
322     (cond ((equal? arch "arm") "arm.M1")
323           ((equal? arch "x86") "x86.M1")
324           ((equal? arch "x86_64") "x86_64.M1"))))
325
326 (define (arch-get-architecture options)
327   (let ((arch (arch-get options)))
328     (cond ((equal? arch "arm") "armv7l")
329           ((equal? arch "x86") "x86")
330           ((equal? arch "x86_64") "amd64"))))
331
332 (define (multi-opt option-name) (lambda (o) (and (eq? (car o) option-name) (cdr o))))
333 (define (count-opt options option-name)
334   (let ((lst (filter-map (multi-opt option-name) options)))
335     (and (pair? lst) (length lst))))
336
337 (define (.c? o) (or (string-suffix? ".c" o)
338                     (string-suffix? ".M2" o)))
339 (define (.E? o) (or (string-suffix? ".E" o)
340                     (string-suffix? ".mes-E" o)
341                     (string-suffix? ".arm-mes-E" o)
342                     (string-suffix? ".x86-mes-E" o)
343                     (string-suffix? ".x86_64-mes-E" o)))
344 (define (.s? o) (or (string-suffix? ".s" o)
345                     (string-suffix? ".S" o)
346                     (string-suffix? ".mes-S" o)
347                     (string-suffix? ".arm-mes-S" o)
348                     (string-suffix? ".x86-mes-S" o)
349                     (string-suffix? ".x86_64-mes-S" o)
350                     (string-suffix? ".M1" o)))
351 (define (.o? o) (or (string-suffix? ".o" o)
352                     (string-suffix? ".mes-o" o)
353                     (string-suffix? ".arm-mes-o" o)
354                     (string-suffix? ".x86-mes-o" o)
355                     (string-suffix? ".x86_64-mes-o" o)
356                     (string-suffix? ".hex2" o)))