39f6c46570eec7f983febf39d46a952ffeaeb8fe
[mes.git] / module / mescc / mescc.scm
1 ;;; GNU Mes --- Maxwell Equations of Software
2 ;;; Copyright © 2016,2017,2018 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 guile)
25   #:use-module (mes misc)
26
27   #:use-module (mescc i386 info)
28   #:use-module (mescc x86_64 info)
29   #:use-module (mescc preprocess)
30   #:use-module (mescc compile)
31   #:use-module (mescc M1)
32   #:export (mescc:preprocess
33             mescc:compile
34             mescc:assemble
35             mescc:link))
36
37 (define GUILE-with-output-to-file with-output-to-file)
38 (define (with-output-to-file file-name thunk)
39   (if (equal? file-name "-") (thunk)
40       (GUILE-with-output-to-file file-name thunk)))
41
42 (define (mescc:preprocess options)
43   (let* ((pretty-print/write (string->symbol (option-ref options 'write (if guile? "pretty-print" "write"))))
44          (pretty-print/write (if (eq? pretty-print/write 'pretty-print) pretty-print write))
45          (files (option-ref options '() '("a.c")))
46          (input-file-name (car files))
47          (ast-file-name (cond ((and (option-ref options 'preprocess #f)
48                                     (option-ref options 'output #f)))
49                               (else (replace-suffix input-file-name ".E"))))
50          (dir (dirname input-file-name))
51          (defines (reverse (filter-map (multi-opt 'define) options)))
52          (includes (reverse (filter-map (multi-opt 'include) options)))
53          (includes (cons dir includes))
54          (prefix (option-ref options 'prefix ""))
55          (machine (option-ref options 'machine "32"))
56          (arch (if (equal? machine "32") "__i386__=1" "__x86_64__=1"))
57          (defines (cons arch defines)))
58     (with-output-to-file ast-file-name
59       (lambda _ (for-each (cut c->ast prefix defines includes write <>) files)))))
60
61 (define (c->ast prefix defines includes write file-name)
62   (with-input-from-file file-name
63     (cut write (c99-input->ast #:prefix prefix #:defines defines #:includes includes))))
64
65 (define (mescc:compile options)
66   (let* ((files (option-ref options '() '("a.c")))
67          (input-file-name (car files))
68          (M1-file-name (cond ((and (option-ref options 'compile #f)
69                                    (option-ref options 'output #f)))
70                              (else (replace-suffix input-file-name ".S"))))
71          (infos (map (cut file->info options <>) files))
72          (verbose? (option-ref options 'verbose #f)))
73     (when verbose?
74       (stderr "dumping: ~a\n" M1-file-name))
75     (with-output-to-file M1-file-name
76       (cut infos->M1 M1-file-name infos))
77     M1-file-name))
78
79 (define (file->info options file-name)
80   (cond ((.c? file-name) (c->info options file-name))
81         ((.E? file-name) (E->info options file-name))))
82
83 (define (c->info options file-name)
84   (let* ((defines (reverse (filter-map (multi-opt 'define) options)))
85          (includes (reverse (filter-map (multi-opt 'include) options)))
86          (dir (dirname file-name))
87          (includes (cons dir includes))
88          (prefix (option-ref options 'prefix ""))
89          (machine (option-ref options 'machine "32"))
90          (info (if (equal? machine "32") (x86-info)  (x86_64-info)))
91          (arch (if (equal? machine "32") "__i386__=1" "__x86_64__=1"))
92          (defines (cons arch defines)))
93     (with-input-from-file file-name
94       (cut c99-input->info info #:prefix prefix #:defines defines #:includes includes))))
95
96 (define (E->info options file-name)
97   (let* ((ast (with-input-from-file file-name read))
98          (machine (option-ref options 'machine "32"))
99          (info (if (equal? machine "32") (x86-info)  (x86_64-info))))
100     (c99-ast->info info ast)))
101
102 (define (mescc:assemble options)
103   (let* ((files (option-ref options '() '("a.c")))
104          (input-file-name (car files))
105          (hex2-file-name (cond ((and (option-ref options 'assemble #f)
106                                      (option-ref options 'output #f)))
107                                (else (replace-suffix input-file-name ".o"))))
108          (S-files (filter .S? files))
109          (hex2-files  M1->hex2 ) ;; FIXME
110          (source-files (filter (disjoin .c? .E?) files))
111          (infos (map (cut file->info options <>) source-files)))
112     (if (and (pair? S-files) (pair? infos))
113         (error "mixing source and object not supported:" source-files S-files))
114     (when (pair? S-files)
115       (M1->hex2 options S-files))
116     (when (pair? infos)
117       (infos->hex2 options hex2-file-name infos))
118     hex2-file-name))
119
120 (define (mescc:link options)
121   (let* ((files (option-ref options '() '("a.c")))
122          (source-files (filter (disjoin .c? .E?) files))
123          (S-files (filter .S? files))
124          (o-files (filter .o? files))
125          (input-file-name (car files))
126          (hex2-file-name (if (or (string-suffix? ".hex2" input-file-name)
127                                  (string-suffix? ".o" input-file-name)) input-file-name
128                                  (replace-suffix input-file-name ".o")))
129          (infos (map (cut file->info options <>) source-files))
130          (S-files (filter .S? files))
131          (hex2-files (filter .o? files))
132          (hex2-files (if (null? S-files) hex2-files
133                          (append hex2-files (list (M1->hex2 options S-files)))))
134          (hex2-files (if (null? infos) hex2-files
135                          (append hex2-files
136                                  (list (infos->hex2 options hex2-file-name infos)))))
137          (libraries (filter-map (multi-opt 'library) options))
138          (libraries (if (pair? libraries) libraries '("c")))
139          (libraries (if (equal? libraries '("none")) '() libraries))
140          (hex2-libraries (map (cut find-library options ".o" <>) libraries))
141          (hex2-files (append hex2-files hex2-libraries))
142          (S-files (append S-files (map (cut find-library options ".S" <>)  libraries)))
143          (debug-info? (option-ref options 'debug-info #f))
144          (S-files (cons (replace-suffix input-file-name ".S") S-files))
145          (elf-footer (and debug-info?
146                           (or (M1->blood-elf options S-files)
147                               (exit 1)))))
148     (or (hex2->elf options hex2-files #:elf-footer elf-footer)
149         (exit 1))))
150
151 (define (infos->hex2 options hex2-file-name infos)
152   (let* ((input-file-name (car (option-ref options '() '("a.c"))))
153          (M1-file-name (replace-suffix hex2-file-name ".S"))
154          (options (acons 'compile #t options)) ; ugh
155          (options (acons 'output hex2-file-name options))
156          (verbose? (option-ref options 'verbose #f)))
157     (when verbose?
158       (stderr "dumping: ~a\n" M1-file-name))
159     (with-output-to-file M1-file-name
160       (cut infos->M1 M1-file-name infos))
161     (or (M1->hex2 options (list M1-file-name))
162         (exit 1))))
163
164 (define (M1->hex2 options M1-files)
165   (let* ((input-file-name (car (option-ref options '() '("a.c"))))
166          (M1-file-name (car M1-files))
167          (hex2-file-name (cond ((and (option-ref options 'assemble #f)
168                                      (option-ref options 'output #f)))
169                                ((option-ref options 'assemble #f)
170                                 (replace-suffix input-file-name ".o"))
171                                (else (replace-suffix M1-file-name ".o"))))
172          (machine (option-ref options 'machine "32"))
173          (architecture (cond
174                         ((equal? machine "32") "1")
175                         ((equal? machine "64") "2")
176                         (else "1")))
177          (m1-macros (cond
178                      ((equal? machine "32") "x86.M1")
179                      ((equal? machine "64") "x86_64.M1")
180                      (else "x86.M1")))
181          (verbose? (option-ref options 'verbose #f))
182          (M1 (or (getenv "M1") "M1"))
183          (command `(,M1
184                     "--LittleEndian"
185                     "--Architecture" ,architecture
186                     "-f" ,(arch-find options m1-macros)
187                     ,@(append-map (cut list "-f" <>) M1-files)
188                     "-o" ,hex2-file-name)))
189     (when verbose?
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 (replace-suffix input-file-name ""))))
198          (verbose? (option-ref options 'verbose #f))
199          (hex2 (or (getenv "HEX2") "hex2"))
200          (machine (option-ref options 'machine "32"))
201          (architecture (cond
202                          ((equal? machine "32") "1")
203                          ((equal? machine "64") "2")
204                          (else "1")))
205          (base-address (option-ref options 'base-address "0x1000000"))
206          (elf-footer (or elf-footer (arch-find options (string-append"elf" machine "-footer-single-main.hex2"))))
207          (command `(,hex2
208                     "--LittleEndian"
209                     "--Architecture" ,architecture
210                     "--BaseAddress" ,base-address
211                     "-f" ,(arch-find options (string-append "elf" machine "-header.hex2"))
212                     "-f" ,(arch-find options "crt1.o")
213                     ,@(append-map (cut list "-f" <>) hex2-files)
214                     "-f" ,elf-footer
215                     "--exec_enable"
216                     "-o" ,elf-file-name)))
217     (when verbose?
218       (stderr "~a\n" (string-join command)))
219     (and (zero? (apply assert-system* command))
220          elf-file-name)))
221
222 (define (M1->blood-elf options M1-files)
223   (let* ((M1-file-name (car M1-files))
224          (M1-blood-elf-footer (string-append M1-file-name ".blood-elf"))
225          (hex2-file-name (replace-suffix M1-file-name ".o"))
226          (blood-elf-footer (string-append hex2-file-name ".blood-elf"))
227          (verbose? (option-ref options 'verbose #f))
228          (blood-elf (or (getenv "BLOOD_ELF") "blood-elf"))
229          (machine (option-ref options 'machine "32"))
230          (m1-macros (cond
231                      ((equal? machine "32") "x86.M1")
232                      ((equal? machine "64") "x86_64.M1")
233                      (else "x86.M1")))
234          (command `(,blood-elf
235                       "-f" ,(arch-find options m1-macros)
236                       ,@(append-map (cut list "-f" <>) M1-files)
237                       "-o" ,M1-blood-elf-footer)))
238     (when verbose?
239         (format (current-error-port) "~a\n" (string-join command)))
240     (and (zero? (apply assert-system* command))
241          (let* ((options (acons 'compile #t options)) ; ugh
242                 (options (acons 'output blood-elf-footer options)))
243            (M1->hex2 options (list M1-blood-elf-footer))))))
244
245 (define (replace-suffix file-name suffix)
246   (let* ((parts (string-split file-name #\.))
247          (base (if (pair? (cdr parts)) (drop-right parts 1))))
248     (string-append (string-join base ".") suffix)))
249
250 (define (find-library options ext o)
251   (arch-find options (string-append "lib" o ext)))
252
253 (define* (arch-find options file-name)
254   (let* ((srcdest (or (getenv "srcdest") ""))
255          (srcdir-lib (string-append srcdest "lib"))
256          (machine (option-ref options 'machine "32"))
257          (arch (cond
258                 ((equal? machine "32") "x86-mes")
259                 ((equal? machine "64") "x86_64-mes")
260                 (else "x86-mes")))
261          (path (cons* srcdir-lib
262                       (prefix-file options "lib")
263                       (filter-map (multi-opt 'library-dir) options)))
264          (arch-file-name (string-append arch "/" file-name))
265          (verbose? (option-ref options 'verbose #f)))
266     (when verbose?
267       (stderr "arch-find=~s\n" arch-file-name)
268       (stderr "     path=~s\n" path)
269       (stderr "  => ~s\n" (search-path path arch-file-name)))
270     (search-path path arch-file-name)))
271
272 (define (prefix-file options file-name)
273   (let ((prefix (option-ref options 'prefix "")))
274     (define (prefix-file o)
275       (if (string-null? prefix) o (string-append prefix "/" o)))
276     (prefix-file file-name)))
277
278 (define (assert-system* . args)
279   (let ((status (apply system* args)))
280     (when (not (zero? status))
281       (stderr "mescc: failed: ~a\n" (string-join args))
282       (exit status))
283     status))
284
285 (define (multi-opt option-name) (lambda (o) (and (eq? (car o) option-name) (cdr o))))
286
287 (define (.c? o) (or (string-suffix? ".c" o)
288                     (string-suffix? ".M2" o)))
289 (define (.E? o) (or (string-suffix? ".E" o)
290                     (string-suffix? ".mes-E" o)
291                     (string-suffix? ".x86-mes-E" o)
292                     (string-suffix? ".x86_64-mes-E" o)))
293 (define (.S? o) (or (string-suffix? ".S" o)
294                     (string-suffix? ".mes-S" o)
295                     (string-suffix? ".x86-mes-S" o)
296                     (string-suffix? ".x86_64-mes-S" o)
297                     (string-suffix? "S" o)
298                     (string-suffix? ".M1" o)))
299 (define (.o? o) (or (string-suffix? ".o" o)
300                     (string-suffix? ".mes-o" o)
301                     (string-suffix? ".x86-mes-o" o)
302                     (string-suffix? ".x86_64-mes-o" o)
303                     (string-suffix? ".hex2" o)))