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Merge remote-tracking branch 'upstream/master' into a5200
[cc65] / src / cc65 / function.c
index f1a160b6d9115801eb5fc5de61b35ec03bba6f4f..97c421951f57183b7ff684bc7530dcf72af16802 100644 (file)
@@ -1,15 +1,15 @@
 /*****************************************************************************/
 /*                                                                           */
-/*                               function.c                                 */
+/*                                function.c                                 */
 /*                                                                           */
-/*                     Parse function entry/body/exit                       */
+/*                      Parse function entry/body/exit                       */
 /*                                                                           */
 /*                                                                           */
 /*                                                                           */
-/* (C) 2000     Ullrich von Bassewitz                                        */
-/*              Wacholderweg 14                                              */
-/*              D-70597 Stuttgart                                            */
-/* EMail:       uz@musoftware.de                                             */
+/* (C) 2000-2012, Ullrich von Bassewitz                                      */
+/*                Roemerstrasse 52                                           */
+/*                D-70794 Filderstadt                                        */
+/* EMail:         uz@cc65.org                                                */
 /*                                                                           */
 /*                                                                           */
 /* This software is provided 'as-is', without any expressed or implied       */
 
 
 
+/* common */
+#include "check.h"
+#include "xmalloc.h"
+
+/* cc65 */
 #include "asmcode.h"
 #include "asmlabel.h"
 #include "codegen.h"
 #include "error.h"
 #include "funcdesc.h"
+#include "global.h"
 #include "litpool.h"
 #include "locals.h"
-#include "mem.h"
 #include "scanner.h"
+#include "stackptr.h"
+#include "standard.h"
 #include "stmt.h"
 #include "symtab.h"
 #include "function.h"
 
 
 /*****************************************************************************/
-/*                                  Data                                    */
+/*                                   Data                                    */
 /*****************************************************************************/
 
 
 
+/* Enumeration for function flags */
+typedef enum {
+    FF_NONE             = 0x0000,
+    FF_HAS_RETURN       = 0x0001,       /* Function has a return statement */
+    FF_IS_MAIN          = 0x0002,       /* This is the main function */
+    FF_VOID_RETURN      = 0x0004,       /* Function returning void */
+} funcflags_t;
+
 /* Structure that holds all data needed for function activation */
 struct Function {
-    struct SymEntry*           FuncEntry;      /* Symbol table entry */
-    type*              ReturnType;     /* Function return type */
-    struct FuncDesc*   Desc;           /* Function descriptor */
-    CodeMark           EntryCode;      /* Backpatch addr for entry code */
-    unsigned           LocalMax;       /* Total space for locals */
-    unsigned                   LocalSize;      /* Current space for locals */
-    unsigned           RetLab;         /* Return code label */
+    struct SymEntry*    FuncEntry;      /* Symbol table entry */
+    Type*               ReturnType;     /* Function return type */
+    FuncDesc*           Desc;           /* Function descriptor */
+    int                 Reserved;       /* Reserved local space */
+    unsigned            RetLab;         /* Return code label */
+    int                 TopLevelSP;     /* SP at function top level */
+    unsigned            RegOffs;        /* Register variable space offset */
+    funcflags_t         Flags;          /* Function flags */
 };
 
 /* Pointer to current function */
@@ -71,7 +87,7 @@ Function* CurrentFunc = 0;
 
 
 /*****************************************************************************/
-/*                                          code                                    */
+/*                 Subroutines working with struct Function                  */
 /*****************************************************************************/
 
 
@@ -80,16 +96,17 @@ static Function* NewFunction (struct SymEntry* Sym)
 /* Create a new function activation structure and return it */
 {
     /* Allocate a new structure */
-    Function* F = xmalloc (sizeof (Function));
+    Function* F = (Function*) xmalloc (sizeof (Function));
 
     /* Initialize the fields */
     F->FuncEntry  = Sym;
-    F->ReturnType = Sym->Type + 1 + DECODE_SIZE;
-    F->Desc      = DecodePtr (Sym->Type + 1);
-    F->EntryCode  = GetCodePos ();
-    F->LocalMax          = 0;
-    F->LocalSize  = 0;
-    F->RetLab    = GetLabel ();
+    F->ReturnType = GetFuncReturn (Sym->Type);
+    F->Desc       = GetFuncDesc (Sym->Type);
+    F->Reserved   = 0;
+    F->RetLab     = GetLocalLabel ();
+    F->TopLevelSP = 0;
+    F->RegOffs    = RegisterSpace;
+    F->Flags      = IsTypeVoid (F->ReturnType) ? FF_VOID_RETURN : FF_NONE;
 
     /* Return the new structure */
     return F;
@@ -105,7 +122,7 @@ static void FreeFunction (Function* F)
 
 
 
-const char* GetFuncName (const Function* F)
+const char* F_GetFuncName (const Function* F)
 /* Return the name of the current function */
 {
     return F->FuncEntry->Name;
@@ -113,7 +130,15 @@ const char* GetFuncName (const Function* F)
 
 
 
-unsigned GetParamSize (const Function* F)
+unsigned F_GetParamCount (const Function* F)
+/* Return the parameter count for the current function */
+{
+    return F->Desc->ParamCount;
+}
+
+
+
+unsigned F_GetParamSize (const Function* F)
 /* Return the parameter size for the current function */
 {
     return F->Desc->ParamSize;
@@ -121,7 +146,7 @@ unsigned GetParamSize (const Function* F)
 
 
 
-type* GetReturnType (Function* F)
+Type* F_GetReturnType (Function* F)
 /* Get the return type for the function */
 {
     return F->ReturnType;
@@ -129,15 +154,63 @@ type* GetReturnType (Function* F)
 
 
 
-int HasVoidReturn (const Function* F)
+int F_HasVoidReturn (const Function* F)
 /* Return true if the function does not have a return value */
 {
-    return IsVoid (F->ReturnType);
+    return (F->Flags & FF_VOID_RETURN) != 0;
+}
+
+
+
+void F_ReturnFound (Function* F)
+/* Mark the function as having a return statement */
+{
+    F->Flags |= FF_HAS_RETURN;
+}
+
+
+
+int F_HasReturn (const Function* F)
+/* Return true if the function contains a return statement*/
+{
+    return (F->Flags & FF_HAS_RETURN) != 0;
+}
+
+
+
+int F_IsMainFunc (const Function* F)
+/* Return true if this is the main function */
+{
+    return (F->Flags & FF_IS_MAIN) != 0;
+}
+
+
+
+int F_IsVariadic (const Function* F)
+/* Return true if this is a variadic function */
+{
+    return (F->Desc->Flags & FD_VARIADIC) != 0;
+}
+
+
+
+int F_IsOldStyle (const Function* F)
+/* Return true if this is an old style (K&R) function */
+{
+    return (F->Desc->Flags & FD_OLDSTYLE) != 0;
+}
+
+
+
+int F_HasOldStyleIntRet (const Function* F)
+/* Return true if this is an old style (K&R) function with an implicit int return */
+{
+    return (F->Desc->Flags & FD_OLDSTYLE_INTRET) != 0;
 }
 
 
 
-unsigned GetRetLab (const Function* F)
+unsigned F_GetRetLab (const Function* F)
 /* Return the return jump label */
 {
     return F->RetLab;
@@ -145,39 +218,188 @@ unsigned GetRetLab (const Function* F)
 
 
 
-unsigned AllocLocalSpace (Function* F, unsigned Size)
-/* Allocate space for the function locals, return stack offset */
+int F_GetTopLevelSP (const Function* F)
+/* Get the value of the stack pointer on function top level */
+{
+    return F->TopLevelSP;
+}
+
+
+
+int F_ReserveLocalSpace (Function* F, unsigned Size)
+/* Reserve (but don't allocate) the given local space and return the stack
+ * offset.
+ */
+{
+    F->Reserved += Size;
+    return StackPtr - F->Reserved;
+}
+
+
+
+int F_GetStackPtr (const Function* F)
+/* Return the current stack pointer including reserved (but not allocated)
+ * space on the stack.
+ */
+{
+    return StackPtr - F->Reserved;
+}
+
+
+
+void F_AllocLocalSpace (Function* F)
+/* Allocate any local space previously reserved. The function will do
+ * nothing if there is no reserved local space.
+ */
+{
+    if (F->Reserved > 0) {
+
+        /* Create space on the stack */
+        g_space (F->Reserved);
+
+        /* Correct the stack pointer */
+        StackPtr -= F->Reserved;
+
+        /* Nothing more reserved */
+        F->Reserved = 0;
+    }
+}
+
+
+
+int F_AllocRegVar (Function* F, const Type* Type)
+/* Allocate a register variable for the given variable type. If the allocation
+ * was successful, return the offset of the register variable in the register
+ * bank (zero page storage). If there is no register space left, return -1.
+ */
+{
+    /* Allow register variables only on top level and if enabled */
+    if (IS_Get (&EnableRegVars) && GetLexicalLevel () == LEX_LEVEL_FUNCTION) {
+
+        /* Get the size of the variable */
+        unsigned Size = CheckedSizeOf (Type);
+
+        /* Do we have space left? */
+        if (F->RegOffs >= Size) {
+            /* Space left. We allocate the variables from high to low addresses,
+             * so the adressing is compatible with the saved values on stack.
+             * This allows shorter code when saving/restoring the variables.
+             */
+            F->RegOffs -= Size;
+            return F->RegOffs;
+        }
+    }
+
+    /* No space left or no allocation */
+    return -1;
+}
+
+
+
+static void F_RestoreRegVars (Function* F)
+/* Restore the register variables for the local function if there are any. */
 {
-    /* Remember the current offset */
-    unsigned Offs = F->LocalSize;
+    const SymEntry* Sym;
+
+    /* If we don't have register variables in this function, bail out early */
+    if (F->RegOffs == RegisterSpace) {
+        return;
+    }
+
+    /* Save the accumulator if needed */
+    if (!F_HasVoidReturn (F)) {
+        g_save (CF_CHAR | CF_FORCECHAR);
+    }
+
+    /* Get the first symbol from the function symbol table */
+    Sym = F->FuncEntry->V.F.Func->SymTab->SymHead;
+
+    /* Walk through all symbols checking for register variables */
+    while (Sym) {
+        if (SymIsRegVar (Sym)) {
+
+            /* Check for more than one variable */
+            int Offs       = Sym->V.R.SaveOffs;
+            unsigned Bytes = CheckedSizeOf (Sym->Type);
 
-    /* Add the size */
-    F->LocalSize += Size;
-    if (F->LocalSize > F->LocalMax) {
-       F->LocalMax = F->LocalSize;
+            while (1) {
+
+                /* Find next register variable */
+                const SymEntry* NextSym = Sym->NextSym;
+                while (NextSym && !SymIsRegVar (NextSym)) {
+                    NextSym = NextSym->NextSym;
+                }
+
+                /* If we have a next one, compare the stack offsets */
+                if (NextSym) {
+
+                    /* We have a following register variable. Get the size */
+                    int Size = CheckedSizeOf (NextSym->Type);
+
+                    /* Adjacent variable? */
+                    if (NextSym->V.R.SaveOffs + Size != Offs) {
+                        /* No */
+                        break;
+                    }
+
+                    /* Adjacent variable */
+                    Bytes += Size;
+                    Offs  -= Size;
+                    Sym   = NextSym;
+
+                } else {
+                    break;
+                }
+            }
+
+            /* Restore the memory range */
+            g_restore_regvars (Offs, Sym->V.R.RegOffs, Bytes);
+
+        }
+
+        /* Check next symbol */
+        Sym = Sym->NextSym;
     }
 
-    /* Return the offset */
-    return Offs;
+    /* Restore the accumulator if needed */
+    if (!F_HasVoidReturn (F)) {
+        g_restore (CF_CHAR | CF_FORCECHAR);
+    }
 }
 
 
 
-void FreeLocalSpace (Function* F, unsigned Size)
-/* Free space allocated for function locals */
+static void F_EmitDebugInfo (void)
+/* Emit debug infos for the current function */
 {
-    F->LocalSize -= Size;
+    if (DebugInfo) {
+        /* Get the current function */
+        const SymEntry* Sym = CurrentFunc->FuncEntry;
+
+        /* Output info for the function itself */
+        AddTextLine ("\t.dbg\tfunc, \"%s\", \"00\", %s, \"%s\"",
+                     Sym->Name,
+                     (Sym->Flags & SC_EXTERN)? "extern" : "static",
+                     Sym->AsmName);
+    }
 }
 
 
 
+/*****************************************************************************/
+/*                                   code                                    */
+/*****************************************************************************/
+
+
+
 void NewFunc (SymEntry* Func)
 /* Parse argument declarations and function body. */
 {
-    int isbrk;
+    int         C99MainFunc = 0;/* Flag for C99 main function returning int */
+    SymEntry*   Param;
 
     /* Get the function descriptor from the function entry */
-    FuncDesc* D = DecodePtr (Func->Type+1);
+    FuncDesc* D = Func->V.F.Func;
 
     /* Allocate the function activation record for the function */
     CurrentFunc = NewFunction (Func);
@@ -185,55 +407,197 @@ void NewFunc (SymEntry* Func)
     /* Reenter the lexical level */
     ReenterFunctionLevel (D);
 
+    /* Check if the function header contains unnamed parameters. These are
+     * only allowed in cc65 mode.
+     */
+    if ((D->Flags & FD_UNNAMED_PARAMS) != 0 && (IS_Get (&Standard) != STD_CC65)) {
+        Error ("Parameter name omitted");
+    }
+
+    /* Declare two special functions symbols: __fixargs__ and __argsize__.
+     * The latter is different depending on the type of the function (variadic
+     * or not).
+     */
+    AddConstSym ("__fixargs__", type_uint, SC_DEF | SC_CONST, D->ParamSize);
+    if (D->Flags & FD_VARIADIC) {
+        /* Variadic function. The variable must be const. */
+        static const Type T[] = { TYPE(T_UCHAR | T_QUAL_CONST), TYPE(T_END) };
+        AddLocalSym ("__argsize__", T, SC_DEF | SC_REF | SC_AUTO, 0);
+    } else {
+        /* Non variadic */
+        AddConstSym ("__argsize__", type_uchar, SC_DEF | SC_CONST, D->ParamSize);
+    }
+
     /* Function body now defined */
     Func->Flags |= SC_DEF;
 
-    /* C functions cannot currently have __fastcall__ calling conventions */
-    if (IsFastCallFunc (Func->Type)) {
-       Error (ERR_FASTCALL);
+    /* Special handling for main() */
+    if (strcmp (Func->Name, "main") == 0) {
+
+        /* Mark this as the main function */
+        CurrentFunc->Flags |= FF_IS_MAIN;
+
+        /* Main cannot be a fastcall function */
+        if (IsQualFastcall (Func->Type)) {
+            Error ("`main' cannot be declared as __fastcall__");
+        }
+
+        /* If cc65 extensions aren't enabled, don't allow a main function that
+         * doesn't return an int.
+         */
+        if (IS_Get (&Standard) != STD_CC65 && CurrentFunc->ReturnType[0].C != T_INT) {
+            Error ("`main' must always return an int");
+        }
+
+        /* Add a forced import of a symbol that is contained in the startup
+         * code. This will force the startup code to be linked in.
+         */
+        g_importstartup ();
+
+        /* If main() takes parameters, generate a forced import to a function
+         * that will setup these parameters. This way, programs that do not
+         * need the additional code will not get it.
+         */
+        if (D->ParamCount > 0 || (D->Flags & FD_VARIADIC) != 0) {
+            g_importmainargs ();
+        }
+
+        /* Determine if this is a main function in a C99 environment that
+         * returns an int.
+         */
+        if (IsTypeInt (F_GetReturnType (CurrentFunc)) &&
+            IS_Get (&Standard) == STD_C99) {
+            C99MainFunc = 1;
+        }
     }
 
-    /* Need a starting curly brace */
-    if (curtok != LCURLY) {
-       Error (ERR_LCURLY_EXPECTED);
+    /* Allocate code and data segments for this function */
+    Func->V.F.Seg = PushSegments (Func);
+
+    /* Allocate a new literal pool */
+    PushLiteralPool (Func);
+
+    /* If this is a fastcall function, push the last parameter onto the stack */
+    if (IsQualFastcall (Func->Type) && D->ParamCount > 0) {
+
+        unsigned Flags;
+
+        /* Fastcall functions may never have an ellipsis or the compiler is buggy */
+        CHECK ((D->Flags & FD_VARIADIC) == 0);
+
+        /* Generate the push */
+        if (IsTypeFunc (D->LastParam->Type)) {
+            /* Pointer to function */
+            Flags = CF_PTR;
+        } else {
+            Flags = TypeOf (D->LastParam->Type) | CF_FORCECHAR;
+        }
+        g_push (Flags, 0);
+    }
+
+    /* Generate function entry code if needed */
+    g_enter (TypeOf (Func->Type), F_GetParamSize (CurrentFunc));
+
+    /* If stack checking code is requested, emit a call to the helper routine */
+    if (IS_Get (&CheckStack)) {
+        g_stackcheck ();
+    }
+
+    /* Setup the stack */
+    StackPtr = 0;
+
+    /* Walk through the parameter list and allocate register variable space
+     * for parameters declared as register. Generate code to swap the contents
+     * of the register bank with the save area on the stack.
+     */
+    Param = D->SymTab->SymHead;
+    while (Param && (Param->Flags & SC_PARAM) != 0) {
+
+        /* Check for a register variable */
+        if (SymIsRegVar (Param)) {
+
+            /* Allocate space */
+            int Reg = F_AllocRegVar (CurrentFunc, Param->Type);
+
+            /* Could we allocate a register? */
+            if (Reg < 0) {
+                /* No register available: Convert parameter to auto */
+                CvtRegVarToAuto (Param);
+            } else {
+                /* Remember the register offset */
+                Param->V.R.RegOffs = Reg;
+
+                /* Generate swap code */
+                g_swap_regvars (Param->V.R.SaveOffs, Reg, CheckedSizeOf (Param->Type));
+            }
+        }
+
+        /* Next parameter */
+        Param = Param->NextSym;
     }
 
-    /* Setup register variables */
-    InitRegVars ();
+    /* Need a starting curly brace */
+    ConsumeLCurly ();
+
+    /* Parse local variable declarations if any */
+    DeclareLocals ();
+
+    /* Remember the current stack pointer. All variables allocated elsewhere
+     * must be dropped when doing a return from an inner block.
+     */
+    CurrentFunc->TopLevelSP = StackPtr;
 
-    /* Switch to the code segment and generate function entry code */
-    g_usecode ();
-    g_enter (TypeOf (Func->Type), Func->Name, GetParamSize (CurrentFunc));
+    /* Now process statements in this block */
+    while (CurTok.Tok != TOK_RCURLY && CurTok.Tok != TOK_CEOF) {
+        Statement (0);
+    }
 
-    /* Parse the function body */
-    oursp = 0;
-    isbrk = compound ();
+    /* If this is not a void function, and not the main function in a C99
+     * environment returning int, output a warning if we didn't see a return
+     * statement.
+     */
+    if (!F_HasVoidReturn (CurrentFunc) && !F_HasReturn (CurrentFunc) && !C99MainFunc) {
+        Warning ("Control reaches end of non-void function");
+    }
 
-    /* If the function did not end with an return statement, create exit code */
-    if (!isbrk) {
-#if 0
-       /* If the function has a return type, flag an error */
-       if (!voidfunc) {
-           Error (ERR_MUST_RETURN_VALUE);
-       }
-#endif
-       RestoreRegVars (0);
-        g_leave (CF_NONE, 0);
+    /* If this is the main function in a C99 environment returning an int, let
+     * it always return zero. Note: Actual return statements jump to the return
+     * label defined below.
+     * The code is removed by the optimizer if unused.
+     */
+    if (C99MainFunc) {
+        g_getimmed (CF_INT | CF_CONST, 0, 0);
     }
 
-    /* Dump literal data created by the function */
-    DumpLiteralPool ();
+    /* Output the function exit code label */
+    g_defcodelabel (F_GetRetLab (CurrentFunc));
+
+    /* Restore the register variables */
+    F_RestoreRegVars (CurrentFunc);
+
+    /* Generate the exit code */
+    g_leave ();
 
-    /* Cleanup register variables */
-    DoneRegVars ();
+    /* Emit references to imports/exports */
+    EmitExternals ();
+
+    /* Emit function debug info */
+    F_EmitDebugInfo ();
+    EmitDebugInfo ();
 
     /* Leave the lexical level */
     LeaveFunctionLevel ();
 
+    /* Eat the closing brace */
+    ConsumeRCurly ();
+
+    /* Restore the old literal pool, remembering the one for the function */
+    Func->V.F.LitPool = PopLiteralPool ();
+
+    /* Switch back to the old segments */
+    PopSegments ();
+
     /* Reset the current function pointer */
     FreeFunction (CurrentFunc);
     CurrentFunc = 0;
 }
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