git.gag.com Git - fw/sdcc/blob - as/xa51/xa_main.c

   1 /* Paul's XA51 Assembler, Copyright 1997,2002 Paul Stoffregen (paul@pjrc.com)
   2  *
   3  * Paul's XA51 Assembler is free software; you can redistribute it and/or modify
   4  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   5  * the Free Software Foundation; version 2.
   6  *
   7  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
   8  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
   9  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  10  * GNU General Public License for more details.
  11
  12  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  13  * along with this program; if not, write to the Free Software
  14  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  15  */
  16
  17 /* adapted from the osu8asm project, 1995 */
  18 /* http://www.pjrc.com/tech/osu8/index.html */
  19
  20 #define D(x) x
  21
  22 #include <stdio.h>
  23 #include <stdlib.h>
  24 #include <string.h>
  25 #include <limits.h>
  26
  27 #define printf(x...) fprintf(stderr,x)
  28
  29 #include "xa_main.h"
  30 #include "xa_version.h"
  31 extern void yyrestart(FILE *new_file);
  32 extern int yyparse();
  33
  34
  35 char modulename[PATH_MAX];
  36 char infilename[PATH_MAX];
  37 char outfilename[PATH_MAX];
  38 char listfilename[PATH_MAX];
  39 char symfilename[PATH_MAX];
  40
  41 /* global variables */
  42
  43 FILE *frel, *fmem, *list_fp, *sym_fp;
  44 extern FILE *yyin;
  45 extern char *yytext;
  46 extern char last_line_text[];
  47 struct symbol *sym_list=NULL;
  48 struct target *targ_list=NULL;
  49 int lineno=1;
  50 int p1=0, p2=0, p3=0;
  51 int expr_result, expr_ok, jump_dest, inst;
  52 int opcode, operand;
  53 char symbol_name[1000];
  54 struct area_struct area[NUM_AREAS];
  55 int current_area=0;
  56
  57 char rel_line[2][132];
  58
  59 char *areaToString (int area) {
  60   switch (area)
  61     {
  62     case AREA_CSEG: return "CSEG";
  63     case AREA_DSEG: return "DSEG";
  64       //case AREA_OSEG: return "OSEG";
  65       //case AREA_ISEG: return "ISEG";
  66     case AREA_BSEG: return "BSEG";
  67     case AREA_XSEG: return "XSEG";
  68     case AREA_XISEG: return "XISEG";
  69     case AREA_XINIT: return "XINIT";
  70     case AREA_GSINIT: return "GSINIT";
  71     case AREA_GSFINAL: return "GSFINAL";
  72     case AREA_HOME: return "HOME";
  73     case AREA_SSEG: return "SSEG";
  74     }
  75   return ("UNKNOW");
  76 }
  77
  78 /* "mem" is replaced by area[current_area].alloc_position */
  79 /* int mem=0; */   /* mem is location in memory */
  80
  81 /* add symbols to list when we find their definition in pass #1 */
  82 /* we will evaluate their values in pass #2, and figure out if */
  83 /* they are branch targets betweem passes 1 and 2.  Every symbol */
  84 /* should appear exactly once in this list, since it can't be redefined */
  85
  86 struct symbol * build_sym_list(char *thename)
  87 {
  88         struct symbol *new, *p;
  89
  90         if ((p=findSymbol(thename))) {
  91           p->area=current_area;
  92           //fprintf (stderr, "warning, symbol %s already defined\n", thename);
  93           return p;
  94         }
  95
  96         //printf("  Symbol: %s  Line: %d\n", thename, lineno);
  97         new = (struct symbol *) malloc(sizeof(struct symbol));
  98         new->name = (char *) malloc(strlen(thename)+1);
  99         strcpy(new->name, thename);
 100         new->value = 0;
 101         new->istarget = 0;
 102         new->isdef = 0;
 103         new->isbit = 0;
 104         new->isreg = 0;
 105         new->line_def = lineno - 1;
 106         new->area = current_area;
 107         new->mode = 'X'; // start with an external
 108         new->next = NULL;
 109         if (sym_list == NULL) return (sym_list = new);
 110         p = sym_list;
 111         while (p->next != NULL) p = p->next;
 112         p->next = new;
 113         return (new);
 114 }
 115
 116 struct symbol *findSymbol (char *thename) {
 117   struct symbol *p;
 118   for (p=sym_list; p; p=p->next) {
 119     if (strcasecmp(thename, p->name)==0) {
 120       return p;
 121     }
 122   }
 123   return NULL;
 124 }
 125
 126 int assign_value(char *thename, int thevalue, char mode)
 127 {
 128         struct symbol *p;
 129
 130         p = sym_list;
 131         while (p != NULL) {
 132                 if (!(strcasecmp(thename, p->name))) {
 133                         p->value = thevalue;
 134                         p->isdef = 1;
 135                         p->mode = mode;
 136                         return (0);
 137                 }
 138                 p = p->next;
 139         }
 140         fprintf(stderr, "Internal Error!  Couldn't find symbol\n");
 141         exit(1);
 142 }
 143
 144 int mk_bit(char *thename, int area)
 145 {
 146         struct symbol *p;
 147
 148         p = sym_list;
 149         while (p != NULL) {
 150                 if (!(strcasecmp(thename, p->name))) {
 151                         p->isbit = 1;
 152                         p->area = area;
 153                         return (0);
 154                 }
 155                 p = p->next;
 156         }
 157         fprintf(stderr, "Internal Error!  Couldn't find symbol\n");
 158         exit(1);
 159 }
 160
 161 int mk_sfr(char *thename)
 162 {
 163         struct symbol *p;
 164
 165         p = sym_list;
 166         while (p != NULL) {
 167                 if (!(strcasecmp(thename, p->name))) {
 168                         p->issfr = 1;
 169                         p->area = 0;
 170                         return (0);
 171                 }
 172                 p = p->next;
 173         }
 174         fprintf(stderr, "Internal Error!  Couldn't find symbol\n");
 175         exit(1);
 176 }
 177
 178
 179 int mk_reg(char *thename)
 180 {
 181         struct symbol *p;
 182
 183         p = sym_list;
 184         while (p != NULL) {
 185                 if (!(strcasecmp(thename, p->name))) {
 186                         p->isreg = 1;
 187                         return (0);
 188                 }
 189                 p = p->next;
 190         }
 191         fprintf(stderr, "Internal Error!  Couldn't find symbol\n");
 192         exit(1);
 193 }
 194
 195
 196
 197 int get_value(char *thename)
 198 {
 199         struct symbol *p;
 200         p = sym_list;
 201         while (p != NULL) {
 202                 if (!(strcasecmp(thename, p->name)))
 203                         return (p->value);
 204                 p = p->next;
 205         }
 206         fprintf(stderr, "Internal Error!  Couldn't find symbol value\n");
 207         exit(1);
 208 }
 209
 210
 211
 212 /* add every branch target to this list as we find them */
 213 /* ok if multiple entries of same symbol name in this list */
 214
 215 struct target * build_target_list(char *thename)
 216 {
 217         struct target *new, *p;
 218         new = (struct target *) malloc(sizeof(struct target));
 219         new->name = (char *) malloc(strlen(thename)+1);
 220         strcpy(new->name, thename);
 221         new->next = NULL;
 222         if (targ_list == NULL) return (targ_list = new);
 223         p = targ_list;
 224         while (p->next != NULL) p = p->next;
 225         p->next = new;
 226         return (new);
 227 }
 228
 229 /* figure out which symbols are branch targets */
 230
 231 void flag_targets()
 232 {
 233         struct symbol *p_sym;
 234         struct target *p_targ;
 235         p_targ = targ_list;
 236         while (p_targ != NULL) {
 237                 p_sym = sym_list;
 238                 while (p_sym != NULL) {
 239                         if (!strcasecmp(p_sym->name, p_targ->name))
 240                                 p_sym->istarget = 1;
 241                         p_sym = p_sym->next;
 242                 }
 243                 p_targ = p_targ->next;
 244         }
 245 }
 246
 247 void print_symbol_table()
 248 {
 249   struct symbol *p;
 250   p = sym_list;
 251   while (p != NULL) {
 252 #if 0
 253     fprintf(sym_fp, "Sym in %-5s: %s\n", areaToString(p->area), p->name);
 254     fprintf(sym_fp, "  at: 0x%04X (%5d)", p->value, p->value);
 255     fprintf(sym_fp, " Def:%s", p->isdef ? "Yes" : "No ");
 256     fprintf(sym_fp, " Bit:%s", p->isbit ? "Yes" : "No ");
 257     fprintf(sym_fp, " Target:%s", p->istarget ? "Yes" : "No ");
 258     fprintf(sym_fp, " Line %d\n", p->line_def);
 259 #else
 260     if (p->issfr) {
 261       fprintf (sym_fp, "%-5s", "SFR");
 262     } else if (p->isbit && !p->area) {
 263       fprintf (sym_fp, "%-5s", "SBIT");
 264     } else if (!p->isdef) {
 265       fprintf (sym_fp,"EXTRN");
 266     } else {
 267       fprintf (sym_fp, "%-5s", areaToString(p->area));
 268     }
 269     fprintf (sym_fp, " 0x%04x (%5d)", p->value, p->value);
 270     fprintf (sym_fp, " %s", p->isdef ? "D" : "-");
 271     fprintf (sym_fp, "%s", p->isbit ? "B" : "-");
 272     fprintf (sym_fp, "%s", p->istarget ? "T" : "-");
 273     fprintf (sym_fp, " %s\n", p->name);
 274 #endif
 275     p = p->next;
 276   }
 277 }
 278
 279 /* check that every symbol is in the table only once */
 280
 281 void check_redefine()
 282 {
 283   struct symbol *p1, *p2;
 284   p1 = sym_list;
 285   while (p1 != NULL) {
 286     p2 = p1->next;
 287     while (p2 != NULL) {
 288       if (!strcasecmp(p1->name, p2->name)) {
 289         fprintf(stderr, "Error: symbol '%s' redefined on line %d",
 290                 p1->name, p2->line_def);
 291         fprintf(stderr, ", first defined on line %d\n", p1->line_def);
 292         exit(1);
 293       }
 294       p2 = p2->next;
 295     }
 296     p1 = p1->next;
 297   }
 298 }
 299
 300 int is_target(char *thename)
 301 {
 302         struct symbol *p;
 303         p = sym_list;
 304         while (p != NULL) {
 305                 if (!strcasecmp(thename, p->name)) return (p->istarget);
 306                 p = p->next;
 307         }
 308         return (0);
 309 }
 310
 311 int is_bit(char *thename)
 312 {
 313         struct symbol *p;
 314         p = sym_list;
 315         while (p != NULL) {
 316                 if (!strcasecmp(thename, p->name)) return (p->isbit);
 317                 p = p->next;
 318         }
 319         return (0);
 320 }
 321
 322 int is_reg(char *thename)
 323 {
 324         struct symbol *p;
 325         p = sym_list;
 326         while (p != NULL) {
 327                 if (!strcasecmp(thename, p->name)) return (p->isreg);
 328                 p = p->next;
 329         }
 330         return (0);
 331 }
 332
 333
 334 struct symbol *is_def(char *thename)
 335 {
 336   struct symbol *p;
 337   p = sym_list;
 338   while (p != NULL) {
 339     if (!strcasecmp(thename, p->name) && p->isdef)
 340       return p;
 341     p = p->next;
 342   }
 343   return NULL;
 344 }
 345
 346 struct symbol *is_ref(char *thename) {
 347   struct symbol *p;
 348   p = sym_list;
 349   while (p != NULL) {
 350     if (strcasecmp(thename, p->name)==0)
 351       return p;
 352     p = p->next;
 353   }
 354   return NULL;
 355 }
 356
 357 /* this routine is used to dump a group of bytes to the output */
 358 /* it is responsible for generating the list file and sending */
 359 /* the bytes one at a time to the object code generator */
 360 /* this routine is also responsible for generatine the list file */
 361 /* though is it expected that the lexer has placed all the actual */
 362 /* original text from the line in "last_line_text" */
 363
 364 static short last_area=-1;
 365
 366 int debug=0;
 367
 368 void out(int *byte_list, int num) {
 369   struct symbol *p;
 370   int i, first=1;
 371
 372   if (num > 0) fprintf(list_fp, "%06X: ", MEM_POS);
 373   else fprintf(list_fp, "\t");
 374
 375   if (last_area!=current_area) {
 376     // emit area information
 377     fprintf (frel, "A %s size %d flags 0\n",
 378              areaToString(current_area),
 379              area[current_area].size);
 380     area[current_area].defsEmitted=1;
 381     if  (!area[current_area].defsEmitted) {
 382       for (p=sym_list; p; p=p->next) {
 383         if (p->isdef && p->area==current_area) {
 384           if (debug || p->name[strlen(p->name)-1]!='$') {
 385             fprintf (frel, "S %s Def%04x\n", p->name, p->value);
 386           }
 387         }
 388       }
 389     }
 390     last_area=current_area;
 391   }
 392   if (current_area==AREA_CSEG ||
 393       current_area==AREA_GSFINAL ||
 394       current_area==AREA_XINIT) {
 395     if (num) {
 396       fprintf (frel, "T %02x %02x", (MEM_POS>>16)&0xff, MEM_POS&0xff);
 397       for (i=0; i<num; i++) {
 398         fprintf (frel, " %02x", byte_list[i]);
 399       }
 400       fprintf (frel, "\n");
 401       if (rel_line[0][0]) {
 402         fprintf (frel, "%s\n", rel_line[0]);
 403         if (rel_line[1][0]) {
 404           fprintf (frel, "%s\n", rel_line[1]);
 405         }
 406       }
 407     }
 408     for (i=0; i<num; i++) {
 409       if (!first && (i % 4) == 0) fprintf(list_fp, "\t");
 410       fprintf(list_fp, "%02X", byte_list[i]);
 411       if ((i+1) % 4 == 0) {
 412         if (first) fprintf(list_fp, "\t%s\n", last_line_text);
 413         else fprintf(list_fp, "\n");
 414         first = 0;
 415       } else {
 416         if (i<num-1) fprintf(list_fp, " ");
 417       }
 418     }
 419   }
 420   if (first) {
 421     if (num < 3) fprintf(list_fp, "\t");
 422     fprintf(list_fp, "\t%s\n", last_line_text);
 423   } else {
 424     if (num % 4) fprintf(list_fp, "\n");
 425   }
 426   expr_var[0][0]='\0';
 427   expr_var[1][0]='\0';
 428   rel_line[0][0]='\0';
 429   rel_line[1][0]='\0';
 430 }
 431
 432
 433 /* add NOPs to align memory location on a valid branch target address */
 434
 435 void pad_with_nop()
 436 {
 437         static int nops[] = {NOP_OPCODE, NOP_OPCODE, NOP_OPCODE, NOP_OPCODE};
 438         int num;
 439
 440         last_line_text[0] = '\0';
 441
 442         for(num=0; (MEM_POS + num) % BRANCH_SPACING; num++) ;
 443         if (p3) out(nops, num);
 444         MEM_POS += num;
 445 }
 446
 447 /* print branch out of bounds error */
 448
 449 void boob_error()
 450 {
 451         fprintf(stderr, "Error: branch out of bounds");
 452         fprintf(stderr, " in line %d\n", lineno);
 453         exit(1);
 454 }
 455
 456 /* output the jump either direction on carry */
 457 /* jump_dest and MEM_POS must have the proper values */
 458
 459 /*
 460 void do_jump_on_carry()
 461 {
 462         if (p3) {
 463                 operand = REL4(jump_dest, MEM_POS);
 464                 if (operand < 0) {
 465                         operand *= -1;
 466                         operand -= 1;
 467                         if (operand > 15) boob_error();
 468                         out(0x20 + (operand & 15));
 469                 } else {
 470                         if (operand > 15) boob_error();
 471                         out(0x30 + (operand & 15));
 472                 }
 473         }
 474 }
 475 */
 476
 477 /* turn a string like "10010110b" into an int */
 478
 479 int binary2int(char *str)
 480 {
 481         register int i, j=1, sum=0;
 482
 483         for (i=strlen(str)-2; i >= 0; i--) {
 484                 sum += j * (str[i] == '1');
 485                 j *= 2;
 486         }
 487         return (sum);
 488 }
 489
 490 void print_usage(int);
 491
 492
 493 /* todo: someday this will allow the user to control where the */
 494 /* various memory areas go, and it will take care of assigning */
 495 /* positions to area which follow others (such as OSEG getting */
 496 /* set just after DSEG on the 2nd and 3rd passes when we have */
 497 /* leared the size needed for each segment */
 498
 499 void init_areas(void)
 500 {
 501   area[AREA_CSEG].start=area[AREA_CSEG].alloc_position = 0;
 502   area[AREA_DSEG].start=area[AREA_DSEG].alloc_position = 0x30;
 503   area[AREA_BSEG].start=area[AREA_BSEG].alloc_position = 0;
 504   area[AREA_XSEG].start=area[AREA_XSEG].alloc_position = 0;
 505   area[AREA_XISEG].start=area[AREA_XISEG].alloc_position = 0;
 506   area[AREA_XINIT].start=area[AREA_XINIT].alloc_position = 0;
 507   area[AREA_GSINIT].start=area[AREA_GSINIT].alloc_position = 0;
 508   area[AREA_GSFINAL].start=area[AREA_GSFINAL].alloc_position = 0;
 509   area[AREA_HOME].start=area[AREA_HOME].alloc_position = 0;
 510 }
 511
 512 void relPrelude() {
 513   //char buffer[132];
 514   int i, areas=0, globals=0;
 515   struct symbol *p;
 516
 517   fprintf (frel, "SDCCXA rel, version %1.1f\n", version);
 518   for (i=0; i<NUM_AREAS; i++) {
 519     if ((area[i].size=area[i].alloc_position-area[i].start)) {
 520       areas++;
 521     }
 522 #if 0
 523     current_area=i;
 524     sprintf (buffer, "s_%s", areaToString(i));
 525     build_sym_list (buffer);
 526     buffer[0]='l';
 527     build_sym_list (buffer);
 528 #endif
 529   }
 530   for (p=sym_list; p; p=p->next) {
 531     if (p->isdef) {
 532       if (debug || p->name[strlen(p->name)-1]!='$') {
 533         globals++;
 534       }
 535     }
 536   }
 537   fprintf (frel, "H %d areas %d global symbols\n", areas, globals);
 538   fprintf (frel, "M %s\n", modulename);
 539   for (p=sym_list; p; p=p->next) {
 540     if (!p->isdef) {
 541       fprintf (frel, "S %s Ref0000\n", p->name);
 542     }
 543   }
 544 }
 545
 546 void printVersion() {
 547   printf("\nPaul's XA51 Assembler\n");
 548   printf("Copyright 1997,2002 Paul Stoffregen\n\n");
 549   printf("This program is free software; you can redistribute it\n");
 550   printf("and/or modify it under the terms of the GNU General Public\n");
 551   printf("License, Version 2, published by the Free Software Foundation\n\n");
 552   printf("This program is distributed in the hope that it will be useful,\n");
 553   printf("but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of\n");
 554   printf("MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.\n\n");
 555 }
 556
 557 int verbose=0, createSymbolFile=0;
 558
 559 void process_args(int argc, char **argv)
 560 {
 561   int i=0;
 562
 563   if (argc < 2) print_usage(1);
 564
 565   while (++i<argc && *argv[i]=='-') {
 566     if (strcmp(argv[i], "--version")==0) {
 567       printVersion();
 568       exit (0);
 569     }
 570     if (strcmp(argv[i], "--help")==0) {
 571       print_usage(0);
 572     }
 573     if (strcmp(argv[i], "-v")==0) {
 574       verbose++;
 575       continue;
 576     }
 577     if (strcmp(argv[i], "-s")==0) {
 578       createSymbolFile++;
 579       continue;
 580     }
 581     print_usage(1);
 582   }
 583
 584   if (i!=argc-1) {
 585     // only 1 source file for now
 586     print_usage(1);
 587   }
 588
 589   strcpy(infilename, argv[i]);
 590
 591   if (strncasecmp(infilename+strlen(infilename)-3, ".xa", 3)) {
 592     fprintf (stderr, "unrecognized input file: \"%s\"\n", argv[i]);
 593     print_usage(1);
 594   }
 595
 596   strcpy(modulename, infilename);
 597   modulename[strlen(modulename)-3] = '\0';
 598   sprintf (outfilename, "%s.rel", modulename);
 599   sprintf (listfilename, "%s.lst", modulename);
 600   if (createSymbolFile) {
 601     sprintf (symfilename, "%s.sym", modulename);
 602   }
 603 }
 604
 605 /* pass #1 (p1=1) find all symbol defs and branch target names */
 606 /* pass #2 (p2=1) align branch targets, evaluate all symbols */
 607 /* pass #3 (p3=1) produce object code */
 608
 609 int main(int argc, char **argv)
 610 {
 611         process_args (argc, argv);
 612
 613         yyin = fopen(infilename, "r");
 614         if (yyin == NULL) {
 615                 fprintf(stderr, "Can't open file '%s'.\n", infilename);
 616                 exit(1);
 617         }
 618         frel = fopen(outfilename, "w");
 619         if (frel == NULL) {
 620                 fprintf(stderr, "Can't write file '%s'.\n", outfilename);
 621                 exit(1);
 622         }
 623         list_fp = fopen(listfilename, "w");
 624         if (list_fp == NULL) {
 625                 fprintf(stderr, "Can't write file '%s'.\n", listfilename);
 626                 exit(1);
 627         }
 628         if (createSymbolFile) {
 629           sym_fp = fopen(symfilename, "w");
 630           if (sym_fp == NULL) {
 631             fprintf(stderr, "Can't write file '%s'.\n", symfilename);
 632             exit(1);
 633           }
 634         }
 635
 636         if (verbose) printf("Pass 1: Building Symbol Table:\n");
 637         p1 = 1;
 638         init_areas();
 639         yyparse();
 640         flag_targets();
 641         check_redefine();
 642
 643         if (verbose) printf("Pass 2: Aligning Branch Targets:\n");
 644         p1 = 0;
 645         p2 = 1;
 646         rewind(yyin);
 647         yyrestart(yyin);
 648         lineno = 1;
 649         init_areas();
 650         yyparse();
 651
 652         relPrelude();
 653         if (createSymbolFile) print_symbol_table();
 654
 655         if (verbose) printf("Pass 3: Generating Object Code:\n");
 656         p2 = 0;
 657         p3 = 1;
 658         rewind(yyin);
 659         yyrestart(yyin);
 660         lineno = 1;
 661         init_areas();
 662         yyparse();
 663
 664         fclose(yyin);
 665         return 0;
 666 }
 667
 668
 669 void print_usage(int fatal)
 670 {
 671   FILE *out = fatal ? stderr : stdout;
 672
 673   fprintf (out, "Usage: xa_asm [-s] [-v] file.xa\n");
 674   fprintf (out, "  -v            verbose: show progress\n");
 675   fprintf (out, "  -s            create symbol file\n");
 676   fprintf (out, "  --version     show version/copyright info and exit\n");
 677   fprintf (out, "  --help        show this and exit\n");
 678 #if 0
 679   // some usefull options I can think of.
 680   fprintf (out, "  -m            create map file\n");
 681   fprintf (out, "  -ss           create symbol file sorted by symbol\n");
 682   fprintf (out, "  -sa           create symbol file sorted by segment/address\n");
 683   fprintf (out, "  --no-temps    supress temp symbols in map and sym file\n");
 684   fprintf (out, "  --code-loc=#  sets the start address of the code\n");
 685   fprintf (out, "  --xdata-loc=# sets the start address of the external data\n");
 686   fprintf (out, "  --stack-loc=# sets the start address of the stack\n");
 687 #endif
 688   exit(fatal);
 689 }
 690