source/glsl/syntax.h

   1 #ifndef MSP_GL_SL_SYNTAX_H_
   2 #define MSP_GL_SL_SYNTAX_H_
   3
   4 #include <list>
   5 #include <map>
   6 #include <set>
   7 #include <string>
   8 #include <vector>
   9 #include <cstdint>
  10 #include <msp/core/refptr.h>
  11 #include <msp/core/variant.h>
  12 #include "features.h"
  13 #include "glsl_error.h"
  14 #include "sourcemap.h"
  15
  16 #pragma push_macro("interface")
  17 #undef interface
  18
  19 namespace Msp {
  20 namespace GL {
  21 namespace SL {
  22
  23 struct Operator
  24 {
  25         enum Type
  26         {
  27                 NO_OPERATOR,
  28                 BINARY,
  29                 PREFIX,
  30                 POSTFIX,
  31                 TERNARY
  32         };
  33
  34         enum Associativity
  35         {
  36                 LEFT_TO_RIGHT,
  37                 RIGHT_TO_LEFT,
  38                 ASSOCIATIVE
  39         };
  40
  41         char token[4];
  42         char token2[2];
  43         std::uint8_t precedence;
  44         Type type;
  45         Associativity assoc;
  46
  47         static const Operator operators[];
  48
  49         static const Operator &get_operator(const std::string &, Type);
  50 };
  51
  52 enum
  53 {
  54         INTERNAL_SOURCE = -2,
  55         BUILTIN_SOURCE = -1,
  56         GENERATED_SOURCE = 0
  57 };
  58
  59 struct NodeVisitor;
  60
  61 struct Node
  62 {
  63         int source = GENERATED_SOURCE;
  64         unsigned line = 1;
  65
  66         Node() = default;
  67         Node(const Node &) = default;
  68 private:
  69         Node &operator=(const Node &);
  70 public:
  71         virtual ~Node() = default;
  72
  73         virtual Node *clone() const = 0;
  74         virtual void visit(NodeVisitor &) = 0;
  75 };
  76
  77 template<typename T>
  78 class NodePtr: public RefPtr<T>
  79 {
  80 public:
  81         NodePtr() = default;
  82         NodePtr(T *p): RefPtr<T>(p) { }
  83         NodePtr(const NodePtr &p): RefPtr<T>(p ? p->clone() : 0) { }
  84         NodePtr &operator=(const NodePtr &p) = default;
  85
  86         template<typename U>
  87         NodePtr(const RefPtr<U> &p): RefPtr<T>(p) { }
  88
  89         template<typename U>
  90         NodePtr(const NodePtr<U> &p): RefPtr<T>(p ? p->clone() : 0) { }
  91 };
  92
  93 template<typename C>
  94 class NodeContainer: public C
  95 {
  96 public:
  97         NodeContainer() = default;
  98         NodeContainer(const NodeContainer &);
  99
 100         void push_back_nocopy(const typename C::value_type &v)
 101         { C::push_back(0); C::back() = v; }
 102 };
 103
 104 template<typename T>
 105 class NodeList: public NodeContainer<std::list<RefPtr<T> > >
 106 { };
 107
 108 template<typename T>
 109 class NodeArray: public NodeContainer<std::vector<RefPtr<T> > >
 110 { };
 111
 112 struct TypeDeclaration;
 113 struct VariableDeclaration;
 114 struct InterfaceBlock;
 115 struct FunctionDeclaration;
 116
 117 struct Statement: Node
 118 {
 119         virtual Statement *clone() const = 0;
 120 };
 121
 122 struct Block: Node
 123 {
 124         NodeList<Statement> body;
 125         bool use_braces = false;
 126
 127         std::map<std::string, VariableDeclaration *> variables;
 128         Block *parent = 0;
 129
 130         Block() = default;
 131         Block(const Block &);
 132
 133         virtual Block *clone() const { return new Block(*this); }
 134         virtual void visit(NodeVisitor &);
 135 };
 136
 137 struct Expression: Node
 138 {
 139         const Operator *oper = 0;
 140
 141         TypeDeclaration *type = 0;
 142         bool lvalue = false;
 143
 144         virtual Expression *clone() const = 0;
 145 };
 146
 147 struct Literal: Expression
 148 {
 149         std::string token;
 150         Variant value;
 151
 152         virtual Literal *clone() const { return new Literal(*this); }
 153         virtual void visit(NodeVisitor &);
 154 };
 155
 156 struct VariableReference: Expression
 157 {
 158         std::string name;
 159
 160         VariableDeclaration *declaration = 0;
 161
 162         VariableReference() = default;
 163         VariableReference(const VariableReference &);
 164
 165         virtual VariableReference *clone() const { return new VariableReference(*this); }
 166         virtual void visit(NodeVisitor &);
 167 };
 168
 169 struct InterfaceBlockReference: Expression
 170 {
 171         std::string name;
 172
 173         InterfaceBlock *declaration = 0;
 174
 175         InterfaceBlockReference() = default;
 176         InterfaceBlockReference(const InterfaceBlockReference &);
 177
 178         virtual InterfaceBlockReference *clone() const { return new InterfaceBlockReference(*this); }
 179         virtual void visit(NodeVisitor &);
 180 };
 181
 182 struct MemberAccess: Expression
 183 {
 184         NodePtr<Expression> left;
 185         std::string member;
 186
 187         VariableDeclaration *declaration = 0;
 188         int index = -1;
 189
 190         MemberAccess() = default;
 191         MemberAccess(const MemberAccess &);
 192
 193         virtual MemberAccess *clone() const { return new MemberAccess(*this); }
 194         virtual void visit(NodeVisitor &);
 195 };
 196
 197 struct Swizzle: Expression
 198 {
 199         NodePtr<Expression> left;
 200         std::string component_group;
 201         unsigned count = 0;
 202         std::uint8_t components[4] = { 0, 0, 0, 0 };
 203
 204         virtual Swizzle *clone() const { return new Swizzle(*this); }
 205         virtual void visit(NodeVisitor &);
 206 };
 207
 208 struct UnaryExpression: Expression
 209 {
 210         NodePtr<Expression> expression;
 211
 212         virtual UnaryExpression *clone() const { return new UnaryExpression(*this); }
 213         virtual void visit(NodeVisitor &);
 214 };
 215
 216 struct BinaryExpression: Expression
 217 {
 218         NodePtr<Expression> left;
 219         NodePtr<Expression> right;
 220
 221         virtual BinaryExpression *clone() const { return new BinaryExpression(*this); }
 222         virtual void visit(NodeVisitor &);
 223 };
 224
 225 struct Assignment: BinaryExpression
 226 {
 227         struct Target
 228         {
 229                 enum ChainType
 230                 {
 231                         MEMBER = 0x40,
 232                         SWIZZLE = 0x80,
 233                         ARRAY = 0xC0
 234                 };
 235
 236                 Statement *declaration = 0;
 237                 std::uint8_t chain_len = 0;
 238                 std::uint8_t chain[7] = { };
 239
 240                 Target(Statement *d = 0): declaration(d) { }
 241
 242                 bool operator<(const Target &) const;
 243         };
 244
 245         bool self_referencing = false;
 246
 247         Target target;
 248
 249         Assignment() = default;
 250         Assignment(const Assignment &);
 251
 252         virtual Assignment *clone() const { return new Assignment(*this); }
 253         virtual void visit(NodeVisitor &);
 254 };
 255
 256 struct TernaryExpression: Expression
 257 {
 258         NodePtr<Expression> condition;
 259         NodePtr<Expression> true_expr;
 260         NodePtr<Expression> false_expr;
 261
 262         virtual TernaryExpression *clone() const { return new TernaryExpression(*this); }
 263         virtual void visit(NodeVisitor &);
 264 };
 265
 266 struct FunctionCall: Expression
 267 {
 268         std::string name;
 269         bool constructor = false;
 270         NodeArray<Expression> arguments;
 271
 272         FunctionDeclaration *declaration = 0;
 273
 274         FunctionCall() = default;
 275         FunctionCall(const FunctionCall &);
 276
 277         virtual FunctionCall *clone() const { return new FunctionCall(*this); }
 278         virtual void visit(NodeVisitor &);
 279 };
 280
 281 struct ExpressionStatement: Statement
 282 {
 283         NodePtr<Expression> expression;
 284
 285         virtual ExpressionStatement *clone() const { return new ExpressionStatement(*this); }
 286         virtual void visit(NodeVisitor &);
 287 };
 288
 289 struct Import: Statement
 290 {
 291         std::string module;
 292
 293         virtual Import *clone() const { return new Import(*this); }
 294         virtual void visit(NodeVisitor &);
 295 };
 296
 297 struct Precision: Statement
 298 {
 299         std::string precision;
 300         std::string type;
 301
 302         virtual Precision *clone() const { return new Precision(*this); }
 303         virtual void visit(NodeVisitor &);
 304 };
 305
 306 struct Layout: Node
 307 {
 308         struct Qualifier
 309         {
 310                 std::string name;
 311                 bool has_value;
 312                 int value;
 313
 314                 Qualifier(const std::string &n = std::string()): name(n), has_value(false), value(0) { }
 315                 Qualifier(const std::string &n, int v): name(n), has_value(true), value(v) { }
 316         };
 317
 318         std::vector<Qualifier> qualifiers;
 319
 320         virtual Layout *clone() const { return new Layout(*this); }
 321         virtual void visit(NodeVisitor &);
 322 };
 323
 324 struct InterfaceLayout: Statement
 325 {
 326         std::string interface;
 327         Layout layout;
 328
 329         virtual InterfaceLayout *clone() const { return new InterfaceLayout(*this); }
 330         virtual void visit(NodeVisitor &);
 331 };
 332
 333 struct TypeDeclaration: Statement
 334 {
 335         std::string name;
 336
 337         virtual TypeDeclaration *clone() const = 0;
 338 };
 339
 340 struct BasicTypeDeclaration: TypeDeclaration
 341 {
 342         enum Kind
 343         {
 344                 ALIAS,
 345                 VOID,
 346                 BOOL,
 347                 INT,
 348                 FLOAT,
 349                 VECTOR,
 350                 MATRIX,
 351                 ARRAY
 352         };
 353
 354         Kind kind = ALIAS;
 355         unsigned size = 0;
 356         bool sign = true;
 357         std::string base;
 358
 359         TypeDeclaration *base_type = 0;
 360
 361         BasicTypeDeclaration() = default;
 362         BasicTypeDeclaration(const BasicTypeDeclaration &);
 363
 364         virtual BasicTypeDeclaration *clone() const { return new BasicTypeDeclaration(*this); }
 365         virtual void visit(NodeVisitor &);
 366 };
 367
 368 struct ImageTypeDeclaration: TypeDeclaration
 369 {
 370         enum Dimensions
 371         {
 372                 ONE = 1,
 373                 TWO,
 374                 THREE,
 375                 CUBE
 376         };
 377
 378         Dimensions dimensions = TWO;
 379         bool array = false;
 380         bool sampled = true;
 381         bool shadow = false;
 382         std::string base;
 383
 384         TypeDeclaration *base_type = 0;
 385
 386         virtual ImageTypeDeclaration *clone() const { return new ImageTypeDeclaration(*this); }
 387         virtual void visit(NodeVisitor &);
 388 };
 389
 390 struct StructDeclaration: TypeDeclaration
 391 {
 392         Block members;
 393
 394         InterfaceBlock *interface_block = 0;
 395
 396         StructDeclaration();
 397         StructDeclaration(const StructDeclaration &);
 398         ~StructDeclaration();
 399
 400         virtual StructDeclaration *clone() const { return new StructDeclaration(*this); }
 401         virtual void visit(NodeVisitor &);
 402 };
 403
 404 struct VariableDeclaration: Statement
 405 {
 406         NodePtr<Layout> layout;
 407         bool constant = false;
 408         std::string sampling;
 409         std::string interpolation;
 410         std::string interface;
 411         std::string precision;
 412         std::string type;
 413         std::string name;
 414         bool array = false;
 415         NodePtr<Expression> array_size;
 416         NodePtr<Expression> init_expression;
 417
 418         TypeDeclaration *type_declaration = 0;
 419         VariableDeclaration *linked_declaration = 0;
 420
 421         VariableDeclaration() = default;
 422         VariableDeclaration(const VariableDeclaration &);
 423         ~VariableDeclaration();
 424
 425         virtual VariableDeclaration *clone() const { return new VariableDeclaration(*this); }
 426         virtual void visit(NodeVisitor &);
 427 };
 428
 429 struct InterfaceBlock: Statement
 430 {
 431         NodePtr<Layout> layout;
 432         std::string interface;
 433         std::string block_name;
 434         NodePtr<Block> members;
 435         std::string instance_name;
 436         bool array = false;
 437
 438         /* An interface block's ultimate base type is always a struct.  The
 439         immediate type may be either that same struct or an array of it. */
 440         TypeDeclaration *type_declaration = 0;
 441         StructDeclaration *struct_declaration = 0;
 442         InterfaceBlock *linked_block = 0;
 443
 444         InterfaceBlock() = default;
 445         InterfaceBlock(const InterfaceBlock &);
 446         ~InterfaceBlock();
 447
 448         virtual InterfaceBlock *clone() const { return new InterfaceBlock(*this); }
 449         virtual void visit(NodeVisitor &);
 450 };
 451
 452 struct FunctionDeclaration: Statement
 453 {
 454         std::string return_type;
 455         std::string name;
 456         NodeArray<VariableDeclaration> parameters;
 457         bool virtua = false;
 458         bool overrd = false;
 459         Block body;
 460
 461         std::string signature;
 462         FunctionDeclaration *definition = 0;
 463         TypeDeclaration *return_type_declaration = 0;
 464
 465         FunctionDeclaration() = default;
 466         FunctionDeclaration(const FunctionDeclaration &);
 467
 468         virtual FunctionDeclaration *clone() const { return new FunctionDeclaration(*this); }
 469         virtual void visit(NodeVisitor &);
 470 };
 471
 472 struct Conditional: Statement
 473 {
 474         NodePtr<Expression> condition;
 475         Block body;
 476         Block else_body;
 477
 478         virtual Conditional *clone() const { return new Conditional(*this); }
 479         virtual void visit(NodeVisitor &);
 480 };
 481
 482 struct Iteration: Statement
 483 {
 484         NodePtr<Statement> init_statement;
 485         NodePtr<Expression> condition;
 486         NodePtr<Expression> loop_expression;
 487         Block body;
 488
 489         virtual Iteration *clone() const { return new Iteration(*this); }
 490         virtual void visit(NodeVisitor &);
 491 };
 492
 493 struct Passthrough: Statement
 494 {
 495         NodePtr<Expression> subscript;
 496
 497         virtual Passthrough *clone() const { return new Passthrough(*this); }
 498         virtual void visit(NodeVisitor &);
 499 };
 500
 501 struct Return: Statement
 502 {
 503         NodePtr<Expression> expression;
 504
 505         virtual Return *clone() const { return new Return(*this); }
 506         virtual void visit(NodeVisitor &);
 507 };
 508
 509 struct Jump: Statement
 510 {
 511         std::string keyword;
 512
 513         virtual Jump *clone() const { return new Jump(*this); }
 514         virtual void visit(NodeVisitor &);
 515 };
 516
 517 struct Stage
 518 {
 519         enum Type
 520         {
 521                 SHARED,
 522                 VERTEX,
 523                 GEOMETRY,
 524                 FRAGMENT
 525         };
 526
 527         Type type;
 528         Stage *previous;
 529         Block content;
 530         std::map<std::string, TypeDeclaration *> types;
 531         std::map<std::string, InterfaceBlock *> interface_blocks;
 532         std::map<std::string, FunctionDeclaration *> functions;
 533         std::map<std::string, unsigned> locations;
 534         std::map<std::string, unsigned> texture_bindings;
 535         std::map<std::string, unsigned> uniform_block_bindings;
 536         Features required_features;
 537         std::vector<Diagnostic> diagnostics;
 538
 539         Stage(Type);
 540
 541         static const char *get_stage_name(Type);
 542 };
 543
 544 struct Module
 545 {
 546         SourceMap source_map;
 547         Stage shared;
 548         std::list<Stage> stages;
 549
 550         Module();
 551 };
 552
 553 std::string get_unused_variable_name(const Block &, const std::string &);
 554
 555 int get_layout_value(const Layout &, const std::string &, int = -1);
 556 void add_to_chain(Assignment::Target &, Assignment::Target::ChainType, unsigned);
 557
 558 } // namespace SL
 559 } // namespace GL
 560 } // namespace Msp
 561
 562 #pragma pop_macro("interface")
 563
 564 #endif