[gforth] / gforth / libffi.fs  

gforth: gforth/libffi.fs


1 : pazsan 1.1 \ libffi.fs shared library support package 14aug05py
2 :    
3 : anton 1.15 \ Copyright (C) 1995,1996,1997,1998,2000,2003,2005,2006,2007 Free Software Foundation, Inc.
4 : pazsan 1.1
5 :     \ This file is part of Gforth.
6 :    
7 :     \ Gforth is free software; you can redistribute it and/or
8 :     \ modify it under the terms of the GNU General Public License
9 : anton 1.14 \ as published by the Free Software Foundation, either version 3
10 : pazsan 1.1 \ of the License, or (at your option) any later version.
11 :    
12 :     \ This program is distributed in the hope that it will be useful,
13 :     \ but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14 :     \ MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the
15 :     \ GNU General Public License for more details.
16 :    
17 :     \ You should have received a copy of the GNU General Public License
18 : anton 1.14 \ along with this program. If not, see http://www.gnu.org/licenses/.
19 : pazsan 1.1
20 : anton 1.16 \ replacements for former primitives
21 :     \ note that the API functions have their arguments reversed and other
22 :     \ deviations.
23 :    
24 : anton 1.22 c-library libffi
25 :     s" ffi" add-lib
26 : anton 1.18
27 : pazsan 1.23 s" os-type" environment? [IF] s" darwin" string-prefix?
28 :     [IF]
29 :     \c #define MACOSX
30 :     \c #include <ffi/ffi.h>
31 :     [ELSE]
32 :     \c #include <ffi.h>
33 :     [THEN]
34 :     [ELSE]
35 :     \c #include <ffi.h>
36 :     [THEN]
37 :     \c extern Cell *gforth_RP;
38 :     \c extern unsigned char *gforth_LP;
39 : anton 1.16 \c static void **gforth_clist;
40 :     \c static void *gforth_ritem;
41 :     \c typedef void *Label;
42 :     \c typedef Label *Xt;
43 : dbane 1.21 \c Label *gforth_engine(Xt *ip, Cell *sp, Cell *rp0, Float *fp, unsigned char *lp);
44 : anton 1.16 \c static void gforth_callback_ffi(ffi_cif * cif, void * resp, void ** args, void * ip)
45 :     \c {
46 :     \c Cell *rp1 = gforth_RP;
47 :     \c Cell *sp = gforth_SP;
48 :     \c Float *fp = gforth_FP;
49 : dbane 1.21 \c unsigned char *lp = gforth_LP;
50 : anton 1.16 \c void ** clist = gforth_clist;
51 :     \c void * ritem = gforth_ritem;
52 :     \c
53 :     \c gforth_clist = args;
54 :     \c gforth_ritem = resp;
55 :     \c
56 :     \c gforth_engine((Xt *)ip, sp, rp1, fp, lp);
57 :     \c
58 :     \c /* restore global variables */
59 :     \c gforth_RP = rp1;
60 :     \c gforth_SP = sp;
61 :     \c gforth_FP = fp;
62 :     \c gforth_LP = lp;
63 :     \c gforth_clist = clist;
64 :     \c gforth_ritem = ritem;
65 :     \c }
66 :    
67 :     \c static void* ffi_types[] =
68 :     \c { &ffi_type_void,
69 :     \c &ffi_type_uint8, &ffi_type_sint8,
70 :     \c &ffi_type_uint16, &ffi_type_sint16,
71 :     \c &ffi_type_uint32, &ffi_type_sint32,
72 :     \c &ffi_type_uint64, &ffi_type_sint64,
73 :     \c &ffi_type_float, &ffi_type_double, &ffi_type_longdouble,
74 :     \c &ffi_type_pointer };
75 :     \c #define ffi_type(n) (ffi_types[n])
76 :     c-function ffi-type ffi_type n -- a
77 :    
78 :     \c static int ffi_sizes[] = { sizeof(ffi_cif), sizeof(ffi_closure) };
79 :     \c #define ffi_size(n1) (ffi_sizes[n1])
80 :     c-function ffi-size ffi_size n -- n
81 :    
82 :     \c #define ffi_prep_cif1(atypes, n, rtype, cif) \
83 :     \c ffi_prep_cif((ffi_cif *)cif, FFI_DEFAULT_ABI, n, \
84 :     \c (ffi_type *)rtype, (ffi_type **)atypes)
85 :     c-function ffi-prep-cif ffi_prep_cif1 a n a a -- n
86 :    
87 :     \c #define ffi_call1(a_avalues, a_rvalue ,a_ip ,a_cif) \
88 :     \c ffi_call((ffi_cif *)a_cif, (void(*)())a_ip, \
89 :     \c (void *)a_rvalue, (void **)a_avalues)
90 :     c-function ffi-call ffi_call1 a a a a -- void
91 :    
92 : anton 1.17 \c #define ffi_prep_closure1(a_ip, a_cif, a_closure) \
93 : anton 1.16 \c ffi_prep_closure((ffi_closure *)a_closure, (ffi_cif *)a_cif, gforth_callback_ffi, (void *)a_ip)
94 : dbane 1.21 c-function ffi-prep-closure ffi_prep_closure1 a a a -- n
95 : anton 1.16
96 :     \ !! use ud?
97 :     \c #define ffi_2fetch(a_addr) (*(long long *)a_addr)
98 :     c-function ffi-2@ ffi_2fetch a -- d
99 :    
100 :     \c #define ffi_2store(d,a_addr) ((*(long long *)a_addr) = (long long)d)
101 :     c-function ffi-2! ffi_2store d a -- void
102 :    
103 :     \c #define ffi_arg_int() (*(int *)(*gforth_clist++))
104 :     c-function ffi-arg-int ffi_arg_int -- n
105 :    
106 :     \c #define ffi_arg_long() (*(long *)(*gforth_clist++))
107 :     c-function ffi-arg-long ffi_arg_long -- n
108 :    
109 :     \c #define ffi_arg_longlong() (*(long long *)(*gforth_clist++))
110 :     c-function ffi-arg-longlong ffi_arg_longlong -- d
111 :    
112 :     \ !! correct? The primitive is different, but looks funny
113 :     c-function ffi-arg-dlong ffi_arg_long -- d
114 :    
115 :     \c #define ffi_arg_ptr() (*(char **)(*gforth_clist++))
116 :     c-function ffi-arg-ptr ffi_arg_ptr -- a
117 :    
118 :     \c #define ffi_arg_float() (*(float *)(*gforth_clist++))
119 :     c-function ffi-arg-float ffi_arg_float -- r
120 :    
121 :     \c #define ffi_arg_double() (*(double *)(*gforth_clist++))
122 :     c-function ffi-arg-double ffi_arg_double -- r
123 :    
124 :     : ffi-ret-void ( -- )
125 :     0 (bye) ;
126 :    
127 :     \c #define ffi_ret_int1(w) (*(int*)(gforth_ritem) = w)
128 :     c-function ffi-ret-int1 ffi_ret_int1 n -- void
129 :     : ffi-ret-int ( w -- ) ffi-ret-int1 ffi-ret-void ;
130 :    
131 :     \c #define ffi_ret_longlong1(d) (*(long long *)(gforth_ritem) = d)
132 :     c-function ffi-ret-longlong1 ffi_ret_longlong1 d -- void
133 :     : ffi-ret-longlong ( d -- ) ffi-ret-longlong1 ffi-ret-void ;
134 :    
135 :     \c #define ffi_ret_dlong1(d) (*(long *)(gforth_ritem) = d)
136 :     c-function ffi-ret-dlong1 ffi_ret_dlong1 d -- void
137 :     : ffi-ret-dlong ( d -- ) ffi-ret-dlong1 ffi-ret-void ;
138 :    
139 :     c-function ffi-ret-long1 ffi_ret_dlong1 n -- void
140 :     : ffi-ret-long ( n -- ) ffi-ret-long1 ffi-ret-void ;
141 :    
142 :     \c #define ffi_ret_ptr1(w) (*(char **)(gforth_ritem) = w)
143 :     c-function ffi-ret-ptr1 ffi_ret_ptr1 a -- void
144 :     : ffi-ret-ptr ( a -- ) ffi-ret-ptr1 ffi-ret-void ;
145 :    
146 :     \c #define ffi_ret_float1(r) (*(float *)(gforth_ritem) = r)
147 :     c-function ffi-ret-float1 ffi_ret_float1 r -- void
148 :     : ffi-ret-float ( r -- ) ffi-ret-float1 ffi-ret-void ;
149 :    
150 :     \c #define ffi_ret_double1(r) (*(double *)(gforth_ritem) = r)
151 :     c-function ffi-ret-double1 ffi_ret_double1 r -- void
152 :     : ffi-ret-double ( r -- ) ffi-ret-double1 ffi-ret-void ;
153 : anton 1.22 end-c-library
154 : anton 1.16
155 : pazsan 1.1 \ common stuff, same as fflib.fs
156 :    
157 :     Variable libs 0 libs !
158 :     \ links between libraries
159 :     Variable thisproc
160 :     Variable thislib
161 :    
162 :     Variable revdec revdec off
163 :     \ turn revdec on to compile bigFORTH libraries
164 :     Variable revarg revarg off
165 :     \ turn revarg on to compile declarations with reverse arguments
166 :     Variable legacy legacy off
167 :     \ turn legacy on to compile bigFORTH legacy libraries
168 :    
169 :     Vocabulary c-decl
170 :     Vocabulary cb-decl
171 :    
172 :     : @lib ( lib -- )
173 :     \G obtains library handle
174 :     cell+ dup 2 cells + count open-lib
175 :     dup 0= abort" Library not found" swap ! ;
176 :    
177 :     : @proc ( lib addr -- )
178 :     \G obtains symbol address
179 :     cell+ tuck cell+ @ count rot cell+ @
180 :     lib-sym dup 0= abort" Proc not found!" swap ! ;
181 :    
182 :     : proc, ( lib -- )
183 :     \G allocates and initializes proc stub
184 :     \G stub format:
185 :     \G linked list in library
186 :     \G address of proc
187 :     \G ptr to OS name of symbol as counted string
188 :     \G threaded code for invocation
189 :     here dup thisproc !
190 :     swap 2 cells + dup @ A, !
191 :     0 , 0 A, ;
192 :    
193 :     Defer legacy-proc ' noop IS legacy-proc
194 :    
195 :     : proc: ( lib "name" -- )
196 :     \G Creates a named proc stub
197 :     Create proc, 0 also c-decl
198 :     legacy @ IF legacy-proc THEN
199 :     DOES> ( x1 .. xn -- r )
200 :     3 cells + >r ;
201 :    
202 :     : library ( "name" "file" -- )
203 :     \G loads library "file" and creates a proc defining word "name"
204 :     \G library format:
205 :     \G linked list of libraries
206 :     \G library handle
207 :     \G linked list of library's procs
208 :     \G OS name of library as counted string
209 :     Create here libs @ A, dup libs !
210 :     0 , 0 A, parse-name string, @lib
211 :     DOES> ( -- ) dup thislib ! proc: ;
212 :    
213 :     : init-shared-libs ( -- )
214 :     defers 'cold libs
215 :     0 libs BEGIN @ dup WHILE dup REPEAT drop
216 :     BEGIN dup WHILE >r
217 :     r@ @lib
218 :     r@ 2 cells + BEGIN @ dup WHILE r@ over @proc REPEAT
219 :     drop rdrop
220 :     REPEAT drop ;
221 :    
222 :     ' init-shared-libs IS 'cold
223 :    
224 :     : symbol, ( "c-symbol" -- )
225 :     here thisproc @ 2 cells + ! parse-name s,
226 :     thislib @ thisproc @ @proc ;
227 :    
228 :     \ stuff for libffi
229 :    
230 :     \ libffi uses a parameter array for the input
231 :    
232 :     $20 Value maxargs
233 :    
234 :     Create retbuf 2 cells allot
235 :     Create argbuf maxargs 2* cells allot
236 :     Create argptr maxargs 0 [DO] argbuf [I] 2* cells + A, [LOOP]
237 :    
238 :     \ "forward" when revarg is on
239 :    
240 :     \ : >c+ ( char buf -- buf' ) tuck c! cell+ cell+ ;
241 : pazsan 1.8 : >i+ ( n buf -- buf' ) tuck l! cell+ cell+ ;
242 : pazsan 1.1 : >p+ ( addr buf -- buf' ) tuck ! cell+ cell+ ;
243 :     : >d+ ( d buf -- buf' ) dup >r ffi-2! r> cell+ cell+ ;
244 : pazsan 1.12 : >dl+ ( d buf -- buf' ) nip dup >r ! r> cell+ cell+ ;
245 : pazsan 1.1 : >sf+ ( r buf -- buf' ) dup sf! cell+ cell+ ;
246 :     : >df+ ( r buf -- buf' ) dup df! cell+ cell+ ;
247 :    
248 :     \ "backward" when revarg is off
249 :    
250 : pazsan 1.7 : >i- ( n buf -- buf' ) 2 cells - tuck l! ;
251 : pazsan 1.1 : >p- ( addr buf -- buf' ) 2 cells - tuck ! ;
252 :     : >d- ( d buf -- buf' ) 2 cells - dup >r ffi-2! r> ;
253 : pazsan 1.12 : >dl- ( d buf -- buf' ) 2 cells - nip dup >r ! r> ;
254 : pazsan 1.1 : >sf- ( r buf -- buf' ) 2 cells - dup sf! ;
255 :     : >df- ( r buf -- buf' ) 2 cells - dup df! ;
256 :    
257 :     \ return value
258 :    
259 : pazsan 1.7 : i>x ( -- n ) retbuf l@ ;
260 :     : is>x ( -- n ) retbuf sl@ ;
261 : pazsan 1.1 : p>x ( -- addr ) retbuf @ ;
262 : pazsan 1.12 : dl>x ( -- d ) retbuf @ s>d ;
263 : pazsan 1.1 : d>x ( -- d ) retbuf ffi-2@ ;
264 :     : sf>x ( -- r ) retbuf sf@ ;
265 :     : df>x ( -- r ) retbuf df@ ;
266 :    
267 :     wordlist constant cifs
268 :    
269 :     Variable cifbuf $40 allot \ maximum: 64 parameters
270 : pazsan 1.2 : cifreset cifbuf cell+ cifbuf ! ;
271 :     cifreset
272 : pazsan 1.1 Variable args args off
273 :    
274 :     : argtype ( bkxt fwxt type "name" -- )
275 :     Create , , , DOES> 1 args +! ;
276 :    
277 :     : arg@ ( arg -- type pushxt )
278 :     dup @ swap cell+
279 :     revarg @ IF cell+ THEN @ ;
280 :    
281 :     : arg, ( xt -- )
282 :     dup ['] noop = IF drop EXIT THEN compile, ;
283 :    
284 :     : start, ( n -- ) cifbuf cell+ cifbuf !
285 :     revarg @ IF drop 0 ELSE 2* cells THEN argbuf +
286 :     postpone Literal ;
287 :    
288 : pazsan 1.8 Variable ind-call ind-call off
289 : pazsan 1.10 : fptr ind-call on Create here thisproc !
290 : pazsan 1.8 0 , 0 , 0 , 0 also c-decl DOES> cell+ dup cell+ cell+ >r ! ;
291 :    
292 : pazsan 1.1 : ffi-call, ( -- lit-cif )
293 :     postpone drop postpone argptr postpone retbuf
294 :     thisproc @ cell+ postpone literal postpone @
295 :     0 postpone literal here cell -
296 :     postpone ffi-call ;
297 :    
298 :     : cif, ( n -- )
299 :     cifbuf @ c! 1 cifbuf +! ;
300 :    
301 :     : cif@ ( -- addr u )
302 :     cifbuf cell+ cifbuf @ over - ;
303 :    
304 : pazsan 1.6 : create-cif ( rtype -- addr ) cif,
305 : pazsan 1.1 cif@ cifs search-wordlist
306 :     IF execute EXIT THEN
307 :     get-current >r cifs set-current
308 :     cif@ nextname Create here >r
309 : pazsan 1.6 cif@ 1- bounds ?DO I c@ ffi-type , LOOP r>
310 :     r> set-current ;
311 :    
312 :     : make-cif ( rtype -- addr ) create-cif
313 :     cif@ 1- tuck + c@ ffi-type here 0 ffi-size allot
314 :     dup >r ffi-prep-cif throw r> ;
315 : pazsan 1.1
316 :     : decl, ( 0 arg1 .. argn call rtype start -- )
317 : pazsan 1.2 start, { retxt rtype } cifreset
318 : pazsan 1.1 revdec @ IF 0 >r
319 :     BEGIN dup WHILE >r REPEAT
320 :     BEGIN r> dup WHILE arg@ arg, REPEAT
321 :     ffi-call, retxt compile, postpone EXIT
322 :     BEGIN dup WHILE cif, REPEAT drop
323 :     ELSE 0 >r
324 :     BEGIN dup WHILE arg@ arg, >r REPEAT drop
325 :     ffi-call, retxt compile, postpone EXIT
326 :     BEGIN r> dup WHILE cif, REPEAT drop
327 :     THEN rtype make-cif swap ! here thisproc @ 2 cells + ! ;
328 :    
329 :     : rettype ( endxt n "name" -- )
330 :     Create 2,
331 : pazsan 1.8 DOES> 2@ args @ decl, ind-call @ 0= IF symbol, THEN
332 :     previous revarg off args off ind-call off ;
333 : pazsan 1.1
334 : pazsan 1.12 6 1 cells 4 > 2* - Constant _long
335 :    
336 : pazsan 1.1 also c-decl definitions
337 :    
338 :     : <rev> revarg on ;
339 :    
340 :     ' >i+ ' >i- 6 argtype int
341 : pazsan 1.12 ' >p+ ' >p- _long argtype long
342 : pazsan 1.1 ' >p+ ' >p- &12 argtype ptr
343 :     ' >d+ ' >d- 8 argtype llong
344 : pazsan 1.12 ' >dl+ ' >dl- 6 argtype dlong
345 : pazsan 1.1 ' >sf+ ' >sf- 9 argtype sf
346 :     ' >df+ ' >df- &10 argtype df
347 :    
348 :     ' noop 0 rettype (void)
349 : pazsan 1.6 ' is>x 6 rettype (int)
350 : pazsan 1.11 ' i>x 5 rettype (uint)
351 : pazsan 1.12 ' p>x _long rettype (long)
352 : pazsan 1.1 ' p>x &12 rettype (ptr)
353 :     ' d>x 8 rettype (llong)
354 : pazsan 1.12 ' dl>x 6 rettype (dlong)
355 : pazsan 1.1 ' sf>x 9 rettype (sf)
356 :     ' df>x &10 rettype (fp)
357 :    
358 : pazsan 1.3 : (addr) thisproc @ cell+ postpone Literal postpone @ postpone EXIT
359 : pazsan 1.4 drop symbol, previous revarg off args off ;
360 : pazsan 1.3
361 : pazsan 1.1 previous definitions
362 :    
363 :     \ legacy support for old library interfaces
364 :     \ interface to old vararg stuff not implemented yet
365 :    
366 :     also c-decl
367 :    
368 :     :noname ( n 0 -- 0 int1 .. intn )
369 :     legacy @ 0< revarg !
370 :     swap 0 ?DO int LOOP (int)
371 :     ; IS legacy-proc
372 :    
373 :     : (int) ( n -- )
374 :     >r ' execute r> 0 ?DO int LOOP (int) ;
375 :     : (void) ( n -- )
376 :     >r ' execute r> 0 ?DO int LOOP (void) ;
377 :     : (float) ( n -- )
378 :     >r ' execute r> 0 ?DO df LOOP (fp) ;
379 :    
380 :     previous
381 :    
382 :     \ callback stuff
383 :    
384 :     Variable callbacks
385 :     \G link between callbacks
386 :    
387 : pazsan 1.2 Variable rtype
388 :    
389 : pazsan 1.8 : alloc-callback ( ip -- addr )
390 :     rtype @ make-cif here 1 ffi-size allot
391 :     dup >r ffi-prep-closure throw r> ;
392 : pazsan 1.2
393 : pazsan 1.1 : callback ( -- )
394 : pazsan 1.2 Create 0 ] postpone >r also cb-decl cifreset
395 : pazsan 1.1 DOES>
396 : pazsan 1.8 0 Value -1 cells allot
397 :     here >r 0 , callbacks @ A, r@ callbacks !
398 : pazsan 1.1 swap postpone Literal postpone call , postpone EXIT
399 : pazsan 1.8 r@ cell+ cell+ alloc-callback r> ! ;
400 : pazsan 1.1
401 : anton 1.16 \ !! is the stack effect right? or is it ( 0 ret arg1 .. argn -- ) ?
402 : pazsan 1.2 : callback; ( 0 arg1 .. argn -- )
403 : pazsan 1.1 BEGIN over WHILE compile, REPEAT
404 :     postpone r> postpone execute compile, drop
405 : anton 1.16 \ !! should we put ]] 0 (bye) [[ here?
406 :     \ !! is the EXIT ever executed?
407 : pazsan 1.1 postpone EXIT postpone [ previous ; immediate
408 :    
409 : pazsan 1.2 : rettype' ( xt n -- )
410 :     Create , A, immediate
411 :     DOES> 2@ rtype ! ;
412 :     : argtype' ( xt n -- )
413 :     Create , A, immediate
414 :     DOES> 2@ cif, ;
415 : pazsan 1.1
416 :     : init-callbacks ( -- )
417 :     defers 'cold callbacks cell -
418 :     BEGIN cell+ @ dup WHILE dup cell+ cell+ alloc-callback over !
419 :     REPEAT drop ;
420 :    
421 :     ' init-callbacks IS 'cold
422 :    
423 :     also cb-decl definitions
424 :    
425 :     \ arguments
426 :    
427 : pazsan 1.2 ' ffi-arg-int 6 argtype' int
428 :     ' ffi-arg-float 9 argtype' sf
429 :     ' ffi-arg-double &10 argtype' df
430 : pazsan 1.12 ' ffi-arg-long _long argtype' long
431 : pazsan 1.2 ' ffi-arg-longlong 8 argtype' llong
432 : pazsan 1.12 ' ffi-arg-dlong 6 argtype' dlong
433 : pazsan 1.2 ' ffi-arg-ptr &12 argtype' ptr
434 :    
435 :     ' ffi-ret-void 0 rettype' (void)
436 :     ' ffi-ret-int 6 rettype' (int)
437 :     ' ffi-ret-float 9 rettype' (sf)
438 :     ' ffi-ret-double &10 rettype' (fp)
439 :     ' ffi-ret-longlong 8 rettype' (llong)
440 : pazsan 1.12 ' ffi-ret-long _long rettype' (long)
441 :     ' ffi-ret-dlong _long rettype' (dlong)
442 : pazsan 1.2 ' ffi-ret-ptr &12 rettype' (ptr)
443 : pazsan 1.1
444 :     previous definitions
445 :    

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