xref: /freebsd/contrib/lua/src/luac.c (revision 2e3f49888ec8851bafb22011533217487764fdb0) 
1 /*
2 ** $Id: luac.c $
3 ** Lua compiler (saves bytecodes to files; also lists bytecodes)
4 ** See Copyright Notice in lua.h
5 */
6 
7 #define luac_c
8 #define LUA_CORE
9 
10 #include "lprefix.h"
11 
12 #include <ctype.h>
13 #include <errno.h>
14 #include <stdio.h>
15 #include <stdlib.h>
16 #include <string.h>
17 
18 #include "lua.h"
19 #include "lauxlib.h"
20 
21 #include "ldebug.h"
22 #include "lobject.h"
23 #include "lopcodes.h"
24 #include "lopnames.h"
25 #include "lstate.h"
26 #include "lundump.h"
27 
28 static void PrintFunction(const Proto* f, int full);
29 #define luaU_print	PrintFunction
30 
31 #define PROGNAME	"luac"		/* default program name */
32 #define OUTPUT		PROGNAME ".out"	/* default output file */
33 
34 static int listing=0;			/* list bytecodes? */
35 static int dumping=1;			/* dump bytecodes? */
36 static int stripping=0;			/* strip debug information? */
37 static char Output[]={ OUTPUT };	/* default output file name */
38 static const char* output=Output;	/* actual output file name */
39 static const char* progname=PROGNAME;	/* actual program name */
40 static TString **tmname;
41 
42 static void fatal(const char* message)
43 {
44  fprintf(stderr,"%s: %s\n",progname,message);
45  exit(EXIT_FAILURE);
46 }
47 
48 static void cannot(const char* what)
49 {
50  fprintf(stderr,"%s: cannot %s %s: %s\n",progname,what,output,strerror(errno));
51  exit(EXIT_FAILURE);
52 }
53 
54 static void usage(const char* message)
55 {
56  if (*message=='-')
57   fprintf(stderr,"%s: unrecognized option '%s'\n",progname,message);
58  else
59   fprintf(stderr,"%s: %s\n",progname,message);
60  fprintf(stderr,
61   "usage: %s [options] [filenames]\n"
62   "Available options are:\n"
63   "  -l       list (use -l -l for full listing)\n"
64   "  -o name  output to file 'name' (default is \"%s\")\n"
65   "  -p       parse only\n"
66   "  -s       strip debug information\n"
67   "  -v       show version information\n"
68   "  --       stop handling options\n"
69   "  -        stop handling options and process stdin\n"
70   ,progname,Output);
71  exit(EXIT_FAILURE);
72 }
73 
74 #define IS(s)	(strcmp(argv[i],s)==0)
75 
76 static int doargs(int argc, char* argv[])
77 {
78  int i;
79  int version=0;
80  if (argv[0]!=NULL && *argv[0]!=0) progname=argv[0];
81  for (i=1; i<argc; i++)
82  {
83   if (*argv[i]!='-')			/* end of options; keep it */
84    break;
85   else if (IS("--"))			/* end of options; skip it */
86   {
87    ++i;
88    if (version) ++version;
89    break;
90   }
91   else if (IS("-"))			/* end of options; use stdin */
92    break;
93   else if (IS("-l"))			/* list */
94    ++listing;
95   else if (IS("-o"))			/* output file */
96   {
97    output=argv[++i];
98    if (output==NULL || *output==0 || (*output=='-' && output[1]!=0))
99     usage("'-o' needs argument");
100    if (IS("-")) output=NULL;
101   }
102   else if (IS("-p"))			/* parse only */
103    dumping=0;
104   else if (IS("-s"))			/* strip debug information */
105    stripping=1;
106   else if (IS("-v"))			/* show version */
107    ++version;
108   else					/* unknown option */
109    usage(argv[i]);
110  }
111  if (i==argc && (listing || !dumping))
112  {
113   dumping=0;
114   argv[--i]=Output;
115  }
116  if (version)
117  {
118   printf("%s\n",LUA_COPYRIGHT);
119   if (version==argc-1) exit(EXIT_SUCCESS);
120  }
121  return i;
122 }
123 
124 #define FUNCTION "(function()end)();\n"
125 
126 static const char* reader(lua_State* L, void* ud, size_t* size)
127 {
128  UNUSED(L);
129  if ((*(int*)ud)--)
130  {
131   *size=sizeof(FUNCTION)-1;
132   return FUNCTION;
133  }
134  else
135  {
136   *size=0;
137   return NULL;
138  }
139 }
140 
141 #define toproto(L,i) getproto(s2v(L->top.p+(i)))
142 
143 static const Proto* combine(lua_State* L, int n)
144 {
145  if (n==1)
146   return toproto(L,-1);
147  else
148  {
149   Proto* f;
150   int i=n;
151   if (lua_load(L,reader,&i,"=(" PROGNAME ")",NULL)!=LUA_OK) fatal(lua_tostring(L,-1));
152   f=toproto(L,-1);
153   for (i=0; i<n; i++)
154   {
155    f->p[i]=toproto(L,i-n-1);
156    if (f->p[i]->sizeupvalues>0) f->p[i]->upvalues[0].instack=0;
157   }
158   return f;
159  }
160 }
161 
162 static int writer(lua_State* L, const void* p, size_t size, void* u)
163 {
164  UNUSED(L);
165  return (fwrite(p,size,1,(FILE*)u)!=1) && (size!=0);
166 }
167 
168 static int pmain(lua_State* L)
169 {
170  int argc=(int)lua_tointeger(L,1);
171  char** argv=(char**)lua_touserdata(L,2);
172  const Proto* f;
173  int i;
174  tmname=G(L)->tmname;
175  if (!lua_checkstack(L,argc)) fatal("too many input files");
176  for (i=0; i<argc; i++)
177  {
178   const char* filename=IS("-") ? NULL : argv[i];
179   if (luaL_loadfile(L,filename)!=LUA_OK) fatal(lua_tostring(L,-1));
180  }
181  f=combine(L,argc);
182  if (listing) luaU_print(f,listing>1);
183  if (dumping)
184  {
185   FILE* D= (output==NULL) ? stdout : fopen(output,"wb");
186   if (D==NULL) cannot("open");
187   lua_lock(L);
188   luaU_dump(L,f,writer,D,stripping);
189   lua_unlock(L);
190   if (ferror(D)) cannot("write");
191   if (fclose(D)) cannot("close");
192  }
193  return 0;
194 }
195 
196 int main(int argc, char* argv[])
197 {
198  lua_State* L;
199  int i=doargs(argc,argv);
200  argc-=i; argv+=i;
201  if (argc<=0) usage("no input files given");
202  L=luaL_newstate();
203  if (L==NULL) fatal("cannot create state: not enough memory");
204  lua_pushcfunction(L,&pmain);
205  lua_pushinteger(L,argc);
206  lua_pushlightuserdata(L,argv);
207  if (lua_pcall(L,2,0,0)!=LUA_OK) fatal(lua_tostring(L,-1));
208  lua_close(L);
209  return EXIT_SUCCESS;
210 }
211 
212 /*
213 ** print bytecodes
214 */
215 
216 #define UPVALNAME(x) ((f->upvalues[x].name) ? getstr(f->upvalues[x].name) : "-")
217 #define VOID(p) ((const void*)(p))
218 #define eventname(i) (getstr(tmname[i]))
219 
220 static void PrintString(const TString* ts)
221 {
222  const char* s=getstr(ts);
223  size_t i,n=tsslen(ts);
224  printf("\"");
225  for (i=0; i<n; i++)
226  {
227   int c=(int)(unsigned char)s[i];
228   switch (c)
229   {
230    case '"':
231 	printf("\\\"");
232 	break;
233    case '\\':
234 	printf("\\\\");
235 	break;
236    case '\a':
237 	printf("\\a");
238 	break;
239    case '\b':
240 	printf("\\b");
241 	break;
242    case '\f':
243 	printf("\\f");
244 	break;
245    case '\n':
246 	printf("\\n");
247 	break;
248    case '\r':
249 	printf("\\r");
250 	break;
251    case '\t':
252 	printf("\\t");
253 	break;
254    case '\v':
255 	printf("\\v");
256 	break;
257    default:
258 	if (isprint(c)) printf("%c",c); else printf("\\%03d",c);
259 	break;
260   }
261  }
262  printf("\"");
263 }
264 
265 static void PrintType(const Proto* f, int i)
266 {
267  const TValue* o=&f->k[i];
268  switch (ttypetag(o))
269  {
270   case LUA_VNIL:
271 	printf("N");
272 	break;
273   case LUA_VFALSE:
274   case LUA_VTRUE:
275 	printf("B");
276 	break;
277   case LUA_VNUMFLT:
278 	printf("F");
279 	break;
280   case LUA_VNUMINT:
281 	printf("I");
282 	break;
283   case LUA_VSHRSTR:
284   case LUA_VLNGSTR:
285 	printf("S");
286 	break;
287   default:				/* cannot happen */
288 	printf("?%d",ttypetag(o));
289 	break;
290  }
291  printf("\t");
292 }
293 
294 static void PrintConstant(const Proto* f, int i)
295 {
296  const TValue* o=&f->k[i];
297  switch (ttypetag(o))
298  {
299   case LUA_VNIL:
300 	printf("nil");
301 	break;
302   case LUA_VFALSE:
303 	printf("false");
304 	break;
305   case LUA_VTRUE:
306 	printf("true");
307 	break;
308   case LUA_VNUMFLT:
309 	{
310 	char buff[100];
311 	sprintf(buff,LUA_NUMBER_FMT,fltvalue(o));
312 	printf("%s",buff);
313 	if (buff[strspn(buff,"-0123456789")]=='\0') printf(".0");
314 	break;
315 	}
316   case LUA_VNUMINT:
317 	printf(LUA_INTEGER_FMT,ivalue(o));
318 	break;
319   case LUA_VSHRSTR:
320   case LUA_VLNGSTR:
321 	PrintString(tsvalue(o));
322 	break;
323   default:				/* cannot happen */
324 	printf("?%d",ttypetag(o));
325 	break;
326  }
327 }
328 
329 #define COMMENT		"\t; "
330 #define EXTRAARG	GETARG_Ax(code[pc+1])
331 #define EXTRAARGC	(EXTRAARG*(MAXARG_C+1))
332 #define ISK		(isk ? "k" : "")
333 
334 static void PrintCode(const Proto* f)
335 {
336  const Instruction* code=f->code;
337  int pc,n=f->sizecode;
338  for (pc=0; pc<n; pc++)
339  {
340   Instruction i=code[pc];
341   OpCode o=GET_OPCODE(i);
342   int a=GETARG_A(i);
343   int b=GETARG_B(i);
344   int c=GETARG_C(i);
345   int ax=GETARG_Ax(i);
346   int bx=GETARG_Bx(i);
347   int sb=GETARG_sB(i);
348   int sc=GETARG_sC(i);
349   int sbx=GETARG_sBx(i);
350   int isk=GETARG_k(i);
351   int line=luaG_getfuncline(f,pc);
352   printf("\t%d\t",pc+1);
353   if (line>0) printf("[%d]\t",line); else printf("[-]\t");
354   printf("%-9s\t",opnames[o]);
355   switch (o)
356   {
357    case OP_MOVE:
358 	printf("%d %d",a,b);
359 	break;
360    case OP_LOADI:
361 	printf("%d %d",a,sbx);
362 	break;
363    case OP_LOADF:
364 	printf("%d %d",a,sbx);
365 	break;
366    case OP_LOADK:
367 	printf("%d %d",a,bx);
368 	printf(COMMENT); PrintConstant(f,bx);
369 	break;
370    case OP_LOADKX:
371 	printf("%d",a);
372 	printf(COMMENT); PrintConstant(f,EXTRAARG);
373 	break;
374    case OP_LOADFALSE:
375 	printf("%d",a);
376 	break;
377    case OP_LFALSESKIP:
378 	printf("%d",a);
379 	break;
380    case OP_LOADTRUE:
381 	printf("%d",a);
382 	break;
383    case OP_LOADNIL:
384 	printf("%d %d",a,b);
385 	printf(COMMENT "%d out",b+1);
386 	break;
387    case OP_GETUPVAL:
388 	printf("%d %d",a,b);
389 	printf(COMMENT "%s",UPVALNAME(b));
390 	break;
391    case OP_SETUPVAL:
392 	printf("%d %d",a,b);
393 	printf(COMMENT "%s",UPVALNAME(b));
394 	break;
395    case OP_GETTABUP:
396 	printf("%d %d %d",a,b,c);
397 	printf(COMMENT "%s",UPVALNAME(b));
398 	printf(" "); PrintConstant(f,c);
399 	break;
400    case OP_GETTABLE:
401 	printf("%d %d %d",a,b,c);
402 	break;
403    case OP_GETI:
404 	printf("%d %d %d",a,b,c);
405 	break;
406    case OP_GETFIELD:
407 	printf("%d %d %d",a,b,c);
408 	printf(COMMENT); PrintConstant(f,c);
409 	break;
410    case OP_SETTABUP:
411 	printf("%d %d %d%s",a,b,c,ISK);
412 	printf(COMMENT "%s",UPVALNAME(a));
413 	printf(" "); PrintConstant(f,b);
414 	if (isk) { printf(" "); PrintConstant(f,c); }
415 	break;
416    case OP_SETTABLE:
417 	printf("%d %d %d%s",a,b,c,ISK);
418 	if (isk) { printf(COMMENT); PrintConstant(f,c); }
419 	break;
420    case OP_SETI:
421 	printf("%d %d %d%s",a,b,c,ISK);
422 	if (isk) { printf(COMMENT); PrintConstant(f,c); }
423 	break;
424    case OP_SETFIELD:
425 	printf("%d %d %d%s",a,b,c,ISK);
426 	printf(COMMENT); PrintConstant(f,b);
427 	if (isk) { printf(" "); PrintConstant(f,c); }
428 	break;
429    case OP_NEWTABLE:
430 	printf("%d %d %d",a,b,c);
431 	printf(COMMENT "%d",c+EXTRAARGC);
432 	break;
433    case OP_SELF:
434 	printf("%d %d %d%s",a,b,c,ISK);
435 	if (isk) { printf(COMMENT); PrintConstant(f,c); }
436 	break;
437    case OP_ADDI:
438 	printf("%d %d %d",a,b,sc);
439 	break;
440    case OP_ADDK:
441 	printf("%d %d %d",a,b,c);
442 	printf(COMMENT); PrintConstant(f,c);
443 	break;
444    case OP_SUBK:
445 	printf("%d %d %d",a,b,c);
446 	printf(COMMENT); PrintConstant(f,c);
447 	break;
448    case OP_MULK:
449 	printf("%d %d %d",a,b,c);
450 	printf(COMMENT); PrintConstant(f,c);
451 	break;
452    case OP_MODK:
453 	printf("%d %d %d",a,b,c);
454 	printf(COMMENT); PrintConstant(f,c);
455 	break;
456    case OP_POWK:
457 	printf("%d %d %d",a,b,c);
458 	printf(COMMENT); PrintConstant(f,c);
459 	break;
460    case OP_DIVK:
461 	printf("%d %d %d",a,b,c);
462 	printf(COMMENT); PrintConstant(f,c);
463 	break;
464    case OP_IDIVK:
465 	printf("%d %d %d",a,b,c);
466 	printf(COMMENT); PrintConstant(f,c);
467 	break;
468    case OP_BANDK:
469 	printf("%d %d %d",a,b,c);
470 	printf(COMMENT); PrintConstant(f,c);
471 	break;
472    case OP_BORK:
473 	printf("%d %d %d",a,b,c);
474 	printf(COMMENT); PrintConstant(f,c);
475 	break;
476    case OP_BXORK:
477 	printf("%d %d %d",a,b,c);
478 	printf(COMMENT); PrintConstant(f,c);
479 	break;
480    case OP_SHRI:
481 	printf("%d %d %d",a,b,sc);
482 	break;
483    case OP_SHLI:
484 	printf("%d %d %d",a,b,sc);
485 	break;
486    case OP_ADD:
487 	printf("%d %d %d",a,b,c);
488 	break;
489    case OP_SUB:
490 	printf("%d %d %d",a,b,c);
491 	break;
492    case OP_MUL:
493 	printf("%d %d %d",a,b,c);
494 	break;
495    case OP_MOD:
496 	printf("%d %d %d",a,b,c);
497 	break;
498    case OP_POW:
499 	printf("%d %d %d",a,b,c);
500 	break;
501    case OP_DIV:
502 	printf("%d %d %d",a,b,c);
503 	break;
504    case OP_IDIV:
505 	printf("%d %d %d",a,b,c);
506 	break;
507    case OP_BAND:
508 	printf("%d %d %d",a,b,c);
509 	break;
510    case OP_BOR:
511 	printf("%d %d %d",a,b,c);
512 	break;
513    case OP_BXOR:
514 	printf("%d %d %d",a,b,c);
515 	break;
516    case OP_SHL:
517 	printf("%d %d %d",a,b,c);
518 	break;
519    case OP_SHR:
520 	printf("%d %d %d",a,b,c);
521 	break;
522    case OP_MMBIN:
523 	printf("%d %d %d",a,b,c);
524 	printf(COMMENT "%s",eventname(c));
525 	break;
526    case OP_MMBINI:
527 	printf("%d %d %d %d",a,sb,c,isk);
528 	printf(COMMENT "%s",eventname(c));
529 	if (isk) printf(" flip");
530 	break;
531    case OP_MMBINK:
532 	printf("%d %d %d %d",a,b,c,isk);
533 	printf(COMMENT "%s ",eventname(c)); PrintConstant(f,b);
534 	if (isk) printf(" flip");
535 	break;
536    case OP_UNM:
537 	printf("%d %d",a,b);
538 	break;
539    case OP_BNOT:
540 	printf("%d %d",a,b);
541 	break;
542    case OP_NOT:
543 	printf("%d %d",a,b);
544 	break;
545    case OP_LEN:
546 	printf("%d %d",a,b);
547 	break;
548    case OP_CONCAT:
549 	printf("%d %d",a,b);
550 	break;
551    case OP_CLOSE:
552 	printf("%d",a);
553 	break;
554    case OP_TBC:
555 	printf("%d",a);
556 	break;
557    case OP_JMP:
558 	printf("%d",GETARG_sJ(i));
559 	printf(COMMENT "to %d",GETARG_sJ(i)+pc+2);
560 	break;
561    case OP_EQ:
562 	printf("%d %d %d",a,b,isk);
563 	break;
564    case OP_LT:
565 	printf("%d %d %d",a,b,isk);
566 	break;
567    case OP_LE:
568 	printf("%d %d %d",a,b,isk);
569 	break;
570    case OP_EQK:
571 	printf("%d %d %d",a,b,isk);
572 	printf(COMMENT); PrintConstant(f,b);
573 	break;
574    case OP_EQI:
575 	printf("%d %d %d",a,sb,isk);
576 	break;
577    case OP_LTI:
578 	printf("%d %d %d",a,sb,isk);
579 	break;
580    case OP_LEI:
581 	printf("%d %d %d",a,sb,isk);
582 	break;
583    case OP_GTI:
584 	printf("%d %d %d",a,sb,isk);
585 	break;
586    case OP_GEI:
587 	printf("%d %d %d",a,sb,isk);
588 	break;
589    case OP_TEST:
590 	printf("%d %d",a,isk);
591 	break;
592    case OP_TESTSET:
593 	printf("%d %d %d",a,b,isk);
594 	break;
595    case OP_CALL:
596 	printf("%d %d %d",a,b,c);
597 	printf(COMMENT);
598 	if (b==0) printf("all in "); else printf("%d in ",b-1);
599 	if (c==0) printf("all out"); else printf("%d out",c-1);
600 	break;
601    case OP_TAILCALL:
602 	printf("%d %d %d%s",a,b,c,ISK);
603 	printf(COMMENT "%d in",b-1);
604 	break;
605    case OP_RETURN:
606 	printf("%d %d %d%s",a,b,c,ISK);
607 	printf(COMMENT);
608 	if (b==0) printf("all out"); else printf("%d out",b-1);
609 	break;
610    case OP_RETURN0:
611 	break;
612    case OP_RETURN1:
613 	printf("%d",a);
614 	break;
615    case OP_FORLOOP:
616 	printf("%d %d",a,bx);
617 	printf(COMMENT "to %d",pc-bx+2);
618 	break;
619    case OP_FORPREP:
620 	printf("%d %d",a,bx);
621 	printf(COMMENT "exit to %d",pc+bx+3);
622 	break;
623    case OP_TFORPREP:
624 	printf("%d %d",a,bx);
625 	printf(COMMENT "to %d",pc+bx+2);
626 	break;
627    case OP_TFORCALL:
628 	printf("%d %d",a,c);
629 	break;
630    case OP_TFORLOOP:
631 	printf("%d %d",a,bx);
632 	printf(COMMENT "to %d",pc-bx+2);
633 	break;
634    case OP_SETLIST:
635 	printf("%d %d %d",a,b,c);
636 	if (isk) printf(COMMENT "%d",c+EXTRAARGC);
637 	break;
638    case OP_CLOSURE:
639 	printf("%d %d",a,bx);
640 	printf(COMMENT "%p",VOID(f->p[bx]));
641 	break;
642    case OP_VARARG:
643 	printf("%d %d",a,c);
644 	printf(COMMENT);
645 	if (c==0) printf("all out"); else printf("%d out",c-1);
646 	break;
647    case OP_VARARGPREP:
648 	printf("%d",a);
649 	break;
650    case OP_EXTRAARG:
651 	printf("%d",ax);
652 	break;
653 #if 0
654    default:
655 	printf("%d %d %d",a,b,c);
656 	printf(COMMENT "not handled");
657 	break;
658 #endif
659   }
660   printf("\n");
661  }
662 }
663 
664 
665 #define SS(x)	((x==1)?"":"s")
666 #define S(x)	(int)(x),SS(x)
667 
668 static void PrintHeader(const Proto* f)
669 {
670  const char* s=f->source ? getstr(f->source) : "=?";
671  if (*s=='@' || *s=='=')
672   s++;
673  else if (*s==LUA_SIGNATURE[0])
674   s="(bstring)";
675  else
676   s="(string)";
677  printf("\n%s <%s:%d,%d> (%d instruction%s at %p)\n",
678 	(f->linedefined==0)?"main":"function",s,
679 	f->linedefined,f->lastlinedefined,
680 	S(f->sizecode),VOID(f));
681  printf("%d%s param%s, %d slot%s, %d upvalue%s, ",
682 	(int)(f->numparams),f->is_vararg?"+":"",SS(f->numparams),
683 	S(f->maxstacksize),S(f->sizeupvalues));
684  printf("%d local%s, %d constant%s, %d function%s\n",
685 	S(f->sizelocvars),S(f->sizek),S(f->sizep));
686 }
687 
688 static void PrintDebug(const Proto* f)
689 {
690  int i,n;
691  n=f->sizek;
692  printf("constants (%d) for %p:\n",n,VOID(f));
693  for (i=0; i<n; i++)
694  {
695   printf("\t%d\t",i);
696   PrintType(f,i);
697   PrintConstant(f,i);
698   printf("\n");
699  }
700  n=f->sizelocvars;
701  printf("locals (%d) for %p:\n",n,VOID(f));
702  for (i=0; i<n; i++)
703  {
704   printf("\t%d\t%s\t%d\t%d\n",
705   i,getstr(f->locvars[i].varname),f->locvars[i].startpc+1,f->locvars[i].endpc+1);
706  }
707  n=f->sizeupvalues;
708  printf("upvalues (%d) for %p:\n",n,VOID(f));
709  for (i=0; i<n; i++)
710  {
711   printf("\t%d\t%s\t%d\t%d\n",
712   i,UPVALNAME(i),f->upvalues[i].instack,f->upvalues[i].idx);
713  }
714 }
715 
716 static void PrintFunction(const Proto* f, int full)
717 {
718  int i,n=f->sizep;
719  PrintHeader(f);
720  PrintCode(f);
721  if (full) PrintDebug(f);
722  for (i=0; i<n; i++) PrintFunction(f->p[i],full);
723 }
724