bertos/cfg/compiler.h

   1 /**
   2  * \file
   3  * <!--
   4  * This file is part of BeRTOS.
   5  *
   6  * Bertos is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   9  * (at your option) any later version.
  10  *
  11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14  * GNU General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  * along with this program; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
  19  *
  20  * As a special exception, you may use this file as part of a free software
  21  * library without restriction.  Specifically, if other files instantiate
  22  * templates or use macros or inline functions from this file, or you compile
  23  * this file and link it with other files to produce an executable, this
  24  * file does not by itself cause the resulting executable to be covered by
  25  * the GNU General Public License.  This exception does not however
  26  * invalidate any other reasons why the executable file might be covered by
  27  * the GNU General Public License.
  28  *
  29  * Copyright 2003, 2004, 2005 Develer S.r.l. (http://www.develer.com/)
  30  * Copyright 2001, 2002, 2003 Bernie Innocenti <bernie@codewiz.org>
  31  *
  32  * -->
  33  *
  34  * \brief Additional support macros for compiler independance
  35  *
  36  * \author Bernie Innocenti <bernie@codewiz.org>
  37  */
  38
  39 #ifndef BERTOS_COMPILER_H
  40 #define BERTOS_COMPILER_H
  41
  42 #include <cpu/detect.h>
  43
  44
  45 #if defined __GNUC__ && defined __GNUC_MINOR__
  46         #define GNUC_PREREQ(maj, min) \
  47                 ((__GNUC__ << 16) + __GNUC_MINOR__ >= ((maj) << 16) + (min))
  48 #else
  49         #define GNUC_PREREQ(maj, min) 0
  50 #endif
  51
  52 /* Some CW versions do not allow enabling C99 from the settings panel. */
  53 #if defined(__MWERKS__)
  54         #pragma c99 on
  55 #endif
  56
  57 #if defined(__STDC_VERSION__) && (__STDC_VERSION__ >= 199901L)
  58         #define COMPILER_C99      1
  59 #else
  60         #define COMPILER_C99      0
  61 #endif
  62
  63
  64 /** Concatenate two different preprocessor tokens (allowing macros to expand) */
  65 #define PP_CAT(x,y)         PP_CAT__(x,y)
  66 #define PP_CAT__(x,y)       x ## y
  67 #define PP_CAT3(x,y,z)      PP_CAT(PP_CAT(x,y),z)
  68 #define PP_CAT4(x,y,z,w)    PP_CAT(PP_CAT3(x,y,z),w)
  69 #define PP_CAT5(x,y,z,w,j)  PP_CAT(PP_CAT4(x,y,z,w),j)
  70
  71 /** String-ize a token (allowing macros to expand) */
  72 #define PP_STRINGIZE(x)     PP_STRINGIZE__(x)
  73 #define PP_STRINGIZE__(x)   #x
  74
  75
  76 /**
  77  */
  78 #if COMPILER_C99
  79         #define COUNT_PARMS2(_0, _1, _2, _3, _4, _5, _6, _7, _8, _9, _10, _, ...) _
  80         #define COUNT_PARMS(...) \
  81                         COUNT_PARMS2(11 , ## __VA_ARGS__, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0)
  82
  83         /**
  84          * usage:
  85          * \code
  86          * #define foo_init(...) PP_CAT(foo_init_, COUNT_PARMS(__VA_ARGS__)) (__VA_ARGS__)
  87          * \endcode
  88          */
  89
  90 #else
  91         #define COUNT_PARMS2(_0, _1, _2, _3, _4, _5, _6, _7, _8, _9, _10, _, ...) _
  92         #define COUNT_PARMS(args...) \
  93                         COUNT_PARMS2(11 , ## args, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0)
  94
  95         /**
  96          * usage:
  97          * \code
  98          * #define foo_init(args...) PP_CAT(foo_init_, COUNT_PARMS(args)) (args)
  99          * \endcode
 100          */
 101
 102 #endif
 103
 104 #if defined(__IAR_SYSTEMS_ICC) || defined(__IAR_SYSTEMS_ICC__)
 105
 106         #pragma language=extended
 107
 108         #if CPU_ARM
 109
 110                 #define COMPILER_VARIADIC_MACROS 1
 111
 112                 #define INTERRUPT(x)  __irq __arm void x (void)
 113                 #define INLINE        static inline
 114
 115                 /* Include some standard C89/C99 stuff */
 116                 #include <stddef.h>
 117                 #include <stdint.h>
 118                 #include <stdbool.h>
 119
 120         #elif CPU_I196
 121
 122                 // IAR has size_t as built-in type, but does not define this symbol.
 123                 #define _SIZE_T_DEFINED
 124
 125                 #define INTERRUPT(x)  interrupt [x]
 126                 #define REGISTER      shortad
 127                 #define INLINE        /* unsupported */
 128
 129                 /*
 130                  * Imported from <longjmp.h>. Unfortunately, we can't just include
 131                  * this header because it typedefs jmp_buf to be an array of chars.
 132                  * This would allow the compiler to place the buffer on an odd address.
 133                  * The CPU _should_ be able to perform word accesses to
 134                  * unaligned data, but there are *BUGS* in the 80196KC with
 135                  * some combinations of opcodes and addressing modes. One of
 136                  * these, "ST SP,[?GR]+" is used in the longjmp() implementation
 137                  * provided by the IAR compiler ANSI C library. When ?GR contains
 138                  * an odd address, surprisingly the CPU will copy the high order
 139                  * byte of the source operand (SP) in the low order byte of the
 140                  * destination operand (the memory location pointed to by ?GR).
 141                  *
 142                  * We also need to replace the library setjmp()/longjmp() with
 143                  * our own versions because the IAR implementation "forgets" to
 144                  * save the contents of local registers (?LR).
 145                  */
 146                 struct _JMP_BUF
 147                 {
 148                         void *sp;           /* Stack pointer */
 149                         void *return_addr;  /* Return address */
 150                         int lr[6];          /* 6 local registers */
 151                 };
 152
 153                 typedef struct _JMP_BUF jmp_buf[1];
 154
 155                 int setjmp(jmp_buf env);
 156                 void longjmp(jmp_buf env, int val);
 157
 158                 /* Fake bool support */
 159                 #define true (1==1)
 160                 #define false (1!=1)
 161                 typedef unsigned char bool;
 162
 163         #else
 164                 #error Unsupported CPU
 165         #endif
 166
 167 #elif defined(_MSC_VER) /* Win32 emulation support */
 168
 169         /* MSVC doesn't provide <stdbool.h>. */
 170         #ifndef __cplusplus
 171                 #define true (1==1)
 172                 #define false (1!=1)
 173                 typedef int bool;
 174         #endif /* !__cplusplus */
 175
 176         /* These C99 functions are oddly named in MSVCRT32.lib */
 177         #define snprintf _snprintf
 178         #define vsnprintf _vsnprintf
 179
 180         /* MSVC doesn't support C99's __func__, but has a similar extension. */
 181         #define __func__ __FUNCTION__
 182
 183         /* MSVC doesn't support C99's inline keyword */
 184         #ifndef __cplusplus
 185                 #define INLINE __inline
 186         #endif
 187
 188 #elif defined(__GNUC__)
 189
 190         /* Compiler features */
 191         #define COMPILER_VARIADIC_MACROS 1 /* Even in C++ */
 192         #define COMPILER_TYPEOF 1
 193         #define COMPILER_STATEMENT_EXPRESSIONS 1
 194
 195         /* GCC attributes */
 196         #define FORMAT(type,fmt,first)  __attribute__((__format__(type, fmt, first)))
 197         #define NORETURN                __attribute__((__noreturn__))
 198         #define UNUSED_ARG(type,arg)    __attribute__((__unused__)) type arg
 199         #define UNUSED_VAR(type,name)   __attribute__((__unused__)) type name
 200         #define USED_VAR(type,name)     __attribute__((__used__)) type name
 201         #define INLINE                  static inline __attribute__((__always_inline__))
 202         #define NOINLINE                __attribute__((noinline))
 203         #define LIKELY(x)               __builtin_expect(!!(x), 1)
 204         #define UNLIKELY(x)             __builtin_expect(!!(x), 0)
 205         #define PURE_FUNC               __attribute__((pure))
 206         #define CONST_FUNC              __attribute__((const))
 207         #define UNUSED_FUNC             __attribute__((unused))
 208         #define USED_FUNC               __attribute__((__used__))
 209         #define RESTRICT                __restrict__
 210         #define MUST_CHECK              __attribute__((warn_unused_result))
 211         #define PACKED                  __attribute__((packed))
 212         #define ALIGNED(x)              __attribute__ ((__aligned__(x)))
 213         #if CPU_ARM | CPU_CM3
 214                 #define NAKED           __attribute__((naked))
 215         #else
 216                 #define NAKED
 217         #endif
 218
 219         /**
 220          * Force compiler to realod context variable.
 221          */
 222         #define MEMORY_BARRIER           asm volatile ("" : : : "memory")
 223
 224         #if GNUC_PREREQ(3,1)
 225                 #define DEPRECATED  __attribute__((__deprecated__))
 226         #endif
 227
 228         #if GNUC_PREREQ(4,5)
 229                 #define UNREACHABLE() __builtin_unreachable()
 230         #endif
 231
 232         #ifndef __cplusplus
 233                 #define ASSERT_TYPE_EQUAL(var1, var2) \
 234                         STATIC_ASSERT(__builtin_types_compatible_p(typeof(var1), typeof(var2)))
 235                 #define ASSERT_TYPE_IS(var, type) \
 236                         STATIC_ASSERT(__builtin_types_compatible_p(typeof(var), type))
 237         #endif
 238
 239         /* Include some standard C89/C99 stuff */
 240         #include <stddef.h>
 241         #include <stdint.h>
 242         #include <stdbool.h>
 243         #if !CPU_AVR
 244         #include <sys/types.h> /* for ssize_t */
 245         #endif
 246
 247         #ifndef __cplusplus
 248                 /*
 249                  * Disallow some C++ keywords as identifiers in C programs,
 250                  * for improved portability.
 251                  */
 252                 #pragma GCC poison new delete class template typename
 253                 #pragma GCC poison private protected public operator
 254                 #pragma GCC poison friend mutable using namespace
 255                 #pragma GCC poison cin cout cerr clog
 256         #endif
 257
 258
 259
 260 #elif defined(__MWERKS__)
 261
 262         /* Compiler features */
 263         #define COMPILER_VARIADIC_MACROS 1
 264         #define COMPILER_TYPEOF 1
 265         #define COMPILER_STATEMENT_EXPRESSIONS 1
 266
 267         #define typeof __typeof__
 268
 269         #define UNUSED_ARG(type,arg)    type
 270
 271         #include <stddef.h>
 272         #include <stdint.h>
 273         #include <stdbool.h>
 274
 275         // CodeWarrior has size_t as built-in type, but does not define this symbol.
 276         #define _SIZE_T_DEFINED
 277
 278 #else
 279         #error unknown compiler
 280 #endif
 281
 282
 283 /* Defaults for compiler extensions. */
 284
 285 /**
 286  * \def COMPILER_VARIADIC_MACROS
 287  * Support for macros with variable arguments.
 288  */
 289 #ifndef COMPILER_VARIADIC_MACROS
 290 #define COMPILER_VARIADIC_MACROS (COMPILER_C99 != 0)
 291 #endif
 292
 293 /**
 294  * \def COMPILER_TYPEOF
 295  * Support for dynamic type identification.
 296  */
 297 #ifndef COMPILER_TYPEOF
 298 #define COMPILER_TYPEOF 0
 299 #endif
 300
 301 /**
 302  * \def COMPILER_STATEMENT_EXPRESSIONS
 303  * Support for statement expressions.
 304  */
 305 #ifndef COMPILER_STATEMENT_EXPRESSIONS
 306 #define COMPILER_STATEMENT_EXPRESSIONS 0
 307 #endif
 308
 309 /* A few defaults for missing compiler features. */
 310 #ifndef INLINE
 311 #define INLINE                 static inline
 312 #endif
 313 #ifndef NOINLINE
 314 #define NOINLINE               /* nothing */
 315 #endif
 316 #ifndef NORETURN
 317 #define NORETURN               /* nothing */
 318 #endif
 319 #ifndef FORMAT
 320 #define FORMAT(type,fmt,first) /* nothing */
 321 #endif
 322 #ifndef DEPRECATED
 323 #define DEPRECATED             /* nothing */
 324 #endif
 325 #ifndef UNUSED_ARG
 326 #define UNUSED_ARG(type,arg)   type arg
 327 #endif
 328 #ifndef UNUSED_VAR
 329 #define UNUSED_VAR(type,name)  type name
 330 #endif
 331 #ifndef USED_VAR
 332 #define USED_VAR(type,name)    type name
 333 #endif
 334 #ifndef REGISTER
 335 #define REGISTER               /* nothing */
 336 #endif
 337 #ifndef LIKELY
 338 #define LIKELY(x)              x
 339 #endif
 340 #ifndef UNLIKELY
 341 #define UNLIKELY(x)            x
 342 #endif
 343 #ifndef PURE_FUNC
 344 #define PURE_FUNC              /* nothing */
 345 #endif
 346 #ifndef CONST_FUNC
 347 #define CONST_FUNC             /* nothing */
 348 #endif
 349 #ifndef UNUSED_FUNC
 350 #define UNUSED_FUNC            /* nothing */
 351 #endif
 352 #ifndef USED_FUNC
 353 #define USED_FUNC              /* nothing */
 354 #endif
 355 #ifndef RESTRICT
 356 #define RESTRICT               /* nothing */
 357 #endif
 358 #ifndef MUST_CHECK
 359 #define MUST_CHECK             /* nothing */
 360 #endif
 361 #ifndef PACKED
 362 #define PACKED                 /* nothing */
 363 #endif
 364 #ifndef ALIGNED
 365 #define ALIGNED                /* nothing */
 366 #endif
 367 #ifndef MEMORY_BARRIER
 368 #define MEMORY_BARRIER         /* nothing */
 369 #warning No memory barrier defined for select compiler. If you use the kernel check it.
 370 #endif
 371 #ifndef UNREACHABLE
 372 #define UNREACHABLE() for (;;)
 373 #endif
 374
 375
 376 /* Misc definitions */
 377 #ifndef NULL
 378 #define NULL  (void *)0
 379 #endif
 380 #ifndef EOF
 381 #define EOF   (-1)
 382 #endif
 383
 384 /* Support for hybrid C/C++ applications. */
 385 #ifdef __cplusplus
 386         #define EXTERN_C        extern "C"
 387         #define EXTERN_C_BEGIN  extern "C" {
 388         #define EXTERN_C_END    }
 389         #define EXTERN_CONST    extern const
 390         #define CONST_CAST(TYPE,EXPR)   (const_cast<TYPE>(EXPR))
 391 #else
 392         #define EXTERN_C        extern
 393         #define EXTERN_C_BEGIN  /* nothing */
 394         #define EXTERN_C_END    /* nothing */
 395         #define EXTERN_CONST    const
 396         #define CONST_CAST(TYPE,EXPR)   ((TYPE)(EXPR)) /* FIXME: How can we suppress the warning in C? */
 397 #endif
 398
 399
 400 #if defined(_MSC_VER) \
 401         || ((defined(__IAR_SYSTEMS_ICC) || defined(__IAR_SYSTEMS_ICC__)) && CPU_I196)
 402         /**
 403          * \name ISO C99 fixed-size types
 404          *
 405          * These should be in <stdint.h>, but a few compilers lack them.
 406          * \{
 407          */
 408         typedef signed char         int8_t;
 409         typedef unsigned char       uint8_t;
 410         typedef short int           int16_t;
 411         typedef unsigned short int  uint16_t;
 412         typedef long int            int32_t; /* _WIN64 safe */
 413         typedef unsigned long int   uint32_t; /* _WIN64 safe */
 414
 415         #ifdef _MSC_VER
 416                 typedef __int64              int64_t;
 417                 typedef unsigned __int64     uint64_t;
 418         #else
 419                 typedef long long            int64_t;
 420                 typedef unsigned long long   uint64_t;
 421         #endif
 422         /* \} */
 423 #else
 424         /* This is the standard location. */
 425         #include <stdint.h>
 426 #endif
 427
 428 #if CPU_AVR_ATMEGA8
 429         /*
 430          * The ATmega8 has a very small Flash, so we can't afford
 431          * to link in support routines for 32bit integer arithmetic.
 432          */
 433         typedef int16_t ticks_t;  /**< Type for time expressed in ticks. */
 434         typedef int16_t mtime_t;  /**< Type for time expressed in milliseconds. */
 435         typedef int16_t utime_t;  /**< Type for time expressed in microseconds. */
 436         #define SIZEOF_MTIME_T (16 / CPU_BITS_PER_CHAR)
 437         #define SIZEOF_UTIME_T (16 / CPU_BITS_PER_CHAR)
 438         #define MTIME_INFINITE 0x7FFFL
 439 #else
 440         typedef int32_t ticks_t;  /**< Type for time expressed in ticks. */
 441
 442         typedef int32_t utime_t;  /**< Type for time expressed in microseconds. */
 443         #define SIZEOF_UTIME_T (32 / CPU_BITS_PER_CHAR)
 444
 445         #ifndef DEVLIB_MTIME_DEFINED
 446                 #define DEVLIB_MTIME_DEFINED 1 /* Resolve conflict with <os/hptime.h> */
 447                 typedef int32_t mtime_t;  /**< Type for time expressed in milliseconds. */
 448                 #define SIZEOF_MTIME_T (32 / CPU_BITS_PER_CHAR)
 449                 #define MTIME_INFINITE 0x7FFFFFFFL
 450         #endif
 451 #endif
 452
 453 /** Bulk storage large enough for both pointers or integers. */
 454 typedef void * iptr_t;
 455
 456 /** Bulk storage large enough for both pointers to constants or integers. */
 457 typedef const void * const_iptr_t;
 458
 459 typedef unsigned char sigbit_t;  /**< Type for signal bits. */
 460 typedef unsigned char sigmask_t; /**< Type for signal masks. */
 461
 462
 463 /**
 464  * \name Standard type definitions.
 465  *
 466  * These should be in <sys/types.h> or <stddef.h>, but many compilers
 467  * and C libraries lack them.
 468  *
 469  * We check for some common definitions to avoid redefinitions:
 470  *
 471  *    glibc, avr-libc: _SIZE_T_DEFINED, __ssize_t_defined
 472  *    Darwin libc:     _BSD_SIZE_T_DEFINED_, _SIZE_T
 473  *    IAR ARM:         _SIZE_T
 474  *
 475  * \{
 476  */
 477 #if !(defined(size_t) || defined(_SIZE_T_DEFINED) || defined(_BSD_SIZE_T_DEFINED_) \
 478         || defined(_SIZE_T))
 479         #if CPU_X86
 480                 /* 32bit or 64bit (32bit for _WIN64). */
 481                 typedef unsigned long size_t;
 482         #else
 483                 #error Unknown CPU
 484         #endif
 485 #endif
 486
 487 #if !(defined(ssize_t) || defined(_SSIZE_T) || defined(__ssize_t_defined))
 488         #if CPU_X86
 489                 /* 32bit or 64bit (32bit for _WIN64). */
 490                 typedef long ssize_t;
 491         #elif CPU_ARM || CPU_CM3
 492                 typedef int ssize_t;
 493         #elif CPU_AVR || CPU_MSP430
 494                 /* 16bit (missing in avr-/msp430-libc's sys/types.h). */
 495                 typedef int ssize_t;
 496         #else
 497                 #error Unknown CPU
 498         #endif
 499 #endif
 500 /*\}*/
 501
 502
 503 /**
 504  * \name Types for hardware registers.
 505  *
 506  * Only use these types for registers whose contents can
 507  * be changed asynchronously by external hardware.
 508  *
 509  * \{
 510  */
 511 #if CPU_DSP56K
 512         /* Registers can be accessed only through 16-bit pointers */
 513         typedef volatile uint16_t  reg16_t;
 514 #else
 515         typedef volatile uint8_t   reg8_t;
 516         typedef volatile uint16_t  reg16_t;
 517         typedef volatile uint32_t  reg32_t;
 518 #endif
 519 /*\}*/
 520
 521
 522 /* Quasi-ANSI macros */
 523 #ifndef offsetof
 524         /**
 525          * Return the byte offset of the member \a m in struct \a s.
 526          *
 527          * \note This macro should be defined in "stddef.h" and is sometimes
 528          *       compiler-specific (g++ has a builtin for it).
 529          */
 530         #define offsetof(s,m)  (size_t)&(((s *)0)->m)
 531 #endif
 532 #ifndef countof
 533         /**
 534          * Count the number of elements in the static array \a a.
 535          *
 536          * \note This macro is non-standard, but implements a very common idiom
 537          */
 538         #if defined(__GNUC__) && !defined(__cplusplus)
 539                 /*
 540                  * Perform a compile time type checking: countof() can only
 541                  * work with static arrays, so throw a compile time error if a
 542                  * pointer is passed as argument.
 543                  *
 544                  * NOTE: the construct __builtin_types_compatible_p() is only
 545                  * available for C.
 546                  */
 547                 #define countof(a) (sizeof(a) / sizeof(*(a)) +          \
 548                                 STATIC_ASSERT_EXPR(                     \
 549                                         !__builtin_types_compatible_p(  \
 550                                                 typeof(a), typeof(&a[0]))))
 551         #else
 552                 #define countof(a)  (sizeof(a) / sizeof(*(a)))
 553         #endif
 554 #endif
 555 #ifndef alignof
 556         /**
 557          * Return the alignment in memory of a generic data type.
 558          *
 559          * \note We need to worry about alignment when allocating memory that
 560          * will be used later by unknown objects (e.g., malloc()) or, more
 561          * generally, whenever creating generic container types.
 562          */
 563         #define alignof(type) offsetof(struct { char c; type member; }, member)
 564 #endif
 565
 566 /**
 567  * Cast a member of a structure out to the containing structure.
 568  *
 569  * \param ptr     the pointer to the member.
 570  * \param type    the type of the container struct this is embedded in.
 571  * \param member  the name of the member within the struct.
 572  */
 573 #if COMPILER_TYPEOF && COMPILER_STATEMENT_EXPRESSIONS
 574         #define containerof(ptr, type, member) ({ \
 575                 typeof( ((type *)0)->member ) *_mptr = (ptr); /* type check */ \
 576                 (type *)(void *)((char *)_mptr - offsetof(type, member)); \
 577         })
 578 #else
 579         #define containerof(ptr, type, member) \
 580                 ( (type *)(void *)((char *)(ptr) - offsetof(type, member)) )
 581 #endif
 582
 583 /** Issue a compilation error if the \a condition is false */
 584 #define STATIC_ASSERT(condition)  \
 585         UNUSED_VAR(extern char, STATIC_ASSERTION_FAILED__[(condition) ? 1 : -1])
 586
 587 /**
 588  * Issue a compilation error if \a __cond is false (this can be used inside an
 589  * expression).
 590  */
 591 #define STATIC_ASSERT_EXPR(__cond) \
 592         (sizeof(struct { int STATIC_ASSERTION_FAILED__:!!(__cond); }) * 0)
 593
 594 #ifndef ASSERT_TYPE_EQUAL
 595         /** Ensure two variables have the same type. */
 596         #define ASSERT_TYPE_EQUAL(var1, var2)  \
 597                         do { (void)(&(var1) == &(var2)); } while(0)
 598 #endif
 599
 600 #ifndef ASSERT_TYPE_IS
 601         /** Ensure variable is of specified type. */
 602         #define ASSERT_TYPE_IS(var, type)  \
 603                         do { (void)(&(var) == (type *)0); } while(0)
 604 #endif
 605
 606 #endif /* BERTOS_COMPILER_H */