zos-pascal-llvm

Ziel: Pascal-Programme (Free Pascal, alle Modi inkl. Object Pascal/Delphi) lokal übersetzen und als lauffähige z/OS-Binaries ausliefern – ohne IBM-Compilerlizenz.

Ansatz

Pascal ──FPC (Port s390x/zos, nur LLVM-Backend)──▶ LLVM-IR ──llc (s390x-ibm-zos)──▶ GOFF ──z/OS ld/Binder──▶ Programm

• Compiler: Free Pascal main (3.3.1) mit neuem CPU-Port s390x und Target zos (Patchserie fpc/patches/, Basis FPC main 37b8a1a9).
• RTL: rtl/zos (libc-basiert wie AIX, Werte auf z/OS gemessen) + rtl/s390x (ohne Assembler), kleine C-Laufzeit des Ports in runtime/: eigener XPLINK-Unwinder (zosunwind.c) für die LLVM-Exceptions, atomare Operationen.
• Backend: eigener LLVM-Zweig (llvm/, LLVM 23.1.2 mit z/OS-Korrekturen, +10 Patches).
• Laufzeitmodell: ASCII-Modus, POSIX(ON), AMODE 64, XPLINK-64, LE. C-Funktionen über die ASCII-Einstiege (zosmap.txt, aus den z/OS-Headern erzeugt).

Stand

Meilenstein	Inhalt	Status
PF0	Machbarkeit: FPC→LLVM-IR→GOFF→z/OS	erreicht 27.09.2026
PF1	echte system-Unit: writeln, Strings, Heap, Textdateien, halt	erreicht 27.09.2026 (pf1/pf1test.pas: 17/17)
PF2	Exceptions (eigener XPLINK-Unwinder), Basis-RTL (sysutils, classes, math, strutils, dateutils, fgl, …)	erreicht 27.09.2026 (pf2/: exctest 7/7, objtest 26/26)
PF3	FPC-Testsuite auf z/OS	tbs 772, tbf 317, webtbf 549, test 2025, webtbs 2696 (Referenz x86_64: 777, 318, 547, 2039, 2696); Unterverzeichnisse von test/: 828/982 (Referenz 828/982)
PF4	Interop Pascal ↔ C, DLL, Batch/JCL, PDSE	erreicht 27.09.2026 (pf4/: Pascal-DLL implizit/dynamisch, Ausnahmen über die DLL-Grenze, Programm in PDSE als Batch-Job)
PF5	C-ABI für Records (alle Größen, complex-artig, beide Richtungen)	erreicht 28.09.2026 (pf5/abi.pas 27/27, Testsuite test/cg/tcalext*, tcalpvr* 12/12); Backtraces mit Funktionsnamen und mit -gl Zeilennummern (pf5/bt.pas); Inline-Assembler in HLASM-Syntax (pf5/asmtest.pas 6/6)
PF6	MVS-Datasets und DD-Anweisungen in der normalen Pascal-Datei-E/A (Text mit EBCDIC-Umwandlung, binär), Batch mit SYSIN/SYSPRINT	erreicht 28.09.2026 (pf6/)
PF7	FPC-Packages: fcl-base, fcl-json, fcl-xml, fcl-process, fcl-net/Sockets, rtl-generics, hash, paszlib u. a., fcl-web, fcl-db, System V IPC (332 Units)	erreicht 28.09.2026 (pf7/pkgtest.pas 18/18, webtest 3/3, ipctest 22/22)
PF8	Produktion: Version 0.9.0, CI, freigegebene Schalter (PRODUKTION.md); EBCDIC-CCSIDs, gepackte/gezonte Dezimalzahlen, Copybook → Pascal, Db2 ODBC/CLI, AMODE 31 ↔ 64 (COBOL/HLASM)	umgesetzt 04.10.2026, lokal getestet (x86_64, CI); auf z/OS noch nicht getestet (pf8/README.md)

Benutzung (WSL)

sh scripts/build-rtl.sh            # Compiler + RTL + Packages nach ~/opt/zfpc
sh scripts/zfpc prog.pas           # übersetzen, auf z/OS binden
./prog                             # startet das Programm auf z/OS (über SSH)

zfpc --version zeigt die Port-Version (VERSION, Ablauf und Schalter für die Produktion: PRODUKTION.md, Änderungen: CHANGELOG.md); zfpc --db2 bindet gegen Db2 ODBC (pf8/README.md).

zfpc ruft ppcs390x; FPC ruft clang (= scripts/zos-irc, LLVM-IR → GOFF mit llc) und als Linker scripts/zos-ld (lädt die Objekte hoch, bindet mit ld auf z/OS, hinterlässt ein Start-Skript). Zugangsdaten: .zos.env im Repo (nicht versioniert).

VS Code (Tasks für Übersetzen, Ausführen, Batch über FTP/JES): VSCODE.md.

Delphi-Quellen und Units mit Namensraum

Delphi-Quelltext übersetzt FPC im Delphi-Modus ({$MODE DELPHI} / {$MODE DELPHIUNICODE}, .dpr geht). Für Units mit Namensraum wie in Delphi (System.SysUtils, System.Classes, System.Generics.Collections, System.Rtti, Data.FMTBcd, FpJson.Data …) gibt es einen zweiten Unit-Satz ~/opt/zfpc/units/zos-ns, gebaut wie FPC mit FPC_DOTTEDUNITS:

ZFPC_DOTTED=1 sh scripts/build-rtl.sh --no-compiler   # RTL + Packages mit Namensraum
sh scripts/zos-install-rtl.sh --ns                    # auf z/OS als lib/libfpcns.a
sh scripts/zfpc --ns prog.dpr                          # (oder ZFPC_NS=1)

zfpc --ns setzt die Standard-Namensräume System, System.Console, UnixApi, TP und Data: auch uses SysUtils, Classes, Crt, Dos findet die Units (gemischt mit System.Classes im selben Programm: FPC-Patch 0041), weitere mit -FN<namensraum>. Einen Satz je Programm; Units ohne Namensraum aus dem anderen Satz passen nicht dazu. Ohne Namensraum bleiben wie bei FPC system, objpas, heaptrc, iso7185, lnfodwrf, extpas, macpas und die z/OS-Units zosebcdic, zosrecio. Nicht vorhanden (auch ohne Namensraum): VCL/FMX, FireDAC, Windows-, Apache- und Microhttpd-Anbindungen.

Werkzeuge

Skript	Zweck
scripts/build-rtl.sh	Cross-Compiler, Port-Laufzeit, RTL-Units, zosmap.txt nach ~/opt/zfpc
scripts/zfpc	Compiler-Aufruf mit den z/OS-Einstellungen
scripts/zos-irc	„clang“ für FPC: LLVM-IR → GOFF (llc, ggf. opt)
scripts/zos-ld	„Linker“ für FPC: Upload + ld auf z/OS + Start-Skript
scripts/zos-sh	Befehl in der z/OS-UNIX-Shell ausführen
scripts/zos-batch.sh [-n] MEMBER [PARM]	Programm aus der PDSE (ZOS_PDS=MEMBER zfpc …) als Batch-Job ausführen
scripts/gen-zosmap.py	C-Name → ASCII-Einstieg aus den z/OS-Headern
scripts/gen-errno.py	rtl/zos/errno.inc aus errno.h
pf1/probe/zosprobe.c	misst Typen, Layouts, Konstanten auf z/OS (Pascal-Ausgabe)
scripts/goffdump.py [-v]	GOFF-Objekte prüfen
scripts/llvm-quick-rebuild.sh	einzelne LLVM-Quellen schnell neu übersetzen
scripts/ci-build.sh	lokaler Teil der CI (Patches, Compiler, RTL/Packages, pf-Programme, Python, x86-Tests)
scripts/ci-zos.sh	z/OS-Teil der CI (Self-Hosted-Runner)
scripts/gen-ccsid.py	EBCDIC-Tabellen (CCSIDs) aus den ICU-Zuordnungen
scripts/copybook2pas.py	COBOL-Copybook → Pascal-Unit (Satzbild, Feldzugriffe)
scripts/zos-hostenv.sh	WSL oder Linux für die z/OS-Skripte (ssh.exe bzw. ssh)

Lizenz

Wie Free Pascal: Port-Laufzeit, Skripte und Tests unter LGPL-2.1-or-later mit der Ausnahme für statisches Binden der FPC-RTL (COPYING.LGPL.txt, COPYING.FPC) – damit gebundene Programme dürfen unter beliebigen Bedingungen weitergegeben werden. Die FPC-Patches (fpc/patches) folgen der Lizenz der geänderten FPC-Dateien (Compiler: GPL-2.0-or-later, COPYING.GPL.txt; RTL: wie oben), die LLVM-Patches (llvm/patches) der LLVM-Lizenz (Apache-2.0 WITH LLVM-exception). Details: LICENSE.