compiler/cmm/PprC.hs

   1 {-# OPTIONS -w #-}
   2 -- The above warning supression flag is a temporary kludge.
   3 -- While working on this module you are encouraged to remove it and fix
   4 -- any warnings in the module. See
   5 --     http://hackage.haskell.org/trac/ghc/wiki/Commentary/CodingStyle#Warnings
   6 -- for details
   7
   8 -----------------------------------------------------------------------------
   9 --
  10 -- Pretty-printing of Cmm as C, suitable for feeding gcc
  11 --
  12 -- (c) The University of Glasgow 2004-2006
  13 --
  14 -----------------------------------------------------------------------------
  15
  16 --
  17 -- Print Cmm as real C, for -fvia-C
  18 --
  19 -- See wiki:Commentary/Compiler/Backends/PprC
  20 --
  21 -- This is simpler than the old PprAbsC, because Cmm is "macro-expanded"
  22 -- relative to the old AbstractC, and many oddities/decorations have
  23 -- disappeared from the data type.
  24 --
  25
  26 -- ToDo: save/restore volatile registers around calls.
  27
  28 module PprC (
  29         writeCs,
  30         pprStringInCStyle
  31   ) where
  32
  33 #include "HsVersions.h"
  34
  35 -- Cmm stuff
  36 import BlockId
  37 import Cmm
  38 import PprCmm   ()      -- Instances only
  39 import CLabel
  40 import MachOp
  41 import ForeignCall
  42 import ClosureInfo
  43
  44 -- Utils
  45 import DynFlags
  46 import Unique
  47 import UniqSet
  48 import FiniteMap
  49 import UniqFM
  50 import FastString
  51 import Outputable
  52 import Constants
  53
  54 -- The rest
  55 import Data.List
  56 import Data.Bits
  57 import Data.Char
  58 import System.IO
  59 import Data.Word
  60
  61 import Data.Array.ST
  62 import Control.Monad.ST
  63
  64 #if x86_64_TARGET_ARCH
  65 import StaticFlags      ( opt_Unregisterised )
  66 #endif
  67
  68 #if defined(alpha_TARGET_ARCH) || defined(mips_TARGET_ARCH) || defined(mipsel_TARGET_ARCH) || defined(arm_TARGET_ARCH)
  69 #define BEWARE_LOAD_STORE_ALIGNMENT
  70 #endif
  71
  72 -- --------------------------------------------------------------------------
  73 -- Top level
  74
  75 pprCs :: DynFlags -> [RawCmm] -> SDoc
  76 pprCs dflags cmms
  77  = pprCode CStyle (vcat $ map (\c -> split_marker $$ pprC c) cmms)
  78  where
  79    split_marker
  80      | dopt Opt_SplitObjs dflags = ptext (sLit "__STG_SPLIT_MARKER")
  81      | otherwise                 = empty
  82
  83 writeCs :: DynFlags -> Handle -> [RawCmm] -> IO ()
  84 writeCs dflags handle cmms
  85   = printForC handle (pprCs dflags cmms)
  86
  87 -- --------------------------------------------------------------------------
  88 -- Now do some real work
  89 --
  90 -- for fun, we could call cmmToCmm over the tops...
  91 --
  92
  93 pprC :: RawCmm -> SDoc
  94 pprC (Cmm tops) = vcat $ intersperse (text "") $ map pprTop tops
  95
  96 --
  97 -- top level procs
  98 --
  99 pprTop :: RawCmmTop -> SDoc
 100 pprTop (CmmProc info clbl _params (ListGraph blocks)) =
 101     (if not (null info)
 102         then pprDataExterns info $$
 103              pprWordArray (entryLblToInfoLbl clbl) info
 104         else empty) $$
 105     (case blocks of
 106         [] -> empty
 107          -- the first block doesn't get a label:
 108         (BasicBlock _ stmts : rest) -> vcat [
 109            text "",
 110            extern_decls,
 111            (if (externallyVisibleCLabel clbl)
 112                     then mkFN_ else mkIF_) (pprCLabel clbl) <+> lbrace,
 113            nest 8 temp_decls,
 114            nest 8 mkFB_,
 115            nest 8 (vcat (map pprStmt stmts)) $$
 116               vcat (map pprBBlock rest),
 117            nest 8 mkFE_,
 118            rbrace ]
 119     )
 120   where
 121         (temp_decls, extern_decls) = pprTempAndExternDecls blocks
 122
 123
 124 -- Chunks of static data.
 125
 126 -- We only handle (a) arrays of word-sized things and (b) strings.
 127
 128 pprTop (CmmData _section _ds@[CmmDataLabel lbl, CmmString str]) =
 129   hcat [
 130     pprLocalness lbl, ptext (sLit "char "), pprCLabel lbl,
 131     ptext (sLit "[] = "), pprStringInCStyle str, semi
 132   ]
 133
 134 pprTop (CmmData _section _ds@[CmmDataLabel lbl, CmmUninitialised size]) =
 135   hcat [
 136     pprLocalness lbl, ptext (sLit "char "), pprCLabel lbl,
 137     brackets (int size), semi
 138   ]
 139
 140 pprTop top@(CmmData _section (CmmDataLabel lbl : lits)) =
 141   pprDataExterns lits $$
 142   pprWordArray lbl lits
 143
 144 -- these shouldn't appear?
 145 pprTop (CmmData _ _) = panic "PprC.pprTop: can't handle this data"
 146
 147 -- --------------------------------------------------------------------------
 148 -- BasicBlocks are self-contained entities: they always end in a jump.
 149 --
 150 -- Like nativeGen/AsmCodeGen, we could probably reorder blocks to turn
 151 -- as many jumps as possible into fall throughs.
 152 --
 153
 154 pprBBlock :: CmmBasicBlock -> SDoc
 155 pprBBlock (BasicBlock lbl stmts) =
 156     if null stmts then
 157         pprTrace "pprC.pprBBlock: curious empty code block for"
 158                         (pprBlockId lbl) empty
 159     else
 160         nest 4 (pprBlockId lbl <> colon) $$
 161         nest 8 (vcat (map pprStmt stmts))
 162
 163 -- --------------------------------------------------------------------------
 164 -- Info tables. Just arrays of words.
 165 -- See codeGen/ClosureInfo, and nativeGen/PprMach
 166
 167 pprWordArray :: CLabel -> [CmmStatic] -> SDoc
 168 pprWordArray lbl ds
 169   = hcat [ pprLocalness lbl, ptext (sLit "StgWord")
 170          , space, pprCLabel lbl, ptext (sLit "[] = {") ]
 171     $$ nest 8 (commafy (pprStatics ds))
 172     $$ ptext (sLit "};")
 173
 174 --
 175 -- has to be static, if it isn't globally visible
 176 --
 177 pprLocalness :: CLabel -> SDoc
 178 pprLocalness lbl | not $ externallyVisibleCLabel lbl = ptext (sLit "static ")
 179                  | otherwise = empty
 180
 181 -- --------------------------------------------------------------------------
 182 -- Statements.
 183 --
 184
 185 pprStmt :: CmmStmt -> SDoc
 186
 187 pprStmt stmt = case stmt of
 188     CmmNop       -> empty
 189     CmmComment s -> (hang (ptext (sLit "/*")) 3 (ftext s)) $$ ptext (sLit "*/")
 190
 191     CmmAssign dest src -> pprAssign dest src
 192
 193     CmmStore  dest src
 194         | rep == I64 && wordRep /= I64
 195         -> ptext (sLit "ASSIGN_Word64") <>
 196                 parens (mkP_ <> pprExpr1 dest <> comma <> pprExpr src) <> semi
 197
 198         | rep == F64 && wordRep /= I64
 199         -> ptext (sLit "ASSIGN_DBL") <>
 200                 parens (mkP_ <> pprExpr1 dest <> comma <> pprExpr src) <> semi
 201
 202         | otherwise
 203         -> hsep [ pprExpr (CmmLoad dest rep), equals, pprExpr src <> semi ]
 204         where
 205           rep = cmmExprRep src
 206
 207     CmmCall (CmmCallee fn cconv) results args safety ret ->
 208         maybe_proto $$
 209         pprCall ppr_fn cconv results args safety
 210         where
 211         cast_fn = parens (cCast (pprCFunType (char '*') cconv results args) fn)
 212
 213         real_fun_proto lbl = char ';' <>
 214                         pprCFunType (pprCLabel lbl) cconv results args <>
 215                         noreturn_attr <> semi
 216
 217         data_proto lbl = ptext (sLit ";EI_(") <>
 218                          pprCLabel lbl <> char ')' <> semi
 219
 220         noreturn_attr = case ret of
 221                           CmmNeverReturns -> text "__attribute__ ((noreturn))"
 222                           CmmMayReturn    -> empty
 223
 224         -- See wiki:Commentary/Compiler/Backends/PprC#Prototypes
 225         (maybe_proto, ppr_fn) =
 226             case fn of
 227               CmmLit (CmmLabel lbl)
 228                 | StdCallConv <- cconv -> (real_fun_proto lbl, pprCLabel lbl)
 229                         -- stdcall functions must be declared with
 230                         -- a function type, otherwise the C compiler
 231                         -- doesn't add the @n suffix to the label.  We
 232                         -- can't add the @n suffix ourselves, because
 233                         -- it isn't valid C.
 234                 | CmmNeverReturns <- ret -> (real_fun_proto lbl, pprCLabel lbl)
 235                 | not (isMathFun lbl) -> (data_proto lbl, cast_fn)
 236                         -- we declare all other called functions as
 237                         -- data labels, and then cast them to the
 238                         -- right type when calling.  This is because
 239                         -- the label might already have a declaration
 240                         -- as a data label in the same file,
 241                         -- e.g. Foreign.Marshal.Alloc declares 'free'
 242                         -- as both a data label and a function label.
 243               _ ->
 244                    (empty {- no proto -}, cast_fn)
 245                         -- for a dynamic call, no declaration is necessary.
 246
 247     CmmCall (CmmPrim op) results args safety _ret ->
 248         pprCall ppr_fn CCallConv results args safety
 249         where
 250         ppr_fn = pprCallishMachOp_for_C op
 251
 252     CmmBranch ident          -> pprBranch ident
 253     CmmCondBranch expr ident -> pprCondBranch expr ident
 254     CmmJump lbl _params      -> mkJMP_(pprExpr lbl) <> semi
 255     CmmSwitch arg ids        -> pprSwitch arg ids
 256
 257 pprCFunType :: SDoc -> CCallConv -> CmmFormals -> CmmActuals -> SDoc
 258 pprCFunType ppr_fn cconv ress args
 259   = res_type ress <+>
 260     parens (text (ccallConvAttribute cconv) <>  ppr_fn) <>
 261     parens (commafy (map arg_type args))
 262   where
 263         res_type [] = ptext (sLit "void")
 264         res_type [CmmKinded one hint] = machRepHintCType (localRegRep one) hint
 265
 266         arg_type (CmmKinded expr hint) = machRepHintCType (cmmExprRep expr) hint
 267
 268 -- ---------------------------------------------------------------------
 269 -- unconditional branches
 270 pprBranch :: BlockId -> SDoc
 271 pprBranch ident = ptext (sLit "goto") <+> pprBlockId ident <> semi
 272
 273
 274 -- ---------------------------------------------------------------------
 275 -- conditional branches to local labels
 276 pprCondBranch :: CmmExpr -> BlockId -> SDoc
 277 pprCondBranch expr ident
 278         = hsep [ ptext (sLit "if") , parens(pprExpr expr) ,
 279                         ptext (sLit "goto") , (pprBlockId ident) <> semi ]
 280
 281
 282 -- ---------------------------------------------------------------------
 283 -- a local table branch
 284 --
 285 -- we find the fall-through cases
 286 --
 287 -- N.B. we remove Nothing's from the list of branches, as they are
 288 -- 'undefined'. However, they may be defined one day, so we better
 289 -- document this behaviour.
 290 --
 291 pprSwitch :: CmmExpr -> [ Maybe BlockId ] -> SDoc
 292 pprSwitch e maybe_ids
 293   = let pairs  = [ (ix, ident) | (ix,Just ident) <- zip [0..] maybe_ids ]
 294         pairs2 = [ (map fst as, snd (head as)) | as <- groupBy sndEq pairs ]
 295     in
 296         (hang (ptext (sLit "switch") <+> parens ( pprExpr e ) <+> lbrace)
 297                 4 (vcat ( map caseify pairs2 )))
 298         $$ rbrace
 299
 300   where
 301     sndEq (_,x) (_,y) = x == y
 302
 303     -- fall through case
 304     caseify (ix:ixs, ident) = vcat (map do_fallthrough ixs) $$ final_branch ix
 305         where
 306         do_fallthrough ix =
 307                  hsep [ ptext (sLit "case") , pprHexVal ix wordRep <> colon ,
 308                         ptext (sLit "/* fall through */") ]
 309
 310         final_branch ix =
 311                 hsep [ ptext (sLit "case") , pprHexVal ix wordRep <> colon ,
 312                        ptext (sLit "goto") , (pprBlockId ident) <> semi ]
 313
 314 -- ---------------------------------------------------------------------
 315 -- Expressions.
 316 --
 317
 318 -- C Types: the invariant is that the C expression generated by
 319 --
 320 --      pprExpr e
 321 --
 322 -- has a type in C which is also given by
 323 --
 324 --      machRepCType (cmmExprRep e)
 325 --
 326 -- (similar invariants apply to the rest of the pretty printer).
 327
 328 pprExpr :: CmmExpr -> SDoc
 329 pprExpr e = case e of
 330     CmmLit lit -> pprLit lit
 331
 332     CmmLoad e I64 | wordRep /= I64
 333         -> ptext (sLit "PK_Word64") <> parens (mkP_ <> pprExpr1 e)
 334
 335     CmmLoad e F64 | wordRep /= I64
 336         -> ptext (sLit "PK_DBL") <> parens (mkP_ <> pprExpr1 e)
 337
 338     CmmLoad (CmmReg r) rep
 339         | isPtrReg r && rep == wordRep
 340         -> char '*' <> pprAsPtrReg r
 341
 342     CmmLoad (CmmRegOff r 0) rep
 343         | isPtrReg r && rep == wordRep
 344         -> char '*' <> pprAsPtrReg r
 345
 346     CmmLoad (CmmRegOff r off) rep
 347         | isPtrReg r && rep == wordRep && (off `rem` wORD_SIZE == 0)
 348         -- ToDo: check that the offset is a word multiple?
 349         --       (For tagging to work, I had to avoid unaligned loads. --ARY)
 350         -> pprAsPtrReg r <> brackets (ppr (off `shiftR` wordShift))
 351
 352     CmmLoad expr rep ->
 353         -- the general case:
 354         cLoad expr rep
 355
 356     CmmReg reg      -> pprCastReg reg
 357     CmmRegOff reg 0 -> pprCastReg reg
 358
 359     CmmRegOff reg i
 360         | i >  0    -> pprRegOff (char '+') i
 361         | otherwise -> pprRegOff (char '-') (-i)
 362       where
 363         pprRegOff op i' = pprCastReg reg <> op <> int i'
 364
 365     CmmMachOp mop args -> pprMachOpApp mop args
 366
 367 pprExpr1 :: CmmExpr -> SDoc
 368 pprExpr1 (CmmLit lit)     = pprLit1 lit
 369 pprExpr1 e@(CmmReg _reg)  = pprExpr e
 370 pprExpr1 other            = parens (pprExpr other)
 371
 372 -- --------------------------------------------------------------------------
 373 -- MachOp applications
 374
 375 pprMachOpApp :: MachOp -> [CmmExpr] -> SDoc
 376
 377 pprMachOpApp op args
 378   | isMulMayOfloOp op
 379   = ptext (sLit "mulIntMayOflo") <> parens (commafy (map pprExpr args))
 380   where isMulMayOfloOp (MO_U_MulMayOflo _) = True
 381         isMulMayOfloOp (MO_S_MulMayOflo _) = True
 382         isMulMayOfloOp _ = False
 383
 384 pprMachOpApp mop args
 385   | Just ty <- machOpNeedsCast mop
 386   = ty <> parens (pprMachOpApp' mop args)
 387   | otherwise
 388   = pprMachOpApp' mop args
 389
 390 -- Comparisons in C have type 'int', but we want type W_ (this is what
 391 -- resultRepOfMachOp says).  The other C operations inherit their type
 392 -- from their operands, so no casting is required.
 393 machOpNeedsCast :: MachOp -> Maybe SDoc
 394 machOpNeedsCast mop
 395   | isComparisonMachOp mop = Just mkW_
 396   | otherwise              = Nothing
 397
 398 pprMachOpApp' mop args
 399  = case args of
 400     -- dyadic
 401     [x,y] -> pprArg x <+> pprMachOp_for_C mop <+> pprArg y
 402
 403     -- unary
 404     [x]   -> pprMachOp_for_C mop <> parens (pprArg x)
 405
 406     _     -> panic "PprC.pprMachOp : machop with wrong number of args"
 407
 408   where
 409     pprArg e | signedOp mop = cCast (machRepSignedCType (cmmExprRep e)) e
 410              | otherwise    = pprExpr1 e
 411
 412 -- --------------------------------------------------------------------------
 413 -- Literals
 414
 415 pprLit :: CmmLit -> SDoc
 416 pprLit lit = case lit of
 417     CmmInt i rep      -> pprHexVal i rep
 418
 419     CmmFloat f rep     -> parens (machRepCType rep) <> str
 420         where d = fromRational f :: Double
 421               str | isInfinite d && d < 0 = ptext (sLit "-INFINITY")
 422                   | isInfinite d          = ptext (sLit "INFINITY")
 423                   | isNaN d               = ptext (sLit "NAN")
 424                   | otherwise             = text (show d)
 425                 -- these constants come from <math.h>
 426                 -- see #1861
 427
 428     CmmLabel clbl      -> mkW_ <> pprCLabelAddr clbl
 429     CmmLabelOff clbl i -> mkW_ <> pprCLabelAddr clbl <> char '+' <> int i
 430     CmmLabelDiffOff clbl1 clbl2 i
 431         -- WARNING:
 432         --  * the lit must occur in the info table clbl2
 433         --  * clbl1 must be an SRT, a slow entry point or a large bitmap
 434         -- The Mangler is expected to convert any reference to an SRT,
 435         -- a slow entry point or a large bitmap
 436         -- from an info table to an offset.
 437         -> mkW_ <> pprCLabelAddr clbl1 <> char '+' <> int i
 438
 439 pprCLabelAddr lbl = char '&' <> pprCLabel lbl
 440
 441 pprLit1 :: CmmLit -> SDoc
 442 pprLit1 lit@(CmmLabelOff _ _) = parens (pprLit lit)
 443 pprLit1 lit@(CmmLabelDiffOff _ _ _) = parens (pprLit lit)
 444 pprLit1 lit@(CmmFloat _ _)    = parens (pprLit lit)
 445 pprLit1 other = pprLit other
 446
 447 -- ---------------------------------------------------------------------------
 448 -- Static data
 449
 450 pprStatics :: [CmmStatic] -> [SDoc]
 451 pprStatics [] = []
 452 pprStatics (CmmStaticLit (CmmFloat f F32) : rest)
 453   -- floats are padded to a word, see #1852
 454   | wORD_SIZE == 8, CmmStaticLit (CmmInt 0 I32) : rest' <- rest
 455   = pprLit1 (floatToWord f) : pprStatics rest'
 456   | wORD_SIZE == 4
 457   = pprLit1 (floatToWord f) : pprStatics rest
 458   | otherwise
 459   = pprPanic "pprStatics: float" (vcat (map (\(CmmStaticLit l) -> ppr (cmmLitRep l)) rest))
 460 pprStatics (CmmStaticLit (CmmFloat f F64) : rest)
 461   = map pprLit1 (doubleToWords f) ++ pprStatics rest
 462 pprStatics (CmmStaticLit (CmmInt i I64) : rest)
 463   | machRepByteWidth I32 == wORD_SIZE
 464 #ifdef WORDS_BIGENDIAN
 465   = pprStatics (CmmStaticLit (CmmInt q I32) :
 466                 CmmStaticLit (CmmInt r I32) : rest)
 467 #else
 468   = pprStatics (CmmStaticLit (CmmInt r I32) :
 469                 CmmStaticLit (CmmInt q I32) : rest)
 470 #endif
 471   where r = i .&. 0xffffffff
 472         q = i `shiftR` 32
 473 pprStatics (CmmStaticLit (CmmInt i rep) : rest)
 474   | machRepByteWidth rep /= wORD_SIZE
 475   = panic "pprStatics: cannot emit a non-word-sized static literal"
 476 pprStatics (CmmStaticLit lit : rest)
 477   = pprLit1 lit : pprStatics rest
 478 pprStatics (other : rest)
 479   = pprPanic "pprWord" (pprStatic other)
 480
 481 pprStatic :: CmmStatic -> SDoc
 482 pprStatic s = case s of
 483
 484     CmmStaticLit lit   -> nest 4 (pprLit lit)
 485     CmmAlign i         -> nest 4 (ptext (sLit "/* align */") <+> int i)
 486     CmmDataLabel clbl  -> pprCLabel clbl <> colon
 487     CmmUninitialised i -> nest 4 (mkC_ <> brackets (int i))
 488
 489     -- these should be inlined, like the old .hc
 490     CmmString s'       -> nest 4 (mkW_ <> parens(pprStringInCStyle s'))
 491
 492
 493 -- ---------------------------------------------------------------------------
 494 -- Block Ids
 495
 496 pprBlockId :: BlockId -> SDoc
 497 pprBlockId b = char '_' <> ppr (getUnique b)
 498
 499 -- --------------------------------------------------------------------------
 500 -- Print a MachOp in a way suitable for emitting via C.
 501 --
 502
 503 pprMachOp_for_C :: MachOp -> SDoc
 504
 505 pprMachOp_for_C mop = case mop of
 506
 507         -- Integer operations
 508         MO_Add          _ -> char '+'
 509         MO_Sub          _ -> char '-'
 510         MO_Eq           _ -> ptext (sLit "==")
 511         MO_Ne           _ -> ptext (sLit "!=")
 512         MO_Mul          _ -> char '*'
 513
 514         MO_S_Quot       _ -> char '/'
 515         MO_S_Rem        _ -> char '%'
 516         MO_S_Neg        _ -> char '-'
 517
 518         MO_U_Quot       _ -> char '/'
 519         MO_U_Rem        _ -> char '%'
 520
 521         -- Signed comparisons (floating-point comparisons also use these)
 522         -- & Unsigned comparisons
 523         MO_S_Ge         _ -> ptext (sLit ">=")
 524         MO_S_Le         _ -> ptext (sLit "<=")
 525         MO_S_Gt         _ -> char '>'
 526         MO_S_Lt         _ -> char '<'
 527
 528         MO_U_Ge         _ -> ptext (sLit ">=")
 529         MO_U_Le         _ -> ptext (sLit "<=")
 530         MO_U_Gt         _ -> char '>'
 531         MO_U_Lt         _ -> char '<'
 532
 533         -- Bitwise operations.  Not all of these may be supported at all
 534         -- sizes, and only integral MachReps are valid.
 535         MO_And          _ -> char '&'
 536         MO_Or           _ -> char '|'
 537         MO_Xor          _ -> char '^'
 538         MO_Not          _ -> char '~'
 539         MO_Shl          _ -> ptext (sLit "<<")
 540         MO_U_Shr        _ -> ptext (sLit ">>") -- unsigned shift right
 541         MO_S_Shr        _ -> ptext (sLit ">>") -- signed shift right
 542
 543 -- Conversions.  Some of these will be NOPs.
 544 -- Floating-point conversions use the signed variant.
 545 -- We won't know to generate (void*) casts here, but maybe from
 546 -- context elsewhere
 547
 548 -- noop casts
 549         MO_U_Conv I8 I8     -> empty
 550         MO_U_Conv I16 I16   -> empty
 551         MO_U_Conv I32 I32   -> empty
 552         MO_U_Conv I64 I64   -> empty
 553         MO_U_Conv I128 I128 -> empty
 554         MO_S_Conv I8 I8     -> empty
 555         MO_S_Conv I16 I16   -> empty
 556         MO_S_Conv I32 I32   -> empty
 557         MO_S_Conv I64 I64   -> empty
 558         MO_S_Conv I128 I128 -> empty
 559
 560         MO_U_Conv _from to  -> parens (machRepCType to)
 561         MO_S_Conv _from to  -> parens (machRepSignedCType to)
 562
 563         _ -> panic "PprC.pprMachOp_for_C: unknown machop"
 564
 565 signedOp :: MachOp -> Bool
 566 signedOp (MO_S_Quot _)   = True
 567 signedOp (MO_S_Rem  _)   = True
 568 signedOp (MO_S_Neg  _)   = True
 569 signedOp (MO_S_Ge   _)   = True
 570 signedOp (MO_S_Le   _)   = True
 571 signedOp (MO_S_Gt   _)   = True
 572 signedOp (MO_S_Lt   _)   = True
 573 signedOp (MO_S_Shr  _)   = True
 574 signedOp (MO_S_Conv _ _) = True
 575 signedOp _ = False
 576
 577 -- ---------------------------------------------------------------------
 578 -- tend to be implemented by foreign calls
 579
 580 pprCallishMachOp_for_C :: CallishMachOp -> SDoc
 581
 582 pprCallishMachOp_for_C mop
 583     = case mop of
 584         MO_F64_Pwr  -> ptext (sLit "pow")
 585         MO_F64_Sin  -> ptext (sLit "sin")
 586         MO_F64_Cos  -> ptext (sLit "cos")
 587         MO_F64_Tan  -> ptext (sLit "tan")
 588         MO_F64_Sinh -> ptext (sLit "sinh")
 589         MO_F64_Cosh -> ptext (sLit "cosh")
 590         MO_F64_Tanh -> ptext (sLit "tanh")
 591         MO_F64_Asin -> ptext (sLit "asin")
 592         MO_F64_Acos -> ptext (sLit "acos")
 593         MO_F64_Atan -> ptext (sLit "atan")
 594         MO_F64_Log  -> ptext (sLit "log")
 595         MO_F64_Exp  -> ptext (sLit "exp")
 596         MO_F64_Sqrt -> ptext (sLit "sqrt")
 597         MO_F32_Pwr  -> ptext (sLit "powf")
 598         MO_F32_Sin  -> ptext (sLit "sinf")
 599         MO_F32_Cos  -> ptext (sLit "cosf")
 600         MO_F32_Tan  -> ptext (sLit "tanf")
 601         MO_F32_Sinh -> ptext (sLit "sinhf")
 602         MO_F32_Cosh -> ptext (sLit "coshf")
 603         MO_F32_Tanh -> ptext (sLit "tanhf")
 604         MO_F32_Asin -> ptext (sLit "asinf")
 605         MO_F32_Acos -> ptext (sLit "acosf")
 606         MO_F32_Atan -> ptext (sLit "atanf")
 607         MO_F32_Log  -> ptext (sLit "logf")
 608         MO_F32_Exp  -> ptext (sLit "expf")
 609         MO_F32_Sqrt -> ptext (sLit "sqrtf")
 610         MO_WriteBarrier -> ptext (sLit "write_barrier")
 611
 612 -- ---------------------------------------------------------------------
 613 -- Useful #defines
 614 --
 615
 616 mkJMP_, mkFN_, mkIF_ :: SDoc -> SDoc
 617
 618 mkJMP_ i = ptext (sLit "JMP_") <> parens i
 619 mkFN_  i = ptext (sLit "FN_")  <> parens i -- externally visible function
 620 mkIF_  i = ptext (sLit "IF_")  <> parens i -- locally visible
 621
 622
 623 mkFB_, mkFE_ :: SDoc
 624 mkFB_ = ptext (sLit "FB_") -- function code begin
 625 mkFE_ = ptext (sLit "FE_") -- function code end
 626
 627 -- from includes/Stg.h
 628 --
 629 mkC_,mkW_,mkP_,mkPP_,mkI_,mkA_,mkD_,mkF_,mkB_,mkL_,mkLI_,mkLW_ :: SDoc
 630
 631 mkC_  = ptext (sLit "(C_)")        -- StgChar
 632 mkW_  = ptext (sLit "(W_)")        -- StgWord
 633 mkP_  = ptext (sLit "(P_)")        -- StgWord*
 634 mkPP_ = ptext (sLit "(PP_)")       -- P_*
 635 mkI_  = ptext (sLit "(I_)")        -- StgInt
 636 mkA_  = ptext (sLit "(A_)")        -- StgAddr
 637 mkD_  = ptext (sLit "(D_)")        -- const StgWord*
 638 mkF_  = ptext (sLit "(F_)")        -- StgFunPtr
 639 mkB_  = ptext (sLit "(B_)")        -- StgByteArray
 640 mkL_  = ptext (sLit "(L_)")        -- StgClosurePtr
 641
 642 mkLI_ = ptext (sLit "(LI_)")       -- StgInt64
 643 mkLW_ = ptext (sLit "(LW_)")       -- StgWord64
 644
 645
 646 -- ---------------------------------------------------------------------
 647 --
 648 -- Assignments
 649 --
 650 -- Generating assignments is what we're all about, here
 651 --
 652 pprAssign :: CmmReg -> CmmExpr -> SDoc
 653
 654 -- dest is a reg, rhs is a reg
 655 pprAssign r1 (CmmReg r2)
 656    | isPtrReg r1 && isPtrReg r2
 657    = hcat [ pprAsPtrReg r1, equals, pprAsPtrReg r2, semi ]
 658
 659 -- dest is a reg, rhs is a CmmRegOff
 660 pprAssign r1 (CmmRegOff r2 off)
 661    | isPtrReg r1 && isPtrReg r2 && (off `rem` wORD_SIZE == 0)
 662    = hcat [ pprAsPtrReg r1, equals, pprAsPtrReg r2, op, int off', semi ]
 663   where
 664         off1 = off `shiftR` wordShift
 665
 666         (op,off') | off >= 0  = (char '+', off1)
 667                   | otherwise = (char '-', -off1)
 668
 669 -- dest is a reg, rhs is anything.
 670 -- We can't cast the lvalue, so we have to cast the rhs if necessary.  Casting
 671 -- the lvalue elicits a warning from new GCC versions (3.4+).
 672 pprAssign r1 r2
 673   | isFixedPtrReg r1             = mkAssign (mkP_ <> pprExpr1 r2)
 674   | Just ty <- strangeRegType r1 = mkAssign (parens ty <> pprExpr1 r2)
 675   | otherwise                    = mkAssign (pprExpr r2)
 676     where mkAssign x = if r1 == CmmGlobal BaseReg
 677                        then ptext (sLit "ASSIGN_BaseReg") <> parens x <> semi
 678                        else pprReg r1 <> ptext (sLit " = ") <> x <> semi
 679
 680 -- ---------------------------------------------------------------------
 681 -- Registers
 682
 683 pprCastReg reg
 684    | isStrangeTypeReg reg = mkW_ <> pprReg reg
 685    | otherwise            = pprReg reg
 686
 687 -- True if (pprReg reg) will give an expression with type StgPtr.  We
 688 -- need to take care with pointer arithmetic on registers with type
 689 -- StgPtr.
 690 isFixedPtrReg :: CmmReg -> Bool
 691 isFixedPtrReg (CmmLocal _) = False
 692 isFixedPtrReg (CmmGlobal r) = isFixedPtrGlobalReg r
 693
 694 -- True if (pprAsPtrReg reg) will give an expression with type StgPtr
 695 isPtrReg :: CmmReg -> Bool
 696 isPtrReg (CmmLocal _)               = False
 697 isPtrReg (CmmGlobal (VanillaReg n)) = True -- if we print via pprAsPtrReg
 698 isPtrReg (CmmGlobal reg)            = isFixedPtrGlobalReg reg
 699
 700 -- True if this global reg has type StgPtr
 701 isFixedPtrGlobalReg :: GlobalReg -> Bool
 702 isFixedPtrGlobalReg Sp          = True
 703 isFixedPtrGlobalReg Hp          = True
 704 isFixedPtrGlobalReg HpLim       = True
 705 isFixedPtrGlobalReg SpLim       = True
 706 isFixedPtrGlobalReg _           = False
 707
 708 -- True if in C this register doesn't have the type given by
 709 -- (machRepCType (cmmRegRep reg)), so it has to be cast.
 710 isStrangeTypeReg :: CmmReg -> Bool
 711 isStrangeTypeReg (CmmLocal _)   = False
 712 isStrangeTypeReg (CmmGlobal g)  = isStrangeTypeGlobal g
 713
 714 isStrangeTypeGlobal :: GlobalReg -> Bool
 715 isStrangeTypeGlobal CurrentTSO          = True
 716 isStrangeTypeGlobal CurrentNursery      = True
 717 isStrangeTypeGlobal BaseReg             = True
 718 isStrangeTypeGlobal r                   = isFixedPtrGlobalReg r
 719
 720 strangeRegType :: CmmReg -> Maybe SDoc
 721 strangeRegType (CmmGlobal CurrentTSO) = Just (ptext (sLit "struct StgTSO_ *"))
 722 strangeRegType (CmmGlobal CurrentNursery) = Just (ptext (sLit "struct bdescr_ *"))
 723 strangeRegType (CmmGlobal BaseReg) = Just (ptext (sLit "struct StgRegTable_ *"))
 724 strangeRegType _ = Nothing
 725
 726 -- pprReg just prints the register name.
 727 --
 728 pprReg :: CmmReg -> SDoc
 729 pprReg r = case r of
 730         CmmLocal  local  -> pprLocalReg local
 731         CmmGlobal global -> pprGlobalReg global
 732
 733 pprAsPtrReg :: CmmReg -> SDoc
 734 pprAsPtrReg (CmmGlobal (VanillaReg n)) = char 'R' <> int n <> ptext (sLit ".p")
 735 pprAsPtrReg other_reg = pprReg other_reg
 736
 737 pprGlobalReg :: GlobalReg -> SDoc
 738 pprGlobalReg gr = case gr of
 739     VanillaReg n   -> char 'R' <> int n  <> ptext (sLit ".w")
 740     FloatReg   n   -> char 'F' <> int n
 741     DoubleReg  n   -> char 'D' <> int n
 742     LongReg    n   -> char 'L' <> int n
 743     Sp             -> ptext (sLit "Sp")
 744     SpLim          -> ptext (sLit "SpLim")
 745     Hp             -> ptext (sLit "Hp")
 746     HpLim          -> ptext (sLit "HpLim")
 747     CurrentTSO     -> ptext (sLit "CurrentTSO")
 748     CurrentNursery -> ptext (sLit "CurrentNursery")
 749     HpAlloc        -> ptext (sLit "HpAlloc")
 750     BaseReg        -> ptext (sLit "BaseReg")
 751     GCEnter1       -> ptext (sLit "stg_gc_enter_1")
 752     GCFun          -> ptext (sLit "stg_gc_fun")
 753
 754 pprLocalReg :: LocalReg -> SDoc
 755 pprLocalReg (LocalReg uniq _ _) = char '_' <> ppr uniq
 756
 757 -- -----------------------------------------------------------------------------
 758 -- Foreign Calls
 759
 760 pprCall :: SDoc -> CCallConv -> CmmFormals -> CmmActuals -> CmmSafety
 761         -> SDoc
 762
 763 pprCall ppr_fn cconv results args _
 764   | not (is_cish cconv)
 765   = panic "pprCall: unknown calling convention"
 766
 767   | otherwise
 768   =
 769 #if x86_64_TARGET_ARCH
 770         -- HACK around gcc optimisations.
 771         -- x86_64 needs a __DISCARD__() here, to create a barrier between
 772         -- putting the arguments into temporaries and passing the arguments
 773         -- to the callee, because the argument expressions may refer to
 774         -- machine registers that are also used for passing arguments in the
 775         -- C calling convention.
 776     (if (not opt_Unregisterised)
 777         then ptext (sLit "__DISCARD__();")
 778         else empty) $$
 779 #endif
 780     ppr_assign results (ppr_fn <> parens (commafy (map pprArg args))) <> semi
 781   where
 782      ppr_assign []           rhs = rhs
 783      ppr_assign [CmmKinded one hint] rhs
 784          = pprLocalReg one <> ptext (sLit " = ")
 785                  <> pprUnHint hint (localRegRep one) <> rhs
 786      ppr_assign _other _rhs = panic "pprCall: multiple results"
 787
 788      pprArg (CmmKinded expr hint)
 789          | hint `elem` [PtrHint,SignedHint]
 790          = cCast (machRepHintCType (cmmExprRep expr) hint) expr
 791         -- see comment by machRepHintCType below
 792      pprArg (CmmKinded expr _other)
 793          = pprExpr expr
 794
 795      pprUnHint PtrHint    rep = parens (machRepCType rep)
 796      pprUnHint SignedHint rep = parens (machRepCType rep)
 797      pprUnHint _          _   = empty
 798
 799 pprGlobalRegName :: GlobalReg -> SDoc
 800 pprGlobalRegName gr = case gr of
 801     VanillaReg n   -> char 'R' <> int n  -- without the .w suffix
 802     _              -> pprGlobalReg gr
 803
 804 -- Currently we only have these two calling conventions, but this might
 805 -- change in the future...
 806 is_cish CCallConv   = True
 807 is_cish StdCallConv = True
 808
 809 -- ---------------------------------------------------------------------
 810 -- Find and print local and external declarations for a list of
 811 -- Cmm statements.
 812 --
 813 pprTempAndExternDecls :: [CmmBasicBlock] -> (SDoc{-temps-}, SDoc{-externs-})
 814 pprTempAndExternDecls stmts
 815   = (vcat (map pprTempDecl (uniqSetToList temps)),
 816      vcat (map (pprExternDecl False{-ToDo-}) (keysFM lbls)))
 817   where (temps, lbls) = runTE (mapM_ te_BB stmts)
 818
 819 pprDataExterns :: [CmmStatic] -> SDoc
 820 pprDataExterns statics
 821   = vcat (map (pprExternDecl False{-ToDo-}) (keysFM lbls))
 822   where (_, lbls) = runTE (mapM_ te_Static statics)
 823
 824 pprTempDecl :: LocalReg -> SDoc
 825 pprTempDecl l@(LocalReg _ rep _)
 826   = hcat [ machRepCType rep, space, pprLocalReg l, semi ]
 827
 828 pprExternDecl :: Bool -> CLabel -> SDoc
 829 pprExternDecl in_srt lbl
 830   -- do not print anything for "known external" things
 831   | not (needsCDecl lbl) = empty
 832   | Just sz <- foreignLabelStdcallInfo lbl = stdcall_decl sz
 833   | otherwise =
 834         hcat [ visibility, label_type (labelType lbl),
 835                lparen, pprCLabel lbl, text ");" ]
 836  where
 837   label_type CodeLabel = ptext (sLit "F_")
 838   label_type DataLabel = ptext (sLit "I_")
 839
 840   visibility
 841      | externallyVisibleCLabel lbl = char 'E'
 842      | otherwise                   = char 'I'
 843
 844   -- If the label we want to refer to is a stdcall function (on Windows) then
 845   -- we must generate an appropriate prototype for it, so that the C compiler will
 846   -- add the @n suffix to the label (#2276)
 847   stdcall_decl sz =
 848         ptext (sLit "extern __attribute__((stdcall)) void ") <> pprCLabel lbl
 849         <> parens (commafy (replicate (sz `quot` wORD_SIZE) (machRepCType wordRep)))
 850         <> semi
 851
 852 type TEState = (UniqSet LocalReg, FiniteMap CLabel ())
 853 newtype TE a = TE { unTE :: TEState -> (a, TEState) }
 854
 855 instance Monad TE where
 856    TE m >>= k  = TE $ \s -> case m s of (a, s') -> unTE (k a) s'
 857    return a    = TE $ \s -> (a, s)
 858
 859 te_lbl :: CLabel -> TE ()
 860 te_lbl lbl = TE $ \(temps,lbls) -> ((), (temps, addToFM lbls lbl ()))
 861
 862 te_temp :: LocalReg -> TE ()
 863 te_temp r = TE $ \(temps,lbls) -> ((), (addOneToUniqSet temps r, lbls))
 864
 865 runTE :: TE () -> TEState
 866 runTE (TE m) = snd (m (emptyUniqSet, emptyFM))
 867
 868 te_Static :: CmmStatic -> TE ()
 869 te_Static (CmmStaticLit lit) = te_Lit lit
 870 te_Static _ = return ()
 871
 872 te_BB :: CmmBasicBlock -> TE ()
 873 te_BB (BasicBlock _ ss)         = mapM_ te_Stmt ss
 874
 875 te_Lit :: CmmLit -> TE ()
 876 te_Lit (CmmLabel l) = te_lbl l
 877 te_Lit (CmmLabelOff l _) = te_lbl l
 878 te_Lit (CmmLabelDiffOff l1 l2 _) = te_lbl l1
 879 te_Lit _ = return ()
 880
 881 te_Stmt :: CmmStmt -> TE ()
 882 te_Stmt (CmmAssign r e)         = te_Reg r >> te_Expr e
 883 te_Stmt (CmmStore l r)          = te_Expr l >> te_Expr r
 884 te_Stmt (CmmCall _ rs es _ _)   = mapM_ (te_temp.kindlessCmm) rs >>
 885                                   mapM_ (te_Expr.kindlessCmm) es
 886 te_Stmt (CmmCondBranch e _)     = te_Expr e
 887 te_Stmt (CmmSwitch e _)         = te_Expr e
 888 te_Stmt (CmmJump e _)           = te_Expr e
 889 te_Stmt _                       = return ()
 890
 891 te_Expr :: CmmExpr -> TE ()
 892 te_Expr (CmmLit lit)            = te_Lit lit
 893 te_Expr (CmmLoad e _)           = te_Expr e
 894 te_Expr (CmmReg r)              = te_Reg r
 895 te_Expr (CmmMachOp _ es)        = mapM_ te_Expr es
 896 te_Expr (CmmRegOff r _)         = te_Reg r
 897
 898 te_Reg :: CmmReg -> TE ()
 899 te_Reg (CmmLocal l) = te_temp l
 900 te_Reg _            = return ()
 901
 902
 903 -- ---------------------------------------------------------------------
 904 -- C types for MachReps
 905
 906 cCast :: SDoc -> CmmExpr -> SDoc
 907 cCast ty expr = parens ty <> pprExpr1 expr
 908
 909 cLoad :: CmmExpr -> MachRep -> SDoc
 910 #ifdef BEWARE_LOAD_STORE_ALIGNMENT
 911 cLoad expr rep =
 912     let decl = machRepCType rep <+> ptext (sLit "x") <> semi
 913         struct = ptext (sLit "struct") <+> braces (decl)
 914         packed_attr = ptext (sLit "__attribute__((packed))")
 915         cast = parens (struct <+> packed_attr <> char '*')
 916     in parens (cast <+> pprExpr1 expr) <> ptext (sLit "->x")
 917 #else
 918 cLoad expr rep = char '*' <> parens (cCast (machRepPtrCType rep) expr)
 919 #endif
 920
 921 -- This is for finding the types of foreign call arguments.  For a pointer
 922 -- argument, we always cast the argument to (void *), to avoid warnings from
 923 -- the C compiler.
 924 machRepHintCType :: MachRep -> MachHint -> SDoc
 925 machRepHintCType rep PtrHint    = ptext (sLit "void *")
 926 machRepHintCType rep SignedHint = machRepSignedCType rep
 927 machRepHintCType rep _other     = machRepCType rep
 928
 929 machRepPtrCType :: MachRep -> SDoc
 930 machRepPtrCType r | r == wordRep = ptext (sLit "P_")
 931                   | otherwise    = machRepCType r <> char '*'
 932
 933 machRepCType :: MachRep -> SDoc
 934 machRepCType r | r == wordRep = ptext (sLit "W_")
 935                | otherwise    = sized_type
 936   where sized_type = case r of
 937                         I8      -> ptext (sLit "StgWord8")
 938                         I16     -> ptext (sLit "StgWord16")
 939                         I32     -> ptext (sLit "StgWord32")
 940                         I64     -> ptext (sLit "StgWord64")
 941                         F32     -> ptext (sLit "StgFloat") -- ToDo: correct?
 942                         F64     -> ptext (sLit "StgDouble")
 943                         _  -> panic "machRepCType"
 944
 945 machRepSignedCType :: MachRep -> SDoc
 946 machRepSignedCType r | r == wordRep = ptext (sLit "I_")
 947                      | otherwise    = sized_type
 948   where sized_type = case r of
 949                         I8      -> ptext (sLit "StgInt8")
 950                         I16     -> ptext (sLit "StgInt16")
 951                         I32     -> ptext (sLit "StgInt32")
 952                         I64     -> ptext (sLit "StgInt64")
 953                         F32     -> ptext (sLit "StgFloat") -- ToDo: correct?
 954                         F64     -> ptext (sLit "StgDouble")
 955                         _ -> panic "machRepCType"
 956
 957 -- ---------------------------------------------------------------------
 958 -- print strings as valid C strings
 959
 960 pprStringInCStyle :: [Word8] -> SDoc
 961 pprStringInCStyle s = doubleQuotes (text (concatMap charToC s))
 962
 963 charToC :: Word8 -> String
 964 charToC w =
 965   case chr (fromIntegral w) of
 966         '\"' -> "\\\""
 967         '\'' -> "\\\'"
 968         '\\' -> "\\\\"
 969         c | c >= ' ' && c <= '~' -> [c]
 970           | otherwise -> ['\\',
 971                          chr (ord '0' + ord c `div` 64),
 972                          chr (ord '0' + ord c `div` 8 `mod` 8),
 973                          chr (ord '0' + ord c         `mod` 8)]
 974
 975 -- ---------------------------------------------------------------------------
 976 -- Initialising static objects with floating-point numbers.  We can't
 977 -- just emit the floating point number, because C will cast it to an int
 978 -- by rounding it.  We want the actual bit-representation of the float.
 979
 980 -- This is a hack to turn the floating point numbers into ints that we
 981 -- can safely initialise to static locations.
 982
 983 big_doubles
 984   | machRepByteWidth F64 == 2 * wORD_SIZE  = True
 985   | machRepByteWidth F64 == wORD_SIZE      = False
 986   | otherwise = panic "big_doubles"
 987
 988 castFloatToIntArray :: STUArray s Int Float -> ST s (STUArray s Int Int)
 989 castFloatToIntArray = castSTUArray
 990
 991 castDoubleToIntArray :: STUArray s Int Double -> ST s (STUArray s Int Int)
 992 castDoubleToIntArray = castSTUArray
 993
 994 -- floats are always 1 word
 995 floatToWord :: Rational -> CmmLit
 996 floatToWord r
 997   = runST (do
 998         arr <- newArray_ ((0::Int),0)
 999         writeArray arr 0 (fromRational r)
1000         arr' <- castFloatToIntArray arr
1001         i <- readArray arr' 0
1002         return (CmmInt (toInteger i) wordRep)
1003     )
1004
1005 doubleToWords :: Rational -> [CmmLit]
1006 doubleToWords r
1007   | big_doubles                         -- doubles are 2 words
1008   = runST (do
1009         arr <- newArray_ ((0::Int),1)
1010         writeArray arr 0 (fromRational r)
1011         arr' <- castDoubleToIntArray arr
1012         i1 <- readArray arr' 0
1013         i2 <- readArray arr' 1
1014         return [ CmmInt (toInteger i1) wordRep
1015                , CmmInt (toInteger i2) wordRep
1016                ]
1017     )
1018   | otherwise                           -- doubles are 1 word
1019   = runST (do
1020         arr <- newArray_ ((0::Int),0)
1021         writeArray arr 0 (fromRational r)
1022         arr' <- castDoubleToIntArray arr
1023         i <- readArray arr' 0
1024         return [ CmmInt (toInteger i) wordRep ]
1025     )
1026
1027 -- ---------------------------------------------------------------------------
1028 -- Utils
1029
1030 wordShift :: Int
1031 wordShift = machRepLogWidth wordRep
1032
1033 commafy :: [SDoc] -> SDoc
1034 commafy xs = hsep $ punctuate comma xs
1035
1036 -- Print in C hex format: 0x13fa
1037 pprHexVal :: Integer -> MachRep -> SDoc
1038 pprHexVal 0 _ = ptext (sLit "0x0")
1039 pprHexVal w rep
1040   | w < 0     = parens (char '-' <> ptext (sLit "0x") <> go (-w) <> repsuffix rep)
1041   | otherwise = ptext (sLit "0x") <> go w <> repsuffix rep
1042   where
1043         -- type suffix for literals:
1044         -- Integer literals are unsigned in Cmm/C.  We explicitly cast to
1045         -- signed values for doing signed operations, but at all other
1046         -- times values are unsigned.  This also helps eliminate occasional
1047         -- warnings about integer overflow from gcc.
1048
1049         -- on 32-bit platforms, add "ULL" to 64-bit literals
1050       repsuffix I64 | wORD_SIZE == 4 = ptext (sLit "ULL")
1051         -- on 64-bit platforms with 32-bit int, add "L" to 64-bit literals
1052       repsuffix I64 | cINT_SIZE == 4 = ptext (sLit "UL")
1053       repsuffix _ = char 'U'
1054
1055       go 0 = empty
1056       go w' = go q <> dig
1057            where
1058              (q,r) = w' `quotRem` 16
1059              dig | r < 10    = char (chr (fromInteger r + ord '0'))
1060                  | otherwise = char (chr (fromInteger r - 10 + ord 'a'))
1061