ghc/compiler/codeGen/CgExpr.lhs

   1 %
   2 % (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1992-1998
   3 %
   4 % $Id: CgExpr.lhs,v 1.44 2001/09/26 15:11:50 simonpj Exp $
   5 %
   6 %********************************************************
   7 %*                                                      *
   8 \section[CgExpr]{Converting @StgExpr@s}
   9 %*                                                      *
  10 %********************************************************
  11
  12 \begin{code}
  13 module CgExpr ( cgExpr ) where
  14
  15 #include "HsVersions.h"
  16
  17 import Constants        ( mAX_SPEC_SELECTEE_SIZE, mAX_SPEC_AP_SIZE )
  18 import StgSyn
  19 import CgMonad
  20 import AbsCSyn
  21 import AbsCUtils        ( mkAbstractCs )
  22 import CLabel           ( mkClosureTblLabel )
  23
  24 import SMRep            ( fixedHdrSize )
  25 import CgBindery        ( getArgAmodes, getArgAmode, CgIdInfo,
  26                           nukeDeadBindings, addBindC, addBindsC )
  27 import CgCase           ( cgCase, saveVolatileVarsAndRegs,
  28                           restoreCurrentCostCentre )
  29 import CgClosure        ( cgRhsClosure, cgStdRhsClosure )
  30 import CgCon            ( buildDynCon, cgReturnDataCon )
  31 import CgLetNoEscape    ( cgLetNoEscapeClosure )
  32 import CgRetConv        ( dataReturnConvPrim )
  33 import CgTailCall       ( cgTailCall, performReturn, performPrimReturn,
  34                           mkDynamicAlgReturnCode, mkPrimReturnCode,
  35                           tailCallPrimOp, returnUnboxedTuple
  36                         )
  37 import ClosureInfo      ( mkClosureLFInfo, mkSelectorLFInfo,
  38                           mkApLFInfo, layOutDynConstr )
  39 import CostCentre       ( sccAbleCostCentre, isSccCountCostCentre )
  40 import Id               ( idPrimRep, idType, Id )
  41 import VarSet
  42 import PrimOp           ( primOpOutOfLine, getPrimOpResultInfo, PrimOp(..), PrimOpResultInfo(..) )
  43 import PrimRep          ( PrimRep(..), isFollowableRep )
  44 import TyCon            ( maybeTyConSingleCon,
  45                           isUnboxedTupleTyCon, isEnumerationTyCon )
  46 import Type             ( Type, typePrimRep, tyConAppArgs, tyConAppTyCon, repType )
  47 import Maybes           ( maybeToBool )
  48 import ListSetOps       ( assocMaybe )
  49 import Unique           ( mkBuiltinUnique )
  50 import BasicTypes       ( TopLevelFlag(..), RecFlag(..) )
  51 import Outputable
  52 \end{code}
  53
  54 This module provides the support code for @StgToAbstractC@ to deal
  55 with STG {\em expressions}.  See also @CgClosure@, which deals
  56 with closures, and @CgCon@, which deals with constructors.
  57
  58 \begin{code}
  59 cgExpr  :: StgExpr              -- input
  60         -> Code                 -- output
  61 \end{code}
  62
  63 %********************************************************
  64 %*                                                      *
  65 %*              Tail calls                              *
  66 %*                                                      *
  67 %********************************************************
  68
  69 ``Applications'' mean {\em tail calls}, a service provided by module
  70 @CgTailCall@.  This includes literals, which show up as
  71 @(STGApp (StgLitArg 42) [])@.
  72
  73 \begin{code}
  74 cgExpr (StgApp fun args) = cgTailCall fun args
  75 \end{code}
  76
  77 %********************************************************
  78 %*                                                      *
  79 %*              STG ConApps  (for inline versions)      *
  80 %*                                                      *
  81 %********************************************************
  82
  83 \begin{code}
  84 cgExpr (StgConApp con args)
  85   = getArgAmodes args `thenFC` \ amodes ->
  86     cgReturnDataCon con amodes
  87 \end{code}
  88
  89 Literals are similar to constructors; they return by putting
  90 themselves in an appropriate register and returning to the address on
  91 top of the stack.
  92
  93 \begin{code}
  94 cgExpr (StgLit lit)
  95   = performPrimReturn (text "literal" <+> ppr lit) (CLit lit)
  96 \end{code}
  97
  98
  99 %********************************************************
 100 %*                                                      *
 101 %*              STG PrimApps  (unboxed primitive ops)   *
 102 %*                                                      *
 103 %********************************************************
 104
 105 Here is where we insert real live machine instructions.
 106
 107 NOTE about _ccall_GC_:
 108
 109 A _ccall_GC_ is treated as an out-of-line primop (returns True
 110 for primOpOutOfLine) so that when we see the call in case context
 111         case (ccall ...) of { ... }
 112 we get a proper stack frame on the stack when we perform it.  When we
 113 get in a tail-call position, however, we need to actually perform the
 114 call, so we treat it as an inline primop.
 115
 116 \begin{code}
 117 cgExpr (StgOpApp op@(StgFCallOp _ _) args res_ty)
 118   = primRetUnboxedTuple op args res_ty
 119
 120 -- tagToEnum# is special: we need to pull the constructor out of the table,
 121 -- and perform an appropriate return.
 122
 123 cgExpr (StgOpApp (StgPrimOp TagToEnumOp) [arg] res_ty)
 124   = ASSERT(isEnumerationTyCon tycon)
 125     getArgAmode arg `thenFC` \amode ->
 126         -- save the tag in a temporary in case amode overlaps
 127         -- with node.
 128     absC (CAssign dyn_tag amode)        `thenC`
 129     performReturn (
 130                 CAssign (CReg node)
 131                         (CVal (CIndex
 132                           (CLbl (mkClosureTblLabel tycon) PtrRep)
 133                           dyn_tag PtrRep) PtrRep))
 134             (\ sequel -> mkDynamicAlgReturnCode tycon dyn_tag sequel)
 135    where
 136         dyn_tag = CTemp (mkBuiltinUnique 0) IntRep
 137           --
 138           -- if you're reading this code in the attempt to figure
 139           -- out why the compiler panic'ed here, it is probably because
 140           -- you used tagToEnum# in a non-monomorphic setting, e.g.,
 141           --         intToTg :: Enum a => Int -> a ; intToTg (I# x#) = tagToEnum# x#
 142           --
 143           -- That won't work.
 144           --
 145         tycon = tyConAppTyCon res_ty
 146
 147
 148 cgExpr x@(StgOpApp op@(StgPrimOp primop) args res_ty)
 149   | primOpOutOfLine primop
 150   = tailCallPrimOp primop args
 151
 152   | otherwise
 153   = ASSERT(primop /= SeqOp) -- can't handle SeqOp
 154
 155     getArgAmodes args   `thenFC` \ arg_amodes ->
 156
 157     case (getPrimOpResultInfo primop) of
 158
 159         ReturnsPrim kind ->
 160             let result_amode = CReg (dataReturnConvPrim kind) in
 161             performReturn
 162               (COpStmt [result_amode] op arg_amodes [{-no vol_regs-}])
 163               (mkPrimReturnCode (text "primapp)" <+> ppr x))
 164
 165         -- otherwise, must be returning an enumerated type (eg. Bool).
 166         -- we've only got the tag in R2, so we have to load the constructor
 167         -- itself into R1.
 168
 169         ReturnsAlg tycon
 170             | isUnboxedTupleTyCon tycon -> primRetUnboxedTuple op args res_ty
 171
 172             | isEnumerationTyCon  tycon ->
 173                 performReturn
 174                      (COpStmt [dyn_tag] op arg_amodes [{-no vol_regs-}])
 175                           (\ sequel ->
 176                           absC (CAssign (CReg node) closure_lbl) `thenC`
 177                           mkDynamicAlgReturnCode tycon dyn_tag sequel)
 178
 179             where
 180                -- Pull a unique out of thin air to put the tag in.
 181                -- It shouldn't matter if this overlaps with anything - we're
 182                -- about to return anyway.
 183                dyn_tag = CTemp (mkBuiltinUnique 0) IntRep
 184
 185                closure_lbl = CVal (CIndex
 186                                (CLbl (mkClosureTblLabel tycon) PtrRep)
 187                                dyn_tag PtrRep) PtrRep
 188
 189 \end{code}
 190
 191 %********************************************************
 192 %*                                                      *
 193 %*              Case expressions                        *
 194 %*                                                      *
 195 %********************************************************
 196 Case-expression conversion is complicated enough to have its own
 197 module, @CgCase@.
 198 \begin{code}
 199
 200 cgExpr (StgCase expr live_vars save_vars bndr srt alts)
 201   = cgCase expr live_vars save_vars bndr srt alts
 202 \end{code}
 203
 204
 205 %********************************************************
 206 %*                                                      *
 207 %*              Let and letrec                          *
 208 %*                                                      *
 209 %********************************************************
 210 \subsection[let-and-letrec-codegen]{Converting @StgLet@ and @StgLetrec@}
 211
 212 \begin{code}
 213 cgExpr (StgLet (StgNonRec srt name rhs) expr)
 214   = cgRhs srt name rhs  `thenFC` \ (name, info) ->
 215     addBindC name info  `thenC`
 216     cgExpr expr
 217
 218 cgExpr (StgLet (StgRec srt pairs) expr)
 219   = fixC (\ new_bindings -> addBindsC new_bindings `thenC`
 220                             listFCs [ cgRhs srt b e | (b,e) <- pairs ]
 221     ) `thenFC` \ new_bindings ->
 222
 223     addBindsC new_bindings `thenC`
 224     cgExpr expr
 225 \end{code}
 226
 227 \begin{code}
 228 cgExpr (StgLetNoEscape live_in_whole_let live_in_rhss bindings body)
 229   =     -- Figure out what volatile variables to save
 230     nukeDeadBindings live_in_whole_let  `thenC`
 231     saveVolatileVarsAndRegs live_in_rhss
 232             `thenFC` \ (save_assts, rhs_eob_info, maybe_cc_slot) ->
 233     -- ToDo: cost centre???
 234     restoreCurrentCostCentre maybe_cc_slot `thenFC` \ restore_cc ->
 235
 236         -- Save those variables right now!
 237     absC save_assts                             `thenC`
 238
 239         -- Produce code for the rhss
 240         -- and add suitable bindings to the environment
 241     cgLetNoEscapeBindings live_in_rhss rhs_eob_info maybe_cc_slot bindings `thenC`
 242
 243         -- Do the body
 244     setEndOfBlockInfo rhs_eob_info (cgExpr body)
 245 \end{code}
 246
 247
 248 %********************************************************
 249 %*                                                      *
 250 %*              SCC Expressions                         *
 251 %*                                                      *
 252 %********************************************************
 253
 254 SCC expressions are treated specially. They set the current cost
 255 centre.
 256 \begin{code}
 257 cgExpr (StgSCC cc expr)
 258   = ASSERT(sccAbleCostCentre cc)
 259     costCentresC
 260         SLIT("SET_CCC")
 261         [mkCCostCentre cc, mkIntCLit (if isSccCountCostCentre cc then 1 else 0)]
 262     `thenC`
 263     cgExpr expr
 264 \end{code}
 265
 266 ToDo: counting of dict sccs ...
 267
 268 %********************************************************
 269 %*                                                      *
 270 %*              Non-top-level bindings                  *
 271 %*                                                      *
 272 %********************************************************
 273 \subsection[non-top-level-bindings]{Converting non-top-level bindings}
 274
 275 We rely on the support code in @CgCon@ (to do constructors) and
 276 in @CgClosure@ (to do closures).
 277
 278 \begin{code}
 279 cgRhs :: SRT -> Id -> StgRhs -> FCode (Id, CgIdInfo)
 280         -- the Id is passed along so a binding can be set up
 281
 282 cgRhs srt name (StgRhsCon maybe_cc con args)
 283   = getArgAmodes args                           `thenFC` \ amodes ->
 284     buildDynCon name maybe_cc con amodes        `thenFC` \ idinfo ->
 285     returnFC (name, idinfo)
 286
 287 cgRhs srt name (StgRhsClosure cc bi fvs upd_flag args body)
 288   = mkRhsClosure name cc bi srt fvs upd_flag args body
 289 \end{code}
 290
 291 mkRhsClosure looks for two special forms of the right-hand side:
 292         a) selector thunks.
 293         b) AP thunks
 294
 295 If neither happens, it just calls mkClosureLFInfo.  You might think
 296 that mkClosureLFInfo should do all this, but it seems wrong for the
 297 latter to look at the structure of an expression
 298
 299 Selectors
 300 ~~~~~~~~~
 301 We look at the body of the closure to see if it's a selector---turgid,
 302 but nothing deep.  We are looking for a closure of {\em exactly} the
 303 form:
 304
 305 ...  = [the_fv] \ u [] ->
 306          case the_fv of
 307            con a_1 ... a_n -> a_i
 308
 309
 310 \begin{code}
 311 mkRhsClosure    bndr cc bi srt
 312                 [the_fv]                -- Just one free var
 313                 upd_flag                -- Updatable thunk
 314                 []                      -- A thunk
 315                 body@(StgCase (StgApp scrutinee [{-no args-}])
 316                       _ _ _ _   -- ignore uniq, etc.
 317                       (StgAlgAlts (Just tycon)
 318                          [(con, params, use_mask,
 319                             (StgApp selectee [{-no args-}]))]
 320                          StgNoDefault))
 321   |  the_fv == scrutinee                        -- Scrutinee is the only free variable
 322   && maybeToBool maybe_offset                   -- Selectee is a component of the tuple
 323   && offset_into_int <= mAX_SPEC_SELECTEE_SIZE  -- Offset is small enough
 324   = ASSERT(is_single_constructor)
 325     cgStdRhsClosure bndr cc bi [the_fv] [] body lf_info [StgVarArg the_fv]
 326   where
 327     lf_info               = mkSelectorLFInfo (idType bndr) offset_into_int
 328                                                 (isUpdatable upd_flag)
 329     (_, params_w_offsets) = layOutDynConstr bogus_name con idPrimRep params     -- Just want the layout
 330     maybe_offset          = assocMaybe params_w_offsets selectee
 331     Just the_offset       = maybe_offset
 332     offset_into_int       = the_offset - fixedHdrSize
 333     is_single_constructor = maybeToBool (maybeTyConSingleCon tycon)
 334     bogus_name            = panic "mkRhsClosure"
 335 \end{code}
 336 Ap thunks
 337 ~~~~~~~~~
 338
 339 A more generic AP thunk of the form
 340
 341         x = [ x_1...x_n ] \.. [] -> x_1 ... x_n
 342
 343 A set of these is compiled statically into the RTS, so we just use
 344 those.  We could extend the idea to thunks where some of the x_i are
 345 global ids (and hence not free variables), but this would entail
 346 generating a larger thunk.  It might be an option for non-optimising
 347 compilation, though.
 348
 349 We only generate an Ap thunk if all the free variables are pointers,
 350 for semi-obvious reasons.
 351
 352 \begin{code}
 353 mkRhsClosure    bndr cc bi srt
 354                 fvs
 355                 upd_flag
 356                 []                      -- No args; a thunk
 357                 body@(StgApp fun_id args)
 358
 359   | length args + 1 == arity
 360         && all isFollowableRep (map idPrimRep fvs)
 361         && isUpdatable upd_flag
 362         && arity <= mAX_SPEC_AP_SIZE
 363
 364                    -- Ha! an Ap thunk
 365         = cgStdRhsClosure bndr cc bi fvs [] body lf_info payload
 366
 367    where
 368         lf_info = mkApLFInfo (idType bndr) upd_flag arity
 369         -- the payload has to be in the correct order, hence we can't
 370         -- just use the fvs.
 371         payload    = StgVarArg fun_id : args
 372         arity      = length fvs
 373 \end{code}
 374
 375 The default case
 376 ~~~~~~~~~~~~~~~~
 377 \begin{code}
 378 mkRhsClosure bndr cc bi srt fvs upd_flag args body
 379   = cgRhsClosure bndr cc bi srt fvs args body lf_info
 380   where
 381     lf_info = mkClosureLFInfo bndr NotTopLevel fvs upd_flag args
 382 \end{code}
 383
 384
 385 %********************************************************
 386 %*                                                      *
 387 %*              Let-no-escape bindings
 388 %*                                                      *
 389 %********************************************************
 390 \begin{code}
 391 cgLetNoEscapeBindings live_in_rhss rhs_eob_info maybe_cc_slot
 392         (StgNonRec srt binder rhs)
 393   = cgLetNoEscapeRhs live_in_rhss rhs_eob_info maybe_cc_slot
 394                         NonRecursive srt binder rhs
 395                                 `thenFC` \ (binder, info) ->
 396     addBindC binder info
 397
 398 cgLetNoEscapeBindings live_in_rhss rhs_eob_info maybe_cc_slot
 399         (StgRec srt pairs)
 400   = fixC (\ new_bindings ->
 401                 addBindsC new_bindings  `thenC`
 402                 listFCs [ cgLetNoEscapeRhs full_live_in_rhss
 403                                 rhs_eob_info maybe_cc_slot Recursive srt b e
 404                         | (b,e) <- pairs ]
 405     ) `thenFC` \ new_bindings ->
 406
 407     addBindsC new_bindings
 408   where
 409     -- We add the binders to the live-in-rhss set so that we don't
 410     -- delete the bindings for the binder from the environment!
 411     full_live_in_rhss = live_in_rhss `unionVarSet` (mkVarSet [b | (b,r) <- pairs])
 412
 413 cgLetNoEscapeRhs
 414     :: StgLiveVars      -- Live in rhss
 415     -> EndOfBlockInfo
 416     -> Maybe VirtualSpOffset
 417     -> RecFlag
 418     -> SRT
 419     -> Id
 420     -> StgRhs
 421     -> FCode (Id, CgIdInfo)
 422
 423 cgLetNoEscapeRhs full_live_in_rhss rhs_eob_info maybe_cc_slot rec srt binder
 424                  (StgRhsClosure cc bi _ upd_flag args body)
 425   = -- We could check the update flag, but currently we don't switch it off
 426     -- for let-no-escaped things, so we omit the check too!
 427     -- case upd_flag of
 428     --     Updatable -> panic "cgLetNoEscapeRhs"        -- Nothing to update!
 429     --     other     -> cgLetNoEscapeClosure binder cc bi live_in_whole_let live_in_rhss args body
 430     cgLetNoEscapeClosure binder cc bi srt full_live_in_rhss rhs_eob_info
 431         maybe_cc_slot rec args body
 432
 433 -- For a constructor RHS we want to generate a single chunk of code which
 434 -- can be jumped to from many places, which will return the constructor.
 435 -- It's easy; just behave as if it was an StgRhsClosure with a ConApp inside!
 436 cgLetNoEscapeRhs full_live_in_rhss rhs_eob_info maybe_cc_slot rec srt binder
 437                  (StgRhsCon cc con args)
 438   = cgLetNoEscapeClosure binder cc noBinderInfo{-safe-} srt
 439                          full_live_in_rhss rhs_eob_info maybe_cc_slot rec
 440         []      --No args; the binder is data structure, not a function
 441         (StgConApp con args)
 442 \end{code}
 443
 444 Little helper for primitives that return unboxed tuples.
 445
 446
 447 \begin{code}
 448 primRetUnboxedTuple :: StgOp -> [StgArg] -> Type -> Code
 449 primRetUnboxedTuple op args res_ty
 450   = getArgAmodes args       `thenFC` \ arg_amodes ->
 451     {-
 452       put all the arguments in temporaries so they don't get stomped when
 453       we push the return address.
 454     -}
 455     let
 456       n_args              = length args
 457       arg_uniqs           = map mkBuiltinUnique [0 .. n_args-1]
 458       arg_reps            = map getArgPrimRep args
 459       arg_temps           = zipWith CTemp arg_uniqs arg_reps
 460     in
 461     absC (mkAbstractCs (zipWith CAssign arg_temps arg_amodes)) `thenC`
 462     {-
 463       allocate some temporaries for the return values.
 464     -}
 465     let
 466       ty_args     = tyConAppArgs (repType res_ty)
 467       prim_reps   = map typePrimRep ty_args
 468       temp_uniqs  = map mkBuiltinUnique [ n_args .. n_args + length ty_args - 1]
 469       temp_amodes = zipWith CTemp temp_uniqs prim_reps
 470     in
 471     returnUnboxedTuple temp_amodes (absC (COpStmt temp_amodes op arg_temps []))
 472 \end{code}