Don't generate stub files when -fno-code is given.
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / nativeGen / AsmCodeGen.lhs
index bbb4cc9..1576162 100644 (file)
-%
-% (c) The AQUA Project, Glasgow University, 1993-1995
-%
+-- -----------------------------------------------------------------------------
+--
+-- (c) The University of Glasgow 1993-2004
+-- 
+-- This is the top-level module in the native code generator.
+--
+-- -----------------------------------------------------------------------------
 
 \begin{code}
-#include "HsVersions.h"
-#include "../../includes/platform.h"
-#include "../../includes/GhcConstants.h"
-
-module AsmCodeGen (
-#ifdef __GLASGOW_HASKELL__
-       writeRealAsm,
-#endif
-       dumpRealAsm,
-
-       -- And, I guess we need these...
-       AbstractC, GlobalSwitch, SwitchResult,
-       SplitUniqSupply, SUniqSM(..)
-    ) where
-
-import AbsCSyn     ( AbstractC )
-import AbsCStixGen  ( genCodeAbstractC )
-import AbsPrel     ( PrimKind, PrimOp(..)
-                     IF_ATTACK_PRAGMAS(COMMA tagOf_PrimOp)
-                         IF_ATTACK_PRAGMAS(COMMA pprPrimOp)
-                   )
-import CmdLineOpts  ( GlobalSwitch(..), stringSwitchSet, switchIsOn, SwitchResult(..) )
-import MachDesc
-import Maybes      ( Maybe(..) )
-import Outputable
-#if alpha_dec_osf1_TARGET
-import AlphaDesc    ( mkAlpha )
-#else
-#if sparc_TARGET_ARCH
-import SparcDesc    ( mkSparc )
-#endif
-#endif
-import Stix
-import SplitUniq
-import Unique
-import Unpretty
-import Util
-#if defined(__HBC__)
-import
-       Word
-#endif
-\end{code}
-
-This is a generic assembly language generator for the Glasgow Haskell
-Compiler.  It has been a long time in germinating, basically due to
-time constraints and the large spectrum of design possibilities.
-Presently it generates code for:
-\begin{itemize}
-\item Sparc
-\end{itemize}
-In the pipeline (sic) are plans and/or code for 680x0, 386/486.
-
-The code generator presumes the presence of a working C port.  This is
-because any code that cannot be compiled (e.g. @casm@s) is re-directed
-via this route. It also help incremental development.  Because this
-code generator is specially written for the Abstract C produced by the
-Glasgow Haskell Compiler, several optimisation opportunities are open
-to us that are not open to @gcc@.  In particular, we know that the A
-and B stacks and the Heap are all mutually exclusive wrt. aliasing,
-and that expressions have no side effects (all state transformations
-are top level objects).
-
-There are two main components to the code generator.
-\begin{itemize}
-\item Abstract C is considered in statements,
-       with a Twig-like system handling each statement in turn.
-\item A scheduler turns the tree of assembly language orderings
-      into a sequence suitable for input to an assembler.
-\end{itemize} 
-The @codeGenerate@ function returns the final assembly language output
-(as a String). We can return a string, because there is only one way
-of printing the output suitable for assembler consumption. It also
-allows limited abstraction of different machines from the Main module.
-
-The first part is the actual assembly language generation.  First we
-split up the Abstract C into individual functions, then consider
-chunks in isolation, giving back an @OrdList@ of assembly language
-instructions.  The generic algorithm is heavily inspired by Twig
-(ref), but also draws concepts from (ref).  The basic idea is to
-(dynamically) walk the Abstract C syntax tree, annotating it with
-possible code matches. For example, on the Sparc, a possible match
-(with its translation) could be 
-@ 
-   := 
-   / \ 
-  i   r2       => ST r2,[r1] 
-  |
-  r1 
-@
-where @r1,r2@ are registers, and @i@ is an indirection.         The Twig
-bit twiddling algorithm for tree matching has been abandoned. It is
-replaced with a more direct scheme.  This is because, after careful
-consideration it is felt that the overhead of handling many bit
-patterns would be heavier that simply looking at the syntax of the
-tree at the node being considered, and dynamically choosing and
-pruning rules.
-
-The ultimate result of the first part is a Set of ordering lists of
-ordering lists of assembly language instructions (yes, really!), where
-each element in the set is basic chunk.         Now several (generic)
-simplifications and transformations can be performed.  This includes
-ones that turn the the ordering of orderings into just a single
-ordering list. (The equivalent of applying @concat@ to a list of
-lists.) A lot of the re-ordering and optimisation is actually done
-(generically) here!  The final part, the scheduler, can now be used on
-this structure.         The code sequence is optimised (obviously) to avoid
-stalling the pipeline. This part {\em has} to be heavily machine
-dependent.
-
-[The above seems to describe mostly dreamware.  -- JSM]
-
-The flag that needs to be added is -fasm-<platform> where platform is one of
-the choices below.
-
-\begin{code}
-
-#ifdef __GLASGOW_HASKELL__
-# if __GLASGOW_HASKELL__ < 23
-# define _FILE _Addr
-# endif
-writeRealAsm :: (GlobalSwitch -> SwitchResult) -> _FILE -> AbstractC -> SplitUniqSupply -> PrimIO ()
-
-writeRealAsm flags file absC uniq_supply
-  = uppAppendFile file 80 (runNCG (code flags absC) uniq_supply)
+module AsmCodeGen ( nativeCodeGen ) where
 
+#include "HsVersions.h"
+#include "NCG.h"
+
+import MachInstrs
+import MachRegs
+import MachCodeGen
+import PprMach
+import RegisterAlloc
+import RegAllocInfo    ( jumpDests )
+import NCGMonad
+import PositionIndependentCode
+
+import Cmm
+import CmmOpt          ( cmmMiniInline, cmmMachOpFold )
+import PprCmm          ( pprStmt, pprCmms )
+import MachOp
+import CLabel           ( CLabel, mkSplitMarkerLabel, mkAsmTempLabel )
+#if powerpc_TARGET_ARCH
+import CLabel           ( mkRtsCodeLabel )
 #endif
 
-dumpRealAsm :: (GlobalSwitch -> SwitchResult) -> AbstractC -> SplitUniqSupply -> String
-
-dumpRealAsm flags absC uniq_supply = uppShow 80 (runNCG (code flags absC) uniq_supply)
-
-runNCG m uniq_supply = m uniq_supply
+import UniqFM
+import Unique          ( Unique, getUnique )
+import UniqSupply
+import FastTypes
+import List            ( groupBy, sortBy )
+import CLabel           ( pprCLabel )
+import ErrUtils                ( dumpIfSet_dyn )
+import DynFlags                ( DynFlags, DynFlag(..), dopt )
+import StaticFlags     ( opt_Static, opt_PIC )
+
+import Digraph
+import qualified Pretty
+import Outputable
+import FastString
 
-code flags absC =
-    genCodeAbstractC target absC                   `thenSUs` \ treelists ->
-    let 
-       stix = map (map (genericOpt target)) treelists
-    in
-       codeGen target sty stix
-  where
-    sty = PprForAsm (switchIsOn flags) (underscore target) (fmtAsmLbl target)
+-- DEBUGGING ONLY
+--import OrdList
 
-    target = case stringSwitchSet flags AsmTarget of
-#if ! OMIT_NATIVE_CODEGEN
-#if sparc_sun_sunos4_TARGET
-       Just _ {-???"sparc-sun-sunos4"-} -> mkSparc True flags
+#ifdef NCG_DEBUG
+import List            ( intersperse )
 #endif
-#if sparc_sun_solaris2_TARGET
-       Just _ {-???"sparc-sun-solaris2"-} -> mkSparc False flags
-#endif
-#if alpha_TARGET_ARCH
-       Just _ {-???"alpha-dec-osf1"-} -> mkAlpha flags
-#endif
-#endif
-        _ -> error
-            ("ERROR:Trying to generate assembly language for an unsupported architecture\n"++
-             "(or one for which this build is not configured).")
-
-\end{code}
-
-%************************************************************************
-%*                                                                     *
-\subsection[NCOpt]{The Generic Optimiser}
-%*                                                                     *
-%************************************************************************
-
-This is called between translating Abstract C to its Tree
-and actually using the Native Code Generator to generate
-the annotations.  It's a chance to do some strength reductions.
-
-** Remember these all have to be machine independent ***
-
-Note that constant-folding should have already happened, but we might have
-introduced some new opportunities for constant-folding wrt address manipulations.
-
-\begin{code}
-
-genericOpt 
-    :: Target 
-    -> StixTree 
-    -> StixTree
-
-\end{code}
-
-For most nodes, just optimize the children.
-
-\begin{code}
-
-genericOpt target (StInd pk addr) =
-    StInd pk (genericOpt target addr)
-
-genericOpt target (StAssign pk dst src) =
-    StAssign pk (genericOpt target dst) (genericOpt target src)
-
-genericOpt target (StJump addr) =
-    StJump (genericOpt target addr)
-
-genericOpt target (StCondJump addr test) =
-    StCondJump addr (genericOpt target test)
-
-genericOpt target (StCall fn pk args) =
-    StCall fn pk (map (genericOpt target) args)
-
-\end{code}
-
-Fold indices together when the types match.
-
-\begin{code}
-
-genericOpt target (StIndex pk (StIndex pk' base off) off')
-  | pk == pk' =
-    StIndex pk (genericOpt target base) 
-              (genericOpt target (StPrim IntAddOp [off, off']))
-
-genericOpt target (StIndex pk base off) =
-    StIndex pk (genericOpt target base) 
-              (genericOpt target off)
-
-\end{code}
 
-For primOps, we first optimize the children, and then we try our hand
-at some constant-folding.
+import DATA_INT
+import DATA_WORD
+import DATA_BITS
+import GLAEXTS
 
-\begin{code}
-
-genericOpt target (StPrim op args) =
-    primOpt op (map (genericOpt target) args)
+{-
+The native-code generator has machine-independent and
+machine-dependent modules.
 
-\end{code}
+This module ("AsmCodeGen") is the top-level machine-independent
+module.  Before entering machine-dependent land, we do some
+machine-independent optimisations (defined below) on the
+'CmmStmts's.
 
-Replace register leaves with appropriate StixTrees for the given target.
-(Oh, so this is why we've been hauling the target around!)
+We convert to the machine-specific 'Instr' datatype with
+'cmmCodeGen', assuming an infinite supply of registers.  We then use
+a machine-independent register allocator ('regAlloc') to rejoin
+reality.  Obviously, 'regAlloc' has machine-specific helper
+functions (see about "RegAllocInfo" below).
 
-\begin{code}
+Finally, we order the basic blocks of the function so as to minimise
+the number of jumps between blocks, by utilising fallthrough wherever
+possible.
 
-genericOpt target leaf@(StReg (StixMagicId id)) = 
-    case stgReg target id of 
-       Always tree -> genericOpt target tree
-       Save _     -> leaf
-
-genericOpt target other = other
-
-\end{code}
-
-Now, try to constant-fold the primOps.  The arguments have
-already been optimized and folded.
-
-\begin{code}
-
-primOpt
-    :: PrimOp          -- The operation from an StPrim
-    -> [StixTree]      -- The optimized arguments
-    -> StixTree
-
-primOpt op arg@[StInt x] =
-    case op of
-       IntNegOp -> StInt (-x)
-       IntAbsOp -> StInt (abs x)
-       _ -> StPrim op arg
-
-primOpt op args@[StInt x, StInt y] = 
-    case op of
-       CharGtOp -> StInt (if x > y then 1 else 0)
-       CharGeOp -> StInt (if x >= y then 1 else 0)
-       CharEqOp -> StInt (if x == y then 1 else 0)
-       CharNeOp -> StInt (if x /= y then 1 else 0)
-       CharLtOp -> StInt (if x < y then 1 else 0)
-       CharLeOp -> StInt (if x <= y then 1 else 0)
-       IntAddOp -> StInt (x + y)
-       IntSubOp -> StInt (x - y)
-       IntMulOp -> StInt (x * y)
-       IntQuotOp -> StInt (x `quot` y)
-       IntDivOp -> StInt (x `div` y)
-       IntRemOp -> StInt (x `rem` y)
-       IntGtOp -> StInt (if x > y then 1 else 0)
-       IntGeOp -> StInt (if x >= y then 1 else 0)
-       IntEqOp -> StInt (if x == y then 1 else 0)
-       IntNeOp -> StInt (if x /= y then 1 else 0)
-       IntLtOp -> StInt (if x < y then 1 else 0)
-       IntLeOp -> StInt (if x <= y then 1 else 0)
-       _ -> StPrim op args
-
-\end{code}
+The machine-dependent bits break down as follows:
 
-When possible, shift the constants to the right-hand side, so that we
-can match for strength reductions.  Note that the code generator will
-also assume that constants have been shifted to the right when possible.
+  * ["MachRegs"]  Everything about the target platform's machine
+    registers (and immediate operands, and addresses, which tend to
+    intermingle/interact with registers).
 
-\begin{code}
+  * ["MachInstrs"]  Includes the 'Instr' datatype (possibly should
+    have a module of its own), plus a miscellany of other things
+    (e.g., 'targetDoubleSize', 'smStablePtrTable', ...)
 
-primOpt op [x@(StInt _), y]    | commutableOp op = primOpt op [y, x]
---OLD:
---primOpt op [x@(StDouble _), y] | commutableOp op = primOpt op [y, x]
+  * ["MachCodeGen"]  is where 'Cmm' stuff turns into
+    machine instructions.
 
-\end{code}
+  * ["PprMach"] 'pprInstr' turns an 'Instr' into text (well, really
+    a 'Doc').
 
-We can often do something with constants of 0 and 1 ...
+  * ["RegAllocInfo"] In the register allocator, we manipulate
+    'MRegsState's, which are 'BitSet's, one bit per machine register.
+    When we want to say something about a specific machine register
+    (e.g., ``it gets clobbered by this instruction''), we set/unset
+    its bit.  Obviously, we do this 'BitSet' thing for efficiency
+    reasons.
 
-\begin{code}
+    The 'RegAllocInfo' module collects together the machine-specific
+    info needed to do register allocation.
 
-primOpt op args@[x, y@(StInt 0)] = 
-    case op of
-       IntAddOp -> x
-       IntSubOp -> x
-       IntMulOp -> y
-       AndOp  -> y
-       OrOp   -> x
-       SllOp  -> x
-       SraOp  -> x
-       SrlOp  -> x
-       ISllOp -> x
-       ISraOp -> x
-       ISrlOp -> x
-       _ -> StPrim op args
-
-primOpt op args@[x, y@(StInt 1)] = 
-    case op of
-       IntMulOp -> x
-       IntDivOp -> x
-       IntQuotOp -> x
-       IntRemOp -> StInt 0
-       _ -> StPrim op args
-
--- The following code tweaks a bug in early versions of GHC (pre-0.21)
-
-{- OLD: (death to constant folding in ncg)
-primOpt op args@[x, y@(StDouble 0.0)] = 
-    case op of
-       FloatAddOp -> x
-       FloatSubOp -> x
-       FloatMulOp -> y
-       DoubleAddOp -> x
-       DoubleSubOp -> x
-       DoubleMulOp -> y
-       _ -> StPrim op args
-
-primOpt op args@[x, y@(StDouble 1.0)] = 
-    case op of
-       FloatMulOp -> x
-       FloatDivOp -> x
-       DoubleMulOp -> x
-       DoubleDivOp -> x
-       _ -> StPrim op args
-
-primOpt op args@[x, y@(StDouble 2.0)] =
-    case op of
-       FloatMulOp -> StPrim FloatAddOp [x, x]
-       DoubleMulOp -> StPrim DoubleAddOp [x, x]
-       _ -> StPrim op args
+   * ["RegisterAlloc"] The (machine-independent) register allocator.
 -}
 
-\end{code}
-
-Now look for multiplication/division by powers of 2 (integers).
-
-\begin{code}
-
-primOpt op args@[x, y@(StInt n)] = 
-    case op of
-       IntMulOp -> case exact_log2 n of
-            Nothing -> StPrim op args
-           Just p -> StPrim SllOp [x, StInt p]
-       IntQuotOp -> case exact_log2 n of
-            Nothing -> StPrim op args
-           Just p -> StPrim SraOp [x, StInt p]
-       _ -> StPrim op args
-
-\end{code}
+-- -----------------------------------------------------------------------------
+-- Top-level of the native codegen
+
+-- NB. We *lazilly* compile each block of code for space reasons.
+
+nativeCodeGen :: DynFlags -> [Cmm] -> UniqSupply -> IO Pretty.Doc
+nativeCodeGen dflags cmms us
+  = let (res, _) = initUs us $
+          cgCmm (concat (map add_split cmms))
+
+       cgCmm :: [CmmTop] -> UniqSM (Cmm, Pretty.Doc, [CLabel])
+       cgCmm tops = 
+          lazyMapUs (cmmNativeGen dflags) tops  `thenUs` \ results -> 
+          case unzip3 results of { (cmms,docs,imps) ->
+          returnUs (Cmm cmms, my_vcat docs, concat imps)
+          }
+    in 
+    case res of { (ppr_cmms, insn_sdoc, imports) -> do
+    dumpIfSet_dyn dflags Opt_D_dump_opt_cmm "Optimised Cmm" (pprCmms [ppr_cmms])
+    return (insn_sdoc Pretty.$$ dyld_stubs imports
+#if HAVE_SUBSECTIONS_VIA_SYMBOLS
+                -- On recent versions of Darwin, the linker supports
+                -- dead-stripping of code and data on a per-symbol basis.
+                -- There's a hack to make this work in PprMach.pprNatCmmTop.
+            Pretty.$$ Pretty.text ".subsections_via_symbols"
+#endif
+            )
+   }
 
-Anything else is just too hard.
+  where
 
-\begin{code}
+    add_split (Cmm tops)
+       | dopt Opt_SplitObjs dflags = split_marker : tops
+       | otherwise                 = tops
+
+    split_marker = CmmProc [] mkSplitMarkerLabel [] []
+
+        -- Generate "symbol stubs" for all external symbols that might
+        -- come from a dynamic library.
+{-    dyld_stubs imps = Pretty.vcat $ map pprDyldSymbolStub $
+                                   map head $ group $ sort imps-}
+                                   
+       -- (Hack) sometimes two Labels pretty-print the same, but have
+       -- different uniques; so we compare their text versions...
+    dyld_stubs imps 
+        | needImportedSymbols
+          = Pretty.vcat $
+            (pprGotDeclaration :) $
+            map (pprImportedSymbol . fst . head) $
+            groupBy (\(_,a) (_,b) -> a == b) $
+            sortBy (\(_,a) (_,b) -> compare a b) $
+            map doPpr $
+            imps
+        | otherwise
+          = Pretty.empty
+        
+        where doPpr lbl = (lbl, Pretty.render $ pprCLabel lbl astyle)
+              astyle = mkCodeStyle AsmStyle
+
+#ifndef NCG_DEBUG
+    my_vcat sds = Pretty.vcat sds
+#else
+    my_vcat sds = Pretty.vcat (
+                      intersperse (
+                         Pretty.char ' ' 
+                            Pretty.$$ Pretty.ptext SLIT("# ___ncg_debug_marker")
+                            Pretty.$$ Pretty.char ' '
+                      ) 
+                      sds
+                   )
+#endif
 
-primOpt op args = StPrim op args
 
-\end{code}
+-- Complete native code generation phase for a single top-level chunk
+-- of Cmm.
+
+cmmNativeGen :: DynFlags -> CmmTop -> UniqSM (CmmTop, Pretty.Doc, [CLabel])
+cmmNativeGen dflags cmm
+   = {-# SCC "fixAssigns"       #-} 
+       fixAssignsTop cmm            `thenUs` \ fixed_cmm ->
+     {-# SCC "genericOpt"       #-} 
+       cmmToCmm fixed_cmm           `bind`   \ (cmm, imports) ->
+        (if dopt Opt_D_dump_opt_cmm dflags  -- space leak avoidance
+          then cmm 
+          else CmmData Text [])     `bind`   \ ppr_cmm ->
+     {-# SCC "genMachCode"      #-}
+       genMachCode cmm              `thenUs` \ (pre_regalloc, lastMinuteImports) ->
+     {-# SCC "regAlloc"         #-}
+       mapUs regAlloc pre_regalloc `thenUs`   \ with_regs ->
+     {-# SCC "sequenceBlocks"   #-}
+       map sequenceTop with_regs    `bind`   \ sequenced ->
+     {-# SCC "x86fp_kludge"     #-}
+       map x86fp_kludge sequenced   `bind`   \ final_mach_code ->
+     {-# SCC "vcat"             #-}
+       Pretty.vcat (map pprNatCmmTop final_mach_code)  `bind`   \ final_sdoc ->
+
+        returnUs (ppr_cmm, final_sdoc Pretty.$$ Pretty.text "", lastMinuteImports ++ imports)
+     where
+        x86fp_kludge :: NatCmmTop -> NatCmmTop
+        x86fp_kludge top@(CmmData _ _) = top
+#if i386_TARGET_ARCH
+        x86fp_kludge top@(CmmProc info lbl params code) = 
+               CmmProc info lbl params (map bb_i386_insert_ffrees code)
+               where
+                 bb_i386_insert_ffrees (BasicBlock id instrs) =
+                       BasicBlock id (i386_insert_ffrees instrs)
+#else
+        x86fp_kludge top =  top
+#endif
 
-The commutable ops are those for which we will try to move constants to the
-right hand side for strength reduction.
+-- -----------------------------------------------------------------------------
+-- Sequencing the basic blocks
+
+-- Cmm BasicBlocks are self-contained entities: they always end in a
+-- jump, either non-local or to another basic block in the same proc.
+-- In this phase, we attempt to place the basic blocks in a sequence
+-- such that as many of the local jumps as possible turn into
+-- fallthroughs.
+
+sequenceTop :: NatCmmTop -> NatCmmTop
+sequenceTop top@(CmmData _ _) = top
+sequenceTop (CmmProc info lbl params blocks) = 
+  CmmProc info lbl params (sequenceBlocks blocks)
+
+-- The algorithm is very simple (and stupid): we make a graph out of
+-- the blocks where there is an edge from one block to another iff the
+-- first block ends by jumping to the second.  Then we topologically
+-- sort this graph.  Then traverse the list: for each block, we first
+-- output the block, then if it has an out edge, we move the
+-- destination of the out edge to the front of the list, and continue.
+
+sequenceBlocks :: [NatBasicBlock] -> [NatBasicBlock]
+sequenceBlocks [] = []
+sequenceBlocks (entry:blocks) = 
+  seqBlocks (mkNode entry : reverse (flattenSCCs (sccBlocks blocks)))
+  -- the first block is the entry point ==> it must remain at the start.
+
+sccBlocks :: [NatBasicBlock] -> [SCC (NatBasicBlock,Unique,[Unique])]
+sccBlocks blocks = stronglyConnCompR (map mkNode blocks)
+
+getOutEdges :: [Instr] -> [Unique]
+getOutEdges instrs = case jumpDests (last instrs) [] of
+                       [one] -> [getUnique one]
+                       _many -> []
+               -- we're only interested in the last instruction of
+               -- the block, and only if it has a single destination.
+
+mkNode block@(BasicBlock id instrs) = (block, getUnique id, getOutEdges instrs)
+
+seqBlocks [] = []
+seqBlocks ((block,_,[]) : rest)
+  = block : seqBlocks rest
+seqBlocks ((block@(BasicBlock id instrs),_,[next]) : rest)
+  | can_fallthrough = BasicBlock id (init instrs) : seqBlocks rest'
+  | otherwise       = block : seqBlocks rest'
+  where
+       (can_fallthrough, rest') = reorder next [] rest
+         -- TODO: we should do a better job for cycles; try to maximise the
+         -- fallthroughs within a loop.
+seqBlocks _ = panic "AsmCodegen:seqBlocks"
+
+reorder id accum [] = (False, reverse accum)
+reorder id accum (b@(block,id',out) : rest)
+  | id == id'  = (True, (block,id,out) : reverse accum ++ rest)
+  | otherwise  = reorder id (b:accum) rest
+
+-- -----------------------------------------------------------------------------
+-- Instruction selection
+
+-- Native code instruction selection for a chunk of stix code.  For
+-- this part of the computation, we switch from the UniqSM monad to
+-- the NatM monad.  The latter carries not only a Unique, but also an
+-- Int denoting the current C stack pointer offset in the generated
+-- code; this is needed for creating correct spill offsets on
+-- architectures which don't offer, or for which it would be
+-- prohibitively expensive to employ, a frame pointer register.  Viz,
+-- x86.
+
+-- The offset is measured in bytes, and indicates the difference
+-- between the current (simulated) C stack-ptr and the value it was at
+-- the beginning of the block.  For stacks which grow down, this value
+-- should be either zero or negative.
+
+-- Switching between the two monads whilst carrying along the same
+-- Unique supply breaks abstraction.  Is that bad?
+
+genMachCode :: CmmTop -> UniqSM ([NatCmmTop], [CLabel])
+
+genMachCode cmm_top initial_us
+  = let initial_st             = mkNatM_State initial_us 0
+        (new_tops, final_st)   = initNat initial_st (cmmTopCodeGen cmm_top)
+        final_us               = natm_us final_st
+        final_delta            = natm_delta final_st
+       final_imports          = natm_imports final_st
+    in
+        if   final_delta == 0
+        then ((new_tops, final_imports), final_us)
+        else pprPanic "genMachCode: nonzero final delta"
+                      (int final_delta)
+
+-- -----------------------------------------------------------------------------
+-- Fixup assignments to global registers so that they assign to 
+-- locations within the RegTable, if appropriate.
+
+-- Note that we currently don't fixup reads here: they're done by
+-- the generic optimiser below, to avoid having two separate passes
+-- over the Cmm.
+
+fixAssignsTop :: CmmTop -> UniqSM CmmTop
+fixAssignsTop top@(CmmData _ _) = returnUs top
+fixAssignsTop (CmmProc info lbl params blocks) =
+  mapUs fixAssignsBlock blocks `thenUs` \ blocks' ->
+  returnUs (CmmProc info lbl params blocks')
+
+fixAssignsBlock :: CmmBasicBlock -> UniqSM CmmBasicBlock
+fixAssignsBlock (BasicBlock id stmts) =
+  fixAssigns stmts `thenUs` \ stmts' ->
+  returnUs (BasicBlock id stmts')
+
+fixAssigns :: [CmmStmt] -> UniqSM [CmmStmt]
+fixAssigns stmts =
+  mapUs fixAssign stmts `thenUs` \ stmtss ->
+  returnUs (concat stmtss)
+
+fixAssign :: CmmStmt -> UniqSM [CmmStmt]
+fixAssign (CmmAssign (CmmGlobal BaseReg) src)
+   = panic "cmmStmtConFold: assignment to BaseReg";
+
+fixAssign (CmmAssign (CmmGlobal reg) src)
+  | Left  realreg <- reg_or_addr
+  = returnUs [CmmAssign (CmmGlobal reg) src]
+  | Right baseRegAddr <- reg_or_addr
+  = returnUs [CmmStore baseRegAddr src]
+           -- Replace register leaves with appropriate StixTrees for
+           -- the given target. GlobalRegs which map to a reg on this
+           -- arch are left unchanged.  Assigning to BaseReg is always
+           -- illegal, so we check for that.
+  where
+       reg_or_addr = get_GlobalReg_reg_or_addr reg
+
+fixAssign (CmmCall target results args vols)
+  = mapAndUnzipUs fixResult results `thenUs` \ (results',stores) ->
+    returnUs (caller_save ++
+             CmmCall target results' args vols :
+             caller_restore ++
+             concat stores)
+  where
+       -- we also save/restore any caller-saves STG registers here
+       (caller_save, caller_restore) = callerSaveVolatileRegs vols
+
+       fixResult g@(CmmGlobal reg,hint) = 
+         case get_GlobalReg_reg_or_addr reg of
+               Left realreg -> returnUs (g, [])
+               Right baseRegAddr ->
+                   getUniqueUs `thenUs` \ uq ->
+                   let local = CmmLocal (LocalReg uq (globalRegRep reg)) in
+                   returnUs ((local,hint), 
+                             [CmmStore baseRegAddr (CmmReg local)])
+       fixResult other =
+         returnUs (other,[])
+
+fixAssign other_stmt = returnUs [other_stmt]
+
+-- -----------------------------------------------------------------------------
+-- Generic Cmm optimiser
+
+{-
+Here we do:
+
+  (a) Constant folding
+  (b) Simple inlining: a temporary which is assigned to and then
+      used, once, can be shorted.
+  (c) Replacement of references to GlobalRegs which do not have
+      machine registers by the appropriate memory load (eg.
+      Hp ==>  *(BaseReg + 34) ).
+  (d) Position independent code and dynamic linking
+        (i)  introduce the appropriate indirections
+             and position independent refs
+        (ii) compile a list of imported symbols
+
+Ideas for other things we could do (ToDo):
+
+  - shortcut jumps-to-jumps
+  - eliminate dead code blocks
+  - simple CSE: if an expr is assigned to a temp, then replace later occs of
+    that expr with the temp, until the expr is no longer valid (can push through
+    temp assignments, and certain assigns to mem...)
+-}
 
-\begin{code}
+cmmToCmm :: CmmTop -> (CmmTop, [CLabel])
+cmmToCmm top@(CmmData _ _) = (top, [])
+cmmToCmm (CmmProc info lbl params blocks) = runCmmOpt $ do
+  blocks' <- mapM cmmBlockConFold (cmmMiniInline blocks)
+  return $ CmmProc info lbl params blocks'
+
+newtype CmmOptM a = CmmOptM ([CLabel] -> (# a, [CLabel] #))
+
+instance Monad CmmOptM where
+  return x = CmmOptM $ \imports -> (# x,imports #)
+  (CmmOptM f) >>= g =
+    CmmOptM $ \imports ->
+                case f imports of
+                  (# x, imports' #) ->
+                    case g x of
+                      CmmOptM g' -> g' imports'
+
+addImportCmmOpt :: CLabel -> CmmOptM ()
+addImportCmmOpt lbl = CmmOptM $ \imports -> (# (), lbl:imports #)
+
+runCmmOpt :: CmmOptM a -> (a, [CLabel])
+runCmmOpt (CmmOptM f) = case f [] of
+                        (# result, imports #) -> (result, imports)
+
+cmmBlockConFold :: CmmBasicBlock -> CmmOptM CmmBasicBlock
+cmmBlockConFold (BasicBlock id stmts) = do
+  stmts' <- mapM cmmStmtConFold stmts
+  return $ BasicBlock id stmts'
+
+cmmStmtConFold stmt
+   = case stmt of
+        CmmAssign reg src
+           -> do src' <- cmmExprConFold False src
+                 return $ case src' of
+                  CmmReg reg' | reg == reg' -> CmmNop
+                  new_src -> CmmAssign reg new_src
+
+        CmmStore addr src
+           -> do addr' <- cmmExprConFold False addr
+                 src'  <- cmmExprConFold False src
+                 return $ CmmStore addr' src'
+
+        CmmJump addr regs
+           -> do addr' <- cmmExprConFold True addr
+                 return $ CmmJump addr' regs
+
+       CmmCall target regs args vols
+          -> do target' <- case target of
+                             CmmForeignCall e conv -> do
+                               e' <- cmmExprConFold True e
+                               return $ CmmForeignCall e' conv
+                             other -> return other
+                 args' <- mapM (\(arg, hint) -> do
+                                  arg' <- cmmExprConFold False arg
+                                  return (arg', hint)) args
+                return $ CmmCall target' regs args' vols
+
+        CmmCondBranch test dest
+           -> do test' <- cmmExprConFold False test
+                return $ case test' of
+                  CmmLit (CmmInt 0 _) -> 
+                    CmmComment (mkFastString ("deleted: " ++ 
+                                       showSDoc (pprStmt stmt)))
+
+                  CmmLit (CmmInt n _) -> CmmBranch dest
+                  other -> CmmCondBranch test' dest
+
+       CmmSwitch expr ids
+          -> do expr' <- cmmExprConFold False expr
+                return $ CmmSwitch expr' ids
+
+        other
+           -> return other
+
+
+cmmExprConFold isJumpTarget expr
+   = case expr of
+        CmmLoad addr rep
+           -> do addr' <- cmmExprConFold False addr
+                 return $ CmmLoad addr' rep
+
+        CmmMachOp mop args
+           -- For MachOps, we first optimize the children, and then we try 
+           -- our hand at some constant-folding.
+           -> do args' <- mapM (cmmExprConFold False) args
+                 return $ cmmMachOpFold mop args'
+
+        CmmLit (CmmLabel lbl)
+           -> cmmMakeDynamicReference addImportCmmOpt isJumpTarget lbl
+        CmmLit (CmmLabelOff lbl off)
+           -> do dynRef <- cmmMakeDynamicReference addImportCmmOpt isJumpTarget lbl
+                 return $ cmmMachOpFold (MO_Add wordRep) [
+                     dynRef,
+                     (CmmLit $ CmmInt (fromIntegral off) wordRep)
+                   ]
+
+#if powerpc_TARGET_ARCH
+           -- On powerpc (non-PIC), it's easier to jump directly to a label than
+           -- to use the register table, so we replace these registers
+           -- with the corresponding labels:
+        CmmReg (CmmGlobal GCEnter1)
+          | not opt_PIC
+          -> cmmExprConFold isJumpTarget $
+             CmmLit (CmmLabel (mkRtsCodeLabel SLIT( "__stg_gc_enter_1"))) 
+        CmmReg (CmmGlobal GCFun)
+          | not opt_PIC
+          -> cmmExprConFold isJumpTarget $
+             CmmLit (CmmLabel (mkRtsCodeLabel SLIT( "__stg_gc_fun")))
+#endif
 
-commutableOp :: PrimOp -> Bool
-commutableOp CharEqOp = True
-commutableOp CharNeOp = True
-commutableOp IntAddOp = True
-commutableOp IntMulOp = True
-commutableOp AndOp = True
-commutableOp OrOp = True
-commutableOp IntEqOp = True
-commutableOp IntNeOp = True
-commutableOp IntegerAddOp = True
-commutableOp IntegerMulOp = True
-commutableOp FloatAddOp = True
-commutableOp FloatMulOp = True
-commutableOp FloatEqOp = True
-commutableOp FloatNeOp = True
-commutableOp DoubleAddOp = True
-commutableOp DoubleMulOp = True
-commutableOp DoubleEqOp = True
-commutableOp DoubleNeOp = True
-commutableOp _ = False
+        CmmReg (CmmGlobal mid)
+           -- Replace register leaves with appropriate StixTrees for
+           -- the given target.  MagicIds which map to a reg on this
+           -- arch are left unchanged.  For the rest, BaseReg is taken
+           -- to mean the address of the reg table in MainCapability,
+           -- and for all others we generate an indirection to its
+           -- location in the register table.
+           -> case get_GlobalReg_reg_or_addr mid of
+                 Left  realreg -> return expr
+                 Right baseRegAddr 
+                    -> case mid of 
+                          BaseReg -> cmmExprConFold False baseRegAddr
+                          other   -> cmmExprConFold False (CmmLoad baseRegAddr 
+                                                       (globalRegRep mid))
+          -- eliminate zero offsets
+       CmmRegOff reg 0
+          -> cmmExprConFold False (CmmReg reg)
+
+        CmmRegOff (CmmGlobal mid) offset
+           -- RegOf leaves are just a shorthand form. If the reg maps
+           -- to a real reg, we keep the shorthand, otherwise, we just
+           -- expand it and defer to the above code. 
+           -> case get_GlobalReg_reg_or_addr mid of
+                Left  realreg -> return expr
+                Right baseRegAddr
+                   -> cmmExprConFold False (CmmMachOp (MO_Add wordRep) [
+                                        CmmReg (CmmGlobal mid),
+                                        CmmLit (CmmInt (fromIntegral offset)
+                                                       wordRep)])
+        other
+           -> return other
+
+-- -----------------------------------------------------------------------------
+-- Utils
+
+bind f x = x $! f
 
 \end{code}
 
-This algorithm for determining the $\log_2$ of exact powers of 2 comes from gcc.  It
-requires bit manipulation primitives, so we have a ghc version and an hbc version.
-Other Haskell compilers are on their own.
-
-\begin{code}
-
-#ifdef __GLASGOW_HASKELL__
-
-w2i x = word2Int# x
-i2w x = int2Word# x
-i2w_s x = (x::Int#)
-
-exact_log2 :: Integer -> Maybe Integer
-exact_log2 x 
-    | x <= 0 || x >= 2147483648 = Nothing
-    | otherwise = case fromInteger x of
-        I# x# -> if (w2i ((i2w x#) `and#` (i2w (0# -# x#))) /=# x#) then Nothing
-                else Just (toInteger (I# (pow2 x#)))
-
-           where pow2 x# | x# ==# 1# = 0#
-                         | otherwise = 1# +# pow2 (w2i (i2w x# `shiftr` i2w_s 1#))
-
-# if __GLASGOW_HASKELL__ >= 23
-                 shiftr x y = shiftRA# x y
-# else
-                 shiftr x y = shiftR#  x y
-# endif
-
-#else {-probably HBC-}
-
-exact_log2 :: Integer -> Maybe Integer
-exact_log2 x 
-    | x <= 0 || x >= 2147483648 = Nothing
-    | otherwise =
-       if x' `bitAnd` (-x') /= x' then Nothing
-       else Just (toInteger (pow2 x'))
-
-            where x' = ((fromInteger x) :: Word)
-                 pow2 x | x == bit0 = 0 :: Int
-                        | otherwise = 1 + pow2 (x `bitRsh` 1)
-
-#endif {-probably HBC-}
-
-\end{code}