f526ed990789de279838dd866172f648ebb1e9d2
[ghc-hetmet.git] / ghc / compiler / ghci / ByteCodeGen.lhs
1 %
2 % (c) The University of Glasgow 2002
3 %
4 \section[ByteCodeGen]{Generate bytecode from Core}
5
6 \begin{code}
7 module ByteCodeGen ( UnlinkedBCO, byteCodeGen, coreExprToBCOs ) where
8
9 #include "HsVersions.h"
10
11 import ByteCodeInstr
12 import ByteCodeFFI      ( mkMarshalCode, moan64 )
13 import ByteCodeAsm      ( CompiledByteCode(..), UnlinkedBCO, 
14                           assembleBCO, assembleBCOs, iNTERP_STACK_CHECK_THRESH )
15 import ByteCodeLink     ( lookupStaticPtr )
16
17 import Outputable
18 import Name             ( Name, getName, mkSystemVarName )
19 import Id
20 import FiniteMap
21 import ForeignCall      ( ForeignCall(..), CCallTarget(..), CCallSpec(..) )
22 import HscTypes         ( TypeEnv, typeEnvTyCons, typeEnvClasses )
23 import CoreUtils        ( exprType )
24 import CoreSyn
25 import PprCore          ( pprCoreExpr )
26 import Literal          ( Literal(..), literalType )
27 import PrimOp           ( PrimOp(..) )
28 import CoreFVs          ( freeVars )
29 import Type             ( isUnLiftedType, splitTyConApp_maybe )
30 import DataCon          ( DataCon, dataConTag, fIRST_TAG, dataConTyCon, 
31                           isUnboxedTupleCon, isNullaryRepDataCon, dataConWorkId,
32                           dataConRepArity )
33 import TyCon            ( TyCon, tyConFamilySize, isDataTyCon, 
34                           tyConDataCons, isUnboxedTupleTyCon )
35 import Class            ( Class, classTyCon )
36 import Type             ( Type, repType, splitFunTys, dropForAlls, pprType )
37 import Util
38 import DataCon          ( dataConRepArity )
39 import Var              ( isTyVar )
40 import VarSet           ( VarSet, varSetElems )
41 import TysPrim          ( arrayPrimTyCon, mutableArrayPrimTyCon,
42                           byteArrayPrimTyCon, mutableByteArrayPrimTyCon
43                         )
44 import DynFlags ( DynFlags, DynFlag(..) )
45 import ErrUtils         ( showPass, dumpIfSet_dyn )
46 import Unique           ( mkPseudoUniqueE )
47 import FastString       ( FastString(..), unpackFS )
48 import Panic            ( GhcException(..) )
49 import SMRep            ( typeCgRep, arrWordsHdrSize, arrPtrsHdrSize, StgWord, 
50                           CgRep(..), cgRepSizeW, isFollowableArg, idCgRep )
51 import Bitmap           ( intsToReverseBitmap, mkBitmap )
52 import OrdList
53 import Constants        ( wORD_SIZE )
54
55 import Data.List        ( intersperse, sortBy, zip4, zip5, partition )
56 import Foreign          ( Ptr, castPtr, mallocBytes, pokeByteOff, Word8,
57                           withForeignPtr )
58 import Foreign.C        ( CInt )
59 import Control.Exception        ( throwDyn )
60
61 import GHC.Exts         ( Int(..), ByteArray# )
62
63 import Control.Monad    ( when )
64 import Data.Char        ( ord, chr )
65
66 -- -----------------------------------------------------------------------------
67 -- Generating byte code for a complete module 
68
69 byteCodeGen :: DynFlags
70             -> [CoreBind]
71             -> [TyCon]
72             -> IO CompiledByteCode
73 byteCodeGen dflags binds tycs
74    = do showPass dflags "ByteCodeGen"
75
76         let flatBinds = [ (bndr, freeVars rhs) 
77                         | (bndr, rhs) <- flattenBinds binds]
78
79         (BcM_State final_ctr mallocd, proto_bcos)
80            <- runBc (mapM schemeTopBind flatBinds)
81
82         when (notNull mallocd)
83              (panic "ByteCodeGen.byteCodeGen: missing final emitBc?")
84
85         dumpIfSet_dyn dflags Opt_D_dump_BCOs
86            "Proto-BCOs" (vcat (intersperse (char ' ') (map ppr proto_bcos)))
87
88         assembleBCOs proto_bcos tycs
89         
90 -- -----------------------------------------------------------------------------
91 -- Generating byte code for an expression
92
93 -- Returns: (the root BCO for this expression, 
94 --           a list of auxilary BCOs resulting from compiling closures)
95 coreExprToBCOs :: DynFlags
96                -> CoreExpr
97                -> IO UnlinkedBCO
98 coreExprToBCOs dflags expr
99  = do showPass dflags "ByteCodeGen"
100
101       -- create a totally bogus name for the top-level BCO; this
102       -- should be harmless, since it's never used for anything
103       let invented_name  = mkSystemVarName (mkPseudoUniqueE 0) FSLIT("ExprTopLevel")
104           invented_id    = mkLocalId invented_name (panic "invented_id's type")
105           
106       (BcM_State final_ctr mallocd, proto_bco) 
107          <- runBc (schemeTopBind (invented_id, freeVars expr))
108
109       when (notNull mallocd)
110            (panic "ByteCodeGen.coreExprToBCOs: missing final emitBc?")
111
112       dumpIfSet_dyn dflags Opt_D_dump_BCOs "Proto-BCOs" (ppr proto_bco)
113
114       assembleBCO proto_bco
115
116
117 -- -----------------------------------------------------------------------------
118 -- Compilation schema for the bytecode generator
119
120 type BCInstrList = OrdList BCInstr
121
122 type Sequel = Int       -- back off to this depth before ENTER
123
124 -- Maps Ids to the offset from the stack _base_ so we don't have
125 -- to mess with it after each push/pop.
126 type BCEnv = FiniteMap Id Int   -- To find vars on the stack
127
128 ppBCEnv :: BCEnv -> SDoc
129 ppBCEnv p
130    = text "begin-env"
131      $$ nest 4 (vcat (map pp_one (sortBy cmp_snd (fmToList p))))
132      $$ text "end-env"
133      where
134         pp_one (var, offset) = int offset <> colon <+> ppr var <+> ppr (idCgRep var)
135         cmp_snd x y = compare (snd x) (snd y)
136
137 -- Create a BCO and do a spot of peephole optimisation on the insns
138 -- at the same time.
139 mkProtoBCO
140    :: name
141    -> BCInstrList
142    -> Either  [AnnAlt Id VarSet] (AnnExpr Id VarSet)
143    -> Int
144    -> Int
145    -> [StgWord]
146    -> Bool      -- True <=> is a return point, rather than a function
147    -> [Ptr ()]
148    -> ProtoBCO name
149 mkProtoBCO nm instrs_ordlist origin arity bitmap_size bitmap
150   is_ret mallocd_blocks
151    = ProtoBCO {
152         protoBCOName = nm,
153         protoBCOInstrs = maybe_with_stack_check,
154         protoBCOBitmap = bitmap,
155         protoBCOBitmapSize = bitmap_size,
156         protoBCOArity = arity,
157         protoBCOExpr = origin,
158         protoBCOPtrs = mallocd_blocks
159       }
160      where
161         -- Overestimate the stack usage (in words) of this BCO,
162         -- and if >= iNTERP_STACK_CHECK_THRESH, add an explicit
163         -- stack check.  (The interpreter always does a stack check
164         -- for iNTERP_STACK_CHECK_THRESH words at the start of each
165         -- BCO anyway, so we only need to add an explicit on in the
166         -- (hopefully rare) cases when the (overestimated) stack use
167         -- exceeds iNTERP_STACK_CHECK_THRESH.
168         maybe_with_stack_check
169            | is_ret = peep_d
170                 -- don't do stack checks at return points;
171                 -- everything is aggregated up to the top BCO
172                 -- (which must be a function)
173            | stack_overest >= 65535
174            = pprPanic "mkProtoBCO: stack use won't fit in 16 bits" 
175                       (int stack_overest)
176            | stack_overest >= iNTERP_STACK_CHECK_THRESH
177            = STKCHECK stack_overest : peep_d
178            | otherwise
179            = peep_d     -- the supposedly common case
180              
181         stack_overest = sum (map bciStackUse peep_d)
182
183         -- Merge local pushes
184         peep_d = peep (fromOL instrs_ordlist)
185
186         peep (PUSH_L off1 : PUSH_L off2 : PUSH_L off3 : rest)
187            = PUSH_LLL off1 (off2-1) (off3-2) : peep rest
188         peep (PUSH_L off1 : PUSH_L off2 : rest)
189            = PUSH_LL off1 (off2-1) : peep rest
190         peep (i:rest)
191            = i : peep rest
192         peep []
193            = []
194
195 argBits :: [CgRep] -> [Bool]
196 argBits [] = []
197 argBits (rep : args)
198   | isFollowableArg rep = False : argBits args
199   | otherwise = take (cgRepSizeW rep) (repeat True) ++ argBits args
200
201 -- -----------------------------------------------------------------------------
202 -- schemeTopBind
203
204 -- Compile code for the right-hand side of a top-level binding
205
206 schemeTopBind :: (Id, AnnExpr Id VarSet) -> BcM (ProtoBCO Name)
207
208
209 schemeTopBind (id, rhs)
210   | Just data_con <- isDataConWorkId_maybe id,
211     isNullaryRepDataCon data_con
212   =     -- Special case for the worker of a nullary data con.
213         -- It'll look like this:        Nil = /\a -> Nil a
214         -- If we feed it into schemeR, we'll get 
215         --      Nil = Nil
216         -- because mkConAppCode treats nullary constructor applications
217         -- by just re-using the single top-level definition.  So
218         -- for the worker itself, we must allocate it directly.
219     emitBc (mkProtoBCO (getName id) (toOL [PACK data_con 0, ENTER])
220                        (Right rhs) 0 0 [{-no bitmap-}] False{-not alts-})
221
222   | otherwise
223   = schemeR [{- No free variables -}] (id, rhs)
224
225 -- -----------------------------------------------------------------------------
226 -- schemeR
227
228 -- Compile code for a right-hand side, to give a BCO that,
229 -- when executed with the free variables and arguments on top of the stack,
230 -- will return with a pointer to the result on top of the stack, after
231 -- removing the free variables and arguments.
232 --
233 -- Park the resulting BCO in the monad.  Also requires the
234 -- variable to which this value was bound, so as to give the
235 -- resulting BCO a name. 
236
237 schemeR :: [Id]                 -- Free vars of the RHS, ordered as they
238                                 -- will appear in the thunk.  Empty for
239                                 -- top-level things, which have no free vars.
240         -> (Id, AnnExpr Id VarSet)
241         -> BcM (ProtoBCO Name)
242 schemeR fvs (nm, rhs) 
243 {-
244    | trace (showSDoc (
245               (char ' '
246                $$ (ppr.filter (not.isTyVar).varSetElems.fst) rhs
247                $$ pprCoreExpr (deAnnotate rhs)
248                $$ char ' '
249               ))) False
250    = undefined
251    | otherwise
252 -}
253    = schemeR_wrk fvs nm rhs (collect [] rhs)
254
255 collect xs (_, AnnNote note e) = collect xs e
256 collect xs (_, AnnLam x e)     = collect (if isTyVar x then xs else (x:xs)) e
257 collect xs (_, not_lambda)     = (reverse xs, not_lambda)
258
259 schemeR_wrk fvs nm original_body (args, body)
260    = let 
261          all_args  = reverse args ++ fvs
262          arity     = length all_args
263          -- all_args are the args in reverse order.  We're compiling a function
264          -- \fv1..fvn x1..xn -> e 
265          -- i.e. the fvs come first
266
267          szsw_args = map idSizeW all_args
268          szw_args  = sum szsw_args
269          p_init    = listToFM (zip all_args (mkStackOffsets 0 szsw_args))
270
271          -- make the arg bitmap
272          bits = argBits (reverse (map idCgRep all_args))
273          bitmap_size = length bits
274          bitmap = mkBitmap bits
275      in
276      schemeE szw_args 0 p_init body             `thenBc` \ body_code ->
277      emitBc (mkProtoBCO (getName nm) body_code (Right original_body)
278                 arity bitmap_size bitmap False{-not alts-})
279
280
281 fvsToEnv :: BCEnv -> VarSet -> [Id]
282 -- Takes the free variables of a right-hand side, and
283 -- delivers an ordered list of the local variables that will
284 -- be captured in the thunk for the RHS
285 -- The BCEnv argument tells which variables are in the local
286 -- environment: these are the ones that should be captured
287 --
288 -- The code that constructs the thunk, and the code that executes
289 -- it, have to agree about this layout
290 fvsToEnv p fvs = [v | v <- varSetElems fvs, 
291                       isId v,           -- Could be a type variable
292                       v `elemFM` p]
293
294 -- -----------------------------------------------------------------------------
295 -- schemeE
296
297 -- Compile code to apply the given expression to the remaining args
298 -- on the stack, returning a HNF.
299 schemeE :: Int -> Sequel -> BCEnv -> AnnExpr' Id VarSet -> BcM BCInstrList
300
301 -- Delegate tail-calls to schemeT.
302 schemeE d s p e@(AnnApp f a) 
303    = schemeT d s p e
304
305 schemeE d s p e@(AnnVar v)
306    | not (isUnLiftedType v_type)
307    =  -- Lifted-type thing; push it in the normal way
308      schemeT d s p e
309
310    | otherwise
311    = -- Returning an unlifted value.  
312      -- Heave it on the stack, SLIDE, and RETURN.
313      pushAtom d p (AnnVar v)    `thenBc` \ (push, szw) ->
314      returnBc (push                     -- value onto stack
315                `appOL`  mkSLIDE szw (d-s)       -- clear to sequel
316                `snocOL` RETURN_UBX v_rep)       -- go
317    where
318       v_type = idType v
319       v_rep = typeCgRep v_type
320
321 schemeE d s p (AnnLit literal)
322    = pushAtom d p (AnnLit literal)      `thenBc` \ (push, szw) ->
323      let l_rep = typeCgRep (literalType literal)
324      in  returnBc (push                         -- value onto stack
325                    `appOL`  mkSLIDE szw (d-s)   -- clear to sequel
326                    `snocOL` RETURN_UBX l_rep)   -- go
327
328
329 schemeE d s p (AnnLet (AnnNonRec x (_,rhs)) (_,body))
330    | (AnnVar v, args_r_to_l) <- splitApp rhs,
331      Just data_con <- isDataConWorkId_maybe v,
332      dataConRepArity data_con == length args_r_to_l
333    =    -- Special case for a non-recursive let whose RHS is a 
334         -- saturatred constructor application.
335         -- Just allocate the constructor and carry on
336      mkConAppCode d s p data_con args_r_to_l    `thenBc` \ alloc_code ->
337      schemeE (d+1) s (addToFM p x d) body       `thenBc` \ body_code ->
338      returnBc (alloc_code `appOL` body_code)
339
340 -- General case for let.  Generates correct, if inefficient, code in
341 -- all situations.
342 schemeE d s p (AnnLet binds (_,body))
343    = let (xs,rhss) = case binds of AnnNonRec x rhs  -> ([x],[rhs])
344                                    AnnRec xs_n_rhss -> unzip xs_n_rhss
345          n_binds = length xs
346
347          fvss  = map (fvsToEnv p' . fst) rhss
348
349          -- Sizes of free vars
350          sizes = map (\rhs_fvs -> sum (map idSizeW rhs_fvs)) fvss
351
352          -- the arity of each rhs
353          arities = map (length . fst . collect []) rhss
354
355          -- This p', d' defn is safe because all the items being pushed
356          -- are ptrs, so all have size 1.  d' and p' reflect the stack
357          -- after the closures have been allocated in the heap (but not
358          -- filled in), and pointers to them parked on the stack.
359          p'    = addListToFM p (zipE xs (mkStackOffsets d (nOfThem n_binds 1)))
360          d'    = d + n_binds
361          zipE  = zipEqual "schemeE"
362
363          -- ToDo: don't build thunks for things with no free variables
364          build_thunk dd [] size bco off
365             = returnBc (PUSH_BCO bco
366                         `consOL` unitOL (MKAP (off+size) size))
367          build_thunk dd (fv:fvs) size bco off = do
368               (push_code, pushed_szw) <- pushAtom dd p' (AnnVar fv) 
369               more_push_code <- build_thunk (dd+pushed_szw) fvs size bco off
370               returnBc (push_code `appOL` more_push_code)
371
372          alloc_code = toOL (zipWith mkAlloc sizes arities)
373            where mkAlloc sz 0     = ALLOC_AP sz
374                  mkAlloc sz arity = ALLOC_PAP arity sz
375
376          compile_bind d' fvs x rhs size off = do
377                 bco <- schemeR fvs (x,rhs)
378                 build_thunk d' fvs size bco off
379
380          compile_binds = 
381             [ compile_bind d' fvs x rhs size n
382             | (fvs, x, rhs, size, n) <- 
383                 zip5 fvss xs rhss sizes [n_binds, n_binds-1 .. 1]
384             ]
385      in do
386      body_code <- schemeE d' s p' body
387      thunk_codes <- sequence compile_binds
388      returnBc (alloc_code `appOL` concatOL thunk_codes `appOL` body_code)
389
390
391
392 schemeE d s p (AnnCase scrut bndr _ [(DataAlt dc, [bind1, bind2], rhs)])
393    | isUnboxedTupleCon dc, VoidArg <- typeCgRep (idType bind1)
394         -- Convert 
395         --      case .... of x { (# VoidArg'd-thing, a #) -> ... }
396         -- to
397         --      case .... of a { DEFAULT -> ... }
398         -- becuse the return convention for both are identical.
399         --
400         -- Note that it does not matter losing the void-rep thing from the
401         -- envt (it won't be bound now) because we never look such things up.
402
403    = --trace "automagic mashing of case alts (# VoidArg, a #)" $
404      doCase d s p scrut bind2 [(DEFAULT, [], rhs)] True{-unboxed tuple-}
405
406    | isUnboxedTupleCon dc, VoidArg <- typeCgRep (idType bind2)
407    = --trace "automagic mashing of case alts (# a, VoidArg #)" $
408      doCase d s p scrut bind1 [(DEFAULT, [], rhs)] True{-unboxed tuple-}
409
410 schemeE d s p (AnnCase scrut bndr _ [(DataAlt dc, [bind1], rhs)])
411    | isUnboxedTupleCon dc
412         -- Similarly, convert
413         --      case .... of x { (# a #) -> ... }
414         -- to
415         --      case .... of a { DEFAULT -> ... }
416    = --trace "automagic mashing of case alts (# a #)"  $
417      doCase d s p scrut bind1 [(DEFAULT, [], rhs)] True{-unboxed tuple-}
418
419 schemeE d s p (AnnCase scrut bndr _ alts)
420    = doCase d s p scrut bndr alts False{-not an unboxed tuple-}
421
422 schemeE d s p (AnnNote note (_, body))
423    = schemeE d s p body
424
425 schemeE d s p other
426    = pprPanic "ByteCodeGen.schemeE: unhandled case" 
427                (pprCoreExpr (deAnnotate' other))
428
429
430 -- Compile code to do a tail call.  Specifically, push the fn,
431 -- slide the on-stack app back down to the sequel depth,
432 -- and enter.  Four cases:
433 --
434 -- 0.  (Nasty hack).
435 --     An application "GHC.Prim.tagToEnum# <type> unboxed-int".
436 --     The int will be on the stack.  Generate a code sequence
437 --     to convert it to the relevant constructor, SLIDE and ENTER.
438 --
439 -- 1.  The fn denotes a ccall.  Defer to generateCCall.
440 --
441 -- 2.  (Another nasty hack).  Spot (# a::VoidArg, b #) and treat
442 --     it simply as  b  -- since the representations are identical
443 --     (the VoidArg takes up zero stack space).  Also, spot
444 --     (# b #) and treat it as  b.
445 --
446 -- 3.  Application of a constructor, by defn saturated.
447 --     Split the args into ptrs and non-ptrs, and push the nonptrs, 
448 --     then the ptrs, and then do PACK and RETURN.
449 --
450 -- 4.  Otherwise, it must be a function call.  Push the args
451 --     right to left, SLIDE and ENTER.
452
453 schemeT :: Int          -- Stack depth
454         -> Sequel       -- Sequel depth
455         -> BCEnv        -- stack env
456         -> AnnExpr' Id VarSet 
457         -> BcM BCInstrList
458
459 schemeT d s p app
460
461 --   | trace ("schemeT: env in = \n" ++ showSDocDebug (ppBCEnv p)) False
462 --   = panic "schemeT ?!?!"
463
464 --   | trace ("\nschemeT\n" ++ showSDoc (pprCoreExpr (deAnnotate' app)) ++ "\n") False
465 --   = error "?!?!" 
466
467    -- Case 0
468    | Just (arg, constr_names) <- maybe_is_tagToEnum_call
469    = pushAtom d p arg                   `thenBc` \ (push, arg_words) ->
470      implement_tagToId constr_names     `thenBc` \ tagToId_sequence ->
471      returnBc (push `appOL`  tagToId_sequence            
472                     `appOL`  mkSLIDE 1 (d+arg_words-s)
473                     `snocOL` ENTER)
474
475    -- Case 1
476    | Just (CCall ccall_spec) <- isFCallId_maybe fn
477    = generateCCall d s p ccall_spec fn args_r_to_l
478
479    -- Case 2: Constructor application
480    | Just con <- maybe_saturated_dcon,
481      isUnboxedTupleCon con
482    = case args_r_to_l of
483         [arg1,arg2] | isVoidArgAtom arg1 -> 
484                   unboxedTupleReturn d s p arg2
485         [arg1,arg2] | isVoidArgAtom arg2 -> 
486                   unboxedTupleReturn d s p arg1
487         _other -> unboxedTupleException
488
489    -- Case 3: Ordinary data constructor
490    | Just con <- maybe_saturated_dcon
491    = mkConAppCode d s p con args_r_to_l `thenBc` \ alloc_con ->
492      returnBc (alloc_con         `appOL` 
493                mkSLIDE 1 (d - s) `snocOL`
494                ENTER)
495
496    -- Case 4: Tail call of function 
497    | otherwise
498    = doTailCall d s p fn args_r_to_l
499
500    where
501       -- Detect and extract relevant info for the tagToEnum kludge.
502       maybe_is_tagToEnum_call
503          = let extract_constr_Names ty
504                  | Just (tyc, []) <- splitTyConApp_maybe (repType ty),
505                    isDataTyCon tyc
506                    = map (getName . dataConWorkId) (tyConDataCons tyc)
507                    -- NOTE: use the worker name, not the source name of
508                    -- the DataCon.  See DataCon.lhs for details.
509                  | otherwise
510                    = panic "maybe_is_tagToEnum_call.extract_constr_Ids"
511            in
512            case app of
513               (AnnApp (_, AnnApp (_, AnnVar v) (_, AnnType t)) arg)
514                  -> case isPrimOpId_maybe v of
515                        Just TagToEnumOp -> Just (snd arg, extract_constr_Names t)
516                        other            -> Nothing
517               other -> Nothing
518
519         -- Extract the args (R->L) and fn
520         -- The function will necessarily be a variable, 
521         -- because we are compiling a tail call
522       (AnnVar fn, args_r_to_l) = splitApp app
523
524       -- Only consider this to be a constructor application iff it is
525       -- saturated.  Otherwise, we'll call the constructor wrapper.
526       n_args = length args_r_to_l
527       maybe_saturated_dcon  
528         = case isDataConWorkId_maybe fn of
529                 Just con | dataConRepArity con == n_args -> Just con
530                 _ -> Nothing
531
532 -- -----------------------------------------------------------------------------
533 -- Generate code to build a constructor application, 
534 -- leaving it on top of the stack
535
536 mkConAppCode :: Int -> Sequel -> BCEnv
537              -> DataCon                 -- The data constructor
538              -> [AnnExpr' Id VarSet]    -- Args, in *reverse* order
539              -> BcM BCInstrList
540
541 mkConAppCode orig_d s p con []  -- Nullary constructor
542   = ASSERT( isNullaryRepDataCon con )
543     returnBc (unitOL (PUSH_G (getName (dataConWorkId con))))
544         -- Instead of doing a PACK, which would allocate a fresh
545         -- copy of this constructor, use the single shared version.
546
547 mkConAppCode orig_d s p con args_r_to_l 
548   = ASSERT( dataConRepArity con == length args_r_to_l )
549     do_pushery orig_d (non_ptr_args ++ ptr_args)
550  where
551         -- The args are already in reverse order, which is the way PACK
552         -- expects them to be.  We must push the non-ptrs after the ptrs.
553       (ptr_args, non_ptr_args) = partition isPtrAtom args_r_to_l
554
555       do_pushery d (arg:args)
556          = pushAtom d p arg                     `thenBc` \ (push, arg_words) ->
557            do_pushery (d+arg_words) args        `thenBc` \ more_push_code ->
558            returnBc (push `appOL` more_push_code)
559       do_pushery d []
560          = returnBc (unitOL (PACK con n_arg_words))
561          where
562            n_arg_words = d - orig_d
563
564
565 -- -----------------------------------------------------------------------------
566 -- Returning an unboxed tuple with one non-void component (the only
567 -- case we can handle).
568 --
569 -- Remember, we don't want to *evaluate* the component that is being
570 -- returned, even if it is a pointed type.  We always just return.
571
572 unboxedTupleReturn
573         :: Int -> Sequel -> BCEnv
574         -> AnnExpr' Id VarSet -> BcM BCInstrList
575 unboxedTupleReturn d s p arg = do
576   (push, sz) <- pushAtom d p arg
577   returnBc (push `appOL`
578             mkSLIDE sz (d-s) `snocOL`
579             RETURN_UBX (atomRep arg))
580
581 -- -----------------------------------------------------------------------------
582 -- Generate code for a tail-call
583
584 doTailCall
585         :: Int -> Sequel -> BCEnv
586         -> Id -> [AnnExpr' Id VarSet]
587         -> BcM BCInstrList
588 doTailCall init_d s p fn args
589   = do_pushes init_d args (map atomRep args)
590   where
591   do_pushes d [] reps = do
592         ASSERT( null reps ) return ()
593         (push_fn, sz) <- pushAtom d p (AnnVar fn)
594         ASSERT( sz == 1 ) return ()
595         returnBc (push_fn `appOL` (
596                   mkSLIDE ((d-init_d) + 1) (init_d - s) `appOL`
597                   unitOL ENTER))
598   do_pushes d args reps = do
599       let (push_apply, n, rest_of_reps) = findPushSeq reps
600           (these_args, rest_of_args) = splitAt n args
601       (next_d, push_code) <- push_seq d these_args
602       instrs <- do_pushes (next_d + 1) rest_of_args rest_of_reps 
603                 --                ^^^ for the PUSH_APPLY_ instruction
604       returnBc (push_code `appOL` (push_apply `consOL` instrs))
605
606   push_seq d [] = return (d, nilOL)
607   push_seq d (arg:args) = do
608     (push_code, sz) <- pushAtom d p arg 
609     (final_d, more_push_code) <- push_seq (d+sz) args
610     return (final_d, push_code `appOL` more_push_code)
611
612 -- v. similar to CgStackery.findMatch, ToDo: merge
613 findPushSeq (PtrArg: PtrArg: PtrArg: PtrArg: PtrArg: PtrArg: rest)
614   = (PUSH_APPLY_PPPPPP, 6, rest)
615 findPushSeq (PtrArg: PtrArg: PtrArg: PtrArg: PtrArg: rest)
616   = (PUSH_APPLY_PPPPP, 5, rest)
617 findPushSeq (PtrArg: PtrArg: PtrArg: PtrArg: rest)
618   = (PUSH_APPLY_PPPP, 4, rest)
619 findPushSeq (PtrArg: PtrArg: PtrArg: rest)
620   = (PUSH_APPLY_PPP, 3, rest)
621 findPushSeq (PtrArg: PtrArg: rest)
622   = (PUSH_APPLY_PP, 2, rest)
623 findPushSeq (PtrArg: rest)
624   = (PUSH_APPLY_P, 1, rest)
625 findPushSeq (VoidArg: rest)
626   = (PUSH_APPLY_V, 1, rest)
627 findPushSeq (NonPtrArg: rest)
628   = (PUSH_APPLY_N, 1, rest)
629 findPushSeq (FloatArg: rest)
630   = (PUSH_APPLY_F, 1, rest)
631 findPushSeq (DoubleArg: rest)
632   = (PUSH_APPLY_D, 1, rest)
633 findPushSeq (LongArg: rest)
634   = (PUSH_APPLY_L, 1, rest)
635 findPushSeq _
636   = panic "ByteCodeGen.findPushSeq"
637
638 -- -----------------------------------------------------------------------------
639 -- Case expressions
640
641 doCase  :: Int -> Sequel -> BCEnv
642         -> AnnExpr Id VarSet -> Id -> [AnnAlt Id VarSet]
643         -> Bool  -- True <=> is an unboxed tuple case, don't enter the result
644         -> BcM BCInstrList
645 doCase d s p (_,scrut)
646  bndr alts is_unboxed_tuple
647   = let
648         -- Top of stack is the return itbl, as usual.
649         -- underneath it is the pointer to the alt_code BCO.
650         -- When an alt is entered, it assumes the returned value is
651         -- on top of the itbl.
652         ret_frame_sizeW = 2
653
654         -- An unlifted value gets an extra info table pushed on top
655         -- when it is returned.
656         unlifted_itbl_sizeW | isAlgCase = 0
657                             | otherwise = 1
658
659         -- depth of stack after the return value has been pushed
660         d_bndr = d + ret_frame_sizeW + idSizeW bndr
661
662         -- depth of stack after the extra info table for an unboxed return
663         -- has been pushed, if any.  This is the stack depth at the
664         -- continuation.
665         d_alts = d_bndr + unlifted_itbl_sizeW
666
667         -- Env in which to compile the alts, not including
668         -- any vars bound by the alts themselves
669         p_alts = addToFM p bndr (d_bndr - 1)
670
671         bndr_ty = idType bndr
672         isAlgCase = not (isUnLiftedType bndr_ty) && not is_unboxed_tuple
673
674         -- given an alt, return a discr and code for it.
675         codeALt alt@(DEFAULT, _, (_,rhs))
676            = schemeE d_alts s p_alts rhs        `thenBc` \ rhs_code ->
677              returnBc (NoDiscr, rhs_code)
678         codeAlt alt@(discr, bndrs, (_,rhs))
679            -- primitive or nullary constructor alt: no need to UNPACK
680            | null real_bndrs = do
681                 rhs_code <- schemeE d_alts s p_alts rhs
682                 returnBc (my_discr alt, rhs_code)
683            -- algebraic alt with some binders
684            | ASSERT(isAlgCase) otherwise =
685              let
686                  (ptrs,nptrs) = partition (isFollowableArg.idCgRep) real_bndrs
687                  ptr_sizes    = map idSizeW ptrs
688                  nptrs_sizes  = map idSizeW nptrs
689                  bind_sizes   = ptr_sizes ++ nptrs_sizes
690                  size         = sum ptr_sizes + sum nptrs_sizes
691                  -- the UNPACK instruction unpacks in reverse order...
692                  p' = addListToFM p_alts 
693                         (zip (reverse (ptrs ++ nptrs))
694                           (mkStackOffsets d_alts (reverse bind_sizes)))
695              in do
696              rhs_code <- schemeE (d_alts+size) s p' rhs
697              return (my_discr alt, unitOL (UNPACK size) `appOL` rhs_code)
698            where
699              real_bndrs = filter (not.isTyVar) bndrs
700
701
702         my_discr (DEFAULT, binds, rhs) = NoDiscr {-shouldn't really happen-}
703         my_discr (DataAlt dc, binds, rhs) 
704            | isUnboxedTupleCon dc
705            = unboxedTupleException
706            | otherwise
707            = DiscrP (dataConTag dc - fIRST_TAG)
708         my_discr (LitAlt l, binds, rhs)
709            = case l of MachInt i     -> DiscrI (fromInteger i)
710                        MachFloat r   -> DiscrF (fromRational r)
711                        MachDouble r  -> DiscrD (fromRational r)
712                        MachChar i    -> DiscrI (ord i)
713                        _ -> pprPanic "schemeE(AnnCase).my_discr" (ppr l)
714
715         maybe_ncons 
716            | not isAlgCase = Nothing
717            | otherwise 
718            = case [dc | (DataAlt dc, _, _) <- alts] of
719                 []     -> Nothing
720                 (dc:_) -> Just (tyConFamilySize (dataConTyCon dc))
721
722         -- the bitmap is relative to stack depth d, i.e. before the
723         -- BCO, info table and return value are pushed on.
724         -- This bit of code is v. similar to buildLivenessMask in CgBindery,
725         -- except that here we build the bitmap from the known bindings of
726         -- things that are pointers, whereas in CgBindery the code builds the
727         -- bitmap from the free slots and unboxed bindings.
728         -- (ToDo: merge?)
729         bitmap = intsToReverseBitmap d{-size-} (sortLe (<=) rel_slots)
730           where
731           binds = fmToList p
732           rel_slots = concat (map spread binds)
733           spread (id, offset)
734                 | isFollowableArg (idCgRep id) = [ rel_offset ]
735                 | otherwise = []
736                 where rel_offset = d - offset - 1
737
738      in do
739      alt_stuff <- mapM codeAlt alts
740      alt_final <- mkMultiBranch maybe_ncons alt_stuff
741      let 
742          alt_bco_name = getName bndr
743          alt_bco = mkProtoBCO alt_bco_name alt_final (Left alts)
744                         0{-no arity-} d{-bitmap size-} bitmap True{-is alts-}
745      -- in
746 --     trace ("case: bndr = " ++ showSDocDebug (ppr bndr) ++ "\ndepth = " ++ show d ++ "\nenv = \n" ++ showSDocDebug (ppBCEnv p) ++
747 --           "\n      bitmap = " ++ show bitmap) $ do
748      scrut_code <- schemeE (d + ret_frame_sizeW) (d + ret_frame_sizeW) p scrut
749      alt_bco' <- emitBc alt_bco
750      let push_alts
751             | isAlgCase = PUSH_ALTS alt_bco'
752             | otherwise = PUSH_ALTS_UNLIFTED alt_bco' (typeCgRep bndr_ty)
753      returnBc (push_alts `consOL` scrut_code)
754
755
756 -- -----------------------------------------------------------------------------
757 -- Deal with a CCall.
758
759 -- Taggedly push the args onto the stack R->L,
760 -- deferencing ForeignObj#s and adjusting addrs to point to
761 -- payloads in Ptr/Byte arrays.  Then, generate the marshalling
762 -- (machine) code for the ccall, and create bytecodes to call that and
763 -- then return in the right way.  
764
765 generateCCall :: Int -> Sequel          -- stack and sequel depths
766               -> BCEnv
767               -> CCallSpec              -- where to call
768               -> Id                     -- of target, for type info
769               -> [AnnExpr' Id VarSet]   -- args (atoms)
770               -> BcM BCInstrList
771
772 generateCCall d0 s p ccall_spec@(CCallSpec target cconv safety) fn args_r_to_l
773    = let 
774          -- useful constants
775          addr_sizeW = cgRepSizeW NonPtrArg
776
777          -- Get the args on the stack, with tags and suitably
778          -- dereferenced for the CCall.  For each arg, return the
779          -- depth to the first word of the bits for that arg, and the
780          -- CgRep of what was actually pushed.
781
782          pargs d [] = returnBc []
783          pargs d (a:az) 
784             = let arg_ty = repType (exprType (deAnnotate' a))
785
786               in case splitTyConApp_maybe arg_ty of
787                     -- Don't push the FO; instead push the Addr# it
788                     -- contains.
789                     Just (t, _)
790                      | t == arrayPrimTyCon || t == mutableArrayPrimTyCon
791                        -> pargs (d + addr_sizeW) az     `thenBc` \ rest ->
792                           parg_ArrayishRep arrPtrsHdrSize d p a
793                                                         `thenBc` \ code ->
794                           returnBc ((code,NonPtrArg):rest)
795
796                      | t == byteArrayPrimTyCon || t == mutableByteArrayPrimTyCon
797                        -> pargs (d + addr_sizeW) az     `thenBc` \ rest ->
798                           parg_ArrayishRep arrWordsHdrSize d p a
799                                                         `thenBc` \ code ->
800                           returnBc ((code,NonPtrArg):rest)
801
802                     -- Default case: push taggedly, but otherwise intact.
803                     other
804                        -> pushAtom d p a                `thenBc` \ (code_a, sz_a) ->
805                           pargs (d+sz_a) az             `thenBc` \ rest ->
806                           returnBc ((code_a, atomRep a) : rest)
807
808          -- Do magic for Ptr/Byte arrays.  Push a ptr to the array on
809          -- the stack but then advance it over the headers, so as to
810          -- point to the payload.
811          parg_ArrayishRep hdrSize d p a
812             = pushAtom d p a `thenBc` \ (push_fo, _) ->
813               -- The ptr points at the header.  Advance it over the
814               -- header and then pretend this is an Addr#.
815               returnBc (push_fo `snocOL` SWIZZLE 0 hdrSize)
816
817      in
818          pargs d0 args_r_to_l                   `thenBc` \ code_n_reps ->
819      let
820          (pushs_arg, a_reps_pushed_r_to_l) = unzip code_n_reps
821
822          push_args    = concatOL pushs_arg
823          d_after_args = d0 + sum (map cgRepSizeW a_reps_pushed_r_to_l)
824          a_reps_pushed_RAW
825             | null a_reps_pushed_r_to_l || head a_reps_pushed_r_to_l /= VoidArg
826             = panic "ByteCodeGen.generateCCall: missing or invalid World token?"
827             | otherwise
828             = reverse (tail a_reps_pushed_r_to_l)
829
830          -- Now: a_reps_pushed_RAW are the reps which are actually on the stack.
831          -- push_args is the code to do that.
832          -- d_after_args is the stack depth once the args are on.
833
834          -- Get the result rep.
835          (returns_void, r_rep)
836             = case maybe_getCCallReturnRep (idType fn) of
837                  Nothing -> (True,  VoidArg)
838                  Just rr -> (False, rr) 
839          {-
840          Because the Haskell stack grows down, the a_reps refer to 
841          lowest to highest addresses in that order.  The args for the call
842          are on the stack.  Now push an unboxed Addr# indicating
843          the C function to call.  Then push a dummy placeholder for the 
844          result.  Finally, emit a CCALL insn with an offset pointing to the 
845          Addr# just pushed, and a literal field holding the mallocville
846          address of the piece of marshalling code we generate.
847          So, just prior to the CCALL insn, the stack looks like this 
848          (growing down, as usual):
849                  
850             <arg_n>
851             ...
852             <arg_1>
853             Addr# address_of_C_fn
854             <placeholder-for-result#> (must be an unboxed type)
855
856          The interpreter then calls the marshall code mentioned
857          in the CCALL insn, passing it (& <placeholder-for-result#>), 
858          that is, the addr of the topmost word in the stack.
859          When this returns, the placeholder will have been
860          filled in.  The placeholder is slid down to the sequel
861          depth, and we RETURN.
862
863          This arrangement makes it simple to do f-i-dynamic since the Addr#
864          value is the first arg anyway.
865
866          The marshalling code is generated specifically for this
867          call site, and so knows exactly the (Haskell) stack
868          offsets of the args, fn address and placeholder.  It
869          copies the args to the C stack, calls the stacked addr,
870          and parks the result back in the placeholder.  The interpreter
871          calls it as a normal C call, assuming it has a signature
872             void marshall_code ( StgWord* ptr_to_top_of_stack )
873          -}
874          -- resolve static address
875          get_target_info
876             = case target of
877                  DynamicTarget
878                     -> returnBc (False, panic "ByteCodeGen.generateCCall(dyn)")
879                  StaticTarget target
880                     -> ioToBc (lookupStaticPtr target) `thenBc` \res ->
881                        returnBc (True, res)
882      in
883          get_target_info        `thenBc` \ (is_static, static_target_addr) ->
884      let
885
886          -- Get the arg reps, zapping the leading Addr# in the dynamic case
887          a_reps --  | trace (showSDoc (ppr a_reps_pushed_RAW)) False = error "???"
888                 | is_static = a_reps_pushed_RAW
889                 | otherwise = if null a_reps_pushed_RAW 
890                               then panic "ByteCodeGen.generateCCall: dyn with no args"
891                               else tail a_reps_pushed_RAW
892
893          -- push the Addr#
894          (push_Addr, d_after_Addr)
895             | is_static
896             = (toOL [PUSH_UBX (Right static_target_addr) addr_sizeW],
897                d_after_args + addr_sizeW)
898             | otherwise -- is already on the stack
899             = (nilOL, d_after_args)
900
901          -- Push the return placeholder.  For a call returning nothing,
902          -- this is a VoidArg (tag).
903          r_sizeW   = cgRepSizeW r_rep
904          d_after_r = d_after_Addr + r_sizeW
905          r_lit     = mkDummyLiteral r_rep
906          push_r    = (if   returns_void 
907                       then nilOL 
908                       else unitOL (PUSH_UBX (Left r_lit) r_sizeW))
909
910          -- generate the marshalling code we're going to call
911          r_offW       = 0 
912          addr_offW    = r_sizeW
913          arg1_offW    = r_sizeW + addr_sizeW
914          args_offW    = map (arg1_offW +) 
915                             (init (scanl (+) 0 (map cgRepSizeW a_reps)))
916      in
917          ioToBc (mkMarshalCode cconv
918                     (r_offW, r_rep) addr_offW
919                     (zip args_offW a_reps))     `thenBc` \ addr_of_marshaller ->
920          recordMallocBc addr_of_marshaller      `thenBc_`
921      let
922          -- Offset of the next stack frame down the stack.  The CCALL
923          -- instruction needs to describe the chunk of stack containing
924          -- the ccall args to the GC, so it needs to know how large it
925          -- is.  See comment in Interpreter.c with the CCALL instruction.
926          stk_offset   = d_after_r - s
927
928          -- do the call
929          do_call      = unitOL (CCALL stk_offset (castPtr addr_of_marshaller))
930          -- slide and return
931          wrapup       = mkSLIDE r_sizeW (d_after_r - r_sizeW - s)
932                         `snocOL` RETURN_UBX r_rep
933      in
934          --trace (show (arg1_offW, args_offW  ,  (map cgRepSizeW a_reps) )) $
935          returnBc (
936          push_args `appOL`
937          push_Addr `appOL` push_r `appOL` do_call `appOL` wrapup
938          )
939
940
941 -- Make a dummy literal, to be used as a placeholder for FFI return
942 -- values on the stack.
943 mkDummyLiteral :: CgRep -> Literal
944 mkDummyLiteral pr
945    = case pr of
946         NonPtrArg -> MachWord 0
947         DoubleArg -> MachDouble 0
948         FloatArg  -> MachFloat 0
949         _         -> moan64 "mkDummyLiteral" (ppr pr)
950
951
952 -- Convert (eg) 
953 --     GHC.Prim.Char# -> GHC.Prim.State# GHC.Prim.RealWorld
954 --                   -> (# GHC.Prim.State# GHC.Prim.RealWorld, GHC.Prim.Int# #)
955 --
956 -- to  Just IntRep
957 -- and check that an unboxed pair is returned wherein the first arg is VoidArg'd.
958 --
959 -- Alternatively, for call-targets returning nothing, convert
960 --
961 --     GHC.Prim.Char# -> GHC.Prim.State# GHC.Prim.RealWorld
962 --                   -> (# GHC.Prim.State# GHC.Prim.RealWorld #)
963 --
964 -- to  Nothing
965
966 maybe_getCCallReturnRep :: Type -> Maybe CgRep
967 maybe_getCCallReturnRep fn_ty
968    = let (a_tys, r_ty) = splitFunTys (dropForAlls fn_ty)
969          maybe_r_rep_to_go  
970             = if isSingleton r_reps then Nothing else Just (r_reps !! 1)
971          (r_tycon, r_reps) 
972             = case splitTyConApp_maybe (repType r_ty) of
973                       (Just (tyc, tys)) -> (tyc, map typeCgRep tys)
974                       Nothing -> blargh
975          ok = ( ( r_reps `lengthIs` 2 && VoidArg == head r_reps)
976                 || r_reps == [VoidArg] )
977               && isUnboxedTupleTyCon r_tycon
978               && case maybe_r_rep_to_go of
979                     Nothing    -> True
980                     Just r_rep -> r_rep /= PtrArg
981                                   -- if it was, it would be impossible 
982                                   -- to create a valid return value 
983                                   -- placeholder on the stack
984          blargh = pprPanic "maybe_getCCallReturn: can't handle:" 
985                            (pprType fn_ty)
986      in 
987      --trace (showSDoc (ppr (a_reps, r_reps))) $
988      if ok then maybe_r_rep_to_go else blargh
989
990 -- Compile code which expects an unboxed Int on the top of stack,
991 -- (call it i), and pushes the i'th closure in the supplied list 
992 -- as a consequence.
993 implement_tagToId :: [Name] -> BcM BCInstrList
994 implement_tagToId names
995    = ASSERT( notNull names )
996      getLabelsBc (length names)                 `thenBc` \ labels ->
997      getLabelBc                                 `thenBc` \ label_fail ->
998      getLabelBc                                 `thenBc` \ label_exit ->
999      zip4 labels (tail labels ++ [label_fail])
1000                  [0 ..] names                   `bind`   \ infos ->
1001      map (mkStep label_exit) infos              `bind`   \ steps ->
1002      returnBc (concatOL steps
1003                `appOL` 
1004                toOL [LABEL label_fail, CASEFAIL, LABEL label_exit])
1005      where
1006         mkStep l_exit (my_label, next_label, n, name_for_n)
1007            = toOL [LABEL my_label, 
1008                    TESTEQ_I n next_label, 
1009                    PUSH_G name_for_n, 
1010                    JMP l_exit]
1011
1012
1013 -- -----------------------------------------------------------------------------
1014 -- pushAtom
1015
1016 -- Push an atom onto the stack, returning suitable code & number of
1017 -- stack words used.
1018 --
1019 -- The env p must map each variable to the highest- numbered stack
1020 -- slot for it.  For example, if the stack has depth 4 and we
1021 -- tagged-ly push (v :: Int#) on it, the value will be in stack[4],
1022 -- the tag in stack[5], the stack will have depth 6, and p must map v
1023 -- to 5 and not to 4.  Stack locations are numbered from zero, so a
1024 -- depth 6 stack has valid words 0 .. 5.
1025
1026 pushAtom :: Int -> BCEnv -> AnnExpr' Id VarSet -> BcM (BCInstrList, Int)
1027
1028 pushAtom d p (AnnApp f (_, AnnType _))
1029    = pushAtom d p (snd f)
1030
1031 pushAtom d p (AnnNote note e)
1032    = pushAtom d p (snd e)
1033
1034 pushAtom d p (AnnLam x e) 
1035    | isTyVar x 
1036    = pushAtom d p (snd e)
1037
1038 pushAtom d p (AnnVar v)
1039
1040    | idCgRep v == VoidArg
1041    = returnBc (nilOL, 0)
1042
1043    | isFCallId v
1044    = pprPanic "pushAtom: shouldn't get an FCallId here" (ppr v)
1045
1046    | Just primop <- isPrimOpId_maybe v
1047    = returnBc (unitOL (PUSH_PRIMOP primop), 1)
1048
1049    | Just d_v <- lookupBCEnv_maybe p v  -- v is a local variable
1050    = returnBc (toOL (nOfThem sz (PUSH_L (d-d_v+sz-2))), sz)
1051          -- d - d_v                 the number of words between the TOS 
1052          --                         and the 1st slot of the object
1053          --
1054          -- d - d_v - 1             the offset from the TOS of the 1st slot
1055          --
1056          -- d - d_v - 1 + sz - 1    the offset from the TOS of the last slot
1057          --                         of the object.
1058          --
1059          -- Having found the last slot, we proceed to copy the right number of
1060          -- slots on to the top of the stack.
1061
1062     | otherwise  -- v must be a global variable
1063     = ASSERT(sz == 1) 
1064       returnBc (unitOL (PUSH_G (getName v)), sz)
1065
1066     where
1067          sz = idSizeW v
1068
1069
1070 pushAtom d p (AnnLit lit)
1071    = case lit of
1072         MachLabel fs _ -> code NonPtrArg
1073         MachWord w     -> code NonPtrArg
1074         MachInt i      -> code PtrArg
1075         MachFloat r    -> code FloatArg
1076         MachDouble r   -> code DoubleArg
1077         MachChar c     -> code NonPtrArg
1078         MachStr s      -> pushStr s
1079      where
1080         code rep
1081            = let size_host_words = cgRepSizeW rep
1082              in  returnBc (unitOL (PUSH_UBX (Left lit) size_host_words), 
1083                            size_host_words)
1084
1085         pushStr s 
1086            = let getMallocvilleAddr
1087                     = case s of
1088                          FastString _ n _ fp _ -> 
1089                             -- we could grab the Ptr from the ForeignPtr,
1090                             -- but then we have no way to control its lifetime.
1091                             -- In reality it'll probably stay alive long enoungh
1092                             -- by virtue of the global FastString table, but
1093                             -- to be on the safe side we copy the string into
1094                             -- a malloc'd area of memory.
1095                                 ioToBc (mallocBytes (n+1)) `thenBc` \ ptr ->
1096                                 recordMallocBc ptr         `thenBc_`
1097                                 ioToBc (
1098                                    withForeignPtr fp $ \p -> do
1099                                       memcpy ptr p (fromIntegral n)
1100                                       pokeByteOff ptr n (fromIntegral (ord '\0') :: Word8)
1101                                       return ptr
1102                                    )
1103                          other -> panic "ByteCodeGen.pushAtom.pushStr"
1104              in
1105                 getMallocvilleAddr `thenBc` \ addr ->
1106                 -- Get the addr on the stack, untaggedly
1107                    returnBc (unitOL (PUSH_UBX (Right addr) 1), 1)
1108
1109 pushAtom d p other
1110    = pprPanic "ByteCodeGen.pushAtom" 
1111               (pprCoreExpr (deAnnotate (undefined, other)))
1112
1113 foreign import ccall unsafe "memcpy"
1114  memcpy :: Ptr a -> Ptr b -> CInt -> IO ()
1115
1116
1117 -- -----------------------------------------------------------------------------
1118 -- Given a bunch of alts code and their discrs, do the donkey work
1119 -- of making a multiway branch using a switch tree.
1120 -- What a load of hassle!
1121
1122 mkMultiBranch :: Maybe Int      --  # datacons in tycon, if alg alt
1123                                 -- a hint; generates better code
1124                                 -- Nothing is always safe
1125               -> [(Discr, BCInstrList)] 
1126               -> BcM BCInstrList
1127 mkMultiBranch maybe_ncons raw_ways
1128    = let d_way     = filter (isNoDiscr.fst) raw_ways
1129          notd_ways = sortLe 
1130                         (\w1 w2 -> leAlt (fst w1) (fst w2))
1131                         (filter (not.isNoDiscr.fst) raw_ways)
1132
1133          mkTree :: [(Discr, BCInstrList)] -> Discr -> Discr -> BcM BCInstrList
1134          mkTree [] range_lo range_hi = returnBc the_default
1135
1136          mkTree [val] range_lo range_hi
1137             | range_lo `eqAlt` range_hi 
1138             = returnBc (snd val)
1139             | otherwise
1140             = getLabelBc                                `thenBc` \ label_neq ->
1141               returnBc (mkTestEQ (fst val) label_neq 
1142                         `consOL` (snd val
1143                         `appOL`   unitOL (LABEL label_neq)
1144                         `appOL`   the_default))
1145
1146          mkTree vals range_lo range_hi
1147             = let n = length vals `div` 2
1148                   vals_lo = take n vals
1149                   vals_hi = drop n vals
1150                   v_mid = fst (head vals_hi)
1151               in
1152               getLabelBc                                `thenBc` \ label_geq ->
1153               mkTree vals_lo range_lo (dec v_mid)       `thenBc` \ code_lo ->
1154               mkTree vals_hi v_mid range_hi             `thenBc` \ code_hi ->
1155               returnBc (mkTestLT v_mid label_geq
1156                         `consOL` (code_lo
1157                         `appOL`   unitOL (LABEL label_geq)
1158                         `appOL`   code_hi))
1159  
1160          the_default 
1161             = case d_way of [] -> unitOL CASEFAIL
1162                             [(_, def)] -> def
1163
1164          -- None of these will be needed if there are no non-default alts
1165          (mkTestLT, mkTestEQ, init_lo, init_hi)
1166             | null notd_ways
1167             = panic "mkMultiBranch: awesome foursome"
1168             | otherwise
1169             = case fst (head notd_ways) of {
1170               DiscrI _ -> ( \(DiscrI i) fail_label -> TESTLT_I i fail_label,
1171                             \(DiscrI i) fail_label -> TESTEQ_I i fail_label,
1172                             DiscrI minBound,
1173                             DiscrI maxBound );
1174               DiscrF _ -> ( \(DiscrF f) fail_label -> TESTLT_F f fail_label,
1175                             \(DiscrF f) fail_label -> TESTEQ_F f fail_label,
1176                             DiscrF minF,
1177                             DiscrF maxF );
1178               DiscrD _ -> ( \(DiscrD d) fail_label -> TESTLT_D d fail_label,
1179                             \(DiscrD d) fail_label -> TESTEQ_D d fail_label,
1180                             DiscrD minD,
1181                             DiscrD maxD );
1182               DiscrP _ -> ( \(DiscrP i) fail_label -> TESTLT_P i fail_label,
1183                             \(DiscrP i) fail_label -> TESTEQ_P i fail_label,
1184                             DiscrP algMinBound,
1185                             DiscrP algMaxBound )
1186               }
1187
1188          (algMinBound, algMaxBound)
1189             = case maybe_ncons of
1190                  Just n  -> (0, n - 1)
1191                  Nothing -> (minBound, maxBound)
1192
1193          (DiscrI i1) `eqAlt` (DiscrI i2) = i1 == i2
1194          (DiscrF f1) `eqAlt` (DiscrF f2) = f1 == f2
1195          (DiscrD d1) `eqAlt` (DiscrD d2) = d1 == d2
1196          (DiscrP i1) `eqAlt` (DiscrP i2) = i1 == i2
1197          NoDiscr     `eqAlt` NoDiscr     = True
1198          _           `eqAlt` _           = False
1199
1200          (DiscrI i1) `leAlt` (DiscrI i2) = i1 <= i2
1201          (DiscrF f1) `leAlt` (DiscrF f2) = f1 <= f2
1202          (DiscrD d1) `leAlt` (DiscrD d2) = d1 <= d2
1203          (DiscrP i1) `leAlt` (DiscrP i2) = i1 <= i2
1204          NoDiscr     `leAlt` NoDiscr     = True
1205          _           `leAlt` _           = False
1206
1207          isNoDiscr NoDiscr = True
1208          isNoDiscr _       = False
1209
1210          dec (DiscrI i) = DiscrI (i-1)
1211          dec (DiscrP i) = DiscrP (i-1)
1212          dec other      = other         -- not really right, but if you
1213                 -- do cases on floating values, you'll get what you deserve
1214
1215          -- same snotty comment applies to the following
1216          minF, maxF :: Float
1217          minD, maxD :: Double
1218          minF = -1.0e37
1219          maxF =  1.0e37
1220          minD = -1.0e308
1221          maxD =  1.0e308
1222      in
1223          mkTree notd_ways init_lo init_hi
1224
1225
1226 -- -----------------------------------------------------------------------------
1227 -- Supporting junk for the compilation schemes
1228
1229 -- Describes case alts
1230 data Discr 
1231    = DiscrI Int
1232    | DiscrF Float
1233    | DiscrD Double
1234    | DiscrP Int
1235    | NoDiscr
1236
1237 instance Outputable Discr where
1238    ppr (DiscrI i) = int i
1239    ppr (DiscrF f) = text (show f)
1240    ppr (DiscrD d) = text (show d)
1241    ppr (DiscrP i) = int i
1242    ppr NoDiscr    = text "DEF"
1243
1244
1245 lookupBCEnv_maybe :: BCEnv -> Id -> Maybe Int
1246 lookupBCEnv_maybe = lookupFM
1247
1248 idSizeW :: Id -> Int
1249 idSizeW id = cgRepSizeW (typeCgRep (idType id))
1250
1251 unboxedTupleException :: a
1252 unboxedTupleException 
1253    = throwDyn 
1254         (Panic 
1255            ("Bytecode generator can't handle unboxed tuples.  Possibly due\n" ++
1256             "\tto foreign import/export decls in source.  Workaround:\n" ++
1257             "\tcompile this module to a .o file, then restart session."))
1258
1259
1260 mkSLIDE n d = if d == 0 then nilOL else unitOL (SLIDE n d)
1261 bind x f    = f x
1262
1263 splitApp :: AnnExpr' id ann -> (AnnExpr' id ann, [AnnExpr' id ann])
1264         -- The arguments are returned in *right-to-left* order
1265 splitApp (AnnApp (_,f) (_,a))
1266                | isTypeAtom a = splitApp f
1267                | otherwise    = case splitApp f of 
1268                                      (f', as) -> (f', a:as)
1269 splitApp (AnnNote n (_,e))    = splitApp e
1270 splitApp e                    = (e, [])
1271
1272
1273 isTypeAtom :: AnnExpr' id ann -> Bool
1274 isTypeAtom (AnnType _) = True
1275 isTypeAtom _           = False
1276
1277 isVoidArgAtom :: AnnExpr' id ann -> Bool
1278 isVoidArgAtom (AnnVar v)        = typeCgRep (idType v) == VoidArg
1279 isVoidArgAtom (AnnNote n (_,e)) = isVoidArgAtom e
1280 isVoidArgAtom _                 = False
1281
1282 atomRep :: AnnExpr' Id ann -> CgRep
1283 atomRep (AnnVar v)    = typeCgRep (idType v)
1284 atomRep (AnnLit l)    = typeCgRep (literalType l)
1285 atomRep (AnnNote n b) = atomRep (snd b)
1286 atomRep (AnnApp f (_, AnnType _)) = atomRep (snd f)
1287 atomRep (AnnLam x e) | isTyVar x = atomRep (snd e)
1288 atomRep other = pprPanic "atomRep" (ppr (deAnnotate (undefined,other)))
1289
1290 isPtrAtom :: AnnExpr' Id ann -> Bool
1291 isPtrAtom e = atomRep e == PtrArg
1292
1293 -- Let szsw be the sizes in words of some items pushed onto the stack,
1294 -- which has initial depth d'.  Return the values which the stack environment
1295 -- should map these items to.
1296 mkStackOffsets :: Int -> [Int] -> [Int]
1297 mkStackOffsets original_depth szsw
1298    = map (subtract 1) (tail (scanl (+) original_depth szsw))
1299
1300 -- -----------------------------------------------------------------------------
1301 -- The bytecode generator's monad
1302
1303 data BcM_State 
1304    = BcM_State { 
1305         nextlabel :: Int,               -- for generating local labels
1306         malloced  :: [Ptr ()] }         -- ptrs malloced for current BCO
1307                                         -- Should be free()d when it is GCd
1308
1309 newtype BcM r = BcM (BcM_State -> IO (BcM_State, r))
1310
1311 ioToBc :: IO a -> BcM a
1312 ioToBc io = BcM $ \st -> do 
1313   x <- io 
1314   return (st, x)
1315
1316 runBc :: BcM r -> IO (BcM_State, r)
1317 runBc (BcM m) = m (BcM_State 0 []) 
1318
1319 thenBc :: BcM a -> (a -> BcM b) -> BcM b
1320 thenBc (BcM expr) cont = BcM $ \st0 -> do
1321   (st1, q) <- expr st0
1322   let BcM k = cont q 
1323   (st2, r) <- k st1
1324   return (st2, r)
1325
1326 thenBc_ :: BcM a -> BcM b -> BcM b
1327 thenBc_ (BcM expr) (BcM cont) = BcM $ \st0 -> do
1328   (st1, q) <- expr st0
1329   (st2, r) <- cont st1
1330   return (st2, r)
1331
1332 returnBc :: a -> BcM a
1333 returnBc result = BcM $ \st -> (return (st, result))
1334
1335 instance Monad BcM where
1336   (>>=) = thenBc
1337   (>>)  = thenBc_
1338   return = returnBc
1339
1340 emitBc :: ([Ptr ()] -> ProtoBCO Name) -> BcM (ProtoBCO Name)
1341 emitBc bco
1342   = BcM $ \st -> return (st{malloced=[]}, bco (malloced st))
1343
1344 recordMallocBc :: Ptr a -> BcM ()
1345 recordMallocBc a
1346   = BcM $ \st -> return (st{malloced = castPtr a : malloced st}, ())
1347
1348 getLabelBc :: BcM Int
1349 getLabelBc
1350   = BcM $ \st -> return (st{nextlabel = 1 + nextlabel st}, nextlabel st)
1351
1352 getLabelsBc :: Int -> BcM [Int]
1353 getLabelsBc n
1354   = BcM $ \st -> let ctr = nextlabel st 
1355                  in return (st{nextlabel = ctr+n}, [ctr .. ctr+n-1])
1356 \end{code}