ghc/compiler/nativeGen/RegAllocInfo.hs

   1 -----------------------------------------------------------------------------
   2 --
   3 -- Machine-specific parts of the register allocator
   4 --
   5 -- (c) The University of Glasgow 1996-2004
   6 --
   7 -----------------------------------------------------------------------------
   8
   9 #include "nativeGen/NCG.h"
  10
  11 module RegAllocInfo (
  12         RegUsage(..),
  13         noUsage,
  14         regUsage,
  15         patchRegs,
  16         jumpDests,
  17         isRegRegMove,
  18
  19         maxSpillSlots,
  20         mkSpillInstr,
  21         mkLoadInstr,
  22     ) where
  23
  24 #include "HsVersions.h"
  25
  26 import Cmm              ( BlockId )
  27 #if powerpc_TARGET_ARCH || i386_TARGET_ARCH
  28 import MachOp           ( MachRep(..) )
  29 #endif
  30 import MachInstrs
  31 import MachRegs
  32 import Outputable
  33 import Constants        ( rESERVED_C_STACK_BYTES )
  34 import FastTypes
  35
  36 -- -----------------------------------------------------------------------------
  37 -- RegUsage type
  38
  39 -- @regUsage@ returns the sets of src and destination registers used
  40 -- by a particular instruction.  Machine registers that are
  41 -- pre-allocated to stgRegs are filtered out, because they are
  42 -- uninteresting from a register allocation standpoint.  (We wouldn't
  43 -- want them to end up on the free list!)  As far as we are concerned,
  44 -- the fixed registers simply don't exist (for allocation purposes,
  45 -- anyway).
  46
  47 -- regUsage doesn't need to do any trickery for jumps and such.  Just
  48 -- state precisely the regs read and written by that insn.  The
  49 -- consequences of control flow transfers, as far as register
  50 -- allocation goes, are taken care of by the register allocator.
  51
  52 data RegUsage = RU [Reg] [Reg]
  53
  54 noUsage :: RegUsage
  55 noUsage  = RU [] []
  56
  57 regUsage :: Instr -> RegUsage
  58
  59 interesting (VirtualRegI  _)  = True
  60 interesting (VirtualRegHi _)  = True
  61 interesting (VirtualRegF  _)  = True
  62 interesting (VirtualRegD  _)  = True
  63 interesting (RealReg i)       = isFastTrue (freeReg i)
  64
  65
  66 #if alpha_TARGET_ARCH
  67 regUsage instr = case instr of
  68     LD B reg addr       -> usage (regAddr addr, [reg, t9])
  69     LD Bu reg addr      -> usage (regAddr addr, [reg, t9])
  70 --  LD W reg addr       -> usage (regAddr addr, [reg, t9]) : UNUSED
  71 --  LD Wu reg addr      -> usage (regAddr addr, [reg, t9]) : UNUSED
  72     LD sz reg addr      -> usage (regAddr addr, [reg])
  73     LDA reg addr        -> usage (regAddr addr, [reg])
  74     LDAH reg addr       -> usage (regAddr addr, [reg])
  75     LDGP reg addr       -> usage (regAddr addr, [reg])
  76     LDI sz reg imm      -> usage ([], [reg])
  77     ST B reg addr       -> usage (reg : regAddr addr, [t9, t10])
  78 --  ST W reg addr       -> usage (reg : regAddr addr, [t9, t10]) : UNUSED
  79     ST sz reg addr      -> usage (reg : regAddr addr, [])
  80     CLR reg             -> usage ([], [reg])
  81     ABS sz ri reg       -> usage (regRI ri, [reg])
  82     NEG sz ov ri reg    -> usage (regRI ri, [reg])
  83     ADD sz ov r1 ar r2  -> usage (r1 : regRI ar, [r2])
  84     SADD sz sc r1 ar r2 -> usage (r1 : regRI ar, [r2])
  85     SUB sz ov r1 ar r2  -> usage (r1 : regRI ar, [r2])
  86     SSUB sz sc r1 ar r2 -> usage (r1 : regRI ar, [r2])
  87     MUL sz ov r1 ar r2  -> usage (r1 : regRI ar, [r2])
  88     DIV sz un r1 ar r2  -> usage (r1 : regRI ar, [r2, t9, t10, t11, t12])
  89     REM sz un r1 ar r2  -> usage (r1 : regRI ar, [r2, t9, t10, t11, t12])
  90     NOT ri reg          -> usage (regRI ri, [reg])
  91     AND r1 ar r2        -> usage (r1 : regRI ar, [r2])
  92     ANDNOT r1 ar r2     -> usage (r1 : regRI ar, [r2])
  93     OR r1 ar r2         -> usage (r1 : regRI ar, [r2])
  94     ORNOT r1 ar r2      -> usage (r1 : regRI ar, [r2])
  95     XOR r1 ar r2        -> usage (r1 : regRI ar, [r2])
  96     XORNOT r1 ar r2     -> usage (r1 : regRI ar, [r2])
  97     SLL r1 ar r2        -> usage (r1 : regRI ar, [r2])
  98     SRL r1 ar r2        -> usage (r1 : regRI ar, [r2])
  99     SRA r1 ar r2        -> usage (r1 : regRI ar, [r2])
 100     ZAP r1 ar r2        -> usage (r1 : regRI ar, [r2])
 101     ZAPNOT r1 ar r2     -> usage (r1 : regRI ar, [r2])
 102     CMP co r1 ar r2     -> usage (r1 : regRI ar, [r2])
 103     FCLR reg            -> usage ([], [reg])
 104     FABS r1 r2          -> usage ([r1], [r2])
 105     FNEG sz r1 r2       -> usage ([r1], [r2])
 106     FADD sz r1 r2 r3    -> usage ([r1, r2], [r3])
 107     FDIV sz r1 r2 r3    -> usage ([r1, r2], [r3])
 108     FMUL sz r1 r2 r3    -> usage ([r1, r2], [r3])
 109     FSUB sz r1 r2 r3    -> usage ([r1, r2], [r3])
 110     CVTxy sz1 sz2 r1 r2 -> usage ([r1], [r2])
 111     FCMP sz co r1 r2 r3 -> usage ([r1, r2], [r3])
 112     FMOV r1 r2          -> usage ([r1], [r2])
 113
 114
 115     -- We assume that all local jumps will be BI/BF/BR.  JMP must be out-of-line.
 116     BI cond reg lbl     -> usage ([reg], [])
 117     BF cond reg lbl     -> usage ([reg], [])
 118     JMP reg addr hint   -> RU (mkRegSet (filter interesting (regAddr addr))) freeRegSet
 119
 120     BSR _ n             -> RU (argRegSet n) callClobberedRegSet
 121     JSR reg addr n      -> RU (argRegSet n) callClobberedRegSet
 122
 123     _                   -> noUsage
 124
 125   where
 126     usage (src, dst) = RU (mkRegSet (filter interesting src))
 127                           (mkRegSet (filter interesting dst))
 128
 129     interesting (FixedReg _) = False
 130     interesting _ = True
 131
 132     regAddr (AddrReg r1)      = [r1]
 133     regAddr (AddrRegImm r1 _) = [r1]
 134     regAddr (AddrImm _)       = []
 135
 136     regRI (RIReg r) = [r]
 137     regRI  _    = []
 138
 139 #endif /* alpha_TARGET_ARCH */
 140 -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
 141 #if i386_TARGET_ARCH
 142
 143 regUsage instr = case instr of
 144     MOV    sz src dst   -> usageRW src dst
 145     MOVZxL sz src dst   -> usageRW src dst
 146     MOVSxL sz src dst   -> usageRW src dst
 147     LEA    sz src dst   -> usageRW src dst
 148     ADD    sz src dst   -> usageRM src dst
 149     ADC    sz src dst   -> usageRM src dst
 150     SUB    sz src dst   -> usageRM src dst
 151     IMUL   sz src dst   -> usageRM src dst
 152     IMUL64    sd1 sd2   -> mkRU [sd1,sd2] [sd1,sd2]
 153     MUL    sz src dst   -> usageRM src dst
 154     DIV    sz op        -> mkRU (eax:edx:use_R op) [eax,edx]
 155     IDIV   sz op        -> mkRU (eax:edx:use_R op) [eax,edx]
 156     AND    sz src dst   -> usageRM src dst
 157     OR     sz src dst   -> usageRM src dst
 158     XOR    sz src dst   -> usageRM src dst
 159     NOT    sz op        -> usageM op
 160     NEGI   sz op        -> usageM op
 161     SHL    sz imm dst   -> usageRM imm dst
 162     SAR    sz imm dst   -> usageRM imm dst
 163     SHR    sz imm dst   -> usageRM imm dst
 164     BT     sz imm src   -> mkRU (use_R src) []
 165
 166     PUSH   sz op        -> mkRU (use_R op) []
 167     POP    sz op        -> mkRU [] (def_W op)
 168     TEST   sz src dst   -> mkRU (use_R src ++ use_R dst) []
 169     CMP    sz src dst   -> mkRU (use_R src ++ use_R dst) []
 170     SETCC  cond op      -> mkRU [] (def_W op)
 171     JXX    cond lbl     -> mkRU [] []
 172     JMP    op           -> mkRU (use_R op) []
 173     JMP_TBL op ids      -> mkRU (use_R op) []
 174     CALL   (Left imm)   -> mkRU [] callClobberedRegs
 175     CALL   (Right reg)  -> mkRU [reg] callClobberedRegs
 176     CLTD                -> mkRU [eax] [edx]
 177     NOP                 -> mkRU [] []
 178
 179     GMOV   src dst      -> mkRU [src] [dst]
 180     GLD    sz src dst   -> mkRU (use_EA src) [dst]
 181     GST    sz src dst   -> mkRU (src : use_EA dst) []
 182
 183     GLDZ   dst          -> mkRU [] [dst]
 184     GLD1   dst          -> mkRU [] [dst]
 185
 186     GFTOI  src dst      -> mkRU [src] [dst]
 187     GDTOI  src dst      -> mkRU [src] [dst]
 188
 189     GITOF  src dst      -> mkRU [src] [dst]
 190     GITOD  src dst      -> mkRU [src] [dst]
 191
 192     GADD   sz s1 s2 dst -> mkRU [s1,s2] [dst]
 193     GSUB   sz s1 s2 dst -> mkRU [s1,s2] [dst]
 194     GMUL   sz s1 s2 dst -> mkRU [s1,s2] [dst]
 195     GDIV   sz s1 s2 dst -> mkRU [s1,s2] [dst]
 196
 197     GCMP   sz src1 src2 -> mkRU [src1,src2] []
 198     GABS   sz src dst   -> mkRU [src] [dst]
 199     GNEG   sz src dst   -> mkRU [src] [dst]
 200     GSQRT  sz src dst   -> mkRU [src] [dst]
 201     GSIN   sz src dst   -> mkRU [src] [dst]
 202     GCOS   sz src dst   -> mkRU [src] [dst]
 203     GTAN   sz src dst   -> mkRU [src] [dst]
 204
 205     COMMENT _           -> noUsage
 206     DELTA   _           -> noUsage
 207
 208     _other              -> panic "regUsage: unrecognised instr"
 209
 210  where
 211     -- 2 operand form; first operand Read; second Written
 212     usageRW :: Operand -> Operand -> RegUsage
 213     usageRW op (OpReg reg) = mkRU (use_R op) [reg]
 214     usageRW op (OpAddr ea) = mkRU (use_R op ++ use_EA ea) []
 215
 216     -- 2 operand form; first operand Read; second Modified
 217     usageRM :: Operand -> Operand -> RegUsage
 218     usageRM op (OpReg reg) = mkRU (use_R op ++ [reg]) [reg]
 219     usageRM op (OpAddr ea) = mkRU (use_R op ++ use_EA ea) []
 220
 221     -- 1 operand form; operand Modified
 222     usageM :: Operand -> RegUsage
 223     usageM (OpReg reg)    = mkRU [reg] [reg]
 224     usageM (OpAddr ea)    = mkRU (use_EA ea) []
 225
 226     -- Registers defd when an operand is written.
 227     def_W (OpReg reg)  = [reg]
 228     def_W (OpAddr ea)  = []
 229
 230     -- Registers used when an operand is read.
 231     use_R (OpReg reg)  = [reg]
 232     use_R (OpImm imm)  = []
 233     use_R (OpAddr ea)  = use_EA ea
 234
 235     -- Registers used to compute an effective address.
 236     use_EA (ImmAddr _ _)                           = []
 237     use_EA (AddrBaseIndex Nothing  Nothing      _) = []
 238     use_EA (AddrBaseIndex (Just b) Nothing      _) = [b]
 239     use_EA (AddrBaseIndex Nothing  (Just (i,_)) _) = [i]
 240     use_EA (AddrBaseIndex (Just b) (Just (i,_)) _) = [b,i]
 241
 242     mkRU src dst = RU (filter interesting src)
 243                       (filter interesting dst)
 244
 245 #endif /* i386_TARGET_ARCH */
 246 -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
 247 #if sparc_TARGET_ARCH
 248
 249 regUsage instr = case instr of
 250     LD    sz addr reg   -> usage (regAddr addr, [reg])
 251     ST    sz reg addr   -> usage (reg : regAddr addr, [])
 252     ADD   x cc r1 ar r2 -> usage (r1 : regRI ar, [r2])
 253     SUB   x cc r1 ar r2 -> usage (r1 : regRI ar, [r2])
 254     UMUL    cc r1 ar r2 -> usage (r1 : regRI ar, [r2])
 255     SMUL    cc r1 ar r2 -> usage (r1 : regRI ar, [r2])
 256     RDY   rd            -> usage ([], [rd])
 257     AND   b r1 ar r2    -> usage (r1 : regRI ar, [r2])
 258     ANDN  b r1 ar r2    -> usage (r1 : regRI ar, [r2])
 259     OR    b r1 ar r2    -> usage (r1 : regRI ar, [r2])
 260     ORN   b r1 ar r2    -> usage (r1 : regRI ar, [r2])
 261     XOR   b r1 ar r2    -> usage (r1 : regRI ar, [r2])
 262     XNOR  b r1 ar r2    -> usage (r1 : regRI ar, [r2])
 263     SLL   r1 ar r2      -> usage (r1 : regRI ar, [r2])
 264     SRL   r1 ar r2      -> usage (r1 : regRI ar, [r2])
 265     SRA   r1 ar r2      -> usage (r1 : regRI ar, [r2])
 266     SETHI imm reg       -> usage ([], [reg])
 267     FABS  s r1 r2       -> usage ([r1], [r2])
 268     FADD  s r1 r2 r3    -> usage ([r1, r2], [r3])
 269     FCMP  e s r1 r2     -> usage ([r1, r2], [])
 270     FDIV  s r1 r2 r3    -> usage ([r1, r2], [r3])
 271     FMOV  s r1 r2       -> usage ([r1], [r2])
 272     FMUL  s r1 r2 r3    -> usage ([r1, r2], [r3])
 273     FNEG  s r1 r2       -> usage ([r1], [r2])
 274     FSQRT s r1 r2       -> usage ([r1], [r2])
 275     FSUB  s r1 r2 r3    -> usage ([r1, r2], [r3])
 276     FxTOy s1 s2 r1 r2   -> usage ([r1], [r2])
 277
 278     -- We assume that all local jumps will be BI/BF.  JMP must be out-of-line.
 279     JMP   dst addr      -> usage (regAddr addr, [])
 280
 281     CALL  (Left imm)  n True  -> noUsage
 282     CALL  (Left imm)  n False -> usage (argRegs n, callClobberedRegs)
 283     CALL  (Right reg) n True  -> usage ([reg], [])
 284     CALL  (Right reg) n False -> usage (reg : (argRegs n), callClobberedRegs)
 285
 286     _                   -> noUsage
 287   where
 288     usage (src, dst) = RU (regSetFromList (filter interesting src))
 289                           (regSetFromList (filter interesting dst))
 290
 291     regAddr (AddrRegReg r1 r2) = [r1, r2]
 292     regAddr (AddrRegImm r1 _)  = [r1]
 293
 294     regRI (RIReg r) = [r]
 295     regRI  _    = []
 296
 297 #endif /* sparc_TARGET_ARCH */
 298 -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
 299 #if powerpc_TARGET_ARCH
 300
 301 regUsage instr = case instr of
 302     LD    sz reg addr   -> usage (regAddr addr, [reg])
 303     LA    sz reg addr   -> usage (regAddr addr, [reg])
 304     ST    sz reg addr   -> usage (reg : regAddr addr, [])
 305     STU    sz reg addr  -> usage (reg : regAddr addr, [])
 306     LIS   reg imm       -> usage ([], [reg])
 307     LI    reg imm       -> usage ([], [reg])
 308     MR    reg1 reg2     -> usage ([reg2], [reg1])
 309     CMP   sz reg ri     -> usage (reg : regRI ri,[])
 310     CMPL  sz reg ri     -> usage (reg : regRI ri,[])
 311     BCC   cond lbl      -> noUsage
 312     MTCTR reg           -> usage ([reg],[])
 313     BCTR  targets       -> noUsage
 314     BL    imm params    -> usage (params, callClobberedRegs)
 315     BCTRL params        -> usage (params, callClobberedRegs)
 316     ADD   reg1 reg2 ri  -> usage (reg2 : regRI ri, [reg1])
 317     ADDC  reg1 reg2 reg3-> usage ([reg2,reg3], [reg1])
 318     ADDE  reg1 reg2 reg3-> usage ([reg2,reg3], [reg1])
 319     ADDIS reg1 reg2 imm -> usage ([reg2], [reg1])
 320     SUBF  reg1 reg2 reg3-> usage ([reg2,reg3], [reg1])
 321     MULLW reg1 reg2 ri  -> usage (reg2 : regRI ri, [reg1])
 322     DIVW  reg1 reg2 reg3-> usage ([reg2,reg3], [reg1])
 323     DIVWU reg1 reg2 reg3-> usage ([reg2,reg3], [reg1])
 324     MULLW_MayOflo reg1 reg2 reg3
 325                         -> usage ([reg2,reg3], [reg1])
 326     AND   reg1 reg2 ri  -> usage (reg2 : regRI ri, [reg1])
 327     OR    reg1 reg2 ri  -> usage (reg2 : regRI ri, [reg1])
 328     XOR   reg1 reg2 ri  -> usage (reg2 : regRI ri, [reg1])
 329     XORIS reg1 reg2 imm -> usage ([reg2], [reg1])
 330     EXTS  siz reg1 reg2 -> usage ([reg2], [reg1])
 331     NEG   reg1 reg2     -> usage ([reg2], [reg1])
 332     NOT   reg1 reg2     -> usage ([reg2], [reg1])
 333     SLW   reg1 reg2 ri  -> usage (reg2 : regRI ri, [reg1])
 334     SRW   reg1 reg2 ri  -> usage (reg2 : regRI ri, [reg1])
 335     SRAW  reg1 reg2 ri  -> usage (reg2 : regRI ri, [reg1])
 336     RLWINM reg1 reg2 sh mb me
 337                         -> usage ([reg2], [reg1])
 338     FADD  sz r1 r2 r3   -> usage ([r2,r3], [r1])
 339     FSUB  sz r1 r2 r3   -> usage ([r2,r3], [r1])
 340     FMUL  sz r1 r2 r3   -> usage ([r2,r3], [r1])
 341     FDIV  sz r1 r2 r3   -> usage ([r2,r3], [r1])
 342     FNEG  r1 r2         -> usage ([r2], [r1])
 343     FCMP  r1 r2         -> usage ([r1,r2], [])
 344     FCTIWZ r1 r2        -> usage ([r2], [r1])
 345     FRSP r1 r2          -> usage ([r2], [r1])
 346     MFCR reg            -> usage ([], [reg])
 347     _                   -> noUsage
 348   where
 349     usage (src, dst) = RU (filter interesting src)
 350                           (filter interesting dst)
 351     regAddr (AddrRegReg r1 r2) = [r1, r2]
 352     regAddr (AddrRegImm r1 _)  = [r1]
 353
 354     regRI (RIReg r) = [r]
 355     regRI  _    = []
 356 #endif /* powerpc_TARGET_ARCH */
 357
 358
 359 -- -----------------------------------------------------------------------------
 360 -- Determine the possible destinations from the current instruction.
 361
 362 -- (we always assume that the next instruction is also a valid destination;
 363 -- if this isn't the case then the jump should be at the end of the basic
 364 -- block).
 365
 366 jumpDests :: Instr -> [BlockId] -> [BlockId]
 367 jumpDests insn acc
 368   = case insn of
 369 #if i386_TARGET_ARCH
 370         JXX _ id        -> id : acc
 371         JMP_TBL _ ids   -> ids ++ acc
 372 #elif powerpc_TARGET_ARCH
 373         BCC _ id        -> id : acc
 374         BCTR targets    -> targets ++ acc
 375 #endif
 376         _other          -> acc
 377
 378
 379 -- -----------------------------------------------------------------------------
 380 -- 'patchRegs' function
 381
 382 -- 'patchRegs' takes an instruction and applies the given mapping to
 383 -- all the register references.
 384
 385 patchRegs :: Instr -> (Reg -> Reg) -> Instr
 386
 387 #if alpha_TARGET_ARCH
 388
 389 patchRegs instr env = case instr of
 390     LD sz reg addr -> LD sz (env reg) (fixAddr addr)
 391     LDA reg addr -> LDA (env reg) (fixAddr addr)
 392     LDAH reg addr -> LDAH (env reg) (fixAddr addr)
 393     LDGP reg addr -> LDGP (env reg) (fixAddr addr)
 394     LDI sz reg imm -> LDI sz (env reg) imm
 395     ST sz reg addr -> ST sz (env reg) (fixAddr addr)
 396     CLR reg -> CLR (env reg)
 397     ABS sz ar reg -> ABS sz (fixRI ar) (env reg)
 398     NEG sz ov ar reg -> NEG sz ov (fixRI ar) (env reg)
 399     ADD sz ov r1 ar r2 -> ADD sz ov (env r1) (fixRI ar) (env r2)
 400     SADD sz sc r1 ar r2 -> SADD sz sc (env r1) (fixRI ar) (env r2)
 401     SUB sz ov r1 ar r2 -> SUB sz ov (env r1) (fixRI ar) (env r2)
 402     SSUB sz sc r1 ar r2 -> SSUB sz sc (env r1) (fixRI ar) (env r2)
 403     MUL sz ov r1 ar r2 -> MUL sz ov (env r1) (fixRI ar) (env r2)
 404     DIV sz un r1 ar r2 -> DIV sz un (env r1) (fixRI ar) (env r2)
 405     REM sz un r1 ar r2 -> REM sz un (env r1) (fixRI ar) (env r2)
 406     NOT ar reg -> NOT (fixRI ar) (env reg)
 407     AND r1 ar r2 -> AND (env r1) (fixRI ar) (env r2)
 408     ANDNOT r1 ar r2 -> ANDNOT (env r1) (fixRI ar) (env r2)
 409     OR r1 ar r2 -> OR (env r1) (fixRI ar) (env r2)
 410     ORNOT r1 ar r2 -> ORNOT (env r1) (fixRI ar) (env r2)
 411     XOR r1 ar r2 -> XOR (env r1) (fixRI ar) (env r2)
 412     XORNOT r1 ar r2 -> XORNOT (env r1) (fixRI ar) (env r2)
 413     SLL r1 ar r2 -> SLL (env r1) (fixRI ar) (env r2)
 414     SRL r1 ar r2 -> SRL (env r1) (fixRI ar) (env r2)
 415     SRA r1 ar r2 -> SRA (env r1) (fixRI ar) (env r2)
 416     ZAP r1 ar r2 -> ZAP (env r1) (fixRI ar) (env r2)
 417     ZAPNOT r1 ar r2 -> ZAPNOT (env r1) (fixRI ar) (env r2)
 418     CMP co r1 ar r2 -> CMP co (env r1) (fixRI ar) (env r2)
 419     FCLR reg -> FCLR (env reg)
 420     FABS r1 r2 -> FABS (env r1) (env r2)
 421     FNEG s r1 r2 -> FNEG s (env r1) (env r2)
 422     FADD s r1 r2 r3 -> FADD s (env r1) (env r2) (env r3)
 423     FDIV s r1 r2 r3 -> FDIV s (env r1) (env r2) (env r3)
 424     FMUL s r1 r2 r3 -> FMUL s (env r1) (env r2) (env r3)
 425     FSUB s r1 r2 r3 -> FSUB s (env r1) (env r2) (env r3)
 426     CVTxy s1 s2 r1 r2 -> CVTxy s1 s2 (env r1) (env r2)
 427     FCMP s co r1 r2 r3 -> FCMP s co (env r1) (env r2) (env r3)
 428     FMOV r1 r2 -> FMOV (env r1) (env r2)
 429     BI cond reg lbl -> BI cond (env reg) lbl
 430     BF cond reg lbl -> BF cond (env reg) lbl
 431     JMP reg addr hint -> JMP (env reg) (fixAddr addr) hint
 432     JSR reg addr i -> JSR (env reg) (fixAddr addr) i
 433     _ -> instr
 434   where
 435     fixAddr (AddrReg r1)       = AddrReg (env r1)
 436     fixAddr (AddrRegImm r1 i)  = AddrRegImm (env r1) i
 437     fixAddr other              = other
 438
 439     fixRI (RIReg r) = RIReg (env r)
 440     fixRI other = other
 441
 442 #endif /* alpha_TARGET_ARCH */
 443 -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
 444 #if i386_TARGET_ARCH
 445
 446 patchRegs instr env = case instr of
 447     MOV  sz src dst     -> patch2 (MOV  sz) src dst
 448     MOVZxL sz src dst   -> patch2 (MOVZxL sz) src dst
 449     MOVSxL sz src dst   -> patch2 (MOVSxL sz) src dst
 450     LEA  sz src dst     -> patch2 (LEA  sz) src dst
 451     ADD  sz src dst     -> patch2 (ADD  sz) src dst
 452     ADC  sz src dst     -> patch2 (ADC  sz) src dst
 453     SUB  sz src dst     -> patch2 (SUB  sz) src dst
 454     IMUL sz src dst     -> patch2 (IMUL sz) src dst
 455     IMUL64  sd1 sd2     -> IMUL64 (env sd1) (env sd2)
 456     MUL sz src dst      -> patch2 (MUL sz) src dst
 457     IDIV sz op          -> patch1 (IDIV sz) op
 458     DIV sz op           -> patch1 (DIV sz) op
 459     AND  sz src dst     -> patch2 (AND  sz) src dst
 460     OR   sz src dst     -> patch2 (OR   sz) src dst
 461     XOR  sz src dst     -> patch2 (XOR  sz) src dst
 462     NOT  sz op          -> patch1 (NOT  sz) op
 463     NEGI sz op          -> patch1 (NEGI sz) op
 464     SHL  sz imm dst     -> patch1 (SHL sz imm) dst
 465     SAR  sz imm dst     -> patch1 (SAR sz imm) dst
 466     SHR  sz imm dst     -> patch1 (SHR sz imm) dst
 467     BT   sz imm src     -> patch1 (BT  sz imm) src
 468     TEST sz src dst     -> patch2 (TEST sz) src dst
 469     CMP  sz src dst     -> patch2 (CMP  sz) src dst
 470     PUSH sz op          -> patch1 (PUSH sz) op
 471     POP  sz op          -> patch1 (POP  sz) op
 472     SETCC cond op       -> patch1 (SETCC cond) op
 473     JMP op              -> patch1 JMP op
 474     JMP_TBL op ids      -> patch1 JMP_TBL op $ ids
 475
 476     GMOV src dst        -> GMOV (env src) (env dst)
 477     GLD sz src dst      -> GLD sz (lookupAddr src) (env dst)
 478     GST sz src dst      -> GST sz (env src) (lookupAddr dst)
 479
 480     GLDZ dst            -> GLDZ (env dst)
 481     GLD1 dst            -> GLD1 (env dst)
 482
 483     GFTOI src dst       -> GFTOI (env src) (env dst)
 484     GDTOI src dst       -> GDTOI (env src) (env dst)
 485
 486     GITOF src dst       -> GITOF (env src) (env dst)
 487     GITOD src dst       -> GITOD (env src) (env dst)
 488
 489     GADD sz s1 s2 dst   -> GADD sz (env s1) (env s2) (env dst)
 490     GSUB sz s1 s2 dst   -> GSUB sz (env s1) (env s2) (env dst)
 491     GMUL sz s1 s2 dst   -> GMUL sz (env s1) (env s2) (env dst)
 492     GDIV sz s1 s2 dst   -> GDIV sz (env s1) (env s2) (env dst)
 493
 494     GCMP sz src1 src2   -> GCMP sz (env src1) (env src2)
 495     GABS sz src dst     -> GABS sz (env src) (env dst)
 496     GNEG sz src dst     -> GNEG sz (env src) (env dst)
 497     GSQRT sz src dst    -> GSQRT sz (env src) (env dst)
 498     GSIN sz src dst     -> GSIN sz (env src) (env dst)
 499     GCOS sz src dst     -> GCOS sz (env src) (env dst)
 500     GTAN sz src dst     -> GTAN sz (env src) (env dst)
 501
 502     CALL (Left imm)     -> instr
 503     CALL (Right reg)    -> CALL (Right (env reg))
 504
 505     NOP                 -> instr
 506     COMMENT _           -> instr
 507     DELTA _             -> instr
 508     JXX _ _             -> instr
 509     CLTD                -> instr
 510
 511     _other              -> panic "patchRegs: unrecognised instr"
 512
 513   where
 514     patch1 insn op      = insn $! patchOp op
 515     patch2 insn src dst = (insn $! patchOp src) $! patchOp dst
 516
 517     patchOp (OpReg  reg) = OpReg (env reg)
 518     patchOp (OpImm  imm) = OpImm imm
 519     patchOp (OpAddr ea)  = OpAddr (lookupAddr ea)
 520
 521     lookupAddr (ImmAddr imm off) = ImmAddr imm off
 522     lookupAddr (AddrBaseIndex base index disp)
 523       = AddrBaseIndex (lookupBase base) (lookupIndex index) disp
 524       where
 525         lookupBase Nothing       = Nothing
 526         lookupBase (Just r)      = Just (env r)
 527
 528         lookupIndex Nothing      = Nothing
 529         lookupIndex (Just (r,i)) = Just (env r, i)
 530
 531 #endif /* i386_TARGET_ARCH */
 532 -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
 533 #if sparc_TARGET_ARCH
 534
 535 patchRegs instr env = case instr of
 536     LD    sz addr reg   -> LD sz (fixAddr addr) (env reg)
 537     ST    sz reg addr   -> ST sz (env reg) (fixAddr addr)
 538     ADD   x cc r1 ar r2 -> ADD x cc (env r1) (fixRI ar) (env r2)
 539     SUB   x cc r1 ar r2 -> SUB x cc (env r1) (fixRI ar) (env r2)
 540     UMUL    cc r1 ar r2 -> UMUL cc (env r1) (fixRI ar) (env r2)
 541     SMUL    cc r1 ar r2 -> SMUL cc (env r1) (fixRI ar) (env r2)
 542     RDY   rd            -> RDY (env rd)
 543     AND   b r1 ar r2    -> AND b (env r1) (fixRI ar) (env r2)
 544     ANDN  b r1 ar r2    -> ANDN b (env r1) (fixRI ar) (env r2)
 545     OR    b r1 ar r2    -> OR b (env r1) (fixRI ar) (env r2)
 546     ORN   b r1 ar r2    -> ORN b (env r1) (fixRI ar) (env r2)
 547     XOR   b r1 ar r2    -> XOR b (env r1) (fixRI ar) (env r2)
 548     XNOR  b r1 ar r2    -> XNOR b (env r1) (fixRI ar) (env r2)
 549     SLL   r1 ar r2      -> SLL (env r1) (fixRI ar) (env r2)
 550     SRL   r1 ar r2      -> SRL (env r1) (fixRI ar) (env r2)
 551     SRA   r1 ar r2      -> SRA (env r1) (fixRI ar) (env r2)
 552     SETHI imm reg       -> SETHI imm (env reg)
 553     FABS  s r1 r2       -> FABS s (env r1) (env r2)
 554     FADD  s r1 r2 r3    -> FADD s (env r1) (env r2) (env r3)
 555     FCMP  e s r1 r2     -> FCMP e s (env r1) (env r2)
 556     FDIV  s r1 r2 r3    -> FDIV s (env r1) (env r2) (env r3)
 557     FMOV  s r1 r2       -> FMOV s (env r1) (env r2)
 558     FMUL  s r1 r2 r3    -> FMUL s (env r1) (env r2) (env r3)
 559     FNEG  s r1 r2       -> FNEG s (env r1) (env r2)
 560     FSQRT s r1 r2       -> FSQRT s (env r1) (env r2)
 561     FSUB  s r1 r2 r3    -> FSUB s (env r1) (env r2) (env r3)
 562     FxTOy s1 s2 r1 r2   -> FxTOy s1 s2 (env r1) (env r2)
 563     JMP   dsts addr     -> JMP dsts (fixAddr addr)
 564     CALL  (Left i) n t  -> CALL (Left i) n t
 565     CALL  (Right r) n t -> CALL (Right (env r)) n t
 566     _ -> instr
 567   where
 568     fixAddr (AddrRegReg r1 r2) = AddrRegReg (env r1) (env r2)
 569     fixAddr (AddrRegImm r1 i)  = AddrRegImm (env r1) i
 570
 571     fixRI (RIReg r) = RIReg (env r)
 572     fixRI other = other
 573
 574 #endif /* sparc_TARGET_ARCH */
 575 -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
 576 #if powerpc_TARGET_ARCH
 577
 578 patchRegs instr env = case instr of
 579     LD    sz reg addr   -> LD sz (env reg) (fixAddr addr)
 580     LA    sz reg addr   -> LA sz (env reg) (fixAddr addr)
 581     ST    sz reg addr   -> ST sz (env reg) (fixAddr addr)
 582     STU    sz reg addr  -> STU sz (env reg) (fixAddr addr)
 583     LIS   reg imm       -> LIS (env reg) imm
 584     LI    reg imm       -> LI (env reg) imm
 585     MR    reg1 reg2     -> MR (env reg1) (env reg2)
 586     CMP   sz reg ri     -> CMP sz (env reg) (fixRI ri)
 587     CMPL  sz reg ri     -> CMPL sz (env reg) (fixRI ri)
 588     BCC   cond lbl      -> BCC cond lbl
 589     MTCTR reg           -> MTCTR (env reg)
 590     BCTR  targets       -> BCTR targets
 591     BL    imm argRegs   -> BL imm argRegs       -- argument regs
 592     BCTRL argRegs       -> BCTRL argRegs        -- cannot be remapped
 593     ADD   reg1 reg2 ri  -> ADD (env reg1) (env reg2) (fixRI ri)
 594     ADDC  reg1 reg2 reg3-> ADDC (env reg1) (env reg2) (env reg3)
 595     ADDE  reg1 reg2 reg3-> ADDE (env reg1) (env reg2) (env reg3)
 596     ADDIS reg1 reg2 imm -> ADDIS (env reg1) (env reg2) imm
 597     SUBF  reg1 reg2 reg3-> SUBF (env reg1) (env reg2) (env reg3)
 598     MULLW reg1 reg2 ri  -> MULLW (env reg1) (env reg2) (fixRI ri)
 599     DIVW  reg1 reg2 reg3-> DIVW (env reg1) (env reg2) (env reg3)
 600     DIVWU reg1 reg2 reg3-> DIVWU (env reg1) (env reg2) (env reg3)
 601     MULLW_MayOflo reg1 reg2 reg3
 602                         -> MULLW_MayOflo (env reg1) (env reg2) (env reg3)
 603     AND   reg1 reg2 ri  -> AND (env reg1) (env reg2) (fixRI ri)
 604     OR    reg1 reg2 ri  -> OR  (env reg1) (env reg2) (fixRI ri)
 605     XOR   reg1 reg2 ri  -> XOR (env reg1) (env reg2) (fixRI ri)
 606     XORIS reg1 reg2 imm -> XORIS (env reg1) (env reg2) imm
 607     EXTS  sz reg1 reg2 -> EXTS sz (env reg1) (env reg2)
 608     NEG   reg1 reg2     -> NEG (env reg1) (env reg2)
 609     NOT   reg1 reg2     -> NOT (env reg1) (env reg2)
 610     SLW   reg1 reg2 ri  -> SLW (env reg1) (env reg2) (fixRI ri)
 611     SRW   reg1 reg2 ri  -> SRW (env reg1) (env reg2) (fixRI ri)
 612     SRAW  reg1 reg2 ri  -> SRAW (env reg1) (env reg2) (fixRI ri)
 613     RLWINM reg1 reg2 sh mb me
 614                         -> RLWINM (env reg1) (env reg2) sh mb me
 615     FADD  sz r1 r2 r3   -> FADD sz (env r1) (env r2) (env r3)
 616     FSUB  sz r1 r2 r3   -> FSUB sz (env r1) (env r2) (env r3)
 617     FMUL  sz r1 r2 r3   -> FMUL sz (env r1) (env r2) (env r3)
 618     FDIV  sz r1 r2 r3   -> FDIV sz (env r1) (env r2) (env r3)
 619     FNEG  r1 r2         -> FNEG (env r1) (env r2)
 620     FCMP  r1 r2         -> FCMP (env r1) (env r2)
 621     FCTIWZ r1 r2        -> FCTIWZ (env r1) (env r2)
 622     FRSP r1 r2          -> FRSP (env r1) (env r2)
 623     MFCR reg            -> MFCR (env reg)
 624     _ -> instr
 625   where
 626     fixAddr (AddrRegReg r1 r2) = AddrRegReg (env r1) (env r2)
 627     fixAddr (AddrRegImm r1 i)  = AddrRegImm (env r1) i
 628
 629     fixRI (RIReg r) = RIReg (env r)
 630     fixRI other = other
 631 #endif /* powerpc_TARGET_ARCH */
 632
 633 -- -----------------------------------------------------------------------------
 634 -- Detecting reg->reg moves
 635
 636 -- The register allocator attempts to eliminate reg->reg moves whenever it can,
 637 -- by assigning the src and dest temporaries to the same real register.
 638
 639 isRegRegMove :: Instr -> Maybe (Reg,Reg)
 640 #ifdef i386_TARGET_ARCH
 641 -- TMP:
 642 isRegRegMove (MOV _ (OpReg r1) (OpReg r2)) = Just (r1,r2)
 643 #elif powerpc_TARGET_ARCH
 644 isRegRegMove (MR dst src) = Just (src,dst)
 645 #else
 646 #warning ToDo: isRegRegMove
 647 #endif
 648 isRegRegMove _ = Nothing
 649
 650 -- -----------------------------------------------------------------------------
 651 -- Generating spill instructions
 652
 653 mkSpillInstr
 654    :: Reg               -- register to spill (should be a real)
 655    -> Int               -- current stack delta
 656    -> Int               -- spill slot to use
 657    -> Instr
 658 mkSpillInstr reg delta slot
 659   = ASSERT(isRealReg reg)
 660     let
 661         off     = spillSlotToOffset slot
 662     in
 663 #ifdef alpha_TARGET_ARCH
 664     {-Alpha: spill below the stack pointer (?)-}
 665     ST sz dyn (spRel (- (off `div` 8)))
 666 #endif
 667 #ifdef i386_TARGET_ARCH
 668     let off_w = (off-delta) `div` 4
 669     in case regClass reg of
 670            RcInteger -> MOV I32 (OpReg reg) (OpAddr (spRel off_w))
 671            _         -> GST F80 reg (spRel off_w) {- RcFloat/RcDouble -}
 672 #endif
 673 #ifdef sparc_TARGET_ARCH
 674         {-SPARC: spill below frame pointer leaving 2 words/spill-}
 675                         let{off_w = 1 + (off `div` 4);
 676                             sz = case regClass vreg of {
 677                                     RcInteger -> W;
 678                                     RcFloat   -> F;
 679                                     RcDouble  -> DF}}
 680                         in ST sz dyn (fpRel (- off_w))
 681 #endif
 682 #ifdef powerpc_TARGET_ARCH
 683     let sz = case regClass reg of
 684                 RcInteger -> I32
 685                 RcDouble -> F64
 686     in ST sz reg (AddrRegImm sp (ImmInt (off-delta)))
 687 #endif
 688
 689
 690 mkLoadInstr
 691    :: Reg               -- register to load (should be a real)
 692    -> Int               -- current stack delta
 693    -> Int               -- spill slot to use
 694    -> Instr
 695 mkLoadInstr reg delta slot
 696   = ASSERT(isRealReg reg)
 697     let
 698         off     = spillSlotToOffset slot
 699     in
 700 #ifdef alpha_TARGET_ARCH
 701          LD  sz dyn (spRel (- (off `div` 8)))
 702 #endif
 703 #ifdef i386_TARGET_ARCH
 704         let off_w = (off-delta) `div` 4
 705         in case regClass reg of {
 706               RcInteger -> MOV I32 (OpAddr (spRel off_w)) (OpReg reg);
 707               _         -> GLD F80 (spRel off_w) reg} {- RcFloat/RcDouble -}
 708 #endif
 709 #ifdef sparc_TARGET_ARCH
 710         let{off_w = 1 + (off `div` 4);
 711             sz = case regClass vreg of {
 712                    RcInteger -> W;
 713                    RcFloat   -> F;
 714                    RcDouble  -> DF}}
 715         in LD sz (fpRel (- off_w)) dyn
 716 #endif
 717 #ifdef powerpc_TARGET_ARCH
 718     let sz = case regClass reg of
 719                 RcInteger -> I32
 720                 RcDouble -> F64
 721     in LD sz reg (AddrRegImm sp (ImmInt (off-delta)))
 722 #endif
 723
 724
 725 spillSlotSize :: Int
 726 spillSlotSize = IF_ARCH_i386(12, 8)
 727
 728 maxSpillSlots :: Int
 729 maxSpillSlots = ((rESERVED_C_STACK_BYTES - 64) `div` spillSlotSize) - 1
 730
 731 -- convert a spill slot number to a *byte* offset, with no sign:
 732 -- decide on a per arch basis whether you are spilling above or below
 733 -- the C stack pointer.
 734 spillSlotToOffset :: Int -> Int
 735 spillSlotToOffset slot
 736    | slot >= 0 && slot < maxSpillSlots
 737    = 64 + spillSlotSize * slot
 738    | otherwise
 739    = pprPanic "spillSlotToOffset:"
 740               (text "invalid spill location: " <> int slot)