includes/Stg.h

   1 /* -----------------------------------------------------------------------------
   2  *
   3  * (c) The GHC Team, 1998-2004
   4  *
   5  * Top-level include file for everything STG-ish.
   6  *
   7  * This file is included *automatically* by all .hc files.
   8  *
   9  * NOTE: always include Stg.h *before* any other headers, because we
  10  * define some register variables which must be done before any inline
  11  * functions are defined (some system headers have been known to
  12  * define the odd inline function).
  13  *
  14  * We generally try to keep as little visible as possible when
  15  * compiling .hc files.  So for example the definitions of the
  16  * InfoTable structs, closure structs and other RTS types are not
  17  * visible here.  The compiler knows enough about the representations
  18  * of these types to generate code which manipulates them directly
  19  * with pointer arithmetic.
  20  *
  21  * ---------------------------------------------------------------------------*/
  22
  23 #ifndef STG_H
  24 #define STG_H
  25
  26
  27 /* If we include "Stg.h" directly, we're in STG code, and we therefore
  28  * get all the global register variables, macros etc. that go along
  29  * with that.  If "Stg.h" is included via "Rts.h", we're assumed to
  30  * be in vanilla C.
  31  */
  32 #ifndef IN_STG_CODE
  33 # define IN_STG_CODE 1
  34 #endif
  35
  36 #if IN_STG_CODE == 0
  37 # define NO_GLOBAL_REG_DECLS    /* don't define fixed registers */
  38 #endif
  39
  40 /* Configuration */
  41 #include "ghcconfig.h"
  42 #include "RtsConfig.h"
  43
  44 /* The code generator calls the math functions directly in .hc code.
  45    NB. after configuration stuff above, because this sets #defines
  46    that depend on config info, such as __USE_FILE_OFFSET64 */
  47 #include <math.h>
  48
  49 /* -----------------------------------------------------------------------------
  50    Useful definitions
  51    -------------------------------------------------------------------------- */
  52
  53 /*
  54  * The C backend like to refer to labels by just mentioning their
  55  * names.  Howevver, when a symbol is declared as a variable in C, the
  56  * C compiler will implicitly dereference it when it occurs in source.
  57  * So we must subvert this behaviour for .hc files by declaring
  58  * variables as arrays, which eliminates the implicit dereference.
  59  */
  60 #if IN_STG_CODE
  61 #define RTS_VAR(x) (x)[]
  62 #define RTS_DEREF(x) (*(x))
  63 #else
  64 #define RTS_VAR(x) x
  65 #define RTS_DEREF(x) x
  66 #endif
  67
  68 /* bit macros
  69  */
  70 #define BITS_PER_BYTE 8
  71 #define BITS_IN(x) (BITS_PER_BYTE * sizeof(x))
  72
  73 /*
  74  * 'Portable' inlining:
  75  * INLINE_HEADER is for inline functions in header files
  76  * STATIC_INLINE is for inline functions in source files
  77  */
  78 #if defined(__GNUC__) || defined( __INTEL_COMPILER)
  79 # define INLINE_HEADER static inline
  80 # define INLINE_ME inline
  81 # define STATIC_INLINE INLINE_HEADER
  82 #elif defined(_MSC_VER)
  83 # define INLINE_HEADER __inline static
  84 # define INLINE_ME __inline
  85 # define STATIC_INLINE INLINE_HEADER
  86 #else
  87 # error "Don't know how to inline functions with your C compiler."
  88 #endif
  89
  90 /*
  91  * GCC attributes
  92  */
  93 #if defined(__GNUC__)
  94 #define GNU_ATTRIBUTE(at) __attribute__((at))
  95 #else
  96 #define GNU_ATTRIBUTE(at)
  97 #endif
  98
  99 #if __GNUC__ >= 3
 100 #define GNUC3_ATTRIBUTE(at) __attribute__((at))
 101 #else
 102 #define GNUC3_ATTRIBUTE(at)
 103 #endif
 104
 105 #define STG_UNUSED    GNUC3_ATTRIBUTE(__unused__)
 106
 107 /* -----------------------------------------------------------------------------
 108    Global type definitions
 109    -------------------------------------------------------------------------- */
 110
 111 #include "MachDeps.h"
 112 #include "StgTypes.h"
 113
 114 /* -----------------------------------------------------------------------------
 115    Shorthand forms
 116    -------------------------------------------------------------------------- */
 117
 118 typedef StgChar         C_;
 119 typedef StgWord         W_;
 120 typedef StgWord*        P_;
 121 typedef P_*             PP_;
 122 typedef StgInt          I_;
 123 typedef StgAddr         A_;
 124 typedef const StgWord*  D_;
 125 typedef StgFunPtr       F_;
 126 typedef StgByteArray    B_;
 127 typedef StgClosurePtr   L_;
 128
 129 typedef StgInt64        LI_;
 130 typedef StgWord64       LW_;
 131
 132 #define IF_(f)          static F_ GNUC3_ATTRIBUTE(used) f(void)
 133 #define FN_(f)          F_ f(void)
 134 #define EF_(f)          extern F_ f(void)
 135
 136 typedef StgWord StgWordArray[];
 137 #define EI_(X)          extern StgWordArray (X) GNU_ATTRIBUTE(aligned (8))
 138 #define II_(X)          static StgWordArray (X) GNU_ATTRIBUTE(aligned (8))
 139
 140 /* -----------------------------------------------------------------------------
 141    Tail calls
 142
 143    This needs to be up near the top as the register line on alpha needs
 144    to be before all procedures (inline & out-of-line).
 145    -------------------------------------------------------------------------- */
 146
 147 #include "TailCalls.h"
 148
 149 /* -----------------------------------------------------------------------------
 150    Other Stg stuff...
 151    -------------------------------------------------------------------------- */
 152
 153 #include "StgDLL.h"
 154 #include "MachRegs.h"
 155 #include "Regs.h"
 156
 157 #if IN_STG_CODE
 158 /*
 159  * This is included later for RTS sources, after definitions of
 160  * StgInfoTable, StgClosure and so on.
 161  */
 162 #include "StgMiscClosures.h"
 163 #endif
 164
 165 #include "SMP.h" // write_barrier() inline is required
 166
 167 /* -----------------------------------------------------------------------------
 168    Moving Floats and Doubles
 169
 170    ASSIGN_FLT is for assigning a float to memory (usually the
 171               stack/heap).  The memory address is guaranteed to be
 172               StgWord aligned (currently == sizeof(void *)).
 173
 174    PK_FLT     is for pulling a float out of memory.  The memory is
 175               guaranteed to be StgWord aligned.
 176    -------------------------------------------------------------------------- */
 177
 178 INLINE_HEADER void        ASSIGN_FLT (W_ [], StgFloat);
 179 INLINE_HEADER StgFloat    PK_FLT     (W_ []);
 180
 181 #if ALIGNMENT_FLOAT <= ALIGNMENT_LONG
 182
 183 INLINE_HEADER void     ASSIGN_FLT(W_ p_dest[], StgFloat src) { *(StgFloat *)p_dest = src; }
 184 INLINE_HEADER StgFloat PK_FLT    (W_ p_src[])                { return *(StgFloat *)p_src; }
 185
 186 #else  /* ALIGNMENT_FLOAT > ALIGNMENT_UNSIGNED_INT */
 187
 188 INLINE_HEADER void ASSIGN_FLT(W_ p_dest[], StgFloat src)
 189 {
 190     float_thing y;
 191     y.f = src;
 192     *p_dest = y.fu;
 193 }
 194
 195 INLINE_HEADER StgFloat PK_FLT(W_ p_src[])
 196 {
 197     float_thing y;
 198     y.fu = *p_src;
 199     return(y.f);
 200 }
 201
 202 #endif /* ALIGNMENT_FLOAT > ALIGNMENT_LONG */
 203
 204 #if ALIGNMENT_DOUBLE <= ALIGNMENT_LONG
 205
 206 INLINE_HEADER void        ASSIGN_DBL (W_ [], StgDouble);
 207 INLINE_HEADER StgDouble   PK_DBL     (W_ []);
 208
 209 INLINE_HEADER void      ASSIGN_DBL(W_ p_dest[], StgDouble src) { *(StgDouble *)p_dest = src; }
 210 INLINE_HEADER StgDouble PK_DBL    (W_ p_src[])                 { return *(StgDouble *)p_src; }
 211
 212 #else   /* ALIGNMENT_DOUBLE > ALIGNMENT_LONG */
 213
 214 /* Sparc uses two floating point registers to hold a double.  We can
 215  * write ASSIGN_DBL and PK_DBL by directly accessing the registers
 216  * independently - unfortunately this code isn't writable in C, we
 217  * have to use inline assembler.
 218  */
 219 #if sparc_HOST_ARCH
 220
 221 #define ASSIGN_DBL(dst0,src) \
 222     { StgPtr dst = (StgPtr)(dst0); \
 223       __asm__("st %2,%0\n\tst %R2,%1" : "=m" (((P_)(dst))[0]), \
 224         "=m" (((P_)(dst))[1]) : "f" (src)); \
 225     }
 226
 227 #define PK_DBL(src0) \
 228     ( { StgPtr src = (StgPtr)(src0); \
 229         register double d; \
 230       __asm__("ld %1,%0\n\tld %2,%R0" : "=f" (d) : \
 231         "m" (((P_)(src))[0]), "m" (((P_)(src))[1])); d; \
 232     } )
 233
 234 #else /* ! sparc_HOST_ARCH */
 235
 236 INLINE_HEADER void        ASSIGN_DBL (W_ [], StgDouble);
 237 INLINE_HEADER StgDouble   PK_DBL     (W_ []);
 238
 239 typedef struct
 240   { StgWord dhi;
 241     StgWord dlo;
 242   } unpacked_double;
 243
 244 typedef union
 245   { StgDouble d;
 246     unpacked_double du;
 247   } double_thing;
 248
 249 INLINE_HEADER void ASSIGN_DBL(W_ p_dest[], StgDouble src)
 250 {
 251     double_thing y;
 252     y.d = src;
 253     p_dest[0] = y.du.dhi;
 254     p_dest[1] = y.du.dlo;
 255 }
 256
 257 /* GCC also works with this version, but it generates
 258    the same code as the previous one, and is not ANSI
 259
 260 #define ASSIGN_DBL( p_dest, src ) \
 261         *p_dest = ((double_thing) src).du.dhi; \
 262         *(p_dest+1) = ((double_thing) src).du.dlo \
 263 */
 264
 265 INLINE_HEADER StgDouble PK_DBL(W_ p_src[])
 266 {
 267     double_thing y;
 268     y.du.dhi = p_src[0];
 269     y.du.dlo = p_src[1];
 270     return(y.d);
 271 }
 272
 273 #endif /* ! sparc_HOST_ARCH */
 274
 275 #endif /* ALIGNMENT_DOUBLE > ALIGNMENT_UNSIGNED_INT */
 276
 277
 278 /* -----------------------------------------------------------------------------
 279    Moving 64-bit quantities around
 280
 281    ASSIGN_Word64      assign an StgWord64/StgInt64 to a memory location
 282    PK_Word64          load an StgWord64/StgInt64 from a amemory location
 283
 284    In both cases the memory location might not be 64-bit aligned.
 285    -------------------------------------------------------------------------- */
 286
 287 #ifdef SUPPORT_LONG_LONGS
 288
 289 typedef struct
 290   { StgWord dhi;
 291     StgWord dlo;
 292   } unpacked_double_word;
 293
 294 typedef union
 295   { StgInt64 i;
 296     unpacked_double_word iu;
 297   } int64_thing;
 298
 299 typedef union
 300   { StgWord64 w;
 301     unpacked_double_word wu;
 302   } word64_thing;
 303
 304 INLINE_HEADER void ASSIGN_Word64(W_ p_dest[], StgWord64 src)
 305 {
 306     word64_thing y;
 307     y.w = src;
 308     p_dest[0] = y.wu.dhi;
 309     p_dest[1] = y.wu.dlo;
 310 }
 311
 312 INLINE_HEADER StgWord64 PK_Word64(W_ p_src[])
 313 {
 314     word64_thing y;
 315     y.wu.dhi = p_src[0];
 316     y.wu.dlo = p_src[1];
 317     return(y.w);
 318 }
 319
 320 INLINE_HEADER void ASSIGN_Int64(W_ p_dest[], StgInt64 src)
 321 {
 322     int64_thing y;
 323     y.i = src;
 324     p_dest[0] = y.iu.dhi;
 325     p_dest[1] = y.iu.dlo;
 326 }
 327
 328 INLINE_HEADER StgInt64 PK_Int64(W_ p_src[])
 329 {
 330     int64_thing y;
 331     y.iu.dhi = p_src[0];
 332     y.iu.dlo = p_src[1];
 333     return(y.i);
 334 }
 335
 336 #elif SIZEOF_VOID_P == 8
 337
 338 INLINE_HEADER void ASSIGN_Word64(W_ p_dest[], StgWord64 src)
 339 {
 340         p_dest[0] = src;
 341 }
 342
 343 INLINE_HEADER StgWord64 PK_Word64(W_ p_src[])
 344 {
 345     return p_src[0];
 346 }
 347
 348 INLINE_HEADER void ASSIGN_Int64(W_ p_dest[], StgInt64 src)
 349 {
 350     p_dest[0] = src;
 351 }
 352
 353 INLINE_HEADER StgInt64 PK_Int64(W_ p_src[])
 354 {
 355     return p_src[0];
 356 }
 357
 358 #endif
 359
 360 /* -----------------------------------------------------------------------------
 361    Split markers
 362    -------------------------------------------------------------------------- */
 363
 364 #if defined(USE_SPLIT_MARKERS)
 365 #if defined(LEADING_UNDERSCORE)
 366 #define __STG_SPLIT_MARKER __asm__("\n___stg_split_marker:");
 367 #else
 368 #define __STG_SPLIT_MARKER __asm__("\n__stg_split_marker:");
 369 #endif
 370 #else
 371 #define __STG_SPLIT_MARKER /* nothing */
 372 #endif
 373
 374 /* -----------------------------------------------------------------------------
 375    Write-combining store
 376    -------------------------------------------------------------------------- */
 377
 378 INLINE_HEADER void
 379 wcStore (StgPtr p, StgWord w)
 380 {
 381 #ifdef x86_64_HOST_ARCH
 382     __asm__(
 383         "movnti\t%1, %0"
 384         : "=m" (*p)
 385         : "r" (w)
 386         );
 387 #else
 388       *p = w;
 389 #endif
 390 }
 391
 392 /* -----------------------------------------------------------------------------
 393    Integer multiply with overflow
 394    -------------------------------------------------------------------------- */
 395
 396 /* Multiply with overflow checking.
 397  *
 398  * This is tricky - the usual sign rules for add/subtract don't apply.
 399  *
 400  * On 32-bit machines we use gcc's 'long long' types, finding
 401  * overflow with some careful bit-twiddling.
 402  *
 403  * On 64-bit machines where gcc's 'long long' type is also 64-bits,
 404  * we use a crude approximation, testing whether either operand is
 405  * larger than 32-bits; if neither is, then we go ahead with the
 406  * multiplication.
 407  *
 408  * Return non-zero if there is any possibility that the signed multiply
 409  * of a and b might overflow.  Return zero only if you are absolutely sure
 410  * that it won't overflow.  If in doubt, return non-zero.
 411  */
 412
 413 #if SIZEOF_VOID_P == 4
 414
 415 #ifdef WORDS_BIGENDIAN
 416 #define RTS_CARRY_IDX__ 0
 417 #define RTS_REM_IDX__  1
 418 #else
 419 #define RTS_CARRY_IDX__ 1
 420 #define RTS_REM_IDX__ 0
 421 #endif
 422
 423 typedef union {
 424     StgInt64 l;
 425     StgInt32 i[2];
 426 } long_long_u ;
 427
 428 #define mulIntMayOflo(a,b)                      \
 429 ({                                              \
 430   StgInt32 r, c;                                \
 431   long_long_u z;                                \
 432   z.l = (StgInt64)a * (StgInt64)b;              \
 433   r = z.i[RTS_REM_IDX__];                       \
 434   c = z.i[RTS_CARRY_IDX__];                     \
 435   if (c == 0 || c == -1) {                      \
 436     c = ((StgWord)((a^b) ^ r))                  \
 437       >> (BITS_IN (I_) - 1);                    \
 438   }                                             \
 439   c;                                            \
 440 })
 441
 442 /* Careful: the carry calculation above is extremely delicate.  Make sure
 443  * you test it thoroughly after changing it.
 444  */
 445
 446 #else
 447
 448 /* Approximate version when we don't have long arithmetic (on 64-bit archs) */
 449
 450 /* If we have n-bit words then we have n-1 bits after accounting for the
 451  * sign bit, so we can fit the result of multiplying 2 (n-1)/2-bit numbers */
 452 #define HALF_POS_INT  (((I_)1) << ((BITS_IN (I_) - 1) / 2))
 453 #define HALF_NEG_INT  (-HALF_POS_INT)
 454
 455 #define mulIntMayOflo(a,b)                      \
 456 ({                                              \
 457   I_ c;                                         \
 458   if ((I_)a <= HALF_NEG_INT || a >= HALF_POS_INT    \
 459       || (I_)b <= HALF_NEG_INT || b >= HALF_POS_INT) {\
 460     c = 1;                                      \
 461   } else {                                      \
 462     c = 0;                                      \
 463   }                                             \
 464   c;                                            \
 465 })
 466 #endif
 467
 468 #endif /* STG_H */