Reorganisation of the source tree
[ghc-hetmet.git] / includes / Stg.h
diff --git a/includes/Stg.h b/includes/Stg.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..a63b7ec
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,461 @@
+/* -----------------------------------------------------------------------------
+ *
+ * (c) The GHC Team, 1998-2004
+ *
+ * Top-level include file for everything STG-ish.  
+ *
+ * This file is included *automatically* by all .hc files.
+ *
+ * NOTE: always include Stg.h *before* any other headers, because we
+ * define some register variables which must be done before any inline
+ * functions are defined (some system headers have been known to
+ * define the odd inline function).
+ *
+ * We generally try to keep as little visible as possible when
+ * compiling .hc files.  So for example the definitions of the
+ * InfoTable structs, closure structs and other RTS types are not
+ * visible here.  The compiler knows enough about the representations
+ * of these types to generate code which manipulates them directly
+ * with pointer arithmetic.
+ *
+ * ---------------------------------------------------------------------------*/
+
+#ifndef STG_H
+#define STG_H
+
+
+/* If we include "Stg.h" directly, we're in STG code, and we therefore
+ * get all the global register variables, macros etc. that go along
+ * with that.  If "Stg.h" is included via "Rts.h", we're assumed to
+ * be in vanilla C.
+ */
+#ifndef IN_STG_CODE
+# define IN_STG_CODE 1
+#endif
+
+#if IN_STG_CODE == 0
+# define NO_GLOBAL_REG_DECLS   /* don't define fixed registers */
+#endif
+
+/* Configuration */
+#include "ghcconfig.h"
+#include "RtsConfig.h"
+
+/* -----------------------------------------------------------------------------
+   Useful definitions
+   -------------------------------------------------------------------------- */
+
+/*
+ * The C backend like to refer to labels by just mentioning their
+ * names.  Howevver, when a symbol is declared as a variable in C, the
+ * C compiler will implicitly dereference it when it occurs in source.
+ * So we must subvert this behaviour for .hc files by declaring
+ * variables as arrays, which eliminates the implicit dereference.
+ */
+#if IN_STG_CODE
+#define RTS_VAR(x) (x)[]
+#define RTS_DEREF(x) (*(x))
+#else
+#define RTS_VAR(x) x
+#define RTS_DEREF(x) x
+#endif
+
+/* bit macros
+ */
+#define BITS_PER_BYTE 8
+#define BITS_IN(x) (BITS_PER_BYTE * sizeof(x))
+
+/*
+ * 'Portable' inlining
+ */
+#if defined(__GNUC__) || defined( __INTEL_COMPILER)
+# define INLINE_HEADER static inline
+# define INLINE_ME inline
+# define STATIC_INLINE INLINE_HEADER
+#elif defined(_MSC_VER)
+# define INLINE_HEADER __inline static
+# define INLINE_ME __inline
+# define STATIC_INLINE INLINE_HEADER
+#else
+# error "Don't know how to inline functions with your C compiler."
+#endif
+
+/*
+ * GCC attributes
+ */
+#if defined(__GNUC__)
+#define GNU_ATTRIBUTE(at) __attribute__((at))
+#else
+#define GNU_ATTRIBUTE(at)
+#endif
+
+#if __GNUC__ >= 3 
+#define GNUC3_ATTRIBUTE(at) __attribute__((at))
+#else
+#define GNUC3_ATTRIBUTE(at)
+#endif
+
+#define STG_UNUSED    GNUC3_ATTRIBUTE(__unused__)
+
+/* -----------------------------------------------------------------------------
+   Global type definitions
+   -------------------------------------------------------------------------- */
+
+#include "MachDeps.h"
+#include "StgTypes.h"
+
+/* -----------------------------------------------------------------------------
+   Shorthand forms
+   -------------------------------------------------------------------------- */
+
+typedef StgChar                C_;
+typedef StgWord                W_;
+typedef StgWord*       P_;
+typedef P_*            PP_;
+typedef StgInt         I_;
+typedef StgAddr                A_;
+typedef const StgWord*  D_;
+typedef StgFunPtr       F_;
+typedef StgByteArray    B_;
+typedef StgClosurePtr   L_;
+
+typedef StgInt64        LI_;
+typedef StgWord64       LW_;
+
+#define IF_(f)         static F_ GNUC3_ATTRIBUTE(used) f(void) 
+#define FN_(f)         F_ f(void)
+#define EF_(f)         extern F_ f(void)
+
+typedef StgWord StgWordArray[];
+#define EI_             extern StgWordArray
+#define II_             static StgWordArray
+
+/* -----------------------------------------------------------------------------
+   Tail calls
+
+   This needs to be up near the top as the register line on alpha needs
+   to be before all procedures (inline & out-of-line).
+   -------------------------------------------------------------------------- */
+
+#include "TailCalls.h"
+
+/* -----------------------------------------------------------------------------
+   Other Stg stuff...
+   -------------------------------------------------------------------------- */
+
+#include "StgDLL.h"
+#include "MachRegs.h"
+#include "Regs.h"
+#include "StgProf.h"  /* ToDo: separate out RTS-only stuff from here */
+
+#if IN_STG_CODE
+/*
+ * This is included later for RTS sources, after definitions of
+ * StgInfoTable, StgClosure and so on. 
+ */
+#include "StgMiscClosures.h"
+#endif
+
+/* RTS external interface */
+#include "RtsExternal.h"
+
+/* -----------------------------------------------------------------------------
+   Moving Floats and Doubles
+
+   ASSIGN_FLT is for assigning a float to memory (usually the
+              stack/heap).  The memory address is guaranteed to be
+             StgWord aligned (currently == sizeof(void *)).
+
+   PK_FLT     is for pulling a float out of memory.  The memory is
+              guaranteed to be StgWord aligned.
+   -------------------------------------------------------------------------- */
+
+INLINE_HEADER void       ASSIGN_FLT (W_ [], StgFloat);
+INLINE_HEADER StgFloat    PK_FLT     (W_ []);
+
+#if ALIGNMENT_FLOAT <= ALIGNMENT_LONG
+
+INLINE_HEADER void     ASSIGN_FLT(W_ p_dest[], StgFloat src) { *(StgFloat *)p_dest = src; }
+INLINE_HEADER StgFloat PK_FLT    (W_ p_src[])                { return *(StgFloat *)p_src; }
+
+#else  /* ALIGNMENT_FLOAT > ALIGNMENT_UNSIGNED_INT */
+
+INLINE_HEADER void ASSIGN_FLT(W_ p_dest[], StgFloat src)
+{
+    float_thing y;
+    y.f = src;
+    *p_dest = y.fu;
+}
+
+INLINE_HEADER StgFloat PK_FLT(W_ p_src[])
+{
+    float_thing y;
+    y.fu = *p_src;
+    return(y.f);
+}
+
+#endif /* ALIGNMENT_FLOAT > ALIGNMENT_LONG */
+
+#if ALIGNMENT_DOUBLE <= ALIGNMENT_LONG
+
+INLINE_HEADER void       ASSIGN_DBL (W_ [], StgDouble);
+INLINE_HEADER StgDouble   PK_DBL     (W_ []);
+
+INLINE_HEADER void      ASSIGN_DBL(W_ p_dest[], StgDouble src) { *(StgDouble *)p_dest = src; }
+INLINE_HEADER StgDouble PK_DBL    (W_ p_src[])                 { return *(StgDouble *)p_src; }
+
+#else  /* ALIGNMENT_DOUBLE > ALIGNMENT_LONG */
+
+/* Sparc uses two floating point registers to hold a double.  We can
+ * write ASSIGN_DBL and PK_DBL by directly accessing the registers
+ * independently - unfortunately this code isn't writable in C, we
+ * have to use inline assembler.
+ */
+#if sparc_HOST_ARCH
+
+#define ASSIGN_DBL(dst0,src) \
+    { StgPtr dst = (StgPtr)(dst0); \
+      __asm__("st %2,%0\n\tst %R2,%1" : "=m" (((P_)(dst))[0]), \
+       "=m" (((P_)(dst))[1]) : "f" (src)); \
+    }
+
+#define PK_DBL(src0) \
+    ( { StgPtr src = (StgPtr)(src0); \
+        register double d; \
+      __asm__("ld %1,%0\n\tld %2,%R0" : "=f" (d) : \
+       "m" (((P_)(src))[0]), "m" (((P_)(src))[1])); d; \
+    } )
+
+#else /* ! sparc_HOST_ARCH */
+
+INLINE_HEADER void       ASSIGN_DBL (W_ [], StgDouble);
+INLINE_HEADER StgDouble   PK_DBL     (W_ []);
+
+typedef struct
+  { StgWord dhi;
+    StgWord dlo;
+  } unpacked_double;
+
+typedef union
+  { StgDouble d;
+    unpacked_double du;
+  } double_thing;
+
+INLINE_HEADER void ASSIGN_DBL(W_ p_dest[], StgDouble src)
+{
+    double_thing y;
+    y.d = src;
+    p_dest[0] = y.du.dhi;
+    p_dest[1] = y.du.dlo;
+}
+
+/* GCC also works with this version, but it generates
+   the same code as the previous one, and is not ANSI
+
+#define ASSIGN_DBL( p_dest, src ) \
+       *p_dest = ((double_thing) src).du.dhi; \
+       *(p_dest+1) = ((double_thing) src).du.dlo \
+*/
+
+INLINE_HEADER StgDouble PK_DBL(W_ p_src[])
+{
+    double_thing y;
+    y.du.dhi = p_src[0];
+    y.du.dlo = p_src[1];
+    return(y.d);
+}
+
+#endif /* ! sparc_HOST_ARCH */
+
+#endif /* ALIGNMENT_DOUBLE > ALIGNMENT_UNSIGNED_INT */
+
+
+/* -----------------------------------------------------------------------------
+   Moving 64-bit quantities around
+
+   ASSIGN_Word64      assign an StgWord64/StgInt64 to a memory location
+   PK_Word64          load an StgWord64/StgInt64 from a amemory location
+
+   In both cases the memory location might not be 64-bit aligned.
+   -------------------------------------------------------------------------- */
+
+#ifdef SUPPORT_LONG_LONGS
+
+typedef struct
+  { StgWord dhi;
+    StgWord dlo;
+  } unpacked_double_word;
+
+typedef union
+  { StgInt64 i;
+    unpacked_double_word iu;
+  } int64_thing;
+
+typedef union
+  { StgWord64 w;
+    unpacked_double_word wu;
+  } word64_thing;
+
+INLINE_HEADER void ASSIGN_Word64(W_ p_dest[], StgWord64 src)
+{
+    word64_thing y;
+    y.w = src;
+    p_dest[0] = y.wu.dhi;
+    p_dest[1] = y.wu.dlo;
+}
+
+INLINE_HEADER StgWord64 PK_Word64(W_ p_src[])
+{
+    word64_thing y;
+    y.wu.dhi = p_src[0];
+    y.wu.dlo = p_src[1];
+    return(y.w);
+}
+
+INLINE_HEADER void ASSIGN_Int64(W_ p_dest[], StgInt64 src)
+{
+    int64_thing y;
+    y.i = src;
+    p_dest[0] = y.iu.dhi;
+    p_dest[1] = y.iu.dlo;
+}
+
+INLINE_HEADER StgInt64 PK_Int64(W_ p_src[])
+{
+    int64_thing y;
+    y.iu.dhi = p_src[0];
+    y.iu.dlo = p_src[1];
+    return(y.i);
+}
+
+#elif SIZEOF_VOID_P == 8
+
+INLINE_HEADER void ASSIGN_Word64(W_ p_dest[], StgWord64 src)
+{
+       p_dest[0] = src;
+}
+
+INLINE_HEADER StgWord64 PK_Word64(W_ p_src[])
+{
+    return p_src[0];
+}
+
+INLINE_HEADER void ASSIGN_Int64(W_ p_dest[], StgInt64 src)
+{
+    p_dest[0] = src;
+}
+
+INLINE_HEADER StgInt64 PK_Int64(W_ p_src[])
+{
+    return p_src[0];
+}
+
+#endif
+
+/* -----------------------------------------------------------------------------
+   Split markers
+   -------------------------------------------------------------------------- */
+
+#if defined(USE_SPLIT_MARKERS)
+#if defined(LEADING_UNDERSCORE)
+#define __STG_SPLIT_MARKER __asm__("\n___stg_split_marker:");
+#else
+#define __STG_SPLIT_MARKER __asm__("\n__stg_split_marker:");
+#endif
+#else
+#define __STG_SPLIT_MARKER /* nothing */
+#endif
+
+/* -----------------------------------------------------------------------------
+   Write-combining store
+   -------------------------------------------------------------------------- */
+
+INLINE_HEADER void
+wcStore (StgPtr p, StgWord w)
+{
+#ifdef x86_64_HOST_ARCH    
+    __asm__(
+       "movnti\t%1, %0"
+       : "=m" (*p)
+       : "r" (w)
+       );
+#else
+      *p = w;
+#endif
+}
+
+/* -----------------------------------------------------------------------------
+   Integer multiply with overflow
+   -------------------------------------------------------------------------- */
+
+/* Multiply with overflow checking.
+ *
+ * This is tricky - the usual sign rules for add/subtract don't apply.  
+ *
+ * On 32-bit machines we use gcc's 'long long' types, finding
+ * overflow with some careful bit-twiddling.
+ *
+ * On 64-bit machines where gcc's 'long long' type is also 64-bits,
+ * we use a crude approximation, testing whether either operand is
+ * larger than 32-bits; if neither is, then we go ahead with the
+ * multiplication.
+ *
+ * Return non-zero if there is any possibility that the signed multiply
+ * of a and b might overflow.  Return zero only if you are absolutely sure
+ * that it won't overflow.  If in doubt, return non-zero.
+ */
+
+#if SIZEOF_VOID_P == 4
+
+#ifdef WORDS_BIGENDIAN
+#define RTS_CARRY_IDX__ 0
+#define RTS_REM_IDX__  1
+#else
+#define RTS_CARRY_IDX__ 1
+#define RTS_REM_IDX__ 0
+#endif
+
+typedef union {
+    StgInt64 l;
+    StgInt32 i[2];
+} long_long_u ;
+
+#define mulIntMayOflo(a,b)                     \
+({                                              \
+  StgInt32 r, c;                               \
+  long_long_u z;                               \
+  z.l = (StgInt64)a * (StgInt64)b;             \
+  r = z.i[RTS_REM_IDX__];                      \
+  c = z.i[RTS_CARRY_IDX__];                    \
+  if (c == 0 || c == -1) {                     \
+    c = ((StgWord)((a^b) ^ r))                 \
+      >> (BITS_IN (I_) - 1);                   \
+  }                                            \
+  c;                                            \
+})
+
+/* Careful: the carry calculation above is extremely delicate.  Make sure
+ * you test it thoroughly after changing it.
+ */
+
+#else
+
+/* Approximate version when we don't have long arithmetic (on 64-bit archs) */
+
+#define HALF_POS_INT  (((I_)1) << (BITS_IN (I_) / 2))
+#define HALF_NEG_INT  (-HALF_POS_INT)
+
+#define mulIntMayOflo(a,b)                     \
+({                                              \
+  I_ c;                                        \
+  if ((I_)a <= HALF_NEG_INT || a >= HALF_POS_INT    \
+      || (I_)b <= HALF_NEG_INT || b >= HALF_POS_INT) {\
+    c = 1;                                     \
+  } else {                                     \
+    c = 0;                                     \
+  }                                            \
+  c;                                            \
+})
+#endif
+
+#endif /* STG_H */