git.sur5r.net Git - cc65/blob - src/cc65/codeinfo.c

   1 /*****************************************************************************/
   2 /*                                                                           */
   3 /*                                codeinfo.c                                 */
   4 /*                                                                           */
   5 /*                  Additional information about 6502 code                   */
   6 /*                                                                           */
   7 /*                                                                           */
   8 /*                                                                           */
   9 /* (C) 2001      Ullrich von Bassewitz                                       */
  10 /*               Wacholderweg 14                                             */
  11 /*               D-70597 Stuttgart                                           */
  12 /* EMail:        uz@cc65.org                                                 */
  13 /*                                                                           */
  14 /*                                                                           */
  15 /* This software is provided 'as-is', without any expressed or implied       */
  16 /* warranty.  In no event will the authors be held liable for any damages    */
  17 /* arising from the use of this software.                                    */
  18 /*                                                                           */
  19 /* Permission is granted to anyone to use this software for any purpose,     */
  20 /* including commercial applications, and to alter it and redistribute it    */
  21 /* freely, subject to the following restrictions:                            */
  22 /*                                                                           */
  23 /* 1. The origin of this software must not be misrepresented; you must not   */
  24 /*    claim that you wrote the original software. If you use this software   */
  25 /*    in a product, an acknowledgment in the product documentation would be  */
  26 /*    appreciated but is not required.                                       */
  27 /* 2. Altered source versions must be plainly marked as such, and must not   */
  28 /*    be misrepresented as being the original software.                      */
  29 /* 3. This notice may not be removed or altered from any source              */
  30 /*    distribution.                                                          */
  31 /*                                                                           */
  32 /*****************************************************************************/
  33
  34
  35
  36 #include <stdlib.h>
  37 #include <string.h>
  38
  39 /* common */
  40 #include "coll.h"
  41
  42 /* cc65 */
  43 #include "codeent.h"
  44 #include "codeseg.h"
  45 #include "datatype.h"
  46 #include "error.h"
  47 #include "symtab.h"
  48 #include "codeinfo.h"
  49
  50
  51
  52 /*****************************************************************************/
  53 /*                                   Data                                    */
  54 /*****************************************************************************/
  55
  56
  57
  58 /* Table listing the function names and code info values for known internally
  59  * used functions. This table should get auto-generated in the future.
  60  */
  61 typedef struct FuncInfo FuncInfo;
  62 struct FuncInfo {
  63     const char*     Name;       /* Function name */
  64     unsigned short  Use;        /* Register usage */
  65     unsigned short  Chg;        /* Changed/destroyed registers */
  66 };
  67
  68 static const FuncInfo FuncInfoTable[] = {
  69     { "addysp",         REG_Y,          REG_NONE        },
  70     { "aslax1",         REG_AX,         REG_AX          },
  71     { "aslax2",         REG_AX,         REG_AX          },
  72     { "aslax3",         REG_AX,         REG_AX          },
  73     { "aslax4",         REG_AX,         REG_AX          },
  74     { "bnega",          REG_A,          REG_AX          },
  75     { "bnegax",         REG_AX,         REG_AX          },
  76     { "bnegeax",        REG_AX,         REG_AX          },
  77     { "booleq",         REG_NONE,       REG_AX          },
  78     { "boolge",         REG_NONE,       REG_AX          },
  79     { "boolgt",         REG_NONE,       REG_AX          },
  80     { "boolle",         REG_NONE,       REG_AX          },
  81     { "boollt",         REG_NONE,       REG_AX          },
  82     { "boolne",         REG_NONE,       REG_AX          },
  83     { "booluge",        REG_NONE,       REG_AX          },
  84     { "boolugt",        REG_NONE,       REG_AX          },
  85     { "boolule",        REG_NONE,       REG_AX          },
  86     { "boolult",        REG_NONE,       REG_AX          },
  87     { "complax",        REG_AX,         REG_AX          },
  88     { "decax1",         REG_AX,         REG_AX          },
  89     { "decax2",         REG_AX,         REG_AX          },
  90     { "decax3",         REG_AX,         REG_AX          },
  91     { "decax4",         REG_AX,         REG_AX          },
  92     { "decax5",         REG_AX,         REG_AX          },
  93     { "decax6",         REG_AX,         REG_AX          },
  94     { "decax7",         REG_AX,         REG_AX          },
  95     { "decax8",         REG_AX,         REG_AX          },
  96     { "decaxy",         REG_AXY,        REG_AX          },
  97     { "decsp1",         REG_NONE,       REG_Y           },
  98     { "decsp2",         REG_NONE,       REG_A           },
  99     { "decsp3",         REG_NONE,       REG_A           },
 100     { "decsp4",         REG_NONE,       REG_A           },
 101     { "decsp5",         REG_NONE,       REG_A           },
 102     { "decsp6",         REG_NONE,       REG_A           },
 103     { "decsp7",         REG_NONE,       REG_A           },
 104     { "decsp8",         REG_NONE,       REG_A           },
 105     { "incax1",         REG_AX,         REG_AX          },
 106     { "incax2",         REG_AX,         REG_AX          },
 107     { "incsp1",         REG_NONE,       REG_NONE        },
 108     { "incsp2",         REG_NONE,       REG_Y           },
 109     { "incsp3",         REG_NONE,       REG_Y           },
 110     { "incsp4",         REG_NONE,       REG_Y           },
 111     { "incsp5",         REG_NONE,       REG_Y           },
 112     { "incsp6",         REG_NONE,       REG_Y           },
 113     { "incsp7",         REG_NONE,       REG_Y           },
 114     { "incsp8",         REG_NONE,       REG_Y           },
 115     { "ldaidx",         REG_AXY,        REG_AX          },
 116     { "ldauidx",        REG_AXY,        REG_AX          },
 117     { "ldax0sp",        REG_Y,          REG_AX          },
 118     { "ldaxi",          REG_AX,         REG_AXY         },
 119     { "ldaxidx",        REG_AXY,        REG_AX          },
 120     { "ldaxysp",        REG_Y,          REG_AX          },
 121     { "leaasp",         REG_A,          REG_AX          },
 122     { "negax",          REG_AX,         REG_AX          },
 123     { "pusha",          REG_A,          REG_Y           },
 124     { "pusha0",         REG_A,          REG_XY          },
 125     { "pushax",         REG_AX,         REG_Y           },
 126     { "pusheax",        REG_AX,         REG_Y           },
 127     { "pushw0sp",       REG_NONE,       REG_AXY         },
 128     { "pushwysp",       REG_Y,          REG_AXY         },
 129     { "shlax1",         REG_AX,         REG_AX          },
 130     { "shlax2",         REG_AX,         REG_AX          },
 131     { "shlax3",         REG_AX,         REG_AX          },
 132     { "shlax4",         REG_AX,         REG_AX          },
 133     { "shrax1",         REG_AX,         REG_AX          },
 134     { "shrax2",         REG_AX,         REG_AX          },
 135     { "shrax3",         REG_AX,         REG_AX          },
 136     { "shrax4",         REG_AX,         REG_AX          },
 137     { "shreax1",        REG_AX,         REG_AX          },
 138     { "shreax2",        REG_AX,         REG_AX          },
 139     { "shreax3",        REG_AX,         REG_AX          },
 140     { "shreax4",        REG_AX,         REG_AX          },
 141     { "staspidx",       REG_A | REG_Y,  REG_Y           },
 142     { "stax0sp",        REG_AX,         REG_Y           },
 143     { "tosicmp",        REG_AX,         REG_AXY         },
 144     { "tosdiva0",       REG_AX,         REG_AXY         },
 145     { "tosdivax",       REG_AX,         REG_AXY         },
 146     { "tosdiveax",      REG_AX,         REG_AXY         },
 147     { "tosmula0",       REG_AX,         REG_AXY         },
 148     { "tosmulax",       REG_AX,         REG_AXY         },
 149     { "tosmuleax",      REG_AX,         REG_AXY         },
 150     { "tosshreax",      REG_AX,         REG_AXY         },
 151     { "tosumula0",      REG_AX,         REG_AXY         },
 152     { "tosumulax",      REG_AX,         REG_AXY         },
 153     { "tosumuleax",     REG_AX,         REG_AXY         },
 154 };
 155 #define FuncInfoCount   (sizeof(FuncInfoTable) / sizeof(FuncInfoTable[0]))
 156
 157 /* Table with names of zero page locations used by the compiler */
 158 typedef struct ZPInfo ZPInfo;
 159 struct ZPInfo {
 160     unsigned char Len;          /* Length of the following string */
 161     char          Name[11];     /* Name of zero page symbol */
 162 };
 163 static const ZPInfo ZPInfoTable[] = {
 164     {   4,      "ptr1"          },
 165     {   7,      "regbank"       },
 166     {   7,      "regsave"       },
 167     {   2,      "sp"            },
 168     {   4,      "sreg"          },
 169     {   4,      "tmp1"          },
 170 };
 171 #define ZPInfoCount     (sizeof(ZPInfoTable) / sizeof(ZPInfoTable[0]))
 172
 173
 174 /*****************************************************************************/
 175 /*                                   Code                                    */
 176 /*****************************************************************************/
 177
 178
 179
 180 static int CompareFuncInfo (const void* Key, const void* Info)
 181 /* Compare function for bsearch */
 182 {
 183     return strcmp (Key, ((const FuncInfo*) Info)->Name);
 184 }
 185
 186
 187
 188 void GetFuncInfo (const char* Name, unsigned short* Use, unsigned short* Chg)
 189 /* For the given function, lookup register information and store it into
 190  * the given variables. If the function is unknown, assume it will use and
 191  * load all registers.
 192  */
 193 {
 194     /* If the function name starts with an underline, it is an external
 195      * function. Search for it in the symbol table. If the function does
 196      * not start with an underline, it may be a runtime support function.
 197      * Search for it in the list of builtin functions.
 198      */
 199     if (Name[0] == '_') {
 200
 201         /* Search in the symbol table, skip the leading underscore */
 202         SymEntry* E = FindGlobalSym (Name+1);
 203
 204         /* Did we find it in the top level table? */
 205         if (E && IsTypeFunc (E->Type)) {
 206
 207             /* A function may use the A or A/X registers if it is a fastcall
 208              * function. If it is not a fastcall function but a variadic one,
 209              * it will use the Y register (the parameter size is passed here).
 210              * In all other cases, no registers are used. However, we assume
 211              * that any function will destroy all registers.
 212              */
 213             FuncDesc* D = E->V.F.Func;
 214             if ((D->Flags & FD_FASTCALL) != 0 && D->ParamCount > 0) {
 215                 /* Will use registers depending on the last param */
 216                 SymEntry* LastParam = D->SymTab->SymTail;
 217                 if (SizeOf (LastParam->Type) == 1) {
 218                     *Use = REG_A;
 219                 } else {
 220                     *Use = REG_AX;
 221                 }
 222             } else if ((D->Flags & FD_VARIADIC) != 0) {
 223                 *Use = REG_Y;
 224             } else {
 225                 /* Will not use any registers */
 226                 *Use = REG_NONE;
 227             }
 228
 229             /* Will destroy all registers */
 230             *Chg = REG_AXY;
 231
 232             /* Done */
 233             return;
 234         }
 235
 236     } else {
 237
 238         /* Search for the function in the list of builtin functions */
 239         const FuncInfo* Info = bsearch (Name, FuncInfoTable, FuncInfoCount,
 240                                         sizeof(FuncInfo), CompareFuncInfo);
 241
 242         /* Do we know the function? */
 243         if (Info) {
 244             /* Use the information we have */
 245             *Use = Info->Use;
 246             *Chg = Info->Chg;
 247             return;
 248         }
 249     }
 250
 251     /* Function not found - assume all registers used */
 252     *Use = REG_AXY;
 253     *Chg = REG_AXY;
 254 }
 255
 256
 257
 258 int IsZPName (const char* Name)
 259 /* Return true if the given name is a zero page symbol */
 260 {
 261     unsigned I;
 262     const ZPInfo* Info;
 263
 264     /* Because of the low number of symbols, we do a linear search here */
 265     for (I = 0, Info = ZPInfoTable; I < ZPInfoCount; ++I, ++Info) {
 266         if (strncmp (Name, Info->Name, Info->Len) == 0 &&
 267             (Name[Info->Len] == '\0' || Name[Info->Len] == '+')) {
 268             /* Found */
 269             return 1;
 270         }
 271     }
 272
 273     /* Not found */
 274     return 0;
 275 }
 276
 277
 278
 279 static unsigned GetRegInfo1 (CodeSeg* S,
 280                              CodeEntry* E,
 281                              int Index,
 282                              Collection* Visited,
 283                              unsigned Used,
 284                              unsigned Unused);
 285 /* Recursively called subfunction for GetRegInfo. */
 286
 287
 288
 289 static unsigned GetRegInfo2 (CodeSeg* S,
 290                              CodeEntry* E,
 291                              int Index,
 292                              Collection* Visited,
 293                              unsigned Used,
 294                              unsigned Unused)
 295 /* Recursively called subfunction for GetRegInfo. */
 296 {
 297     /* Follow the instruction flow recording register usage. */
 298     while (1) {
 299
 300         unsigned R;
 301
 302         /* Check if we have already visited the current code entry. If so,
 303          * bail out.
 304          */
 305         if (CE_HasMark (E)) {
 306             break;
 307         }
 308
 309         /* Mark this entry as already visited */
 310         CE_SetMark (E);
 311         CollAppend (Visited, E);
 312
 313         /* Evaluate the used registers */
 314         R = E->Use;
 315         if (E->OPC == OP65_RTS ||
 316             ((E->Info & OF_BRA) != 0 && E->JumpTo == 0)) {
 317             /* This instruction will leave the function */
 318             R |= S->ExitRegs;
 319         }
 320         if (R != REG_NONE) {
 321             /* We are not interested in the use of any register that has been
 322              * used before.
 323              */
 324             R &= ~Unused;
 325             /* Remember the remaining registers */
 326             Used |= R;
 327         }
 328
 329         /* Evaluate the changed registers */
 330         if ((R = E->Chg) != REG_NONE) {
 331             /* We are not interested in the use of any register that has been
 332              * used before.
 333              */
 334             R &= ~Used;
 335             /* Remember the remaining registers */
 336             Unused |= R;
 337         }
 338
 339         /* If we know about all registers now, bail out */
 340         if ((Used | Unused) == REG_AXY) {
 341             break;
 342         }
 343
 344         /* If the instruction is an RTS or RTI, we're done */
 345         if ((E->Info & OF_RET) != 0) {
 346             break;
 347         }
 348
 349         /* If we have an unconditional branch, follow this branch if possible,
 350          * otherwise we're done.
 351          */
 352         if ((E->Info & OF_UBRA) != 0) {
 353
 354             /* Does this jump have a valid target? */
 355             if (E->JumpTo) {
 356
 357                 /* Unconditional jump */
 358                 E     = E->JumpTo->Owner;
 359                 Index = -1;             /* Invalidate */
 360
 361             } else {
 362                 /* Jump outside means we're done */
 363                 break;
 364             }
 365
 366         /* In case of conditional branches, follow the branch if possible and
 367          * follow the normal flow (branch not taken) afterwards. If we cannot
 368          * follow the branch, we're done.
 369          */
 370         } else if ((E->Info & OF_CBRA) != 0) {
 371
 372             if (E->JumpTo) {
 373
 374                 /* Recursively determine register usage at the branch target */
 375                 unsigned U1;
 376                 unsigned U2;
 377
 378                 U1 = GetRegInfo1 (S, E->JumpTo->Owner, -1, Visited, Used, Unused);
 379                 if (U1 == REG_AXY) {
 380                     /* All registers used, no need for second call */
 381                     return REG_AXY;
 382                 }
 383                 if (Index < 0) {
 384                     Index = CS_GetEntryIndex (S, E);
 385                 }
 386                 if ((E = CS_GetEntry (S, ++Index)) == 0) {
 387                     Internal ("GetRegInfo2: No next entry!");
 388                 }
 389                 U2 = GetRegInfo1 (S, E, Index, Visited, Used, Unused);
 390                 return U1 | U2;         /* Used in any of the branches */
 391
 392             } else {
 393                 /* Jump to global symbol */
 394                 break;
 395             }
 396
 397         } else {
 398
 399             /* Just go to the next instruction */
 400             if (Index < 0) {
 401                 Index = CS_GetEntryIndex (S, E);
 402             }
 403             E = CS_GetEntry (S, ++Index);
 404             if (E == 0) {
 405                 /* No next entry */
 406                 Internal ("GetRegInfo2: No next entry!");
 407             }
 408
 409         }
 410
 411     }
 412
 413     /* Return to the caller the complement of all unused registers */
 414     return Used;
 415 }
 416
 417
 418
 419 static unsigned GetRegInfo1 (CodeSeg* S,
 420                              CodeEntry* E,
 421                              int Index,
 422                              Collection* Visited,
 423                              unsigned Used,
 424                              unsigned Unused)
 425 /* Recursively called subfunction for GetRegInfo. */
 426 {
 427     /* Remember the current count of the line collection */
 428     unsigned Count = CollCount (Visited);
 429
 430     /* Call the worker routine */
 431     unsigned R = GetRegInfo2 (S, E, Index, Visited, Used, Unused);
 432
 433     /* Restore the old count, unmarking all new entries */
 434     unsigned NewCount = CollCount (Visited);
 435     while (NewCount-- > Count) {
 436         CodeEntry* E = CollAt (Visited, NewCount);
 437         CE_ResetMark (E);
 438         CollDelete (Visited, NewCount);
 439     }
 440
 441     /* Return the registers used */
 442     return R;
 443 }
 444
 445
 446
 447 unsigned GetRegInfo (struct CodeSeg* S, unsigned Index)
 448 /* Determine register usage information for the instructions starting at the
 449  * given index.
 450  */
 451 {
 452     CodeEntry*      E;
 453     Collection      Visited;    /* Visited entries */
 454     unsigned        R;
 455
 456     /* Get the code entry for the given index */
 457     if (Index >= CS_GetEntryCount (S)) {
 458         /* There is no such code entry */
 459         return REG_NONE;
 460     }
 461     E = CS_GetEntry (S, Index);
 462
 463     /* Initialize the data structure used to collection information */
 464     InitCollection (&Visited);
 465
 466     /* Call the recursive subfunction */
 467     R = GetRegInfo1 (S, E, Index, &Visited, REG_NONE, REG_NONE);
 468
 469     /* Delete the line collection */
 470     DoneCollection (&Visited);
 471
 472     /* Return the registers used */
 473     return R;
 474 }
 475
 476
 477
 478 int RegAUsed (struct CodeSeg* S, unsigned Index)
 479 /* Check if the value in A is used. */
 480 {
 481     return (GetRegInfo (S, Index) & REG_A) != 0;
 482 }
 483
 484
 485
 486 int RegXUsed (struct CodeSeg* S, unsigned Index)
 487 /* Check if the value in X is used. */
 488 {
 489     return (GetRegInfo (S, Index) & REG_X) != 0;
 490 }
 491
 492
 493
 494 int RegYUsed (struct CodeSeg* S, unsigned Index)
 495 /* Check if the value in Y is used. */
 496 {
 497     return (GetRegInfo (S, Index) & REG_Y) != 0;
 498 }
 499
 500
 501
 502
 503