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

   1 /*****************************************************************************/
   2 /*                                                                           */
   3 /*                                 coptsize.c                                */
   4 /*                                                                           */
   5 /*                              Size optimizations                           */
   6 /*                                                                           */
   7 /*                                                                           */
   8 /*                                                                           */
   9 /* (C) 2002      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
  38 /* cc65 */
  39 #include "codeent.h"
  40 #include "codeinfo.h"
  41 #include "cpu.h"
  42 #include "coptsize.h"
  43
  44
  45
  46 /*****************************************************************************/
  47 /*                                   Data                                    */
  48 /*****************************************************************************/
  49
  50
  51
  52 typedef struct CallDesc CallDesc;
  53 struct CallDesc {
  54     const char*     LongFunc;       /* Long function name */
  55     short           A, X, Y;        /* Register contents */
  56     const char*     ShortFunc;      /* Short function name */
  57 };
  58
  59 /* Note: The table is sorted. If there is more than one entry with the same
  60  * name, entries are sorted best match first, so when searching linear for
  61  * a match, the first one can be used because it is also the best one (or
  62  * at least none of the following ones are better).
  63  */
  64 static const CallDesc CallTable [] = {
  65     { "addeqysp",   -1,   -1,    0, "addeq0sp"      },
  66     { "laddeqysp",  -1,   -1,    0, "laddeq0sp"     },
  67     { "ldaxidx",    -1,   -1,    1, "ldaxi"         },
  68     { "ldaxysp",    -1,   -1,    1, "ldax0sp"       },
  69     { "ldeaxidx",   -1,   -1,    3, "ldeaxi"        },
  70     { "ldeaxysp",   -1,   -1,    3, "ldeax0sp"      },
  71     { "pusha",       0,   -1,   -1, "pushc0"        },
  72     { "pusha",       1,   -1,   -1, "pushc1"        },
  73     { "pusha",       2,   -1,   -1, "pushc2"        },
  74     { "pushax",      0,    0,   -1, "push0"         },
  75     { "pushax",      1,    0,   -1, "push1"         },
  76     { "pushax",      2,    0,   -1, "push2"         },
  77     { "pushax",      3,    0,   -1, "push3"         },
  78     { "pushax",      4,    0,   -1, "push4"         },
  79     { "pushax",      5,    0,   -1, "push5"         },
  80     { "pushax",      6,    0,   -1, "push6"         },
  81     { "pushax",      7,    0,   -1, "push7"         },
  82     { "pushax",     -1,    0,   -1, "pusha0"        },
  83     { "pushax",     -1, 0xFF,   -1, "pushaFF"       },
  84     { "pushaysp",   -1,   -1,    0, "pusha0sp"      },
  85     { "staxysp",    -1,   -1,    0, "stax0sp"       },
  86     { "tosaddax",   -1,    0,   -1, "tosadda0"      },
  87     { "tosandax",   -1,    0,   -1, "tosanda0"      },
  88     { "tosdivax",   -1,    0,   -1, "tosdiva0"      },
  89     { "toseqax",    -1,    0,   -1, "toseqa0"       },
  90     { "tosgeax",    -1,    0,   -1, "tosgea0"       },
  91     { "tosgtax",    -1,    0,   -1, "tosgta0"       },
  92     { "tosleax",    -1,    0,   -1, "toslea0"       },
  93     { "tosorax",    -1,    0,   -1, "tosora0"       },
  94     { "lsubeqysp",  -1,   -1,    0, "lsubeq0sp"     },
  95     { "steaxysp",   -1,   -1,    0, "steax0sp"      },
  96     { "subeqysp",   -1,   -1,    0, "subeq0sp"      },
  97     { "tosaslax",   -1,    0,   -1, "tosasla0"      },
  98     { "tosasrax",   -1,    0,   -1, "tosasra0"      },
  99     { "tosltax",    -1,    0,   -1, "toslta0"       },
 100     { "tosmodax",   -1,    0,   -1, "tosmoda0"      },
 101     { "tosmulax",   -1,    0,   -1, "tosmula0"      },
 102     { "tosneax",    -1,    0,   -1, "tosnea0"       },
 103     { "tosrsubax",  -1,    0,   -1, "tosrsuba0"     },
 104     { "tosshlax",   -1,    0,   -1, "tosshla0"      },
 105     { "tosshrax",   -1,    0,   -1, "tosshra0"      },
 106     { "tossubax",   -1,    0,   -1, "tossuba0"      },
 107     { "tosudivax",  -1,    0,   -1, "tosudiva0"     },
 108     { "tosugeax",   -1,    0,   -1, "tosugea0"      },
 109     { "tosugtax",   -1,    0,   -1, "tosugta0"      },
 110     { "tosuleax",   -1,    0,   -1, "tosulea0"      },
 111     { "tosultax",   -1,    0,   -1, "tosulta0"      },
 112     { "tosumodax",  -1,    0,   -1, "tosumoda0"     },
 113     { "tosumulax",  -1,    0,   -1, "tosumula0"     },
 114     { "tosxorax",   -1,    0,   -1, "tosxora0"      },
 115     { "zzzzzzzz",   -1,   -1,   -1, "zzzzzzzz"      },
 116
 117 #if 0
 118     "tosadd0ax",         /* tosaddeax, sreg = 0 */
 119     "laddeqa",           /* laddeq, sreg = 0, x = 0 */
 120     "laddeq1",           /* laddeq, sreg = 0, x = 0, a = 1 */
 121     "tosand0ax",         /* tosandeax, sreg = 0 */
 122     "tosdiv0ax",         /* tosdiveax, sreg = 0 */
 123     "tosmod0ax",         /* tosmodeax, sreg = 0 */
 124     "tosmul0ax",         /* tosmuleax, sreg = 0 */
 125     "tosumul0ax",        /* tosumuleax, sreg = 0 */
 126     "tosor0ax",          /* tosoreax, sreg = 0 */
 127     "push0ax",           /* pusheax, sreg = 0 */
 128     "tosrsub0ax",        /* tosrsubeax, sreg = 0 */
 129     "tosshl0ax",         /* tosshleax, sreg = 0 */
 130     "tosasl0ax",         /* tosasleax, sreg = 0 */
 131     "tosshr0ax",         /* tosshreax, sreg = 0 */
 132     "tosasr0ax",         /* tosasreax, sreg = 0 */
 133     "tossub0ax",         /* tossubeax, sreg = 0 */
 134     "lsubeqa",           /* lsubeq, sreg = 0, x = 0 */
 135     "lsubeq1",           /* lsubeq, sreg = 0, x = 0, a = 1 */
 136     "tosudiv0ax",        /* tosudiveax, sreg = 0 */
 137     "tosumod0ax",        /* tosumodeax, sreg = 0 */
 138     "tosxor0ax",         /* tosxoreax, sreg = 0 */
 139 #endif
 140 };
 141 #define CALL_COUNT (sizeof(CallTable) / sizeof(CallTable[0]))
 142
 143
 144
 145 /*****************************************************************************/
 146 /*                                  Helpers                                  */
 147 /*****************************************************************************/
 148
 149
 150
 151 static const CallDesc* FindCall (const char* Name)
 152 /* Find the function with the given name. Return a pointer to the table entry
 153  * or NULL if the function was not found.
 154  */
 155 {
 156     /* Do a binary search */
 157     int First = 0;
 158     int Last = (sizeof(CallTable) / sizeof(CallTable[0])) - 1;
 159     int Current;
 160     int Result;
 161     int Found = 0;
 162
 163     while (First <= Last) {
 164
 165         /* Set current to mid of range */
 166         Current = (Last + First) / 2;
 167
 168         /* Do a compare */
 169         Result = strcmp (CallTable[Current].LongFunc, Name);
 170         if (Result < 0) {
 171             First = Current + 1;
 172         } else {
 173             Last = Current - 1;
 174             if (Result == 0) {
 175                 /* Found. Repeat the procedure until the first of all entries
 176                  * with the same name is found.
 177                  */
 178                 Found = 1;
 179             }
 180         }
 181
 182     }
 183
 184     /* Return the first entry if found, or NULL otherwise */
 185     return Found? &CallTable[First] : 0;
 186 }
 187
 188
 189
 190 /*****************************************************************************/
 191 /*                                   Code                                    */
 192 /*****************************************************************************/
 193
 194
 195
 196 unsigned OptSize1 (CodeSeg* S)
 197 /* Do size optimization by calling special subroutines that preload registers.
 198  * This routine does not work standalone, it needs a following register load
 199  * removal pass.
 200  */
 201 {
 202     CodeEntry* E;
 203     unsigned Changes = 0;
 204     unsigned I;
 205
 206     /* Generate register info for the following step */
 207     CS_GenRegInfo (S);
 208
 209     /* Walk over the entries */
 210     I = 0;
 211     while (I < CS_GetEntryCount (S)) {
 212
 213         /* Get next entry */
 214         E = CS_GetEntry (S, I);
 215
 216         /* Check if it's a subroutine call */
 217         if (E->OPC == OP65_JSR) {
 218
 219             /* Check for any of the known functions. */
 220             const CallDesc* D = FindCall (E->Arg);
 221             while (D &&
 222                    D < CallTable + (sizeof (CallTable) / sizeof (CallTable[0])) &&
 223                    strcmp (D->LongFunc, E->Arg) == 0) {
 224                 /* Check the registers */
 225                 if ((D->A < 0 || D->A == E->RI->In.RegA) &&
 226                     (D->X < 0 || D->X == E->RI->In.RegX) &&
 227                     (D->Y < 0 || D->Y == E->RI->In.RegY)) {
 228                     /* Ok, match for all registers */
 229                     CodeEntry* X;
 230                     X = NewCodeEntry (E->OPC, E->AM, D->ShortFunc, 0, E->LI);
 231                     CS_InsertEntry (S, X, I+1);
 232                     CS_DelEntry (S, I);
 233
 234                     /* Remember that we had changes */
 235                     ++Changes;
 236                 }
 237                 ++D;
 238             }
 239         }
 240
 241         /* Next entry */
 242         ++I;
 243
 244     }
 245
 246     /* Free register info */
 247     CS_FreeRegInfo (S);
 248
 249     /* Return the number of changes made */
 250     return Changes;
 251 }
 252
 253
 254
 255 unsigned OptSize2 (CodeSeg* S)
 256 /* Do size optimization by using shorter code sequences, even if this
 257  * introduces relations between instructions. This step must be one of the
 258  * last steps, because it makes further work much more difficult.
 259  */
 260 {
 261     unsigned Changes = 0;
 262     unsigned I;
 263
 264     /* Generate register info for the following step */
 265     CS_GenRegInfo (S);
 266
 267     /* Walk over the entries */
 268     I = 0;
 269     while (I < CS_GetEntryCount (S)) {
 270
 271         /* Get next entry */
 272         CodeEntry* E = CS_GetEntry (S, I);
 273
 274         /* Get the input registers */
 275         const RegContents* In = &E->RI->In;
 276
 277         /* Assume we have no replacement */
 278         CodeEntry* X = 0;
 279
 280         /* Check the instruction */
 281         switch (E->OPC) {
 282
 283             case OP65_LDA:
 284                 if (CE_KnownImm (E)) {
 285                     short Val = (short) E->Num;
 286                     if (Val == In->RegX) {
 287                         X = NewCodeEntry (OP65_TXA, AM65_IMP, 0, 0, E->LI);
 288                     } else if (Val == In->RegY) {
 289                         X = NewCodeEntry (OP65_TYA, AM65_IMP, 0, 0, E->LI);
 290                     } else if (RegValIsKnown (In->RegA) && CPU >= CPU_65C02) {
 291                         if (Val == ((In->RegA - 1) & 0xFF)) {
 292                             X = NewCodeEntry (OP65_DEA, AM65_IMP, 0, 0, E->LI);
 293                         } else if (Val == ((In->RegA + 1) & 0xFF)) {
 294                             X = NewCodeEntry (OP65_INA, AM65_IMP, 0, 0, E->LI);
 295                         }
 296                     }
 297                 }
 298                 break;
 299
 300             case OP65_LDX:
 301                 if (CE_KnownImm (E)) {
 302                     short Val = (short) E->Num;
 303                     if (RegValIsKnown (In->RegX) && Val == ((In->RegX - 1) & 0xFF)) {
 304                         X = NewCodeEntry (OP65_DEX, AM65_IMP, 0, 0, E->LI);
 305                     } else if (RegValIsKnown (In->RegX) && Val == ((In->RegX + 1) & 0xFF)) {
 306                         X = NewCodeEntry (OP65_INX, AM65_IMP, 0, 0, E->LI);
 307                     } else if (Val == In->RegA) {
 308                         X = NewCodeEntry (OP65_TAX, AM65_IMP, 0, 0, E->LI);
 309                     }
 310                 }
 311                 break;
 312
 313             case OP65_LDY:
 314                 if (CE_KnownImm (E)) {
 315                     short Val = (short) E->Num;
 316                     if (RegValIsKnown (In->RegY) && Val == ((In->RegY - 1) & 0xFF)) {
 317                         X = NewCodeEntry (OP65_DEY, AM65_IMP, 0, 0, E->LI);
 318                     } else if (RegValIsKnown (In->RegY) && Val == ((In->RegY + 1) & 0xFF)) {
 319                         X = NewCodeEntry (OP65_INY, AM65_IMP, 0, 0, E->LI);
 320                     } else if (Val == In->RegA) {
 321                         X = NewCodeEntry (OP65_TAY, AM65_IMP, 0, 0, E->LI);
 322                     }
 323                 }
 324                 break;
 325
 326             default:
 327                 /* Avoid gcc warnings */
 328                 break;
 329
 330         }
 331
 332         /* Insert the replacement if we have one */
 333         if (X) {
 334             CS_InsertEntry (S, X, I+1);
 335             CS_DelEntry (S, I);
 336             ++Changes;
 337         }
 338
 339         /* Next entry */
 340         ++I;
 341
 342     }
 343
 344     /* Free register info */
 345     CS_FreeRegInfo (S);
 346
 347     /* Return the number of changes made */
 348     return Changes;
 349 }
 350
 351
 352