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
 116 #if 0
 117     "tosadd0ax",         /* tosaddeax, sreg = 0 */
 118     "laddeqa",           /* laddeq, sreg = 0, x = 0 */
 119     "laddeq1",           /* laddeq, sreg = 0, x = 0, a = 1 */
 120     "tosand0ax",         /* tosandeax, sreg = 0 */
 121     "tosdiv0ax",         /* tosdiveax, sreg = 0 */
 122     "tosmod0ax",         /* tosmodeax, sreg = 0 */
 123     "tosmul0ax",         /* tosmuleax, sreg = 0 */
 124     "tosumul0ax",        /* tosumuleax, sreg = 0 */
 125     "tosor0ax",          /* tosoreax, sreg = 0 */
 126     "push0ax",           /* pusheax, sreg = 0 */
 127     "tosrsub0ax",        /* tosrsubeax, sreg = 0 */
 128     "tosshl0ax",         /* tosshleax, sreg = 0 */
 129     "tosasl0ax",         /* tosasleax, sreg = 0 */
 130     "tosshr0ax",         /* tosshreax, sreg = 0 */
 131     "tosasr0ax",         /* tosasreax, sreg = 0 */
 132     "tossub0ax",         /* tossubeax, sreg = 0 */
 133     "lsubeqa",           /* lsubeq, sreg = 0, x = 0 */
 134     "lsubeq1",           /* lsubeq, sreg = 0, x = 0, a = 1 */
 135     "tosudiv0ax",        /* tosudiveax, sreg = 0 */
 136     "tosumod0ax",        /* tosumodeax, sreg = 0 */
 137     "tosxor0ax",         /* tosxoreax, sreg = 0 */
 138 #endif
 139 };
 140 #define CALL_COUNT (sizeof(CallTable) / sizeof(CallTable[0]))
 141
 142
 143
 144 /*****************************************************************************/
 145 /*                                  Helpers                                  */
 146 /*****************************************************************************/
 147
 148
 149
 150 static const CallDesc* FindCall (const char* Name)
 151 /* Find the function with the given name. Return a pointer to the table entry
 152  * or NULL if the function was not found.
 153  */
 154 {
 155     /* Do a binary search */
 156     int First = 0;
 157     int Last = CALL_COUNT - 1;
 158     int Found = 0;
 159
 160     while (First <= Last) {
 161
 162         /* Set current to mid of range */
 163         int Current = (Last + First) / 2;
 164
 165         /* Do a compare */
 166         int Result = strcmp (CallTable[Current].LongFunc, Name);
 167         if (Result < 0) {
 168             First = Current + 1;
 169         } else {
 170             Last = Current - 1;
 171             if (Result == 0) {
 172                 /* Found. Repeat the procedure until the first of all entries
 173                  * with the same name is found.
 174                  */
 175                 Found = 1;
 176             }
 177         }
 178     }
 179
 180     /* Return the first entry if found, or NULL otherwise */
 181     return Found? &CallTable[First] : 0;
 182 }
 183
 184
 185
 186 /*****************************************************************************/
 187 /*                                   Code                                    */
 188 /*****************************************************************************/
 189
 190
 191
 192 unsigned OptSize1 (CodeSeg* S)
 193 /* Do size optimization by calling special subroutines that preload registers.
 194  * This routine does not work standalone, it needs a following register load
 195  * removal pass.
 196  */
 197 {
 198     CodeEntry* E;
 199     unsigned Changes = 0;
 200     unsigned I;
 201
 202     /* Generate register info for the following step */
 203     CS_GenRegInfo (S);
 204
 205     /* Walk over the entries */
 206     I = 0;
 207     while (I < CS_GetEntryCount (S)) {
 208
 209         const CallDesc* D;
 210
 211         /* Get next entry */
 212         E = CS_GetEntry (S, I);
 213
 214         /* Check if it's a subroutine call */
 215         if (E->OPC == OP65_JSR && (D = FindCall (E->Arg)) != 0) {
 216
 217             /* Check for any of the known functions. */
 218             while (1) {
 219
 220                 /* Check the registers */
 221                 if ((D->A < 0 || D->A == E->RI->In.RegA) &&
 222                     (D->X < 0 || D->X == E->RI->In.RegX) &&
 223                     (D->Y < 0 || D->Y == E->RI->In.RegY)) {
 224
 225                     /* Ok, match for all registers */
 226                     CodeEntry* X;
 227                     X = NewCodeEntry (E->OPC, E->AM, D->ShortFunc, 0, E->LI);
 228                     CS_InsertEntry (S, X, I+1);
 229                     CS_DelEntry (S, I);
 230
 231                     /* Remember that we had changes */
 232                     ++Changes;
 233
 234                     /* Done */
 235                     break;
 236                 }
 237
 238                 /* Next table entry, bail out if next entry not valid */
 239                 if (++D >= CallTable + CALL_COUNT ||
 240                     strcmp (D->LongFunc, E->Arg) != 0) {
 241                     /* End of table or entries reached */
 242                     break;
 243                 }
 244             }
 245         }
 246
 247         /* Next entry */
 248         ++I;
 249
 250     }
 251
 252     /* Free register info */
 253     CS_FreeRegInfo (S);
 254
 255     /* Return the number of changes made */
 256     return Changes;
 257 }
 258
 259
 260
 261 unsigned OptSize2 (CodeSeg* S)
 262 /* Do size optimization by using shorter code sequences, even if this
 263  * introduces relations between instructions. This step must be one of the
 264  * last steps, because it makes further work much more difficult.
 265  */
 266 {
 267     unsigned Changes = 0;
 268     unsigned I;
 269
 270     /* Generate register info for the following step */
 271     CS_GenRegInfo (S);
 272
 273     /* Walk over the entries */
 274     I = 0;
 275     while (I < CS_GetEntryCount (S)) {
 276
 277         /* Get next entry */
 278         CodeEntry* E = CS_GetEntry (S, I);
 279
 280         /* Get the input registers */
 281         const RegContents* In = &E->RI->In;
 282
 283         /* Assume we have no replacement */
 284         CodeEntry* X = 0;
 285
 286         /* Check the instruction */
 287         switch (E->OPC) {
 288
 289             case OP65_LDA:
 290                 if (CE_KnownImm (E)) {
 291                     short Val = (short) E->Num;
 292                     if (Val == In->RegX) {
 293                         X = NewCodeEntry (OP65_TXA, AM65_IMP, 0, 0, E->LI);
 294                     } else if (Val == In->RegY) {
 295                         X = NewCodeEntry (OP65_TYA, AM65_IMP, 0, 0, E->LI);
 296                     } else if (RegValIsKnown (In->RegA) && CPU >= CPU_65C02) {
 297                         if (Val == ((In->RegA - 1) & 0xFF)) {
 298                             X = NewCodeEntry (OP65_DEA, AM65_IMP, 0, 0, E->LI);
 299                         } else if (Val == ((In->RegA + 1) & 0xFF)) {
 300                             X = NewCodeEntry (OP65_INA, AM65_IMP, 0, 0, E->LI);
 301                         }
 302                     }
 303                 }
 304                 break;
 305
 306             case OP65_LDX:
 307                 if (CE_KnownImm (E)) {
 308                     short Val = (short) E->Num;
 309                     if (RegValIsKnown (In->RegX) && Val == ((In->RegX - 1) & 0xFF)) {
 310                         X = NewCodeEntry (OP65_DEX, AM65_IMP, 0, 0, E->LI);
 311                     } else if (RegValIsKnown (In->RegX) && Val == ((In->RegX + 1) & 0xFF)) {
 312                         X = NewCodeEntry (OP65_INX, AM65_IMP, 0, 0, E->LI);
 313                     } else if (Val == In->RegA) {
 314                         X = NewCodeEntry (OP65_TAX, AM65_IMP, 0, 0, E->LI);
 315                     }
 316                 }
 317                 break;
 318
 319             case OP65_LDY:
 320                 if (CE_KnownImm (E)) {
 321                     short Val = (short) E->Num;
 322                     if (RegValIsKnown (In->RegY) && Val == ((In->RegY - 1) & 0xFF)) {
 323                         X = NewCodeEntry (OP65_DEY, AM65_IMP, 0, 0, E->LI);
 324                     } else if (RegValIsKnown (In->RegY) && Val == ((In->RegY + 1) & 0xFF)) {
 325                         X = NewCodeEntry (OP65_INY, AM65_IMP, 0, 0, E->LI);
 326                     } else if (Val == In->RegA) {
 327                         X = NewCodeEntry (OP65_TAY, AM65_IMP, 0, 0, E->LI);
 328                     }
 329                 }
 330                 break;
 331
 332             default:
 333                 /* Avoid gcc warnings */
 334                 break;
 335
 336         }
 337
 338         /* Insert the replacement if we have one */
 339         if (X) {
 340             CS_InsertEntry (S, X, I+1);
 341             CS_DelEntry (S, I);
 342             ++Changes;
 343         }
 344
 345         /* Next entry */
 346         ++I;
 347
 348     }
 349
 350     /* Free register info */
 351     CS_FreeRegInfo (S);
 352
 353     /* Return the number of changes made */
 354     return Changes;
 355 }
 356
 357
 358