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

   1 /*****************************************************************************/
   2 /*                                                                           */
   3 /*                                 codeopt.c                                 */
   4 /*                                                                           */
   5 /*                           Optimizer subroutines                           */
   6 /*                                                                           */
   7 /*                                                                           */
   8 /*                                                                           */
   9 /* (C) 2001-2012, Ullrich von Bassewitz                                      */
  10 /*                Roemerstrasse 52                                           */
  11 /*                D-70794 Filderstadt                                        */
  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 #include <stdarg.h>
  39
  40 /* common */
  41 #include "abend.h"
  42 #include "chartype.h"
  43 #include "cpu.h"
  44 #include "debugflag.h"
  45 #include "print.h"
  46 #include "strbuf.h"
  47 #include "xmalloc.h"
  48 #include "xsprintf.h"
  49
  50 /* cc65 */
  51 #include "asmlabel.h"
  52 #include "codeent.h"
  53 #include "codeinfo.h"
  54 #include "codeopt.h"
  55 #include "coptadd.h"
  56 #include "coptc02.h"
  57 #include "coptcmp.h"
  58 #include "coptind.h"
  59 #include "coptneg.h"
  60 #include "coptptrload.h"
  61 #include "coptptrstore.h"
  62 #include "coptpush.h"
  63 #include "coptshift.h"
  64 #include "coptsize.h"
  65 #include "coptstop.h"
  66 #include "coptstore.h"
  67 #include "coptsub.h"
  68 #include "copttest.h"
  69 #include "error.h"
  70 #include "global.h"
  71 #include "output.h"
  72
  73
  74
  75 /*****************************************************************************/
  76 /*                              Optimize loads                               */
  77 /*****************************************************************************/
  78
  79
  80
  81 static unsigned OptLoad1 (CodeSeg* S)
  82 /* Search for a call to ldaxysp where X is not used later and replace it by
  83  * a load of just the A register.
  84  */
  85 {
  86     unsigned I;
  87     unsigned Changes = 0;
  88
  89     /* Walk over the entries */
  90     I = 0;
  91     while (I < CS_GetEntryCount (S)) {
  92
  93         CodeEntry* E;
  94
  95         /* Get next entry */
  96         E = CS_GetEntry (S, I);
  97
  98         /* Check for the sequence */
  99         if (CE_IsCallTo (E, "ldaxysp")          &&
 100             RegValIsKnown (E->RI->In.RegY)      &&
 101             !RegXUsed (S, I+1)) {
 102
 103             CodeEntry* X;
 104
 105             /* Reload the Y register */
 106             const char* Arg = MakeHexArg (E->RI->In.RegY - 1);
 107             X = NewCodeEntry (OP65_LDY, AM65_IMM, Arg, 0, E->LI);
 108             CS_InsertEntry (S, X, I+1);
 109
 110             /* Load from stack */
 111             X = NewCodeEntry (OP65_LDA, AM65_ZP_INDY, "sp", 0, E->LI);
 112             CS_InsertEntry (S, X, I+2);
 113
 114             /* Now remove the call to the subroutine */
 115             CS_DelEntry (S, I);
 116
 117             /* Remember, we had changes */
 118             ++Changes;
 119
 120         }
 121
 122         /* Next entry */
 123         ++I;
 124
 125     }
 126
 127     /* Return the number of changes made */
 128     return Changes;
 129 }
 130
 131
 132
 133 static unsigned OptLoad2 (CodeSeg* S)
 134 /* Replace calls to ldaxysp by inline code */
 135 {
 136     unsigned I;
 137     unsigned Changes = 0;
 138
 139     /* Walk over the entries */
 140     I = 0;
 141     while (I < CS_GetEntryCount (S)) {
 142
 143         CodeEntry* L[3];
 144
 145         /* Get next entry */
 146         L[0] = CS_GetEntry (S, I);
 147
 148         /* Check for the sequence */
 149         if (CE_IsCallTo (L[0], "ldaxysp")) {
 150
 151             CodeEntry* X;
 152
 153             /* Followed by sta abs/stx abs? */
 154             if (CS_GetEntries (S, L+1, I+1, 2)                  &&
 155                 L[1]->OPC == OP65_STA                           &&
 156                 L[2]->OPC == OP65_STX                           &&
 157                 (L[1]->Arg == 0                         ||
 158                  L[2]->Arg == 0                         ||
 159                  strcmp (L[1]->Arg, L[2]->Arg) != 0)            &&
 160                 !CS_RangeHasLabel (S, I+1, 2)                   &&
 161                 !RegXUsed (S, I+3)) {
 162
 163                 /* A/X are stored into memory somewhere and X is not used
 164                  * later
 165                  */
 166
 167                 /* lda (sp),y */
 168                 X = NewCodeEntry (OP65_LDA, AM65_ZP_INDY, "sp", 0, L[0]->LI);
 169                 CS_InsertEntry (S, X, I+3);
 170
 171                 /* sta abs */
 172                 X = NewCodeEntry (OP65_STA, L[2]->AM, L[2]->Arg, 0, L[2]->LI);
 173                 CS_InsertEntry (S, X, I+4);
 174
 175                 /* dey */
 176                 X = NewCodeEntry (OP65_DEY, AM65_IMP, 0, 0, L[0]->LI);
 177                 CS_InsertEntry (S, X, I+5);
 178
 179                 /* lda (sp),y */
 180                 X = NewCodeEntry (OP65_LDA, AM65_ZP_INDY, "sp", 0, L[0]->LI);
 181                 CS_InsertEntry (S, X, I+6);
 182
 183                 /* sta abs */
 184                 X = NewCodeEntry (OP65_STA, L[1]->AM, L[1]->Arg, 0, L[1]->LI);
 185                 CS_InsertEntry (S, X, I+7);
 186
 187                 /* Now remove the call to the subroutine and the sta/stx */
 188                 CS_DelEntries (S, I, 3);
 189
 190             } else {
 191
 192                 /* Standard replacement */
 193
 194                 /* lda (sp),y */
 195                 X = NewCodeEntry (OP65_LDA, AM65_ZP_INDY, "sp", 0, L[0]->LI);
 196                 CS_InsertEntry (S, X, I+1);
 197
 198                 /* tax */
 199                 X = NewCodeEntry (OP65_TAX, AM65_IMP, 0, 0, L[0]->LI);
 200                 CS_InsertEntry (S, X, I+2);
 201
 202                 /* dey */
 203                 X = NewCodeEntry (OP65_DEY, AM65_IMP, 0, 0, L[0]->LI);
 204                 CS_InsertEntry (S, X, I+3);
 205
 206                 /* lda (sp),y */
 207                 X = NewCodeEntry (OP65_LDA, AM65_ZP_INDY, "sp", 0, L[0]->LI);
 208                 CS_InsertEntry (S, X, I+4);
 209
 210                 /* Now remove the call to the subroutine */
 211                 CS_DelEntry (S, I);
 212
 213             }
 214
 215             /* Remember, we had changes */
 216             ++Changes;
 217
 218         }
 219
 220         /* Next entry */
 221         ++I;
 222     }
 223
 224     /* Return the number of changes made */
 225     return Changes;
 226 }
 227
 228
 229
 230 static unsigned OptLoad3 (CodeSeg* S)
 231 /* Remove repeated loads from one and the same memory location */
 232 {
 233     unsigned Changes = 0;
 234     CodeEntry* Load = 0;
 235
 236     /* Walk over the entries */
 237     unsigned I = 0;
 238     while (I < CS_GetEntryCount (S)) {
 239
 240         /* Get next entry */
 241         CodeEntry* E = CS_GetEntry (S, I);
 242
 243         /* Forget a preceeding load if we have a label */
 244         if (Load && CE_HasLabel (E)) {
 245             Load = 0;
 246         }
 247
 248         /* Check if this insn is a load */
 249         if (E->Info & OF_LOAD) {
 250
 251             CodeEntry* N;
 252
 253             /* If we had a preceeding load that is identical, remove this one.
 254              * If it is not identical, or we didn't have one, remember it.
 255              */
 256             if (Load != 0                               &&
 257                 E->OPC == Load->OPC                     &&
 258                 E->AM == Load->AM                       &&
 259                 ((E->Arg == 0 && Load->Arg == 0) ||
 260                  strcmp (E->Arg, Load->Arg) == 0)       &&
 261                 (N = CS_GetNextEntry (S, I)) != 0       &&
 262                 (N->Info & OF_CBRA) == 0) {
 263
 264                 /* Now remove the call to the subroutine */
 265                 CS_DelEntry (S, I);
 266
 267                 /* Remember, we had changes */
 268                 ++Changes;
 269
 270                 /* Next insn */
 271                 continue;
 272
 273             } else {
 274
 275                 Load = E;
 276
 277             }
 278
 279         } else if ((E->Info & OF_CMP) == 0 && (E->Info & OF_CBRA) == 0) {
 280             /* Forget the first load on occurance of any insn we don't like */
 281             Load = 0;
 282         }
 283
 284         /* Next entry */
 285         ++I;
 286     }
 287
 288     /* Return the number of changes made */
 289     return Changes;
 290 }
 291
 292
 293
 294 /*****************************************************************************/
 295 /*                            Decouple operations                            */
 296 /*****************************************************************************/
 297
 298
 299
 300 static unsigned OptDecouple (CodeSeg* S)
 301 /* Decouple operations, that is, do the following replacements:
 302  *
 303  *   dex        -> ldx #imm
 304  *   inx        -> ldx #imm
 305  *   dey        -> ldy #imm
 306  *   iny        -> ldy #imm
 307  *   tax        -> ldx #imm
 308  *   txa        -> lda #imm
 309  *   tay        -> ldy #imm
 310  *   tya        -> lda #imm
 311  *   lda zp     -> lda #imm
 312  *   ldx zp     -> ldx #imm
 313  *   ldy zp     -> ldy #imm
 314  *
 315  * Provided that the register values are known of course.
 316  */
 317 {
 318     unsigned Changes = 0;
 319     unsigned I;
 320
 321     /* Walk over the entries */
 322     I = 0;
 323     while (I < CS_GetEntryCount (S)) {
 324
 325         const char* Arg;
 326
 327         /* Get next entry and it's input register values */
 328         CodeEntry* E = CS_GetEntry (S, I);
 329         const RegContents* In = &E->RI->In;
 330
 331         /* Assume we have no replacement */
 332         CodeEntry* X = 0;
 333
 334         /* Check the instruction */
 335         switch (E->OPC) {
 336
 337             case OP65_DEA:
 338                 if (RegValIsKnown (In->RegA)) {
 339                     Arg = MakeHexArg ((In->RegA - 1) & 0xFF);
 340                     X = NewCodeEntry (OP65_LDA, AM65_IMM, Arg, 0, E->LI);
 341                 }
 342                 break;
 343
 344             case OP65_DEX:
 345                 if (RegValIsKnown (In->RegX)) {
 346                     Arg = MakeHexArg ((In->RegX - 1) & 0xFF);
 347                     X = NewCodeEntry (OP65_LDX, AM65_IMM, Arg, 0, E->LI);
 348                 }
 349                 break;
 350
 351             case OP65_DEY:
 352                 if (RegValIsKnown (In->RegY)) {
 353                     Arg = MakeHexArg ((In->RegY - 1) & 0xFF);
 354                     X = NewCodeEntry (OP65_LDY, AM65_IMM, Arg, 0, E->LI);
 355                 }
 356                 break;
 357
 358             case OP65_INA:
 359                 if (RegValIsKnown (In->RegA)) {
 360                     Arg = MakeHexArg ((In->RegA + 1) & 0xFF);
 361                     X = NewCodeEntry (OP65_LDA, AM65_IMM, Arg, 0, E->LI);
 362                 }
 363                 break;
 364
 365             case OP65_INX:
 366                 if (RegValIsKnown (In->RegX)) {
 367                     Arg = MakeHexArg ((In->RegX + 1) & 0xFF);
 368                     X = NewCodeEntry (OP65_LDX, AM65_IMM, Arg, 0, E->LI);
 369                 }
 370                 break;
 371
 372             case OP65_INY:
 373                 if (RegValIsKnown (In->RegY)) {
 374                     Arg = MakeHexArg ((In->RegY + 1) & 0xFF);
 375                     X = NewCodeEntry (OP65_LDY, AM65_IMM, Arg, 0, E->LI);
 376                 }
 377                 break;
 378
 379             case OP65_LDA:
 380                 if (E->AM == AM65_ZP) {
 381                     switch (GetKnownReg (E->Use & REG_ZP, In)) {
 382                         case REG_TMP1:
 383                             Arg = MakeHexArg (In->Tmp1);
 384                             X = NewCodeEntry (OP65_LDA, AM65_IMM, Arg, 0, E->LI);
 385                             break;
 386
 387                         case REG_PTR1_LO:
 388                             Arg = MakeHexArg (In->Ptr1Lo);
 389                             X = NewCodeEntry (OP65_LDA, AM65_IMM, Arg, 0, E->LI);
 390                             break;
 391
 392                         case REG_PTR1_HI:
 393                             Arg = MakeHexArg (In->Ptr1Hi);
 394                             X = NewCodeEntry (OP65_LDA, AM65_IMM, Arg, 0, E->LI);
 395                             break;
 396
 397                         case REG_SREG_LO:
 398                             Arg = MakeHexArg (In->SRegLo);
 399                             X = NewCodeEntry (OP65_LDA, AM65_IMM, Arg, 0, E->LI);
 400                             break;
 401
 402                         case REG_SREG_HI:
 403                             Arg = MakeHexArg (In->SRegHi);
 404                             X = NewCodeEntry (OP65_LDA, AM65_IMM, Arg, 0, E->LI);
 405                             break;
 406                     }
 407                 }
 408                 break;
 409
 410             case OP65_LDX:
 411                 if (E->AM == AM65_ZP) {
 412                     switch (GetKnownReg (E->Use & REG_ZP, In)) {
 413                         case REG_TMP1:
 414                             Arg = MakeHexArg (In->Tmp1);
 415                             X = NewCodeEntry (OP65_LDX, AM65_IMM, Arg, 0, E->LI);
 416                             break;
 417
 418                         case REG_PTR1_LO:
 419                             Arg = MakeHexArg (In->Ptr1Lo);
 420                             X = NewCodeEntry (OP65_LDX, AM65_IMM, Arg, 0, E->LI);
 421                             break;
 422
 423                         case REG_PTR1_HI:
 424                             Arg = MakeHexArg (In->Ptr1Hi);
 425                             X = NewCodeEntry (OP65_LDX, AM65_IMM, Arg, 0, E->LI);
 426                             break;
 427
 428                         case REG_SREG_LO:
 429                             Arg = MakeHexArg (In->SRegLo);
 430                             X = NewCodeEntry (OP65_LDX, AM65_IMM, Arg, 0, E->LI);
 431                             break;
 432
 433                         case REG_SREG_HI:
 434                             Arg = MakeHexArg (In->SRegHi);
 435                             X = NewCodeEntry (OP65_LDX, AM65_IMM, Arg, 0, E->LI);
 436                             break;
 437                     }
 438                 }
 439                 break;
 440
 441             case OP65_LDY:
 442                 if (E->AM == AM65_ZP) {
 443                     switch (GetKnownReg (E->Use, In)) {
 444                         case REG_TMP1:
 445                             Arg = MakeHexArg (In->Tmp1);
 446                             X = NewCodeEntry (OP65_LDY, AM65_IMM, Arg, 0, E->LI);
 447                             break;
 448
 449                         case REG_PTR1_LO:
 450                             Arg = MakeHexArg (In->Ptr1Lo);
 451                             X = NewCodeEntry (OP65_LDY, AM65_IMM, Arg, 0, E->LI);
 452                             break;
 453
 454                         case REG_PTR1_HI:
 455                             Arg = MakeHexArg (In->Ptr1Hi);
 456                             X = NewCodeEntry (OP65_LDY, AM65_IMM, Arg, 0, E->LI);
 457                             break;
 458
 459                         case REG_SREG_LO:
 460                             Arg = MakeHexArg (In->SRegLo);
 461                             X = NewCodeEntry (OP65_LDY, AM65_IMM, Arg, 0, E->LI);
 462                             break;
 463
 464                         case REG_SREG_HI:
 465                             Arg = MakeHexArg (In->SRegHi);
 466                             X = NewCodeEntry (OP65_LDY, AM65_IMM, Arg, 0, E->LI);
 467                             break;
 468                     }
 469                 }
 470                 break;
 471
 472             case OP65_TAX:
 473                 if (E->RI->In.RegA >= 0) {
 474                     Arg = MakeHexArg (In->RegA);
 475                     X = NewCodeEntry (OP65_LDX, AM65_IMM, Arg, 0, E->LI);
 476                 }
 477                 break;
 478
 479             case OP65_TAY:
 480                 if (E->RI->In.RegA >= 0) {
 481                     Arg = MakeHexArg (In->RegA);
 482                     X = NewCodeEntry (OP65_LDY, AM65_IMM, Arg, 0, E->LI);
 483                 }
 484                 break;
 485
 486             case OP65_TXA:
 487                 if (E->RI->In.RegX >= 0) {
 488                     Arg = MakeHexArg (In->RegX);
 489                     X = NewCodeEntry (OP65_LDA, AM65_IMM, Arg, 0, E->LI);
 490                 }
 491                 break;
 492
 493             case OP65_TYA:
 494                 if (E->RI->In.RegY >= 0) {
 495                     Arg = MakeHexArg (In->RegY);
 496                     X = NewCodeEntry (OP65_LDA, AM65_IMM, Arg, 0, E->LI);
 497                 }
 498                 break;
 499
 500             default:
 501                 /* Avoid gcc warnings */
 502                 break;
 503
 504         }
 505
 506         /* Insert the replacement if we have one */
 507         if (X) {
 508             CS_InsertEntry (S, X, I+1);
 509             CS_DelEntry (S, I);
 510             ++Changes;
 511         }
 512
 513         /* Next entry */
 514         ++I;
 515
 516     }
 517
 518     /* Return the number of changes made */
 519     return Changes;
 520 }
 521
 522
 523
 524 /*****************************************************************************/
 525 /*                        Optimize stack pointer ops                         */
 526 /*****************************************************************************/
 527
 528
 529
 530 static unsigned IsDecSP (const CodeEntry* E)
 531 /* Check if this is an insn that decrements the stack pointer. If so, return
 532  * the decrement. If not, return zero.
 533  * The function expects E to be a subroutine call.
 534  */
 535 {
 536     if (strncmp (E->Arg, "decsp", 5) == 0) {
 537         if (E->Arg[5] >= '1' && E->Arg[5] <= '8') {
 538             return (E->Arg[5] - '0');
 539         }
 540     } else if (strcmp (E->Arg, "subysp") == 0 && RegValIsKnown (E->RI->In.RegY)) {
 541         return E->RI->In.RegY;
 542     }
 543
 544     /* If we come here, it's not a decsp op */
 545     return 0;
 546 }
 547
 548
 549
 550 static unsigned OptStackPtrOps (CodeSeg* S)
 551 /* Merge adjacent calls to decsp into one. NOTE: This function won't merge all
 552  * known cases!
 553  */
 554 {
 555     unsigned Changes = 0;
 556     unsigned I;
 557
 558     /* Walk over the entries */
 559     I = 0;
 560     while (I < CS_GetEntryCount (S)) {
 561
 562         unsigned Dec1;
 563         unsigned Dec2;
 564         const CodeEntry* N;
 565
 566         /* Get the next entry */
 567         const CodeEntry* E = CS_GetEntry (S, I);
 568
 569         /* Check for decspn or subysp */
 570         if (E->OPC == OP65_JSR                          &&
 571             (Dec1 = IsDecSP (E)) > 0                    &&
 572             (N = CS_GetNextEntry (S, I)) != 0           &&
 573             (Dec2 = IsDecSP (N)) > 0                    &&
 574             (Dec1 += Dec2) <= 255                       &&
 575             !CE_HasLabel (N)) {
 576
 577             CodeEntry* X;
 578             char Buf[20];
 579
 580             /* We can combine the two */
 581             if (Dec1 <= 8) {
 582                 /* Insert a call to decsp */
 583                 xsprintf (Buf, sizeof (Buf), "decsp%u", Dec1);
 584                 X = NewCodeEntry (OP65_JSR, AM65_ABS, Buf, 0, N->LI);
 585                 CS_InsertEntry (S, X, I+2);
 586             } else {
 587                 /* Insert a call to subysp */
 588                 const char* Arg = MakeHexArg (Dec1);
 589                 X = NewCodeEntry (OP65_LDY, AM65_IMM, Arg, 0, N->LI);
 590                 CS_InsertEntry (S, X, I+2);
 591                 X = NewCodeEntry (OP65_JSR, AM65_ABS, "subysp", 0, N->LI);
 592                 CS_InsertEntry (S, X, I+3);
 593             }
 594
 595             /* Delete the old code */
 596             CS_DelEntries (S, I, 2);
 597
 598             /* Regenerate register info */
 599             CS_GenRegInfo (S);
 600
 601             /* Remember we had changes */
 602             ++Changes;
 603
 604         } else {
 605
 606             /* Next entry */
 607             ++I;
 608         }
 609
 610     }
 611
 612     /* Return the number of changes made */
 613     return Changes;
 614 }
 615
 616
 617
 618 /*****************************************************************************/
 619 /*                              struct OptFunc                               */
 620 /*****************************************************************************/
 621
 622
 623
 624 typedef struct OptFunc OptFunc;
 625 struct OptFunc {
 626     unsigned       (*Func) (CodeSeg*);  /* Optimizer function */
 627     const char*    Name;                /* Name of the function/group */
 628     unsigned       CodeSizeFactor;      /* Code size factor for this opt func */
 629     unsigned long  TotalRuns;           /* Total number of runs */
 630     unsigned long  LastRuns;            /* Last number of runs */
 631     unsigned long  TotalChanges;        /* Total number of changes */
 632     unsigned long  LastChanges;         /* Last number of changes */
 633     char           Disabled;            /* True if function disabled */
 634 };
 635
 636
 637
 638 /*****************************************************************************/
 639 /*                                   Code                                    */
 640 /*****************************************************************************/
 641
 642
 643
 644 /* A list of all the function descriptions */
 645 static OptFunc DOpt65C02BitOps  = { Opt65C02BitOps,  "Opt65C02BitOps",   66, 0, 0, 0, 0, 0 };
 646 static OptFunc DOpt65C02Ind     = { Opt65C02Ind,     "Opt65C02Ind",     100, 0, 0, 0, 0, 0 };
 647 static OptFunc DOpt65C02Stores  = { Opt65C02Stores,  "Opt65C02Stores",  100, 0, 0, 0, 0, 0 };
 648 static OptFunc DOptAdd1         = { OptAdd1,         "OptAdd1",         125, 0, 0, 0, 0, 0 };
 649 static OptFunc DOptAdd2         = { OptAdd2,         "OptAdd2",         200, 0, 0, 0, 0, 0 };
 650 static OptFunc DOptAdd3         = { OptAdd3,         "OptAdd3",          65, 0, 0, 0, 0, 0 };
 651 static OptFunc DOptAdd4         = { OptAdd4,         "OptAdd4",          90, 0, 0, 0, 0, 0 };
 652 static OptFunc DOptAdd5         = { OptAdd5,         "OptAdd5",         100, 0, 0, 0, 0, 0 };
 653 static OptFunc DOptAdd6         = { OptAdd6,         "OptAdd6",          40, 0, 0, 0, 0, 0 };
 654 static OptFunc DOptBNegA1       = { OptBNegA1,       "OptBNegA1",       100, 0, 0, 0, 0, 0 };
 655 static OptFunc DOptBNegA2       = { OptBNegA2,       "OptBNegA2",       100, 0, 0, 0, 0, 0 };
 656 static OptFunc DOptBNegAX1      = { OptBNegAX1,      "OptBNegAX1",      100, 0, 0, 0, 0, 0 };
 657 static OptFunc DOptBNegAX2      = { OptBNegAX2,      "OptBNegAX2",      100, 0, 0, 0, 0, 0 };
 658 static OptFunc DOptBNegAX3      = { OptBNegAX3,      "OptBNegAX3",      100, 0, 0, 0, 0, 0 };
 659 static OptFunc DOptBNegAX4      = { OptBNegAX4,      "OptBNegAX4",      100, 0, 0, 0, 0, 0 };
 660 static OptFunc DOptBoolTrans    = { OptBoolTrans,    "OptBoolTrans",    100, 0, 0, 0, 0, 0 };
 661 static OptFunc DOptBranchDist   = { OptBranchDist,   "OptBranchDist",     0, 0, 0, 0, 0, 0 };
 662 static OptFunc DOptCmp1         = { OptCmp1,         "OptCmp1",          42, 0, 0, 0, 0, 0 };
 663 static OptFunc DOptCmp2         = { OptCmp2,         "OptCmp2",          85, 0, 0, 0, 0, 0 };
 664 static OptFunc DOptCmp3         = { OptCmp3,         "OptCmp3",          75, 0, 0, 0, 0, 0 };
 665 static OptFunc DOptCmp4         = { OptCmp4,         "OptCmp4",          75, 0, 0, 0, 0, 0 };
 666 static OptFunc DOptCmp5         = { OptCmp5,         "OptCmp5",         100, 0, 0, 0, 0, 0 };
 667 static OptFunc DOptCmp6         = { OptCmp6,         "OptCmp6",         100, 0, 0, 0, 0, 0 };
 668 static OptFunc DOptCmp7         = { OptCmp7,         "OptCmp7",          85, 0, 0, 0, 0, 0 };
 669 static OptFunc DOptCmp8         = { OptCmp8,         "OptCmp8",          50, 0, 0, 0, 0, 0 };
 670 static OptFunc DOptCmp9         = { OptCmp9,         "OptCmp9",          85, 0, 0, 0, 0, 0 };
 671 static OptFunc DOptComplAX1     = { OptComplAX1,     "OptComplAX1",      65, 0, 0, 0, 0, 0 };
 672 static OptFunc DOptCondBranches1= { OptCondBranches1,"OptCondBranches1", 80, 0, 0, 0, 0, 0 };
 673 static OptFunc DOptCondBranches2= { OptCondBranches2,"OptCondBranches2",  0, 0, 0, 0, 0, 0 };
 674 static OptFunc DOptDeadCode     = { OptDeadCode,     "OptDeadCode",     100, 0, 0, 0, 0, 0 };
 675 static OptFunc DOptDeadJumps    = { OptDeadJumps,    "OptDeadJumps",    100, 0, 0, 0, 0, 0 };
 676 static OptFunc DOptDecouple     = { OptDecouple,     "OptDecouple",     100, 0, 0, 0, 0, 0 };
 677 static OptFunc DOptDupLoads     = { OptDupLoads,     "OptDupLoads",       0, 0, 0, 0, 0, 0 };
 678 static OptFunc DOptIndLoads1    = { OptIndLoads1,    "OptIndLoads1",      0, 0, 0, 0, 0, 0 };
 679 static OptFunc DOptIndLoads2    = { OptIndLoads2,    "OptIndLoads2",      0, 0, 0, 0, 0, 0 };
 680 static OptFunc DOptJumpCascades = { OptJumpCascades, "OptJumpCascades", 100, 0, 0, 0, 0, 0 };
 681 static OptFunc DOptJumpTarget1  = { OptJumpTarget1,  "OptJumpTarget1",  100, 0, 0, 0, 0, 0 };
 682 static OptFunc DOptJumpTarget2  = { OptJumpTarget2,  "OptJumpTarget2",  100, 0, 0, 0, 0, 0 };
 683 static OptFunc DOptJumpTarget3  = { OptJumpTarget3,  "OptJumpTarget3",  100, 0, 0, 0, 0, 0 };
 684 static OptFunc DOptLoad1        = { OptLoad1,        "OptLoad1",        100, 0, 0, 0, 0, 0 };
 685 static OptFunc DOptLoad2        = { OptLoad2,        "OptLoad2",        200, 0, 0, 0, 0, 0 };
 686 static OptFunc DOptLoad3        = { OptLoad3,        "OptLoad3",          0, 0, 0, 0, 0, 0 };
 687 static OptFunc DOptNegAX1       = { OptNegAX1,       "OptNegAX1",       165, 0, 0, 0, 0, 0 };
 688 static OptFunc DOptNegAX2       = { OptNegAX2,       "OptNegAX2",       200, 0, 0, 0, 0, 0 };
 689 static OptFunc DOptRTS          = { OptRTS,          "OptRTS",          100, 0, 0, 0, 0, 0 };
 690 static OptFunc DOptRTSJumps1    = { OptRTSJumps1,    "OptRTSJumps1",    100, 0, 0, 0, 0, 0 };
 691 static OptFunc DOptRTSJumps2    = { OptRTSJumps2,    "OptRTSJumps2",    100, 0, 0, 0, 0, 0 };
 692 static OptFunc DOptPrecalc      = { OptPrecalc,      "OptPrecalc",      100, 0, 0, 0, 0, 0 };
 693 static OptFunc DOptPtrLoad1     = { OptPtrLoad1,     "OptPtrLoad1",     100, 0, 0, 0, 0, 0 };
 694 static OptFunc DOptPtrLoad2     = { OptPtrLoad2,     "OptPtrLoad2",     100, 0, 0, 0, 0, 0 };
 695 static OptFunc DOptPtrLoad3     = { OptPtrLoad3,     "OptPtrLoad3",     100, 0, 0, 0, 0, 0 };
 696 static OptFunc DOptPtrLoad4     = { OptPtrLoad4,     "OptPtrLoad4",     100, 0, 0, 0, 0, 0 };
 697 static OptFunc DOptPtrLoad5     = { OptPtrLoad5,     "OptPtrLoad5",      50, 0, 0, 0, 0, 0 };
 698 static OptFunc DOptPtrLoad6     = { OptPtrLoad6,     "OptPtrLoad6",      60, 0, 0, 0, 0, 0 };
 699 static OptFunc DOptPtrLoad7     = { OptPtrLoad7,     "OptPtrLoad7",     140, 0, 0, 0, 0, 0 };
 700 static OptFunc DOptPtrLoad11    = { OptPtrLoad11,    "OptPtrLoad11",     92, 0, 0, 0, 0, 0 };
 701 static OptFunc DOptPtrLoad12    = { OptPtrLoad12,    "OptPtrLoad12",     50, 0, 0, 0, 0, 0 };
 702 static OptFunc DOptPtrLoad13    = { OptPtrLoad13,    "OptPtrLoad13",     65, 0, 0, 0, 0, 0 };
 703 static OptFunc DOptPtrLoad14    = { OptPtrLoad14,    "OptPtrLoad14",    108, 0, 0, 0, 0, 0 };
 704 static OptFunc DOptPtrLoad15    = { OptPtrLoad15,    "OptPtrLoad15",     86, 0, 0, 0, 0, 0 };
 705 static OptFunc DOptPtrLoad16    = { OptPtrLoad16,    "OptPtrLoad16",    100, 0, 0, 0, 0, 0 };
 706 static OptFunc DOptPtrLoad17    = { OptPtrLoad17,    "OptPtrLoad17",    190, 0, 0, 0, 0, 0 };
 707 static OptFunc DOptPtrStore1    = { OptPtrStore1,    "OptPtrStore1",     65, 0, 0, 0, 0, 0 };
 708 static OptFunc DOptPtrStore2    = { OptPtrStore2,    "OptPtrStore2",     65, 0, 0, 0, 0, 0 };
 709 static OptFunc DOptPtrStore3    = { OptPtrStore3,    "OptPtrStore3",    100, 0, 0, 0, 0, 0 };
 710 static OptFunc DOptPush1        = { OptPush1,        "OptPush1",         65, 0, 0, 0, 0, 0 };
 711 static OptFunc DOptPush2        = { OptPush2,        "OptPush2",         50, 0, 0, 0, 0, 0 };
 712 static OptFunc DOptPushPop      = { OptPushPop,      "OptPushPop",        0, 0, 0, 0, 0, 0 };
 713 static OptFunc DOptShift1       = { OptShift1,       "OptShift1",       100, 0, 0, 0, 0, 0 };
 714 static OptFunc DOptShift2       = { OptShift2,       "OptShift2",       100, 0, 0, 0, 0, 0 };
 715 static OptFunc DOptShift3       = { OptShift3,       "OptShift3",        17, 0, 0, 0, 0, 0 };
 716 static OptFunc DOptShift4       = { OptShift4,       "OptShift4",       100, 0, 0, 0, 0, 0 };
 717 static OptFunc DOptShift5       = { OptShift5,       "OptShift5",       110, 0, 0, 0, 0, 0 };
 718 static OptFunc DOptShift6       = { OptShift6,       "OptShift6",       200, 0, 0, 0, 0, 0 };
 719 static OptFunc DOptSize1        = { OptSize1,        "OptSize1",        100, 0, 0, 0, 0, 0 };
 720 static OptFunc DOptSize2        = { OptSize2,        "OptSize2",        100, 0, 0, 0, 0, 0 };
 721 static OptFunc DOptStackOps     = { OptStackOps,     "OptStackOps",     100, 0, 0, 0, 0, 0 };
 722 static OptFunc DOptStackPtrOps  = { OptStackPtrOps,  "OptStackPtrOps",   50, 0, 0, 0, 0, 0 };
 723 static OptFunc DOptStore1       = { OptStore1,       "OptStore1",        70, 0, 0, 0, 0, 0 };
 724 static OptFunc DOptStore2       = { OptStore2,       "OptStore2",       115, 0, 0, 0, 0, 0 };
 725 static OptFunc DOptStore3       = { OptStore3,       "OptStore3",       120, 0, 0, 0, 0, 0 };
 726 static OptFunc DOptStore4       = { OptStore4,       "OptStore4",        50, 0, 0, 0, 0, 0 };
 727 static OptFunc DOptStore5       = { OptStore5,       "OptStore5",       100, 0, 0, 0, 0, 0 };
 728 static OptFunc DOptStoreLoad    = { OptStoreLoad,    "OptStoreLoad",      0, 0, 0, 0, 0, 0 };
 729 static OptFunc DOptSub1         = { OptSub1,         "OptSub1",         100, 0, 0, 0, 0, 0 };
 730 static OptFunc DOptSub2         = { OptSub2,         "OptSub2",         100, 0, 0, 0, 0, 0 };
 731 static OptFunc DOptSub3         = { OptSub3,         "OptSub3",         100, 0, 0, 0, 0, 0 };
 732 static OptFunc DOptTest1        = { OptTest1,        "OptTest1",         65, 0, 0, 0, 0, 0 };
 733 static OptFunc DOptTest2        = { OptTest2,        "OptTest2",         50, 0, 0, 0, 0, 0 };
 734 static OptFunc DOptTransfers1   = { OptTransfers1,   "OptTransfers1",     0, 0, 0, 0, 0, 0 };
 735 static OptFunc DOptTransfers2   = { OptTransfers2,   "OptTransfers2",    60, 0, 0, 0, 0, 0 };
 736 static OptFunc DOptTransfers3   = { OptTransfers3,   "OptTransfers3",    65, 0, 0, 0, 0, 0 };
 737 static OptFunc DOptTransfers4   = { OptTransfers4,   "OptTransfers4",    65, 0, 0, 0, 0, 0 };
 738 static OptFunc DOptUnusedLoads  = { OptUnusedLoads,  "OptUnusedLoads",    0, 0, 0, 0, 0, 0 };
 739 static OptFunc DOptUnusedStores = { OptUnusedStores, "OptUnusedStores",   0, 0, 0, 0, 0, 0 };
 740
 741
 742 /* Table containing all the steps in alphabetical order */
 743 static OptFunc* OptFuncs[] = {
 744     &DOpt65C02BitOps,
 745     &DOpt65C02Ind,
 746     &DOpt65C02Stores,
 747     &DOptAdd1,
 748     &DOptAdd2,
 749     &DOptAdd3,
 750     &DOptAdd4,
 751     &DOptAdd5,
 752     &DOptAdd6,
 753     &DOptBNegA1,
 754     &DOptBNegA2,
 755     &DOptBNegAX1,
 756     &DOptBNegAX2,
 757     &DOptBNegAX3,
 758     &DOptBNegAX4,
 759     &DOptBoolTrans,
 760     &DOptBranchDist,
 761     &DOptCmp1,
 762     &DOptCmp2,
 763     &DOptCmp3,
 764     &DOptCmp4,
 765     &DOptCmp5,
 766     &DOptCmp6,
 767     &DOptCmp7,
 768     &DOptCmp8,
 769     &DOptCmp9,
 770     &DOptComplAX1,
 771     &DOptCondBranches1,
 772     &DOptCondBranches2,
 773     &DOptDeadCode,
 774     &DOptDeadJumps,
 775     &DOptDecouple,
 776     &DOptDupLoads,
 777     &DOptIndLoads1,
 778     &DOptIndLoads2,
 779     &DOptJumpCascades,
 780     &DOptJumpTarget1,
 781     &DOptJumpTarget2,
 782     &DOptJumpTarget3,
 783     &DOptLoad1,
 784     &DOptLoad2,
 785     &DOptLoad3,
 786     &DOptNegAX1,
 787     &DOptNegAX2,
 788     &DOptPrecalc,
 789     &DOptPtrLoad1,
 790     &DOptPtrLoad11,
 791     &DOptPtrLoad12,
 792     &DOptPtrLoad13,
 793     &DOptPtrLoad14,
 794     &DOptPtrLoad15,
 795     &DOptPtrLoad16,
 796     &DOptPtrLoad17,
 797     &DOptPtrLoad2,
 798     &DOptPtrLoad3,
 799     &DOptPtrLoad4,
 800     &DOptPtrLoad5,
 801     &DOptPtrLoad6,
 802     &DOptPtrLoad7,
 803     &DOptPtrStore1,
 804     &DOptPtrStore2,
 805     &DOptPtrStore3,
 806     &DOptPush1,
 807     &DOptPush2,
 808     &DOptPushPop,
 809     &DOptRTS,
 810     &DOptRTSJumps1,
 811     &DOptRTSJumps2,
 812     &DOptShift1,
 813     &DOptShift2,
 814     &DOptShift3,
 815     &DOptShift4,
 816     &DOptShift5,
 817     &DOptShift6,
 818     &DOptSize1,
 819     &DOptSize2,
 820     &DOptStackOps,
 821     &DOptStackPtrOps,
 822     &DOptStore1,
 823     &DOptStore2,
 824     &DOptStore3,
 825     &DOptStore4,
 826     &DOptStore5,
 827     &DOptStoreLoad,
 828     &DOptSub1,
 829     &DOptSub2,
 830     &DOptSub3,
 831     &DOptTest1,
 832     &DOptTest2,
 833     &DOptTransfers1,
 834     &DOptTransfers2,
 835     &DOptTransfers3,
 836     &DOptTransfers4,
 837     &DOptUnusedLoads,
 838     &DOptUnusedStores,
 839 };
 840 #define OPTFUNC_COUNT  (sizeof(OptFuncs) / sizeof(OptFuncs[0]))
 841
 842
 843
 844 static int CmpOptStep (const void* Key, const void* Func)
 845 /* Compare function for bsearch */
 846 {
 847     return strcmp (Key, (*(const OptFunc**)Func)->Name);
 848 }
 849
 850
 851
 852 static OptFunc* FindOptFunc (const char* Name)
 853 /* Find an optimizer step by name in the table and return a pointer. Return
 854  * NULL if no such step is found.
 855  */
 856 {
 857     /* Search for the function in the list */
 858     OptFunc** O = bsearch (Name, OptFuncs, OPTFUNC_COUNT, sizeof (OptFuncs[0]), CmpOptStep);
 859     return O? *O : 0;
 860 }
 861
 862
 863
 864 static OptFunc* GetOptFunc (const char* Name)
 865 /* Find an optimizer step by name in the table and return a pointer. Print an
 866  * error and call AbEnd if not found.
 867  */
 868 {
 869     /* Search for the function in the list */
 870     OptFunc* F = FindOptFunc (Name);
 871     if (F == 0) {
 872         /* Not found */
 873         AbEnd ("Optimization step `%s' not found", Name);
 874     }
 875     return F;
 876 }
 877
 878
 879
 880 void DisableOpt (const char* Name)
 881 /* Disable the optimization with the given name */
 882 {
 883     if (strcmp (Name, "any") == 0) {
 884         unsigned I;
 885         for (I = 0; I < OPTFUNC_COUNT; ++I) {
 886             OptFuncs[I]->Disabled = 1;
 887         }
 888     } else {
 889         GetOptFunc(Name)->Disabled = 1;
 890     }
 891 }
 892
 893
 894
 895 void EnableOpt (const char* Name)
 896 /* Enable the optimization with the given name */
 897 {
 898     if (strcmp (Name, "any") == 0) {
 899         unsigned I;
 900         for (I = 0; I < OPTFUNC_COUNT; ++I) {
 901             OptFuncs[I]->Disabled = 0;
 902         }
 903     } else {
 904         GetOptFunc(Name)->Disabled = 0;
 905     }
 906 }
 907
 908
 909
 910 void ListOptSteps (FILE* F)
 911 /* List all optimization steps */
 912 {
 913     unsigned I;
 914     for (I = 0; I < OPTFUNC_COUNT; ++I) {
 915         fprintf (F, "%s\n", OptFuncs[I]->Name);
 916     }
 917 }
 918
 919
 920
 921 static void ReadOptStats (const char* Name)
 922 /* Read the optimizer statistics file */
 923 {
 924     char Buf [256];
 925     unsigned Lines;
 926
 927     /* Try to open the file */
 928     FILE* F = fopen (Name, "r");
 929     if (F == 0) {
 930         /* Ignore the error */
 931         return;
 932     }
 933
 934     /* Read and parse the lines */
 935     Lines = 0;
 936     while (fgets (Buf, sizeof (Buf), F) != 0) {
 937
 938         char* B;
 939         unsigned Len;
 940         OptFunc* Func;
 941
 942         /* Fields */
 943         char Name[32];
 944         unsigned long  TotalRuns;
 945         unsigned long  TotalChanges;
 946
 947         /* Count lines */
 948         ++Lines;
 949
 950         /* Remove trailing white space including the line terminator */
 951         B = Buf;
 952         Len = strlen (B);
 953         while (Len > 0 && IsSpace (B[Len-1])) {
 954             --Len;
 955         }
 956         B[Len] = '\0';
 957
 958         /* Remove leading whitespace */
 959         while (IsSpace (*B)) {
 960             ++B;
 961         }
 962
 963         /* Check for empty and comment lines */
 964         if (*B == '\0' || *B == ';' || *B == '#') {
 965             continue;
 966         }
 967
 968         /* Parse the line */
 969         if (sscanf (B, "%31s %lu %*u %lu %*u", Name, &TotalRuns, &TotalChanges) != 3) {
 970             /* Syntax error */
 971             continue;
 972         }
 973
 974         /* Search for the optimizer step. */
 975         Func = FindOptFunc (Name);
 976         if (Func == 0) {
 977             /* Not found */
 978             continue;
 979         }
 980
 981         /* Found the step, set the fields */
 982         Func->TotalRuns    = TotalRuns;
 983         Func->TotalChanges = TotalChanges;
 984
 985     }
 986
 987     /* Close the file, ignore errors here. */
 988     fclose (F);
 989 }
 990
 991
 992
 993 static void WriteOptStats (const char* Name)
 994 /* Write the optimizer statistics file */
 995 {
 996     unsigned I;
 997
 998     /* Try to open the file */
 999     FILE* F = fopen (Name, "w");
1000     if (F == 0) {
1001         /* Ignore the error */
1002         return;
1003     }
1004
1005     /* Write a header */
1006     fprintf (F,
1007              "; Optimizer               Total      Last       Total      Last\n"
1008              ";   Step                  Runs       Runs        Chg       Chg\n");
1009
1010
1011     /* Write the data */
1012     for (I = 0; I < OPTFUNC_COUNT; ++I) {
1013         const OptFunc* O = OptFuncs[I];
1014         fprintf (F,
1015                  "%-20s %10lu %10lu %10lu %10lu\n",
1016                  O->Name,
1017                  O->TotalRuns,
1018                  O->LastRuns,
1019                  O->TotalChanges,
1020                  O->LastChanges);
1021     }
1022
1023     /* Close the file, ignore errors here. */
1024     fclose (F);
1025 }
1026
1027
1028
1029 static void OpenDebugFile (const CodeSeg* S)
1030 /* Open the debug file for the given segment if the flag is on */
1031 {
1032     if (DebugOptOutput) {
1033         StrBuf Name = AUTO_STRBUF_INITIALIZER;
1034         if (S->Func) {
1035             SB_CopyStr (&Name, S->Func->Name);
1036         } else {
1037             SB_CopyStr (&Name, "global");
1038         }
1039         SB_AppendStr (&Name, ".opt");
1040         SB_Terminate (&Name);
1041         OpenDebugOutputFile (SB_GetConstBuf (&Name));
1042         SB_Done (&Name);
1043     }
1044 }
1045
1046
1047
1048 static void WriteDebugOutput (CodeSeg* S, const char* Step)
1049 /* Write a separator line into the debug file if the flag is on */
1050 {
1051     if (DebugOptOutput) {
1052         /* Output a separator */
1053         WriteOutput ("=========================================================================\n");
1054
1055         /* Output a header line */
1056         if (Step == 0) {
1057             /* Initial output */
1058             WriteOutput ("Initial code for function `%s':\n",
1059                          S->Func? S->Func->Name : "<global>");
1060         } else {
1061             WriteOutput ("Code after applying `%s':\n", Step);
1062         }
1063
1064         /* Output the code segment */
1065         CS_Output (S);
1066     }
1067 }
1068
1069
1070
1071 static unsigned RunOptFunc (CodeSeg* S, OptFunc* F, unsigned Max)
1072 /* Run one optimizer function Max times or until there are no more changes */
1073 {
1074     unsigned Changes, C;
1075
1076     /* Don't run the function if it is disabled or if it is prohibited by the
1077      * code size factor
1078      */
1079     if (F->Disabled || F->CodeSizeFactor > S->CodeSizeFactor) {
1080         return 0;
1081     }
1082
1083     /* Run this until there are no more changes */
1084     Changes = 0;
1085     do {
1086
1087         /* Run the function */
1088         C = F->Func (S);
1089         Changes += C;
1090
1091         /* Do statistics */
1092         ++F->TotalRuns;
1093         ++F->LastRuns;
1094         F->TotalChanges += C;
1095         F->LastChanges  += C;
1096
1097         /* If we had changes, output stuff and regenerate register info */
1098         if (C) {
1099             if (Debug) {
1100                 printf ("Applied %s: %u changes\n", F->Name, C);
1101             }
1102             WriteDebugOutput (S, F->Name);
1103             CS_GenRegInfo (S);
1104         }
1105
1106     } while (--Max && C > 0);
1107
1108     /* Return the number of changes */
1109     return Changes;
1110 }
1111
1112
1113
1114 static unsigned RunOptGroup1 (CodeSeg* S)
1115 /* Run the first group of optimization steps. These steps translate known
1116  * patterns emitted by the code generator into more optimal patterns. Order
1117  * of the steps is important, because some of the steps done earlier cover
1118  * the same patterns as later steps as subpatterns.
1119  */
1120 {
1121     unsigned Changes = 0;
1122
1123     Changes += RunOptFunc (S, &DOptStackPtrOps, 5);
1124     Changes += RunOptFunc (S, &DOptPtrStore1, 1);
1125     Changes += RunOptFunc (S, &DOptPtrStore2, 1);
1126     Changes += RunOptFunc (S, &DOptPtrStore3, 1);
1127     Changes += RunOptFunc (S, &DOptAdd3, 1);    /* Before OptPtrLoad5! */
1128     Changes += RunOptFunc (S, &DOptPtrLoad1, 1);
1129     Changes += RunOptFunc (S, &DOptPtrLoad2, 1);
1130     Changes += RunOptFunc (S, &DOptPtrLoad3, 1);
1131     Changes += RunOptFunc (S, &DOptPtrLoad4, 1);
1132     Changes += RunOptFunc (S, &DOptPtrLoad5, 1);
1133     Changes += RunOptFunc (S, &DOptPtrLoad6, 1);
1134     Changes += RunOptFunc (S, &DOptPtrLoad7, 1);
1135     Changes += RunOptFunc (S, &DOptPtrLoad11, 1);
1136     Changes += RunOptFunc (S, &DOptPtrLoad12, 1);
1137     Changes += RunOptFunc (S, &DOptPtrLoad13, 1);
1138     Changes += RunOptFunc (S, &DOptPtrLoad14, 1);
1139     Changes += RunOptFunc (S, &DOptPtrLoad15, 1);
1140     Changes += RunOptFunc (S, &DOptPtrLoad16, 1);
1141     Changes += RunOptFunc (S, &DOptPtrLoad17, 1);
1142     Changes += RunOptFunc (S, &DOptBNegAX1, 1);
1143     Changes += RunOptFunc (S, &DOptBNegAX2, 1);
1144     Changes += RunOptFunc (S, &DOptBNegAX3, 1);
1145     Changes += RunOptFunc (S, &DOptBNegAX4, 1);
1146     Changes += RunOptFunc (S, &DOptAdd1, 1);
1147     Changes += RunOptFunc (S, &DOptAdd2, 1);
1148     Changes += RunOptFunc (S, &DOptAdd4, 1);
1149     Changes += RunOptFunc (S, &DOptAdd5, 1);
1150     Changes += RunOptFunc (S, &DOptAdd6, 1);
1151     Changes += RunOptFunc (S, &DOptSub1, 1);
1152     Changes += RunOptFunc (S, &DOptSub3, 1);
1153     Changes += RunOptFunc (S, &DOptStore4, 1);
1154     Changes += RunOptFunc (S, &DOptStore5, 1);
1155     Changes += RunOptFunc (S, &DOptShift1, 1);
1156     Changes += RunOptFunc (S, &DOptShift2, 1);
1157     Changes += RunOptFunc (S, &DOptShift5, 1);
1158     Changes += RunOptFunc (S, &DOptShift6, 1);
1159     Changes += RunOptFunc (S, &DOptStore1, 1);
1160     Changes += RunOptFunc (S, &DOptStore2, 5);
1161     Changes += RunOptFunc (S, &DOptStore3, 5);
1162
1163     /* Return the number of changes */
1164     return Changes;
1165 }
1166
1167
1168
1169 static unsigned RunOptGroup2 (CodeSeg* S)
1170 /* Run one group of optimization steps. This step involves just decoupling
1171  * instructions by replacing them by instructions that do not depend on
1172  * previous instructions. This makes it easier to find instructions that
1173  * aren't used.
1174  */
1175 {
1176     unsigned Changes = 0;
1177
1178     Changes += RunOptFunc (S, &DOptDecouple, 1);
1179
1180     /* Return the number of changes */
1181     return Changes;
1182 }
1183
1184
1185
1186 static unsigned RunOptGroup3 (CodeSeg* S)
1187 /* Run one group of optimization steps. These steps depend on each other,
1188  * that means that one step may allow another step to do additional work,
1189  * so we will repeat the steps as long as we see any changes.
1190  */
1191 {
1192     unsigned Changes, C;
1193
1194     Changes = 0;
1195     do {
1196         C = 0;
1197
1198         C += RunOptFunc (S, &DOptBNegA1, 1);
1199         C += RunOptFunc (S, &DOptBNegA2, 1);
1200         C += RunOptFunc (S, &DOptNegAX1, 1);
1201         C += RunOptFunc (S, &DOptNegAX2, 1);
1202         C += RunOptFunc (S, &DOptStackOps, 3);
1203         C += RunOptFunc (S, &DOptShift1, 1);
1204         C += RunOptFunc (S, &DOptShift4, 1);
1205         C += RunOptFunc (S, &DOptComplAX1, 1);
1206         C += RunOptFunc (S, &DOptSub1, 1);
1207         C += RunOptFunc (S, &DOptSub2, 1);
1208         C += RunOptFunc (S, &DOptSub3, 1);
1209         C += RunOptFunc (S, &DOptAdd5, 1);
1210         C += RunOptFunc (S, &DOptAdd6, 1);
1211         C += RunOptFunc (S, &DOptJumpCascades, 1);
1212         C += RunOptFunc (S, &DOptDeadJumps, 1);
1213         C += RunOptFunc (S, &DOptRTS, 1);
1214         C += RunOptFunc (S, &DOptDeadCode, 1);
1215         C += RunOptFunc (S, &DOptBoolTrans, 1);
1216         C += RunOptFunc (S, &DOptJumpTarget1, 1);
1217         C += RunOptFunc (S, &DOptJumpTarget2, 1);
1218         C += RunOptFunc (S, &DOptCondBranches1, 1);
1219         C += RunOptFunc (S, &DOptCondBranches2, 1);
1220         C += RunOptFunc (S, &DOptRTSJumps1, 1);
1221         C += RunOptFunc (S, &DOptCmp1, 1);
1222         C += RunOptFunc (S, &DOptCmp2, 1);
1223         C += RunOptFunc (S, &DOptCmp8, 1);      /* Must run before OptCmp3 */
1224         C += RunOptFunc (S, &DOptCmp3, 1);
1225         C += RunOptFunc (S, &DOptCmp4, 1);
1226         C += RunOptFunc (S, &DOptCmp5, 1);
1227         C += RunOptFunc (S, &DOptCmp6, 1);
1228         C += RunOptFunc (S, &DOptCmp7, 1);
1229         C += RunOptFunc (S, &DOptCmp9, 1);
1230         C += RunOptFunc (S, &DOptTest1, 1);
1231         C += RunOptFunc (S, &DOptLoad1, 1);
1232         C += RunOptFunc (S, &DOptJumpTarget3, 1);       /* After OptCondBranches2 */
1233         C += RunOptFunc (S, &DOptUnusedLoads, 1);
1234         C += RunOptFunc (S, &DOptUnusedStores, 1);
1235         C += RunOptFunc (S, &DOptDupLoads, 1);
1236         C += RunOptFunc (S, &DOptStoreLoad, 1);
1237         C += RunOptFunc (S, &DOptTransfers1, 1);
1238         C += RunOptFunc (S, &DOptTransfers3, 1);
1239         C += RunOptFunc (S, &DOptTransfers4, 1);
1240         C += RunOptFunc (S, &DOptStore1, 1);
1241         C += RunOptFunc (S, &DOptStore5, 1);
1242         C += RunOptFunc (S, &DOptPushPop, 1);
1243         C += RunOptFunc (S, &DOptPrecalc, 1);
1244
1245         Changes += C;
1246
1247     } while (C);
1248
1249     /* Return the number of changes */
1250     return Changes;
1251 }
1252
1253
1254
1255 static unsigned RunOptGroup4 (CodeSeg* S)
1256 /* Run another round of pattern replacements. These are done late, since there
1257  * may be better replacements before.
1258  */
1259 {
1260     unsigned Changes = 0;
1261
1262     /* Repeat some of the steps here */
1263     Changes += RunOptFunc (S, &DOptShift3, 1);
1264     Changes += RunOptFunc (S, &DOptPush1, 1);
1265     Changes += RunOptFunc (S, &DOptPush2, 1);
1266     Changes += RunOptFunc (S, &DOptUnusedLoads, 1);
1267     Changes += RunOptFunc (S, &DOptTest2, 1);
1268     Changes += RunOptFunc (S, &DOptTransfers2, 1);
1269     Changes += RunOptFunc (S, &DOptLoad2, 1);
1270     Changes += RunOptFunc (S, &DOptLoad3, 1);
1271     Changes += RunOptFunc (S, &DOptDupLoads, 1);
1272
1273     /* Return the number of changes */
1274     return Changes;
1275 }
1276
1277
1278
1279 static unsigned RunOptGroup5 (CodeSeg* S)
1280 /* 65C02 specific optimizations. */
1281 {
1282     unsigned Changes = 0;
1283
1284     if (CPUIsets[CPU] & CPU_ISET_65SC02) {
1285         Changes += RunOptFunc (S, &DOpt65C02BitOps, 1);
1286         Changes += RunOptFunc (S, &DOpt65C02Ind, 1);
1287         Changes += RunOptFunc (S, &DOpt65C02Stores, 1);
1288         if (Changes) {
1289             /* The 65C02 replacement codes do often make the use of a register
1290              * value unnecessary, so if we have changes, run another load
1291              * removal pass.
1292              */
1293             Changes += RunOptFunc (S, &DOptUnusedLoads, 1);
1294         }
1295     }
1296
1297     /* Return the number of changes */
1298     return Changes;
1299 }
1300
1301
1302
1303 static unsigned RunOptGroup6 (CodeSeg* S)
1304 /* This one is quite special. It tries to replace "lda (sp),y" by "lda (sp,x)".
1305  * The latter is ony cycle slower, but if we're able to remove the necessary
1306  * load of the Y register, because X is zero anyway, we gain 1 cycle and
1307  * shorten the code by one (transfer) or two bytes (load). So what we do is
1308  * to replace the insns, remove unused loads, and then change back all insns
1309  * where Y is still zero (meaning that the load has not been removed).
1310  */
1311 {
1312     unsigned Changes = 0;
1313
1314     /* This group will only run for a standard 6502, because the 65C02 has a
1315      * better addressing mode that covers this case.
1316      */
1317     if ((CPUIsets[CPU] & CPU_ISET_65SC02) == 0) {
1318         Changes += RunOptFunc (S, &DOptIndLoads1, 1);
1319         Changes += RunOptFunc (S, &DOptUnusedLoads, 1);
1320         Changes += RunOptFunc (S, &DOptIndLoads2, 1);
1321     }
1322
1323     /* Return the number of changes */
1324     return Changes;
1325 }
1326
1327
1328
1329 static unsigned RunOptGroup7 (CodeSeg* S)
1330 /* The last group of optimization steps. Adjust branches, do size optimizations.
1331  */
1332 {
1333     unsigned Changes = 0;
1334     unsigned C;
1335
1336     /* Optimize for size, that is replace operations by shorter ones, even
1337      * if this does hinder further optimizations (no problem since we're
1338      * done soon).
1339      */
1340     C = RunOptFunc (S, &DOptSize1, 1);
1341     if (C) {
1342         Changes += C;
1343         /* Run some optimization passes again, since the size optimizations
1344          * may have opened new oportunities.
1345          */
1346         Changes += RunOptFunc (S, &DOptUnusedLoads, 1);
1347         Changes += RunOptFunc (S, &DOptUnusedStores, 1);
1348         Changes += RunOptFunc (S, &DOptJumpTarget1, 5);
1349         Changes += RunOptFunc (S, &DOptStore5, 1);
1350     }
1351
1352     C = RunOptFunc (S, &DOptSize2, 1);
1353     if (C) {
1354         Changes += C;
1355         /* Run some optimization passes again, since the size optimizations
1356          * may have opened new oportunities.
1357          */
1358         Changes += RunOptFunc (S, &DOptUnusedLoads, 1);
1359         Changes += RunOptFunc (S, &DOptJumpTarget1, 5);
1360         Changes += RunOptFunc (S, &DOptStore5, 1);
1361         Changes += RunOptFunc (S, &DOptTransfers1, 1);
1362         Changes += RunOptFunc (S, &DOptTransfers3, 1);
1363     }
1364
1365     /* Adjust branch distances */
1366     Changes += RunOptFunc (S, &DOptBranchDist, 3);
1367
1368     /* Replace conditional branches to RTS. If we had changes, we must run dead
1369      * code elimination again, since the change may have introduced dead code.
1370      */
1371     C = RunOptFunc (S, &DOptRTSJumps2, 1);
1372     Changes += C;
1373     if (C) {
1374         Changes += RunOptFunc (S, &DOptDeadCode, 1);
1375     }
1376
1377     /* Return the number of changes */
1378     return Changes;
1379 }
1380
1381
1382
1383 void RunOpt (CodeSeg* S)
1384 /* Run the optimizer */
1385 {
1386     const char* StatFileName;
1387
1388     /* If we shouldn't run the optimizer, bail out */
1389     if (!S->Optimize) {
1390         return;
1391     }
1392
1393     /* Check if we are requested to write optimizer statistics */
1394     StatFileName = getenv ("CC65_OPTSTATS");
1395     if (StatFileName) {
1396         ReadOptStats (StatFileName);
1397     }
1398
1399     /* Print the name of the function we are working on */
1400     if (S->Func) {
1401         Print (stdout, 1, "Running optimizer for function `%s'\n", S->Func->Name);
1402     } else {
1403         Print (stdout, 1, "Running optimizer for global code segment\n");
1404     }
1405
1406     /* If requested, open an output file */
1407     OpenDebugFile (S);
1408     WriteDebugOutput (S, 0);
1409
1410     /* Generate register info for all instructions */
1411     CS_GenRegInfo (S);
1412
1413     /* Run groups of optimizations */
1414     RunOptGroup1 (S);
1415     RunOptGroup2 (S);
1416     RunOptGroup3 (S);
1417     RunOptGroup4 (S);
1418     RunOptGroup5 (S);
1419     RunOptGroup6 (S);
1420     RunOptGroup7 (S);
1421
1422     /* Free register info */
1423     CS_FreeRegInfo (S);
1424
1425     /* Close output file if necessary */
1426     if (DebugOptOutput) {
1427         CloseOutputFile ();
1428     }
1429
1430     /* Write statistics */
1431     if (StatFileName) {
1432         WriteOptStats (StatFileName);
1433     }
1434 }