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

   1 /*****************************************************************************/
   2 /*                                                                           */
   3 /*                                 coptstop.c                                */
   4 /*                                                                           */
   5 /*           Optimize operations that take operands via the stack            */
   6 /*                                                                           */
   7 /*                                                                           */
   8 /*                                                                           */
   9 /* (C) 2001-2004 Ullrich von Bassewitz                                       */
  10 /*               Römerstrasse 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
  38 /* common */
  39 #include "chartype.h"
  40
  41 /* cc65 */
  42 #include "codeent.h"
  43 #include "codeinfo.h"
  44 #include "coptstop.h"
  45
  46
  47
  48 /*****************************************************************************/
  49 /*                                   Data                                    */
  50 /*****************************************************************************/
  51
  52
  53
  54 /* Structure that holds the needed data */
  55 typedef struct StackOpData StackOpData;
  56 struct StackOpData {
  57     CodeSeg*    Code;                   /* Pointer to code segment */
  58     unsigned    Flags;                  /* Flags to remember things */
  59     unsigned    PushIndex;              /* Index of call to pushax in codeseg */
  60     unsigned    OpIndex;                /* Index of actual operation */
  61     CodeEntry*  PrevEntry;              /* Entry before the call to pushax */
  62     CodeEntry*  PushEntry;              /* Pointer to entry with call to pushax */
  63     CodeEntry*  OpEntry;                /* Pointer to entry with op */
  64     CodeEntry*  NextEntry;              /* Entry after the op */
  65     const char* ZPLo;                   /* Lo byte of zero page loc to use */
  66     const char* ZPHi;                   /* Hi byte of zero page loc to use */
  67     unsigned    IP;                     /* Insertion point used by some routines */
  68 };
  69
  70 /* Flags returned by DirectOp */
  71 #define OP_DIRECT       0x01            /* Direct op may be used */
  72 #define OP_RELOAD_Y     0x02            /* Must reload index register Y */
  73
  74
  75
  76 /*****************************************************************************/
  77 /*                                  Helpers                                  */
  78 /*****************************************************************************/
  79
  80
  81
  82 static unsigned AdjustStackOffset (CodeSeg* S, unsigned Start, unsigned Stop,
  83                                    unsigned Offs)
  84 /* Adjust the offset for all stack accesses in the range Start to Stop, both
  85  * inclusive. The function returns the number of instructions that have been
  86  * inserted.
  87  */
  88 {
  89     /* Number of inserted instructions */
  90     unsigned Inserted = 0;
  91
  92     /* Walk over all entries */
  93     unsigned I = Start;
  94     while (I <= Stop) {
  95
  96         CodeEntry* E = CS_GetEntry (S, I);
  97
  98         int NeedCorrection = 0;
  99         if ((E->Use & REG_SP) != 0) {
 100
 101             /* Check for some things that should not happen */
 102             CHECK (E->AM == AM65_ZP_INDY || E->RI->In.RegY >= (short) Offs);
 103             CHECK (strcmp (E->Arg, "sp") == 0);
 104
 105             /* We need to correct this one */
 106             NeedCorrection = 1;
 107
 108         } else if (CE_IsCallTo (E, "ldaxysp")) {
 109
 110             /* We need to correct this one */
 111             NeedCorrection = 1;
 112
 113         }
 114
 115         if (NeedCorrection) {
 116
 117             CodeEntry* P;
 118
 119             /* If the Y register value is needed later, we have to reload the
 120              * register after changing it.
 121              */
 122             int NeedY = RegYUsed (S, I+1);
 123             unsigned YVal = E->RI->In.RegY;
 124
 125             /* Get the code entry before this one. If it's a LDY, adjust the
 126              * value.
 127              */
 128             P = CS_GetPrevEntry (S, I);
 129             if (P && P->OPC == OP65_LDY && CE_KnownImm (P)) {
 130
 131                 /* The Y load is just before the stack access, adjust it */
 132                 CE_SetNumArg (P, P->Num - Offs);
 133
 134             } else {
 135
 136                 /* Insert a new load instruction before the stack access */
 137                 const char* Arg = MakeHexArg (YVal - Offs);
 138                 CodeEntry* X = NewCodeEntry (OP65_LDY, AM65_IMM, Arg, 0, E->LI);
 139                 CS_InsertEntry (S, X, I);
 140
 141                 /* One more inserted entries */
 142                 ++Inserted;
 143                 ++Stop;
 144
 145                 /* Be sure to skip the stack access for the next round */
 146                 ++I;
 147
 148             }
 149
 150             /* If we need the value of Y later, be sure to reload it */
 151             if (NeedY) {
 152                 const char* Arg = MakeHexArg (YVal);
 153                 CodeEntry* X = NewCodeEntry (OP65_LDY, AM65_IMM, Arg, 0, E->LI);
 154                 CS_InsertEntry (S, X, I+1);
 155
 156                 /* One more inserted entries */
 157                 ++Inserted;
 158                 ++Stop;
 159
 160                 /* Skip this instruction int the next round */
 161                 ++I;
 162             }
 163         }
 164
 165         /* Next entry */
 166         ++I;
 167     }
 168
 169     /* Return the number of inserted entries */
 170     return Inserted;
 171 }
 172
 173
 174
 175 static void InsertEntry (StackOpData* D, CodeEntry* E, unsigned Index)
 176 /* Insert a new entry. Depending on Index, D->PushIndex and D->OpIndex will
 177  * be adjusted by this function.
 178  */
 179 {
 180     /* Insert the entry into the code segment */
 181     CS_InsertEntry (D->Code, E, Index);
 182
 183     /* Adjust the indices if necessary */
 184     if (D->PushEntry && Index <= D->PushIndex) {
 185         ++D->PushIndex;
 186     }
 187     if (D->OpEntry && Index <= D->OpIndex) {
 188         ++D->OpIndex;
 189     }
 190 }
 191
 192
 193
 194 static void DelEntry (StackOpData* D, unsigned Index)
 195 /* Delete an entry. Depending on Index, D->PushIndex and D->OpIndex will be
 196  * adjusted by this function, and PushEntry/OpEntry may get invalidated.
 197  */
 198 {
 199     /* Delete the entry from the code segment */
 200     CS_DelEntry (D->Code, Index);
 201
 202     /* Adjust the indices if necessary */
 203     if (Index < D->PushIndex) {
 204         --D->PushIndex;
 205     } else if (Index == D->PushIndex) {
 206         D->PushEntry = 0;
 207     }
 208     if (Index < D->OpIndex) {
 209         --D->OpIndex;
 210     } else if (Index == D->OpIndex) {
 211         D->OpEntry = 0;
 212     }
 213 }
 214
 215
 216
 217 static void CheckDirectOp (StackOpData* D)
 218 /* Check if the given entry is a lda instruction with an addressing mode
 219  * that allows us to replace it by another operation (like ora). If so, we may
 220  * use this location for the or and must not save the value in the zero
 221  * page location.
 222  */
 223 {
 224     /* We need the entry before the push */
 225     CodeEntry* E;
 226     CHECK ((E = D->PrevEntry) != 0);
 227
 228     if (E->OPC == OP65_LDA) {
 229         if (E->AM == AM65_IMM || E->AM == AM65_ZP || E->AM == AM65_ABS) {
 230             /* These insns are all ok and replaceable */
 231             D->Flags |= OP_DIRECT;
 232         } else if (E->AM == AM65_ZP_INDY && RegValIsKnown (E->RI->In.RegY) &&
 233                    strcmp (E->Arg, "sp") == 0) {
 234             /* A load from the stack with known offset is also ok, but in this
 235              * case we must reload the index register later. Please note that
 236              * a load indirect via other zero page locations is not ok, since
 237              * these locations may change between the push and the actual
 238              * operation.
 239              */
 240             D->Flags |= (OP_DIRECT | OP_RELOAD_Y);
 241         }
 242     }
 243 }
 244
 245
 246
 247 static void ReplacePushByStore (StackOpData* D)
 248 /* Replace the call to the push subroutine by a store into the zero page
 249  * location (actually, the push is not replaced, because we need it for
 250  * later, but the name is still ok since the push will get removed at the
 251  * end of each routine).
 252  */
 253 {
 254     CodeEntry* X;
 255
 256     /* Store the value into the zeropage instead of pushing it */
 257     X = NewCodeEntry (OP65_STX, AM65_ZP, D->ZPHi, 0, D->PushEntry->LI);
 258     InsertEntry (D, X, D->PushIndex+1);
 259     if ((D->Flags & OP_DIRECT) == 0) {
 260         X = NewCodeEntry (OP65_STA, AM65_ZP, D->ZPLo, 0, D->PushEntry->LI);
 261         InsertEntry (D, X, D->PushIndex+1);
 262     }
 263 }
 264
 265
 266
 267 static void AddOpLow (StackOpData* D, opc_t OPC)
 268 /* Add an op for the low byte of an operator. This function honours the
 269  * OP_DIRECT and OP_RELOAD_Y flags and generates the necessary instructions.
 270  * All code is inserted at the current insertion point.
 271  */
 272 {
 273     CodeEntry* X;
 274
 275     if ((D->Flags & OP_DIRECT) != 0) {
 276         /* Op with a variable location. If the location is on the stack, we
 277          * need to reload the Y register.
 278          */
 279         if ((D->Flags & OP_RELOAD_Y) != 0) {
 280             const char* Arg = MakeHexArg (D->PrevEntry->RI->In.RegY);
 281             X = NewCodeEntry (OP65_LDY, AM65_IMM, Arg, 0, D->OpEntry->LI);
 282             InsertEntry (D, X, D->IP++);
 283         }
 284         X = NewCodeEntry (OPC, D->PrevEntry->AM, D->PrevEntry->Arg, 0, D->OpEntry->LI);
 285     } else {
 286         /* Op with temp storage */
 287         X = NewCodeEntry (OPC, AM65_ZP, D->ZPLo, 0, D->OpEntry->LI);
 288     }
 289     InsertEntry (D, X, D->IP++);
 290 }
 291
 292
 293
 294 static void AddOpHigh (StackOpData* D, opc_t OPC)
 295 /* Add an op for the high byte of an operator. Special cases (constant values
 296  * or similar) have to be checked separately, the function covers only the
 297  * generic case. Code is inserted at the insertion point.
 298  */
 299 {
 300     CodeEntry* X;
 301
 302     /* High byte is unknown */
 303     X = NewCodeEntry (OP65_STA, AM65_ZP, D->ZPLo, 0, D->OpEntry->LI);
 304     InsertEntry (D, X, D->IP++);
 305     X = NewCodeEntry (OP65_TXA, AM65_IMP, 0, 0, D->OpEntry->LI);
 306     InsertEntry (D, X, D->IP++);
 307     X = NewCodeEntry (OPC, AM65_ZP, D->ZPHi, 0, D->OpEntry->LI);
 308     InsertEntry (D, X, D->IP++);
 309     X = NewCodeEntry (OP65_TAX, AM65_IMP, 0, 0, D->OpEntry->LI);
 310     InsertEntry (D, X, D->IP++);
 311     X = NewCodeEntry (OP65_LDA, AM65_ZP, D->ZPLo, 0, D->OpEntry->LI);
 312     InsertEntry (D, X, D->IP++);
 313 }
 314
 315
 316
 317 static void RemovePushAndOp (StackOpData* D)
 318 /* Remove the call to pushax and the call to the operator subroutine */
 319 {
 320     DelEntry (D, D->OpIndex);
 321     DelEntry (D, D->PushIndex);
 322 }
 323
 324
 325
 326 static int IsRegVar (StackOpData* D)
 327 /* If the value pushed is that of a register variable, replace ZPLo and ZPHi
 328  * in the given StackOpData struct by the register variables and return true.
 329  * Otherwise leave D untouched and return false.
 330  */
 331 {
 332     CodeEntry* P;
 333
 334     if (D->PushIndex >= 2                                &&
 335         (P = D->PrevEntry) != 0                          &&
 336         P->OPC == OP65_LDX                               &&
 337         P->AM == AM65_ZP                                 &&
 338         strncmp (P->Arg, "regbank+", 7) == 0             &&
 339         IsDigit (P->Arg[8])                              &&
 340         (P = CS_GetEntry (D->Code, D->PushIndex-2)) != 0 &&
 341         P->OPC == OP65_LDA                               &&
 342         P->AM == AM65_ZP                                 &&
 343         strncmp (P->Arg, "regbank+", 7) == 0             &&
 344         IsDigit (P->Arg[8])) {
 345         /* Ok, it loads the register variable */
 346         D->ZPHi = D->PrevEntry->Arg;
 347         D->ZPLo = P->Arg;
 348         return 1;
 349     } else {
 350         return 0;
 351     }
 352 }
 353
 354
 355
 356 /*****************************************************************************/
 357 /*                       Actual optimization functions                       */
 358 /*****************************************************************************/
 359
 360
 361
 362 static unsigned Opt___bzero (StackOpData* D)
 363 /* Optimize the __bzero sequence if possible */
 364 {
 365     CodeEntry*  X;
 366     const char* Arg;
 367     CodeLabel*  L;
 368
 369     /* Check if we're using a register variable */
 370     if (!IsRegVar (D)) {
 371         /* Store the value into the zeropage instead of pushing it */
 372         ReplacePushByStore (D);
 373     }
 374
 375     /* If the return value of __bzero is used, we have to add code to reload
 376      * a/x from the pointer variable.
 377      */
 378     if (RegAXUsed (D->Code, D->OpIndex+1)) {
 379         X = NewCodeEntry (OP65_LDA, AM65_ZP, D->ZPLo, 0, D->OpEntry->LI);
 380         InsertEntry (D, X, D->OpIndex+1);
 381         X = NewCodeEntry (OP65_LDX, AM65_ZP, D->ZPHi, 0, D->OpEntry->LI);
 382         InsertEntry (D, X, D->OpIndex+2);
 383     }
 384
 385     /* X is always zero, A contains the size of the data area to zero.
 386      * Note: A may be zero, in which case the operation is null op.
 387      */
 388     if (D->OpEntry->RI->In.RegA != 0) {
 389
 390         /* The value of A is known */
 391         if (D->OpEntry->RI->In.RegA <= 0x81) {
 392
 393             /* Loop using the sign bit */
 394             X = NewCodeEntry (OP65_LDA, AM65_IMM, "$00", 0, D->OpEntry->LI);
 395             InsertEntry (D, X, D->OpIndex+1);
 396
 397             Arg = MakeHexArg (D->OpEntry->RI->In.RegA - 1);
 398             X = NewCodeEntry (OP65_LDY, AM65_IMM, Arg, 0, D->OpEntry->LI);
 399             InsertEntry (D, X, D->OpIndex+2);
 400
 401             X = NewCodeEntry (OP65_STA, AM65_ZP_INDY, D->ZPLo, 0, D->OpEntry->LI);
 402             InsertEntry (D, X, D->OpIndex+3);
 403             L = CS_GenLabel (D->Code, X);
 404
 405             X = NewCodeEntry (OP65_DEY, AM65_IMP, 0, 0, D->OpEntry->LI);
 406             InsertEntry (D, X, D->OpIndex+4);
 407
 408             X = NewCodeEntry (OP65_BPL, AM65_BRA, L->Name, L, D->OpEntry->LI);
 409             InsertEntry (D, X, D->OpIndex+5);
 410
 411         } else {
 412
 413             /* Loop using an explicit compare */
 414             X = NewCodeEntry (OP65_LDA, AM65_IMM, "$00", 0, D->OpEntry->LI);
 415             InsertEntry (D, X, D->OpIndex+1);
 416
 417             X = NewCodeEntry (OP65_LDY, AM65_IMM, "$00", 0, D->OpEntry->LI);
 418             InsertEntry (D, X, D->OpIndex+2);
 419
 420             X = NewCodeEntry (OP65_STA, AM65_ZP_INDY, D->ZPLo, 0, D->OpEntry->LI);
 421             InsertEntry (D, X, D->OpIndex+3);
 422             L = CS_GenLabel (D->Code, X);
 423
 424             X = NewCodeEntry (OP65_INY, AM65_IMP, 0, 0, D->OpEntry->LI);
 425             InsertEntry (D, X, D->OpIndex+4);
 426
 427             Arg = MakeHexArg (D->OpEntry->RI->In.RegA);
 428             X = NewCodeEntry (OP65_CPY, AM65_IMM, Arg, 0, D->OpEntry->LI);
 429             InsertEntry (D, X, D->OpIndex+5);
 430
 431             X = NewCodeEntry (OP65_BPL, AM65_BRA, L->Name, L, D->OpEntry->LI);
 432             InsertEntry (D, X, D->OpIndex+6);
 433         }
 434
 435     }
 436
 437     /* Remove the push and the call to the __bzero function */
 438     RemovePushAndOp (D);
 439
 440     /* We changed the sequence */
 441     return 1;
 442 }
 443
 444
 445
 446 static unsigned Opt_staspidx (StackOpData* D)
 447 /* Optimize the staspidx sequence if possible */
 448 {
 449     CodeEntry* X;
 450
 451     /* Check if we're using a register variable */
 452     if (!IsRegVar (D)) {
 453         /* Store the value into the zeropage instead of pushing it */
 454         ReplacePushByStore (D);
 455     }
 456
 457     /* Replace the store subroutine call by a direct op */
 458     X = NewCodeEntry (OP65_STA, AM65_ZP_INDY, D->ZPLo, 0, D->OpEntry->LI);
 459     InsertEntry (D, X, D->OpIndex+1);
 460
 461     /* Remove the push and the call to the staspidx function */
 462     RemovePushAndOp (D);
 463
 464     /* We changed the sequence */
 465     return 1;
 466 }
 467
 468
 469
 470 static unsigned Opt_staxspidx (StackOpData* D)
 471 /* Optimize the staxspidx sequence if possible */
 472 {
 473     CodeEntry* X;
 474
 475     /* Check if we're using a register variable */
 476     if (!IsRegVar (D)) {
 477         /* Store the value into the zeropage instead of pushing it */
 478         ReplacePushByStore (D);
 479     }
 480
 481     /* Inline the store */
 482     X = NewCodeEntry (OP65_STA, AM65_ZP_INDY, D->ZPLo, 0, D->OpEntry->LI);
 483     InsertEntry (D, X, D->OpIndex+1);
 484     X = NewCodeEntry (OP65_INY, AM65_IMP, 0, 0, D->OpEntry->LI);
 485     InsertEntry (D, X, D->OpIndex+2);
 486     if (RegValIsKnown (D->OpEntry->RI->In.RegX)) {
 487         /* Value of X is known */
 488         const char* Arg = MakeHexArg (D->OpEntry->RI->In.RegX);
 489         X = NewCodeEntry (OP65_LDA, AM65_IMM, Arg, 0, D->OpEntry->LI);
 490     } else {
 491         /* Value unknown */
 492         X = NewCodeEntry (OP65_TXA, AM65_IMP, 0, 0, D->OpEntry->LI);
 493     }
 494     InsertEntry (D, X, D->OpIndex+3);
 495     X = NewCodeEntry (OP65_STA, AM65_ZP_INDY, D->ZPLo, 0, D->OpEntry->LI);
 496     InsertEntry (D, X, D->OpIndex+4);
 497
 498     /* Remove the push and the call to the staspidx function */
 499     RemovePushAndOp (D);
 500
 501     /* We changed the sequence */
 502     return 1;
 503 }
 504
 505
 506
 507 static unsigned Opt_tosaddax (StackOpData* D)
 508 /* Optimize the tosaddax sequence if possible */
 509 {
 510     CodeEntry*  X;
 511
 512
 513     /* We need the entry behind the add */
 514     CHECK (D->NextEntry != 0);
 515
 516     /* Check the entry before the push. If it's a lda instruction with an
 517      * addressing mode that allows us to replace it, we may use this
 518      * location for the op and must not save the value in the zero page
 519      * location.
 520      */
 521     CheckDirectOp (D);
 522
 523     /* Store the value into the zeropage instead of pushing it */
 524     ReplacePushByStore (D);
 525
 526     /* Inline the add */
 527     D->IP = D->OpIndex+1;
 528     X = NewCodeEntry (OP65_CLC, AM65_IMP, 0, 0, D->OpEntry->LI);
 529     InsertEntry (D, X, D->IP++);
 530
 531     /* Low byte */
 532     AddOpLow (D, OP65_ADC);
 533
 534     /* High byte */
 535     if (D->PushEntry->RI->In.RegX == 0) {
 536         /* The high byte is the value in X plus the carry */
 537         CodeLabel* L = CS_GenLabel (D->Code, D->NextEntry);
 538         X = NewCodeEntry (OP65_BCC, AM65_BRA, L->Name, L, D->OpEntry->LI);
 539         InsertEntry (D, X, D->IP++);
 540         X = NewCodeEntry (OP65_INX, AM65_IMP, 0, 0, D->OpEntry->LI);
 541         InsertEntry (D, X, D->IP++);
 542     } else if (D->OpEntry->RI->In.RegX == 0) {
 543         /* The high byte is that of the first operand plus carry */
 544         CodeLabel* L;
 545         if (RegValIsKnown (D->PushEntry->RI->In.RegX)) {
 546             /* Value of first op high byte is known */
 547             const char* Arg = MakeHexArg (D->PushEntry->RI->In.RegX);
 548             X = NewCodeEntry (OP65_LDX, AM65_IMM, Arg, 0, D->OpEntry->LI);
 549         } else {
 550             /* Value of first op high byte is unknown */
 551             X = NewCodeEntry (OP65_LDX, AM65_ZP, D->ZPHi, 0, D->OpEntry->LI);
 552         }
 553         InsertEntry (D, X, D->IP++);
 554         L = CS_GenLabel (D->Code, D->NextEntry);
 555         X = NewCodeEntry (OP65_BCC, AM65_BRA, L->Name, L, D->OpEntry->LI);
 556         InsertEntry (D, X, D->IP++);
 557         X = NewCodeEntry (OP65_INX, AM65_IMP, 0, 0, D->OpEntry->LI);
 558         InsertEntry (D, X, D->IP++);
 559     } else {
 560         /* High byte is unknown */
 561         AddOpHigh (D, OP65_ADC);
 562     }
 563
 564     /* Remove the push and the call to the tosaddax function */
 565     RemovePushAndOp (D);
 566
 567     /* We changed the sequence */
 568     return 1;
 569 }
 570
 571
 572
 573 static unsigned Opt_tosandax (StackOpData* D)
 574 /* Optimize the tosandax sequence if possible */
 575 {
 576     CodeEntry*  X;
 577
 578     /* Check the entry before the push. If it's a lda instruction with an
 579      * addressing mode that allows us to replace it, we may use this
 580      * location for the op and must not save the value in the zero page
 581      * location.
 582      */
 583     CheckDirectOp (D);
 584
 585     /* Store the value into the zeropage instead of pushing it */
 586     ReplacePushByStore (D);
 587
 588     /* Inline the and, low byte */
 589     D->IP = D->OpIndex + 1;
 590     AddOpLow (D, OP65_AND);
 591
 592     /* High byte */
 593     if (D->PushEntry->RI->In.RegX == 0 || D->OpEntry->RI->In.RegX == 0) {
 594         /* The high byte is zero */
 595         X = NewCodeEntry (OP65_LDX, AM65_IMM, "$00", 0, D->OpEntry->LI);
 596         InsertEntry (D, X, D->IP++);
 597     } else {
 598         /* High byte is unknown */
 599         AddOpHigh (D, OP65_AND);
 600     }
 601
 602     /* Remove the push and the call to the tosandax function */
 603     RemovePushAndOp (D);
 604
 605     /* We changed the sequence */
 606     return 1;
 607 }
 608
 609
 610
 611 static unsigned Opt_tosorax (StackOpData* D)
 612 /* Optimize the tosorax sequence if possible */
 613 {
 614     CodeEntry*  X;
 615
 616     /* Check the entry before the push. If it's a lda instruction with an
 617      * addressing mode that allows us to replace it, we may use this
 618      * location for the op and must not save the value in the zero page
 619      * location.
 620      */
 621     CheckDirectOp (D);
 622
 623     /* Store the value into the zeropage instead of pushing it */
 624     ReplacePushByStore (D);
 625
 626     /* Inline the or, low byte */
 627     D->IP = D->OpIndex + 1;
 628     AddOpLow (D, OP65_ORA);
 629
 630     /* High byte */
 631     if (RegValIsKnown (D->PushEntry->RI->In.RegX) &&
 632         RegValIsKnown (D->OpEntry->RI->In.RegX)) {
 633         /* Both values known, precalculate the result */
 634         unsigned char Result = D->PushEntry->RI->In.RegX | D->OpEntry->RI->In.RegX;
 635         const char* Arg = MakeHexArg (Result);
 636         X = NewCodeEntry (OP65_LDX, AM65_IMM, Arg, 0, D->OpEntry->LI);
 637         InsertEntry (D, X, D->IP++);
 638     } else if (D->PushEntry->RI->In.RegX != 0) {
 639         /* High byte is unknown */
 640         AddOpHigh (D, OP65_ORA);
 641     }
 642
 643     /* Remove the push and the call to the tosorax function */
 644     RemovePushAndOp (D);
 645
 646     /* We changed the sequence */
 647     return 1;
 648 }
 649
 650
 651
 652 static unsigned Opt_tosxorax (StackOpData* D)
 653 /* Optimize the tosxorax sequence if possible */
 654 {
 655     CodeEntry*  X;
 656
 657     /* Check the entry before the push. If it's a lda instruction with an
 658      * addressing mode that allows us to replace it, we may use this
 659      * location for the op and must not save the value in the zero page
 660      * location.
 661      */
 662     CheckDirectOp (D);
 663
 664     /* Store the value into the zeropage instead of pushing it */
 665     ReplacePushByStore (D);
 666
 667     /* Inline the xor, low byte */
 668     D->IP = D->OpIndex + 1;
 669     AddOpLow (D, OP65_EOR);
 670
 671     /* High byte */
 672     if (RegValIsKnown (D->PushEntry->RI->In.RegX) &&
 673         RegValIsKnown (D->OpEntry->RI->In.RegX)) {
 674         /* Both values known, precalculate the result */
 675         const char* Arg = MakeHexArg (D->PushEntry->RI->In.RegX ^ D->OpEntry->RI->In.RegX);
 676         X = NewCodeEntry (OP65_LDX, AM65_IMM, Arg, 0, D->OpEntry->LI);
 677         InsertEntry (D, X, D->IP++);
 678     } else if (D->PushEntry->RI->In.RegX != 0) {
 679         /* High byte is unknown */
 680         AddOpHigh (D, OP65_EOR);
 681     }
 682
 683     /* Remove the push and the call to the tosandax function */
 684     RemovePushAndOp (D);
 685
 686     /* We changed the sequence */
 687     return 1;
 688 }
 689
 690
 691
 692 /*****************************************************************************/
 693 /*                                   Code                                    */
 694 /*****************************************************************************/
 695
 696
 697
 698 /* Flags for the functions */
 699 typedef enum {
 700     STOP_NONE       = 0x00,     /* Nothing special */
 701     STOP_A_UNUSED   = 0x01,     /* Call only if a unused later */
 702     STOP_A_KNOWN    = 0x02,     /* Call only if A is known */
 703     STOP_X_ZERO     = 0x04      /* Call only if X is zero */
 704 } STOP_FLAGS;
 705
 706
 707 typedef unsigned (*OptFunc) (StackOpData* D);
 708 typedef struct OptFuncDesc OptFuncDesc;
 709 struct OptFuncDesc {
 710     const char*     Name;   /* Name of the replaced runtime function */
 711     OptFunc         Func;   /* Function pointer */
 712     STOP_FLAGS      Flags;  /* Flags */
 713 };
 714
 715 static const OptFuncDesc FuncTable[] = {
 716     { "__bzero",    Opt___bzero,   STOP_NONE     },
 717     { "staspidx",   Opt_staspidx,  STOP_NONE     },
 718     { "staxspidx",  Opt_staxspidx, STOP_A_UNUSED },
 719     { "tosaddax",   Opt_tosaddax,  STOP_NONE     },
 720     { "tosandax",   Opt_tosandax,  STOP_NONE     },
 721     { "tosorax",    Opt_tosorax,   STOP_NONE     },
 722     { "tosxorax",   Opt_tosxorax,  STOP_NONE     },
 723 };
 724 #define FUNC_COUNT (sizeof(FuncTable) / sizeof(FuncTable[0]))
 725
 726
 727
 728 static int CmpFunc (const void* Key, const void* Func)
 729 /* Compare function for bsearch */
 730 {
 731     return strcmp (Key, ((const OptFuncDesc*) Func)->Name);
 732 }
 733
 734
 735
 736 static const OptFuncDesc* FindFunc (const char* Name)
 737 /* Find the function with the given name. Return a pointer to the table entry
 738  * or NULL if the function was not found.
 739  */
 740 {
 741     return bsearch (Name, FuncTable, FUNC_COUNT, sizeof(OptFuncDesc), CmpFunc);
 742 }
 743
 744
 745
 746 static int CmpHarmless (const void* Key, const void* Entry)
 747 /* Compare function for bsearch */
 748 {
 749     return strcmp (Key, *(const char**)Entry);
 750 }
 751
 752
 753
 754 static int HarmlessCall (const char* Name)
 755 /* Check if this is a call to a harmless subroutine that will not interrupt
 756  * the pushax/op sequence when encountered.
 757  */
 758 {
 759     static const char* Tab[] = {
 760         "ldaxidx",
 761         "ldaxysp",
 762         "negax",
 763     };
 764
 765     void* R = bsearch (Name,
 766                        Tab,
 767                        sizeof (Tab) / sizeof (Tab[0]),
 768                        sizeof (Tab[0]),
 769                        CmpHarmless);
 770     return (R != 0);
 771 }
 772
 773
 774
 775 /*****************************************************************************/
 776 /*                                   Code                                    */
 777 /*****************************************************************************/
 778
 779
 780
 781 unsigned OptStackOps (CodeSeg* S)
 782 /* Optimize operations that take operands via the stack */
 783 {
 784     unsigned    Changes = 0;    /* Number of changes in one run */
 785     int         InSeq = 0;      /* Inside a sequence */
 786     unsigned    Push = 0;       /* Index of pushax */
 787     unsigned    UsedRegs = 0;   /* Zeropage registers used in sequence */
 788     unsigned    I;
 789
 790
 791     /* Generate register info */
 792     CS_GenRegInfo (S);
 793
 794     /* Look for a call to pushax followed by a call to some other function
 795      * that takes it's first argument on the stack, and the second argument
 796      * in the primary register.
 797      * It depends on the code between the two if we can handle/transform the
 798      * sequence, so check this code for the following list of things:
 799      *
 800      *  - the range must be a basic block (one entry, one exit)
 801      *  - there may not be accesses to local variables with unknown
 802      *    offsets (because we have to adjust these offsets).
 803      *  - no subroutine calls
 804      *  - no jump labels
 805      *
 806      * Since we need a zero page register later, do also check the
 807      * intermediate code for zero page use.
 808      */
 809     I = 0;
 810     while (I < CS_GetEntryCount (S)) {
 811
 812         /* Get the next entry */
 813         CodeEntry* E = CS_GetEntry (S, I);
 814
 815         /* Handling depends if we're inside a sequence or not */
 816         if (InSeq) {
 817
 818             /* If we are using the stack, and we don't have "indirect Y"
 819              * addressing mode, or the value of Y is unknown, or less than
 820              * two, we cannot cope with this piece of code. Having an unknown
 821              * value of Y means that we cannot correct the stack offset, while
 822              * having an offset less than two means that the code works with
 823              * the value on stack which is to be removed.
 824              */
 825             if ((E->Use & REG_SP) != 0 &&
 826                 (E->AM != AM65_ZP_INDY || RegValIsUnknown (E->RI->In.RegY) ||
 827                  E->RI->In.RegY < 2)) {
 828
 829                 /* All this stuff is not allowed in a sequence */
 830                 InSeq = 0;
 831
 832             } else if (E->OPC == OP65_JSR) {
 833
 834                 /* Subroutine call: Check if this is one of our functions */
 835                 const OptFuncDesc* F = FindFunc (E->Arg);
 836                 if (F) {
 837
 838                     StackOpData Data;
 839                     int PreCondOk = 1;
 840
 841                     /* Check the flags */
 842                     if ((F->Flags & STOP_A_UNUSED) != 0 && RegAUsed (S, I+1)) {
 843                         /* Cannot optimize */
 844                         PreCondOk = 0;
 845                     } else if ((F->Flags & STOP_A_KNOWN) != 0 && RegValIsUnknown (E->RI->In.RegA)) {
 846                         /* Cannot optimize */
 847                         PreCondOk = 0;
 848                     } else if ((F->Flags & STOP_X_ZERO) != 0 && E->RI->In.RegX != 0) {
 849                         /* Cannot optimize */
 850                         PreCondOk = 0;
 851                     }
 852
 853                     /* Determine the zero page locations to use */
 854                     if (PreCondOk) {
 855                         UsedRegs |= GetRegInfo (S, I+1, REG_SREG | REG_PTR1 | REG_PTR2);
 856                         if ((UsedRegs & REG_SREG) == REG_NONE) {
 857                             /* SREG is available */
 858                             Data.ZPLo = "sreg";
 859                             Data.ZPHi = "sreg+1";
 860                         } else if ((UsedRegs & REG_PTR1) == REG_NONE) {
 861                             Data.ZPLo = "ptr1";
 862                             Data.ZPHi = "ptr1+1";
 863                         } else if ((UsedRegs & REG_PTR2) == REG_NONE) {
 864                             Data.ZPLo = "ptr2";
 865                             Data.ZPHi = "ptr2+1";
 866                         } else {
 867                             /* No registers available */
 868                             PreCondOk = 0;
 869                         }
 870                     }
 871
 872                     /* Determine if we have a basic block */
 873                     if (PreCondOk) {
 874                         PreCondOk = CS_IsBasicBlock (S, Push, I);
 875                     }
 876
 877                     /* If preconditions are ok, call the optimizer function */
 878                     if (PreCondOk) {
 879
 880                         /* Adjust stack offsets */
 881                         Data.OpIndex = I + AdjustStackOffset (S, Push, I, 2);
 882
 883                         /* Prepare the remainder of the data structure */
 884                         Data.Code      = S;
 885                         Data.Flags     = 0;
 886                         Data.PushIndex = Push;
 887                         Data.PrevEntry = CS_GetPrevEntry (S, Data.PushIndex);
 888                         Data.PushEntry = CS_GetEntry (S, Data.PushIndex);
 889                         Data.OpEntry   = E;
 890                         Data.NextEntry = CS_GetNextEntry (S, Data.OpIndex);
 891
 892                         /* Call the optimizer function */
 893                         Changes += F->Func (&Data);
 894
 895                         /* Regenerate register info */
 896                         CS_GenRegInfo (S);
 897                     }
 898
 899                     /* End of sequence */
 900                     InSeq = 0;
 901
 902                 } else if (strcmp (E->Arg, "pushax") == 0) {
 903                     /* Restart the sequence */
 904                     Push     = I;
 905                     UsedRegs = REG_NONE;
 906                 } else if (HarmlessCall (E->Arg)) {
 907                     /* Track zeropage register usage */
 908                     UsedRegs |= (E->Use | E->Chg);
 909                 } else {
 910                     /* A call to an unkown subroutine ends the sequence */
 911                     InSeq = 0;
 912                 }
 913
 914             } else {
 915                 /* Other stuff: Track zeropage register usage */
 916                 UsedRegs |= (E->Use | E->Chg);
 917             }
 918
 919         } else if (CE_IsCallTo (E, "pushax")) {
 920
 921             /* This starts a sequence */
 922             Push     = I;
 923             UsedRegs = REG_NONE;
 924             InSeq    = 1;
 925
 926         }
 927
 928         /* Next entry */
 929         ++I;
 930
 931     }
 932
 933     /* Free the register info */
 934     CS_FreeRegInfo (S);
 935
 936     /* Return the number of changes made */
 937     return Changes;
 938 }
 939
 940
 941