libpcsxcore/new_dynarec/new_dynarec.c

   1 /* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *
   2  *   Mupen64plus - new_dynarec.c                                           *
   3  *   Copyright (C) 2009-2011 Ari64                                         *
   4  *                                                                         *
   5  *   This program is free software; you can redistribute it and/or modify  *
   6  *   it under the terms of the GNU General Public License as published by  *
   7  *   the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or     *
   8  *   (at your option) any later version.                                   *
   9  *                                                                         *
  10  *   This program is distributed in the hope that it will be useful,       *
  11  *   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of        *
  12  *   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the         *
  13  *   GNU General Public License for more details.                          *
  14  *                                                                         *
  15  *   You should have received a copy of the GNU General Public License     *
  16  *   along with this program; if not, write to the                         *
  17  *   Free Software Foundation, Inc.,                                       *
  18  *   51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301, USA.          *
  19  * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * */
  20
  21 #include <stdlib.h>
  22 #include <stdint.h> //include for uint64_t
  23 #include <assert.h>
  24 #include <errno.h>
  25 #include <sys/mman.h>
  26 #include <unistd.h>
  27 #ifdef __MACH__
  28 #include <libkern/OSCacheControl.h>
  29 #endif
  30 #ifdef _3DS
  31 #include <3ds_utils.h>
  32 #endif
  33 #ifdef HAVE_LIBNX
  34 #include <switch.h>
  35 static Jit g_jit;
  36 #endif
  37
  38 #include "new_dynarec_config.h"
  39 #include "../psxhle.h"
  40 #include "../psxinterpreter.h"
  41 #include "../psxcounters.h"
  42 #include "../gte.h"
  43 #include "emu_if.h" // emulator interface
  44 #include "linkage_offsets.h"
  45 #include "compiler_features.h"
  46 #include "arm_features.h"
  47
  48 #ifndef ARRAY_SIZE
  49 #define ARRAY_SIZE(x) (sizeof(x) / sizeof(x[0]))
  50 #endif
  51 #ifndef min
  52 #define min(a, b) ((b) < (a) ? (b) : (a))
  53 #endif
  54 #ifndef max
  55 #define max(a, b) ((b) > (a) ? (b) : (a))
  56 #endif
  57
  58 //#define DISASM
  59 //#define ASSEM_PRINT
  60 //#define REGMAP_PRINT // with DISASM only
  61 //#define INV_DEBUG_W
  62 //#define STAT_PRINT
  63
  64 #ifdef ASSEM_PRINT
  65 #define assem_debug printf
  66 #else
  67 #define assem_debug(...)
  68 #endif
  69 //#define inv_debug printf
  70 #define inv_debug(...)
  71
  72 #ifdef __i386__
  73 #include "assem_x86.h"
  74 #endif
  75 #ifdef __x86_64__
  76 #include "assem_x64.h"
  77 #endif
  78 #ifdef __arm__
  79 #include "assem_arm.h"
  80 #endif
  81 #ifdef __aarch64__
  82 #include "assem_arm64.h"
  83 #endif
  84
  85 #define RAM_SIZE 0x200000
  86 #define MAXBLOCK 2048
  87 #define MAX_OUTPUT_BLOCK_SIZE 262144
  88 #define EXPIRITY_OFFSET (MAX_OUTPUT_BLOCK_SIZE * 2)
  89 #define PAGE_COUNT 1024
  90
  91 #if defined(HAVE_CONDITIONAL_CALL) && !defined(DESTRUCTIVE_SHIFT)
  92 #define INVALIDATE_USE_COND_CALL
  93 #endif
  94
  95 #ifdef VITA
  96 // apparently Vita has a 16MB limit, so either we cut tc in half,
  97 // or use this hack (it's a hack because tc size was designed to be power-of-2)
  98 #define TC_REDUCE_BYTES 4096
  99 #else
 100 #define TC_REDUCE_BYTES 0
 101 #endif
 102
 103 struct ndrc_tramp
 104 {
 105   struct tramp_insns ops[2048 / sizeof(struct tramp_insns)];
 106   const void *f[2048 / sizeof(void *)];
 107 };
 108
 109 struct ndrc_mem
 110 {
 111   u_char translation_cache[(1 << TARGET_SIZE_2) - TC_REDUCE_BYTES];
 112   struct ndrc_tramp tramp;
 113 };
 114
 115 static struct ndrc_mem *ndrc;
 116 #ifndef BASE_ADDR_DYNAMIC
 117 // reserve .bss space with upto 64k page size in mind
 118 static char ndrc_bss[((sizeof(*ndrc) + 65535) & ~65535) + 65536];
 119 #endif
 120 #ifdef TC_WRITE_OFFSET
 121 # ifdef __GLIBC__
 122 # include <sys/types.h>
 123 # include <sys/stat.h>
 124 # include <fcntl.h>
 125 # endif
 126 static long ndrc_write_ofs;
 127 #define NDRC_WRITE_OFFSET(x) (void *)((char *)(x) + ndrc_write_ofs)
 128 #else
 129 #define NDRC_WRITE_OFFSET(x) (x)
 130 #endif
 131
 132 // stubs
 133 enum stub_type {
 134   CC_STUB = 1,
 135   //FP_STUB = 2,
 136   LOADB_STUB = 3,
 137   LOADH_STUB = 4,
 138   LOADW_STUB = 5,
 139   //LOADD_STUB = 6,
 140   LOADBU_STUB = 7,
 141   LOADHU_STUB = 8,
 142   STOREB_STUB = 9,
 143   STOREH_STUB = 10,
 144   STOREW_STUB = 11,
 145   //STORED_STUB = 12,
 146   STORELR_STUB = 13,
 147   INVCODE_STUB = 14,
 148   OVERFLOW_STUB = 15,
 149   ALIGNMENT_STUB = 16,
 150 };
 151
 152 // regmap_pre[i]    - regs before [i] insn starts; dirty things here that
 153 //                    don't match .regmap will be written back
 154 // [i].regmap_entry - regs that must be set up if someone jumps here
 155 // [i].regmap       - regs [i] insn will read/(over)write
 156 // branch_regs[i].* - same as above but for branches, takes delay slot into account
 157 struct regstat
 158 {
 159   signed char regmap_entry[HOST_REGS];
 160   signed char regmap[HOST_REGS];
 161   u_int wasdirty;
 162   u_int dirty;
 163   u_int wasconst;                // before; for example 'lw r2, (r2)' wasconst is true
 164   u_int isconst;                 //  ... but isconst is false when r2 is known (hr)
 165   u_int loadedconst;             // host regs that have constants loaded
 166   u_int noevict;                 // can't evict this hr (alloced by current op)
 167   //u_int waswritten;              // MIPS regs that were used as store base before
 168   uint64_t u;
 169 };
 170
 171 struct ht_entry
 172 {
 173   u_int vaddr[2];
 174   void *tcaddr[2];
 175 };
 176
 177 struct code_stub
 178 {
 179   enum stub_type type;
 180   void *addr;
 181   void *retaddr;
 182   u_int a;
 183   uintptr_t b;
 184   uintptr_t c;
 185   u_int d;
 186   u_int e;
 187 };
 188
 189 struct link_entry
 190 {
 191   void *addr;
 192   u_int target;
 193   u_int internal;
 194 };
 195
 196 struct block_info
 197 {
 198   struct block_info *next;
 199   const void *source;
 200   const void *copy;
 201   u_int start; // vaddr of the block start
 202   u_int len;   // of the whole block source
 203   u_int tc_offs;
 204   //u_int tc_len;
 205   u_int reg_sv_flags;
 206   u_char is_dirty;
 207   u_char inv_near_misses;
 208   u_short jump_in_cnt;
 209   struct {
 210     u_int vaddr;
 211     void *addr;
 212   } jump_in[0];
 213 };
 214
 215 struct jump_info
 216 {
 217   int alloc;
 218   int count;
 219   struct {
 220     u_int target_vaddr;
 221     void *stub;
 222   } e[0];
 223 };
 224
 225 static struct decoded_insn
 226 {
 227   u_char itype;
 228   u_char opcode;   // bits 31-26
 229   u_char opcode2;  // (depends on opcode)
 230   u_char rs1;
 231   u_char rs2;
 232   u_char rt1;
 233   u_char rt2;
 234   u_char use_lt1:1;
 235   u_char bt:1;
 236   u_char ooo:1;
 237   u_char is_ds:1;
 238   u_char is_jump:1;
 239   u_char is_ujump:1;
 240   u_char is_load:1;
 241   u_char is_store:1;
 242   u_char is_delay_load:1; // is_load + MFC/CFC
 243   u_char is_exception:1;  // unconditional, also interp. fallback
 244   u_char may_except:1;    // might generate an exception
 245   u_char ls_type:2;       // load/store type (ls_width_type)
 246 } dops[MAXBLOCK];
 247
 248 enum ls_width_type {
 249   LS_8 = 0, LS_16, LS_32, LS_LR
 250 };
 251
 252 static struct compile_info
 253 {
 254   int imm;
 255   u_int ba;
 256   int ccadj;
 257   signed char min_free_regs;
 258   signed char addr;
 259   signed char reserved[2];
 260 } cinfo[MAXBLOCK];
 261
 262   static u_char *out;
 263   static char invalid_code[0x100000];
 264   static struct ht_entry hash_table[65536];
 265   static struct block_info *blocks[PAGE_COUNT];
 266   static struct jump_info *jumps[PAGE_COUNT];
 267   static u_int start;
 268   static u_int *source;
 269   static uint64_t gte_rs[MAXBLOCK]; // gte: 32 data and 32 ctl regs
 270   static uint64_t gte_rt[MAXBLOCK];
 271   static uint64_t gte_unneeded[MAXBLOCK];
 272   static u_int smrv[32]; // speculated MIPS register values
 273   static u_int smrv_strong; // mask or regs that are likely to have correct values
 274   static u_int smrv_weak; // same, but somewhat less likely
 275   static u_int smrv_strong_next; // same, but after current insn executes
 276   static u_int smrv_weak_next;
 277   static uint64_t unneeded_reg[MAXBLOCK];
 278   static uint64_t branch_unneeded_reg[MAXBLOCK];
 279   // see 'struct regstat' for a description
 280   static signed char regmap_pre[MAXBLOCK][HOST_REGS];
 281   // contains 'real' consts at [i] insn, but may differ from what's actually
 282   // loaded in host reg as 'final' value is always loaded, see get_final_value()
 283   static uint32_t current_constmap[HOST_REGS];
 284   static uint32_t constmap[MAXBLOCK][HOST_REGS];
 285   static struct regstat regs[MAXBLOCK];
 286   static struct regstat branch_regs[MAXBLOCK];
 287   static int slen;
 288   static void *instr_addr[MAXBLOCK];
 289   static struct link_entry link_addr[MAXBLOCK];
 290   static int linkcount;
 291   static struct code_stub stubs[MAXBLOCK*3];
 292   static int stubcount;
 293   static u_int literals[1024][2];
 294   static int literalcount;
 295   static int is_delayslot;
 296   static char shadow[1048576]  __attribute__((aligned(16)));
 297   static void *copy;
 298   static u_int expirep;
 299   static u_int stop_after_jal;
 300   static u_int f1_hack;
 301 #ifdef STAT_PRINT
 302   static int stat_bc_direct;
 303   static int stat_bc_pre;
 304   static int stat_bc_restore;
 305   static int stat_ht_lookups;
 306   static int stat_jump_in_lookups;
 307   static int stat_restore_tries;
 308   static int stat_restore_compares;
 309   static int stat_inv_addr_calls;
 310   static int stat_inv_hits;
 311   static int stat_blocks;
 312   static int stat_links;
 313   #define stat_inc(s) s++
 314   #define stat_dec(s) s--
 315   #define stat_clear(s) s = 0
 316 #else
 317   #define stat_inc(s)
 318   #define stat_dec(s)
 319   #define stat_clear(s)
 320 #endif
 321
 322   int new_dynarec_hacks;
 323   int new_dynarec_hacks_pergame;
 324   int new_dynarec_hacks_old;
 325   int new_dynarec_did_compile;
 326
 327   #define HACK_ENABLED(x) ((new_dynarec_hacks | new_dynarec_hacks_pergame) & (x))
 328
 329   extern int cycle_count; // ... until end of the timeslice, counts -N -> 0 (CCREG)
 330   extern int last_count;  // last absolute target, often = next_interupt
 331   extern int pcaddr;
 332   extern int pending_exception;
 333   extern int branch_target;
 334   extern uintptr_t ram_offset;
 335   extern uintptr_t mini_ht[32][2];
 336
 337   /* registers that may be allocated */
 338   /* 1-31 gpr */
 339 #define LOREG 32 // lo
 340 #define HIREG 33 // hi
 341 //#define FSREG 34 // FPU status (FCSR)
 342 //#define CSREG 35 // Coprocessor status
 343 #define CCREG 36 // Cycle count
 344 #define INVCP 37 // Pointer to invalid_code
 345 //#define MMREG 38 // Pointer to memory_map
 346 #define ROREG 39 // ram offset (if psxM != 0x80000000)
 347 #define TEMPREG 40
 348 #define FTEMP 40 // Load/store temporary register (was fpu)
 349 #define PTEMP 41 // Prefetch temporary register
 350 //#define TLREG 42 // TLB mapping offset
 351 #define RHASH 43 // Return address hash
 352 #define RHTBL 44 // Return address hash table address
 353 #define RTEMP 45 // JR/JALR address register
 354 #define MAXREG 45
 355 #define AGEN1 46 // Address generation temporary register (pass5b_preallocate2)
 356 //#define AGEN2 47 // Address generation temporary register
 357
 358   /* instruction types */
 359 #define NOP 0     // No operation
 360 #define LOAD 1    // Load
 361 #define STORE 2   // Store
 362 #define LOADLR 3  // Unaligned load
 363 #define STORELR 4 // Unaligned store
 364 #define MOV 5     // Move (hi/lo only)
 365 #define ALU 6     // Arithmetic/logic
 366 #define MULTDIV 7 // Multiply/divide
 367 #define SHIFT 8   // Shift by register
 368 #define SHIFTIMM 9// Shift by immediate
 369 #define IMM16 10  // 16-bit immediate
 370 #define RJUMP 11  // Unconditional jump to register
 371 #define UJUMP 12  // Unconditional jump
 372 #define CJUMP 13  // Conditional branch (BEQ/BNE/BGTZ/BLEZ)
 373 #define SJUMP 14  // Conditional branch (regimm format)
 374 #define COP0 15   // Coprocessor 0
 375 #define RFE 16
 376 #define SYSCALL 22// SYSCALL,BREAK
 377 #define OTHER 23  // Other/unknown - do nothing
 378 #define HLECALL 26// PCSX fake opcodes for HLE
 379 #define COP2 27   // Coprocessor 2 move
 380 #define C2LS 28   // Coprocessor 2 load/store
 381 #define C2OP 29   // Coprocessor 2 operation
 382 #define INTCALL 30// Call interpreter to handle rare corner cases
 383
 384   /* branch codes */
 385 #define TAKEN 1
 386 #define NOTTAKEN 2
 387
 388 #define DJT_1 (void *)1l // no function, just a label in assem_debug log
 389 #define DJT_2 (void *)2l
 390
 391 // asm linkage
 392 void dyna_linker();
 393 void cc_interrupt();
 394 void jump_syscall   (u_int u0, u_int u1, u_int pc);
 395 void jump_syscall_ds(u_int u0, u_int u1, u_int pc);
 396 void jump_break   (u_int u0, u_int u1, u_int pc);
 397 void jump_break_ds(u_int u0, u_int u1, u_int pc);
 398 void jump_overflow   (u_int u0, u_int u1, u_int pc);
 399 void jump_overflow_ds(u_int u0, u_int u1, u_int pc);
 400 void jump_addrerror   (u_int cause, u_int addr, u_int pc);
 401 void jump_addrerror_ds(u_int cause, u_int addr, u_int pc);
 402 void jump_to_new_pc();
 403 void call_gteStall();
 404 void new_dyna_leave();
 405
 406 void *ndrc_get_addr_ht_param(u_int vaddr, int can_compile);
 407 void *ndrc_get_addr_ht(u_int vaddr);
 408 void ndrc_add_jump_out(u_int vaddr, void *src);
 409 void ndrc_write_invalidate_one(u_int addr);
 410 static void ndrc_write_invalidate_many(u_int addr, u_int end);
 411
 412 static int new_recompile_block(u_int addr);
 413 static void invalidate_block(struct block_info *block);
 414 static void exception_assemble(int i, const struct regstat *i_regs, int ccadj_);
 415
 416 // Needed by assembler
 417 static void wb_register(signed char r, const signed char regmap[], u_int dirty);
 418 static void wb_dirtys(const signed char i_regmap[], u_int i_dirty);
 419 static void wb_needed_dirtys(const signed char i_regmap[], u_int i_dirty, int addr);
 420 static void load_all_regs(const signed char i_regmap[]);
 421 static void load_needed_regs(const signed char i_regmap[], const signed char next_regmap[]);
 422 static void load_regs_entry(int t);
 423 static void load_all_consts(const signed char regmap[], u_int dirty, int i);
 424 static u_int get_host_reglist(const signed char *regmap);
 425
 426 static int get_final_value(int hr, int i, u_int *value);
 427 static void add_stub(enum stub_type type, void *addr, void *retaddr,
 428   u_int a, uintptr_t b, uintptr_t c, u_int d, u_int e);
 429 static void add_stub_r(enum stub_type type, void *addr, void *retaddr,
 430   int i, int addr_reg, const struct regstat *i_regs, int ccadj, u_int reglist);
 431 static void add_to_linker(void *addr, u_int target, int ext);
 432 static void *get_direct_memhandler(void *table, u_int addr,
 433   enum stub_type type, uintptr_t *addr_host);
 434 static void cop2_do_stall_check(u_int op, int i, const struct regstat *i_regs, u_int reglist);
 435 static void pass_args(int a0, int a1);
 436 static void emit_far_jump(const void *f);
 437 static void emit_far_call(const void *f);
 438
 439 #ifdef VITA
 440 #include <psp2/kernel/sysmem.h>
 441 static int sceBlock;
 442 // note: this interacts with RetroArch's Vita bootstrap code: bootstrap/vita/sbrk.c
 443 extern int getVMBlock();
 444 int _newlib_vm_size_user = sizeof(*ndrc);
 445 #endif
 446
 447 static void mprotect_w_x(void *start, void *end, int is_x)
 448 {
 449 #ifdef NO_WRITE_EXEC
 450   #if defined(VITA)
 451   // *Open* enables write on all memory that was
 452   // allocated by sceKernelAllocMemBlockForVM()?
 453   if (is_x)
 454     sceKernelCloseVMDomain();
 455   else
 456     sceKernelOpenVMDomain();
 457   #elif defined(HAVE_LIBNX)
 458   Result rc;
 459   // check to avoid the full flush in jitTransitionToExecutable()
 460   if (g_jit.type != JitType_CodeMemory) {
 461     if (is_x)
 462       rc = jitTransitionToExecutable(&g_jit);
 463     else
 464       rc = jitTransitionToWritable(&g_jit);
 465     if (R_FAILED(rc))
 466       ;//SysPrintf("jitTransition %d %08x\n", is_x, rc);
 467   }
 468   #elif defined(TC_WRITE_OFFSET)
 469   // separated rx and rw areas are always available
 470   #else
 471   u_long mstart = (u_long)start & ~4095ul;
 472   u_long mend = (u_long)end;
 473   if (mprotect((void *)mstart, mend - mstart,
 474                PROT_READ | (is_x ? PROT_EXEC : PROT_WRITE)) != 0)
 475     SysPrintf("mprotect(%c) failed: %s\n", is_x ? 'x' : 'w', strerror(errno));
 476   #endif
 477 #endif
 478 }
 479
 480 static void start_tcache_write(void *start, void *end)
 481 {
 482   mprotect_w_x(start, end, 0);
 483 }
 484
 485 static void end_tcache_write(void *start, void *end)
 486 {
 487 #if defined(__arm__) || defined(__aarch64__)
 488   size_t len = (char *)end - (char *)start;
 489   #if   defined(__BLACKBERRY_QNX__)
 490   msync(start, len, MS_SYNC | MS_CACHE_ONLY | MS_INVALIDATE_ICACHE);
 491   #elif defined(__MACH__)
 492   sys_cache_control(kCacheFunctionPrepareForExecution, start, len);
 493   #elif defined(VITA)
 494   sceKernelSyncVMDomain(sceBlock, start, len);
 495   #elif defined(_3DS)
 496   ctr_flush_invalidate_cache();
 497   #elif defined(HAVE_LIBNX)
 498   if (g_jit.type == JitType_CodeMemory) {
 499     armDCacheClean(start, len);
 500     armICacheInvalidate((char *)start - ndrc_write_ofs, len);
 501     // as of v4.2.1 libnx lacks isb
 502     __asm__ volatile("isb" ::: "memory");
 503   }
 504   #elif defined(__aarch64__)
 505   // as of 2021, __clear_cache() is still broken on arm64
 506   // so here is a custom one :(
 507   clear_cache_arm64(start, end);
 508   #else
 509   __clear_cache(start, end);
 510   #endif
 511   (void)len;
 512 #endif
 513
 514   mprotect_w_x(start, end, 1);
 515 }
 516
 517 static void *start_block(void)
 518 {
 519   u_char *end = out + MAX_OUTPUT_BLOCK_SIZE;
 520   if (end > ndrc->translation_cache + sizeof(ndrc->translation_cache))
 521     end = ndrc->translation_cache + sizeof(ndrc->translation_cache);
 522   start_tcache_write(NDRC_WRITE_OFFSET(out), NDRC_WRITE_OFFSET(end));
 523   return out;
 524 }
 525
 526 static void end_block(void *start)
 527 {
 528   end_tcache_write(NDRC_WRITE_OFFSET(start), NDRC_WRITE_OFFSET(out));
 529 }
 530
 531 #ifdef NDRC_CACHE_FLUSH_ALL
 532
 533 static int needs_clear_cache;
 534
 535 static void mark_clear_cache(void *target)
 536 {
 537   if (!needs_clear_cache) {
 538     start_tcache_write(NDRC_WRITE_OFFSET(ndrc), NDRC_WRITE_OFFSET(ndrc + 1));
 539     needs_clear_cache = 1;
 540   }
 541 }
 542
 543 static void do_clear_cache(void)
 544 {
 545   if (needs_clear_cache) {
 546     end_tcache_write(NDRC_WRITE_OFFSET(ndrc), NDRC_WRITE_OFFSET(ndrc + 1));
 547     needs_clear_cache = 0;
 548   }
 549 }
 550
 551 #else
 552
 553 // also takes care of w^x mappings when patching code
 554 static u_int needs_clear_cache[1<<(TARGET_SIZE_2-17)];
 555
 556 static void mark_clear_cache(void *target)
 557 {
 558   uintptr_t offset = (u_char *)target - ndrc->translation_cache;
 559   u_int mask = 1u << ((offset >> 12) & 31);
 560   if (!(needs_clear_cache[offset >> 17] & mask)) {
 561     char *start = (char *)NDRC_WRITE_OFFSET((uintptr_t)target & ~4095l);
 562     start_tcache_write(start, start + 4095);
 563     needs_clear_cache[offset >> 17] |= mask;
 564   }
 565 }
 566
 567 // Clearing the cache is rather slow on ARM Linux, so mark the areas
 568 // that need to be cleared, and then only clear these areas once.
 569 static void do_clear_cache(void)
 570 {
 571   int i, j;
 572   for (i = 0; i < (1<<(TARGET_SIZE_2-17)); i++)
 573   {
 574     u_int bitmap = needs_clear_cache[i];
 575     if (!bitmap)
 576       continue;
 577     for (j = 0; j < 32; j++)
 578     {
 579       u_char *start, *end;
 580       if (!(bitmap & (1u << j)))
 581         continue;
 582
 583       start = ndrc->translation_cache + i*131072 + j*4096;
 584       end = start + 4095;
 585       for (j++; j < 32; j++) {
 586         if (!(bitmap & (1u << j)))
 587           break;
 588         end += 4096;
 589       }
 590       end_tcache_write(NDRC_WRITE_OFFSET(start), NDRC_WRITE_OFFSET(end));
 591     }
 592     needs_clear_cache[i] = 0;
 593   }
 594 }
 595
 596 #endif // NDRC_CACHE_FLUSH_ALL
 597
 598 #define NO_CYCLE_PENALTY_THR 12
 599
 600 int cycle_multiplier_old;
 601 static int cycle_multiplier_active;
 602
 603 static int CLOCK_ADJUST(int x)
 604 {
 605   int m = cycle_multiplier_active;
 606   int s = (x >> 31) | 1;
 607   return (x * m + s * 50) / 100;
 608 }
 609
 610 static int ds_writes_rjump_rs(int i)
 611 {
 612   return dops[i].rs1 != 0
 613    && (dops[i].rs1 == dops[i+1].rt1 || dops[i].rs1 == dops[i+1].rt2
 614     || dops[i].rs1 == dops[i].rt1); // overwrites itself - same effect
 615 }
 616
 617 // psx addr mirror masking (for invalidation)
 618 static u_int pmmask(u_int vaddr)
 619 {
 620   vaddr &= ~0xe0000000;
 621   if (vaddr < 0x01000000)
 622     vaddr &= ~0x00e00000; // RAM mirrors
 623   return vaddr;
 624 }
 625
 626 static u_int get_page(u_int vaddr)
 627 {
 628   u_int page = pmmask(vaddr) >> 12;
 629   if (page >= PAGE_COUNT / 2)
 630     page = PAGE_COUNT / 2 + (page & (PAGE_COUNT / 2 - 1));
 631   return page;
 632 }
 633
 634 // get a page for looking for a block that has vaddr
 635 // (needed because the block may start in previous page)
 636 static u_int get_page_prev(u_int vaddr)
 637 {
 638   assert(MAXBLOCK <= (1 << 12));
 639   u_int page = get_page(vaddr);
 640   if (page & 511)
 641     page--;
 642   return page;
 643 }
 644
 645 static struct ht_entry *hash_table_get(u_int vaddr)
 646 {
 647   return &hash_table[((vaddr>>16)^vaddr)&0xFFFF];
 648 }
 649
 650 #define HASH_TABLE_BAD 0xbac
 651
 652 static void hash_table_clear(void)
 653 {
 654   struct ht_entry *ht_bin;
 655   int i, j;
 656   for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(hash_table); i++) {
 657     for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(hash_table[i].vaddr); j++) {
 658       hash_table[i].vaddr[j] = ~0;
 659       hash_table[i].tcaddr[j] = (void *)(uintptr_t)HASH_TABLE_BAD;
 660     }
 661   }
 662   // don't allow ~0 to hit
 663   ht_bin = hash_table_get(~0);
 664   for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(ht_bin->vaddr); j++)
 665     ht_bin->vaddr[j] = 1;
 666 }
 667
 668 static void hash_table_add(u_int vaddr, void *tcaddr)
 669 {
 670   struct ht_entry *ht_bin = hash_table_get(vaddr);
 671   assert(tcaddr);
 672   ht_bin->vaddr[1] = ht_bin->vaddr[0];
 673   ht_bin->tcaddr[1] = ht_bin->tcaddr[0];
 674   ht_bin->vaddr[0] = vaddr;
 675   ht_bin->tcaddr[0] = tcaddr;
 676 }
 677
 678 static void hash_table_remove(int vaddr)
 679 {
 680   //printf("remove hash: %x\n",vaddr);
 681   struct ht_entry *ht_bin = hash_table_get(vaddr);
 682   if (ht_bin->vaddr[1] == vaddr) {
 683     ht_bin->vaddr[1] = ~0;
 684     ht_bin->tcaddr[1] = (void *)(uintptr_t)HASH_TABLE_BAD;
 685   }
 686   if (ht_bin->vaddr[0] == vaddr) {
 687     ht_bin->vaddr[0] = ht_bin->vaddr[1];
 688     ht_bin->tcaddr[0] = ht_bin->tcaddr[1];
 689     ht_bin->vaddr[1] = ~0;
 690     ht_bin->tcaddr[1] = (void *)(uintptr_t)HASH_TABLE_BAD;
 691   }
 692 }
 693
 694 static void mini_ht_clear(void)
 695 {
 696 #ifdef USE_MINI_HT
 697   int i;
 698   for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(mini_ht) - 1; i++) {
 699     mini_ht[i][0] = ~0;
 700     mini_ht[i][1] = HASH_TABLE_BAD;
 701   }
 702   mini_ht[i][0] = 1;
 703   mini_ht[i][1] = HASH_TABLE_BAD;
 704 #endif
 705 }
 706
 707 static void mark_invalid_code(u_int vaddr, u_int len, char invalid)
 708 {
 709   u_int vaddr_m = vaddr & 0x1fffffff;
 710   u_int i, j;
 711   for (i = vaddr_m & ~0xfff; i < vaddr_m + len; i += 0x1000) {
 712     // ram mirrors, but should not hurt bios
 713     for (j = 0; j < 0x800000; j += 0x200000) {
 714       invalid_code[(i|j) >> 12] =
 715       invalid_code[(i|j|0x80000000u) >> 12] =
 716       invalid_code[(i|j|0xa0000000u) >> 12] = invalid;
 717     }
 718   }
 719   if (!invalid && vaddr + len > inv_code_start && vaddr <= inv_code_end)
 720     inv_code_start = inv_code_end = ~0;
 721 }
 722
 723 static int doesnt_expire_soon(u_char *tcaddr)
 724 {
 725   u_int diff = (u_int)(tcaddr - out) & ((1u << TARGET_SIZE_2) - 1u);
 726   return diff > EXPIRITY_OFFSET + MAX_OUTPUT_BLOCK_SIZE;
 727 }
 728
 729 static unused void check_for_block_changes(u_int start, u_int end)
 730 {
 731   u_int start_page = get_page_prev(start);
 732   u_int end_page = get_page(end - 1);
 733   u_int page;
 734
 735   for (page = start_page; page <= end_page; page++) {
 736     struct block_info *block;
 737     for (block = blocks[page]; block != NULL; block = block->next) {
 738       if (block->is_dirty)
 739         continue;
 740       if (memcmp(block->source, block->copy, block->len)) {
 741         printf("bad block %08x-%08x %016llx %016llx @%08x\n",
 742           block->start, block->start + block->len,
 743           *(long long *)block->source, *(long long *)block->copy, psxRegs.pc);
 744         fflush(stdout);
 745         abort();
 746       }
 747     }
 748   }
 749 }
 750
 751 static void *try_restore_block(u_int vaddr, u_int start_page, u_int end_page)
 752 {
 753   void *found_clean = NULL;
 754   u_int i, page;
 755
 756   stat_inc(stat_restore_tries);
 757   for (page = start_page; page <= end_page; page++) {
 758     struct block_info *block;
 759     for (block = blocks[page]; block != NULL; block = block->next) {
 760       if (vaddr < block->start)
 761         break;
 762       if (!block->is_dirty || vaddr >= block->start + block->len)
 763         continue;
 764       for (i = 0; i < block->jump_in_cnt; i++)
 765         if (block->jump_in[i].vaddr == vaddr)
 766           break;
 767       if (i == block->jump_in_cnt)
 768         continue;
 769       assert(block->source && block->copy);
 770       stat_inc(stat_restore_compares);
 771       if (memcmp(block->source, block->copy, block->len))
 772         continue;
 773
 774       block->is_dirty = block->inv_near_misses = 0;
 775       found_clean = block->jump_in[i].addr;
 776       hash_table_add(vaddr, found_clean);
 777       mark_invalid_code(block->start, block->len, 0);
 778       stat_inc(stat_bc_restore);
 779       inv_debug("INV: restored %08x %p (%d)\n", vaddr, found_clean, block->jump_in_cnt);
 780       return found_clean;
 781     }
 782   }
 783   return NULL;
 784 }
 785
 786 // this doesn't normally happen
 787 static noinline u_int generate_exception(u_int pc)
 788 {
 789   //if (execBreakCheck(&psxRegs, pc))
 790   //  return psxRegs.pc;
 791
 792   // generate an address or bus error
 793   psxRegs.CP0.n.Cause &= 0x300;
 794   psxRegs.CP0.n.EPC = pc;
 795   if (pc & 3) {
 796     psxRegs.CP0.n.Cause |= R3000E_AdEL << 2;
 797     psxRegs.CP0.n.BadVAddr = pc;
 798 #ifdef DRC_DBG
 799     last_count -= 2;
 800 #endif
 801   } else
 802     psxRegs.CP0.n.Cause |= R3000E_IBE << 2;
 803   return (psxRegs.pc = 0x80000080);
 804 }
 805
 806 // Get address from virtual address
 807 // This is called from the recompiled JR/JALR instructions
 808 static void noinline *get_addr(u_int vaddr, int can_compile)
 809 {
 810   u_int start_page = get_page_prev(vaddr);
 811   u_int i, page, end_page = get_page(vaddr);
 812   void *found_clean = NULL;
 813
 814   stat_inc(stat_jump_in_lookups);
 815   for (page = start_page; page <= end_page; page++) {
 816     const struct block_info *block;
 817     for (block = blocks[page]; block != NULL; block = block->next) {
 818       if (vaddr < block->start)
 819         break;
 820       if (block->is_dirty || vaddr >= block->start + block->len)
 821         continue;
 822       for (i = 0; i < block->jump_in_cnt; i++)
 823         if (block->jump_in[i].vaddr == vaddr)
 824           break;
 825       if (i == block->jump_in_cnt)
 826         continue;
 827       found_clean = block->jump_in[i].addr;
 828       hash_table_add(vaddr, found_clean);
 829       return found_clean;
 830     }
 831   }
 832   found_clean = try_restore_block(vaddr, start_page, end_page);
 833   if (found_clean)
 834     return found_clean;
 835
 836   if (!can_compile)
 837     return NULL;
 838
 839   int r = new_recompile_block(vaddr);
 840   if (likely(r == 0))
 841     return ndrc_get_addr_ht(vaddr);
 842
 843   return ndrc_get_addr_ht(generate_exception(vaddr));
 844 }
 845
 846 // Look up address in hash table first
 847 void *ndrc_get_addr_ht_param(u_int vaddr, int can_compile)
 848 {
 849   //check_for_block_changes(vaddr, vaddr + MAXBLOCK);
 850   const struct ht_entry *ht_bin = hash_table_get(vaddr);
 851   u_int vaddr_a = vaddr & ~3;
 852   stat_inc(stat_ht_lookups);
 853   if (ht_bin->vaddr[0] == vaddr_a) return ht_bin->tcaddr[0];
 854   if (ht_bin->vaddr[1] == vaddr_a) return ht_bin->tcaddr[1];
 855   return get_addr(vaddr, can_compile);
 856 }
 857
 858 void *ndrc_get_addr_ht(u_int vaddr)
 859 {
 860   return ndrc_get_addr_ht_param(vaddr, 1);
 861 }
 862
 863 static void clear_all_regs(signed char regmap[])
 864 {
 865   memset(regmap, -1, sizeof(regmap[0]) * HOST_REGS);
 866 }
 867
 868 // get_reg: get allocated host reg from mips reg
 869 // returns -1 if no such mips reg was allocated
 870 #if defined(__arm__) && defined(HAVE_ARMV6) && HOST_REGS == 13 && EXCLUDE_REG == 11
 871
 872 extern signed char get_reg(const signed char regmap[], signed char r);
 873
 874 #else
 875
 876 static signed char get_reg(const signed char regmap[], signed char r)
 877 {
 878   int hr;
 879   for (hr = 0; hr < HOST_REGS; hr++) {
 880     if (hr == EXCLUDE_REG)
 881       continue;
 882     if (regmap[hr] == r)
 883       return hr;
 884   }
 885   return -1;
 886 }
 887
 888 #endif
 889
 890 // get reg suitable for writing
 891 static signed char get_reg_w(const signed char regmap[], signed char r)
 892 {
 893   return r == 0 ? -1 : get_reg(regmap, r);
 894 }
 895
 896 // get reg as mask bit (1 << hr)
 897 static u_int get_regm(const signed char regmap[], signed char r)
 898 {
 899   return (1u << (get_reg(regmap, r) & 31)) & ~(1u << 31);
 900 }
 901
 902 static signed char get_reg_temp(const signed char regmap[])
 903 {
 904   int hr;
 905   for (hr = 0; hr < HOST_REGS; hr++) {
 906     if (hr == EXCLUDE_REG)
 907       continue;
 908     if (regmap[hr] == (signed char)-1)
 909       return hr;
 910   }
 911   return -1;
 912 }
 913
 914 // Find a register that is available for two consecutive cycles
 915 static signed char get_reg2(signed char regmap1[], const signed char regmap2[], int r)
 916 {
 917   int hr;
 918   for (hr=0;hr<HOST_REGS;hr++) if(hr!=EXCLUDE_REG&&regmap1[hr]==r&&regmap2[hr]==r) return hr;
 919   return -1;
 920 }
 921
 922 // reverse reg map: mips -> host
 923 #define RRMAP_SIZE 64
 924 static void make_rregs(const signed char regmap[], signed char rrmap[RRMAP_SIZE],
 925   u_int *regs_can_change)
 926 {
 927   u_int r, hr, hr_can_change = 0;
 928   memset(rrmap, -1, RRMAP_SIZE);
 929   for (hr = 0; hr < HOST_REGS; )
 930   {
 931     r = regmap[hr];
 932     rrmap[r & (RRMAP_SIZE - 1)] = hr;
 933     // only add mips $1-$31+$lo, others shifted out
 934     hr_can_change |= (uint64_t)1 << (hr + ((r - 1) & 32));
 935     hr++;
 936     if (hr == EXCLUDE_REG)
 937       hr++;
 938   }
 939   hr_can_change |= 1u << (rrmap[33] & 31);
 940   hr_can_change |= 1u << (rrmap[CCREG] & 31);
 941   hr_can_change &= ~(1u << 31);
 942   *regs_can_change = hr_can_change;
 943 }
 944
 945 // same as get_reg, but takes rrmap
 946 static signed char get_rreg(signed char rrmap[RRMAP_SIZE], signed char r)
 947 {
 948   assert(0 <= r && r < RRMAP_SIZE);
 949   return rrmap[r];
 950 }
 951
 952 static int count_free_regs(const signed char regmap[])
 953 {
 954   int count=0;
 955   int hr;
 956   for(hr=0;hr<HOST_REGS;hr++)
 957   {
 958     if(hr!=EXCLUDE_REG) {
 959       if(regmap[hr]<0) count++;
 960     }
 961   }
 962   return count;
 963 }
 964
 965 static void dirty_reg(struct regstat *cur, signed char reg)
 966 {
 967   int hr;
 968   if (!reg) return;
 969   hr = get_reg(cur->regmap, reg);
 970   if (hr >= 0)
 971     cur->dirty |= 1<<hr;
 972 }
 973
 974 static void set_const(struct regstat *cur, signed char reg, uint32_t value)
 975 {
 976   int hr;
 977   if (!reg) return;
 978   hr = get_reg(cur->regmap, reg);
 979   if (hr >= 0) {
 980     cur->isconst |= 1<<hr;
 981     current_constmap[hr] = value;
 982   }
 983 }
 984
 985 static void clear_const(struct regstat *cur, signed char reg)
 986 {
 987   int hr;
 988   if (!reg) return;
 989   hr = get_reg(cur->regmap, reg);
 990   if (hr >= 0)
 991     cur->isconst &= ~(1<<hr);
 992 }
 993
 994 static int is_const(const struct regstat *cur, signed char reg)
 995 {
 996   int hr;
 997   if (reg < 0) return 0;
 998   if (!reg) return 1;
 999   hr = get_reg(cur->regmap, reg);
1000   if (hr >= 0)
1001     return (cur->isconst>>hr)&1;
1002   return 0;
1003 }
1004
1005 static uint32_t get_const(const struct regstat *cur, signed char reg)
1006 {
1007   int hr;
1008   if (!reg) return 0;
1009   hr = get_reg(cur->regmap, reg);
1010   if (hr >= 0)
1011     return current_constmap[hr];
1012
1013   SysPrintf("Unknown constant in r%d\n", reg);
1014   abort();
1015 }
1016
1017 // Least soon needed registers
1018 // Look at the next ten instructions and see which registers
1019 // will be used.  Try not to reallocate these.
1020 static void lsn(u_char hsn[], int i)
1021 {
1022   int j;
1023   int b=-1;
1024   for(j=0;j<9;j++)
1025   {
1026     if(i+j>=slen) {
1027       j=slen-i-1;
1028       break;
1029     }
1030     if (dops[i+j].is_ujump)
1031     {
1032       // Don't go past an unconditonal jump
1033       j++;
1034       break;
1035     }
1036   }
1037   for(;j>=0;j--)
1038   {
1039     if(dops[i+j].rs1) hsn[dops[i+j].rs1]=j;
1040     if(dops[i+j].rs2) hsn[dops[i+j].rs2]=j;
1041     if(dops[i+j].rt1) hsn[dops[i+j].rt1]=j;
1042     if(dops[i+j].rt2) hsn[dops[i+j].rt2]=j;
1043     if(dops[i+j].itype==STORE || dops[i+j].itype==STORELR) {
1044       // Stores can allocate zero
1045       hsn[dops[i+j].rs1]=j;
1046       hsn[dops[i+j].rs2]=j;
1047     }
1048     if (ram_offset && (dops[i+j].is_load || dops[i+j].is_store))
1049       hsn[ROREG] = j;
1050     // On some architectures stores need invc_ptr
1051     #if defined(HOST_IMM8)
1052     if (dops[i+j].is_store)
1053       hsn[INVCP] = j;
1054     #endif
1055     if(i+j>=0&&(dops[i+j].itype==UJUMP||dops[i+j].itype==CJUMP||dops[i+j].itype==SJUMP))
1056     {
1057       hsn[CCREG]=j;
1058       b=j;
1059     }
1060   }
1061   if(b>=0)
1062   {
1063     if(cinfo[i+b].ba>=start && cinfo[i+b].ba<(start+slen*4))
1064     {
1065       // Follow first branch
1066       int t=(cinfo[i+b].ba-start)>>2;
1067       j=7-b;if(t+j>=slen) j=slen-t-1;
1068       for(;j>=0;j--)
1069       {
1070         if(dops[t+j].rs1) if(hsn[dops[t+j].rs1]>j+b+2) hsn[dops[t+j].rs1]=j+b+2;
1071         if(dops[t+j].rs2) if(hsn[dops[t+j].rs2]>j+b+2) hsn[dops[t+j].rs2]=j+b+2;
1072         //if(dops[t+j].rt1) if(hsn[dops[t+j].rt1]>j+b+2) hsn[dops[t+j].rt1]=j+b+2;
1073         //if(dops[t+j].rt2) if(hsn[dops[t+j].rt2]>j+b+2) hsn[dops[t+j].rt2]=j+b+2;
1074       }
1075     }
1076     // TODO: preferred register based on backward branch
1077   }
1078   // Delay slot should preferably not overwrite branch conditions or cycle count
1079   if (i > 0 && dops[i-1].is_jump) {
1080     if(dops[i-1].rs1) if(hsn[dops[i-1].rs1]>1) hsn[dops[i-1].rs1]=1;
1081     if(dops[i-1].rs2) if(hsn[dops[i-1].rs2]>1) hsn[dops[i-1].rs2]=1;
1082     hsn[CCREG]=1;
1083     // ...or hash tables
1084     hsn[RHASH]=1;
1085     hsn[RHTBL]=1;
1086   }
1087   // Coprocessor load/store needs FTEMP, even if not declared
1088   if(dops[i].itype==C2LS) {
1089     hsn[FTEMP]=0;
1090   }
1091   // Load/store L/R also uses FTEMP as a temporary register
1092   if (dops[i].itype == LOADLR || dops[i].itype == STORELR) {
1093     hsn[FTEMP]=0;
1094   }
1095   // Don't remove the miniht registers
1096   if(dops[i].itype==UJUMP||dops[i].itype==RJUMP)
1097   {
1098     hsn[RHASH]=0;
1099     hsn[RHTBL]=0;
1100   }
1101 }
1102
1103 // We only want to allocate registers if we're going to use them again soon
1104 static int needed_again(int r, int i)
1105 {
1106   int j;
1107   int b=-1;
1108   int rn=10;
1109
1110   if (i > 0 && dops[i-1].is_ujump)
1111   {
1112     if(cinfo[i-1].ba<start || cinfo[i-1].ba>start+slen*4-4)
1113       return 0; // Don't need any registers if exiting the block
1114   }
1115   for(j=0;j<9;j++)
1116   {
1117     if(i+j>=slen) {
1118       j=slen-i-1;
1119       break;
1120     }
1121     if (dops[i+j].is_ujump)
1122     {
1123       // Don't go past an unconditonal jump
1124       j++;
1125       break;
1126     }
1127     if (dops[i+j].is_exception)
1128     {
1129       break;
1130     }
1131   }
1132   for(;j>=1;j--)
1133   {
1134     if(dops[i+j].rs1==r) rn=j;
1135     if(dops[i+j].rs2==r) rn=j;
1136     if((unneeded_reg[i+j]>>r)&1) rn=10;
1137     if(i+j>=0&&(dops[i+j].itype==UJUMP||dops[i+j].itype==CJUMP||dops[i+j].itype==SJUMP))
1138     {
1139       b=j;
1140     }
1141   }
1142   if(rn<10) return 1;
1143   (void)b;
1144   return 0;
1145 }
1146
1147 // Try to match register allocations at the end of a loop with those
1148 // at the beginning
1149 static int loop_reg(int i, int r, int hr)
1150 {
1151   int j,k;
1152   for(j=0;j<9;j++)
1153   {
1154     if(i+j>=slen) {
1155       j=slen-i-1;
1156       break;
1157     }
1158     if (dops[i+j].is_ujump)
1159     {
1160       // Don't go past an unconditonal jump
1161       j++;
1162       break;
1163     }
1164   }
1165   k=0;
1166   if(i>0){
1167     if(dops[i-1].itype==UJUMP||dops[i-1].itype==CJUMP||dops[i-1].itype==SJUMP)
1168       k--;
1169   }
1170   for(;k<j;k++)
1171   {
1172     assert(r < 64);
1173     if((unneeded_reg[i+k]>>r)&1) return hr;
1174     if(i+k>=0&&(dops[i+k].itype==UJUMP||dops[i+k].itype==CJUMP||dops[i+k].itype==SJUMP))
1175     {
1176       if(cinfo[i+k].ba>=start && cinfo[i+k].ba<(start+i*4))
1177       {
1178         int t=(cinfo[i+k].ba-start)>>2;
1179         int reg=get_reg(regs[t].regmap_entry,r);
1180         if(reg>=0) return reg;
1181         //reg=get_reg(regs[t+1].regmap_entry,r);
1182         //if(reg>=0) return reg;
1183       }
1184     }
1185   }
1186   return hr;
1187 }
1188
1189
1190 // Allocate every register, preserving source/target regs
1191 static void alloc_all(struct regstat *cur,int i)
1192 {
1193   int hr;
1194
1195   for(hr=0;hr<HOST_REGS;hr++) {
1196     if(hr!=EXCLUDE_REG) {
1197       if((cur->regmap[hr]!=dops[i].rs1)&&(cur->regmap[hr]!=dops[i].rs2)&&
1198          (cur->regmap[hr]!=dops[i].rt1)&&(cur->regmap[hr]!=dops[i].rt2))
1199       {
1200         cur->regmap[hr]=-1;
1201         cur->dirty&=~(1<<hr);
1202       }
1203       // Don't need zeros
1204       if(cur->regmap[hr]==0)
1205       {
1206         cur->regmap[hr]=-1;
1207         cur->dirty&=~(1<<hr);
1208       }
1209     }
1210   }
1211 }
1212
1213 #ifndef NDEBUG
1214 static int host_tempreg_in_use;
1215
1216 static void host_tempreg_acquire(void)
1217 {
1218   assert(!host_tempreg_in_use);
1219   host_tempreg_in_use = 1;
1220 }
1221
1222 static void host_tempreg_release(void)
1223 {
1224   host_tempreg_in_use = 0;
1225 }
1226 #else
1227 static void host_tempreg_acquire(void) {}
1228 static void host_tempreg_release(void) {}
1229 #endif
1230
1231 #ifdef ASSEM_PRINT
1232 extern void gen_interupt();
1233 extern void do_insn_cmp();
1234 #define FUNCNAME(f) { f, " " #f }
1235 static const struct {
1236   void *addr;
1237   const char *name;
1238 } function_names[] = {
1239   FUNCNAME(cc_interrupt),
1240   FUNCNAME(gen_interupt),
1241   FUNCNAME(ndrc_get_addr_ht),
1242   FUNCNAME(jump_handler_read8),
1243   FUNCNAME(jump_handler_read16),
1244   FUNCNAME(jump_handler_read32),
1245   FUNCNAME(jump_handler_write8),
1246   FUNCNAME(jump_handler_write16),
1247   FUNCNAME(jump_handler_write32),
1248   FUNCNAME(ndrc_write_invalidate_one),
1249   FUNCNAME(ndrc_write_invalidate_many),
1250   FUNCNAME(jump_to_new_pc),
1251   FUNCNAME(jump_break),
1252   FUNCNAME(jump_break_ds),
1253   FUNCNAME(jump_syscall),
1254   FUNCNAME(jump_syscall_ds),
1255   FUNCNAME(jump_overflow),
1256   FUNCNAME(jump_overflow_ds),
1257   FUNCNAME(jump_addrerror),
1258   FUNCNAME(jump_addrerror_ds),
1259   FUNCNAME(call_gteStall),
1260   FUNCNAME(new_dyna_leave),
1261   FUNCNAME(pcsx_mtc0),
1262   FUNCNAME(pcsx_mtc0_ds),
1263   FUNCNAME(execI),
1264 #ifdef __aarch64__
1265   FUNCNAME(do_memhandler_pre),
1266   FUNCNAME(do_memhandler_post),
1267 #endif
1268 #ifdef DRC_DBG
1269 # ifdef __aarch64__
1270   FUNCNAME(do_insn_cmp_arm64),
1271 # else
1272   FUNCNAME(do_insn_cmp),
1273 # endif
1274 #endif
1275 };
1276
1277 static const char *func_name(const void *a)
1278 {
1279   int i;
1280   for (i = 0; i < sizeof(function_names)/sizeof(function_names[0]); i++)
1281     if (function_names[i].addr == a)
1282       return function_names[i].name;
1283   return "";
1284 }
1285
1286 static const char *fpofs_name(u_int ofs)
1287 {
1288   u_int *p = (u_int *)&dynarec_local + ofs/sizeof(u_int);
1289   static char buf[64];
1290   switch (ofs) {
1291   #define ofscase(x) case LO_##x: return " ; " #x
1292   ofscase(next_interupt);
1293   ofscase(cycle_count);
1294   ofscase(last_count);
1295   ofscase(pending_exception);
1296   ofscase(stop);
1297   ofscase(address);
1298   ofscase(lo);
1299   ofscase(hi);
1300   ofscase(PC);
1301   ofscase(cycle);
1302   ofscase(mem_rtab);
1303   ofscase(mem_wtab);
1304   ofscase(psxH_ptr);
1305   ofscase(invc_ptr);
1306   ofscase(ram_offset);
1307   #undef ofscase
1308   }
1309   buf[0] = 0;
1310   if      (psxRegs.GPR.r <= p && p < &psxRegs.GPR.r[32])
1311     snprintf(buf, sizeof(buf), " ; r%d", (int)(p - psxRegs.GPR.r));
1312   else if (psxRegs.CP0.r <= p && p < &psxRegs.CP0.r[32])
1313     snprintf(buf, sizeof(buf), " ; cp0 $%d", (int)(p - psxRegs.CP0.r));
1314   else if (psxRegs.CP2D.r <= p && p < &psxRegs.CP2D.r[32])
1315     snprintf(buf, sizeof(buf), " ; cp2d $%d", (int)(p - psxRegs.CP2D.r));
1316   else if (psxRegs.CP2C.r <= p && p < &psxRegs.CP2C.r[32])
1317     snprintf(buf, sizeof(buf), " ; cp2c $%d", (int)(p - psxRegs.CP2C.r));
1318   return buf;
1319 }
1320 #else
1321 #define func_name(x) ""
1322 #define fpofs_name(x) ""
1323 #endif
1324
1325 #ifdef __i386__
1326 #include "assem_x86.c"
1327 #endif
1328 #ifdef __x86_64__
1329 #include "assem_x64.c"
1330 #endif
1331 #ifdef __arm__
1332 #include "assem_arm.c"
1333 #endif
1334 #ifdef __aarch64__
1335 #include "assem_arm64.c"
1336 #endif
1337
1338 static void *get_trampoline(const void *f)
1339 {
1340   struct ndrc_tramp *tramp = NDRC_WRITE_OFFSET(&ndrc->tramp);
1341   size_t i;
1342
1343   for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(tramp->f); i++) {
1344     if (tramp->f[i] == f || tramp->f[i] == NULL)
1345       break;
1346   }
1347   if (i == ARRAY_SIZE(tramp->f)) {
1348     SysPrintf("trampoline table is full, last func %p\n", f);
1349     abort();
1350   }
1351   if (tramp->f[i] == NULL) {
1352     start_tcache_write(&tramp->f[i], &tramp->f[i + 1]);
1353     tramp->f[i] = f;
1354     end_tcache_write(&tramp->f[i], &tramp->f[i + 1]);
1355 #ifdef HAVE_LIBNX
1356     // invalidate the RX mirror (unsure if necessary, but just in case...)
1357     armDCacheFlush(&ndrc->tramp.f[i], sizeof(ndrc->tramp.f[i]));
1358 #endif
1359   }
1360   return &ndrc->tramp.ops[i];
1361 }
1362
1363 static void emit_far_jump(const void *f)
1364 {
1365   if (can_jump_or_call(f)) {
1366     emit_jmp(f);
1367     return;
1368   }
1369
1370   f = get_trampoline(f);
1371   emit_jmp(f);
1372 }
1373
1374 static void emit_far_call(const void *f)
1375 {
1376   if (can_jump_or_call(f)) {
1377     emit_call(f);
1378     return;
1379   }
1380
1381   f = get_trampoline(f);
1382   emit_call(f);
1383 }
1384
1385 // Check if an address is already compiled
1386 // but don't return addresses which are about to expire from the cache
1387 static void *check_addr(u_int vaddr)
1388 {
1389   struct ht_entry *ht_bin = hash_table_get(vaddr);
1390   size_t i;
1391   for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(ht_bin->vaddr); i++) {
1392     if (ht_bin->vaddr[i] == vaddr)
1393       if (doesnt_expire_soon(ht_bin->tcaddr[i]))
1394         return ht_bin->tcaddr[i];
1395   }
1396
1397   // refactor to get_addr_nocompile?
1398   u_int start_page = get_page_prev(vaddr);
1399   u_int page, end_page = get_page(vaddr);
1400
1401   stat_inc(stat_jump_in_lookups);
1402   for (page = start_page; page <= end_page; page++) {
1403     const struct block_info *block;
1404     for (block = blocks[page]; block != NULL; block = block->next) {
1405       if (vaddr < block->start)
1406         break;
1407       if (block->is_dirty || vaddr >= block->start + block->len)
1408         continue;
1409       if (!doesnt_expire_soon(ndrc->translation_cache + block->tc_offs))
1410         continue;
1411       for (i = 0; i < block->jump_in_cnt; i++)
1412         if (block->jump_in[i].vaddr == vaddr)
1413           break;
1414       if (i == block->jump_in_cnt)
1415         continue;
1416
1417       // Update existing entry with current address
1418       void *addr = block->jump_in[i].addr;
1419       if (ht_bin->vaddr[0] == vaddr) {
1420         ht_bin->tcaddr[0] = addr;
1421         return addr;
1422       }
1423       if (ht_bin->vaddr[1] == vaddr) {
1424         ht_bin->tcaddr[1] = addr;
1425         return addr;
1426       }
1427       // Insert into hash table with low priority.
1428       // Don't evict existing entries, as they are probably
1429       // addresses that are being accessed frequently.
1430       if (ht_bin->vaddr[0] == -1) {
1431         ht_bin->vaddr[0] = vaddr;
1432         ht_bin->tcaddr[0] = addr;
1433       }
1434       else if (ht_bin->vaddr[1] == -1) {
1435         ht_bin->vaddr[1] = vaddr;
1436         ht_bin->tcaddr[1] = addr;
1437       }
1438       return addr;
1439     }
1440   }
1441   return NULL;
1442 }
1443
1444 static void blocks_clear(struct block_info **head)
1445 {
1446   struct block_info *cur, *next;
1447
1448   if ((cur = *head)) {
1449     *head = NULL;
1450     while (cur) {
1451       next = cur->next;
1452       free(cur);
1453       cur = next;
1454     }
1455   }
1456 }
1457
1458 static int blocks_remove_matching_addrs(struct block_info **head,
1459   u_int base_offs, int shift)
1460 {
1461   struct block_info *next;
1462   int hit = 0;
1463   while (*head) {
1464     if ((((*head)->tc_offs ^ base_offs) >> shift) == 0) {
1465       inv_debug("EXP: rm block %08x (tc_offs %x)\n", (*head)->start, (*head)->tc_offs);
1466       invalidate_block(*head);
1467       next = (*head)->next;
1468       free(*head);
1469       *head = next;
1470       stat_dec(stat_blocks);
1471       hit = 1;
1472     }
1473     else
1474     {
1475       head = &((*head)->next);
1476     }
1477   }
1478   return hit;
1479 }
1480
1481 // This is called when we write to a compiled block (see do_invstub)
1482 static void unlink_jumps_vaddr_range(u_int start, u_int end)
1483 {
1484   u_int page, start_page = get_page(start), end_page = get_page(end - 1);
1485   int i;
1486
1487   for (page = start_page; page <= end_page; page++) {
1488     struct jump_info *ji = jumps[page];
1489     if (ji == NULL)
1490       continue;
1491     for (i = 0; i < ji->count; ) {
1492       if (ji->e[i].target_vaddr < start || ji->e[i].target_vaddr >= end) {
1493         i++;
1494         continue;
1495       }
1496
1497       inv_debug("INV: rm link to %08x (tc_offs %zx)\n", ji->e[i].target_vaddr,
1498         (u_char *)ji->e[i].stub - ndrc->translation_cache);
1499       void *host_addr = find_extjump_insn(ji->e[i].stub);
1500       mark_clear_cache(host_addr);
1501       set_jump_target(host_addr, ji->e[i].stub); // point back to dyna_linker stub
1502
1503       stat_dec(stat_links);
1504       ji->count--;
1505       if (i < ji->count) {
1506         ji->e[i] = ji->e[ji->count];
1507         continue;
1508       }
1509       i++;
1510     }
1511   }
1512 }
1513
1514 static void unlink_jumps_tc_range(struct jump_info *ji, u_int base_offs, int shift)
1515 {
1516   int i;
1517   if (ji == NULL)
1518     return;
1519   for (i = 0; i < ji->count; ) {
1520     u_int tc_offs = (u_char *)ji->e[i].stub - ndrc->translation_cache;
1521     if (((tc_offs ^ base_offs) >> shift) != 0) {
1522       i++;
1523       continue;
1524     }
1525
1526     inv_debug("EXP: rm link to %08x (tc_offs %x)\n", ji->e[i].target_vaddr, tc_offs);
1527     stat_dec(stat_links);
1528     ji->count--;
1529     if (i < ji->count) {
1530       ji->e[i] = ji->e[ji->count];
1531       continue;
1532     }
1533     i++;
1534   }
1535 }
1536
1537 static void invalidate_block(struct block_info *block)
1538 {
1539   u_int i;
1540
1541   block->is_dirty = 1;
1542   unlink_jumps_vaddr_range(block->start, block->start + block->len);
1543   for (i = 0; i < block->jump_in_cnt; i++)
1544     hash_table_remove(block->jump_in[i].vaddr);
1545 }
1546
1547 static int invalidate_range(u_int start, u_int end,
1548   u32 *inv_start_ret, u32 *inv_end_ret)
1549 {
1550   struct block_info *last_block = NULL;
1551   u_int start_page = get_page_prev(start);
1552   u_int end_page = get_page(end - 1);
1553   u_int start_m = pmmask(start);
1554   u_int end_m = pmmask(end - 1);
1555   u_int inv_start, inv_end;
1556   u_int blk_start_m, blk_end_m;
1557   u_int page;
1558   int hit = 0;
1559
1560   // additional area without code (to supplement invalid_code[]), [start, end)
1561   // avoids excessive ndrc_write_invalidate*() calls
1562   inv_start = start_m & ~0xfff;
1563   inv_end = end_m | 0xfff;
1564
1565   for (page = start_page; page <= end_page; page++) {
1566     struct block_info *block;
1567     for (block = blocks[page]; block != NULL; block = block->next) {
1568       if (block->is_dirty)
1569         continue;
1570       last_block = block;
1571       blk_end_m = pmmask(block->start + block->len);
1572       if (blk_end_m <= start_m) {
1573         inv_start = max(inv_start, blk_end_m);
1574         continue;
1575       }
1576       blk_start_m = pmmask(block->start);
1577       if (end_m <= blk_start_m) {
1578         inv_end = min(inv_end, blk_start_m - 1);
1579         continue;
1580       }
1581       if (!block->source) // "hack" block - leave it alone
1582         continue;
1583
1584       hit++;
1585       invalidate_block(block);
1586       stat_inc(stat_inv_hits);
1587     }
1588   }
1589
1590   if (!hit && last_block && last_block->source) {
1591     // could be some leftover unused block, uselessly trapping writes
1592     last_block->inv_near_misses++;
1593     if (last_block->inv_near_misses > 128) {
1594       invalidate_block(last_block);
1595       stat_inc(stat_inv_hits);
1596       hit++;
1597     }
1598   }
1599   if (hit) {
1600     do_clear_cache();
1601     mini_ht_clear();
1602   }
1603
1604   if (inv_start <= (start_m & ~0xfff) && inv_end >= (start_m | 0xfff))
1605     // the whole page is empty now
1606     mark_invalid_code(start, 1, 1);
1607
1608   if (inv_start_ret) *inv_start_ret = inv_start | (start & 0xe0000000);
1609   if (inv_end_ret) *inv_end_ret = inv_end | (end & 0xe0000000);
1610   return hit;
1611 }
1612
1613 void new_dynarec_invalidate_range(unsigned int start, unsigned int end)
1614 {
1615   invalidate_range(start, end, NULL, NULL);
1616 }
1617
1618 static void ndrc_write_invalidate_many(u_int start, u_int end)
1619 {
1620   // this check is done by the caller
1621   //if (inv_code_start<=addr&&addr<=inv_code_end) { rhits++; return; }
1622   int ret = invalidate_range(start, end, &inv_code_start, &inv_code_end);
1623 #ifdef INV_DEBUG_W
1624   int invc = invalid_code[start >> 12];
1625   u_int len = end - start;
1626   if (ret)
1627     printf("INV ADDR: %08x/%02x hit %d blocks\n", start, len, ret);
1628   else
1629     printf("INV ADDR: %08x/%02x miss, inv %08x-%08x invc %d->%d\n", start, len,
1630       inv_code_start, inv_code_end, invc, invalid_code[start >> 12]);
1631   check_for_block_changes(start, end);
1632 #endif
1633   stat_inc(stat_inv_addr_calls);
1634   (void)ret;
1635 }
1636
1637 void ndrc_write_invalidate_one(u_int addr)
1638 {
1639   ndrc_write_invalidate_many(addr, addr + 4);
1640 }
1641
1642 // This is called when loading a save state.
1643 // Anything could have changed, so invalidate everything.
1644 void new_dynarec_invalidate_all_pages(void)
1645 {
1646   struct block_info *block;
1647   u_int page;
1648   for (page = 0; page < ARRAY_SIZE(blocks); page++) {
1649     for (block = blocks[page]; block != NULL; block = block->next) {
1650       if (block->is_dirty)
1651         continue;
1652       if (!block->source) // hack block?
1653         continue;
1654       invalidate_block(block);
1655     }
1656   }
1657
1658   do_clear_cache();
1659   mini_ht_clear();
1660 }
1661
1662 // Add an entry to jump_out after making a link
1663 // src should point to code by emit_extjump()
1664 void ndrc_add_jump_out(u_int vaddr, void *src)
1665 {
1666   inv_debug("ndrc_add_jump_out: %p -> %x\n", src, vaddr);
1667   u_int page = get_page(vaddr);
1668   struct jump_info *ji;
1669
1670   stat_inc(stat_links);
1671   check_extjump2(src);
1672   ji = jumps[page];
1673   if (ji == NULL) {
1674     ji = malloc(sizeof(*ji) + sizeof(ji->e[0]) * 16);
1675     ji->alloc = 16;
1676     ji->count = 0;
1677   }
1678   else if (ji->count >= ji->alloc) {
1679     ji->alloc += 16;
1680     ji = realloc(ji, sizeof(*ji) + sizeof(ji->e[0]) * ji->alloc);
1681   }
1682   jumps[page] = ji;
1683   ji->e[ji->count].target_vaddr = vaddr;
1684   ji->e[ji->count].stub = src;
1685   ji->count++;
1686 }
1687
1688 /* Register allocation */
1689
1690 static void alloc_set(struct regstat *cur, int reg, int hr)
1691 {
1692   cur->regmap[hr] = reg;
1693   cur->dirty &= ~(1u << hr);
1694   cur->isconst &= ~(1u << hr);
1695   cur->noevict |= 1u << hr;
1696 }
1697
1698 static void evict_alloc_reg(struct regstat *cur, int i, int reg, int preferred_hr)
1699 {
1700   u_char hsn[MAXREG+1];
1701   int j, r, hr;
1702   memset(hsn, 10, sizeof(hsn));
1703   lsn(hsn, i);
1704   //printf("hsn(%x): %d %d %d %d %d %d %d\n",start+i*4,hsn[cur->regmap[0]&63],hsn[cur->regmap[1]&63],hsn[cur->regmap[2]&63],hsn[cur->regmap[3]&63],hsn[cur->regmap[5]&63],hsn[cur->regmap[6]&63],hsn[cur->regmap[7]&63]);
1705   if(i>0) {
1706     // Don't evict the cycle count at entry points, otherwise the entry
1707     // stub will have to write it.
1708     if(dops[i].bt&&hsn[CCREG]>2) hsn[CCREG]=2;
1709     if (i>1 && hsn[CCREG] > 2 && dops[i-2].is_jump) hsn[CCREG]=2;
1710     for(j=10;j>=3;j--)
1711     {
1712       // Alloc preferred register if available
1713       if (!((cur->noevict >> preferred_hr) & 1)
1714           && hsn[cur->regmap[preferred_hr]] == j)
1715       {
1716         alloc_set(cur, reg, preferred_hr);
1717         return;
1718       }
1719       for(r=1;r<=MAXREG;r++)
1720       {
1721         if(hsn[r]==j&&r!=dops[i-1].rs1&&r!=dops[i-1].rs2&&r!=dops[i-1].rt1&&r!=dops[i-1].rt2) {
1722           for(hr=0;hr<HOST_REGS;hr++) {
1723             if (hr == EXCLUDE_REG || ((cur->noevict >> hr) & 1))
1724               continue;
1725             if(hr!=HOST_CCREG||j<hsn[CCREG]) {
1726               if(cur->regmap[hr]==r) {
1727                 alloc_set(cur, reg, hr);
1728                 return;
1729               }
1730             }
1731           }
1732         }
1733       }
1734     }
1735   }
1736   for(j=10;j>=0;j--)
1737   {
1738     for(r=1;r<=MAXREG;r++)
1739     {
1740       if(hsn[r]==j) {
1741         for(hr=0;hr<HOST_REGS;hr++) {
1742           if (hr == EXCLUDE_REG || ((cur->noevict >> hr) & 1))
1743             continue;
1744           if(cur->regmap[hr]==r) {
1745             alloc_set(cur, reg, hr);
1746             return;
1747           }
1748         }
1749       }
1750     }
1751   }
1752   SysPrintf("This shouldn't happen (evict_alloc_reg)\n");
1753   abort();
1754 }
1755
1756 // Note: registers are allocated clean (unmodified state)
1757 // if you intend to modify the register, you must call dirty_reg().
1758 static void alloc_reg(struct regstat *cur,int i,signed char reg)
1759 {
1760   int r,hr;
1761   int preferred_reg = PREFERRED_REG_FIRST
1762     + reg % (PREFERRED_REG_LAST - PREFERRED_REG_FIRST + 1);
1763   if (reg == CCREG) preferred_reg = HOST_CCREG;
1764   if (reg == PTEMP || reg == FTEMP) preferred_reg = 12;
1765   assert(PREFERRED_REG_FIRST != EXCLUDE_REG && EXCLUDE_REG != HOST_REGS);
1766   assert(reg >= 0);
1767
1768   // Don't allocate unused registers
1769   if((cur->u>>reg)&1) return;
1770
1771   // see if it's already allocated
1772   if ((hr = get_reg(cur->regmap, reg)) >= 0) {
1773     cur->noevict |= 1u << hr;
1774     return;
1775   }
1776
1777   // Keep the same mapping if the register was already allocated in a loop
1778   preferred_reg = loop_reg(i,reg,preferred_reg);
1779
1780   // Try to allocate the preferred register
1781   if (cur->regmap[preferred_reg] == -1) {
1782     alloc_set(cur, reg, preferred_reg);
1783     return;
1784   }
1785   r=cur->regmap[preferred_reg];
1786   assert(r < 64);
1787   if((cur->u>>r)&1) {
1788     alloc_set(cur, reg, preferred_reg);
1789     return;
1790   }
1791
1792   // Clear any unneeded registers
1793   // We try to keep the mapping consistent, if possible, because it
1794   // makes branches easier (especially loops).  So we try to allocate
1795   // first (see above) before removing old mappings.  If this is not
1796   // possible then go ahead and clear out the registers that are no
1797   // longer needed.
1798   for(hr=0;hr<HOST_REGS;hr++)
1799   {
1800     r=cur->regmap[hr];
1801     if(r>=0) {
1802       assert(r < 64);
1803       if((cur->u>>r)&1) {cur->regmap[hr]=-1;break;}
1804     }
1805   }
1806
1807   // Try to allocate any available register, but prefer
1808   // registers that have not been used recently.
1809   if (i > 0) {
1810     for (hr = PREFERRED_REG_FIRST; ; ) {
1811       if (cur->regmap[hr] < 0) {
1812         int oldreg = regs[i-1].regmap[hr];
1813         if (oldreg < 0 || (oldreg != dops[i-1].rs1 && oldreg != dops[i-1].rs2
1814              && oldreg != dops[i-1].rt1 && oldreg != dops[i-1].rt2))
1815         {
1816           alloc_set(cur, reg, hr);
1817           return;
1818         }
1819       }
1820       hr++;
1821       if (hr == EXCLUDE_REG)
1822         hr++;
1823       if (hr == HOST_REGS)
1824         hr = 0;
1825       if (hr == PREFERRED_REG_FIRST)
1826         break;
1827     }
1828   }
1829
1830   // Try to allocate any available register
1831   for (hr = PREFERRED_REG_FIRST; ; ) {
1832     if (cur->regmap[hr] < 0) {
1833       alloc_set(cur, reg, hr);
1834       return;
1835     }
1836     hr++;
1837     if (hr == EXCLUDE_REG)
1838       hr++;
1839     if (hr == HOST_REGS)
1840       hr = 0;
1841     if (hr == PREFERRED_REG_FIRST)
1842       break;
1843   }
1844
1845   // Ok, now we have to evict someone
1846   // Pick a register we hopefully won't need soon
1847   evict_alloc_reg(cur, i, reg, preferred_reg);
1848 }
1849
1850 // Allocate a temporary register.  This is done without regard to
1851 // dirty status or whether the register we request is on the unneeded list
1852 // Note: This will only allocate one register, even if called multiple times
1853 static void alloc_reg_temp(struct regstat *cur,int i,signed char reg)
1854 {
1855   int r,hr;
1856
1857   // see if it's already allocated
1858   for (hr = 0; hr < HOST_REGS; hr++)
1859   {
1860     if (hr != EXCLUDE_REG && cur->regmap[hr] == reg) {
1861       cur->noevict |= 1u << hr;
1862       return;
1863     }
1864   }
1865
1866   // Try to allocate any available register
1867   for(hr=HOST_REGS-1;hr>=0;hr--) {
1868     if(hr!=EXCLUDE_REG&&cur->regmap[hr]==-1) {
1869       alloc_set(cur, reg, hr);
1870       return;
1871     }
1872   }
1873
1874   // Find an unneeded register
1875   for(hr=HOST_REGS-1;hr>=0;hr--)
1876   {
1877     r=cur->regmap[hr];
1878     if(r>=0) {
1879       assert(r < 64);
1880       if((cur->u>>r)&1) {
1881         if(i==0||((unneeded_reg[i-1]>>r)&1)) {
1882           alloc_set(cur, reg, hr);
1883           return;
1884         }
1885       }
1886     }
1887   }
1888
1889   // Ok, now we have to evict someone
1890   // Pick a register we hopefully won't need soon
1891   evict_alloc_reg(cur, i, reg, 0);
1892 }
1893
1894 static void mov_alloc(struct regstat *current,int i)
1895 {
1896   if (dops[i].rs1 == HIREG || dops[i].rs1 == LOREG) {
1897     alloc_cc(current,i); // for stalls
1898     dirty_reg(current,CCREG);
1899   }
1900
1901   // Note: Don't need to actually alloc the source registers
1902   //alloc_reg(current,i,dops[i].rs1);
1903   alloc_reg(current,i,dops[i].rt1);
1904
1905   clear_const(current,dops[i].rs1);
1906   clear_const(current,dops[i].rt1);
1907   dirty_reg(current,dops[i].rt1);
1908 }
1909
1910 static void shiftimm_alloc(struct regstat *current,int i)
1911 {
1912   if(dops[i].opcode2<=0x3) // SLL/SRL/SRA
1913   {
1914     if(dops[i].rt1) {
1915       if(dops[i].rs1&&needed_again(dops[i].rs1,i)) alloc_reg(current,i,dops[i].rs1);
1916       else dops[i].use_lt1=!!dops[i].rs1;
1917       alloc_reg(current,i,dops[i].rt1);
1918       dirty_reg(current,dops[i].rt1);
1919       if(is_const(current,dops[i].rs1)) {
1920         int v=get_const(current,dops[i].rs1);
1921         if(dops[i].opcode2==0x00) set_const(current,dops[i].rt1,v<<cinfo[i].imm);
1922         if(dops[i].opcode2==0x02) set_const(current,dops[i].rt1,(u_int)v>>cinfo[i].imm);
1923         if(dops[i].opcode2==0x03) set_const(current,dops[i].rt1,v>>cinfo[i].imm);
1924       }
1925       else clear_const(current,dops[i].rt1);
1926     }
1927   }
1928   else
1929   {
1930     clear_const(current,dops[i].rs1);
1931     clear_const(current,dops[i].rt1);
1932   }
1933
1934   if(dops[i].opcode2>=0x38&&dops[i].opcode2<=0x3b) // DSLL/DSRL/DSRA
1935   {
1936     assert(0);
1937   }
1938   if(dops[i].opcode2==0x3c) // DSLL32
1939   {
1940     assert(0);
1941   }
1942   if(dops[i].opcode2==0x3e) // DSRL32
1943   {
1944     assert(0);
1945   }
1946   if(dops[i].opcode2==0x3f) // DSRA32
1947   {
1948     assert(0);
1949   }
1950 }
1951
1952 static void shift_alloc(struct regstat *current,int i)
1953 {
1954   if(dops[i].rt1) {
1955       if(dops[i].rs1) alloc_reg(current,i,dops[i].rs1);
1956       if(dops[i].rs2) alloc_reg(current,i,dops[i].rs2);
1957       alloc_reg(current,i,dops[i].rt1);
1958       if(dops[i].rt1==dops[i].rs2) {
1959         alloc_reg_temp(current,i,-1);
1960         cinfo[i].min_free_regs=1;
1961       }
1962     clear_const(current,dops[i].rs1);
1963     clear_const(current,dops[i].rs2);
1964     clear_const(current,dops[i].rt1);
1965     dirty_reg(current,dops[i].rt1);
1966   }
1967 }
1968
1969 static void alu_alloc(struct regstat *current,int i)
1970 {
1971   if(dops[i].opcode2>=0x20&&dops[i].opcode2<=0x23) { // ADD/ADDU/SUB/SUBU
1972     if(dops[i].rt1) {
1973       if(dops[i].rs1&&dops[i].rs2) {
1974         alloc_reg(current,i,dops[i].rs1);
1975         alloc_reg(current,i,dops[i].rs2);
1976       }
1977       else {
1978         if(dops[i].rs1&&needed_again(dops[i].rs1,i)) alloc_reg(current,i,dops[i].rs1);
1979         if(dops[i].rs2&&needed_again(dops[i].rs2,i)) alloc_reg(current,i,dops[i].rs2);
1980       }
1981       alloc_reg(current,i,dops[i].rt1);
1982     }
1983     if (dops[i].may_except) {
1984       alloc_cc_optional(current, i); // for exceptions
1985       alloc_reg_temp(current, i, -1);
1986       cinfo[i].min_free_regs = 1;
1987     }
1988   }
1989   else if(dops[i].opcode2==0x2a||dops[i].opcode2==0x2b) { // SLT/SLTU
1990     if(dops[i].rt1) {
1991       alloc_reg(current,i,dops[i].rs1);
1992       alloc_reg(current,i,dops[i].rs2);
1993       alloc_reg(current,i,dops[i].rt1);
1994     }
1995   }
1996   else if(dops[i].opcode2>=0x24&&dops[i].opcode2<=0x27) { // AND/OR/XOR/NOR
1997     if(dops[i].rt1) {
1998       if(dops[i].rs1&&dops[i].rs2) {
1999         alloc_reg(current,i,dops[i].rs1);
2000         alloc_reg(current,i,dops[i].rs2);
2001       }
2002       else
2003       {
2004         if(dops[i].rs1&&needed_again(dops[i].rs1,i)) alloc_reg(current,i,dops[i].rs1);
2005         if(dops[i].rs2&&needed_again(dops[i].rs2,i)) alloc_reg(current,i,dops[i].rs2);
2006       }
2007       alloc_reg(current,i,dops[i].rt1);
2008     }
2009   }
2010   clear_const(current,dops[i].rs1);
2011   clear_const(current,dops[i].rs2);
2012   clear_const(current,dops[i].rt1);
2013   dirty_reg(current,dops[i].rt1);
2014 }
2015
2016 static void imm16_alloc(struct regstat *current,int i)
2017 {
2018   if(dops[i].rs1&&needed_again(dops[i].rs1,i)) alloc_reg(current,i,dops[i].rs1);
2019   else dops[i].use_lt1=!!dops[i].rs1;
2020   if(dops[i].rt1) alloc_reg(current,i,dops[i].rt1);
2021   if(dops[i].opcode==0x0a||dops[i].opcode==0x0b) { // SLTI/SLTIU
2022     clear_const(current,dops[i].rs1);
2023     clear_const(current,dops[i].rt1);
2024   }
2025   else if(dops[i].opcode>=0x0c&&dops[i].opcode<=0x0e) { // ANDI/ORI/XORI
2026     if(is_const(current,dops[i].rs1)) {
2027       int v=get_const(current,dops[i].rs1);
2028       if(dops[i].opcode==0x0c) set_const(current,dops[i].rt1,v&cinfo[i].imm);
2029       if(dops[i].opcode==0x0d) set_const(current,dops[i].rt1,v|cinfo[i].imm);
2030       if(dops[i].opcode==0x0e) set_const(current,dops[i].rt1,v^cinfo[i].imm);
2031     }
2032     else clear_const(current,dops[i].rt1);
2033   }
2034   else if(dops[i].opcode==0x08||dops[i].opcode==0x09) { // ADDI/ADDIU
2035     if(is_const(current,dops[i].rs1)) {
2036       int v=get_const(current,dops[i].rs1);
2037       set_const(current,dops[i].rt1,v+cinfo[i].imm);
2038     }
2039     else clear_const(current,dops[i].rt1);
2040     if (dops[i].may_except) {
2041       alloc_cc_optional(current, i); // for exceptions
2042       alloc_reg_temp(current, i, -1);
2043       cinfo[i].min_free_regs = 1;
2044     }
2045   }
2046   else {
2047     set_const(current,dops[i].rt1,cinfo[i].imm<<16); // LUI
2048   }
2049   dirty_reg(current,dops[i].rt1);
2050 }
2051
2052 static void load_alloc(struct regstat *current,int i)
2053 {
2054   int need_temp = 0;
2055   clear_const(current,dops[i].rt1);
2056   //if(dops[i].rs1!=dops[i].rt1&&needed_again(dops[i].rs1,i)) clear_const(current,dops[i].rs1); // Does this help or hurt?
2057   if(!dops[i].rs1) current->u&=~1LL; // Allow allocating r0 if it's the source register
2058   if (needed_again(dops[i].rs1, i))
2059     alloc_reg(current, i, dops[i].rs1);
2060   if (ram_offset)
2061     alloc_reg(current, i, ROREG);
2062   if (dops[i].may_except) {
2063     alloc_cc_optional(current, i); // for exceptions
2064     need_temp = 1;
2065   }
2066   if(dops[i].rt1&&!((current->u>>dops[i].rt1)&1)) {
2067     alloc_reg(current,i,dops[i].rt1);
2068     assert(get_reg_w(current->regmap, dops[i].rt1)>=0);
2069     dirty_reg(current,dops[i].rt1);
2070     // LWL/LWR need a temporary register for the old value
2071     if(dops[i].opcode==0x22||dops[i].opcode==0x26)
2072     {
2073       alloc_reg(current,i,FTEMP);
2074       need_temp = 1;
2075     }
2076   }
2077   else
2078   {
2079     // Load to r0 or unneeded register (dummy load)
2080     // but we still need a register to calculate the address
2081     if(dops[i].opcode==0x22||dops[i].opcode==0x26)
2082       alloc_reg(current,i,FTEMP); // LWL/LWR need another temporary
2083     need_temp = 1;
2084   }
2085   if (need_temp) {
2086     alloc_reg_temp(current, i, -1);
2087     cinfo[i].min_free_regs = 1;
2088   }
2089 }
2090
2091 // this may eat up to 7 registers
2092 static void store_alloc(struct regstat *current, int i)
2093 {
2094   clear_const(current,dops[i].rs2);
2095   if(!(dops[i].rs2)) current->u&=~1LL; // Allow allocating r0 if necessary
2096   if(needed_again(dops[i].rs1,i)) alloc_reg(current,i,dops[i].rs1);
2097   alloc_reg(current,i,dops[i].rs2);
2098   if (ram_offset)
2099     alloc_reg(current, i, ROREG);
2100   #if defined(HOST_IMM8)
2101   // On CPUs without 32-bit immediates we need a pointer to invalid_code
2102   alloc_reg(current, i, INVCP);
2103   #endif
2104   if (dops[i].opcode == 0x2a || dops[i].opcode == 0x2e) { // SWL/SWL
2105     alloc_reg(current,i,FTEMP);
2106   }
2107   if (dops[i].may_except)
2108     alloc_cc_optional(current, i); // for exceptions
2109   // We need a temporary register for address generation
2110   alloc_reg_temp(current,i,-1);
2111   cinfo[i].min_free_regs=1;
2112 }
2113
2114 static void c2ls_alloc(struct regstat *current, int i)
2115 {
2116   clear_const(current,dops[i].rt1);
2117   if(needed_again(dops[i].rs1,i)) alloc_reg(current,i,dops[i].rs1);
2118   alloc_reg(current,i,FTEMP);
2119   if (ram_offset)
2120     alloc_reg(current, i, ROREG);
2121   #if defined(HOST_IMM8)
2122   // On CPUs without 32-bit immediates we need a pointer to invalid_code
2123   if (dops[i].opcode == 0x3a) // SWC2
2124     alloc_reg(current,i,INVCP);
2125   #endif
2126   if (dops[i].may_except)
2127     alloc_cc_optional(current, i); // for exceptions
2128   // We need a temporary register for address generation
2129   alloc_reg_temp(current,i,-1);
2130   cinfo[i].min_free_regs=1;
2131 }
2132
2133 #ifndef multdiv_alloc
2134 static void multdiv_alloc(struct regstat *current,int i)
2135 {
2136   //  case 0x18: MULT
2137   //  case 0x19: MULTU
2138   //  case 0x1A: DIV
2139   //  case 0x1B: DIVU
2140   clear_const(current,dops[i].rs1);
2141   clear_const(current,dops[i].rs2);
2142   alloc_cc(current,i); // for stalls
2143   dirty_reg(current,CCREG);
2144   current->u &= ~(1ull << HIREG);
2145   current->u &= ~(1ull << LOREG);
2146   alloc_reg(current, i, HIREG);
2147   alloc_reg(current, i, LOREG);
2148   dirty_reg(current, HIREG);
2149   dirty_reg(current, LOREG);
2150   if ((dops[i].opcode2 & 0x3e) == 0x1a || (dops[i].rs1 && dops[i].rs2)) // div(u)
2151   {
2152     alloc_reg(current, i, dops[i].rs1);
2153     alloc_reg(current, i, dops[i].rs2);
2154   }
2155   // else multiply by zero is zero
2156 }
2157 #endif
2158
2159 static void cop0_alloc(struct regstat *current,int i)
2160 {
2161   if(dops[i].opcode2==0) // MFC0
2162   {
2163     if(dops[i].rt1) {
2164       clear_const(current,dops[i].rt1);
2165       alloc_reg(current,i,dops[i].rt1);
2166       dirty_reg(current,dops[i].rt1);
2167     }
2168   }
2169   else if(dops[i].opcode2==4) // MTC0
2170   {
2171     if (((source[i]>>11)&0x1e) == 12) {
2172       alloc_cc(current, i);
2173       dirty_reg(current, CCREG);
2174     }
2175     if(dops[i].rs1){
2176       clear_const(current,dops[i].rs1);
2177       alloc_reg(current,i,dops[i].rs1);
2178       alloc_all(current,i);
2179     }
2180     else {
2181       alloc_all(current,i); // FIXME: Keep r0
2182       current->u&=~1LL;
2183       alloc_reg(current,i,0);
2184     }
2185     cinfo[i].min_free_regs = HOST_REGS;
2186   }
2187 }
2188
2189 static void rfe_alloc(struct regstat *current, int i)
2190 {
2191   alloc_all(current, i);
2192   cinfo[i].min_free_regs = HOST_REGS;
2193 }
2194
2195 static void cop2_alloc(struct regstat *current,int i)
2196 {
2197   if (dops[i].opcode2 < 3) // MFC2/CFC2
2198   {
2199     alloc_cc(current,i); // for stalls
2200     dirty_reg(current,CCREG);
2201     if(dops[i].rt1){
2202       clear_const(current,dops[i].rt1);
2203       alloc_reg(current,i,dops[i].rt1);
2204       dirty_reg(current,dops[i].rt1);
2205     }
2206   }
2207   else if (dops[i].opcode2 > 3) // MTC2/CTC2
2208   {
2209     if(dops[i].rs1){
2210       clear_const(current,dops[i].rs1);
2211       alloc_reg(current,i,dops[i].rs1);
2212     }
2213     else {
2214       current->u&=~1LL;
2215       alloc_reg(current,i,0);
2216     }
2217   }
2218   alloc_reg_temp(current,i,-1);
2219   cinfo[i].min_free_regs=1;
2220 }
2221
2222 static void c2op_alloc(struct regstat *current,int i)
2223 {
2224   alloc_cc(current,i); // for stalls
2225   dirty_reg(current,CCREG);
2226   alloc_reg_temp(current,i,-1);
2227 }
2228
2229 static void syscall_alloc(struct regstat *current,int i)
2230 {
2231   alloc_cc(current,i);
2232   dirty_reg(current,CCREG);
2233   alloc_all(current,i);
2234   cinfo[i].min_free_regs=HOST_REGS;
2235   current->isconst=0;
2236 }
2237
2238 static void delayslot_alloc(struct regstat *current,int i)
2239 {
2240   switch(dops[i].itype) {
2241     case UJUMP:
2242     case CJUMP:
2243     case SJUMP:
2244     case RJUMP:
2245     case SYSCALL:
2246     case HLECALL:
2247     case IMM16:
2248       imm16_alloc(current,i);
2249       break;
2250     case LOAD:
2251     case LOADLR:
2252       load_alloc(current,i);
2253       break;
2254     case STORE:
2255     case STORELR:
2256       store_alloc(current,i);
2257       break;
2258     case ALU:
2259       alu_alloc(current,i);
2260       break;
2261     case SHIFT:
2262       shift_alloc(current,i);
2263       break;
2264     case MULTDIV:
2265       multdiv_alloc(current,i);
2266       break;
2267     case SHIFTIMM:
2268       shiftimm_alloc(current,i);
2269       break;
2270     case MOV:
2271       mov_alloc(current,i);
2272       break;
2273     case COP0:
2274       cop0_alloc(current,i);
2275       break;
2276     case RFE:
2277       rfe_alloc(current,i);
2278       break;
2279     case COP2:
2280       cop2_alloc(current,i);
2281       break;
2282     case C2LS:
2283       c2ls_alloc(current,i);
2284       break;
2285     case C2OP:
2286       c2op_alloc(current,i);
2287       break;
2288   }
2289 }
2290
2291 static void add_stub(enum stub_type type, void *addr, void *retaddr,
2292   u_int a, uintptr_t b, uintptr_t c, u_int d, u_int e)
2293 {
2294   assert(stubcount < ARRAY_SIZE(stubs));
2295   stubs[stubcount].type = type;
2296   stubs[stubcount].addr = addr;
2297   stubs[stubcount].retaddr = retaddr;
2298   stubs[stubcount].a = a;
2299   stubs[stubcount].b = b;
2300   stubs[stubcount].c = c;
2301   stubs[stubcount].d = d;
2302   stubs[stubcount].e = e;
2303   stubcount++;
2304 }
2305
2306 static void add_stub_r(enum stub_type type, void *addr, void *retaddr,
2307   int i, int addr_reg, const struct regstat *i_regs, int ccadj, u_int reglist)
2308 {
2309   add_stub(type, addr, retaddr, i, addr_reg, (uintptr_t)i_regs, ccadj, reglist);
2310 }
2311
2312 // Write out a single register
2313 static void wb_register(signed char r, const signed char regmap[], u_int dirty)
2314 {
2315   int hr;
2316   for(hr=0;hr<HOST_REGS;hr++) {
2317     if(hr!=EXCLUDE_REG) {
2318       if(regmap[hr]==r) {
2319         if((dirty>>hr)&1) {
2320           assert(regmap[hr]<64);
2321           emit_storereg(r,hr);
2322         }
2323         break;
2324       }
2325     }
2326   }
2327 }
2328
2329 static void wb_valid(signed char pre[],signed char entry[],u_int dirty_pre,u_int dirty,uint64_t u)
2330 {
2331   //if(dirty_pre==dirty) return;
2332   int hr, r;
2333   for (hr = 0; hr < HOST_REGS; hr++) {
2334     r = pre[hr];
2335     if (r < 1 || r > 33 || ((u >> r) & 1))
2336       continue;
2337     if (((dirty_pre & ~dirty) >> hr) & 1)
2338       emit_storereg(r, hr);
2339   }
2340 }
2341
2342 // trashes r2
2343 static void pass_args(int a0, int a1)
2344 {
2345   if(a0==1&&a1==0) {
2346     // must swap
2347     emit_mov(a0,2); emit_mov(a1,1); emit_mov(2,0);
2348   }
2349   else if(a0!=0&&a1==0) {
2350     emit_mov(a1,1);
2351     if (a0>=0) emit_mov(a0,0);
2352   }
2353   else {
2354     if(a0>=0&&a0!=0) emit_mov(a0,0);
2355     if(a1>=0&&a1!=1) emit_mov(a1,1);
2356   }
2357 }
2358
2359 static void alu_assemble(int i, const struct regstat *i_regs, int ccadj_)
2360 {
2361   if(dops[i].opcode2>=0x20&&dops[i].opcode2<=0x23) { // ADD/ADDU/SUB/SUBU
2362     int do_oflow = dops[i].may_except; // ADD/SUB with exceptions enabled
2363     if (dops[i].rt1 || do_oflow) {
2364       int do_exception_check = 0;
2365       signed char s1, s2, t, tmp;
2366       t = get_reg_w(i_regs->regmap, dops[i].rt1);
2367       tmp = get_reg_temp(i_regs->regmap);
2368       if (do_oflow)
2369         assert(tmp >= 0);
2370       if (t < 0 && do_oflow)
2371         t = tmp;
2372       if (t >= 0) {
2373         s1 = get_reg(i_regs->regmap, dops[i].rs1);
2374         s2 = get_reg(i_regs->regmap, dops[i].rs2);
2375         if (dops[i].rs1 && dops[i].rs2) {
2376           assert(s1>=0);
2377           assert(s2>=0);
2378           if (dops[i].opcode2 & 2) {
2379             if (do_oflow) {
2380               emit_subs(s1, s2, tmp);
2381               do_exception_check = 1;
2382             }
2383             else
2384               emit_sub(s1,s2,t);
2385           }
2386           else {
2387             if (do_oflow) {
2388               emit_adds(s1, s2, tmp);
2389               do_exception_check = 1;
2390             }
2391             else
2392               emit_add(s1,s2,t);
2393           }
2394         }
2395         else if(dops[i].rs1) {
2396           if(s1>=0) emit_mov(s1,t);
2397           else emit_loadreg(dops[i].rs1,t);
2398         }
2399         else if(dops[i].rs2) {
2400           if (s2 < 0) {
2401             emit_loadreg(dops[i].rs2, t);
2402             s2 = t;
2403           }
2404           if (dops[i].opcode2 & 2) {
2405             if (do_oflow) {
2406               emit_negs(s2, tmp);
2407               do_exception_check = 1;
2408             }
2409             else
2410               emit_neg(s2, t);
2411           }
2412           else if (s2 != t)
2413             emit_mov(s2, t);
2414         }
2415         else
2416           emit_zeroreg(t);
2417       }
2418       if (do_exception_check) {
2419         void *jaddr = out;
2420         emit_jo(0);
2421         if (t >= 0 && tmp != t)
2422           emit_mov(tmp, t);
2423         add_stub_r(OVERFLOW_STUB, jaddr, out, i, 0, i_regs, ccadj_, 0);
2424       }
2425     }
2426   }
2427   else if(dops[i].opcode2==0x2a||dops[i].opcode2==0x2b) { // SLT/SLTU
2428     if(dops[i].rt1) {
2429       signed char s1l,s2l,t;
2430       {
2431         t=get_reg_w(i_regs->regmap, dops[i].rt1);
2432         //assert(t>=0);
2433         if(t>=0) {
2434           s1l=get_reg(i_regs->regmap,dops[i].rs1);
2435           s2l=get_reg(i_regs->regmap,dops[i].rs2);
2436           if(dops[i].rs2==0) // rx<r0
2437           {
2438             if(dops[i].opcode2==0x2a&&dops[i].rs1!=0) { // SLT
2439               assert(s1l>=0);
2440               emit_shrimm(s1l,31,t);
2441             }
2442             else // SLTU (unsigned can not be less than zero, 0<0)
2443               emit_zeroreg(t);
2444           }
2445           else if(dops[i].rs1==0) // r0<rx
2446           {
2447             assert(s2l>=0);
2448             if(dops[i].opcode2==0x2a) // SLT
2449               emit_set_gz32(s2l,t);
2450             else // SLTU (set if not zero)
2451               emit_set_nz32(s2l,t);
2452           }
2453           else{
2454             assert(s1l>=0);assert(s2l>=0);
2455             if(dops[i].opcode2==0x2a) // SLT
2456               emit_set_if_less32(s1l,s2l,t);
2457             else // SLTU
2458               emit_set_if_carry32(s1l,s2l,t);
2459           }
2460         }
2461       }
2462     }
2463   }
2464   else if(dops[i].opcode2>=0x24&&dops[i].opcode2<=0x27) { // AND/OR/XOR/NOR
2465     if(dops[i].rt1) {
2466       signed char s1l,s2l,tl;
2467       tl=get_reg_w(i_regs->regmap, dops[i].rt1);
2468       {
2469         if(tl>=0) {
2470           s1l=get_reg(i_regs->regmap,dops[i].rs1);
2471           s2l=get_reg(i_regs->regmap,dops[i].rs2);
2472           if(dops[i].rs1&&dops[i].rs2) {
2473             assert(s1l>=0);
2474             assert(s2l>=0);
2475             if(dops[i].opcode2==0x24) { // AND
2476               emit_and(s1l,s2l,tl);
2477             } else
2478             if(dops[i].opcode2==0x25) { // OR
2479               emit_or(s1l,s2l,tl);
2480             } else
2481             if(dops[i].opcode2==0x26) { // XOR
2482               emit_xor(s1l,s2l,tl);
2483             } else
2484             if(dops[i].opcode2==0x27) { // NOR
2485               emit_or(s1l,s2l,tl);
2486               emit_not(tl,tl);
2487             }
2488           }
2489           else
2490           {
2491             if(dops[i].opcode2==0x24) { // AND
2492               emit_zeroreg(tl);
2493             } else
2494             if(dops[i].opcode2==0x25||dops[i].opcode2==0x26) { // OR/XOR
2495               if(dops[i].rs1){
2496                 if(s1l>=0) emit_mov(s1l,tl);
2497                 else emit_loadreg(dops[i].rs1,tl); // CHECK: regmap_entry?
2498               }
2499               else
2500               if(dops[i].rs2){
2501                 if(s2l>=0) emit_mov(s2l,tl);
2502                 else emit_loadreg(dops[i].rs2,tl); // CHECK: regmap_entry?
2503               }
2504               else emit_zeroreg(tl);
2505             } else
2506             if(dops[i].opcode2==0x27) { // NOR
2507               if(dops[i].rs1){
2508                 if(s1l>=0) emit_not(s1l,tl);
2509                 else {
2510                   emit_loadreg(dops[i].rs1,tl);
2511                   emit_not(tl,tl);
2512                 }
2513               }
2514               else
2515               if(dops[i].rs2){
2516                 if(s2l>=0) emit_not(s2l,tl);
2517                 else {
2518                   emit_loadreg(dops[i].rs2,tl);
2519                   emit_not(tl,tl);
2520                 }
2521               }
2522               else emit_movimm(-1,tl);
2523             }
2524           }
2525         }
2526       }
2527     }
2528   }
2529 }
2530
2531 static void imm16_assemble(int i, const struct regstat *i_regs, int ccadj_)
2532 {
2533   if (dops[i].opcode==0x0f) { // LUI
2534     if(dops[i].rt1) {
2535       signed char t;
2536       t=get_reg_w(i_regs->regmap, dops[i].rt1);
2537       //assert(t>=0);
2538       if(t>=0) {
2539         if(!((i_regs->isconst>>t)&1))
2540           emit_movimm(cinfo[i].imm<<16,t);
2541       }
2542     }
2543   }
2544   if(dops[i].opcode==0x08||dops[i].opcode==0x09) { // ADDI/ADDIU
2545     int is_addi = dops[i].may_except;
2546     if (dops[i].rt1 || is_addi) {
2547       signed char s, t, tmp;
2548       t=get_reg_w(i_regs->regmap, dops[i].rt1);
2549       s=get_reg(i_regs->regmap,dops[i].rs1);
2550       if(dops[i].rs1) {
2551         tmp = get_reg_temp(i_regs->regmap);
2552         if (is_addi) {
2553           assert(tmp >= 0);
2554           if (t < 0) t = tmp;
2555         }
2556         if(t>=0) {
2557           if(!((i_regs->isconst>>t)&1)) {
2558             int sum, do_exception_check = 0;
2559             if (s < 0) {
2560               if(i_regs->regmap_entry[t]!=dops[i].rs1) emit_loadreg(dops[i].rs1,t);
2561               if (is_addi) {
2562                 emit_addimm_and_set_flags3(t, cinfo[i].imm, tmp);
2563                 do_exception_check = 1;
2564               }
2565               else
2566                 emit_addimm(t, cinfo[i].imm, t);
2567             } else {
2568               if (!((i_regs->wasconst >> s) & 1)) {
2569                 if (is_addi) {
2570                   emit_addimm_and_set_flags3(s, cinfo[i].imm, tmp);
2571                   do_exception_check = 1;
2572                 }
2573                 else
2574                   emit_addimm(s, cinfo[i].imm, t);
2575               }
2576               else {
2577                 int oflow = add_overflow(constmap[i][s], cinfo[i].imm, sum);
2578                 if (is_addi && oflow)
2579                   do_exception_check = 2;
2580                 else
2581                   emit_movimm(sum, t);
2582               }
2583             }
2584             if (do_exception_check) {
2585               void *jaddr = out;
2586               if (do_exception_check == 2)
2587                 emit_jmp(0);
2588               else {
2589                 emit_jo(0);
2590                 if (tmp != t)
2591                   emit_mov(tmp, t);
2592               }
2593               add_stub_r(OVERFLOW_STUB, jaddr, out, i, 0, i_regs, ccadj_, 0);
2594             }
2595           }
2596         }
2597       } else {
2598         if(t>=0) {
2599           if(!((i_regs->isconst>>t)&1))
2600             emit_movimm(cinfo[i].imm,t);
2601         }
2602       }
2603     }
2604   }
2605   else if(dops[i].opcode==0x0a||dops[i].opcode==0x0b) { // SLTI/SLTIU
2606     if(dops[i].rt1) {
2607       //assert(dops[i].rs1!=0); // r0 might be valid, but it's probably a bug
2608       signed char sl,t;
2609       t=get_reg_w(i_regs->regmap, dops[i].rt1);
2610       sl=get_reg(i_regs->regmap,dops[i].rs1);
2611       //assert(t>=0);
2612       if(t>=0) {
2613         if(dops[i].rs1>0) {
2614             if(dops[i].opcode==0x0a) { // SLTI
2615               if(sl<0) {
2616                 if(i_regs->regmap_entry[t]!=dops[i].rs1) emit_loadreg(dops[i].rs1,t);
2617                 emit_slti32(t,cinfo[i].imm,t);
2618               }else{
2619                 emit_slti32(sl,cinfo[i].imm,t);
2620               }
2621             }
2622             else { // SLTIU
2623               if(sl<0) {
2624                 if(i_regs->regmap_entry[t]!=dops[i].rs1) emit_loadreg(dops[i].rs1,t);
2625                 emit_sltiu32(t,cinfo[i].imm,t);
2626               }else{
2627                 emit_sltiu32(sl,cinfo[i].imm,t);
2628               }
2629             }
2630         }else{
2631           // SLTI(U) with r0 is just stupid,
2632           // nonetheless examples can be found
2633           if(dops[i].opcode==0x0a) // SLTI
2634             if(0<cinfo[i].imm) emit_movimm(1,t);
2635             else emit_zeroreg(t);
2636           else // SLTIU
2637           {
2638             if(cinfo[i].imm) emit_movimm(1,t);
2639             else emit_zeroreg(t);
2640           }
2641         }
2642       }
2643     }
2644   }
2645   else if(dops[i].opcode>=0x0c&&dops[i].opcode<=0x0e) { // ANDI/ORI/XORI
2646     if(dops[i].rt1) {
2647       signed char sl,tl;
2648       tl=get_reg_w(i_regs->regmap, dops[i].rt1);
2649       sl=get_reg(i_regs->regmap,dops[i].rs1);
2650       if(tl>=0 && !((i_regs->isconst>>tl)&1)) {
2651         if(dops[i].opcode==0x0c) //ANDI
2652         {
2653           if(dops[i].rs1) {
2654             if(sl<0) {
2655               if(i_regs->regmap_entry[tl]!=dops[i].rs1) emit_loadreg(dops[i].rs1,tl);
2656               emit_andimm(tl,cinfo[i].imm,tl);
2657             }else{
2658               if(!((i_regs->wasconst>>sl)&1))
2659                 emit_andimm(sl,cinfo[i].imm,tl);
2660               else
2661                 emit_movimm(constmap[i][sl]&cinfo[i].imm,tl);
2662             }
2663           }
2664           else
2665             emit_zeroreg(tl);
2666         }
2667         else
2668         {
2669           if(dops[i].rs1) {
2670             if(sl<0) {
2671               if(i_regs->regmap_entry[tl]!=dops[i].rs1) emit_loadreg(dops[i].rs1,tl);
2672             }
2673             if(dops[i].opcode==0x0d) { // ORI
2674               if(sl<0) {
2675                 emit_orimm(tl,cinfo[i].imm,tl);
2676               }else{
2677                 if(!((i_regs->wasconst>>sl)&1))
2678                   emit_orimm(sl,cinfo[i].imm,tl);
2679                 else
2680                   emit_movimm(constmap[i][sl]|cinfo[i].imm,tl);
2681               }
2682             }
2683             if(dops[i].opcode==0x0e) { // XORI
2684               if(sl<0) {
2685                 emit_xorimm(tl,cinfo[i].imm,tl);
2686               }else{
2687                 if(!((i_regs->wasconst>>sl)&1))
2688                   emit_xorimm(sl,cinfo[i].imm,tl);
2689                 else
2690                   emit_movimm(constmap[i][sl]^cinfo[i].imm,tl);
2691               }
2692             }
2693           }
2694           else {
2695             emit_movimm(cinfo[i].imm,tl);
2696           }
2697         }
2698       }
2699     }
2700   }
2701 }
2702
2703 static void shiftimm_assemble(int i, const struct regstat *i_regs)
2704 {
2705   if(dops[i].opcode2<=0x3) // SLL/SRL/SRA
2706   {
2707     if(dops[i].rt1) {
2708       signed char s,t;
2709       t=get_reg_w(i_regs->regmap, dops[i].rt1);
2710       s=get_reg(i_regs->regmap,dops[i].rs1);
2711       //assert(t>=0);
2712       if(t>=0&&!((i_regs->isconst>>t)&1)){
2713         if(dops[i].rs1==0)
2714         {
2715           emit_zeroreg(t);
2716         }
2717         else
2718         {
2719           if(s<0&&i_regs->regmap_entry[t]!=dops[i].rs1) emit_loadreg(dops[i].rs1,t);
2720           if(cinfo[i].imm) {
2721             if(dops[i].opcode2==0) // SLL
2722             {
2723               emit_shlimm(s<0?t:s,cinfo[i].imm,t);
2724             }
2725             if(dops[i].opcode2==2) // SRL
2726             {
2727               emit_shrimm(s<0?t:s,cinfo[i].imm,t);
2728             }
2729             if(dops[i].opcode2==3) // SRA
2730             {
2731               emit_sarimm(s<0?t:s,cinfo[i].imm,t);
2732             }
2733           }else{
2734             // Shift by zero
2735             if(s>=0 && s!=t) emit_mov(s,t);
2736           }
2737         }
2738       }
2739       //emit_storereg(dops[i].rt1,t); //DEBUG
2740     }
2741   }
2742   if(dops[i].opcode2>=0x38&&dops[i].opcode2<=0x3b) // DSLL/DSRL/DSRA
2743   {
2744     assert(0);
2745   }
2746   if(dops[i].opcode2==0x3c) // DSLL32
2747   {
2748     assert(0);
2749   }
2750   if(dops[i].opcode2==0x3e) // DSRL32
2751   {
2752     assert(0);
2753   }
2754   if(dops[i].opcode2==0x3f) // DSRA32
2755   {
2756     assert(0);
2757   }
2758 }
2759
2760 #ifndef shift_assemble
2761 static void shift_assemble(int i, const struct regstat *i_regs)
2762 {
2763   signed char s,t,shift;
2764   if (dops[i].rt1 == 0)
2765     return;
2766   assert(dops[i].opcode2<=0x07); // SLLV/SRLV/SRAV
2767   t = get_reg(i_regs->regmap, dops[i].rt1);
2768   s = get_reg(i_regs->regmap, dops[i].rs1);
2769   shift = get_reg(i_regs->regmap, dops[i].rs2);
2770   if (t < 0)
2771     return;
2772
2773   if(dops[i].rs1==0)
2774     emit_zeroreg(t);
2775   else if(dops[i].rs2==0) {
2776     assert(s>=0);
2777     if(s!=t) emit_mov(s,t);
2778   }
2779   else {
2780     host_tempreg_acquire();
2781     emit_andimm(shift,31,HOST_TEMPREG);
2782     switch(dops[i].opcode2) {
2783     case 4: // SLLV
2784       emit_shl(s,HOST_TEMPREG,t);
2785       break;
2786     case 6: // SRLV
2787       emit_shr(s,HOST_TEMPREG,t);
2788       break;
2789     case 7: // SRAV
2790       emit_sar(s,HOST_TEMPREG,t);
2791       break;
2792     default:
2793       assert(0);
2794     }
2795     host_tempreg_release();
2796   }
2797 }
2798
2799 #endif
2800
2801 enum {
2802   MTYPE_8000 = 0,
2803   MTYPE_8020,
2804   MTYPE_0000,
2805   MTYPE_A000,
2806   MTYPE_1F80,
2807 };
2808
2809 static int get_ptr_mem_type(u_int a)
2810 {
2811   if(a < 0x00200000) {
2812     if(a<0x1000&&((start>>20)==0xbfc||(start>>24)==0xa0))
2813       // return wrong, must use memhandler for BIOS self-test to pass
2814       // 007 does similar stuff from a00 mirror, weird stuff
2815       return MTYPE_8000;
2816     return MTYPE_0000;
2817   }
2818   if(0x1f800000 <= a && a < 0x1f801000)
2819     return MTYPE_1F80;
2820   if(0x80200000 <= a && a < 0x80800000)
2821     return MTYPE_8020;
2822   if(0xa0000000 <= a && a < 0xa0200000)
2823     return MTYPE_A000;
2824   return MTYPE_8000;
2825 }
2826
2827 static int get_ro_reg(const struct regstat *i_regs, int host_tempreg_free)
2828 {
2829   int r = get_reg(i_regs->regmap, ROREG);
2830   if (r < 0 && host_tempreg_free) {
2831     host_tempreg_acquire();
2832     emit_loadreg(ROREG, r = HOST_TEMPREG);
2833   }
2834   if (r < 0)
2835     abort();
2836   return r;
2837 }
2838
2839 static void *emit_fastpath_cmp_jump(int i, const struct regstat *i_regs,
2840   int addr, int *offset_reg, int *addr_reg_override, int ccadj_)
2841 {
2842   void *jaddr = NULL;
2843   int type = 0;
2844   int mr = dops[i].rs1;
2845   assert(addr >= 0);
2846   *offset_reg = -1;
2847   if(((smrv_strong|smrv_weak)>>mr)&1) {
2848     type=get_ptr_mem_type(smrv[mr]);
2849     //printf("set %08x @%08x r%d %d\n", smrv[mr], start+i*4, mr, type);
2850   }
2851   else {
2852     // use the mirror we are running on
2853     type=get_ptr_mem_type(start);
2854     //printf("set nospec   @%08x r%d %d\n", start+i*4, mr, type);
2855   }
2856
2857   if (dops[i].may_except) {
2858     // alignment check
2859     u_int op = dops[i].opcode;
2860     int mask = ((op & 0x37) == 0x21 || op == 0x25) ? 1 : 3; // LH/SH/LHU
2861     void *jaddr2;
2862     emit_testimm(addr, mask);
2863     jaddr2 = out;
2864     emit_jne(0);
2865     add_stub_r(ALIGNMENT_STUB, jaddr2, out, i, addr, i_regs, ccadj_, 0);
2866   }
2867
2868   if(type==MTYPE_8020) { // RAM 80200000+ mirror
2869     host_tempreg_acquire();
2870     emit_andimm(addr,~0x00e00000,HOST_TEMPREG);
2871     addr=*addr_reg_override=HOST_TEMPREG;
2872     type=0;
2873   }
2874   else if(type==MTYPE_0000) { // RAM 0 mirror
2875     host_tempreg_acquire();
2876     emit_orimm(addr,0x80000000,HOST_TEMPREG);
2877     addr=*addr_reg_override=HOST_TEMPREG;
2878     type=0;
2879   }
2880   else if(type==MTYPE_A000) { // RAM A mirror
2881     host_tempreg_acquire();
2882     emit_andimm(addr,~0x20000000,HOST_TEMPREG);
2883     addr=*addr_reg_override=HOST_TEMPREG;
2884     type=0;
2885   }
2886   else if(type==MTYPE_1F80) { // scratchpad
2887     if (psxH == (void *)0x1f800000) {
2888       host_tempreg_acquire();
2889       emit_xorimm(addr,0x1f800000,HOST_TEMPREG);
2890       emit_cmpimm(HOST_TEMPREG,0x1000);
2891       host_tempreg_release();
2892       jaddr=out;
2893       emit_jc(0);
2894     }
2895     else {
2896       // do the usual RAM check, jump will go to the right handler
2897       type=0;
2898     }
2899   }
2900
2901   if (type == 0) // need ram check
2902   {
2903     emit_cmpimm(addr,RAM_SIZE);
2904     jaddr = out;
2905     #ifdef CORTEX_A8_BRANCH_PREDICTION_HACK
2906     // Hint to branch predictor that the branch is unlikely to be taken
2907     if (dops[i].rs1 >= 28)
2908       emit_jno_unlikely(0);
2909     else
2910     #endif
2911       emit_jno(0);
2912     if (ram_offset != 0)
2913       *offset_reg = get_ro_reg(i_regs, 0);
2914   }
2915
2916   return jaddr;
2917 }
2918
2919 // return memhandler, or get directly accessable address and return 0
2920 static void *get_direct_memhandler(void *table, u_int addr,
2921   enum stub_type type, uintptr_t *addr_host)
2922 {
2923   uintptr_t msb = 1ull << (sizeof(uintptr_t)*8 - 1);
2924   uintptr_t l1, l2 = 0;
2925   l1 = ((uintptr_t *)table)[addr>>12];
2926   if (!(l1 & msb)) {
2927     uintptr_t v = l1 << 1;
2928     *addr_host = v + addr;
2929     return NULL;
2930   }
2931   else {
2932     l1 <<= 1;
2933     if (type == LOADB_STUB || type == LOADBU_STUB || type == STOREB_STUB)
2934       l2 = ((uintptr_t *)l1)[0x1000/4 + 0x1000/2 + (addr&0xfff)];
2935     else if (type == LOADH_STUB || type == LOADHU_STUB || type == STOREH_STUB)
2936       l2 = ((uintptr_t *)l1)[0x1000/4 + (addr&0xfff)/2];
2937     else
2938       l2 = ((uintptr_t *)l1)[(addr&0xfff)/4];
2939     if (!(l2 & msb)) {
2940       uintptr_t v = l2 << 1;
2941       *addr_host = v + (addr&0xfff);
2942       return NULL;
2943     }
2944     return (void *)(l2 << 1);
2945   }
2946 }
2947
2948 static u_int get_host_reglist(const signed char *regmap)
2949 {
2950   u_int reglist = 0, hr;
2951   for (hr = 0; hr < HOST_REGS; hr++) {
2952     if (hr != EXCLUDE_REG && regmap[hr] >= 0)
2953       reglist |= 1 << hr;
2954   }
2955   return reglist;
2956 }
2957
2958 static u_int reglist_exclude(u_int reglist, int r1, int r2)
2959 {
2960   if (r1 >= 0)
2961     reglist &= ~(1u << r1);
2962   if (r2 >= 0)
2963     reglist &= ~(1u << r2);
2964   return reglist;
2965 }
2966
2967 // find a temp caller-saved register not in reglist (so assumed to be free)
2968 static int reglist_find_free(u_int reglist)
2969 {
2970   u_int free_regs = ~reglist & CALLER_SAVE_REGS;
2971   if (free_regs == 0)
2972     return -1;
2973   return __builtin_ctz(free_regs);
2974 }
2975
2976 static void do_load_word(int a, int rt, int offset_reg)
2977 {
2978   if (offset_reg >= 0)
2979     emit_ldr_dualindexed(offset_reg, a, rt);
2980   else
2981     emit_readword_indexed(0, a, rt);
2982 }
2983
2984 static void do_store_word(int a, int ofs, int rt, int offset_reg, int preseve_a)
2985 {
2986   if (offset_reg < 0) {
2987     emit_writeword_indexed(rt, ofs, a);
2988     return;
2989   }
2990   if (ofs != 0)
2991     emit_addimm(a, ofs, a);
2992   emit_str_dualindexed(offset_reg, a, rt);
2993   if (ofs != 0 && preseve_a)
2994     emit_addimm(a, -ofs, a);
2995 }
2996
2997 static void do_store_hword(int a, int ofs, int rt, int offset_reg, int preseve_a)
2998 {
2999   if (offset_reg < 0) {
3000     emit_writehword_indexed(rt, ofs, a);
3001     return;
3002   }
3003   if (ofs != 0)
3004     emit_addimm(a, ofs, a);
3005   emit_strh_dualindexed(offset_reg, a, rt);
3006   if (ofs != 0 && preseve_a)
3007     emit_addimm(a, -ofs, a);
3008 }
3009
3010 static void do_store_byte(int a, int rt, int offset_reg)
3011 {
3012   if (offset_reg >= 0)
3013     emit_strb_dualindexed(offset_reg, a, rt);
3014   else
3015     emit_writebyte_indexed(rt, 0, a);
3016 }
3017
3018 static void load_assemble(int i, const struct regstat *i_regs, int ccadj_)
3019 {
3020   int addr = cinfo[i].addr;
3021   int s,tl;
3022   int offset;
3023   void *jaddr=0;
3024   int memtarget=0,c=0;
3025   int offset_reg = -1;
3026   int fastio_reg_override = -1;
3027   u_int reglist=get_host_reglist(i_regs->regmap);
3028   tl=get_reg_w(i_regs->regmap, dops[i].rt1);
3029   s=get_reg(i_regs->regmap,dops[i].rs1);
3030   offset=cinfo[i].imm;
3031   if(i_regs->regmap[HOST_CCREG]==CCREG) reglist&=~(1<<HOST_CCREG);
3032   if(s>=0) {
3033     c=(i_regs->wasconst>>s)&1;
3034     if (c) {
3035       memtarget=((signed int)(constmap[i][s]+offset))<(signed int)0x80000000+RAM_SIZE;
3036     }
3037   }
3038   //printf("load_assemble: c=%d\n",c);
3039   //if(c) printf("load_assemble: const=%lx\n",(long)constmap[i][s]+offset);
3040   if(tl<0 && ((!c||(((u_int)constmap[i][s]+offset)>>16)==0x1f80) || dops[i].rt1==0)) {
3041       // could be FIFO, must perform the read
3042       // ||dummy read
3043       assem_debug("(forced read)\n");
3044       tl = get_reg_temp(i_regs->regmap); // may be == addr
3045       assert(tl>=0);
3046   }
3047   assert(addr >= 0);
3048  if(tl>=0) {
3049   //printf("load_assemble: c=%d\n",c);
3050   //if(c) printf("load_assemble: const=%lx\n",(long)constmap[i][s]+offset);
3051   reglist&=~(1<<tl);
3052   if(!c) {
3053     #ifdef R29_HACK
3054     // Strmnnrmn's speed hack
3055     if(dops[i].rs1!=29||start<0x80001000||start>=0x80000000+RAM_SIZE)
3056     #endif
3057     {
3058       jaddr = emit_fastpath_cmp_jump(i, i_regs, addr,
3059                 &offset_reg, &fastio_reg_override, ccadj_);
3060     }
3061   }
3062   else if (ram_offset && memtarget) {
3063     offset_reg = get_ro_reg(i_regs, 0);
3064   }
3065   int dummy=(dops[i].rt1==0)||(tl!=get_reg_w(i_regs->regmap, dops[i].rt1)); // ignore loads to r0 and unneeded reg
3066   switch (dops[i].opcode) {
3067   case 0x20: // LB
3068     if(!c||memtarget) {
3069       if(!dummy) {
3070         int a = addr;
3071         if (fastio_reg_override >= 0)
3072           a = fastio_reg_override;
3073
3074         if (offset_reg >= 0)
3075           emit_ldrsb_dualindexed(offset_reg, a, tl);
3076         else
3077           emit_movsbl_indexed(0, a, tl);
3078       }
3079       if(jaddr)
3080         add_stub_r(LOADB_STUB,jaddr,out,i,addr,i_regs,ccadj_,reglist);
3081     }
3082     else
3083       inline_readstub(LOADB_STUB,i,constmap[i][s]+offset,i_regs->regmap,dops[i].rt1,ccadj_,reglist);
3084     break;
3085   case 0x21: // LH
3086     if(!c||memtarget) {
3087       if(!dummy) {
3088         int a = addr;
3089         if (fastio_reg_override >= 0)
3090           a = fastio_reg_override;
3091         if (offset_reg >= 0)
3092           emit_ldrsh_dualindexed(offset_reg, a, tl);
3093         else
3094           emit_movswl_indexed(0, a, tl);
3095       }
3096       if(jaddr)
3097         add_stub_r(LOADH_STUB,jaddr,out,i,addr,i_regs,ccadj_,reglist);
3098     }
3099     else
3100       inline_readstub(LOADH_STUB,i,constmap[i][s]+offset,i_regs->regmap,dops[i].rt1,ccadj_,reglist);
3101     break;
3102   case 0x23: // LW
3103     if(!c||memtarget) {
3104       if(!dummy) {
3105         int a = addr;
3106         if (fastio_reg_override >= 0)
3107           a = fastio_reg_override;
3108         do_load_word(a, tl, offset_reg);
3109       }
3110       if(jaddr)
3111         add_stub_r(LOADW_STUB,jaddr,out,i,addr,i_regs,ccadj_,reglist);
3112     }
3113     else
3114       inline_readstub(LOADW_STUB,i,constmap[i][s]+offset,i_regs->regmap,dops[i].rt1,ccadj_,reglist);
3115     break;
3116   case 0x24: // LBU
3117     if(!c||memtarget) {
3118       if(!dummy) {
3119         int a = addr;
3120         if (fastio_reg_override >= 0)
3121           a = fastio_reg_override;
3122
3123         if (offset_reg >= 0)
3124           emit_ldrb_dualindexed(offset_reg, a, tl);
3125         else
3126           emit_movzbl_indexed(0, a, tl);
3127       }
3128       if(jaddr)
3129         add_stub_r(LOADBU_STUB,jaddr,out,i,addr,i_regs,ccadj_,reglist);
3130     }
3131     else
3132       inline_readstub(LOADBU_STUB,i,constmap[i][s]+offset,i_regs->regmap,dops[i].rt1,ccadj_,reglist);
3133     break;
3134   case 0x25: // LHU
3135     if(!c||memtarget) {
3136       if(!dummy) {
3137         int a = addr;
3138         if (fastio_reg_override >= 0)
3139           a = fastio_reg_override;
3140         if (offset_reg >= 0)
3141           emit_ldrh_dualindexed(offset_reg, a, tl);
3142         else
3143           emit_movzwl_indexed(0, a, tl);
3144       }
3145       if(jaddr)
3146         add_stub_r(LOADHU_STUB,jaddr,out,i,addr,i_regs,ccadj_,reglist);
3147     }
3148     else
3149       inline_readstub(LOADHU_STUB,i,constmap[i][s]+offset,i_regs->regmap,dops[i].rt1,ccadj_,reglist);
3150     break;
3151   default:
3152     assert(0);
3153   }
3154  } // tl >= 0
3155  if (fastio_reg_override == HOST_TEMPREG || offset_reg == HOST_TEMPREG)
3156    host_tempreg_release();
3157 }
3158
3159 #ifndef loadlr_assemble
3160 static void loadlr_assemble(int i, const struct regstat *i_regs, int ccadj_)
3161 {
3162   int addr = cinfo[i].addr;
3163   int s,tl,temp,temp2;
3164   int offset;
3165   void *jaddr=0;
3166   int memtarget=0,c=0;
3167   int offset_reg = -1;
3168   int fastio_reg_override = -1;
3169   u_int reglist=get_host_reglist(i_regs->regmap);
3170   tl=get_reg_w(i_regs->regmap, dops[i].rt1);
3171   s=get_reg(i_regs->regmap,dops[i].rs1);
3172   temp=get_reg_temp(i_regs->regmap);
3173   temp2=get_reg(i_regs->regmap,FTEMP);
3174   offset=cinfo[i].imm;
3175   reglist|=1<<temp;
3176   assert(addr >= 0);
3177   if(s>=0) {
3178     c=(i_regs->wasconst>>s)&1;
3179     if(c) {
3180       memtarget=((signed int)(constmap[i][s]+offset))<(signed int)0x80000000+RAM_SIZE;
3181     }
3182   }
3183   if(!c) {
3184     emit_shlimm(addr,3,temp);
3185     if (dops[i].opcode==0x22||dops[i].opcode==0x26) {
3186       emit_andimm(addr,0xFFFFFFFC,temp2); // LWL/LWR
3187     }else{
3188       emit_andimm(addr,0xFFFFFFF8,temp2); // LDL/LDR
3189     }
3190     jaddr = emit_fastpath_cmp_jump(i, i_regs, temp2,
3191               &offset_reg, &fastio_reg_override, ccadj_);
3192   }
3193   else {
3194     if (ram_offset && memtarget) {
3195       offset_reg = get_ro_reg(i_regs, 0);
3196     }
3197     if (dops[i].opcode==0x22||dops[i].opcode==0x26) {
3198       emit_movimm(((constmap[i][s]+offset)<<3)&24,temp); // LWL/LWR
3199     }else{
3200       emit_movimm(((constmap[i][s]+offset)<<3)&56,temp); // LDL/LDR
3201     }
3202   }
3203   if (dops[i].opcode==0x22||dops[i].opcode==0x26) { // LWL/LWR
3204     if(!c||memtarget) {
3205       int a = temp2;
3206       if (fastio_reg_override >= 0)
3207         a = fastio_reg_override;
3208       do_load_word(a, temp2, offset_reg);
3209       if (fastio_reg_override == HOST_TEMPREG || offset_reg == HOST_TEMPREG)
3210         host_tempreg_release();
3211       if(jaddr) add_stub_r(LOADW_STUB,jaddr,out,i,temp2,i_regs,ccadj_,reglist);
3212     }
3213     else
3214       inline_readstub(LOADW_STUB,i,(constmap[i][s]+offset)&0xFFFFFFFC,i_regs->regmap,FTEMP,ccadj_,reglist);
3215     if(dops[i].rt1) {
3216       assert(tl>=0);
3217       emit_andimm(temp,24,temp);
3218       if (dops[i].opcode==0x22) // LWL
3219         emit_xorimm(temp,24,temp);
3220       host_tempreg_acquire();
3221       emit_movimm(-1,HOST_TEMPREG);
3222       if (dops[i].opcode==0x26) {
3223         emit_shr(temp2,temp,temp2);
3224         emit_bic_lsr(tl,HOST_TEMPREG,temp,tl);
3225       }else{
3226         emit_shl(temp2,temp,temp2);
3227         emit_bic_lsl(tl,HOST_TEMPREG,temp,tl);
3228       }
3229       host_tempreg_release();
3230       emit_or(temp2,tl,tl);
3231     }
3232     //emit_storereg(dops[i].rt1,tl); // DEBUG
3233   }
3234   if (dops[i].opcode==0x1A||dops[i].opcode==0x1B) { // LDL/LDR
3235     assert(0);
3236   }
3237 }
3238 #endif
3239
3240 static void do_invstub(int n)
3241 {
3242   literal_pool(20);
3243   assem_debug("do_invstub %x\n", start + stubs[n].e*4);
3244   u_int reglist = stubs[n].a;
3245   u_int addrr = stubs[n].b;
3246   int ofs_start = stubs[n].c;
3247   int ofs_end = stubs[n].d;
3248   int len = ofs_end - ofs_start;
3249   u_int rightr = 0;
3250
3251   set_jump_target(stubs[n].addr, out);
3252   save_regs(reglist);
3253   if (addrr != 0 || ofs_start != 0)
3254     emit_addimm(addrr, ofs_start, 0);
3255   emit_readword(&inv_code_start, 2);
3256   emit_readword(&inv_code_end, 3);
3257   if (len != 0)
3258     emit_addimm(0, len + 4, (rightr = 1));
3259   emit_cmp(0, 2);
3260   emit_cmpcs(3, rightr);
3261   void *jaddr = out;
3262   emit_jc(0);
3263   void *func = (len != 0)
3264     ? (void *)ndrc_write_invalidate_many
3265     : (void *)ndrc_write_invalidate_one;
3266   emit_far_call(func);
3267   set_jump_target(jaddr, out);
3268   restore_regs(reglist);
3269   emit_jmp(stubs[n].retaddr);
3270 }
3271
3272 static void do_store_smc_check(int i, const struct regstat *i_regs, u_int reglist, int addr)
3273 {
3274   if (HACK_ENABLED(NDHACK_NO_SMC_CHECK))
3275     return;
3276   // this can't be used any more since we started to check exact
3277   // block boundaries in invalidate_range()
3278   //if (i_regs->waswritten & (1<<dops[i].rs1))
3279   //  return;
3280   // (naively) assume nobody will run code from stack
3281   if (dops[i].rs1 == 29)
3282     return;
3283
3284   int j, imm_maxdiff = 32, imm_min = cinfo[i].imm, imm_max = cinfo[i].imm, count = 1;
3285   if (i < slen - 1 && dops[i+1].is_store && dops[i+1].rs1 == dops[i].rs1
3286       && abs(cinfo[i+1].imm - cinfo[i].imm) <= imm_maxdiff)
3287     return;
3288   for (j = i - 1; j >= 0; j--) {
3289     if (!dops[j].is_store || dops[j].rs1 != dops[i].rs1
3290         || abs(cinfo[j].imm - cinfo[j+1].imm) > imm_maxdiff)
3291       break;
3292     count++;
3293     if (imm_min > cinfo[j].imm)
3294       imm_min = cinfo[j].imm;
3295     if (imm_max < cinfo[j].imm)
3296       imm_max = cinfo[j].imm;
3297   }
3298 #if defined(HOST_IMM8)
3299   int ir = get_reg(i_regs->regmap, INVCP);
3300   assert(ir >= 0);
3301   host_tempreg_acquire();
3302   emit_ldrb_indexedsr12_reg(ir, addr, HOST_TEMPREG);
3303 #else
3304   emit_cmpmem_indexedsr12_imm(invalid_code, addr, 1);
3305   #error not handled
3306 #endif
3307 #ifdef INVALIDATE_USE_COND_CALL
3308   if (count == 1) {
3309     emit_cmpimm(HOST_TEMPREG, 1);
3310     emit_callne(invalidate_addr_reg[addr]);
3311     host_tempreg_release();
3312     return;
3313   }
3314 #endif
3315   void *jaddr = emit_cbz(HOST_TEMPREG, 0);
3316   host_tempreg_release();
3317   imm_min -= cinfo[i].imm;
3318   imm_max -= cinfo[i].imm;
3319   add_stub(INVCODE_STUB, jaddr, out, reglist|(1<<HOST_CCREG),
3320     addr, imm_min, imm_max, i);
3321 }
3322
3323 // determines if code overwrite checking is needed only
3324 // (also true non-existent 0x20000000 mirror that shouldn't matter)
3325 #define is_ram_addr(a) !((a) & 0x5f800000)
3326
3327 static void store_assemble(int i, const struct regstat *i_regs, int ccadj_)
3328 {
3329   int s,tl;
3330   int addr = cinfo[i].addr;
3331   int offset;
3332   void *jaddr=0;
3333   enum stub_type type=0;
3334   int memtarget=0,c=0;
3335   int offset_reg = -1;
3336   int fastio_reg_override = -1;
3337   u_int addr_const = ~0;
3338   u_int reglist=get_host_reglist(i_regs->regmap);
3339   tl=get_reg(i_regs->regmap,dops[i].rs2);
3340   s=get_reg(i_regs->regmap,dops[i].rs1);
3341   offset=cinfo[i].imm;
3342   if(s>=0) {
3343     c=(i_regs->wasconst>>s)&1;
3344     if (c) {
3345       addr_const = constmap[i][s] + offset;
3346       memtarget = ((signed int)addr_const) < (signed int)(0x80000000 + RAM_SIZE);
3347     }
3348   }
3349   assert(tl>=0);
3350   assert(addr >= 0);
3351   if(i_regs->regmap[HOST_CCREG]==CCREG) reglist&=~(1<<HOST_CCREG);
3352   reglist |= 1u << addr;
3353   if (!c) {
3354     jaddr = emit_fastpath_cmp_jump(i, i_regs, addr,
3355               &offset_reg, &fastio_reg_override, ccadj_);
3356   }
3357   else if (ram_offset && memtarget) {
3358     offset_reg = get_ro_reg(i_regs, 0);
3359   }
3360
3361   switch (dops[i].opcode) {
3362   case 0x28: // SB
3363     if(!c||memtarget) {
3364       int a = addr;
3365       if (fastio_reg_override >= 0)
3366         a = fastio_reg_override;
3367       do_store_byte(a, tl, offset_reg);
3368     }
3369     type = STOREB_STUB;
3370     break;
3371   case 0x29: // SH
3372     if(!c||memtarget) {
3373       int a = addr;
3374       if (fastio_reg_override >= 0)
3375         a = fastio_reg_override;
3376       do_store_hword(a, 0, tl, offset_reg, 1);
3377     }
3378     type = STOREH_STUB;
3379     break;
3380   case 0x2B: // SW
3381     if(!c||memtarget) {
3382       int a = addr;
3383       if (fastio_reg_override >= 0)
3384         a = fastio_reg_override;
3385       do_store_word(a, 0, tl, offset_reg, 1);
3386     }
3387     type = STOREW_STUB;
3388     break;
3389   default:
3390     assert(0);
3391   }
3392   if (fastio_reg_override == HOST_TEMPREG || offset_reg == HOST_TEMPREG)
3393     host_tempreg_release();
3394   if (jaddr) {
3395     // PCSX store handlers don't check invcode again
3396     add_stub_r(type,jaddr,out,i,addr,i_regs,ccadj_,reglist);
3397   }
3398   if (!c || is_ram_addr(addr_const))
3399     do_store_smc_check(i, i_regs, reglist, addr);
3400   if (c && !memtarget)
3401     inline_writestub(type, i, addr_const, i_regs->regmap, dops[i].rs2, ccadj_, reglist);
3402   // basic current block modification detection..
3403   // not looking back as that should be in mips cache already
3404   // (see Spyro2 title->attract mode)
3405   if (start + i*4 < addr_const && addr_const < start + slen*4) {
3406     SysPrintf("write to %08x hits block %08x, pc=%08x\n", addr_const, start, start+i*4);
3407     assert(i_regs->regmap==regs[i].regmap); // not delay slot
3408     if(i_regs->regmap==regs[i].regmap) {
3409       load_all_consts(regs[i].regmap_entry,regs[i].wasdirty,i);
3410       wb_dirtys(regs[i].regmap_entry,regs[i].wasdirty);
3411       emit_movimm(start+i*4+4,0);
3412       emit_writeword(0,&pcaddr);
3413       emit_addimm(HOST_CCREG,2,HOST_CCREG);
3414       emit_far_call(ndrc_get_addr_ht);
3415       emit_jmpreg(0);
3416     }
3417   }
3418 }
3419
3420 static void storelr_assemble(int i, const struct regstat *i_regs, int ccadj_)
3421 {
3422   int addr = cinfo[i].addr;
3423   int s,tl;
3424   int offset;
3425   void *jaddr=0;
3426   void *case1, *case23, *case3;
3427   void *done0, *done1, *done2;
3428   int memtarget=0,c=0;
3429   int offset_reg = -1;
3430   u_int addr_const = ~0;
3431   u_int reglist = get_host_reglist(i_regs->regmap);
3432   tl=get_reg(i_regs->regmap,dops[i].rs2);
3433   s=get_reg(i_regs->regmap,dops[i].rs1);
3434   offset=cinfo[i].imm;
3435   if(s>=0) {
3436     c = (i_regs->isconst >> s) & 1;
3437     if (c) {
3438       addr_const = constmap[i][s] + offset;
3439       memtarget = ((signed int)addr_const) < (signed int)(0x80000000 + RAM_SIZE);
3440     }
3441   }
3442   assert(tl>=0);
3443   assert(addr >= 0);
3444   reglist |= 1u << addr;
3445   if(!c) {
3446     emit_cmpimm(addr, RAM_SIZE);
3447     jaddr=out;
3448     emit_jno(0);
3449   }
3450   else
3451   {
3452     if(!memtarget||!dops[i].rs1) {
3453       jaddr=out;
3454       emit_jmp(0);
3455     }
3456   }
3457   if (ram_offset)
3458     offset_reg = get_ro_reg(i_regs, 0);
3459
3460   emit_testimm(addr,2);
3461   case23=out;
3462   emit_jne(0);
3463   emit_testimm(addr,1);
3464   case1=out;
3465   emit_jne(0);
3466   // 0
3467   if (dops[i].opcode == 0x2A) { // SWL
3468     // Write msb into least significant byte
3469     if (dops[i].rs2) emit_rorimm(tl, 24, tl);
3470     do_store_byte(addr, tl, offset_reg);
3471     if (dops[i].rs2) emit_rorimm(tl, 8, tl);
3472   }
3473   else if (dops[i].opcode == 0x2E) { // SWR
3474     // Write entire word
3475     do_store_word(addr, 0, tl, offset_reg, 1);
3476   }
3477   done0 = out;
3478   emit_jmp(0);
3479   // 1
3480   set_jump_target(case1, out);
3481   if (dops[i].opcode == 0x2A) { // SWL
3482     // Write two msb into two least significant bytes
3483     if (dops[i].rs2) emit_rorimm(tl, 16, tl);
3484     do_store_hword(addr, -1, tl, offset_reg, 1);
3485     if (dops[i].rs2) emit_rorimm(tl, 16, tl);
3486   }
3487   else if (dops[i].opcode == 0x2E) { // SWR
3488     // Write 3 lsb into three most significant bytes
3489     do_store_byte(addr, tl, offset_reg);
3490     if (dops[i].rs2) emit_rorimm(tl, 8, tl);
3491     do_store_hword(addr, 1, tl, offset_reg, 1);
3492     if (dops[i].rs2) emit_rorimm(tl, 24, tl);
3493   }
3494   done1=out;
3495   emit_jmp(0);
3496   // 2,3
3497   set_jump_target(case23, out);
3498   emit_testimm(addr,1);
3499   case3 = out;
3500   emit_jne(0);
3501   // 2
3502   if (dops[i].opcode==0x2A) { // SWL
3503     // Write 3 msb into three least significant bytes
3504     if (dops[i].rs2) emit_rorimm(tl, 8, tl);
3505     do_store_hword(addr, -2, tl, offset_reg, 1);
3506     if (dops[i].rs2) emit_rorimm(tl, 16, tl);
3507     do_store_byte(addr, tl, offset_reg);
3508     if (dops[i].rs2) emit_rorimm(tl, 8, tl);
3509   }
3510   else if (dops[i].opcode == 0x2E) { // SWR
3511     // Write two lsb into two most significant bytes
3512     do_store_hword(addr, 0, tl, offset_reg, 1);
3513   }
3514   done2 = out;
3515   emit_jmp(0);
3516   // 3
3517   set_jump_target(case3, out);
3518   if (dops[i].opcode == 0x2A) { // SWL
3519     do_store_word(addr, -3, tl, offset_reg, 1);
3520   }
3521   else if (dops[i].opcode == 0x2E) { // SWR
3522     do_store_byte(addr, tl, offset_reg);
3523   }
3524   set_jump_target(done0, out);
3525   set_jump_target(done1, out);
3526   set_jump_target(done2, out);
3527   if (offset_reg == HOST_TEMPREG)
3528     host_tempreg_release();
3529   if (!c || !memtarget)
3530     add_stub_r(STORELR_STUB,jaddr,out,i,addr,i_regs,ccadj_,reglist);
3531   if (!c || is_ram_addr(addr_const))
3532     do_store_smc_check(i, i_regs, reglist, addr);
3533 }
3534
3535 static void cop0_assemble(int i, const struct regstat *i_regs, int ccadj_)
3536 {
3537   if(dops[i].opcode2==0) // MFC0
3538   {
3539     signed char t=get_reg_w(i_regs->regmap, dops[i].rt1);
3540     u_int copr=(source[i]>>11)&0x1f;
3541     if(t>=0&&dops[i].rt1!=0) {
3542       emit_readword(&reg_cop0[copr],t);
3543     }
3544   }
3545   else if(dops[i].opcode2==4) // MTC0
3546   {
3547     int s = get_reg(i_regs->regmap, dops[i].rs1);
3548     int cc = get_reg(i_regs->regmap, CCREG);
3549     char copr=(source[i]>>11)&0x1f;
3550     assert(s>=0);
3551     wb_register(dops[i].rs1,i_regs->regmap,i_regs->dirty);
3552     if (copr == 12 || copr == 13) {
3553       emit_readword(&last_count,HOST_TEMPREG);
3554       if (cc != HOST_CCREG)
3555         emit_loadreg(CCREG, HOST_CCREG);
3556       emit_add(HOST_CCREG, HOST_TEMPREG, HOST_CCREG);
3557       emit_addimm(HOST_CCREG, ccadj_ + 2, HOST_CCREG);
3558       emit_writeword(HOST_CCREG, &psxRegs.cycle);
3559       if (is_delayslot) {
3560         // burn cycles to cause cc_interrupt, which will
3561         // reschedule next_interupt. Relies on CCREG from above.
3562         assem_debug("MTC0 DS %d\n", copr);
3563         emit_writeword(HOST_CCREG,&last_count);
3564         emit_movimm(0,HOST_CCREG);
3565         emit_storereg(CCREG,HOST_CCREG);
3566         emit_loadreg(dops[i].rs1,1);
3567         emit_movimm(copr,0);
3568         emit_far_call(pcsx_mtc0_ds);
3569         emit_loadreg(dops[i].rs1,s);
3570         return;
3571       }
3572       emit_movimm(start+i*4+4,HOST_TEMPREG);
3573       emit_writeword(HOST_TEMPREG,&pcaddr);
3574       emit_movimm(0,HOST_TEMPREG);
3575       emit_writeword(HOST_TEMPREG,&pending_exception);
3576     }
3577     if( s != 1)
3578       emit_mov(s, 1);
3579     emit_movimm(copr, 0);
3580     emit_far_call(pcsx_mtc0);
3581     if (copr == 12 || copr == 13) {
3582       emit_readword(&psxRegs.cycle,HOST_CCREG);
3583       emit_readword(&last_count,HOST_TEMPREG);
3584       emit_sub(HOST_CCREG,HOST_TEMPREG,HOST_CCREG);
3585       //emit_writeword(HOST_TEMPREG,&last_count);
3586       assert(!is_delayslot);
3587       emit_readword(&pending_exception,HOST_TEMPREG);
3588       emit_test(HOST_TEMPREG,HOST_TEMPREG);
3589       void *jaddr = out;
3590       emit_jeq(0);
3591       emit_readword(&pcaddr, 0);
3592       emit_far_call(ndrc_get_addr_ht);
3593       emit_jmpreg(0);
3594       set_jump_target(jaddr, out);
3595       emit_addimm(HOST_CCREG, -ccadj_ - 2, HOST_CCREG);
3596       if (cc != HOST_CCREG)
3597         emit_storereg(CCREG, HOST_CCREG);
3598     }
3599     emit_loadreg(dops[i].rs1,s);
3600   }
3601 }
3602
3603 static void rfe_assemble(int i, const struct regstat *i_regs)
3604 {
3605   emit_readword(&psxRegs.CP0.n.SR, 0);
3606   emit_andimm(0, 0x3c, 1);
3607   emit_andimm(0, ~0xf, 0);
3608   emit_orrshr_imm(1, 2, 0);
3609   emit_writeword(0, &psxRegs.CP0.n.SR);
3610 }
3611
3612 static int cop2_is_stalling_op(int i, int *cycles)
3613 {
3614   if (dops[i].opcode == 0x3a) { // SWC2
3615     *cycles = 0;
3616     return 1;
3617   }
3618   if (dops[i].itype == COP2 && (dops[i].opcode2 == 0 || dops[i].opcode2 == 2)) { // MFC2/CFC2
3619     *cycles = 0;
3620     return 1;
3621   }
3622   if (dops[i].itype == C2OP) {
3623     *cycles = gte_cycletab[source[i] & 0x3f];
3624     return 1;
3625   }
3626   // ... what about MTC2/CTC2/LWC2?
3627   return 0;
3628 }
3629
3630 #if 0
3631 static void log_gte_stall(int stall, u_int cycle)
3632 {
3633   if ((u_int)stall <= 44)
3634     printf("x    stall %2d %u\n", stall, cycle + last_count);
3635 }
3636
3637 static void emit_log_gte_stall(int i, int stall, u_int reglist)
3638 {
3639   save_regs(reglist);
3640   if (stall > 0)
3641     emit_movimm(stall, 0);
3642   else
3643     emit_mov(HOST_TEMPREG, 0);
3644   emit_addimm(HOST_CCREG, cinfo[i].ccadj, 1);
3645   emit_far_call(log_gte_stall);
3646   restore_regs(reglist);
3647 }
3648 #endif
3649
3650 static void cop2_do_stall_check(u_int op, int i, const struct regstat *i_regs, u_int reglist)
3651 {
3652   int j = i, other_gte_op_cycles = -1, stall = -MAXBLOCK, cycles_passed;
3653   int rtmp = reglist_find_free(reglist);
3654
3655   if (HACK_ENABLED(NDHACK_NO_STALLS))
3656     return;
3657   if (get_reg(i_regs->regmap, CCREG) != HOST_CCREG) {
3658     // happens occasionally... cc evicted? Don't bother then
3659     //printf("no cc %08x\n", start + i*4);
3660     return;
3661   }
3662   if (!dops[i].bt) {
3663     for (j = i - 1; j >= 0; j--) {
3664       //if (dops[j].is_ds) break;
3665       if (cop2_is_stalling_op(j, &other_gte_op_cycles) || dops[j].bt)
3666         break;
3667       if (j > 0 && cinfo[j - 1].ccadj > cinfo[j].ccadj)
3668         break;
3669     }
3670     j = max(j, 0);
3671   }
3672   cycles_passed = cinfo[i].ccadj - cinfo[j].ccadj;
3673   if (other_gte_op_cycles >= 0)
3674     stall = other_gte_op_cycles - cycles_passed;
3675   else if (cycles_passed >= 44)
3676     stall = 0; // can't stall
3677   if (stall == -MAXBLOCK && rtmp >= 0) {
3678     // unknown stall, do the expensive runtime check
3679     assem_debug("; cop2_do_stall_check\n");
3680 #if 0 // too slow
3681     save_regs(reglist);
3682     emit_movimm(gte_cycletab[op], 0);
3683     emit_addimm(HOST_CCREG, cinfo[i].ccadj, 1);
3684     emit_far_call(call_gteStall);
3685     restore_regs(reglist);
3686 #else
3687     host_tempreg_acquire();
3688     emit_readword(&psxRegs.gteBusyCycle, rtmp);
3689     emit_addimm(rtmp, -cinfo[i].ccadj, rtmp);
3690     emit_sub(rtmp, HOST_CCREG, HOST_TEMPREG);
3691     emit_cmpimm(HOST_TEMPREG, 44);
3692     emit_cmovb_reg(rtmp, HOST_CCREG);
3693     //emit_log_gte_stall(i, 0, reglist);
3694     host_tempreg_release();
3695 #endif
3696   }
3697   else if (stall > 0) {
3698     //emit_log_gte_stall(i, stall, reglist);
3699     emit_addimm(HOST_CCREG, stall, HOST_CCREG);
3700   }
3701
3702   // save gteBusyCycle, if needed
3703   if (gte_cycletab[op] == 0)
3704     return;
3705   other_gte_op_cycles = -1;
3706   for (j = i + 1; j < slen; j++) {
3707     if (cop2_is_stalling_op(j, &other_gte_op_cycles))
3708       break;
3709     if (dops[j].is_jump) {
3710       // check ds
3711       if (j + 1 < slen && cop2_is_stalling_op(j + 1, &other_gte_op_cycles))
3712         j++;
3713       break;
3714     }
3715   }
3716   if (other_gte_op_cycles >= 0)
3717     // will handle stall when assembling that op
3718     return;
3719   cycles_passed = cinfo[min(j, slen -1)].ccadj - cinfo[i].ccadj;
3720   if (cycles_passed >= 44)
3721     return;
3722   assem_debug("; save gteBusyCycle\n");
3723   host_tempreg_acquire();
3724 #if 0
3725   emit_readword(&last_count, HOST_TEMPREG);
3726   emit_add(HOST_TEMPREG, HOST_CCREG, HOST_TEMPREG);
3727   emit_addimm(HOST_TEMPREG, cinfo[i].ccadj, HOST_TEMPREG);
3728   emit_addimm(HOST_TEMPREG, gte_cycletab[op]), HOST_TEMPREG);
3729   emit_writeword(HOST_TEMPREG, &psxRegs.gteBusyCycle);
3730 #else
3731   emit_addimm(HOST_CCREG, cinfo[i].ccadj + gte_cycletab[op], HOST_TEMPREG);
3732   emit_writeword(HOST_TEMPREG, &psxRegs.gteBusyCycle);
3733 #endif
3734   host_tempreg_release();
3735 }
3736
3737 static int is_mflohi(int i)
3738 {
3739   return (dops[i].itype == MOV && (dops[i].rs1 == HIREG || dops[i].rs1 == LOREG));
3740 }
3741
3742 static int check_multdiv(int i, int *cycles)
3743 {
3744   if (dops[i].itype != MULTDIV)
3745     return 0;
3746   if (dops[i].opcode2 == 0x18 || dops[i].opcode2 == 0x19) // MULT(U)
3747     *cycles = 11; // approx from 7 11 14
3748   else
3749     *cycles = 37;
3750   return 1;
3751 }
3752
3753 static void multdiv_prepare_stall(int i, const struct regstat *i_regs, int ccadj_)
3754 {
3755   int j, found = 0, c = 0;
3756   if (HACK_ENABLED(NDHACK_NO_STALLS))
3757     return;
3758   if (get_reg(i_regs->regmap, CCREG) != HOST_CCREG) {
3759     // happens occasionally... cc evicted? Don't bother then
3760     return;
3761   }
3762   for (j = i + 1; j < slen; j++) {
3763     if (dops[j].bt)
3764       break;
3765     if ((found = is_mflohi(j)))
3766       break;
3767     if (dops[j].is_jump) {
3768       // check ds
3769       if (j + 1 < slen && (found = is_mflohi(j + 1)))
3770         j++;
3771       break;
3772     }
3773   }
3774   if (found)
3775     // handle all in multdiv_do_stall()
3776     return;
3777   check_multdiv(i, &c);
3778   assert(c > 0);
3779   assem_debug("; muldiv prepare stall %d\n", c);
3780   host_tempreg_acquire();
3781   emit_addimm(HOST_CCREG, ccadj_ + c, HOST_TEMPREG);
3782   emit_writeword(HOST_TEMPREG, &psxRegs.muldivBusyCycle);
3783   host_tempreg_release();
3784 }
3785
3786 static void multdiv_do_stall(int i, const struct regstat *i_regs)
3787 {
3788   int j, known_cycles = 0;
3789   u_int reglist = get_host_reglist(i_regs->regmap);
3790   int rtmp = get_reg_temp(i_regs->regmap);
3791   if (rtmp < 0)
3792     rtmp = reglist_find_free(reglist);
3793   if (HACK_ENABLED(NDHACK_NO_STALLS))
3794     return;
3795   if (get_reg(i_regs->regmap, CCREG) != HOST_CCREG || rtmp < 0) {
3796     // happens occasionally... cc evicted? Don't bother then
3797     //printf("no cc/rtmp %08x\n", start + i*4);
3798     return;
3799   }
3800   if (!dops[i].bt) {
3801     for (j = i - 1; j >= 0; j--) {
3802       if (dops[j].is_ds) break;
3803       if (check_multdiv(j, &known_cycles))
3804         break;
3805       if (is_mflohi(j))
3806         // already handled by this op
3807         return;
3808       if (dops[j].bt || (j > 0 && cinfo[j - 1].ccadj > cinfo[j].ccadj))
3809         break;
3810     }
3811     j = max(j, 0);
3812   }
3813   if (known_cycles > 0) {
3814     known_cycles -= cinfo[i].ccadj - cinfo[j].ccadj;
3815     assem_debug("; muldiv stall resolved %d\n", known_cycles);
3816     if (known_cycles > 0)
3817       emit_addimm(HOST_CCREG, known_cycles, HOST_CCREG);
3818     return;
3819   }
3820   assem_debug("; muldiv stall unresolved\n");
3821   host_tempreg_acquire();
3822   emit_readword(&psxRegs.muldivBusyCycle, rtmp);
3823   emit_addimm(rtmp, -cinfo[i].ccadj, rtmp);
3824   emit_sub(rtmp, HOST_CCREG, HOST_TEMPREG);
3825   emit_cmpimm(HOST_TEMPREG, 37);
3826   emit_cmovb_reg(rtmp, HOST_CCREG);
3827   //emit_log_gte_stall(i, 0, reglist);
3828   host_tempreg_release();
3829 }
3830
3831 static void cop2_get_dreg(u_int copr,signed char tl,signed char temp)
3832 {
3833   switch (copr) {
3834     case 1:
3835     case 3:
3836     case 5:
3837     case 8:
3838     case 9:
3839     case 10:
3840     case 11:
3841       emit_readword(&reg_cop2d[copr],tl);
3842       emit_signextend16(tl,tl);
3843       emit_writeword(tl,&reg_cop2d[copr]); // hmh
3844       break;
3845     case 7:
3846     case 16:
3847     case 17:
3848     case 18:
3849     case 19:
3850       emit_readword(&reg_cop2d[copr],tl);
3851       emit_andimm(tl,0xffff,tl);
3852       emit_writeword(tl,&reg_cop2d[copr]);
3853       break;
3854     case 15:
3855       emit_readword(&reg_cop2d[14],tl); // SXY2
3856       emit_writeword(tl,&reg_cop2d[copr]);
3857       break;
3858     case 28:
3859     case 29:
3860       c2op_mfc2_29_assemble(tl,temp);
3861       break;
3862     default:
3863       emit_readword(&reg_cop2d[copr],tl);
3864       break;
3865   }
3866 }
3867
3868 static void cop2_put_dreg(u_int copr,signed char sl,signed char temp)
3869 {
3870   switch (copr) {
3871     case 15:
3872       emit_readword(&reg_cop2d[13],temp);  // SXY1
3873       emit_writeword(sl,&reg_cop2d[copr]);
3874       emit_writeword(temp,&reg_cop2d[12]); // SXY0
3875       emit_readword(&reg_cop2d[14],temp);  // SXY2
3876       emit_writeword(sl,&reg_cop2d[14]);
3877       emit_writeword(temp,&reg_cop2d[13]); // SXY1
3878       break;
3879     case 28:
3880       emit_andimm(sl,0x001f,temp);
3881       emit_shlimm(temp,7,temp);
3882       emit_writeword(temp,&reg_cop2d[9]);
3883       emit_andimm(sl,0x03e0,temp);
3884       emit_shlimm(temp,2,temp);
3885       emit_writeword(temp,&reg_cop2d[10]);
3886       emit_andimm(sl,0x7c00,temp);
3887       emit_shrimm(temp,3,temp);
3888       emit_writeword(temp,&reg_cop2d[11]);
3889       emit_writeword(sl,&reg_cop2d[28]);
3890       break;
3891     case 30:
3892       emit_xorsar_imm(sl,sl,31,temp);
3893 #if defined(HAVE_ARMV5) || defined(__aarch64__)
3894       emit_clz(temp,temp);
3895 #else
3896       emit_movs(temp,HOST_TEMPREG);
3897       emit_movimm(0,temp);
3898       emit_jeq((int)out+4*4);
3899       emit_addpl_imm(temp,1,temp);
3900       emit_lslpls_imm(HOST_TEMPREG,1,HOST_TEMPREG);
3901       emit_jns((int)out-2*4);
3902 #endif
3903       emit_writeword(sl,&reg_cop2d[30]);
3904       emit_writeword(temp,&reg_cop2d[31]);
3905       break;
3906     case 31:
3907       break;
3908     default:
3909       emit_writeword(sl,&reg_cop2d[copr]);
3910       break;
3911   }
3912 }
3913
3914 static void c2ls_assemble(int i, const struct regstat *i_regs, int ccadj_)
3915 {
3916   int s,tl;
3917   int ar;
3918   int offset;
3919   int memtarget=0,c=0;
3920   void *jaddr2=NULL;
3921   enum stub_type type;
3922   int offset_reg = -1;
3923   int fastio_reg_override = -1;
3924   u_int addr_const = ~0;
3925   u_int reglist=get_host_reglist(i_regs->regmap);
3926   u_int copr=(source[i]>>16)&0x1f;
3927   s=get_reg(i_regs->regmap,dops[i].rs1);
3928   tl=get_reg(i_regs->regmap,FTEMP);
3929   offset=cinfo[i].imm;
3930   assert(tl>=0);
3931
3932   if(i_regs->regmap[HOST_CCREG]==CCREG)
3933     reglist&=~(1<<HOST_CCREG);
3934
3935   // get the address
3936   ar = cinfo[i].addr;
3937   assert(ar >= 0);
3938   if (dops[i].opcode==0x3a) { // SWC2
3939     reglist |= 1<<ar;
3940   }
3941   if (s >= 0) {
3942     c = (i_regs->isconst >> s) & 1;
3943     if (c) {
3944       addr_const = constmap[i][s] + offset;
3945       memtarget = ((signed int)addr_const) < (signed int)(0x80000000 + RAM_SIZE);
3946     }
3947   }
3948
3949   cop2_do_stall_check(0, i, i_regs, reglist);
3950
3951   if (dops[i].opcode==0x3a) { // SWC2
3952     cop2_get_dreg(copr,tl,-1);
3953     type=STOREW_STUB;
3954   }
3955   else
3956     type=LOADW_STUB;
3957
3958   if(c&&!memtarget) {
3959     jaddr2=out;
3960     emit_jmp(0); // inline_readstub/inline_writestub?
3961   }
3962   else {
3963     if(!c) {
3964       jaddr2 = emit_fastpath_cmp_jump(i, i_regs, ar,
3965                 &offset_reg, &fastio_reg_override, ccadj_);
3966     }
3967     else if (ram_offset && memtarget) {
3968       offset_reg = get_ro_reg(i_regs, 0);
3969     }
3970     switch (dops[i].opcode) {
3971     case 0x32: { // LWC2
3972       int a = ar;
3973       if (fastio_reg_override >= 0)
3974         a = fastio_reg_override;
3975       do_load_word(a, tl, offset_reg);
3976       break;
3977     }
3978     case 0x3a: { // SWC2
3979       #ifdef DESTRUCTIVE_SHIFT
3980       if(!offset&&!c&&s>=0) emit_mov(s,ar);
3981       #endif
3982       int a = ar;
3983       if (fastio_reg_override >= 0)
3984         a = fastio_reg_override;
3985       do_store_word(a, 0, tl, offset_reg, 1);
3986       break;
3987     }
3988     default:
3989       assert(0);
3990     }
3991   }
3992   if (fastio_reg_override == HOST_TEMPREG || offset_reg == HOST_TEMPREG)
3993     host_tempreg_release();
3994   if(jaddr2)
3995     add_stub_r(type,jaddr2,out,i,ar,i_regs,ccadj_,reglist);
3996   if (dops[i].opcode == 0x3a && (!c || is_ram_addr(addr_const))) // SWC2
3997     do_store_smc_check(i, i_regs, reglist, ar);
3998   if (dops[i].opcode == 0x32) { // LWC2
3999     host_tempreg_acquire();
4000     cop2_put_dreg(copr,tl,HOST_TEMPREG);
4001     host_tempreg_release();
4002   }
4003 }
4004
4005 static void cop2_assemble(int i, const struct regstat *i_regs)
4006 {
4007   u_int copr = (source[i]>>11) & 0x1f;
4008   signed char temp = get_reg_temp(i_regs->regmap);
4009
4010   if (!HACK_ENABLED(NDHACK_NO_STALLS)) {
4011     u_int reglist = reglist_exclude(get_host_reglist(i_regs->regmap), temp, -1);
4012     if (dops[i].opcode2 == 0 || dops[i].opcode2 == 2) { // MFC2/CFC2
4013       signed char tl = get_reg(i_regs->regmap, dops[i].rt1);
4014       reglist = reglist_exclude(reglist, tl, -1);
4015     }
4016     cop2_do_stall_check(0, i, i_regs, reglist);
4017   }
4018   if (dops[i].opcode2==0) { // MFC2
4019     signed char tl=get_reg_w(i_regs->regmap, dops[i].rt1);
4020     if(tl>=0&&dops[i].rt1!=0)
4021       cop2_get_dreg(copr,tl,temp);
4022   }
4023   else if (dops[i].opcode2==4) { // MTC2
4024     signed char sl=get_reg(i_regs->regmap,dops[i].rs1);
4025     cop2_put_dreg(copr,sl,temp);
4026   }
4027   else if (dops[i].opcode2==2) // CFC2
4028   {
4029     signed char tl=get_reg_w(i_regs->regmap, dops[i].rt1);
4030     if(tl>=0&&dops[i].rt1!=0)
4031       emit_readword(&reg_cop2c[copr],tl);
4032   }
4033   else if (dops[i].opcode2==6) // CTC2
4034   {
4035     signed char sl=get_reg(i_regs->regmap,dops[i].rs1);
4036     switch(copr) {
4037       case 4:
4038       case 12:
4039       case 20:
4040       case 26:
4041       case 27:
4042       case 29:
4043       case 30:
4044         emit_signextend16(sl,temp);
4045         break;
4046       case 31:
4047         c2op_ctc2_31_assemble(sl,temp);
4048         break;
4049       default:
4050         temp=sl;
4051         break;
4052     }
4053     emit_writeword(temp,&reg_cop2c[copr]);
4054     assert(sl>=0);
4055   }
4056 }
4057
4058 static void do_unalignedwritestub(int n)
4059 {
4060   assem_debug("do_unalignedwritestub %x\n",start+stubs[n].a*4);
4061   literal_pool(256);
4062   set_jump_target(stubs[n].addr, out);
4063
4064   int i=stubs[n].a;
4065   struct regstat *i_regs=(struct regstat *)stubs[n].c;
4066   int addr=stubs[n].b;
4067   u_int reglist=stubs[n].e;
4068   signed char *i_regmap=i_regs->regmap;
4069   int temp2=get_reg(i_regmap,FTEMP);
4070   int rt;
4071   rt=get_reg(i_regmap,dops[i].rs2);
4072   assert(rt>=0);
4073   assert(addr>=0);
4074   assert(dops[i].opcode==0x2a||dops[i].opcode==0x2e); // SWL/SWR only implemented
4075   reglist|=(1<<addr);
4076   reglist&=~(1<<temp2);
4077
4078   // don't bother with it and call write handler
4079   save_regs(reglist);
4080   pass_args(addr,rt);
4081   int cc=get_reg(i_regmap,CCREG);
4082   if(cc<0)
4083     emit_loadreg(CCREG,2);
4084   emit_addimm(cc<0?2:cc,(int)stubs[n].d+1,2);
4085   emit_movimm(start + i*4,3);
4086   emit_writeword(3,&psxRegs.pc);
4087   emit_far_call((dops[i].opcode==0x2a?jump_handle_swl:jump_handle_swr));
4088   emit_addimm(0,-((int)stubs[n].d+1),cc<0?2:cc);
4089   if(cc<0)
4090     emit_storereg(CCREG,2);
4091   restore_regs(reglist);
4092   emit_jmp(stubs[n].retaddr); // return address
4093 }
4094
4095 static void do_overflowstub(int n)
4096 {
4097   assem_debug("do_overflowstub %x\n", start + (u_int)stubs[n].a * 4);
4098   literal_pool(24);
4099   int i = stubs[n].a;
4100   struct regstat *i_regs = (struct regstat *)stubs[n].c;
4101   int ccadj = stubs[n].d;
4102   set_jump_target(stubs[n].addr, out);
4103   wb_dirtys(regs[i].regmap, regs[i].dirty);
4104   exception_assemble(i, i_regs, ccadj);
4105 }
4106
4107 static void do_alignmentstub(int n)
4108 {
4109   assem_debug("do_alignmentstub %x\n", start + (u_int)stubs[n].a * 4);
4110   literal_pool(24);
4111   int i = stubs[n].a;
4112   struct regstat *i_regs = (struct regstat *)stubs[n].c;
4113   int ccadj = stubs[n].d;
4114   int is_store = dops[i].itype == STORE || dops[i].opcode == 0x3A; // SWC2
4115   int cause = (dops[i].opcode & 3) << 28;
4116   cause |= is_store ? (R3000E_AdES << 2) : (R3000E_AdEL << 2);
4117   set_jump_target(stubs[n].addr, out);
4118   wb_dirtys(regs[i].regmap, regs[i].dirty);
4119   if (stubs[n].b != 1)
4120     emit_mov(stubs[n].b, 1); // faulting address
4121   emit_movimm(cause, 0);
4122   exception_assemble(i, i_regs, ccadj);
4123 }
4124
4125 #ifndef multdiv_assemble
4126 void multdiv_assemble(int i,struct regstat *i_regs)
4127 {
4128   printf("Need multdiv_assemble for this architecture.\n");
4129   abort();
4130 }
4131 #endif
4132
4133 static void mov_assemble(int i, const struct regstat *i_regs)
4134 {
4135   //if(dops[i].opcode2==0x10||dops[i].opcode2==0x12) { // MFHI/MFLO
4136   //if(dops[i].opcode2==0x11||dops[i].opcode2==0x13) { // MTHI/MTLO
4137   if(dops[i].rt1) {
4138     signed char sl,tl;
4139     tl=get_reg_w(i_regs->regmap, dops[i].rt1);
4140     //assert(tl>=0);
4141     if(tl>=0) {
4142       sl=get_reg(i_regs->regmap,dops[i].rs1);
4143       if(sl>=0) emit_mov(sl,tl);
4144       else emit_loadreg(dops[i].rs1,tl);
4145     }
4146   }
4147   if (dops[i].rs1 == HIREG || dops[i].rs1 == LOREG) // MFHI/MFLO
4148     multdiv_do_stall(i, i_regs);
4149 }
4150
4151 // call interpreter, exception handler, things that change pc/regs/cycles ...
4152 static void call_c_cpu_handler(int i, const struct regstat *i_regs, int ccadj_, u_int pc, void *func)
4153 {
4154   signed char ccreg=get_reg(i_regs->regmap,CCREG);
4155   assert(ccreg==HOST_CCREG);
4156   assert(!is_delayslot);
4157   (void)ccreg;
4158
4159   emit_movimm(pc,3); // Get PC
4160   emit_readword(&last_count,2);
4161   emit_writeword(3,&psxRegs.pc);
4162   emit_addimm(HOST_CCREG,ccadj_,HOST_CCREG);
4163   emit_add(2,HOST_CCREG,2);
4164   emit_writeword(2,&psxRegs.cycle);
4165   emit_addimm_ptr(FP,(u_char *)&psxRegs - (u_char *)&dynarec_local,0);
4166   emit_far_call(func);
4167   emit_far_jump(jump_to_new_pc);
4168 }
4169
4170 static void exception_assemble(int i, const struct regstat *i_regs, int ccadj_)
4171 {
4172   // 'break' tends to be littered around to catch things like
4173   // division by 0 and is almost never executed, so don't emit much code here
4174   void *func;
4175   if (dops[i].itype == ALU || dops[i].itype == IMM16)
4176     func = is_delayslot ? jump_overflow_ds : jump_overflow;
4177   else if (dops[i].itype == LOAD || dops[i].itype == STORE)
4178     func = is_delayslot ? jump_addrerror_ds : jump_addrerror;
4179   else if (dops[i].opcode2 == 0x0C)
4180     func = is_delayslot ? jump_syscall_ds : jump_syscall;
4181   else
4182     func = is_delayslot ? jump_break_ds : jump_break;
4183   if (get_reg(i_regs->regmap, CCREG) != HOST_CCREG) // evicted
4184     emit_loadreg(CCREG, HOST_CCREG);
4185   emit_movimm(start + i*4, 2); // pc
4186   emit_addimm(HOST_CCREG, ccadj_ + CLOCK_ADJUST(1), HOST_CCREG);
4187   emit_far_jump(func);
4188 }
4189
4190 static void hlecall_bad()
4191 {
4192   assert(0);
4193 }
4194
4195 static void hlecall_assemble(int i, const struct regstat *i_regs, int ccadj_)
4196 {
4197   void *hlefunc = hlecall_bad;
4198   uint32_t hleCode = source[i] & 0x03ffffff;
4199   if (hleCode < ARRAY_SIZE(psxHLEt))
4200     hlefunc = psxHLEt[hleCode];
4201
4202   call_c_cpu_handler(i, i_regs, ccadj_, start + i*4+4, hlefunc);
4203 }
4204
4205 static void intcall_assemble(int i, const struct regstat *i_regs, int ccadj_)
4206 {
4207   call_c_cpu_handler(i, i_regs, ccadj_, start + i*4, execI);
4208 }
4209
4210 static void speculate_mov(int rs,int rt)
4211 {
4212   if(rt!=0) {
4213     smrv_strong_next|=1<<rt;
4214     smrv[rt]=smrv[rs];
4215   }
4216 }
4217
4218 static void speculate_mov_weak(int rs,int rt)
4219 {
4220   if(rt!=0) {
4221     smrv_weak_next|=1<<rt;
4222     smrv[rt]=smrv[rs];
4223   }
4224 }
4225
4226 static void speculate_register_values(int i)
4227 {
4228   if(i==0) {
4229     memcpy(smrv,psxRegs.GPR.r,sizeof(smrv));
4230     // gp,sp are likely to stay the same throughout the block
4231     smrv_strong_next=(1<<28)|(1<<29)|(1<<30);
4232     smrv_weak_next=~smrv_strong_next;
4233     //printf(" llr %08x\n", smrv[4]);
4234   }
4235   smrv_strong=smrv_strong_next;
4236   smrv_weak=smrv_weak_next;
4237   switch(dops[i].itype) {
4238     case ALU:
4239       if     ((smrv_strong>>dops[i].rs1)&1) speculate_mov(dops[i].rs1,dops[i].rt1);
4240       else if((smrv_strong>>dops[i].rs2)&1) speculate_mov(dops[i].rs2,dops[i].rt1);
4241       else if((smrv_weak>>dops[i].rs1)&1) speculate_mov_weak(dops[i].rs1,dops[i].rt1);
4242       else if((smrv_weak>>dops[i].rs2)&1) speculate_mov_weak(dops[i].rs2,dops[i].rt1);
4243       else {
4244         smrv_strong_next&=~(1<<dops[i].rt1);
4245         smrv_weak_next&=~(1<<dops[i].rt1);
4246       }
4247       break;
4248     case SHIFTIMM:
4249       smrv_strong_next&=~(1<<dops[i].rt1);
4250       smrv_weak_next&=~(1<<dops[i].rt1);
4251       // fallthrough
4252     case IMM16:
4253       if(dops[i].rt1&&is_const(&regs[i],dops[i].rt1)) {
4254         int hr = get_reg_w(regs[i].regmap, dops[i].rt1);
4255         u_int value;
4256         if(hr>=0) {
4257           if(get_final_value(hr,i,&value))
4258                smrv[dops[i].rt1]=value;
4259           else smrv[dops[i].rt1]=constmap[i][hr];
4260           smrv_strong_next|=1<<dops[i].rt1;
4261         }
4262       }
4263       else {
4264         if     ((smrv_strong>>dops[i].rs1)&1) speculate_mov(dops[i].rs1,dops[i].rt1);
4265         else if((smrv_weak>>dops[i].rs1)&1) speculate_mov_weak(dops[i].rs1,dops[i].rt1);
4266       }
4267       break;
4268     case LOAD:
4269       if(start<0x2000&&(dops[i].rt1==26||(smrv[dops[i].rt1]>>24)==0xa0)) {
4270         // special case for BIOS
4271         smrv[dops[i].rt1]=0xa0000000;
4272         smrv_strong_next|=1<<dops[i].rt1;
4273         break;
4274       }
4275       // fallthrough
4276     case SHIFT:
4277     case LOADLR:
4278     case MOV:
4279       smrv_strong_next&=~(1<<dops[i].rt1);
4280       smrv_weak_next&=~(1<<dops[i].rt1);
4281       break;
4282     case COP0:
4283     case COP2:
4284       if(dops[i].opcode2==0||dops[i].opcode2==2) { // MFC/CFC
4285         smrv_strong_next&=~(1<<dops[i].rt1);
4286         smrv_weak_next&=~(1<<dops[i].rt1);
4287       }
4288       break;
4289     case C2LS:
4290       if (dops[i].opcode==0x32) { // LWC2
4291         smrv_strong_next&=~(1<<dops[i].rt1);
4292         smrv_weak_next&=~(1<<dops[i].rt1);
4293       }
4294       break;
4295   }
4296 #if 0
4297   int r=4;
4298   printf("x %08x %08x %d %d c %08x %08x\n",smrv[r],start+i*4,
4299     ((smrv_strong>>r)&1),(smrv_weak>>r)&1,regs[i].isconst,regs[i].wasconst);
4300 #endif
4301 }
4302
4303 static void ujump_assemble(int i, const struct regstat *i_regs);
4304 static void rjump_assemble(int i, const struct regstat *i_regs);
4305 static void cjump_assemble(int i, const struct regstat *i_regs);
4306 static void sjump_assemble(int i, const struct regstat *i_regs);
4307
4308 static int assemble(int i, const struct regstat *i_regs, int ccadj_)
4309 {
4310   int ds = 0;
4311   switch (dops[i].itype) {
4312     case ALU:
4313       alu_assemble(i, i_regs, ccadj_);
4314       break;
4315     case IMM16:
4316       imm16_assemble(i, i_regs, ccadj_);
4317       break;
4318     case SHIFT:
4319       shift_assemble(i, i_regs);
4320       break;
4321     case SHIFTIMM:
4322       shiftimm_assemble(i, i_regs);
4323       break;
4324     case LOAD:
4325       load_assemble(i, i_regs, ccadj_);
4326       break;
4327     case LOADLR:
4328       loadlr_assemble(i, i_regs, ccadj_);
4329       break;
4330     case STORE:
4331       store_assemble(i, i_regs, ccadj_);
4332       break;
4333     case STORELR:
4334       storelr_assemble(i, i_regs, ccadj_);
4335       break;
4336     case COP0:
4337       cop0_assemble(i, i_regs, ccadj_);
4338       break;
4339     case RFE:
4340       rfe_assemble(i, i_regs);
4341       break;
4342     case COP2:
4343       cop2_assemble(i, i_regs);
4344       break;
4345     case C2LS:
4346       c2ls_assemble(i, i_regs, ccadj_);
4347       break;
4348     case C2OP:
4349       c2op_assemble(i, i_regs);
4350       break;
4351     case MULTDIV:
4352       multdiv_assemble(i, i_regs);
4353       multdiv_prepare_stall(i, i_regs, ccadj_);
4354       break;
4355     case MOV:
4356       mov_assemble(i, i_regs);
4357       break;
4358     case SYSCALL:
4359       exception_assemble(i, i_regs, ccadj_);
4360       break;
4361     case HLECALL:
4362       hlecall_assemble(i, i_regs, ccadj_);
4363       break;
4364     case INTCALL:
4365       intcall_assemble(i, i_regs, ccadj_);
4366       break;
4367     case UJUMP:
4368       ujump_assemble(i, i_regs);
4369       ds = 1;
4370       break;
4371     case RJUMP:
4372       rjump_assemble(i, i_regs);
4373       ds = 1;
4374       break;
4375     case CJUMP:
4376       cjump_assemble(i, i_regs);
4377       ds = 1;
4378       break;
4379     case SJUMP:
4380       sjump_assemble(i, i_regs);
4381       ds = 1;
4382       break;
4383     case NOP:
4384     case OTHER:
4385       // not handled, just skip
4386       break;
4387     default:
4388       assert(0);
4389   }
4390   return ds;
4391 }
4392
4393 static void ds_assemble(int i, const struct regstat *i_regs)
4394 {
4395   speculate_register_values(i);
4396   is_delayslot = 1;
4397   switch (dops[i].itype) {
4398     case SYSCALL:
4399     case HLECALL:
4400     case INTCALL:
4401     case UJUMP:
4402     case RJUMP:
4403     case CJUMP:
4404     case SJUMP:
4405       SysPrintf("Jump in the delay slot.  This is probably a bug.\n");
4406       break;
4407     default:
4408       assemble(i, i_regs, cinfo[i].ccadj);
4409   }
4410   is_delayslot = 0;
4411 }
4412
4413 // Is the branch target a valid internal jump?
4414 static int internal_branch(int addr)
4415 {
4416   if(addr&1) return 0; // Indirect (register) jump
4417   if(addr>=start && addr<start+slen*4-4)
4418   {
4419     return 1;
4420   }
4421   return 0;
4422 }
4423
4424 static void wb_invalidate(signed char pre[],signed char entry[],uint64_t dirty,uint64_t u)
4425 {
4426   int hr;
4427   for(hr=0;hr<HOST_REGS;hr++) {
4428     if(hr!=EXCLUDE_REG) {
4429       if(pre[hr]!=entry[hr]) {
4430         if(pre[hr]>=0) {
4431           if((dirty>>hr)&1) {
4432             if(get_reg(entry,pre[hr])<0) {
4433               assert(pre[hr]<64);
4434               if(!((u>>pre[hr])&1))
4435                 emit_storereg(pre[hr],hr);
4436             }
4437           }
4438         }
4439       }
4440     }
4441   }
4442   // Move from one register to another (no writeback)
4443   for(hr=0;hr<HOST_REGS;hr++) {
4444     if(hr!=EXCLUDE_REG) {
4445       if(pre[hr]!=entry[hr]) {
4446         if(pre[hr]>=0&&pre[hr]<TEMPREG) {
4447           int nr;
4448           if((nr=get_reg(entry,pre[hr]))>=0) {
4449             emit_mov(hr,nr);
4450           }
4451         }
4452       }
4453     }
4454   }
4455 }
4456
4457 // Load the specified registers
4458 // This only loads the registers given as arguments because
4459 // we don't want to load things that will be overwritten
4460 static inline void load_reg(signed char entry[], signed char regmap[], int rs)
4461 {
4462   int hr = get_reg(regmap, rs);
4463   if (hr >= 0 && entry[hr] != regmap[hr])
4464     emit_loadreg(regmap[hr], hr);
4465 }
4466
4467 static void load_regs(signed char entry[], signed char regmap[], int rs1, int rs2)
4468 {
4469   load_reg(entry, regmap, rs1);
4470   if (rs1 != rs2)
4471     load_reg(entry, regmap, rs2);
4472 }
4473
4474 // Load registers prior to the start of a loop
4475 // so that they are not loaded within the loop
4476 static void loop_preload(signed char pre[],signed char entry[])
4477 {
4478   int hr;
4479   for (hr = 0; hr < HOST_REGS; hr++) {
4480     int r = entry[hr];
4481     if (r >= 0 && pre[hr] != r && get_reg(pre, r) < 0) {
4482       assem_debug("loop preload:\n");
4483       if (r < TEMPREG)
4484         emit_loadreg(r, hr);
4485     }
4486   }
4487 }
4488
4489 // Generate address for load/store instruction
4490 // goes to AGEN (or temp) for writes, FTEMP for LOADLR and cop1/2 loads
4491 // AGEN is assigned by pass5b_preallocate2
4492 static void address_generation(int i, const struct regstat *i_regs, signed char entry[])
4493 {
4494   if (dops[i].is_load || dops[i].is_store) {
4495     int ra = -1;
4496     int agr = AGEN1 + (i&1);
4497     if(dops[i].itype==LOAD) {
4498       if (!dops[i].may_except)
4499         ra = get_reg_w(i_regs->regmap, dops[i].rt1); // reuse dest for agen
4500       if (ra < 0)
4501         ra = get_reg_temp(i_regs->regmap);
4502     }
4503     if(dops[i].itype==LOADLR) {
4504       ra=get_reg(i_regs->regmap,FTEMP);
4505     }
4506     if(dops[i].itype==STORE||dops[i].itype==STORELR) {
4507       ra=get_reg(i_regs->regmap,agr);
4508       if(ra<0) ra=get_reg_temp(i_regs->regmap);
4509     }
4510     if(dops[i].itype==C2LS) {
4511       if (dops[i].opcode == 0x32) // LWC2
4512         ra=get_reg(i_regs->regmap,FTEMP);
4513       else { // SWC2
4514         ra=get_reg(i_regs->regmap,agr);
4515         if(ra<0) ra=get_reg_temp(i_regs->regmap);
4516       }
4517     }
4518     int rs = get_reg(i_regs->regmap, dops[i].rs1);
4519     //if(ra>=0)
4520     {
4521       int offset = cinfo[i].imm;
4522       int add_offset = offset != 0;
4523       int c = rs >= 0 && ((i_regs->wasconst >> rs) & 1);
4524       if(dops[i].rs1==0) {
4525         // Using r0 as a base address
4526         assert(ra >= 0);
4527         if(!entry||entry[ra]!=agr) {
4528           if (dops[i].opcode==0x22||dops[i].opcode==0x26) {
4529             emit_movimm(offset&0xFFFFFFFC,ra); // LWL/LWR
4530           }else{
4531             emit_movimm(offset,ra);
4532           }
4533         } // else did it in the previous cycle
4534         cinfo[i].addr = ra;
4535         add_offset = 0;
4536       }
4537       else if (rs < 0) {
4538         assert(ra >= 0);
4539         if (!entry || entry[ra] != dops[i].rs1)
4540           emit_loadreg(dops[i].rs1, ra);
4541         cinfo[i].addr = ra;
4542         //if(!entry||entry[ra]!=dops[i].rs1)
4543         //  printf("poor load scheduling!\n");
4544       }
4545       else if(c) {
4546         if(dops[i].rs1!=dops[i].rt1||dops[i].itype!=LOAD) {
4547           assert(ra >= 0);
4548           if(!entry||entry[ra]!=agr) {
4549             if (dops[i].opcode==0x22||dops[i].opcode==0x26) {
4550               emit_movimm((constmap[i][rs]+offset)&0xFFFFFFFC,ra); // LWL/LWR
4551             }else{
4552               emit_movimm(constmap[i][rs]+offset,ra);
4553               regs[i].loadedconst|=1<<ra;
4554             }
4555           } // else did it in the previous cycle
4556           cinfo[i].addr = ra;
4557         }
4558         else // else load_consts already did it
4559           cinfo[i].addr = rs;
4560         add_offset = 0;
4561       }
4562       else
4563         cinfo[i].addr = rs;
4564       if (add_offset) {
4565         assert(ra >= 0);
4566         if(rs>=0) {
4567           emit_addimm(rs,offset,ra);
4568         }else{
4569           emit_addimm(ra,offset,ra);
4570         }
4571         cinfo[i].addr = ra;
4572       }
4573     }
4574     assert(cinfo[i].addr >= 0);
4575   }
4576   // Preload constants for next instruction
4577   if (dops[i+1].is_load || dops[i+1].is_store) {
4578     int agr,ra;
4579     // Actual address
4580     agr=AGEN1+((i+1)&1);
4581     ra=get_reg(i_regs->regmap,agr);
4582     if(ra>=0) {
4583       int rs=get_reg(regs[i+1].regmap,dops[i+1].rs1);
4584       int offset=cinfo[i+1].imm;
4585       int c=(regs[i+1].wasconst>>rs)&1;
4586       if(c&&(dops[i+1].rs1!=dops[i+1].rt1||dops[i+1].itype!=LOAD)) {
4587         if (dops[i+1].opcode==0x22||dops[i+1].opcode==0x26) {
4588           emit_movimm((constmap[i+1][rs]+offset)&0xFFFFFFFC,ra); // LWL/LWR
4589         }else if (dops[i+1].opcode==0x1a||dops[i+1].opcode==0x1b) {
4590           emit_movimm((constmap[i+1][rs]+offset)&0xFFFFFFF8,ra); // LDL/LDR
4591         }else{
4592           emit_movimm(constmap[i+1][rs]+offset,ra);
4593           regs[i+1].loadedconst|=1<<ra;
4594         }
4595       }
4596       else if(dops[i+1].rs1==0) {
4597         // Using r0 as a base address
4598         if (dops[i+1].opcode==0x22||dops[i+1].opcode==0x26) {
4599           emit_movimm(offset&0xFFFFFFFC,ra); // LWL/LWR
4600         }else if (dops[i+1].opcode==0x1a||dops[i+1].opcode==0x1b) {
4601           emit_movimm(offset&0xFFFFFFF8,ra); // LDL/LDR
4602         }else{
4603           emit_movimm(offset,ra);
4604         }
4605       }
4606     }
4607   }
4608 }
4609
4610 static int get_final_value(int hr, int i, u_int *value)
4611 {
4612   int reg=regs[i].regmap[hr];
4613   while(i<slen-1) {
4614     if(regs[i+1].regmap[hr]!=reg) break;
4615     if(!((regs[i+1].isconst>>hr)&1)) break;
4616     if(dops[i+1].bt) break;
4617     i++;
4618   }
4619   if(i<slen-1) {
4620     if (dops[i].is_jump) {
4621       *value=constmap[i][hr];
4622       return 1;
4623     }
4624     if(!dops[i+1].bt) {
4625       if (dops[i+1].is_jump) {
4626         // Load in delay slot, out-of-order execution
4627         if(dops[i+2].itype==LOAD&&dops[i+2].rs1==reg&&dops[i+2].rt1==reg&&((regs[i+1].wasconst>>hr)&1))
4628         {
4629           // Precompute load address
4630           *value=constmap[i][hr]+cinfo[i+2].imm;
4631           return 1;
4632         }
4633       }
4634       if(dops[i+1].itype==LOAD&&dops[i+1].rs1==reg&&dops[i+1].rt1==reg)
4635       {
4636         // Precompute load address
4637         *value=constmap[i][hr]+cinfo[i+1].imm;
4638         //printf("c=%x imm=%lx\n",(long)constmap[i][hr],cinfo[i+1].imm);
4639         return 1;
4640       }
4641     }
4642   }
4643   *value=constmap[i][hr];
4644   //printf("c=%lx\n",(long)constmap[i][hr]);
4645   if(i==slen-1) return 1;
4646   assert(reg < 64);
4647   return !((unneeded_reg[i+1]>>reg)&1);
4648 }
4649
4650 // Load registers with known constants
4651 static void load_consts(signed char pre[],signed char regmap[],int i)
4652 {
4653   int hr,hr2;
4654   // propagate loaded constant flags
4655   if(i==0||dops[i].bt)
4656     regs[i].loadedconst=0;
4657   else {
4658     for (hr = 0; hr < HOST_REGS; hr++) {
4659       if (hr == EXCLUDE_REG || regmap[hr] < 0 || pre[hr] != regmap[hr])
4660         continue;
4661       if ((((regs[i-1].isconst & regs[i-1].loadedconst) >> hr) & 1)
4662           && regmap[hr] == regs[i-1].regmap[hr])
4663       {
4664         regs[i].loadedconst |= 1u << hr;
4665       }
4666     }
4667   }
4668   // Load 32-bit regs
4669   for(hr=0;hr<HOST_REGS;hr++) {
4670     if(hr!=EXCLUDE_REG&&regmap[hr]>=0) {
4671       //if(entry[hr]!=regmap[hr]) {
4672       if(!((regs[i].loadedconst>>hr)&1)) {
4673         assert(regmap[hr]<64);
4674         if(((regs[i].isconst>>hr)&1)&&regmap[hr]>0) {
4675           u_int value, similar=0;
4676           if(get_final_value(hr,i,&value)) {
4677             // see if some other register has similar value
4678             for(hr2=0;hr2<HOST_REGS;hr2++) {
4679               if(hr2!=EXCLUDE_REG&&((regs[i].loadedconst>>hr2)&1)) {
4680                 if(is_similar_value(value,constmap[i][hr2])) {
4681                   similar=1;
4682                   break;
4683                 }
4684               }
4685             }
4686             if(similar) {
4687               u_int value2;
4688               if(get_final_value(hr2,i,&value2)) // is this needed?
4689                 emit_movimm_from(value2,hr2,value,hr);
4690               else
4691                 emit_movimm(value,hr);
4692             }
4693             else if(value==0) {
4694               emit_zeroreg(hr);
4695             }
4696             else {
4697               emit_movimm(value,hr);
4698             }
4699           }
4700           regs[i].loadedconst|=1<<hr;
4701         }
4702       }
4703     }
4704   }
4705 }
4706
4707 static void load_all_consts(const signed char regmap[], u_int dirty, int i)
4708 {
4709   int hr;
4710   // Load 32-bit regs
4711   for(hr=0;hr<HOST_REGS;hr++) {
4712     if(hr!=EXCLUDE_REG&&regmap[hr]>=0&&((dirty>>hr)&1)) {
4713       assert(regmap[hr] < 64);
4714       if(((regs[i].isconst>>hr)&1)&&regmap[hr]>0) {
4715         int value=constmap[i][hr];
4716         if(value==0) {
4717           emit_zeroreg(hr);
4718         }
4719         else {
4720           emit_movimm(value,hr);
4721         }
4722       }
4723     }
4724   }
4725 }
4726
4727 // Write out all dirty registers (except cycle count)
4728 #ifndef wb_dirtys
4729 static void wb_dirtys(const signed char i_regmap[], u_int i_dirty)
4730 {
4731   int hr;
4732   for(hr=0;hr<HOST_REGS;hr++) {
4733     if(hr!=EXCLUDE_REG) {
4734       if(i_regmap[hr]>0) {
4735         if(i_regmap[hr]!=CCREG) {
4736           if((i_dirty>>hr)&1) {
4737             assert(i_regmap[hr]<64);
4738             emit_storereg(i_regmap[hr],hr);
4739           }
4740         }
4741       }
4742     }
4743   }
4744 }
4745 #endif
4746
4747 // Write out dirty registers that we need to reload (pair with load_needed_regs)
4748 // This writes the registers not written by store_regs_bt
4749 static void wb_needed_dirtys(const signed char i_regmap[], u_int i_dirty, int addr)
4750 {
4751   int hr;
4752   int t=(addr-start)>>2;
4753   for(hr=0;hr<HOST_REGS;hr++) {
4754     if(hr!=EXCLUDE_REG) {
4755       if(i_regmap[hr]>0) {
4756         if(i_regmap[hr]!=CCREG) {
4757           if(i_regmap[hr]==regs[t].regmap_entry[hr] && ((regs[t].dirty>>hr)&1)) {
4758             if((i_dirty>>hr)&1) {
4759               assert(i_regmap[hr]<64);
4760               emit_storereg(i_regmap[hr],hr);
4761             }
4762           }
4763         }
4764       }
4765     }
4766   }
4767 }
4768
4769 // Load all registers (except cycle count)
4770 #ifndef load_all_regs
4771 static void load_all_regs(const signed char i_regmap[])
4772 {
4773   int hr;
4774   for(hr=0;hr<HOST_REGS;hr++) {
4775     if(hr!=EXCLUDE_REG) {
4776       if(i_regmap[hr]==0) {
4777         emit_zeroreg(hr);
4778       }
4779       else
4780       if(i_regmap[hr]>0 && i_regmap[hr]<TEMPREG && i_regmap[hr]!=CCREG)
4781       {
4782         emit_loadreg(i_regmap[hr],hr);
4783       }
4784     }
4785   }
4786 }
4787 #endif
4788
4789 // Load all current registers also needed by next instruction
4790 static void load_needed_regs(const signed char i_regmap[], const signed char next_regmap[])
4791 {
4792   signed char regmap_sel[HOST_REGS];
4793   int hr;
4794   for (hr = 0; hr < HOST_REGS; hr++) {
4795     regmap_sel[hr] = -1;
4796     if (hr != EXCLUDE_REG)
4797       if (next_regmap[hr] == i_regmap[hr] || get_reg(next_regmap, i_regmap[hr]) >= 0)
4798         regmap_sel[hr] = i_regmap[hr];
4799   }
4800   load_all_regs(regmap_sel);
4801 }
4802
4803 // Load all regs, storing cycle count if necessary
4804 static void load_regs_entry(int t)
4805 {
4806   if(dops[t].is_ds) emit_addimm(HOST_CCREG,CLOCK_ADJUST(1),HOST_CCREG);
4807   else if(cinfo[t].ccadj) emit_addimm(HOST_CCREG,-cinfo[t].ccadj,HOST_CCREG);
4808   if(regs[t].regmap_entry[HOST_CCREG]!=CCREG) {
4809     emit_storereg(CCREG,HOST_CCREG);
4810   }
4811   load_all_regs(regs[t].regmap_entry);
4812 }
4813
4814 // Store dirty registers prior to branch
4815 static void store_regs_bt(signed char i_regmap[],uint64_t i_dirty,int addr)
4816 {
4817   if(internal_branch(addr))
4818   {
4819     int t=(addr-start)>>2;
4820     int hr;
4821     for(hr=0;hr<HOST_REGS;hr++) {
4822       if(hr!=EXCLUDE_REG) {
4823         if(i_regmap[hr]>0 && i_regmap[hr]!=CCREG) {
4824           if(i_regmap[hr]!=regs[t].regmap_entry[hr] || !((regs[t].dirty>>hr)&1)) {
4825             if((i_dirty>>hr)&1) {
4826               assert(i_regmap[hr]<64);
4827               if(!((unneeded_reg[t]>>i_regmap[hr])&1))
4828                 emit_storereg(i_regmap[hr],hr);
4829             }
4830           }
4831         }
4832       }
4833     }
4834   }
4835   else
4836   {
4837     // Branch out of this block, write out all dirty regs
4838     wb_dirtys(i_regmap,i_dirty);
4839   }
4840 }
4841
4842 // Load all needed registers for branch target
4843 static void load_regs_bt(signed char i_regmap[],uint64_t i_dirty,int addr)
4844 {
4845   //if(addr>=start && addr<(start+slen*4))
4846   if(internal_branch(addr))
4847   {
4848     int t=(addr-start)>>2;
4849     int hr;
4850     // Store the cycle count before loading something else
4851     if(i_regmap[HOST_CCREG]!=CCREG) {
4852       assert(i_regmap[HOST_CCREG]==-1);
4853     }
4854     if(regs[t].regmap_entry[HOST_CCREG]!=CCREG) {
4855       emit_storereg(CCREG,HOST_CCREG);
4856     }
4857     // Load 32-bit regs
4858     for(hr=0;hr<HOST_REGS;hr++) {
4859       if(hr!=EXCLUDE_REG&&regs[t].regmap_entry[hr]>=0&&regs[t].regmap_entry[hr]<TEMPREG) {
4860         if(i_regmap[hr]!=regs[t].regmap_entry[hr]) {
4861           if(regs[t].regmap_entry[hr]==0) {
4862             emit_zeroreg(hr);
4863           }
4864           else if(regs[t].regmap_entry[hr]!=CCREG)
4865           {
4866             emit_loadreg(regs[t].regmap_entry[hr],hr);
4867           }
4868         }
4869       }
4870     }
4871   }
4872 }
4873
4874 static int match_bt(signed char i_regmap[],uint64_t i_dirty,int addr)
4875 {
4876   if(addr>=start && addr<start+slen*4-4)
4877   {
4878     int t=(addr-start)>>2;
4879     int hr;
4880     if(regs[t].regmap_entry[HOST_CCREG]!=CCREG) return 0;
4881     for(hr=0;hr<HOST_REGS;hr++)
4882     {
4883       if(hr!=EXCLUDE_REG)
4884       {
4885         if(i_regmap[hr]!=regs[t].regmap_entry[hr])
4886         {
4887           if(regs[t].regmap_entry[hr]>=0&&(regs[t].regmap_entry[hr]|64)<TEMPREG+64)
4888           {
4889             return 0;
4890           }
4891           else
4892           if((i_dirty>>hr)&1)
4893           {
4894             if(i_regmap[hr]<TEMPREG)
4895             {
4896               if(!((unneeded_reg[t]>>i_regmap[hr])&1))
4897                 return 0;
4898             }
4899             else if(i_regmap[hr]>=64&&i_regmap[hr]<TEMPREG+64)
4900             {
4901               assert(0);
4902             }
4903           }
4904         }
4905         else // Same register but is it 32-bit or dirty?
4906         if(i_regmap[hr]>=0)
4907         {
4908           if(!((regs[t].dirty>>hr)&1))
4909           {
4910             if((i_dirty>>hr)&1)
4911             {
4912               if(!((unneeded_reg[t]>>i_regmap[hr])&1))
4913               {
4914                 //printf("%x: dirty no match\n",addr);
4915                 return 0;
4916               }
4917             }
4918           }
4919         }
4920       }
4921     }
4922     // Delay slots are not valid branch targets
4923     //if(t>0&&(dops[t-1].is_jump) return 0;
4924     // Delay slots require additional processing, so do not match
4925     if(dops[t].is_ds) return 0;
4926   }
4927   else
4928   {
4929     int hr;
4930     for(hr=0;hr<HOST_REGS;hr++)
4931     {
4932       if(hr!=EXCLUDE_REG)
4933       {
4934         if(i_regmap[hr]>=0)
4935         {
4936           if(hr!=HOST_CCREG||i_regmap[hr]!=CCREG)
4937           {
4938             if((i_dirty>>hr)&1)
4939             {
4940               return 0;
4941             }
4942           }
4943         }
4944       }
4945     }
4946   }
4947   return 1;
4948 }
4949
4950 #ifdef DRC_DBG
4951 static void drc_dbg_emit_do_cmp(int i, int ccadj_)
4952 {
4953   extern void do_insn_cmp();
4954   //extern int cycle;
4955   u_int hr, reglist = get_host_reglist(regs[i].regmap);
4956   reglist |= get_host_reglist(regs[i].regmap_entry);
4957   reglist &= DRC_DBG_REGMASK;
4958
4959   assem_debug("//do_insn_cmp %08x\n", start+i*4);
4960   save_regs(reglist);
4961   // write out changed consts to match the interpreter
4962   if (i > 0 && !dops[i].bt) {
4963     for (hr = 0; hr < HOST_REGS; hr++) {
4964       int reg = regs[i].regmap_entry[hr]; // regs[i-1].regmap[hr];
4965       if (hr == EXCLUDE_REG || reg <= 0)
4966         continue;
4967       if (!((regs[i-1].isconst >> hr) & 1))
4968         continue;
4969       if (i > 1 && reg == regs[i-2].regmap[hr] && constmap[i-1][hr] == constmap[i-2][hr])
4970         continue;
4971       emit_movimm(constmap[i-1][hr],0);
4972       emit_storereg(reg, 0);
4973     }
4974   }
4975   if (dops[i].opcode == 0x0f) { // LUI
4976     emit_movimm(cinfo[i].imm << 16, 0);
4977     emit_storereg(dops[i].rt1, 0);
4978   }
4979   emit_movimm(start+i*4,0);
4980   emit_writeword(0,&pcaddr);
4981   int cc = get_reg(regs[i].regmap_entry, CCREG);
4982   if (cc < 0)
4983     emit_loadreg(CCREG, cc = 0);
4984   emit_addimm(cc, ccadj_, 0);
4985   emit_writeword(0, &psxRegs.cycle);
4986   emit_far_call(do_insn_cmp);
4987   //emit_readword(&cycle,0);
4988   //emit_addimm(0,2,0);
4989   //emit_writeword(0,&cycle);
4990   (void)get_reg2;
4991   restore_regs(reglist);
4992   assem_debug("\\\\do_insn_cmp\n");
4993 }
4994 static void drc_dbg_emit_wb_dirtys(int i, const struct regstat *i_regs)
4995 {
4996   // write-out non-consts, consts are likely different because of get_final_value()
4997   if (i_regs->dirty & ~i_regs->loadedconst) {
4998     assem_debug("/ drc_dbg_wb\n");
4999     wb_dirtys(i_regs->regmap, i_regs->dirty & ~i_regs->loadedconst);
5000     assem_debug("\\ drc_dbg_wb\n");
5001   }
5002 }
5003 #else
5004 #define drc_dbg_emit_do_cmp(x,y)
5005 #define drc_dbg_emit_wb_dirtys(x,y)
5006 #endif
5007
5008 // Used when a branch jumps into the delay slot of another branch
5009 static void ds_assemble_entry(int i)
5010 {
5011   int t = (cinfo[i].ba - start) >> 2;
5012   int ccadj_ = -CLOCK_ADJUST(1);
5013   if (!instr_addr[t])
5014     instr_addr[t] = out;
5015   assem_debug("Assemble delay slot at %x\n",cinfo[i].ba);
5016   assem_debug("<->\n");
5017   drc_dbg_emit_do_cmp(t, ccadj_);
5018   if(regs[t].regmap_entry[HOST_CCREG]==CCREG&&regs[t].regmap[HOST_CCREG]!=CCREG)
5019     wb_register(CCREG,regs[t].regmap_entry,regs[t].wasdirty);
5020   load_regs(regs[t].regmap_entry,regs[t].regmap,dops[t].rs1,dops[t].rs2);
5021   address_generation(t,&regs[t],regs[t].regmap_entry);
5022   if (ram_offset && (dops[t].is_load || dops[t].is_store))
5023     load_reg(regs[t].regmap_entry,regs[t].regmap,ROREG);
5024   if (dops[t].is_store)
5025     load_reg(regs[t].regmap_entry,regs[t].regmap,INVCP);
5026   is_delayslot=0;
5027   switch (dops[t].itype) {
5028     case SYSCALL:
5029     case HLECALL:
5030     case INTCALL:
5031     case UJUMP:
5032     case RJUMP:
5033     case CJUMP:
5034     case SJUMP:
5035       SysPrintf("Jump in the delay slot.  This is probably a bug.\n");
5036       break;
5037     default:
5038       assemble(t, &regs[t], ccadj_);
5039   }
5040   store_regs_bt(regs[t].regmap,regs[t].dirty,cinfo[i].ba+4);
5041   load_regs_bt(regs[t].regmap,regs[t].dirty,cinfo[i].ba+4);
5042   if(internal_branch(cinfo[i].ba+4))
5043     assem_debug("branch: internal\n");
5044   else
5045     assem_debug("branch: external\n");
5046   assert(internal_branch(cinfo[i].ba+4));
5047   add_to_linker(out,cinfo[i].ba+4,internal_branch(cinfo[i].ba+4));
5048   emit_jmp(0);
5049 }
5050
5051 // Load 2 immediates optimizing for small code size
5052 static void emit_mov2imm_compact(int imm1,u_int rt1,int imm2,u_int rt2)
5053 {
5054   emit_movimm(imm1,rt1);
5055   emit_movimm_from(imm1,rt1,imm2,rt2);
5056 }
5057
5058 static void do_cc(int i, const signed char i_regmap[], int *adj,
5059   int addr, int taken, int invert)
5060 {
5061   int count, count_plus2;
5062   void *jaddr;
5063   void *idle=NULL;
5064   int t=0;
5065   if(dops[i].itype==RJUMP)
5066   {
5067     *adj=0;
5068   }
5069   //if(cinfo[i].ba>=start && cinfo[i].ba<(start+slen*4))
5070   if(internal_branch(cinfo[i].ba))
5071   {
5072     t=(cinfo[i].ba-start)>>2;
5073     if(dops[t].is_ds) *adj=-CLOCK_ADJUST(1); // Branch into delay slot adds an extra cycle
5074     else *adj=cinfo[t].ccadj;
5075   }
5076   else
5077   {
5078     *adj=0;
5079   }
5080   count = cinfo[i].ccadj;
5081   count_plus2 = count + CLOCK_ADJUST(2);
5082   if(taken==TAKEN && i==(cinfo[i].ba-start)>>2 && source[i+1]==0) {
5083     // Idle loop
5084     if(count&1) emit_addimm_and_set_flags(2*(count+2),HOST_CCREG);
5085     idle=out;
5086     //emit_subfrommem(&idlecount,HOST_CCREG); // Count idle cycles
5087     emit_andimm(HOST_CCREG,3,HOST_CCREG);
5088     jaddr=out;
5089     emit_jmp(0);
5090   }
5091   else if(*adj==0||invert) {
5092     int cycles = count_plus2;
5093     // faster loop HACK
5094 #if 0
5095     if (t&&*adj) {
5096       int rel=t-i;
5097       if(-NO_CYCLE_PENALTY_THR<rel&&rel<0)
5098         cycles=*adj+count+2-*adj;
5099     }
5100 #endif
5101     emit_addimm_and_set_flags(cycles, HOST_CCREG);
5102     jaddr = out;
5103     emit_jns(0);
5104   }
5105   else
5106   {
5107     emit_cmpimm(HOST_CCREG, -count_plus2);
5108     jaddr = out;
5109     emit_jns(0);
5110   }
5111   add_stub(CC_STUB,jaddr,idle?idle:out,(*adj==0||invert||idle)?0:count_plus2,i,addr,taken,0);
5112 }
5113
5114 static void do_ccstub(int n)
5115 {
5116   literal_pool(256);
5117   assem_debug("do_ccstub %x\n",start+(u_int)stubs[n].b*4);
5118   set_jump_target(stubs[n].addr, out);
5119   int i=stubs[n].b;
5120   if (stubs[n].d != TAKEN) {
5121     wb_dirtys(branch_regs[i].regmap,branch_regs[i].dirty);
5122   }
5123   else {
5124     if(internal_branch(cinfo[i].ba))
5125       wb_needed_dirtys(branch_regs[i].regmap,branch_regs[i].dirty,cinfo[i].ba);
5126   }
5127   if(stubs[n].c!=-1)
5128   {
5129     // Save PC as return address
5130     emit_movimm(stubs[n].c,0);
5131     emit_writeword(0,&pcaddr);
5132   }
5133   else
5134   {
5135     // Return address depends on which way the branch goes
5136     if(dops[i].itype==CJUMP||dops[i].itype==SJUMP)
5137     {
5138       int s1l=get_reg(branch_regs[i].regmap,dops[i].rs1);
5139       int s2l=get_reg(branch_regs[i].regmap,dops[i].rs2);
5140       if(dops[i].rs1==0)
5141       {
5142         s1l=s2l;
5143         s2l=-1;
5144       }
5145       else if(dops[i].rs2==0)
5146       {
5147         s2l=-1;
5148       }
5149       assert(s1l>=0);
5150       #ifdef DESTRUCTIVE_WRITEBACK
5151       if(dops[i].rs1) {
5152         if((branch_regs[i].dirty>>s1l)&&1)
5153           emit_loadreg(dops[i].rs1,s1l);
5154       }
5155       else {
5156         if((branch_regs[i].dirty>>s1l)&1)
5157           emit_loadreg(dops[i].rs2,s1l);
5158       }
5159       if(s2l>=0)
5160         if((branch_regs[i].dirty>>s2l)&1)
5161           emit_loadreg(dops[i].rs2,s2l);
5162       #endif
5163       int hr=0;
5164       int addr=-1,alt=-1,ntaddr=-1;
5165       while(hr<HOST_REGS)
5166       {
5167         if(hr!=EXCLUDE_REG && hr!=HOST_CCREG &&
5168            branch_regs[i].regmap[hr]!=dops[i].rs1 &&
5169            branch_regs[i].regmap[hr]!=dops[i].rs2 )
5170         {
5171           addr=hr++;break;
5172         }
5173         hr++;
5174       }
5175       while(hr<HOST_REGS)
5176       {
5177         if(hr!=EXCLUDE_REG && hr!=HOST_CCREG &&
5178            branch_regs[i].regmap[hr]!=dops[i].rs1 &&
5179            branch_regs[i].regmap[hr]!=dops[i].rs2 )
5180         {
5181           alt=hr++;break;
5182         }
5183         hr++;
5184       }
5185       if ((dops[i].opcode & 0x3e) == 6) // BLEZ/BGTZ needs another register
5186       {
5187         while(hr<HOST_REGS)
5188         {
5189           if(hr!=EXCLUDE_REG && hr!=HOST_CCREG &&
5190              branch_regs[i].regmap[hr]!=dops[i].rs1 &&
5191              branch_regs[i].regmap[hr]!=dops[i].rs2 )
5192           {
5193             ntaddr=hr;break;
5194           }
5195           hr++;
5196         }
5197         assert(hr<HOST_REGS);
5198       }
5199       if (dops[i].opcode == 4) // BEQ
5200       {
5201         #ifdef HAVE_CMOV_IMM
5202         if(s2l>=0) emit_cmp(s1l,s2l);
5203         else emit_test(s1l,s1l);
5204         emit_cmov2imm_e_ne_compact(cinfo[i].ba,start+i*4+8,addr);
5205         #else
5206         emit_mov2imm_compact(cinfo[i].ba,addr,start+i*4+8,alt);
5207         if(s2l>=0) emit_cmp(s1l,s2l);
5208         else emit_test(s1l,s1l);
5209         emit_cmovne_reg(alt,addr);
5210         #endif
5211       }
5212       else if (dops[i].opcode == 5) // BNE
5213       {
5214         #ifdef HAVE_CMOV_IMM
5215         if(s2l>=0) emit_cmp(s1l,s2l);
5216         else emit_test(s1l,s1l);
5217         emit_cmov2imm_e_ne_compact(start+i*4+8,cinfo[i].ba,addr);
5218         #else
5219         emit_mov2imm_compact(start+i*4+8,addr,cinfo[i].ba,alt);
5220         if(s2l>=0) emit_cmp(s1l,s2l);
5221         else emit_test(s1l,s1l);
5222         emit_cmovne_reg(alt,addr);
5223         #endif
5224       }
5225       else if (dops[i].opcode == 6) // BLEZ
5226       {
5227         //emit_movimm(cinfo[i].ba,alt);
5228         //emit_movimm(start+i*4+8,addr);
5229         emit_mov2imm_compact(cinfo[i].ba,alt,start+i*4+8,addr);
5230         emit_cmpimm(s1l,1);
5231         emit_cmovl_reg(alt,addr);
5232       }
5233       else if (dops[i].opcode == 7) // BGTZ
5234       {
5235         //emit_movimm(cinfo[i].ba,addr);
5236         //emit_movimm(start+i*4+8,ntaddr);
5237         emit_mov2imm_compact(cinfo[i].ba,addr,start+i*4+8,ntaddr);
5238         emit_cmpimm(s1l,1);
5239         emit_cmovl_reg(ntaddr,addr);
5240       }
5241       else if (dops[i].itype == SJUMP) // BLTZ/BGEZ
5242       {
5243         //emit_movimm(cinfo[i].ba,alt);
5244         //emit_movimm(start+i*4+8,addr);
5245         if (dops[i].rs1) {
5246           emit_mov2imm_compact(cinfo[i].ba,
5247             (dops[i].opcode2 & 1) ? addr : alt, start + i*4 + 8,
5248             (dops[i].opcode2 & 1) ? alt : addr);
5249           emit_test(s1l,s1l);
5250           emit_cmovs_reg(alt,addr);
5251         }
5252         else
5253           emit_movimm((dops[i].opcode2 & 1) ? cinfo[i].ba : start + i*4 + 8, addr);
5254       }
5255       emit_writeword(addr, &pcaddr);
5256     }
5257     else
5258     if(dops[i].itype==RJUMP)
5259     {
5260       int r=get_reg(branch_regs[i].regmap,dops[i].rs1);
5261       if (ds_writes_rjump_rs(i)) {
5262         r=get_reg(branch_regs[i].regmap,RTEMP);
5263       }
5264       emit_writeword(r,&pcaddr);
5265     }
5266     else {SysPrintf("Unknown branch type in do_ccstub\n");abort();}
5267   }
5268   // Update cycle count
5269   assert(branch_regs[i].regmap[HOST_CCREG]==CCREG||branch_regs[i].regmap[HOST_CCREG]==-1);
5270   if(stubs[n].a) emit_addimm(HOST_CCREG,(int)stubs[n].a,HOST_CCREG);
5271   emit_far_call(cc_interrupt);
5272   if(stubs[n].a) emit_addimm(HOST_CCREG,-(int)stubs[n].a,HOST_CCREG);
5273   if(stubs[n].d==TAKEN) {
5274     if(internal_branch(cinfo[i].ba))
5275       load_needed_regs(branch_regs[i].regmap,regs[(cinfo[i].ba-start)>>2].regmap_entry);
5276     else if(dops[i].itype==RJUMP) {
5277       if(get_reg(branch_regs[i].regmap,RTEMP)>=0)
5278         emit_readword(&pcaddr,get_reg(branch_regs[i].regmap,RTEMP));
5279       else
5280         emit_loadreg(dops[i].rs1,get_reg(branch_regs[i].regmap,dops[i].rs1));
5281     }
5282   }else if(stubs[n].d==NOTTAKEN) {
5283     if(i<slen-2) load_needed_regs(branch_regs[i].regmap,regmap_pre[i+2]);
5284     else load_all_regs(branch_regs[i].regmap);
5285   }else{
5286     load_all_regs(branch_regs[i].regmap);
5287   }
5288   if (stubs[n].retaddr)
5289     emit_jmp(stubs[n].retaddr);
5290   else
5291     do_jump_vaddr(stubs[n].e);
5292 }
5293
5294 static void add_to_linker(void *addr, u_int target, int is_internal)
5295 {
5296   assert(linkcount < ARRAY_SIZE(link_addr));
5297   link_addr[linkcount].addr = addr;
5298   link_addr[linkcount].target = target;
5299   link_addr[linkcount].internal = is_internal;
5300   linkcount++;
5301 }
5302
5303 static void ujump_assemble_write_ra(int i)
5304 {
5305   int rt;
5306   unsigned int return_address;
5307   rt=get_reg(branch_regs[i].regmap,31);
5308   //assem_debug("branch(%d): eax=%d ecx=%d edx=%d ebx=%d ebp=%d esi=%d edi=%d\n",i,branch_regs[i].regmap[0],branch_regs[i].regmap[1],branch_regs[i].regmap[2],branch_regs[i].regmap[3],branch_regs[i].regmap[5],branch_regs[i].regmap[6],branch_regs[i].regmap[7]);
5309   //assert(rt>=0);
5310   return_address=start+i*4+8;
5311   if(rt>=0) {
5312     #ifdef USE_MINI_HT
5313     if(internal_branch(return_address)&&dops[i+1].rt1!=31) {
5314       int temp=-1; // note: must be ds-safe
5315       #ifdef HOST_TEMPREG
5316       temp=HOST_TEMPREG;
5317       #endif
5318       if(temp>=0) do_miniht_insert(return_address,rt,temp);
5319       else emit_movimm(return_address,rt);
5320     }
5321     else
5322     #endif
5323     {
5324       #ifdef REG_PREFETCH
5325       if(temp>=0)
5326       {
5327         if(i_regmap[temp]!=PTEMP) emit_movimm((uintptr_t)hash_table_get(return_address),temp);
5328       }
5329       #endif
5330       if (!((regs[i].loadedconst >> rt) & 1))
5331         emit_movimm(return_address, rt); // PC into link register
5332       #ifdef IMM_PREFETCH
5333       emit_prefetch(hash_table_get(return_address));
5334       #endif
5335     }
5336   }
5337 }
5338
5339 static void ujump_assemble(int i, const struct regstat *i_regs)
5340 {
5341   if(i==(cinfo[i].ba-start)>>2) assem_debug("idle loop\n");
5342   address_generation(i+1,i_regs,regs[i].regmap_entry);
5343   #ifdef REG_PREFETCH
5344   int temp=get_reg(branch_regs[i].regmap,PTEMP);
5345   if(dops[i].rt1==31&&temp>=0)
5346   {
5347     signed char *i_regmap=i_regs->regmap;
5348     int return_address=start+i*4+8;
5349     if(get_reg(branch_regs[i].regmap,31)>0)
5350     if(i_regmap[temp]==PTEMP) emit_movimm((uintptr_t)hash_table_get(return_address),temp);
5351   }
5352   #endif
5353   if (dops[i].rt1 == 31)
5354     ujump_assemble_write_ra(i); // writeback ra for DS
5355   ds_assemble(i+1,i_regs);
5356   uint64_t bc_unneeded=branch_regs[i].u;
5357   bc_unneeded|=1|(1LL<<dops[i].rt1);
5358   wb_invalidate(regs[i].regmap,branch_regs[i].regmap,regs[i].dirty,bc_unneeded);
5359   load_reg(regs[i].regmap,branch_regs[i].regmap,CCREG);
5360   int cc,adj;
5361   cc=get_reg(branch_regs[i].regmap,CCREG);
5362   assert(cc==HOST_CCREG);
5363   store_regs_bt(branch_regs[i].regmap,branch_regs[i].dirty,cinfo[i].ba);
5364   #ifdef REG_PREFETCH
5365   if(dops[i].rt1==31&&temp>=0) emit_prefetchreg(temp);
5366   #endif
5367   do_cc(i,branch_regs[i].regmap,&adj,cinfo[i].ba,TAKEN,0);
5368   if(adj) emit_addimm(cc, cinfo[i].ccadj + CLOCK_ADJUST(2) - adj, cc);
5369   load_regs_bt(branch_regs[i].regmap,branch_regs[i].dirty,cinfo[i].ba);
5370   if(internal_branch(cinfo[i].ba))
5371     assem_debug("branch: internal\n");
5372   else
5373     assem_debug("branch: external\n");
5374   if (internal_branch(cinfo[i].ba) && dops[(cinfo[i].ba-start)>>2].is_ds) {
5375     ds_assemble_entry(i);
5376   }
5377   else {
5378     add_to_linker(out,cinfo[i].ba,internal_branch(cinfo[i].ba));
5379     emit_jmp(0);
5380   }
5381 }
5382
5383 static void rjump_assemble_write_ra(int i)
5384 {
5385   int rt,return_address;
5386   rt=get_reg_w(branch_regs[i].regmap, dops[i].rt1);
5387   //assem_debug("branch(%d): eax=%d ecx=%d edx=%d ebx=%d ebp=%d esi=%d edi=%d\n",i,branch_regs[i].regmap[0],branch_regs[i].regmap[1],branch_regs[i].regmap[2],branch_regs[i].regmap[3],branch_regs[i].regmap[5],branch_regs[i].regmap[6],branch_regs[i].regmap[7]);
5388   assert(rt>=0);
5389   return_address=start+i*4+8;
5390   #ifdef REG_PREFETCH
5391   if(temp>=0)
5392   {
5393     if(i_regmap[temp]!=PTEMP) emit_movimm((uintptr_t)hash_table_get(return_address),temp);
5394   }
5395   #endif
5396   if (!((regs[i].loadedconst >> rt) & 1))
5397     emit_movimm(return_address, rt); // PC into link register
5398   #ifdef IMM_PREFETCH
5399   emit_prefetch(hash_table_get(return_address));
5400   #endif
5401 }
5402
5403 static void rjump_assemble(int i, const struct regstat *i_regs)
5404 {
5405   int temp;
5406   int rs,cc;
5407   rs=get_reg(branch_regs[i].regmap,dops[i].rs1);
5408   assert(rs>=0);
5409   if (ds_writes_rjump_rs(i)) {
5410     // Delay slot abuse, make a copy of the branch address register
5411     temp=get_reg(branch_regs[i].regmap,RTEMP);
5412     assert(temp>=0);
5413     assert(regs[i].regmap[temp]==RTEMP);
5414     emit_mov(rs,temp);
5415     rs=temp;
5416   }
5417   address_generation(i+1,i_regs,regs[i].regmap_entry);
5418   #ifdef REG_PREFETCH
5419   if(dops[i].rt1==31)
5420   {
5421     if((temp=get_reg(branch_regs[i].regmap,PTEMP))>=0) {
5422       signed char *i_regmap=i_regs->regmap;
5423       int return_address=start+i*4+8;
5424       if(i_regmap[temp]==PTEMP) emit_movimm((uintptr_t)hash_table_get(return_address),temp);
5425     }
5426   }
5427   #endif
5428   #ifdef USE_MINI_HT
5429   if(dops[i].rs1==31) {
5430     int rh=get_reg(regs[i].regmap,RHASH);
5431     if(rh>=0) do_preload_rhash(rh);
5432   }
5433   #endif
5434   if (dops[i].rt1 != 0)
5435     rjump_assemble_write_ra(i);
5436   ds_assemble(i+1,i_regs);
5437   uint64_t bc_unneeded=branch_regs[i].u;
5438   bc_unneeded|=1|(1LL<<dops[i].rt1);
5439   bc_unneeded&=~(1LL<<dops[i].rs1);
5440   wb_invalidate(regs[i].regmap,branch_regs[i].regmap,regs[i].dirty,bc_unneeded);
5441   load_regs(regs[i].regmap,branch_regs[i].regmap,dops[i].rs1,CCREG);
5442   cc=get_reg(branch_regs[i].regmap,CCREG);
5443   assert(cc==HOST_CCREG);
5444   (void)cc;
5445   #ifdef USE_MINI_HT
5446   int rh=get_reg(branch_regs[i].regmap,RHASH);
5447   int ht=get_reg(branch_regs[i].regmap,RHTBL);
5448   if(dops[i].rs1==31) {
5449     if(regs[i].regmap[rh]!=RHASH) do_preload_rhash(rh);
5450     do_preload_rhtbl(ht);
5451     do_rhash(rs,rh);
5452   }
5453   #endif
5454   store_regs_bt(branch_regs[i].regmap,branch_regs[i].dirty,-1);
5455   #ifdef DESTRUCTIVE_WRITEBACK
5456   if((branch_regs[i].dirty>>rs)&1) {
5457     if(dops[i].rs1!=dops[i+1].rt1&&dops[i].rs1!=dops[i+1].rt2) {
5458       emit_loadreg(dops[i].rs1,rs);
5459     }
5460   }
5461   #endif
5462   #ifdef REG_PREFETCH
5463   if(dops[i].rt1==31&&temp>=0) emit_prefetchreg(temp);
5464   #endif
5465   #ifdef USE_MINI_HT
5466   if(dops[i].rs1==31) {
5467     do_miniht_load(ht,rh);
5468   }
5469   #endif
5470   //do_cc(i,branch_regs[i].regmap,&adj,-1,TAKEN);
5471   //if(adj) emit_addimm(cc,2*(cinfo[i].ccadj+2-adj),cc); // ??? - Shouldn't happen
5472   //assert(adj==0);
5473   emit_addimm_and_set_flags(cinfo[i].ccadj + CLOCK_ADJUST(2), HOST_CCREG);
5474   add_stub(CC_STUB,out,NULL,0,i,-1,TAKEN,rs);
5475   if (dops[i+1].itype == RFE)
5476     // special case for RFE
5477     emit_jmp(0);
5478   else
5479     emit_jns(0);
5480   //load_regs_bt(branch_regs[i].regmap,branch_regs[i].dirty,-1);
5481   #ifdef USE_MINI_HT
5482   if(dops[i].rs1==31) {
5483     do_miniht_jump(rs,rh,ht);
5484   }
5485   else
5486   #endif
5487   {
5488     do_jump_vaddr(rs);
5489   }
5490   #ifdef CORTEX_A8_BRANCH_PREDICTION_HACK
5491   if(dops[i].rt1!=31&&i<slen-2&&(((u_int)out)&7)) emit_mov(13,13);
5492   #endif
5493 }
5494
5495 static void cjump_assemble(int i, const struct regstat *i_regs)
5496 {
5497   const signed char *i_regmap = i_regs->regmap;
5498   int cc;
5499   int match;
5500   match=match_bt(branch_regs[i].regmap,branch_regs[i].dirty,cinfo[i].ba);
5501   assem_debug("match=%d\n",match);
5502   int s1l,s2l;
5503   int unconditional=0,nop=0;
5504   int invert=0;
5505   int internal=internal_branch(cinfo[i].ba);
5506   if(i==(cinfo[i].ba-start)>>2) assem_debug("idle loop\n");
5507   if(!match) invert=1;
5508   #ifdef CORTEX_A8_BRANCH_PREDICTION_HACK
5509   if(i>(cinfo[i].ba-start)>>2) invert=1;
5510   #endif
5511   #ifdef __aarch64__
5512   invert=1; // because of near cond. branches
5513   #endif
5514
5515   if(dops[i].ooo) {
5516     s1l=get_reg(branch_regs[i].regmap,dops[i].rs1);
5517     s2l=get_reg(branch_regs[i].regmap,dops[i].rs2);
5518   }
5519   else {
5520     s1l=get_reg(i_regmap,dops[i].rs1);
5521     s2l=get_reg(i_regmap,dops[i].rs2);
5522   }
5523   if(dops[i].rs1==0&&dops[i].rs2==0)
5524   {
5525     if(dops[i].opcode&1) nop=1;
5526     else unconditional=1;
5527     //assert(dops[i].opcode!=5);
5528     //assert(dops[i].opcode!=7);
5529     //assert(dops[i].opcode!=0x15);
5530     //assert(dops[i].opcode!=0x17);
5531   }
5532   else if(dops[i].rs1==0)
5533   {
5534     s1l=s2l;
5535     s2l=-1;
5536   }
5537   else if(dops[i].rs2==0)
5538   {
5539     s2l=-1;
5540   }
5541
5542   if(dops[i].ooo) {
5543     // Out of order execution (delay slot first)
5544     //printf("OOOE\n");
5545     address_generation(i+1,i_regs,regs[i].regmap_entry);
5546     ds_assemble(i+1,i_regs);
5547     int adj;
5548     uint64_t bc_unneeded=branch_regs[i].u;
5549     bc_unneeded&=~((1LL<<dops[i].rs1)|(1LL<<dops[i].rs2));
5550     bc_unneeded|=1;
5551     wb_invalidate(regs[i].regmap,branch_regs[i].regmap,regs[i].dirty,bc_unneeded);
5552     load_regs(regs[i].regmap,branch_regs[i].regmap,dops[i].rs1,dops[i].rs2);
5553     load_reg(regs[i].regmap,branch_regs[i].regmap,CCREG);
5554     cc=get_reg(branch_regs[i].regmap,CCREG);
5555     assert(cc==HOST_CCREG);
5556     if(unconditional)
5557       store_regs_bt(branch_regs[i].regmap,branch_regs[i].dirty,cinfo[i].ba);
5558     //do_cc(i,branch_regs[i].regmap,&adj,unconditional?cinfo[i].ba:-1,unconditional);
5559     //assem_debug("cycle count (adj)\n");
5560     if(unconditional) {
5561       do_cc(i,branch_regs[i].regmap,&adj,cinfo[i].ba,TAKEN,0);
5562       if(i!=(cinfo[i].ba-start)>>2 || source[i+1]!=0) {
5563         if(adj) emit_addimm(cc, cinfo[i].ccadj + CLOCK_ADJUST(2) - adj, cc);
5564         load_regs_bt(branch_regs[i].regmap,branch_regs[i].dirty,cinfo[i].ba);
5565         if(internal)
5566           assem_debug("branch: internal\n");
5567         else
5568           assem_debug("branch: external\n");
5569         if (internal && dops[(cinfo[i].ba-start)>>2].is_ds) {
5570           ds_assemble_entry(i);
5571         }
5572         else {
5573           add_to_linker(out,cinfo[i].ba,internal);
5574           emit_jmp(0);
5575         }
5576         #ifdef CORTEX_A8_BRANCH_PREDICTION_HACK
5577         if(((u_int)out)&7) emit_addnop(0);
5578         #endif
5579       }
5580     }
5581     else if(nop) {
5582       emit_addimm_and_set_flags(cinfo[i].ccadj + CLOCK_ADJUST(2), cc);
5583       void *jaddr=out;
5584       emit_jns(0);
5585       add_stub(CC_STUB,jaddr,out,0,i,start+i*4+8,NOTTAKEN,0);
5586     }
5587     else {
5588       void *taken = NULL, *nottaken = NULL, *nottaken1 = NULL;
5589       do_cc(i,branch_regs[i].regmap,&adj,-1,0,invert);
5590       if(adj&&!invert) emit_addimm(cc, cinfo[i].ccadj + CLOCK_ADJUST(2) - adj, cc);
5591
5592       //printf("branch(%d): eax=%d ecx=%d edx=%d ebx=%d ebp=%d esi=%d edi=%d\n",i,branch_regs[i].regmap[0],branch_regs[i].regmap[1],branch_regs[i].regmap[2],branch_regs[i].regmap[3],branch_regs[i].regmap[5],branch_regs[i].regmap[6],branch_regs[i].regmap[7]);
5593       assert(s1l>=0);
5594       if(dops[i].opcode==4) // BEQ
5595       {
5596         if(s2l>=0) emit_cmp(s1l,s2l);
5597         else emit_test(s1l,s1l);
5598         if(invert){
5599           nottaken=out;
5600           emit_jne(DJT_1);
5601         }else{
5602           add_to_linker(out,cinfo[i].ba,internal);
5603           emit_jeq(0);
5604         }
5605       }
5606       if(dops[i].opcode==5) // BNE
5607       {
5608         if(s2l>=0) emit_cmp(s1l,s2l);
5609         else emit_test(s1l,s1l);
5610         if(invert){
5611           nottaken=out;
5612           emit_jeq(DJT_1);
5613         }else{
5614           add_to_linker(out,cinfo[i].ba,internal);
5615           emit_jne(0);
5616         }
5617       }
5618       if(dops[i].opcode==6) // BLEZ
5619       {
5620         emit_cmpimm(s1l,1);
5621         if(invert){
5622           nottaken=out;
5623           emit_jge(DJT_1);
5624         }else{
5625           add_to_linker(out,cinfo[i].ba,internal);
5626           emit_jl(0);
5627         }
5628       }
5629       if(dops[i].opcode==7) // BGTZ
5630       {
5631         emit_cmpimm(s1l,1);
5632         if(invert){
5633           nottaken=out;
5634           emit_jl(DJT_1);
5635         }else{
5636           add_to_linker(out,cinfo[i].ba,internal);
5637           emit_jge(0);
5638         }
5639       }
5640       if(invert) {
5641         if(taken) set_jump_target(taken, out);
5642         #ifdef CORTEX_A8_BRANCH_PREDICTION_HACK
5643         if (match && (!internal || !dops[(cinfo[i].ba-start)>>2].is_ds)) {
5644           if(adj) {
5645             emit_addimm(cc,-adj,cc);
5646             add_to_linker(out,cinfo[i].ba,internal);
5647           }else{
5648             emit_addnop(13);
5649             add_to_linker(out,cinfo[i].ba,internal*2);
5650           }
5651           emit_jmp(0);
5652         }else
5653         #endif
5654         {
5655           if(adj) emit_addimm(cc,-adj,cc);
5656           store_regs_bt(branch_regs[i].regmap,branch_regs[i].dirty,cinfo[i].ba);
5657           load_regs_bt(branch_regs[i].regmap,branch_regs[i].dirty,cinfo[i].ba);
5658           if(internal)
5659             assem_debug("branch: internal\n");
5660           else
5661             assem_debug("branch: external\n");
5662           if (internal && dops[(cinfo[i].ba - start) >> 2].is_ds) {
5663             ds_assemble_entry(i);
5664           }
5665           else {
5666             add_to_linker(out,cinfo[i].ba,internal);
5667             emit_jmp(0);
5668           }
5669         }
5670         set_jump_target(nottaken, out);
5671       }
5672
5673       if(nottaken1) set_jump_target(nottaken1, out);
5674       if(adj) {
5675         if(!invert) emit_addimm(cc,adj,cc);
5676       }
5677     } // (!unconditional)
5678   } // if(ooo)
5679   else
5680   {
5681     // In-order execution (branch first)
5682     void *taken = NULL, *nottaken = NULL, *nottaken1 = NULL;
5683     if(!unconditional&&!nop) {
5684       //printf("branch(%d): eax=%d ecx=%d edx=%d ebx=%d ebp=%d esi=%d edi=%d\n",i,branch_regs[i].regmap[0],branch_regs[i].regmap[1],branch_regs[i].regmap[2],branch_regs[i].regmap[3],branch_regs[i].regmap[5],branch_regs[i].regmap[6],branch_regs[i].regmap[7]);
5685       assert(s1l>=0);
5686       if((dops[i].opcode&0x2f)==4) // BEQ
5687       {
5688         if(s2l>=0) emit_cmp(s1l,s2l);
5689         else emit_test(s1l,s1l);
5690         nottaken=out;
5691         emit_jne(DJT_2);
5692       }
5693       if((dops[i].opcode&0x2f)==5) // BNE
5694       {
5695         if(s2l>=0) emit_cmp(s1l,s2l);
5696         else emit_test(s1l,s1l);
5697         nottaken=out;
5698         emit_jeq(DJT_2);
5699       }
5700       if((dops[i].opcode&0x2f)==6) // BLEZ
5701       {
5702         emit_cmpimm(s1l,1);
5703         nottaken=out;
5704         emit_jge(DJT_2);
5705       }
5706       if((dops[i].opcode&0x2f)==7) // BGTZ
5707       {
5708         emit_cmpimm(s1l,1);
5709         nottaken=out;
5710         emit_jl(DJT_2);
5711       }
5712     } // if(!unconditional)
5713     int adj;
5714     uint64_t ds_unneeded=branch_regs[i].u;
5715     ds_unneeded&=~((1LL<<dops[i+1].rs1)|(1LL<<dops[i+1].rs2));
5716     ds_unneeded|=1;
5717     // branch taken
5718     if(!nop) {
5719       if(taken) set_jump_target(taken, out);
5720       assem_debug("1:\n");
5721       wb_invalidate(regs[i].regmap,branch_regs[i].regmap,regs[i].dirty,ds_unneeded);
5722       // load regs
5723       load_regs(regs[i].regmap,branch_regs[i].regmap,dops[i+1].rs1,dops[i+1].rs2);
5724       address_generation(i+1,&branch_regs[i],0);
5725       if (ram_offset)
5726         load_reg(regs[i].regmap,branch_regs[i].regmap,ROREG);
5727       load_regs(regs[i].regmap,branch_regs[i].regmap,CCREG,INVCP);
5728       ds_assemble(i+1,&branch_regs[i]);
5729       drc_dbg_emit_wb_dirtys(i+1, &branch_regs[i]);
5730       cc=get_reg(branch_regs[i].regmap,CCREG);
5731       if(cc==-1) {
5732         emit_loadreg(CCREG,cc=HOST_CCREG);
5733         // CHECK: Is the following instruction (fall thru) allocated ok?
5734       }
5735       assert(cc==HOST_CCREG);
5736       store_regs_bt(branch_regs[i].regmap,branch_regs[i].dirty,cinfo[i].ba);
5737       do_cc(i,i_regmap,&adj,cinfo[i].ba,TAKEN,0);
5738       assem_debug("cycle count (adj)\n");
5739       if(adj) emit_addimm(cc, cinfo[i].ccadj + CLOCK_ADJUST(2) - adj, cc);
5740       load_regs_bt(branch_regs[i].regmap,branch_regs[i].dirty,cinfo[i].ba);
5741       if(internal)
5742         assem_debug("branch: internal\n");
5743       else
5744         assem_debug("branch: external\n");
5745       if (internal && dops[(cinfo[i].ba - start) >> 2].is_ds) {
5746         ds_assemble_entry(i);
5747       }
5748       else {
5749         add_to_linker(out,cinfo[i].ba,internal);
5750         emit_jmp(0);
5751       }
5752     }
5753     // branch not taken
5754     if(!unconditional) {
5755       if(nottaken1) set_jump_target(nottaken1, out);
5756       set_jump_target(nottaken, out);
5757       assem_debug("2:\n");
5758       wb_invalidate(regs[i].regmap,branch_regs[i].regmap,regs[i].dirty,ds_unneeded);
5759       // load regs
5760       load_regs(regs[i].regmap,branch_regs[i].regmap,dops[i+1].rs1,dops[i+1].rs2);
5761       address_generation(i+1,&branch_regs[i],0);
5762       if (ram_offset)
5763         load_reg(regs[i].regmap,branch_regs[i].regmap,ROREG);
5764       load_regs(regs[i].regmap,branch_regs[i].regmap,CCREG,INVCP);
5765       ds_assemble(i+1,&branch_regs[i]);
5766       cc=get_reg(branch_regs[i].regmap,CCREG);
5767       if (cc == -1) {
5768         // Cycle count isn't in a register, temporarily load it then write it out
5769         emit_loadreg(CCREG,HOST_CCREG);
5770         emit_addimm_and_set_flags(cinfo[i].ccadj + CLOCK_ADJUST(2), HOST_CCREG);
5771         void *jaddr=out;
5772         emit_jns(0);
5773         add_stub(CC_STUB,jaddr,out,0,i,start+i*4+8,NOTTAKEN,0);
5774         emit_storereg(CCREG,HOST_CCREG);
5775       }
5776       else{
5777         cc=get_reg(i_regmap,CCREG);
5778         assert(cc==HOST_CCREG);
5779         emit_addimm_and_set_flags(cinfo[i].ccadj + CLOCK_ADJUST(2), cc);
5780         void *jaddr=out;
5781         emit_jns(0);
5782         add_stub(CC_STUB,jaddr,out,0,i,start+i*4+8,NOTTAKEN,0);
5783       }
5784     }
5785   }
5786 }
5787
5788 static void sjump_assemble(int i, const struct regstat *i_regs)
5789 {
5790   const signed char *i_regmap = i_regs->regmap;
5791   int cc;
5792   int match;
5793   match=match_bt(branch_regs[i].regmap,branch_regs[i].dirty,cinfo[i].ba);
5794   assem_debug("smatch=%d ooo=%d\n", match, dops[i].ooo);
5795   int s1l;
5796   int unconditional=0,nevertaken=0;
5797   int invert=0;
5798   int internal=internal_branch(cinfo[i].ba);
5799   if(i==(cinfo[i].ba-start)>>2) assem_debug("idle loop\n");
5800   if(!match) invert=1;
5801   #ifdef CORTEX_A8_BRANCH_PREDICTION_HACK
5802   if(i>(cinfo[i].ba-start)>>2) invert=1;
5803   #endif
5804   #ifdef __aarch64__
5805   invert=1; // because of near cond. branches
5806   #endif
5807
5808   //if(dops[i].opcode2>=0x10) return; // FIXME (BxxZAL)
5809   //assert(dops[i].opcode2<0x10||dops[i].rs1==0); // FIXME (BxxZAL)
5810
5811   if(dops[i].ooo) {
5812     s1l=get_reg(branch_regs[i].regmap,dops[i].rs1);
5813   }
5814   else {
5815     s1l=get_reg(i_regmap,dops[i].rs1);
5816   }
5817   if(dops[i].rs1==0)
5818   {
5819     if(dops[i].opcode2&1) unconditional=1;
5820     else nevertaken=1;
5821     // These are never taken (r0 is never less than zero)
5822     //assert(dops[i].opcode2!=0);
5823     //assert(dops[i].opcode2!=2);
5824     //assert(dops[i].opcode2!=0x10);
5825     //assert(dops[i].opcode2!=0x12);
5826   }
5827
5828   if(dops[i].ooo) {
5829     // Out of order execution (delay slot first)
5830     //printf("OOOE\n");
5831     address_generation(i+1,i_regs,regs[i].regmap_entry);
5832     ds_assemble(i+1,i_regs);
5833     int adj;
5834     uint64_t bc_unneeded=branch_regs[i].u;
5835     bc_unneeded&=~((1LL<<dops[i].rs1)|(1LL<<dops[i].rs2));
5836     bc_unneeded|=1;
5837     wb_invalidate(regs[i].regmap,branch_regs[i].regmap,regs[i].dirty,bc_unneeded);
5838     load_regs(regs[i].regmap,branch_regs[i].regmap,dops[i].rs1,dops[i].rs1);
5839     load_reg(regs[i].regmap,branch_regs[i].regmap,CCREG);
5840     if(dops[i].rt1==31) {
5841       int rt,return_address;
5842       rt=get_reg(branch_regs[i].regmap,31);
5843       //assem_debug("branch(%d): eax=%d ecx=%d edx=%d ebx=%d ebp=%d esi=%d edi=%d\n",i,branch_regs[i].regmap[0],branch_regs[i].regmap[1],branch_regs[i].regmap[2],branch_regs[i].regmap[3],branch_regs[i].regmap[5],branch_regs[i].regmap[6],branch_regs[i].regmap[7]);
5844       if(rt>=0) {
5845         // Save the PC even if the branch is not taken
5846         return_address=start+i*4+8;
5847         emit_movimm(return_address,rt); // PC into link register
5848         #ifdef IMM_PREFETCH
5849         if(!nevertaken) emit_prefetch(hash_table_get(return_address));
5850         #endif
5851       }
5852     }
5853     cc=get_reg(branch_regs[i].regmap,CCREG);
5854     assert(cc==HOST_CCREG);
5855     if(unconditional)
5856       store_regs_bt(branch_regs[i].regmap,branch_regs[i].dirty,cinfo[i].ba);
5857     //do_cc(i,branch_regs[i].regmap,&adj,unconditional?cinfo[i].ba:-1,unconditional);
5858     assem_debug("cycle count (adj)\n");
5859     if(unconditional) {
5860       do_cc(i,branch_regs[i].regmap,&adj,cinfo[i].ba,TAKEN,0);
5861       if(i!=(cinfo[i].ba-start)>>2 || source[i+1]!=0) {
5862         if(adj) emit_addimm(cc, cinfo[i].ccadj + CLOCK_ADJUST(2) - adj, cc);
5863         load_regs_bt(branch_regs[i].regmap,branch_regs[i].dirty,cinfo[i].ba);
5864         if(internal)
5865           assem_debug("branch: internal\n");
5866         else
5867           assem_debug("branch: external\n");
5868         if (internal && dops[(cinfo[i].ba - start) >> 2].is_ds) {
5869           ds_assemble_entry(i);
5870         }
5871         else {
5872           add_to_linker(out,cinfo[i].ba,internal);
5873           emit_jmp(0);
5874         }
5875         #ifdef CORTEX_A8_BRANCH_PREDICTION_HACK
5876         if(((u_int)out)&7) emit_addnop(0);
5877         #endif
5878       }
5879     }
5880     else if(nevertaken) {
5881       emit_addimm_and_set_flags(cinfo[i].ccadj + CLOCK_ADJUST(2), cc);
5882       void *jaddr=out;
5883       emit_jns(0);
5884       add_stub(CC_STUB,jaddr,out,0,i,start+i*4+8,NOTTAKEN,0);
5885     }
5886     else {
5887       void *nottaken = NULL;
5888       do_cc(i,branch_regs[i].regmap,&adj,-1,0,invert);
5889       if(adj&&!invert) emit_addimm(cc, cinfo[i].ccadj + CLOCK_ADJUST(2) - adj, cc);
5890       {
5891         assert(s1l>=0);
5892         if ((dops[i].opcode2 & 1) == 0) // BLTZ/BLTZAL
5893         {
5894           emit_test(s1l,s1l);
5895           if(invert){
5896             nottaken=out;
5897             emit_jns(DJT_1);
5898           }else{
5899             add_to_linker(out,cinfo[i].ba,internal);
5900             emit_js(0);
5901           }
5902         }
5903         else // BGEZ/BGEZAL
5904         {
5905           emit_test(s1l,s1l);
5906           if(invert){
5907             nottaken=out;
5908             emit_js(DJT_1);
5909           }else{
5910             add_to_linker(out,cinfo[i].ba,internal);
5911             emit_jns(0);
5912           }
5913         }
5914       }
5915
5916       if(invert) {
5917         #ifdef CORTEX_A8_BRANCH_PREDICTION_HACK
5918         if (match && (!internal || !dops[(cinfo[i].ba - start) >> 2].is_ds)) {
5919           if(adj) {
5920             emit_addimm(cc,-adj,cc);
5921             add_to_linker(out,cinfo[i].ba,internal);
5922           }else{
5923             emit_addnop(13);
5924             add_to_linker(out,cinfo[i].ba,internal*2);
5925           }
5926           emit_jmp(0);
5927         }else
5928         #endif
5929         {
5930           if(adj) emit_addimm(cc,-adj,cc);
5931           store_regs_bt(branch_regs[i].regmap,branch_regs[i].dirty,cinfo[i].ba);
5932           load_regs_bt(branch_regs[i].regmap,branch_regs[i].dirty,cinfo[i].ba);
5933           if(internal)
5934             assem_debug("branch: internal\n");
5935           else
5936             assem_debug("branch: external\n");
5937           if (internal && dops[(cinfo[i].ba - start) >> 2].is_ds) {
5938             ds_assemble_entry(i);
5939           }
5940           else {
5941             add_to_linker(out,cinfo[i].ba,internal);
5942             emit_jmp(0);
5943           }
5944         }
5945         set_jump_target(nottaken, out);
5946       }
5947
5948       if(adj) {
5949         if(!invert) emit_addimm(cc,adj,cc);
5950       }
5951     } // (!unconditional)
5952   } // if(ooo)
5953   else
5954   {
5955     // In-order execution (branch first)
5956     //printf("IOE\n");
5957     void *nottaken = NULL;
5958     if (!unconditional && !nevertaken) {
5959       assert(s1l >= 0);
5960       emit_test(s1l, s1l);
5961     }
5962     if (dops[i].rt1 == 31) {
5963       int rt, return_address;
5964       rt = get_reg(branch_regs[i].regmap,31);
5965       if(rt >= 0) {
5966         // Save the PC even if the branch is not taken
5967         return_address = start + i*4+8;
5968         emit_movimm(return_address, rt); // PC into link register
5969         #ifdef IMM_PREFETCH
5970         emit_prefetch(hash_table_get(return_address));
5971         #endif
5972       }
5973     }
5974     if (!unconditional && !nevertaken) {
5975       nottaken = out;
5976       if (!(dops[i].opcode2 & 1)) // BLTZ/BLTZAL
5977         emit_jns(DJT_1);
5978       else                        // BGEZ/BGEZAL
5979         emit_js(DJT_1);
5980     }
5981     int adj;
5982     uint64_t ds_unneeded=branch_regs[i].u;
5983     ds_unneeded&=~((1LL<<dops[i+1].rs1)|(1LL<<dops[i+1].rs2));
5984     ds_unneeded|=1;
5985     // branch taken
5986     if(!nevertaken) {
5987       //assem_debug("1:\n");
5988       wb_invalidate(regs[i].regmap,branch_regs[i].regmap,regs[i].dirty,ds_unneeded);
5989       // load regs
5990       load_regs(regs[i].regmap,branch_regs[i].regmap,dops[i+1].rs1,dops[i+1].rs2);
5991       address_generation(i+1,&branch_regs[i],0);
5992       if (ram_offset)
5993         load_reg(regs[i].regmap,branch_regs[i].regmap,ROREG);
5994       load_regs(regs[i].regmap,branch_regs[i].regmap,CCREG,INVCP);
5995       ds_assemble(i+1,&branch_regs[i]);
5996       cc=get_reg(branch_regs[i].regmap,CCREG);
5997       if(cc==-1) {
5998         emit_loadreg(CCREG,cc=HOST_CCREG);
5999         // CHECK: Is the following instruction (fall thru) allocated ok?
6000       }
6001       assert(cc==HOST_CCREG);
6002       store_regs_bt(branch_regs[i].regmap,branch_regs[i].dirty,cinfo[i].ba);
6003       do_cc(i,i_regmap,&adj,cinfo[i].ba,TAKEN,0);
6004       assem_debug("cycle count (adj)\n");
6005       if(adj) emit_addimm(cc, cinfo[i].ccadj + CLOCK_ADJUST(2) - adj, cc);
6006       load_regs_bt(branch_regs[i].regmap,branch_regs[i].dirty,cinfo[i].ba);
6007       if(internal)
6008         assem_debug("branch: internal\n");
6009       else
6010         assem_debug("branch: external\n");
6011       if (internal && dops[(cinfo[i].ba - start) >> 2].is_ds) {
6012         ds_assemble_entry(i);
6013       }
6014       else {
6015         add_to_linker(out,cinfo[i].ba,internal);
6016         emit_jmp(0);
6017       }
6018     }
6019     // branch not taken
6020     if(!unconditional) {
6021       if (!nevertaken) {
6022         assert(nottaken);
6023         set_jump_target(nottaken, out);
6024       }
6025       assem_debug("1:\n");
6026       wb_invalidate(regs[i].regmap,branch_regs[i].regmap,regs[i].dirty,ds_unneeded);
6027       load_regs(regs[i].regmap,branch_regs[i].regmap,dops[i+1].rs1,dops[i+1].rs2);
6028       address_generation(i+1,&branch_regs[i],0);
6029       if (ram_offset)
6030         load_reg(regs[i].regmap,branch_regs[i].regmap,ROREG);
6031       load_regs(regs[i].regmap,branch_regs[i].regmap,CCREG,INVCP);
6032       ds_assemble(i+1,&branch_regs[i]);
6033       cc=get_reg(branch_regs[i].regmap,CCREG);
6034       if (cc == -1) {
6035         // Cycle count isn't in a register, temporarily load it then write it out
6036         emit_loadreg(CCREG,HOST_CCREG);
6037         emit_addimm_and_set_flags(cinfo[i].ccadj + CLOCK_ADJUST(2), HOST_CCREG);
6038         void *jaddr=out;
6039         emit_jns(0);
6040         add_stub(CC_STUB,jaddr,out,0,i,start+i*4+8,NOTTAKEN,0);
6041         emit_storereg(CCREG,HOST_CCREG);
6042       }
6043       else{
6044         cc=get_reg(i_regmap,CCREG);
6045         assert(cc==HOST_CCREG);
6046         emit_addimm_and_set_flags(cinfo[i].ccadj + CLOCK_ADJUST(2), cc);
6047         void *jaddr=out;
6048         emit_jns(0);
6049         add_stub(CC_STUB,jaddr,out,0,i,start+i*4+8,NOTTAKEN,0);
6050       }
6051     }
6052   }
6053 }
6054
6055 static void check_regmap(signed char *regmap)
6056 {
6057 #ifndef NDEBUG
6058   int i,j;
6059   for (i = 0; i < HOST_REGS; i++) {
6060     if (regmap[i] < 0)
6061       continue;
6062     for (j = i + 1; j < HOST_REGS; j++)
6063       assert(regmap[i] != regmap[j]);
6064   }
6065 #endif
6066 }
6067
6068 #ifdef DISASM
6069 #include <inttypes.h>
6070 static char insn[MAXBLOCK][10];
6071
6072 #define set_mnemonic(i_, n_) \
6073   strcpy(insn[i_], n_)
6074
6075 void print_regmap(const char *name, const signed char *regmap)
6076 {
6077   char buf[5];
6078   int i, l;
6079   fputs(name, stdout);
6080   for (i = 0; i < HOST_REGS; i++) {
6081     l = 0;
6082     if (regmap[i] >= 0)
6083       l = snprintf(buf, sizeof(buf), "$%d", regmap[i]);
6084     for (; l < 3; l++)
6085       buf[l] = ' ';
6086     buf[l] = 0;
6087     printf(" r%d=%s", i, buf);
6088   }
6089   fputs("\n", stdout);
6090 }
6091
6092   /* disassembly */
6093 void disassemble_inst(int i)
6094 {
6095     if (dops[i].bt) printf("*"); else printf(" ");
6096     switch(dops[i].itype) {
6097       case UJUMP:
6098         printf (" %x: %s %8x\n",start+i*4,insn[i],cinfo[i].ba);break;
6099       case CJUMP:
6100         printf (" %x: %s r%d,r%d,%8x\n",start+i*4,insn[i],dops[i].rs1,dops[i].rs2,i?start+i*4+4+((signed int)((unsigned int)source[i]<<16)>>14):cinfo[i].ba);break;
6101       case SJUMP:
6102         printf (" %x: %s r%d,%8x\n",start+i*4,insn[i],dops[i].rs1,start+i*4+4+((signed int)((unsigned int)source[i]<<16)>>14));break;
6103       case RJUMP:
6104         if (dops[i].opcode2 == 9 && dops[i].rt1 != 31)
6105           printf (" %x: %s r%d,r%d\n",start+i*4,insn[i],dops[i].rt1,dops[i].rs1);
6106         else
6107           printf (" %x: %s r%d\n",start+i*4,insn[i],dops[i].rs1);
6108         break;
6109       case IMM16:
6110         if(dops[i].opcode==0xf) //LUI
6111           printf (" %x: %s r%d,%4x0000\n",start+i*4,insn[i],dops[i].rt1,cinfo[i].imm&0xffff);
6112         else
6113           printf (" %x: %s r%d,r%d,%d\n",start+i*4,insn[i],dops[i].rt1,dops[i].rs1,cinfo[i].imm);
6114         break;
6115       case LOAD:
6116       case LOADLR:
6117         printf (" %x: %s r%d,r%d+%x\n",start+i*4,insn[i],dops[i].rt1,dops[i].rs1,cinfo[i].imm);
6118         break;
6119       case STORE:
6120       case STORELR:
6121         printf (" %x: %s r%d,r%d+%x\n",start+i*4,insn[i],dops[i].rs2,dops[i].rs1,cinfo[i].imm);
6122         break;
6123       case ALU:
6124       case SHIFT:
6125         printf (" %x: %s r%d,r%d,r%d\n",start+i*4,insn[i],dops[i].rt1,dops[i].rs1,dops[i].rs2);
6126         break;
6127       case MULTDIV:
6128         printf (" %x: %s r%d,r%d\n",start+i*4,insn[i],dops[i].rs1,dops[i].rs2);
6129         break;
6130       case SHIFTIMM:
6131         printf (" %x: %s r%d,r%d,%d\n",start+i*4,insn[i],dops[i].rt1,dops[i].rs1,cinfo[i].imm);
6132         break;
6133       case MOV:
6134         if((dops[i].opcode2&0x1d)==0x10)
6135           printf (" %x: %s r%d\n",start+i*4,insn[i],dops[i].rt1);
6136         else if((dops[i].opcode2&0x1d)==0x11)
6137           printf (" %x: %s r%d\n",start+i*4,insn[i],dops[i].rs1);
6138         else
6139           printf (" %x: %s\n",start+i*4,insn[i]);
6140         break;
6141       case COP0:
6142         if(dops[i].opcode2==0)
6143           printf (" %x: %s r%d,cpr0[%d]\n",start+i*4,insn[i],dops[i].rt1,(source[i]>>11)&0x1f); // MFC0
6144         else if(dops[i].opcode2==4)
6145           printf (" %x: %s r%d,cpr0[%d]\n",start+i*4,insn[i],dops[i].rs1,(source[i]>>11)&0x1f); // MTC0
6146         else printf (" %x: %s\n",start+i*4,insn[i]);
6147         break;
6148       case COP2:
6149         if(dops[i].opcode2<3)
6150           printf (" %x: %s r%d,cpr2[%d]\n",start+i*4,insn[i],dops[i].rt1,(source[i]>>11)&0x1f); // MFC2
6151         else if(dops[i].opcode2>3)
6152           printf (" %x: %s r%d,cpr2[%d]\n",start+i*4,insn[i],dops[i].rs1,(source[i]>>11)&0x1f); // MTC2
6153         else printf (" %x: %s\n",start+i*4,insn[i]);
6154         break;
6155       case C2LS:
6156         printf (" %x: %s cpr2[%d],r%d+%x\n",start+i*4,insn[i],(source[i]>>16)&0x1f,dops[i].rs1,cinfo[i].imm);
6157         break;
6158       case INTCALL:
6159         printf (" %x: %s (INTCALL)\n",start+i*4,insn[i]);
6160         break;
6161       default:
6162         //printf (" %s %8x\n",insn[i],source[i]);
6163         printf (" %x: %s\n",start+i*4,insn[i]);
6164     }
6165     #ifndef REGMAP_PRINT
6166     return;
6167     #endif
6168     printf("D: %x  WD: %x  U: %"PRIx64"  hC: %x  hWC: %x  hLC: %x\n",
6169       regs[i].dirty, regs[i].wasdirty, unneeded_reg[i],
6170       regs[i].isconst, regs[i].wasconst, regs[i].loadedconst);
6171     print_regmap("pre:   ", regmap_pre[i]);
6172     print_regmap("entry: ", regs[i].regmap_entry);
6173     print_regmap("map:   ", regs[i].regmap);
6174     if (dops[i].is_jump) {
6175       print_regmap("bentry:", branch_regs[i].regmap_entry);
6176       print_regmap("bmap:  ", branch_regs[i].regmap);
6177     }
6178 }
6179 #else
6180 #define set_mnemonic(i_, n_)
6181 static void disassemble_inst(int i) {}
6182 #endif // DISASM
6183
6184 #define DRC_TEST_VAL 0x74657374
6185
6186 static noinline void new_dynarec_test(void)
6187 {
6188   int (*testfunc)(void);
6189   void *beginning;
6190   int ret[2];
6191   size_t i;
6192
6193   // check structure linkage
6194   if ((u_char *)rcnts - (u_char *)&psxRegs != sizeof(psxRegs))
6195   {
6196     SysPrintf("linkage_arm* miscompilation/breakage detected.\n");
6197   }
6198
6199   SysPrintf("(%p) testing if we can run recompiled code @%p...\n",
6200     new_dynarec_test, out);
6201   ((volatile u_int *)NDRC_WRITE_OFFSET(out))[0]++; // make the cache dirty
6202
6203   for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(ret); i++) {
6204     out = ndrc->translation_cache;
6205     beginning = start_block();
6206     emit_movimm(DRC_TEST_VAL + i, 0); // test
6207     emit_ret();
6208     literal_pool(0);
6209     end_block(beginning);
6210     testfunc = beginning;
6211     ret[i] = testfunc();
6212   }
6213
6214   if (ret[0] == DRC_TEST_VAL && ret[1] == DRC_TEST_VAL + 1)
6215     SysPrintf("test passed.\n");
6216   else
6217     SysPrintf("test failed, will likely crash soon (r=%08x %08x)\n", ret[0], ret[1]);
6218   out = ndrc->translation_cache;
6219 }
6220
6221 static int get_cycle_multiplier(void)
6222 {
6223   return Config.cycle_multiplier_override && Config.cycle_multiplier == CYCLE_MULT_DEFAULT
6224      ? Config.cycle_multiplier_override : Config.cycle_multiplier;
6225 }
6226
6227 // clear the state completely, instead of just marking
6228 // things invalid like invalidate_all_pages() does
6229 void new_dynarec_clear_full(void)
6230 {
6231   int n;
6232   out = ndrc->translation_cache;
6233   memset(invalid_code,1,sizeof(invalid_code));
6234   memset(shadow,0,sizeof(shadow));
6235   hash_table_clear();
6236   mini_ht_clear();
6237   copy=shadow;
6238   expirep = EXPIRITY_OFFSET;
6239   pending_exception=0;
6240   literalcount=0;
6241   stop_after_jal=0;
6242   inv_code_start=inv_code_end=~0;
6243   hack_addr=0;
6244   f1_hack=0;
6245   for (n = 0; n < ARRAY_SIZE(blocks); n++)
6246     blocks_clear(&blocks[n]);
6247   for (n = 0; n < ARRAY_SIZE(jumps); n++) {
6248     free(jumps[n]);
6249     jumps[n] = NULL;
6250   }
6251   stat_clear(stat_blocks);
6252   stat_clear(stat_links);
6253
6254   if (cycle_multiplier_old != Config.cycle_multiplier
6255       || new_dynarec_hacks_old != new_dynarec_hacks)
6256   {
6257     SysPrintf("ndrc config: mul=%d, ha=%x, pex=%d\n",
6258       get_cycle_multiplier(), new_dynarec_hacks, Config.PreciseExceptions);
6259   }
6260   cycle_multiplier_old = Config.cycle_multiplier;
6261   new_dynarec_hacks_old = new_dynarec_hacks;
6262 }
6263
6264 static int pgsize(void)
6265 {
6266 #ifdef _SC_PAGESIZE
6267   return sysconf(_SC_PAGESIZE);
6268 #else
6269   return 4096;
6270 #endif
6271 }
6272
6273 void new_dynarec_init(void)
6274 {
6275   int align = pgsize() - 1;
6276   SysPrintf("Init new dynarec, ndrc size %x, pgsize %d\n",
6277     (int)sizeof(*ndrc), align + 1);
6278
6279 #ifdef _3DS
6280   check_rosalina();
6281 #endif
6282 #ifdef BASE_ADDR_DYNAMIC
6283   #ifdef VITA
6284   sceBlock = getVMBlock(); //sceKernelAllocMemBlockForVM("code", sizeof(*ndrc));
6285   if (sceBlock <= 0)
6286     SysPrintf("sceKernelAllocMemBlockForVM failed: %x\n", sceBlock);
6287   int ret = sceKernelGetMemBlockBase(sceBlock, (void **)&ndrc);
6288   if (ret < 0)
6289     SysPrintf("sceKernelGetMemBlockBase failed: %x\n", ret);
6290   sceKernelOpenVMDomain();
6291   sceClibPrintf("translation_cache = 0x%08lx\n ", (long)ndrc->translation_cache);
6292   #elif defined(_MSC_VER)
6293   ndrc = VirtualAlloc(NULL, sizeof(*ndrc), MEM_COMMIT | MEM_RESERVE,
6294     PAGE_EXECUTE_READWRITE);
6295   #elif defined(HAVE_LIBNX)
6296   Result rc = jitCreate(&g_jit, sizeof(*ndrc));
6297   if (R_FAILED(rc))
6298     SysPrintf("jitCreate failed: %08x\n", rc);
6299   SysPrintf("jitCreate: RX: %p RW: %p type: %d\n", g_jit.rx_addr, g_jit.rw_addr, g_jit.type);
6300   jitTransitionToWritable(&g_jit);
6301   ndrc = g_jit.rx_addr;
6302   ndrc_write_ofs = (char *)g_jit.rw_addr - (char *)ndrc;
6303   memset(NDRC_WRITE_OFFSET(&ndrc->tramp), 0, sizeof(ndrc->tramp));
6304   #else
6305   uintptr_t desired_addr = 0;
6306   int prot = PROT_READ | PROT_WRITE | PROT_EXEC;
6307   int flags = MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS;
6308   int fd = -1;
6309   #ifdef __ELF__
6310   extern char _end;
6311   desired_addr = ((uintptr_t)&_end + 0xffffff) & ~0xffffffl;
6312   #endif
6313   #ifdef TC_WRITE_OFFSET
6314   // mostly for testing
6315   fd = open("/dev/shm/pcsxr", O_CREAT | O_RDWR, 0600);
6316   ftruncate(fd, sizeof(*ndrc));
6317   void *mw = mmap(NULL, sizeof(*ndrc), PROT_READ | PROT_WRITE,
6318                   (flags = MAP_SHARED), fd, 0);
6319   assert(mw != MAP_FAILED);
6320   prot = PROT_READ | PROT_EXEC;
6321   #endif
6322   ndrc = mmap((void *)desired_addr, sizeof(*ndrc), prot, flags, fd, 0);
6323   if (ndrc == MAP_FAILED) {
6324     SysPrintf("mmap() failed: %s\n", strerror(errno));
6325     abort();
6326   }
6327   #ifdef TC_WRITE_OFFSET
6328   ndrc_write_ofs = (char *)mw - (char *)ndrc;
6329   #endif
6330   #endif
6331 #else
6332   #ifndef NO_WRITE_EXEC
6333   ndrc = (struct ndrc_mem *)((size_t)(ndrc_bss + align) & ~align);
6334   // not all systems allow execute in data segment by default
6335   // size must be 4K aligned for 3DS?
6336   if (mprotect(ndrc, sizeof(*ndrc),
6337                PROT_READ | PROT_WRITE | PROT_EXEC) != 0)
6338     SysPrintf("mprotect(%p) failed: %s\n", ndrc, strerror(errno));
6339   #endif
6340 #endif
6341   out = ndrc->translation_cache;
6342   new_dynarec_clear_full();
6343 #ifdef HOST_IMM8
6344   // Copy this into local area so we don't have to put it in every literal pool
6345   invc_ptr=invalid_code;
6346 #endif
6347   arch_init();
6348   new_dynarec_test();
6349   ram_offset = (uintptr_t)psxM - 0x80000000;
6350   if (ram_offset!=0)
6351     SysPrintf("warning: RAM is not directly mapped, performance will suffer\n");
6352   SysPrintf("Mapped (RAM/scrp/ROM/LUTs/TC):\n");
6353   SysPrintf("%p/%p/%p/%p/%p\n", psxM, psxH, psxR, mem_rtab, out);
6354 }
6355
6356 void new_dynarec_cleanup(void)
6357 {
6358   int n;
6359 #ifdef BASE_ADDR_DYNAMIC
6360   #ifdef VITA
6361   // sceBlock is managed by retroarch's bootstrap code
6362   //sceKernelFreeMemBlock(sceBlock);
6363   //sceBlock = -1;
6364   #elif defined(HAVE_LIBNX)
6365   jitClose(&g_jit);
6366   ndrc = NULL;
6367   #else
6368   if (munmap(ndrc, sizeof(*ndrc)) < 0)
6369     SysPrintf("munmap() failed\n");
6370   ndrc = NULL;
6371   #endif
6372 #endif
6373   for (n = 0; n < ARRAY_SIZE(blocks); n++)
6374     blocks_clear(&blocks[n]);
6375   for (n = 0; n < ARRAY_SIZE(jumps); n++) {
6376     free(jumps[n]);
6377     jumps[n] = NULL;
6378   }
6379   stat_clear(stat_blocks);
6380   stat_clear(stat_links);
6381   new_dynarec_print_stats();
6382 }
6383
6384 static u_int *get_source_start(u_int addr, u_int *limit)
6385 {
6386   if (addr < 0x00800000
6387       || (0x80000000 <= addr && addr < 0x80800000)
6388       || (0xa0000000 <= addr && addr < 0xa0800000))
6389   {
6390     // used for BIOS calls mostly?
6391     *limit = (addr & 0xa0600000) + 0x00200000;
6392     return (u_int *)(psxM + (addr & 0x1fffff));
6393   }
6394   else if (
6395     /* (0x9fc00000 <= addr && addr < 0x9fc80000) ||*/
6396     (0xbfc00000 <= addr && addr < 0xbfc80000))
6397   {
6398     // BIOS. The multiplier should be much higher as it's uncached 8bit mem,
6399     // but timings in PCSX are too tied to the interpreter's 2-per-insn assumption
6400     if (!HACK_ENABLED(NDHACK_OVERRIDE_CYCLE_M))
6401       cycle_multiplier_active = 200;
6402
6403     *limit = (addr & 0xfff00000) | 0x80000;
6404     return (u_int *)((u_char *)psxR + (addr&0x7ffff));
6405   }
6406   return NULL;
6407 }
6408
6409 static u_int scan_for_ret(u_int addr)
6410 {
6411   u_int limit = 0;
6412   u_int *mem;
6413
6414   mem = get_source_start(addr, &limit);
6415   if (mem == NULL)
6416     return addr;
6417
6418   if (limit > addr + 0x1000)
6419     limit = addr + 0x1000;
6420   for (; addr < limit; addr += 4, mem++) {
6421     if (*mem == 0x03e00008) // jr $ra
6422       return addr + 8;
6423   }
6424   return addr;
6425 }
6426
6427 struct savestate_block {
6428   uint32_t addr;
6429   uint32_t regflags;
6430 };
6431
6432 static int addr_cmp(const void *p1_, const void *p2_)
6433 {
6434   const struct savestate_block *p1 = p1_, *p2 = p2_;
6435   return p1->addr - p2->addr;
6436 }
6437
6438 int new_dynarec_save_blocks(void *save, int size)
6439 {
6440   struct savestate_block *sblocks = save;
6441   int maxcount = size / sizeof(sblocks[0]);
6442   struct savestate_block tmp_blocks[1024];
6443   struct block_info *block;
6444   int p, s, d, o, bcnt;
6445   u_int addr;
6446
6447   o = 0;
6448   for (p = 0; p < ARRAY_SIZE(blocks); p++) {
6449     bcnt = 0;
6450     for (block = blocks[p]; block != NULL; block = block->next) {
6451       if (block->is_dirty)
6452         continue;
6453       tmp_blocks[bcnt].addr = block->start;
6454       tmp_blocks[bcnt].regflags = block->reg_sv_flags;
6455       bcnt++;
6456     }
6457     if (bcnt < 1)
6458       continue;
6459     qsort(tmp_blocks, bcnt, sizeof(tmp_blocks[0]), addr_cmp);
6460
6461     addr = tmp_blocks[0].addr;
6462     for (s = d = 0; s < bcnt; s++) {
6463       if (tmp_blocks[s].addr < addr)
6464         continue;
6465       if (d == 0 || tmp_blocks[d-1].addr != tmp_blocks[s].addr)
6466         tmp_blocks[d++] = tmp_blocks[s];
6467       addr = scan_for_ret(tmp_blocks[s].addr);
6468     }
6469
6470     if (o + d > maxcount)
6471       d = maxcount - o;
6472     memcpy(&sblocks[o], tmp_blocks, d * sizeof(sblocks[0]));
6473     o += d;
6474   }
6475
6476   return o * sizeof(sblocks[0]);
6477 }
6478
6479 void new_dynarec_load_blocks(const void *save, int size)
6480 {
6481   const struct savestate_block *sblocks = save;
6482   int count = size / sizeof(sblocks[0]);
6483   struct block_info *block;
6484   u_int regs_save[32];
6485   u_int page;
6486   uint32_t f;
6487   int i, b;
6488
6489   // restore clean blocks, if any
6490   for (page = 0, b = i = 0; page < ARRAY_SIZE(blocks); page++) {
6491     for (block = blocks[page]; block != NULL; block = block->next, b++) {
6492       if (!block->is_dirty)
6493         continue;
6494       assert(block->source && block->copy);
6495       if (memcmp(block->source, block->copy, block->len))
6496         continue;
6497
6498       // see try_restore_block
6499       block->is_dirty = 0;
6500       mark_invalid_code(block->start, block->len, 0);
6501       i++;
6502     }
6503   }
6504   inv_debug("load_blocks: %d/%d clean blocks\n", i, b);
6505
6506   // change GPRs for speculation to at least partially work..
6507   memcpy(regs_save, &psxRegs.GPR, sizeof(regs_save));
6508   for (i = 1; i < 32; i++)
6509     psxRegs.GPR.r[i] = 0x80000000;
6510
6511   for (b = 0; b < count; b++) {
6512     for (f = sblocks[b].regflags, i = 0; f; f >>= 1, i++) {
6513       if (f & 1)
6514         psxRegs.GPR.r[i] = 0x1f800000;
6515     }
6516
6517     ndrc_get_addr_ht(sblocks[b].addr);
6518
6519     for (f = sblocks[b].regflags, i = 0; f; f >>= 1, i++) {
6520       if (f & 1)
6521         psxRegs.GPR.r[i] = 0x80000000;
6522     }
6523   }
6524
6525   memcpy(&psxRegs.GPR, regs_save, sizeof(regs_save));
6526 }
6527
6528 void new_dynarec_print_stats(void)
6529 {
6530 #ifdef STAT_PRINT
6531   printf("cc %3d,%3d,%3d lu%6d,%3d,%3d c%3d inv%3d,%3d tc_offs %zu b %u,%u\n",
6532     stat_bc_pre, stat_bc_direct, stat_bc_restore,
6533     stat_ht_lookups, stat_jump_in_lookups, stat_restore_tries,
6534     stat_restore_compares, stat_inv_addr_calls, stat_inv_hits,
6535     out - ndrc->translation_cache, stat_blocks, stat_links);
6536   stat_bc_direct = stat_bc_pre = stat_bc_restore =
6537   stat_ht_lookups = stat_jump_in_lookups = stat_restore_tries =
6538   stat_restore_compares = stat_inv_addr_calls = stat_inv_hits = 0;
6539 #endif
6540 }
6541
6542 static void force_intcall(int i)
6543 {
6544   memset(&dops[i], 0, sizeof(dops[i]));
6545   dops[i].itype = INTCALL;
6546   dops[i].rs1 = CCREG;
6547   dops[i].is_exception = 1;
6548   cinfo[i].ba = -1;
6549 }
6550
6551 static int apply_hacks(void)
6552 {
6553   int i;
6554   if (HACK_ENABLED(NDHACK_NO_COMPAT_HACKS))
6555     return 0;
6556   /* special hack(s) */
6557   for (i = 0; i < slen - 4; i++)
6558   {
6559     // lui a4, 0xf200; jal <rcnt_read>; addu a0, 2; slti v0, 28224
6560     if (source[i] == 0x3c04f200 && dops[i+1].itype == UJUMP
6561         && source[i+2] == 0x34840002 && dops[i+3].opcode == 0x0a
6562         && cinfo[i+3].imm == 0x6e40 && dops[i+3].rs1 == 2)
6563     {
6564       SysPrintf("PE2 hack @%08x\n", start + (i+3)*4);
6565       dops[i + 3].itype = NOP;
6566     }
6567   }
6568   i = slen;
6569   if (i > 10 && source[i-1] == 0 && source[i-2] == 0x03e00008
6570       && source[i-4] == 0x8fbf0018 && source[i-6] == 0x00c0f809
6571       && dops[i-7].itype == STORE)
6572   {
6573     i = i-8;
6574     if (dops[i].itype == IMM16)
6575       i--;
6576     // swl r2, 15(r6); swr r2, 12(r6); sw r6, *; jalr r6
6577     if (dops[i].itype == STORELR && dops[i].rs1 == 6
6578       && dops[i-1].itype == STORELR && dops[i-1].rs1 == 6)
6579     {
6580       SysPrintf("F1 hack from %08x, old dst %08x\n", start, hack_addr);
6581       f1_hack = 1;
6582       return 1;
6583     }
6584   }
6585   if (Config.HLE)
6586   {
6587     if (start <= psxRegs.biosBranchCheck && psxRegs.biosBranchCheck < start + i*4)
6588     {
6589       i = (psxRegs.biosBranchCheck - start) / 4u + 23;
6590       if (dops[i].is_jump && !dops[i+1].bt)
6591       {
6592         force_intcall(i);
6593         dops[i+1].is_ds = 0;
6594       }
6595     }
6596   }
6597   return 0;
6598 }
6599
6600 static int is_ld_use_hazard(const struct decoded_insn *op_ld,
6601   const struct decoded_insn *op)
6602 {
6603   if (op_ld->rt1 == 0 || (op_ld->rt1 != op->rs1 && op_ld->rt1 != op->rs2))
6604     return 0;
6605   if (op_ld->itype == LOADLR && op->itype == LOADLR)
6606     return op_ld->rt1 == op_ld->rs1;
6607   return op->itype != CJUMP && op->itype != SJUMP;
6608 }
6609
6610 static void disassemble_one(int i, u_int src)
6611 {
6612     unsigned int type, op, op2, op3;
6613     enum ls_width_type ls_type = LS_32;
6614     memset(&dops[i], 0, sizeof(dops[i]));
6615     memset(&cinfo[i], 0, sizeof(cinfo[i]));
6616     cinfo[i].ba = -1;
6617     cinfo[i].addr = -1;
6618     dops[i].opcode = op = src >> 26;
6619     op2 = 0;
6620     type = INTCALL;
6621     set_mnemonic(i, "???");
6622     switch(op)
6623     {
6624       case 0x00: set_mnemonic(i, "special");
6625         op2 = src & 0x3f;
6626         switch(op2)
6627         {
6628           case 0x00: set_mnemonic(i, "SLL"); type=SHIFTIMM; break;
6629           case 0x02: set_mnemonic(i, "SRL"); type=SHIFTIMM; break;
6630           case 0x03: set_mnemonic(i, "SRA"); type=SHIFTIMM; break;
6631           case 0x04: set_mnemonic(i, "SLLV"); type=SHIFT; break;
6632           case 0x06: set_mnemonic(i, "SRLV"); type=SHIFT; break;
6633           case 0x07: set_mnemonic(i, "SRAV"); type=SHIFT; break;
6634           case 0x08: set_mnemonic(i, "JR"); type=RJUMP; break;
6635           case 0x09: set_mnemonic(i, "JALR"); type=RJUMP; break;
6636           case 0x0C: set_mnemonic(i, "SYSCALL"); type=SYSCALL; break;
6637           case 0x0D: set_mnemonic(i, "BREAK"); type=SYSCALL; break;
6638           case 0x10: set_mnemonic(i, "MFHI"); type=MOV; break;
6639           case 0x11: set_mnemonic(i, "MTHI"); type=MOV; break;
6640           case 0x12: set_mnemonic(i, "MFLO"); type=MOV; break;
6641           case 0x13: set_mnemonic(i, "MTLO"); type=MOV; break;
6642           case 0x18: set_mnemonic(i, "MULT"); type=MULTDIV; break;
6643           case 0x19: set_mnemonic(i, "MULTU"); type=MULTDIV; break;
6644           case 0x1A: set_mnemonic(i, "DIV"); type=MULTDIV; break;
6645           case 0x1B: set_mnemonic(i, "DIVU"); type=MULTDIV; break;
6646           case 0x20: set_mnemonic(i, "ADD"); type=ALU; break;
6647           case 0x21: set_mnemonic(i, "ADDU"); type=ALU; break;
6648           case 0x22: set_mnemonic(i, "SUB"); type=ALU; break;
6649           case 0x23: set_mnemonic(i, "SUBU"); type=ALU; break;
6650           case 0x24: set_mnemonic(i, "AND"); type=ALU; break;
6651           case 0x25: set_mnemonic(i, "OR"); type=ALU; break;
6652           case 0x26: set_mnemonic(i, "XOR"); type=ALU; break;
6653           case 0x27: set_mnemonic(i, "NOR"); type=ALU; break;
6654           case 0x2A: set_mnemonic(i, "SLT"); type=ALU; break;
6655           case 0x2B: set_mnemonic(i, "SLTU"); type=ALU; break;
6656         }
6657         break;
6658       case 0x01: set_mnemonic(i, "regimm");
6659         type = SJUMP;
6660         op2 = (src >> 16) & 0x1f;
6661         switch(op2)
6662         {
6663           case 0x10: set_mnemonic(i, "BLTZAL"); break;
6664           case 0x11: set_mnemonic(i, "BGEZAL"); break;
6665           default:
6666             if (op2 & 1)
6667               set_mnemonic(i, "BGEZ");
6668             else
6669               set_mnemonic(i, "BLTZ");
6670         }
6671         break;
6672       case 0x02: set_mnemonic(i, "J"); type=UJUMP; break;
6673       case 0x03: set_mnemonic(i, "JAL"); type=UJUMP; break;
6674       case 0x04: set_mnemonic(i, "BEQ"); type=CJUMP; break;
6675       case 0x05: set_mnemonic(i, "BNE"); type=CJUMP; break;
6676       case 0x06: set_mnemonic(i, "BLEZ"); type=CJUMP; break;
6677       case 0x07: set_mnemonic(i, "BGTZ"); type=CJUMP; break;
6678       case 0x08: set_mnemonic(i, "ADDI"); type=IMM16; break;
6679       case 0x09: set_mnemonic(i, "ADDIU"); type=IMM16; break;
6680       case 0x0A: set_mnemonic(i, "SLTI"); type=IMM16; break;
6681       case 0x0B: set_mnemonic(i, "SLTIU"); type=IMM16; break;
6682       case 0x0C: set_mnemonic(i, "ANDI"); type=IMM16; break;
6683       case 0x0D: set_mnemonic(i, "ORI"); type=IMM16; break;
6684       case 0x0E: set_mnemonic(i, "XORI"); type=IMM16; break;
6685       case 0x0F: set_mnemonic(i, "LUI"); type=IMM16; break;
6686       case 0x10: set_mnemonic(i, "COP0");
6687         op2 = (src >> 21) & 0x1f;
6688         if (op2 & 0x10) {
6689           op3 = src & 0x1f;
6690           switch (op3)
6691           {
6692             case 0x01: case 0x02: case 0x06: case 0x08: type = INTCALL; break;
6693             case 0x10: set_mnemonic(i, "RFE"); type=RFE; break;
6694             default:   type = OTHER; break;
6695           }
6696           break;
6697         }
6698         switch(op2)
6699         {
6700           u32 rd;
6701           case 0x00:
6702             set_mnemonic(i, "MFC0");
6703             rd = (src >> 11) & 0x1F;
6704             if (!(0x00000417u & (1u << rd)))
6705               type = COP0;
6706             break;
6707           case 0x04: set_mnemonic(i, "MTC0"); type=COP0; break;
6708           case 0x02:
6709           case 0x06: type = INTCALL; break;
6710           default:   type = OTHER; break;
6711         }
6712         break;
6713       case 0x11: set_mnemonic(i, "COP1");
6714         op2 = (src >> 21) & 0x1f;
6715         break;
6716       case 0x12: set_mnemonic(i, "COP2");
6717         op2 = (src >> 21) & 0x1f;
6718         if (op2 & 0x10) {
6719           type = OTHER;
6720           if (gte_handlers[src & 0x3f] != NULL) {
6721 #ifdef DISASM
6722             if (gte_regnames[src & 0x3f] != NULL)
6723               strcpy(insn[i], gte_regnames[src & 0x3f]);
6724             else
6725               snprintf(insn[i], sizeof(insn[i]), "COP2 %x", src & 0x3f);
6726 #endif
6727             type = C2OP;
6728           }
6729         }
6730         else switch(op2)
6731         {
6732           case 0x00: set_mnemonic(i, "MFC2"); type=COP2; break;
6733           case 0x02: set_mnemonic(i, "CFC2"); type=COP2; break;
6734           case 0x04: set_mnemonic(i, "MTC2"); type=COP2; break;
6735           case 0x06: set_mnemonic(i, "CTC2"); type=COP2; break;
6736         }
6737         break;
6738       case 0x13: set_mnemonic(i, "COP3");
6739         op2 = (src >> 21) & 0x1f;
6740         break;
6741       case 0x20: set_mnemonic(i, "LB"); type=LOAD; ls_type = LS_8; break;
6742       case 0x21: set_mnemonic(i, "LH"); type=LOAD; ls_type = LS_16; break;
6743       case 0x22: set_mnemonic(i, "LWL"); type=LOADLR; ls_type = LS_LR; break;
6744       case 0x23: set_mnemonic(i, "LW"); type=LOAD; ls_type = LS_32; break;
6745       case 0x24: set_mnemonic(i, "LBU"); type=LOAD; ls_type = LS_8; break;
6746       case 0x25: set_mnemonic(i, "LHU"); type=LOAD; ls_type = LS_16; break;
6747       case 0x26: set_mnemonic(i, "LWR"); type=LOADLR; ls_type = LS_LR; break;
6748       case 0x28: set_mnemonic(i, "SB"); type=STORE; ls_type = LS_8; break;
6749       case 0x29: set_mnemonic(i, "SH"); type=STORE; ls_type = LS_16; break;
6750       case 0x2A: set_mnemonic(i, "SWL"); type=STORELR; ls_type = LS_LR; break;
6751       case 0x2B: set_mnemonic(i, "SW"); type=STORE; ls_type = LS_32; break;
6752       case 0x2E: set_mnemonic(i, "SWR"); type=STORELR; ls_type = LS_LR; break;
6753       case 0x32: set_mnemonic(i, "LWC2"); type=C2LS; ls_type = LS_32; break;
6754       case 0x3A: set_mnemonic(i, "SWC2"); type=C2LS; ls_type = LS_32; break;
6755       case 0x3B:
6756         if (Config.HLE && (src & 0x03ffffff) < ARRAY_SIZE(psxHLEt)) {
6757           set_mnemonic(i, "HLECALL");
6758           type = HLECALL;
6759         }
6760         break;
6761       default:
6762         break;
6763     }
6764     if (type == INTCALL)
6765       SysPrintf("NI %08x @%08x (%08x)\n", src, start + i*4, start);
6766     dops[i].itype = type;
6767     dops[i].opcode2 = op2;
6768     dops[i].ls_type = ls_type;
6769     /* Get registers/immediates */
6770     dops[i].use_lt1=0;
6771     gte_rs[i]=gte_rt[i]=0;
6772     dops[i].rs1 = 0;
6773     dops[i].rs2 = 0;
6774     dops[i].rt1 = 0;
6775     dops[i].rt2 = 0;
6776     switch(type) {
6777       case LOAD:
6778         dops[i].rs1 = (src >> 21) & 0x1f;
6779         dops[i].rt1 = (src >> 16) & 0x1f;
6780         cinfo[i].imm = (short)src;
6781         break;
6782       case STORE:
6783       case STORELR:
6784         dops[i].rs1 = (src >> 21) & 0x1f;
6785         dops[i].rs2 = (src >> 16) & 0x1f;
6786         cinfo[i].imm = (short)src;
6787         break;
6788       case LOADLR:
6789         // LWL/LWR only load part of the register,
6790         // therefore the target register must be treated as a source too
6791         dops[i].rs1 = (src >> 21) & 0x1f;
6792         dops[i].rs2 = (src >> 16) & 0x1f;
6793         dops[i].rt1 = (src >> 16) & 0x1f;
6794         cinfo[i].imm = (short)src;
6795         break;
6796       case IMM16:
6797         if (op==0x0f) dops[i].rs1=0; // LUI instruction has no source register
6798         else dops[i].rs1 = (src >> 21) & 0x1f;
6799         dops[i].rs2 = 0;
6800         dops[i].rt1 = (src >> 16) & 0x1f;
6801         if(op>=0x0c&&op<=0x0e) { // ANDI/ORI/XORI
6802           cinfo[i].imm = (unsigned short)src;
6803         }else{
6804           cinfo[i].imm = (short)src;
6805         }
6806         break;
6807       case UJUMP:
6808         // The JAL instruction writes to r31.
6809         if (op&1) {
6810           dops[i].rt1=31;
6811         }
6812         dops[i].rs2=CCREG;
6813         break;
6814       case RJUMP:
6815         dops[i].rs1 = (src >> 21) & 0x1f;
6816         // The JALR instruction writes to rd.
6817         if (op2&1) {
6818           dops[i].rt1 = (src >> 11) & 0x1f;
6819         }
6820         dops[i].rs2=CCREG;
6821         break;
6822       case CJUMP:
6823         dops[i].rs1 = (src >> 21) & 0x1f;
6824         dops[i].rs2 = (src >> 16) & 0x1f;
6825         if(op&2) { // BGTZ/BLEZ
6826           dops[i].rs2=0;
6827         }
6828         break;
6829       case SJUMP:
6830         dops[i].rs1 = (src >> 21) & 0x1f;
6831         dops[i].rs2 = CCREG;
6832         if (op2 == 0x10 || op2 == 0x11) { // BxxAL
6833           dops[i].rt1 = 31;
6834           // NOTE: If the branch is not taken, r31 is still overwritten
6835         }
6836         break;
6837       case ALU:
6838         dops[i].rs1=(src>>21)&0x1f; // source
6839         dops[i].rs2=(src>>16)&0x1f; // subtract amount
6840         dops[i].rt1=(src>>11)&0x1f; // destination
6841         break;
6842       case MULTDIV:
6843         dops[i].rs1=(src>>21)&0x1f; // source
6844         dops[i].rs2=(src>>16)&0x1f; // divisor
6845         dops[i].rt1=HIREG;
6846         dops[i].rt2=LOREG;
6847         break;
6848       case MOV:
6849         if(op2==0x10) dops[i].rs1=HIREG; // MFHI
6850         if(op2==0x11) dops[i].rt1=HIREG; // MTHI
6851         if(op2==0x12) dops[i].rs1=LOREG; // MFLO
6852         if(op2==0x13) dops[i].rt1=LOREG; // MTLO
6853         if((op2&0x1d)==0x10) dops[i].rt1=(src>>11)&0x1f; // MFxx
6854         if((op2&0x1d)==0x11) dops[i].rs1=(src>>21)&0x1f; // MTxx
6855         break;
6856       case SHIFT:
6857         dops[i].rs1=(src>>16)&0x1f; // target of shift
6858         dops[i].rs2=(src>>21)&0x1f; // shift amount
6859         dops[i].rt1=(src>>11)&0x1f; // destination
6860         break;
6861       case SHIFTIMM:
6862         dops[i].rs1=(src>>16)&0x1f;
6863         dops[i].rs2=0;
6864         dops[i].rt1=(src>>11)&0x1f;
6865         cinfo[i].imm=(src>>6)&0x1f;
6866         break;
6867       case COP0:
6868         if(op2==0) dops[i].rt1=(src>>16)&0x1F; // MFC0
6869         if(op2==4) dops[i].rs1=(src>>16)&0x1F; // MTC0
6870         if(op2==4&&((src>>11)&0x1e)==12) dops[i].rs2=CCREG;
6871         break;
6872       case COP2:
6873         if(op2<3) dops[i].rt1=(src>>16)&0x1F; // MFC2/CFC2
6874         if(op2>3) dops[i].rs1=(src>>16)&0x1F; // MTC2/CTC2
6875         int gr=(src>>11)&0x1F;
6876         switch(op2)
6877         {
6878           case 0x00: gte_rs[i]=1ll<<gr; break; // MFC2
6879           case 0x04: gte_rt[i]=1ll<<gr; break; // MTC2
6880           case 0x02: gte_rs[i]=1ll<<(gr+32); break; // CFC2
6881           case 0x06: gte_rt[i]=1ll<<(gr+32); break; // CTC2
6882         }
6883         break;
6884       case C2LS:
6885         dops[i].rs1=(src>>21)&0x1F;
6886         cinfo[i].imm=(short)src;
6887         if(op==0x32) gte_rt[i]=1ll<<((src>>16)&0x1F); // LWC2
6888         else gte_rs[i]=1ll<<((src>>16)&0x1F); // SWC2
6889         break;
6890       case C2OP:
6891         gte_rs[i]=gte_reg_reads[src&0x3f];
6892         gte_rt[i]=gte_reg_writes[src&0x3f];
6893         gte_rt[i]|=1ll<<63; // every op changes flags
6894         if((src&0x3f)==GTE_MVMVA) {
6895           int v = (src >> 15) & 3;
6896           gte_rs[i]&=~0xe3fll;
6897           if(v==3) gte_rs[i]|=0xe00ll;
6898           else gte_rs[i]|=3ll<<(v*2);
6899         }
6900         break;
6901       case SYSCALL:
6902       case HLECALL:
6903       case INTCALL:
6904         dops[i].rs1=CCREG;
6905         break;
6906       default:
6907         break;
6908     }
6909 }
6910
6911 static noinline void pass1_disassemble(u_int pagelimit)
6912 {
6913   int i, j, done = 0, ni_count = 0;
6914   int ds_next = 0;
6915
6916   for (i = 0; !done; i++)
6917   {
6918     int force_j_to_interpreter = 0;
6919     unsigned int type, op, op2;
6920
6921     disassemble_one(i, source[i]);
6922     dops[i].is_ds = ds_next; ds_next = 0;
6923     type = dops[i].itype;
6924     op = dops[i].opcode;
6925     op2 = dops[i].opcode2;
6926
6927     /* Calculate branch target addresses */
6928     if(type==UJUMP)
6929       cinfo[i].ba=((start+i*4+4)&0xF0000000)|(((unsigned int)source[i]<<6)>>4);
6930     else if(type==CJUMP&&dops[i].rs1==dops[i].rs2&&(op&1))
6931       cinfo[i].ba=start+i*4+8; // Ignore never taken branch
6932     else if(type==SJUMP&&dops[i].rs1==0&&!(op2&1))
6933       cinfo[i].ba=start+i*4+8; // Ignore never taken branch
6934     else if(type==CJUMP||type==SJUMP)
6935       cinfo[i].ba=start+i*4+4+((signed int)((unsigned int)source[i]<<16)>>14);
6936
6937     /* simplify always (not)taken branches */
6938     if (type == CJUMP && dops[i].rs1 == dops[i].rs2) {
6939       dops[i].rs1 = dops[i].rs2 = 0;
6940       if (!(op & 1)) {
6941         dops[i].itype = type = UJUMP;
6942         dops[i].rs2 = CCREG;
6943       }
6944     }
6945     else if (type == SJUMP && dops[i].rs1 == 0 && (op2 & 1))
6946       dops[i].itype = type = UJUMP;
6947
6948     dops[i].is_jump  = type == RJUMP || type == UJUMP || type == CJUMP || type == SJUMP;
6949     dops[i].is_ujump = type == RJUMP || type == UJUMP;
6950     dops[i].is_load  = type == LOAD || type == LOADLR || op == 0x32; // LWC2
6951     dops[i].is_delay_load = (dops[i].is_load || (source[i] & 0xf3d00000) == 0x40000000); // MFC/CFC
6952     dops[i].is_store = type == STORE || type == STORELR || op == 0x3a; // SWC2
6953     dops[i].is_exception = type == SYSCALL || type == HLECALL || type == INTCALL;
6954     dops[i].may_except = dops[i].is_exception || (type == ALU && (op2 == 0x20 || op2 == 0x22)) || op == 8;
6955     ds_next = dops[i].is_jump;
6956
6957     if (((op & 0x37) == 0x21 || op == 0x25) // LH/SH/LHU
6958         && ((cinfo[i].imm & 1) || Config.PreciseExceptions))
6959       dops[i].may_except = 1;
6960     if (((op & 0x37) == 0x23 || (op & 0x37) == 0x32) // LW/SW/LWC2/SWC2
6961         && ((cinfo[i].imm & 3) || Config.PreciseExceptions))
6962       dops[i].may_except = 1;
6963
6964     /* rare messy cases to just pass over to the interpreter */
6965     if (i > 0 && dops[i-1].is_jump) {
6966       j = i - 1;
6967       // branch in delay slot?
6968       if (dops[i].is_jump) {
6969         // don't handle first branch and call interpreter if it's hit
6970         SysPrintf("branch in DS @%08x (%08x)\n", start + i*4, start);
6971         force_j_to_interpreter = 1;
6972       }
6973       // load delay detection through a branch
6974       else if (dops[i].is_delay_load && dops[i].rt1 != 0) {
6975         const struct decoded_insn *dop = NULL;
6976         int t = -1;
6977         if (cinfo[i-1].ba != -1) {
6978           t = (cinfo[i-1].ba - start) / 4;
6979           if (t < 0 || t > i) {
6980             u_int limit = 0;
6981             u_int *mem = get_source_start(cinfo[i-1].ba, &limit);
6982             if (mem != NULL) {
6983               disassemble_one(MAXBLOCK - 1, mem[0]);
6984               dop = &dops[MAXBLOCK - 1];
6985             }
6986           }
6987           else
6988             dop = &dops[t];
6989         }
6990         if ((dop && is_ld_use_hazard(&dops[i], dop))
6991             || (!dop && Config.PreciseExceptions)) {
6992           // jump target wants DS result - potential load delay effect
6993           SysPrintf("load delay in DS @%08x (%08x)\n", start + i*4, start);
6994           force_j_to_interpreter = 1;
6995           if (0 <= t && t < i)
6996             dops[t + 1].bt = 1; // expected return from interpreter
6997         }
6998         else if(i>=2&&dops[i-2].rt1==2&&dops[i].rt1==2&&dops[i].rs1!=2&&dops[i].rs2!=2&&dops[i-1].rs1!=2&&dops[i-1].rs2!=2&&
6999               !(i>=3&&dops[i-3].is_jump)) {
7000           // v0 overwrite like this is a sign of trouble, bail out
7001           SysPrintf("v0 overwrite @%08x (%08x)\n", start + i*4, start);
7002           force_j_to_interpreter = 1;
7003         }
7004       }
7005     }
7006     else if (i > 0 && dops[i-1].is_delay_load
7007              && is_ld_use_hazard(&dops[i-1], &dops[i])
7008              && (i < 2 || !dops[i-2].is_ujump)) {
7009       SysPrintf("load delay @%08x (%08x)\n", start + i*4, start);
7010       for (j = i - 1; j > 0 && dops[j-1].is_delay_load; j--)
7011         if (dops[j-1].rt1 != dops[i-1].rt1)
7012           break;
7013       force_j_to_interpreter = 1;
7014     }
7015     if (force_j_to_interpreter) {
7016       force_intcall(j);
7017       done = 2;
7018       i = j; // don't compile the problematic branch/load/etc
7019     }
7020     if (dops[i].is_exception && i > 0 && dops[i-1].is_jump) {
7021       SysPrintf("exception in DS @%08x (%08x)\n", start + i*4, start);
7022       i--;
7023       force_intcall(i);
7024       done = 2;
7025     }
7026     if (i >= 2 && (source[i-2] & 0xffe0f800) == 0x40806000) // MTC0 $12
7027       dops[i].bt = 1;
7028     if (i >= 1 && (source[i-1] & 0xffe0f800) == 0x40806800) // MTC0 $13
7029       dops[i].bt = 1;
7030
7031     /* Is this the end of the block? */
7032     if (i > 0 && dops[i-1].is_ujump) {
7033       if (dops[i-1].rt1 == 0) { // not jal
7034         int found_bbranch = 0, t = (cinfo[i-1].ba - start) / 4;
7035         if ((u_int)(t - i) < 64 && start + (t+64)*4 < pagelimit) {
7036           // scan for a branch back to i+1
7037           for (j = t; j < t + 64; j++) {
7038             int tmpop = source[j] >> 26;
7039             if (tmpop == 1 || ((tmpop & ~3) == 4)) {
7040               int t2 = j + 1 + (int)(signed short)source[j];
7041               if (t2 == i + 1) {
7042                 //printf("blk expand %08x<-%08x\n", start + (i+1)*4, start + j*4);
7043                 found_bbranch = 1;
7044                 break;
7045               }
7046             }
7047           }
7048         }
7049         if (!found_bbranch)
7050           done = 2;
7051       }
7052       else {
7053         if(stop_after_jal) done=1;
7054         // Stop on BREAK
7055         if((source[i+1]&0xfc00003f)==0x0d) done=1;
7056       }
7057       // Don't recompile stuff that's already compiled
7058       if(check_addr(start+i*4+4)) done=1;
7059       // Don't get too close to the limit
7060       if (i > MAXBLOCK - 64)
7061         done = 1;
7062     }
7063     if (dops[i].itype == HLECALL)
7064       done = 1;
7065     else if (dops[i].itype == INTCALL)
7066       done = 2;
7067     else if (dops[i].is_exception)
7068       done = stop_after_jal ? 1 : 2;
7069     if (done == 2) {
7070       // Does the block continue due to a branch?
7071       for(j=i-1;j>=0;j--)
7072       {
7073         if(cinfo[j].ba==start+i*4) done=j=0; // Branch into delay slot
7074         if(cinfo[j].ba==start+i*4+4) done=j=0;
7075         if(cinfo[j].ba==start+i*4+8) done=j=0;
7076       }
7077     }
7078     //assert(i<MAXBLOCK-1);
7079     if(start+i*4==pagelimit-4) done=1;
7080     assert(start+i*4<pagelimit);
7081     if (i == MAXBLOCK - 2)
7082       done = 1;
7083     // Stop if we're compiling junk
7084     if (dops[i].itype == INTCALL && (++ni_count > 8 || dops[i].opcode == 0x11)) {
7085       done=stop_after_jal=1;
7086       SysPrintf("Disabled speculative precompilation\n");
7087     }
7088   }
7089   while (i > 0 && dops[i-1].is_jump)
7090     i--;
7091   assert(i > 0);
7092   assert(!dops[i-1].is_jump);
7093   slen = i;
7094 }
7095
7096 // Basic liveness analysis for MIPS registers
7097 static noinline void pass2_unneeded_regs(int istart,int iend,int r)
7098 {
7099   int i;
7100   uint64_t u,gte_u,b,gte_b;
7101   uint64_t temp_u,temp_gte_u=0;
7102   uint64_t gte_u_unknown=0;
7103   if (HACK_ENABLED(NDHACK_GTE_UNNEEDED))
7104     gte_u_unknown=~0ll;
7105   if(iend==slen-1) {
7106     u=1;
7107     gte_u=gte_u_unknown;
7108   }else{
7109     //u=unneeded_reg[iend+1];
7110     u=1;
7111     gte_u=gte_unneeded[iend+1];
7112   }
7113
7114   for (i=iend;i>=istart;i--)
7115   {
7116     //printf("unneeded registers i=%d (%d,%d) r=%d\n",i,istart,iend,r);
7117     if(dops[i].is_jump)
7118     {
7119       // If subroutine call, flag return address as a possible branch target
7120       if(dops[i].rt1==31 && i<slen-2) dops[i+2].bt=1;
7121
7122       if(cinfo[i].ba<start || cinfo[i].ba>=(start+slen*4))
7123       {
7124         // Branch out of this block, flush all regs
7125         u=1;
7126         gte_u=gte_u_unknown;
7127         branch_unneeded_reg[i]=u;
7128         // Merge in delay slot
7129         u|=(1LL<<dops[i+1].rt1)|(1LL<<dops[i+1].rt2);
7130         u&=~((1LL<<dops[i+1].rs1)|(1LL<<dops[i+1].rs2));
7131         u|=1;
7132         gte_u|=gte_rt[i+1];
7133         gte_u&=~gte_rs[i+1];
7134       }
7135       else
7136       {
7137         // Internal branch, flag target
7138         dops[(cinfo[i].ba-start)>>2].bt=1;
7139         if(cinfo[i].ba<=start+i*4) {
7140           // Backward branch
7141           if(dops[i].is_ujump)
7142           {
7143             // Unconditional branch
7144             temp_u=1;
7145             temp_gte_u=0;
7146           } else {
7147             // Conditional branch (not taken case)
7148             temp_u=unneeded_reg[i+2];
7149             temp_gte_u&=gte_unneeded[i+2];
7150           }
7151           // Merge in delay slot
7152           temp_u|=(1LL<<dops[i+1].rt1)|(1LL<<dops[i+1].rt2);
7153           temp_u&=~((1LL<<dops[i+1].rs1)|(1LL<<dops[i+1].rs2));
7154           temp_u|=1;
7155           temp_gte_u|=gte_rt[i+1];
7156           temp_gte_u&=~gte_rs[i+1];
7157           temp_u|=(1LL<<dops[i].rt1)|(1LL<<dops[i].rt2);
7158           temp_u&=~((1LL<<dops[i].rs1)|(1LL<<dops[i].rs2));
7159           temp_u|=1;
7160           temp_gte_u|=gte_rt[i];
7161           temp_gte_u&=~gte_rs[i];
7162           unneeded_reg[i]=temp_u;
7163           gte_unneeded[i]=temp_gte_u;
7164           // Only go three levels deep.  This recursion can take an
7165           // excessive amount of time if there are a lot of nested loops.
7166           if(r<2) {
7167             pass2_unneeded_regs((cinfo[i].ba-start)>>2,i-1,r+1);
7168           }else{
7169             unneeded_reg[(cinfo[i].ba-start)>>2]=1;
7170             gte_unneeded[(cinfo[i].ba-start)>>2]=gte_u_unknown;
7171           }
7172         } /*else*/ if(1) {
7173           if (dops[i].is_ujump)
7174           {
7175             // Unconditional branch
7176             u=unneeded_reg[(cinfo[i].ba-start)>>2];
7177             gte_u=gte_unneeded[(cinfo[i].ba-start)>>2];
7178             branch_unneeded_reg[i]=u;
7179             // Merge in delay slot
7180             u|=(1LL<<dops[i+1].rt1)|(1LL<<dops[i+1].rt2);
7181             u&=~((1LL<<dops[i+1].rs1)|(1LL<<dops[i+1].rs2));
7182             u|=1;
7183             gte_u|=gte_rt[i+1];
7184             gte_u&=~gte_rs[i+1];
7185           } else {
7186             // Conditional branch
7187             b=unneeded_reg[(cinfo[i].ba-start)>>2];
7188             gte_b=gte_unneeded[(cinfo[i].ba-start)>>2];
7189             branch_unneeded_reg[i]=b;
7190             // Branch delay slot
7191             b|=(1LL<<dops[i+1].rt1)|(1LL<<dops[i+1].rt2);
7192             b&=~((1LL<<dops[i+1].rs1)|(1LL<<dops[i+1].rs2));
7193             b|=1;
7194             gte_b|=gte_rt[i+1];
7195             gte_b&=~gte_rs[i+1];
7196             u&=b;
7197             gte_u&=gte_b;
7198             if(i<slen-1) {
7199               branch_unneeded_reg[i]&=unneeded_reg[i+2];
7200             } else {
7201               branch_unneeded_reg[i]=1;
7202             }
7203           }
7204         }
7205       }
7206     }
7207     //u=1; // DEBUG
7208     // Written registers are unneeded
7209     u|=1LL<<dops[i].rt1;
7210     u|=1LL<<dops[i].rt2;
7211     gte_u|=gte_rt[i];
7212     // Accessed registers are needed
7213     u&=~(1LL<<dops[i].rs1);
7214     u&=~(1LL<<dops[i].rs2);
7215     gte_u&=~gte_rs[i];
7216     if(gte_rs[i]&&dops[i].rt1&&(unneeded_reg[i+1]&(1ll<<dops[i].rt1)))
7217       gte_u|=gte_rs[i]&gte_unneeded[i+1]; // MFC2/CFC2 to dead register, unneeded
7218     if (dops[i].may_except || dops[i].itype == RFE)
7219     {
7220       // SYSCALL instruction, etc or conditional exception
7221       u=1;
7222     }
7223     // Source-target dependencies
7224     // R0 is always unneeded
7225     u|=1;
7226     // Save it
7227     unneeded_reg[i]=u;
7228     gte_unneeded[i]=gte_u;
7229     /*
7230     printf("ur (%d,%d) %x: ",istart,iend,start+i*4);
7231     printf("U:");
7232     int r;
7233     for(r=1;r<=CCREG;r++) {
7234       if((unneeded_reg[i]>>r)&1) {
7235         if(r==HIREG) printf(" HI");
7236         else if(r==LOREG) printf(" LO");
7237         else printf(" r%d",r);
7238       }
7239     }
7240     printf("\n");
7241     */
7242   }
7243 }
7244
7245 static noinline void pass2a_unneeded_other(void)
7246 {
7247   int i, j;
7248   for (i = 0; i < slen; i++)
7249   {
7250     // remove redundant alignment checks
7251     if (dops[i].may_except && (dops[i].is_load || dops[i].is_store)
7252         && dops[i].rt1 != dops[i].rs1 && !dops[i].is_ds)
7253     {
7254       int base = dops[i].rs1, lsb = cinfo[i].imm, ls_type = dops[i].ls_type;
7255       int mask = ls_type == LS_32 ? 3 : 1;
7256       lsb &= mask;
7257       for (j = i + 1; j < slen; j++) {
7258         if (dops[j].bt || dops[j].is_jump)
7259           break;
7260         if ((dops[j].is_load || dops[j].is_store) && dops[j].rs1 == base
7261             && dops[j].ls_type == ls_type && (cinfo[j].imm & mask) == lsb)
7262           dops[j].may_except = 0;
7263         if (dops[j].rt1 == base)
7264           break;
7265       }
7266     }
7267   }
7268 }
7269
7270 static noinline void pass3_register_alloc(u_int addr)
7271 {
7272   struct regstat current; // Current register allocations/status
7273   clear_all_regs(current.regmap_entry);
7274   clear_all_regs(current.regmap);
7275   current.wasdirty = current.dirty = 0;
7276   current.u = unneeded_reg[0];
7277   alloc_reg(&current, 0, CCREG);
7278   dirty_reg(&current, CCREG);
7279   current.wasconst = 0;
7280   current.isconst = 0;
7281   current.loadedconst = 0;
7282   current.noevict = 0;
7283   //current.waswritten = 0;
7284   int ds=0;
7285   int cc=0;
7286   int hr;
7287   int i, j;
7288
7289   if (addr & 1) {
7290     // First instruction is delay slot
7291     cc=-1;
7292     dops[1].bt=1;
7293     ds=1;
7294     unneeded_reg[0]=1;
7295   }
7296
7297   for(i=0;i<slen;i++)
7298   {
7299     if(dops[i].bt)
7300     {
7301       for(hr=0;hr<HOST_REGS;hr++)
7302       {
7303         // Is this really necessary?
7304         if(current.regmap[hr]==0) current.regmap[hr]=-1;
7305       }
7306       current.isconst=0;
7307       //current.waswritten=0;
7308     }
7309
7310     memcpy(regmap_pre[i],current.regmap,sizeof(current.regmap));
7311     regs[i].wasconst=current.isconst;
7312     regs[i].wasdirty=current.dirty;
7313     regs[i].dirty=0;
7314     regs[i].u=0;
7315     regs[i].isconst=0;
7316     regs[i].loadedconst=0;
7317     if (!dops[i].is_jump) {
7318       if(i+1<slen) {
7319         current.u=unneeded_reg[i+1]&~((1LL<<dops[i].rs1)|(1LL<<dops[i].rs2));
7320         current.u|=1;
7321       } else {
7322         current.u=1;
7323       }
7324     } else {
7325       if(i+1<slen) {
7326         current.u=branch_unneeded_reg[i]&~((1LL<<dops[i+1].rs1)|(1LL<<dops[i+1].rs2));
7327         current.u&=~((1LL<<dops[i].rs1)|(1LL<<dops[i].rs2));
7328         current.u|=1;
7329       } else {
7330         SysPrintf("oops, branch at end of block with no delay slot @%08x\n", start + i*4);
7331         abort();
7332       }
7333     }
7334     assert(dops[i].is_ds == ds);
7335     if(ds) {
7336       ds=0; // Skip delay slot, already allocated as part of branch
7337       // ...but we need to alloc it in case something jumps here
7338       if(i+1<slen) {
7339         current.u=branch_unneeded_reg[i-1]&unneeded_reg[i+1];
7340       }else{
7341         current.u=branch_unneeded_reg[i-1];
7342       }
7343       current.u&=~((1LL<<dops[i].rs1)|(1LL<<dops[i].rs2));
7344       current.u|=1;
7345       struct regstat temp;
7346       memcpy(&temp,&current,sizeof(current));
7347       temp.wasdirty=temp.dirty;
7348       // TODO: Take into account unconditional branches, as below
7349       delayslot_alloc(&temp,i);
7350       memcpy(regs[i].regmap,temp.regmap,sizeof(temp.regmap));
7351       regs[i].wasdirty=temp.wasdirty;
7352       regs[i].dirty=temp.dirty;
7353       regs[i].isconst=0;
7354       regs[i].wasconst=0;
7355       current.isconst=0;
7356       // Create entry (branch target) regmap
7357       for(hr=0;hr<HOST_REGS;hr++)
7358       {
7359         int r=temp.regmap[hr];
7360         if(r>=0) {
7361           if(r!=regmap_pre[i][hr]) {
7362             regs[i].regmap_entry[hr]=-1;
7363           }
7364           else
7365           {
7366               assert(r < 64);
7367               if((current.u>>r)&1) {
7368                 regs[i].regmap_entry[hr]=-1;
7369                 regs[i].regmap[hr]=-1;
7370                 //Don't clear regs in the delay slot as the branch might need them
7371                 //current.regmap[hr]=-1;
7372               }else
7373                 regs[i].regmap_entry[hr]=r;
7374           }
7375         } else {
7376           // First instruction expects CCREG to be allocated
7377           if(i==0&&hr==HOST_CCREG)
7378             regs[i].regmap_entry[hr]=CCREG;
7379           else
7380             regs[i].regmap_entry[hr]=-1;
7381         }
7382       }
7383     }
7384     else { // Not delay slot
7385       current.noevict = 0;
7386       switch(dops[i].itype) {
7387         case UJUMP:
7388           //current.isconst=0; // DEBUG
7389           //current.wasconst=0; // DEBUG
7390           //regs[i].wasconst=0; // DEBUG
7391           clear_const(&current,dops[i].rt1);
7392           alloc_cc(&current,i);
7393           dirty_reg(&current,CCREG);
7394           if (dops[i].rt1==31) {
7395             alloc_reg(&current,i,31);
7396             dirty_reg(&current,31);
7397             //assert(dops[i+1].rs1!=31&&dops[i+1].rs2!=31);
7398             //assert(dops[i+1].rt1!=dops[i].rt1);
7399             #ifdef REG_PREFETCH
7400             alloc_reg(&current,i,PTEMP);
7401             #endif
7402           }
7403           dops[i].ooo=1;
7404           delayslot_alloc(&current,i+1);
7405           //current.isconst=0; // DEBUG
7406           ds=1;
7407           break;
7408         case RJUMP:
7409           //current.isconst=0;
7410           //current.wasconst=0;
7411           //regs[i].wasconst=0;
7412           clear_const(&current,dops[i].rs1);
7413           clear_const(&current,dops[i].rt1);
7414           alloc_cc(&current,i);
7415           dirty_reg(&current,CCREG);
7416           if (!ds_writes_rjump_rs(i)) {
7417             alloc_reg(&current,i,dops[i].rs1);
7418             if (dops[i].rt1!=0) {
7419               alloc_reg(&current,i,dops[i].rt1);
7420               dirty_reg(&current,dops[i].rt1);
7421               #ifdef REG_PREFETCH
7422               alloc_reg(&current,i,PTEMP);
7423               #endif
7424             }
7425             #ifdef USE_MINI_HT
7426             if(dops[i].rs1==31) { // JALR
7427               alloc_reg(&current,i,RHASH);
7428               alloc_reg(&current,i,RHTBL);
7429             }
7430             #endif
7431             delayslot_alloc(&current,i+1);
7432           } else {
7433             // The delay slot overwrites our source register,
7434             // allocate a temporary register to hold the old value.
7435             current.isconst=0;
7436             current.wasconst=0;
7437             regs[i].wasconst=0;
7438             delayslot_alloc(&current,i+1);
7439             current.isconst=0;
7440             alloc_reg(&current,i,RTEMP);
7441           }
7442           //current.isconst=0; // DEBUG
7443           dops[i].ooo=1;
7444           ds=1;
7445           break;
7446         case CJUMP:
7447           //current.isconst=0;
7448           //current.wasconst=0;
7449           //regs[i].wasconst=0;
7450           clear_const(&current,dops[i].rs1);
7451           clear_const(&current,dops[i].rs2);
7452           if((dops[i].opcode&0x3E)==4) // BEQ/BNE
7453           {
7454             alloc_cc(&current,i);
7455             dirty_reg(&current,CCREG);
7456             if(dops[i].rs1) alloc_reg(&current,i,dops[i].rs1);
7457             if(dops[i].rs2) alloc_reg(&current,i,dops[i].rs2);
7458             if((dops[i].rs1&&(dops[i].rs1==dops[i+1].rt1||dops[i].rs1==dops[i+1].rt2))||
7459                (dops[i].rs2&&(dops[i].rs2==dops[i+1].rt1||dops[i].rs2==dops[i+1].rt2))) {
7460               // The delay slot overwrites one of our conditions.
7461               // Allocate the branch condition registers instead.
7462               current.isconst=0;
7463               current.wasconst=0;
7464               regs[i].wasconst=0;
7465               if(dops[i].rs1) alloc_reg(&current,i,dops[i].rs1);
7466               if(dops[i].rs2) alloc_reg(&current,i,dops[i].rs2);
7467             }
7468             else
7469             {
7470               dops[i].ooo=1;
7471               delayslot_alloc(&current,i+1);
7472             }
7473           }
7474           else
7475           if((dops[i].opcode&0x3E)==6) // BLEZ/BGTZ
7476           {
7477             alloc_cc(&current,i);
7478             dirty_reg(&current,CCREG);
7479             alloc_reg(&current,i,dops[i].rs1);
7480             if(dops[i].rs1&&(dops[i].rs1==dops[i+1].rt1||dops[i].rs1==dops[i+1].rt2)) {
7481               // The delay slot overwrites one of our conditions.
7482               // Allocate the branch condition registers instead.
7483               current.isconst=0;
7484               current.wasconst=0;
7485               regs[i].wasconst=0;
7486               if(dops[i].rs1) alloc_reg(&current,i,dops[i].rs1);
7487             }
7488             else
7489             {
7490               dops[i].ooo=1;
7491               delayslot_alloc(&current,i+1);
7492             }
7493           }
7494           else
7495           // Don't alloc the delay slot yet because we might not execute it
7496           if((dops[i].opcode&0x3E)==0x14) // BEQL/BNEL
7497           {
7498             current.isconst=0;
7499             current.wasconst=0;
7500             regs[i].wasconst=0;
7501             alloc_cc(&current,i);
7502             dirty_reg(&current,CCREG);
7503             alloc_reg(&current,i,dops[i].rs1);
7504             alloc_reg(&current,i,dops[i].rs2);
7505           }
7506           else
7507           if((dops[i].opcode&0x3E)==0x16) // BLEZL/BGTZL
7508           {
7509             current.isconst=0;
7510             current.wasconst=0;
7511             regs[i].wasconst=0;
7512             alloc_cc(&current,i);
7513             dirty_reg(&current,CCREG);
7514             alloc_reg(&current,i,dops[i].rs1);
7515           }
7516           ds=1;
7517           //current.isconst=0;
7518           break;
7519         case SJUMP:
7520           clear_const(&current,dops[i].rs1);
7521           clear_const(&current,dops[i].rt1);
7522           {
7523             alloc_cc(&current,i);
7524             dirty_reg(&current,CCREG);
7525             alloc_reg(&current,i,dops[i].rs1);
7526             if (dops[i].rt1 == 31) { // BLTZAL/BGEZAL
7527               alloc_reg(&current,i,31);
7528               dirty_reg(&current,31);
7529             }
7530             if ((dops[i].rs1 &&
7531                  (dops[i].rs1==dops[i+1].rt1||dops[i].rs1==dops[i+1].rt2)) // The delay slot overwrites the branch condition.
7532                ||(dops[i].rt1 == 31 && dops[i].rs1 == 31) // overwrites it's own condition
7533                ||(dops[i].rt1==31&&(dops[i+1].rs1==31||dops[i+1].rs2==31||dops[i+1].rt1==31||dops[i+1].rt2==31))) { // DS touches $ra
7534               // Allocate the branch condition registers instead.
7535               current.isconst=0;
7536               current.wasconst=0;
7537               regs[i].wasconst=0;
7538               if(dops[i].rs1) alloc_reg(&current,i,dops[i].rs1);
7539             }
7540             else
7541             {
7542               dops[i].ooo=1;
7543               delayslot_alloc(&current,i+1);
7544             }
7545           }
7546           ds=1;
7547           //current.isconst=0;
7548           break;
7549         case IMM16:
7550           imm16_alloc(&current,i);
7551           break;
7552         case LOAD:
7553         case LOADLR:
7554           load_alloc(&current,i);
7555           break;
7556         case STORE:
7557         case STORELR:
7558           store_alloc(&current,i);
7559           break;
7560         case ALU:
7561           alu_alloc(&current,i);
7562           break;
7563         case SHIFT:
7564           shift_alloc(&current,i);
7565           break;
7566         case MULTDIV:
7567           multdiv_alloc(&current,i);
7568           break;
7569         case SHIFTIMM:
7570           shiftimm_alloc(&current,i);
7571           break;
7572         case MOV:
7573           mov_alloc(&current,i);
7574           break;
7575         case COP0:
7576           cop0_alloc(&current,i);
7577           break;
7578         case RFE:
7579           rfe_alloc(&current,i);
7580           break;
7581         case COP2:
7582           cop2_alloc(&current,i);
7583           break;
7584         case C2LS:
7585           c2ls_alloc(&current,i);
7586           break;
7587         case C2OP:
7588           c2op_alloc(&current,i);
7589           break;
7590         case SYSCALL:
7591         case HLECALL:
7592         case INTCALL:
7593           syscall_alloc(&current,i);
7594           break;
7595       }
7596
7597       // Create entry (branch target) regmap
7598       for(hr=0;hr<HOST_REGS;hr++)
7599       {
7600         int r,or;
7601         r=current.regmap[hr];
7602         if(r>=0) {
7603           if(r!=regmap_pre[i][hr]) {
7604             // TODO: delay slot (?)
7605             or=get_reg(regmap_pre[i],r); // Get old mapping for this register
7606             if(or<0||r>=TEMPREG){
7607               regs[i].regmap_entry[hr]=-1;
7608             }
7609             else
7610             {
7611               // Just move it to a different register
7612               regs[i].regmap_entry[hr]=r;
7613               // If it was dirty before, it's still dirty
7614               if((regs[i].wasdirty>>or)&1) dirty_reg(&current,r);
7615             }
7616           }
7617           else
7618           {
7619             // Unneeded
7620             if(r==0){
7621               regs[i].regmap_entry[hr]=0;
7622             }
7623             else
7624             {
7625               assert(r<64);
7626               if((current.u>>r)&1) {
7627                 regs[i].regmap_entry[hr]=-1;
7628                 //regs[i].regmap[hr]=-1;
7629                 current.regmap[hr]=-1;
7630               }else
7631                 regs[i].regmap_entry[hr]=r;
7632             }
7633           }
7634         } else {
7635           // Branches expect CCREG to be allocated at the target
7636           if(regmap_pre[i][hr]==CCREG)
7637             regs[i].regmap_entry[hr]=CCREG;
7638           else
7639             regs[i].regmap_entry[hr]=-1;
7640         }
7641       }
7642       memcpy(regs[i].regmap,current.regmap,sizeof(current.regmap));
7643     }
7644
7645 #if 0 // see do_store_smc_check()
7646     if(i>0&&(dops[i-1].itype==STORE||dops[i-1].itype==STORELR||(dops[i-1].itype==C2LS&&dops[i-1].opcode==0x3a))&&(u_int)cinfo[i-1].imm<0x800)
7647       current.waswritten|=1<<dops[i-1].rs1;
7648     current.waswritten&=~(1<<dops[i].rt1);
7649     current.waswritten&=~(1<<dops[i].rt2);
7650     if((dops[i].itype==STORE||dops[i].itype==STORELR||(dops[i].itype==C2LS&&dops[i].opcode==0x3a))&&(u_int)cinfo[i].imm>=0x800)
7651       current.waswritten&=~(1<<dops[i].rs1);
7652 #endif
7653
7654     /* Branch post-alloc */
7655     if(i>0)
7656     {
7657       current.wasdirty=current.dirty;
7658       switch(dops[i-1].itype) {
7659         case UJUMP:
7660           memcpy(&branch_regs[i-1],&current,sizeof(current));
7661           branch_regs[i-1].isconst=0;
7662           branch_regs[i-1].wasconst=0;
7663           branch_regs[i-1].u=branch_unneeded_reg[i-1]&~((1LL<<dops[i-1].rs1)|(1LL<<dops[i-1].rs2));
7664           alloc_cc(&branch_regs[i-1],i-1);
7665           dirty_reg(&branch_regs[i-1],CCREG);
7666           if(dops[i-1].rt1==31) { // JAL
7667             alloc_reg(&branch_regs[i-1],i-1,31);
7668             dirty_reg(&branch_regs[i-1],31);
7669           }
7670           memcpy(&branch_regs[i-1].regmap_entry,&branch_regs[i-1].regmap,sizeof(current.regmap));
7671           memcpy(constmap[i],constmap[i-1],sizeof(constmap[i]));
7672           break;
7673         case RJUMP:
7674           memcpy(&branch_regs[i-1],&current,sizeof(current));
7675           branch_regs[i-1].isconst=0;
7676           branch_regs[i-1].wasconst=0;
7677           branch_regs[i-1].u=branch_unneeded_reg[i-1]&~((1LL<<dops[i-1].rs1)|(1LL<<dops[i-1].rs2));
7678           alloc_cc(&branch_regs[i-1],i-1);
7679           dirty_reg(&branch_regs[i-1],CCREG);
7680           alloc_reg(&branch_regs[i-1],i-1,dops[i-1].rs1);
7681           if(dops[i-1].rt1!=0) { // JALR
7682             alloc_reg(&branch_regs[i-1],i-1,dops[i-1].rt1);
7683             dirty_reg(&branch_regs[i-1],dops[i-1].rt1);
7684           }
7685           #ifdef USE_MINI_HT
7686           if(dops[i-1].rs1==31) { // JALR
7687             alloc_reg(&branch_regs[i-1],i-1,RHASH);
7688             alloc_reg(&branch_regs[i-1],i-1,RHTBL);
7689           }
7690           #endif
7691           memcpy(&branch_regs[i-1].regmap_entry,&branch_regs[i-1].regmap,sizeof(current.regmap));
7692           memcpy(constmap[i],constmap[i-1],sizeof(constmap[i]));
7693           break;
7694         case CJUMP:
7695           if((dops[i-1].opcode&0x3E)==4) // BEQ/BNE
7696           {
7697             alloc_cc(&current,i-1);
7698             dirty_reg(&current,CCREG);
7699             if((dops[i-1].rs1&&(dops[i-1].rs1==dops[i].rt1||dops[i-1].rs1==dops[i].rt2))||
7700                (dops[i-1].rs2&&(dops[i-1].rs2==dops[i].rt1||dops[i-1].rs2==dops[i].rt2))) {
7701               // The delay slot overwrote one of our conditions
7702               // Delay slot goes after the test (in order)
7703               current.u=branch_unneeded_reg[i-1]&~((1LL<<dops[i].rs1)|(1LL<<dops[i].rs2));
7704               current.u|=1;
7705               delayslot_alloc(&current,i);
7706               current.isconst=0;
7707             }
7708             else
7709             {
7710               current.u=branch_unneeded_reg[i-1]&~((1LL<<dops[i-1].rs1)|(1LL<<dops[i-1].rs2));
7711               // Alloc the branch condition registers
7712               if(dops[i-1].rs1) alloc_reg(&current,i-1,dops[i-1].rs1);
7713               if(dops[i-1].rs2) alloc_reg(&current,i-1,dops[i-1].rs2);
7714             }
7715             memcpy(&branch_regs[i-1],&current,sizeof(current));
7716             branch_regs[i-1].isconst=0;
7717             branch_regs[i-1].wasconst=0;
7718             memcpy(&branch_regs[i-1].regmap_entry,&current.regmap,sizeof(current.regmap));
7719             memcpy(constmap[i],constmap[i-1],sizeof(constmap[i]));
7720           }
7721           else
7722           if((dops[i-1].opcode&0x3E)==6) // BLEZ/BGTZ
7723           {
7724             alloc_cc(&current,i-1);
7725             dirty_reg(&current,CCREG);
7726             if(dops[i-1].rs1==dops[i].rt1||dops[i-1].rs1==dops[i].rt2) {
7727               // The delay slot overwrote the branch condition
7728               // Delay slot goes after the test (in order)
7729               current.u=branch_unneeded_reg[i-1]&~((1LL<<dops[i].rs1)|(1LL<<dops[i].rs2));
7730               current.u|=1;
7731               delayslot_alloc(&current,i);
7732               current.isconst=0;
7733             }
7734             else
7735             {
7736               current.u=branch_unneeded_reg[i-1]&~(1LL<<dops[i-1].rs1);
7737               // Alloc the branch condition register
7738               alloc_reg(&current,i-1,dops[i-1].rs1);
7739             }
7740             memcpy(&branch_regs[i-1],&current,sizeof(current));
7741             branch_regs[i-1].isconst=0;
7742             branch_regs[i-1].wasconst=0;
7743             memcpy(&branch_regs[i-1].regmap_entry,&current.regmap,sizeof(current.regmap));
7744             memcpy(constmap[i],constmap[i-1],sizeof(constmap[i]));
7745           }
7746           break;
7747         case SJUMP:
7748           {
7749             alloc_cc(&current,i-1);
7750             dirty_reg(&current,CCREG);
7751             if(dops[i-1].rs1==dops[i].rt1||dops[i-1].rs1==dops[i].rt2) {
7752               // The delay slot overwrote the branch condition
7753               // Delay slot goes after the test (in order)
7754               current.u=branch_unneeded_reg[i-1]&~((1LL<<dops[i].rs1)|(1LL<<dops[i].rs2));
7755               current.u|=1;
7756               delayslot_alloc(&current,i);
7757               current.isconst=0;
7758             }
7759             else
7760             {
7761               current.u=branch_unneeded_reg[i-1]&~(1LL<<dops[i-1].rs1);
7762               // Alloc the branch condition register
7763               alloc_reg(&current,i-1,dops[i-1].rs1);
7764             }
7765             memcpy(&branch_regs[i-1],&current,sizeof(current));
7766             branch_regs[i-1].isconst=0;
7767             branch_regs[i-1].wasconst=0;
7768             memcpy(&branch_regs[i-1].regmap_entry,&current.regmap,sizeof(current.regmap));
7769             memcpy(constmap[i],constmap[i-1],sizeof(constmap[i]));
7770           }
7771           break;
7772       }
7773
7774       if (dops[i-1].is_ujump)
7775       {
7776         if(dops[i-1].rt1==31) // JAL/JALR
7777         {
7778           // Subroutine call will return here, don't alloc any registers
7779           current.dirty=0;
7780           clear_all_regs(current.regmap);
7781           alloc_reg(&current,i,CCREG);
7782           dirty_reg(&current,CCREG);
7783         }
7784         else if(i+1<slen)
7785         {
7786           // Internal branch will jump here, match registers to caller
7787           current.dirty=0;
7788           clear_all_regs(current.regmap);
7789           alloc_reg(&current,i,CCREG);
7790           dirty_reg(&current,CCREG);
7791           for(j=i-1;j>=0;j--)
7792           {
7793             if(cinfo[j].ba==start+i*4+4) {
7794               memcpy(current.regmap,branch_regs[j].regmap,sizeof(current.regmap));
7795               current.dirty=branch_regs[j].dirty;
7796               break;
7797             }
7798           }
7799           while(j>=0) {
7800             if(cinfo[j].ba==start+i*4+4) {
7801               for(hr=0;hr<HOST_REGS;hr++) {
7802                 if(current.regmap[hr]!=branch_regs[j].regmap[hr]) {
7803                   current.regmap[hr]=-1;
7804                 }
7805                 current.dirty&=branch_regs[j].dirty;
7806               }
7807             }
7808             j--;
7809           }
7810         }
7811       }
7812     }
7813
7814     // Count cycles in between branches
7815     cinfo[i].ccadj = CLOCK_ADJUST(cc);
7816     if (i > 0 && (dops[i-1].is_jump || dops[i].is_exception))
7817     {
7818       cc=0;
7819     }
7820 #if !defined(DRC_DBG)
7821     else if(dops[i].itype==C2OP&&gte_cycletab[source[i]&0x3f]>2)
7822     {
7823       // this should really be removed since the real stalls have been implemented,
7824       // but doing so causes sizeable perf regression against the older version
7825       u_int gtec = gte_cycletab[source[i] & 0x3f];
7826       cc += HACK_ENABLED(NDHACK_NO_STALLS) ? gtec/2 : 2;
7827     }
7828     else if(i>1&&dops[i].itype==STORE&&dops[i-1].itype==STORE&&dops[i-2].itype==STORE&&!dops[i].bt)
7829     {
7830       cc+=4;
7831     }
7832     else if(dops[i].itype==C2LS)
7833     {
7834       // same as with C2OP
7835       cc += HACK_ENABLED(NDHACK_NO_STALLS) ? 4 : 2;
7836     }
7837 #endif
7838     else
7839     {
7840       cc++;
7841     }
7842
7843     if(!dops[i].is_ds) {
7844       regs[i].dirty=current.dirty;
7845       regs[i].isconst=current.isconst;
7846       memcpy(constmap[i],current_constmap,sizeof(constmap[i]));
7847     }
7848     for(hr=0;hr<HOST_REGS;hr++) {
7849       if(hr!=EXCLUDE_REG&&regs[i].regmap[hr]>=0) {
7850         if(regmap_pre[i][hr]!=regs[i].regmap[hr]) {
7851           regs[i].wasconst&=~(1<<hr);
7852         }
7853       }
7854     }
7855     //regs[i].waswritten=current.waswritten;
7856   }
7857 }
7858
7859 static noinline void pass4_cull_unused_regs(void)
7860 {
7861   u_int last_needed_regs[4] = {0,0,0,0};
7862   u_int nr=0;
7863   int i;
7864
7865   for (i=slen-1;i>=0;i--)
7866   {
7867     int hr;
7868     __builtin_prefetch(regs[i-2].regmap);
7869     if(dops[i].is_jump)
7870     {
7871       if(cinfo[i].ba<start || cinfo[i].ba>=(start+slen*4))
7872       {
7873         // Branch out of this block, don't need anything
7874         nr=0;
7875       }
7876       else
7877       {
7878         // Internal branch
7879         // Need whatever matches the target
7880         nr=0;
7881         int t=(cinfo[i].ba-start)>>2;
7882         for(hr=0;hr<HOST_REGS;hr++)
7883         {
7884           if(regs[i].regmap_entry[hr]>=0) {
7885             if(regs[i].regmap_entry[hr]==regs[t].regmap_entry[hr]) nr|=1<<hr;
7886           }
7887         }
7888       }
7889       // Conditional branch may need registers for following instructions
7890       if (!dops[i].is_ujump)
7891       {
7892         if(i<slen-2) {
7893           nr |= last_needed_regs[(i+2) & 3];
7894           for(hr=0;hr<HOST_REGS;hr++)
7895           {
7896             if(regmap_pre[i+2][hr]>=0&&get_reg(regs[i+2].regmap_entry,regmap_pre[i+2][hr])<0) nr&=~(1<<hr);
7897             //if((regmap_entry[i+2][hr])>=0) if(!((nr>>hr)&1)) printf("%x-bogus(%d=%d)\n",start+i*4,hr,regmap_entry[i+2][hr]);
7898           }
7899         }
7900       }
7901       // Don't need stuff which is overwritten
7902       //if(regs[i].regmap[hr]!=regmap_pre[i][hr]) nr&=~(1<<hr);
7903       //if(regs[i].regmap[hr]<0) nr&=~(1<<hr);
7904       // Merge in delay slot
7905       if (dops[i+1].rt1) nr &= ~get_regm(regs[i].regmap, dops[i+1].rt1);
7906       if (dops[i+1].rt2) nr &= ~get_regm(regs[i].regmap, dops[i+1].rt2);
7907       nr |= get_regm(regmap_pre[i], dops[i+1].rs1);
7908       nr |= get_regm(regmap_pre[i], dops[i+1].rs2);
7909       nr |= get_regm(regs[i].regmap_entry, dops[i+1].rs1);
7910       nr |= get_regm(regs[i].regmap_entry, dops[i+1].rs2);
7911       if (ram_offset && (dops[i+1].is_load || dops[i+1].is_store)) {
7912         nr |= get_regm(regmap_pre[i], ROREG);
7913         nr |= get_regm(regs[i].regmap_entry, ROREG);
7914       }
7915       if (dops[i+1].is_store) {
7916         nr |= get_regm(regmap_pre[i], INVCP);
7917         nr |= get_regm(regs[i].regmap_entry, INVCP);
7918       }
7919     }
7920     else if (dops[i].is_exception)
7921     {
7922       // SYSCALL instruction, etc
7923       nr=0;
7924     }
7925     else // Non-branch
7926     {
7927       if(i<slen-1) {
7928         for(hr=0;hr<HOST_REGS;hr++) {
7929           if(regmap_pre[i+1][hr]>=0&&get_reg(regs[i+1].regmap_entry,regmap_pre[i+1][hr])<0) nr&=~(1<<hr);
7930           if(regs[i].regmap[hr]!=regmap_pre[i+1][hr]) nr&=~(1<<hr);
7931           if(regs[i].regmap[hr]!=regmap_pre[i][hr]) nr&=~(1<<hr);
7932           if(regs[i].regmap[hr]<0) nr&=~(1<<hr);
7933         }
7934       }
7935     }
7936     // Overwritten registers are not needed
7937     if (dops[i].rt1) nr &= ~get_regm(regs[i].regmap, dops[i].rt1);
7938     if (dops[i].rt2) nr &= ~get_regm(regs[i].regmap, dops[i].rt2);
7939     nr &= ~get_regm(regs[i].regmap, FTEMP);
7940     // Source registers are needed
7941     nr |= get_regm(regmap_pre[i], dops[i].rs1);
7942     nr |= get_regm(regmap_pre[i], dops[i].rs2);
7943     nr |= get_regm(regs[i].regmap_entry, dops[i].rs1);
7944     nr |= get_regm(regs[i].regmap_entry, dops[i].rs2);
7945     if (ram_offset && (dops[i].is_load || dops[i].is_store)) {
7946       nr |= get_regm(regmap_pre[i], ROREG);
7947       nr |= get_regm(regs[i].regmap_entry, ROREG);
7948     }
7949     if (dops[i].is_store) {
7950       nr |= get_regm(regmap_pre[i], INVCP);
7951       nr |= get_regm(regs[i].regmap_entry, INVCP);
7952     }
7953
7954     if (i > 0 && !dops[i].bt && regs[i].wasdirty)
7955     for(hr=0;hr<HOST_REGS;hr++)
7956     {
7957       // Don't store a register immediately after writing it,
7958       // may prevent dual-issue.
7959       // But do so if this is a branch target, otherwise we
7960       // might have to load the register before the branch.
7961       if((regs[i].wasdirty>>hr)&1) {
7962         if((regmap_pre[i][hr]>0&&!((unneeded_reg[i]>>regmap_pre[i][hr])&1))) {
7963           if(dops[i-1].rt1==regmap_pre[i][hr]) nr|=1<<hr;
7964           if(dops[i-1].rt2==regmap_pre[i][hr]) nr|=1<<hr;
7965         }
7966         if((regs[i].regmap_entry[hr]>0&&!((unneeded_reg[i]>>regs[i].regmap_entry[hr])&1))) {
7967           if(dops[i-1].rt1==regs[i].regmap_entry[hr]) nr|=1<<hr;
7968           if(dops[i-1].rt2==regs[i].regmap_entry[hr]) nr|=1<<hr;
7969         }
7970       }
7971     }
7972     // Cycle count is needed at branches.  Assume it is needed at the target too.
7973     if (i == 0 || dops[i].bt || dops[i].may_except || dops[i].itype == CJUMP) {
7974       if(regmap_pre[i][HOST_CCREG]==CCREG) nr|=1<<HOST_CCREG;
7975       if(regs[i].regmap_entry[HOST_CCREG]==CCREG) nr|=1<<HOST_CCREG;
7976     }
7977     // Save it
7978     last_needed_regs[i & 3] = nr;
7979
7980     // Deallocate unneeded registers
7981     for(hr=0;hr<HOST_REGS;hr++)
7982     {
7983       if(!((nr>>hr)&1)) {
7984         if(regs[i].regmap_entry[hr]!=CCREG) regs[i].regmap_entry[hr]=-1;
7985         if(dops[i].is_jump)
7986         {
7987           int map1 = 0, map2 = 0, temp = 0; // or -1 ??
7988           if (dops[i+1].is_load || dops[i+1].is_store)
7989             map1 = ROREG;
7990           if (dops[i+1].is_store)
7991             map2 = INVCP;
7992           if(dops[i+1].itype==LOADLR || dops[i+1].itype==STORELR || dops[i+1].itype==C2LS)
7993             temp = FTEMP;
7994           if(regs[i].regmap[hr]!=dops[i].rs1 && regs[i].regmap[hr]!=dops[i].rs2 &&
7995              regs[i].regmap[hr]!=dops[i].rt1 && regs[i].regmap[hr]!=dops[i].rt2 &&
7996              regs[i].regmap[hr]!=dops[i+1].rt1 && regs[i].regmap[hr]!=dops[i+1].rt2 &&
7997              regs[i].regmap[hr]!=dops[i+1].rs1 && regs[i].regmap[hr]!=dops[i+1].rs2 &&
7998              regs[i].regmap[hr]!=temp && regs[i].regmap[hr]!=PTEMP &&
7999              regs[i].regmap[hr]!=RHASH && regs[i].regmap[hr]!=RHTBL &&
8000              regs[i].regmap[hr]!=RTEMP && regs[i].regmap[hr]!=CCREG &&
8001              regs[i].regmap[hr]!=map1 && regs[i].regmap[hr]!=map2)
8002           {
8003             regs[i].regmap[hr]=-1;
8004             regs[i].isconst&=~(1<<hr);
8005             regs[i].dirty&=~(1<<hr);
8006             regs[i+1].wasdirty&=~(1<<hr);
8007             if(branch_regs[i].regmap[hr]!=dops[i].rs1 && branch_regs[i].regmap[hr]!=dops[i].rs2 &&
8008                branch_regs[i].regmap[hr]!=dops[i].rt1 && branch_regs[i].regmap[hr]!=dops[i].rt2 &&
8009                branch_regs[i].regmap[hr]!=dops[i+1].rt1 && branch_regs[i].regmap[hr]!=dops[i+1].rt2 &&
8010                branch_regs[i].regmap[hr]!=dops[i+1].rs1 && branch_regs[i].regmap[hr]!=dops[i+1].rs2 &&
8011                branch_regs[i].regmap[hr]!=temp && branch_regs[i].regmap[hr]!=PTEMP &&
8012                branch_regs[i].regmap[hr]!=RHASH && branch_regs[i].regmap[hr]!=RHTBL &&
8013                branch_regs[i].regmap[hr]!=RTEMP && branch_regs[i].regmap[hr]!=CCREG &&
8014                branch_regs[i].regmap[hr]!=map1 && branch_regs[i].regmap[hr]!=map2)
8015             {
8016               branch_regs[i].regmap[hr]=-1;
8017               branch_regs[i].regmap_entry[hr]=-1;
8018               if (!dops[i].is_ujump)
8019               {
8020                 if (i < slen-2) {
8021                   regmap_pre[i+2][hr]=-1;
8022                   regs[i+2].wasconst&=~(1<<hr);
8023                 }
8024               }
8025             }
8026           }
8027         }
8028         else
8029         {
8030           // Non-branch
8031           if(i>0)
8032           {
8033             int map1 = -1, map2 = -1, temp=-1;
8034             if (dops[i].is_load || dops[i].is_store)
8035               map1 = ROREG;
8036             if (dops[i].is_store)
8037               map2 = INVCP;
8038             if (dops[i].itype==LOADLR || dops[i].itype==STORELR || dops[i].itype==C2LS)
8039               temp = FTEMP;
8040             if(regs[i].regmap[hr]!=dops[i].rt1 && regs[i].regmap[hr]!=dops[i].rt2 &&
8041                regs[i].regmap[hr]!=dops[i].rs1 && regs[i].regmap[hr]!=dops[i].rs2 &&
8042                regs[i].regmap[hr]!=temp && regs[i].regmap[hr]!=map1 && regs[i].regmap[hr]!=map2 &&
8043                //(dops[i].itype!=SPAN||regs[i].regmap[hr]!=CCREG)
8044                regs[i].regmap[hr] != CCREG)
8045             {
8046               if(i<slen-1&&!dops[i].is_ds) {
8047                 assert(regs[i].regmap[hr]<64);
8048                 if(regmap_pre[i+1][hr]!=-1 || regs[i].regmap[hr]>0)
8049                 if(regmap_pre[i+1][hr]!=regs[i].regmap[hr])
8050                 {
8051                   SysPrintf("fail: %x (%d %d!=%d)\n",start+i*4,hr,regmap_pre[i+1][hr],regs[i].regmap[hr]);
8052                   assert(regmap_pre[i+1][hr]==regs[i].regmap[hr]);
8053                 }
8054                 regmap_pre[i+1][hr]=-1;
8055                 if(regs[i+1].regmap_entry[hr]==CCREG) regs[i+1].regmap_entry[hr]=-1;
8056                 regs[i+1].wasconst&=~(1<<hr);
8057               }
8058               regs[i].regmap[hr]=-1;
8059               regs[i].isconst&=~(1<<hr);
8060               regs[i].dirty&=~(1<<hr);
8061               regs[i+1].wasdirty&=~(1<<hr);
8062             }
8063           }
8064         }
8065       } // if needed
8066     } // for hr
8067   }
8068 }
8069
8070 // If a register is allocated during a loop, try to allocate it for the
8071 // entire loop, if possible.  This avoids loading/storing registers
8072 // inside of the loop.
8073 static noinline void pass5a_preallocate1(void)
8074 {
8075   int i, j, hr;
8076   signed char f_regmap[HOST_REGS];
8077   clear_all_regs(f_regmap);
8078   for(i=0;i<slen-1;i++)
8079   {
8080     if(dops[i].itype==UJUMP||dops[i].itype==CJUMP||dops[i].itype==SJUMP)
8081     {
8082       if(cinfo[i].ba>=start && cinfo[i].ba<(start+i*4))
8083       if(dops[i+1].itype==NOP||dops[i+1].itype==MOV||dops[i+1].itype==ALU
8084       ||dops[i+1].itype==SHIFTIMM||dops[i+1].itype==IMM16||dops[i+1].itype==LOAD
8085       ||dops[i+1].itype==STORE||dops[i+1].itype==STORELR
8086       ||dops[i+1].itype==SHIFT
8087       ||dops[i+1].itype==COP2||dops[i+1].itype==C2LS||dops[i+1].itype==C2OP)
8088       {
8089         int t=(cinfo[i].ba-start)>>2;
8090         if(t > 0 && !dops[t-1].is_jump) // loop_preload can't handle jumps into delay slots
8091         if(t<2||(dops[t-2].itype!=UJUMP&&dops[t-2].itype!=RJUMP)||dops[t-2].rt1!=31) // call/ret assumes no registers allocated
8092         for(hr=0;hr<HOST_REGS;hr++)
8093         {
8094           if(regs[i].regmap[hr]>=0) {
8095             if(f_regmap[hr]!=regs[i].regmap[hr]) {
8096               // dealloc old register
8097               int n;
8098               for(n=0;n<HOST_REGS;n++)
8099               {
8100                 if(f_regmap[n]==regs[i].regmap[hr]) {f_regmap[n]=-1;}
8101               }
8102               // and alloc new one
8103               f_regmap[hr]=regs[i].regmap[hr];
8104             }
8105           }
8106           if(branch_regs[i].regmap[hr]>=0) {
8107             if(f_regmap[hr]!=branch_regs[i].regmap[hr]) {
8108               // dealloc old register
8109               int n;
8110               for(n=0;n<HOST_REGS;n++)
8111               {
8112                 if(f_regmap[n]==branch_regs[i].regmap[hr]) {f_regmap[n]=-1;}
8113               }
8114               // and alloc new one
8115               f_regmap[hr]=branch_regs[i].regmap[hr];
8116             }
8117           }
8118           if(dops[i].ooo) {
8119             if(count_free_regs(regs[i].regmap)<=cinfo[i+1].min_free_regs)
8120               f_regmap[hr]=branch_regs[i].regmap[hr];
8121           }else{
8122             if(count_free_regs(branch_regs[i].regmap)<=cinfo[i+1].min_free_regs)
8123               f_regmap[hr]=branch_regs[i].regmap[hr];
8124           }
8125           // Avoid dirty->clean transition
8126           #ifdef DESTRUCTIVE_WRITEBACK
8127           if(t>0) if(get_reg(regmap_pre[t],f_regmap[hr])>=0) if((regs[t].wasdirty>>get_reg(regmap_pre[t],f_regmap[hr]))&1) f_regmap[hr]=-1;
8128           #endif
8129           // This check is only strictly required in the DESTRUCTIVE_WRITEBACK
8130           // case above, however it's always a good idea.  We can't hoist the
8131           // load if the register was already allocated, so there's no point
8132           // wasting time analyzing most of these cases.  It only "succeeds"
8133           // when the mapping was different and the load can be replaced with
8134           // a mov, which is of negligible benefit.  So such cases are
8135           // skipped below.
8136           if(f_regmap[hr]>0) {
8137             if(regs[t].regmap[hr]==f_regmap[hr]||(regs[t].regmap_entry[hr]<0&&get_reg(regmap_pre[t],f_regmap[hr])<0)) {
8138               int r=f_regmap[hr];
8139               for(j=t;j<=i;j++)
8140               {
8141                 //printf("Test %x -> %x, %x %d/%d\n",start+i*4,cinfo[i].ba,start+j*4,hr,r);
8142                 if(r<34&&((unneeded_reg[j]>>r)&1)) break;
8143                 assert(r < 64);
8144                 if(regs[j].regmap[hr]==f_regmap[hr]&&f_regmap[hr]<TEMPREG) {
8145                   //printf("Hit %x -> %x, %x %d/%d\n",start+i*4,cinfo[i].ba,start+j*4,hr,r);
8146                   int k;
8147                   if(regs[i].regmap[hr]==-1&&branch_regs[i].regmap[hr]==-1) {
8148                     if(get_reg(regs[i].regmap,f_regmap[hr])>=0) break;
8149                     if(get_reg(regs[i+2].regmap,f_regmap[hr])>=0) break;
8150                     k=i;
8151                     while(k>1&&regs[k-1].regmap[hr]==-1) {
8152                       if(count_free_regs(regs[k-1].regmap)<=cinfo[k-1].min_free_regs) {
8153                         //printf("no free regs for store %x\n",start+(k-1)*4);
8154                         break;
8155                       }
8156                       if(get_reg(regs[k-1].regmap,f_regmap[hr])>=0) {
8157                         //printf("no-match due to different register\n");
8158                         break;
8159                       }
8160                       if (dops[k-2].is_jump) {
8161                         //printf("no-match due to branch\n");
8162                         break;
8163                       }
8164                       // call/ret fast path assumes no registers allocated
8165                       if(k>2&&(dops[k-3].itype==UJUMP||dops[k-3].itype==RJUMP)&&dops[k-3].rt1==31) {
8166                         break;
8167                       }
8168                       k--;
8169                     }
8170                     if(regs[k-1].regmap[hr]==f_regmap[hr]&&regmap_pre[k][hr]==f_regmap[hr]) {
8171                       //printf("Extend r%d, %x ->\n",hr,start+k*4);
8172                       while(k<i) {
8173                         regs[k].regmap_entry[hr]=f_regmap[hr];
8174                         regs[k].regmap[hr]=f_regmap[hr];
8175                         regmap_pre[k+1][hr]=f_regmap[hr];
8176                         regs[k].wasdirty&=~(1<<hr);
8177                         regs[k].dirty&=~(1<<hr);
8178                         regs[k].wasdirty|=(1<<hr)&regs[k-1].dirty;
8179                         regs[k].dirty|=(1<<hr)&regs[k].wasdirty;
8180                         regs[k].wasconst&=~(1<<hr);
8181                         regs[k].isconst&=~(1<<hr);
8182                         k++;
8183                       }
8184                     }
8185                     else {
8186                       //printf("Fail Extend r%d, %x ->\n",hr,start+k*4);
8187                       break;
8188                     }
8189                     assert(regs[i-1].regmap[hr]==f_regmap[hr]);
8190                     if(regs[i-1].regmap[hr]==f_regmap[hr]&&regmap_pre[i][hr]==f_regmap[hr]) {
8191                       //printf("OK fill %x (r%d)\n",start+i*4,hr);
8192                       regs[i].regmap_entry[hr]=f_regmap[hr];
8193                       regs[i].regmap[hr]=f_regmap[hr];
8194                       regs[i].wasdirty&=~(1<<hr);
8195                       regs[i].dirty&=~(1<<hr);
8196                       regs[i].wasdirty|=(1<<hr)&regs[i-1].dirty;
8197                       regs[i].dirty|=(1<<hr)&regs[i-1].dirty;
8198                       regs[i].wasconst&=~(1<<hr);
8199                       regs[i].isconst&=~(1<<hr);
8200                       branch_regs[i].regmap_entry[hr]=f_regmap[hr];
8201                       branch_regs[i].wasdirty&=~(1<<hr);
8202                       branch_regs[i].wasdirty|=(1<<hr)&regs[i].dirty;
8203                       branch_regs[i].regmap[hr]=f_regmap[hr];
8204                       branch_regs[i].dirty&=~(1<<hr);
8205                       branch_regs[i].dirty|=(1<<hr)&regs[i].dirty;
8206                       branch_regs[i].wasconst&=~(1<<hr);
8207                       branch_regs[i].isconst&=~(1<<hr);
8208                       if (!dops[i].is_ujump) {
8209                         regmap_pre[i+2][hr]=f_regmap[hr];
8210                         regs[i+2].wasdirty&=~(1<<hr);
8211                         regs[i+2].wasdirty|=(1<<hr)&regs[i].dirty;
8212                       }
8213                     }
8214                   }
8215                   for(k=t;k<j;k++) {
8216                     // Alloc register clean at beginning of loop,
8217                     // but may dirty it in pass 6
8218                     regs[k].regmap_entry[hr]=f_regmap[hr];
8219                     regs[k].regmap[hr]=f_regmap[hr];
8220                     regs[k].dirty&=~(1<<hr);
8221                     regs[k].wasconst&=~(1<<hr);
8222                     regs[k].isconst&=~(1<<hr);
8223                     if (dops[k].is_jump) {
8224                       branch_regs[k].regmap_entry[hr]=f_regmap[hr];
8225                       branch_regs[k].regmap[hr]=f_regmap[hr];
8226                       branch_regs[k].dirty&=~(1<<hr);
8227                       branch_regs[k].wasconst&=~(1<<hr);
8228                       branch_regs[k].isconst&=~(1<<hr);
8229                       if (!dops[k].is_ujump) {
8230                         regmap_pre[k+2][hr]=f_regmap[hr];
8231                         regs[k+2].wasdirty&=~(1<<hr);
8232                       }
8233                     }
8234                     else
8235                     {
8236                       regmap_pre[k+1][hr]=f_regmap[hr];
8237                       regs[k+1].wasdirty&=~(1<<hr);
8238                     }
8239                   }
8240                   if(regs[j].regmap[hr]==f_regmap[hr])
8241                     regs[j].regmap_entry[hr]=f_regmap[hr];
8242                   break;
8243                 }
8244                 if(j==i) break;
8245                 if(regs[j].regmap[hr]>=0)
8246                   break;
8247                 if(get_reg(regs[j].regmap,f_regmap[hr])>=0) {
8248                   //printf("no-match due to different register\n");
8249                   break;
8250                 }
8251                 if (dops[j].is_ujump)
8252                 {
8253                   // Stop on unconditional branch
8254                   break;
8255                 }
8256                 if(dops[j].itype==CJUMP||dops[j].itype==SJUMP)
8257                 {
8258                   if(dops[j].ooo) {
8259                     if(count_free_regs(regs[j].regmap)<=cinfo[j+1].min_free_regs)
8260                       break;
8261                   }else{
8262                     if(count_free_regs(branch_regs[j].regmap)<=cinfo[j+1].min_free_regs)
8263                       break;
8264                   }
8265                   if(get_reg(branch_regs[j].regmap,f_regmap[hr])>=0) {
8266                     //printf("no-match due to different register (branch)\n");
8267                     break;
8268                   }
8269                 }
8270                 if(count_free_regs(regs[j].regmap)<=cinfo[j].min_free_regs) {
8271                   //printf("No free regs for store %x\n",start+j*4);
8272                   break;
8273                 }
8274                 assert(f_regmap[hr]<64);
8275               }
8276             }
8277           }
8278         }
8279       }
8280     }else{
8281       // Non branch or undetermined branch target
8282       for(hr=0;hr<HOST_REGS;hr++)
8283       {
8284         if(hr!=EXCLUDE_REG) {
8285           if(regs[i].regmap[hr]>=0) {
8286             if(f_regmap[hr]!=regs[i].regmap[hr]) {
8287               // dealloc old register
8288               int n;
8289               for(n=0;n<HOST_REGS;n++)
8290               {
8291                 if(f_regmap[n]==regs[i].regmap[hr]) {f_regmap[n]=-1;}
8292               }
8293               // and alloc new one
8294               f_regmap[hr]=regs[i].regmap[hr];
8295             }
8296           }
8297         }
8298       }
8299       // Try to restore cycle count at branch targets
8300       if(dops[i].bt) {
8301         for(j=i;j<slen-1;j++) {
8302           if(regs[j].regmap[HOST_CCREG]!=-1) break;
8303           if(count_free_regs(regs[j].regmap)<=cinfo[j].min_free_regs) {
8304             //printf("no free regs for store %x\n",start+j*4);
8305             break;
8306           }
8307         }
8308         if(regs[j].regmap[HOST_CCREG]==CCREG) {
8309           int k=i;
8310           //printf("Extend CC, %x -> %x\n",start+k*4,start+j*4);
8311           while(k<j) {
8312             regs[k].regmap_entry[HOST_CCREG]=CCREG;
8313             regs[k].regmap[HOST_CCREG]=CCREG;
8314             regmap_pre[k+1][HOST_CCREG]=CCREG;
8315             regs[k+1].wasdirty|=1<<HOST_CCREG;
8316             regs[k].dirty|=1<<HOST_CCREG;
8317             regs[k].wasconst&=~(1<<HOST_CCREG);
8318             regs[k].isconst&=~(1<<HOST_CCREG);
8319             k++;
8320           }
8321           regs[j].regmap_entry[HOST_CCREG]=CCREG;
8322         }
8323         // Work backwards from the branch target
8324         if(j>i&&f_regmap[HOST_CCREG]==CCREG)
8325         {
8326           //printf("Extend backwards\n");
8327           int k;
8328           k=i;
8329           while(regs[k-1].regmap[HOST_CCREG]==-1) {
8330             if(count_free_regs(regs[k-1].regmap)<=cinfo[k-1].min_free_regs) {
8331               //printf("no free regs for store %x\n",start+(k-1)*4);
8332               break;
8333             }
8334             k--;
8335           }
8336           if(regs[k-1].regmap[HOST_CCREG]==CCREG) {
8337             //printf("Extend CC, %x ->\n",start+k*4);
8338             while(k<=i) {
8339               regs[k].regmap_entry[HOST_CCREG]=CCREG;
8340               regs[k].regmap[HOST_CCREG]=CCREG;
8341               regmap_pre[k+1][HOST_CCREG]=CCREG;
8342               regs[k+1].wasdirty|=1<<HOST_CCREG;
8343               regs[k].dirty|=1<<HOST_CCREG;
8344               regs[k].wasconst&=~(1<<HOST_CCREG);
8345               regs[k].isconst&=~(1<<HOST_CCREG);
8346               k++;
8347             }
8348           }
8349           else {
8350             //printf("Fail Extend CC, %x ->\n",start+k*4);
8351           }
8352         }
8353       }
8354       if(dops[i].itype!=STORE&&dops[i].itype!=STORELR&&dops[i].itype!=SHIFT&&
8355          dops[i].itype!=NOP&&dops[i].itype!=MOV&&dops[i].itype!=ALU&&dops[i].itype!=SHIFTIMM&&
8356          dops[i].itype!=IMM16&&dops[i].itype!=LOAD)
8357       {
8358         memcpy(f_regmap,regs[i].regmap,sizeof(f_regmap));
8359       }
8360     }
8361   }
8362 }
8363
8364 // This allocates registers (if possible) one instruction prior
8365 // to use, which can avoid a load-use penalty on certain CPUs.
8366 static noinline void pass5b_preallocate2(void)
8367 {
8368   int i, hr;
8369   for(i=0;i<slen-1;i++)
8370   {
8371     if (!i || !dops[i-1].is_jump)
8372     {
8373       if(!dops[i+1].bt)
8374       {
8375         int j, can_steal = 1;
8376         for (j = i; j < i + 2; j++) {
8377           int free_regs = 0;
8378           if (cinfo[j].min_free_regs == 0)
8379             continue;
8380           for (hr = 0; hr < HOST_REGS; hr++)
8381             if (hr != EXCLUDE_REG && regs[j].regmap[hr] < 0)
8382               free_regs++;
8383           if (free_regs <= cinfo[j].min_free_regs) {
8384             can_steal = 0;
8385             break;
8386           }
8387         }
8388         if (!can_steal)
8389           continue;
8390         if(dops[i].itype==ALU||dops[i].itype==MOV||dops[i].itype==LOAD||dops[i].itype==SHIFTIMM||dops[i].itype==IMM16
8391            ||(dops[i].itype==COP2&&dops[i].opcode2<3))
8392         {
8393           if(dops[i+1].rs1) {
8394             if((hr=get_reg(regs[i+1].regmap,dops[i+1].rs1))>=0)
8395             {
8396               if(regs[i].regmap[hr]<0&&regs[i+1].regmap_entry[hr]<0)
8397               {
8398                 regs[i].regmap[hr]=regs[i+1].regmap[hr];
8399                 regmap_pre[i+1][hr]=regs[i+1].regmap[hr];
8400                 regs[i+1].regmap_entry[hr]=regs[i+1].regmap[hr];
8401                 regs[i].isconst&=~(1<<hr);
8402                 regs[i].isconst|=regs[i+1].isconst&(1<<hr);
8403                 constmap[i][hr]=constmap[i+1][hr];
8404                 regs[i+1].wasdirty&=~(1<<hr);
8405                 regs[i].dirty&=~(1<<hr);
8406               }
8407             }
8408           }
8409           if(dops[i+1].rs2) {
8410             if((hr=get_reg(regs[i+1].regmap,dops[i+1].rs2))>=0)
8411             {
8412               if(regs[i].regmap[hr]<0&&regs[i+1].regmap_entry[hr]<0)
8413               {
8414                 regs[i].regmap[hr]=regs[i+1].regmap[hr];
8415                 regmap_pre[i+1][hr]=regs[i+1].regmap[hr];
8416                 regs[i+1].regmap_entry[hr]=regs[i+1].regmap[hr];
8417                 regs[i].isconst&=~(1<<hr);
8418                 regs[i].isconst|=regs[i+1].isconst&(1<<hr);
8419                 constmap[i][hr]=constmap[i+1][hr];
8420                 regs[i+1].wasdirty&=~(1<<hr);
8421                 regs[i].dirty&=~(1<<hr);
8422               }
8423             }
8424           }
8425           // Preload target address for load instruction (non-constant)
8426           if(dops[i+1].itype==LOAD&&dops[i+1].rs1&&get_reg(regs[i+1].regmap,dops[i+1].rs1)<0) {
8427             if((hr=get_reg_w(regs[i+1].regmap, dops[i+1].rt1))>=0)
8428             {
8429               if(regs[i].regmap[hr]<0&&regs[i+1].regmap_entry[hr]<0)
8430               {
8431                 regs[i].regmap[hr]=dops[i+1].rs1;
8432                 regmap_pre[i+1][hr]=dops[i+1].rs1;
8433                 regs[i+1].regmap_entry[hr]=dops[i+1].rs1;
8434                 regs[i].isconst&=~(1<<hr);
8435                 regs[i].isconst|=regs[i+1].isconst&(1<<hr);
8436                 constmap[i][hr]=constmap[i+1][hr];
8437                 regs[i+1].wasdirty&=~(1<<hr);
8438                 regs[i].dirty&=~(1<<hr);
8439               }
8440             }
8441           }
8442           // Load source into target register
8443           if(dops[i+1].use_lt1&&get_reg(regs[i+1].regmap,dops[i+1].rs1)<0) {
8444             if((hr=get_reg_w(regs[i+1].regmap, dops[i+1].rt1))>=0)
8445             {
8446               if(regs[i].regmap[hr]<0&&regs[i+1].regmap_entry[hr]<0)
8447               {
8448                 regs[i].regmap[hr]=dops[i+1].rs1;
8449                 regmap_pre[i+1][hr]=dops[i+1].rs1;
8450                 regs[i+1].regmap_entry[hr]=dops[i+1].rs1;
8451                 regs[i].isconst&=~(1<<hr);
8452                 regs[i].isconst|=regs[i+1].isconst&(1<<hr);
8453                 constmap[i][hr]=constmap[i+1][hr];
8454                 regs[i+1].wasdirty&=~(1<<hr);
8455                 regs[i].dirty&=~(1<<hr);
8456               }
8457             }
8458           }
8459           // Address for store instruction (non-constant)
8460           if (dops[i+1].is_store) { // SB/SH/SW/SWC2
8461             if(get_reg(regs[i+1].regmap,dops[i+1].rs1)<0) {
8462               hr=get_reg2(regs[i].regmap,regs[i+1].regmap,-1);
8463               if(hr<0) hr=get_reg_temp(regs[i+1].regmap);
8464               else {
8465                 regs[i+1].regmap[hr]=AGEN1+((i+1)&1);
8466                 regs[i+1].isconst&=~(1<<hr);
8467                 regs[i+1].dirty&=~(1<<hr);
8468                 regs[i+2].wasdirty&=~(1<<hr);
8469               }
8470               assert(hr>=0);
8471               #if 0 // what is this for? double allocs $0 in ps1_rom.bin
8472               if(regs[i].regmap[hr]<0&&regs[i+1].regmap_entry[hr]<0)
8473               {
8474                 regs[i].regmap[hr]=dops[i+1].rs1;
8475                 regmap_pre[i+1][hr]=dops[i+1].rs1;
8476                 regs[i+1].regmap_entry[hr]=dops[i+1].rs1;
8477                 regs[i].isconst&=~(1<<hr);
8478                 regs[i].isconst|=regs[i+1].isconst&(1<<hr);
8479                 constmap[i][hr]=constmap[i+1][hr];
8480                 regs[i+1].wasdirty&=~(1<<hr);
8481                 regs[i].dirty&=~(1<<hr);
8482               }
8483               #endif
8484             }
8485           }
8486           if (dops[i+1].itype == LOADLR || dops[i+1].opcode == 0x32) { // LWC2
8487             if(get_reg(regs[i+1].regmap,dops[i+1].rs1)<0) {
8488               int nr;
8489               hr=get_reg(regs[i+1].regmap,FTEMP);
8490               assert(hr>=0);
8491               if(regs[i].regmap[hr]<0&&regs[i+1].regmap_entry[hr]<0)
8492               {
8493                 regs[i].regmap[hr]=dops[i+1].rs1;
8494                 regmap_pre[i+1][hr]=dops[i+1].rs1;
8495                 regs[i+1].regmap_entry[hr]=dops[i+1].rs1;
8496                 regs[i].isconst&=~(1<<hr);
8497                 regs[i].isconst|=regs[i+1].isconst&(1<<hr);
8498                 constmap[i][hr]=constmap[i+1][hr];
8499                 regs[i+1].wasdirty&=~(1<<hr);
8500                 regs[i].dirty&=~(1<<hr);
8501               }
8502               else if((nr=get_reg2(regs[i].regmap,regs[i+1].regmap,-1))>=0)
8503               {
8504                 // move it to another register
8505                 regs[i+1].regmap[hr]=-1;
8506                 regmap_pre[i+2][hr]=-1;
8507                 regs[i+1].regmap[nr]=FTEMP;
8508                 regmap_pre[i+2][nr]=FTEMP;
8509                 regs[i].regmap[nr]=dops[i+1].rs1;
8510                 regmap_pre[i+1][nr]=dops[i+1].rs1;
8511                 regs[i+1].regmap_entry[nr]=dops[i+1].rs1;
8512                 regs[i].isconst&=~(1<<nr);
8513                 regs[i+1].isconst&=~(1<<nr);
8514                 regs[i].dirty&=~(1<<nr);
8515                 regs[i+1].wasdirty&=~(1<<nr);
8516                 regs[i+1].dirty&=~(1<<nr);
8517                 regs[i+2].wasdirty&=~(1<<nr);
8518               }
8519             }
8520           }
8521           if(dops[i+1].itype==LOAD||dops[i+1].itype==LOADLR||dops[i+1].itype==STORE||dops[i+1].itype==STORELR/*||dops[i+1].itype==C2LS*/) {
8522             hr = -1;
8523             if(dops[i+1].itype==LOAD)
8524               hr=get_reg_w(regs[i+1].regmap, dops[i+1].rt1);
8525             if (dops[i+1].itype == LOADLR || dops[i+1].opcode == 0x32) // LWC2
8526               hr=get_reg(regs[i+1].regmap,FTEMP);
8527             if (dops[i+1].is_store) {
8528               hr=get_reg(regs[i+1].regmap,AGEN1+((i+1)&1));
8529               if(hr<0) hr=get_reg_temp(regs[i+1].regmap);
8530             }
8531             if(hr>=0&&regs[i].regmap[hr]<0) {
8532               int rs=get_reg(regs[i+1].regmap,dops[i+1].rs1);
8533               if(rs>=0&&((regs[i+1].wasconst>>rs)&1)) {
8534                 regs[i].regmap[hr]=AGEN1+((i+1)&1);
8535                 regmap_pre[i+1][hr]=AGEN1+((i+1)&1);
8536                 regs[i+1].regmap_entry[hr]=AGEN1+((i+1)&1);
8537                 regs[i].isconst&=~(1<<hr);
8538                 regs[i+1].wasdirty&=~(1<<hr);
8539                 regs[i].dirty&=~(1<<hr);
8540               }
8541             }
8542           }
8543         }
8544       }
8545     }
8546   }
8547 }
8548
8549 // Write back dirty registers as soon as we will no longer modify them,
8550 // so that we don't end up with lots of writes at the branches.
8551 static noinline void pass6_clean_registers(int istart, int iend, int wr)
8552 {
8553   static u_int wont_dirty[MAXBLOCK];
8554   static u_int will_dirty[MAXBLOCK];
8555   int i;
8556   int r;
8557   u_int will_dirty_i,will_dirty_next,temp_will_dirty;
8558   u_int wont_dirty_i,wont_dirty_next,temp_wont_dirty;
8559   if(iend==slen-1) {
8560     will_dirty_i=will_dirty_next=0;
8561     wont_dirty_i=wont_dirty_next=0;
8562   }else{
8563     will_dirty_i=will_dirty_next=will_dirty[iend+1];
8564     wont_dirty_i=wont_dirty_next=wont_dirty[iend+1];
8565   }
8566   for (i=iend;i>=istart;i--)
8567   {
8568     signed char rregmap_i[RRMAP_SIZE];
8569     u_int hr_candirty = 0;
8570     assert(HOST_REGS < 32);
8571     make_rregs(regs[i].regmap, rregmap_i, &hr_candirty);
8572     __builtin_prefetch(regs[i-1].regmap);
8573     if(dops[i].is_jump)
8574     {
8575       signed char branch_rregmap_i[RRMAP_SIZE];
8576       u_int branch_hr_candirty = 0;
8577       make_rregs(branch_regs[i].regmap, branch_rregmap_i, &branch_hr_candirty);
8578       if(cinfo[i].ba<start || cinfo[i].ba>=(start+slen*4))
8579       {
8580         // Branch out of this block, flush all regs
8581         will_dirty_i = 0;
8582         will_dirty_i |= 1u << (get_rreg(branch_rregmap_i, dops[i].rt1) & 31);
8583         will_dirty_i |= 1u << (get_rreg(branch_rregmap_i, dops[i].rt2) & 31);
8584         will_dirty_i |= 1u << (get_rreg(branch_rregmap_i, dops[i+1].rt1) & 31);
8585         will_dirty_i |= 1u << (get_rreg(branch_rregmap_i, dops[i+1].rt2) & 31);
8586         will_dirty_i |= 1u << (get_rreg(branch_rregmap_i, CCREG) & 31);
8587         will_dirty_i &= branch_hr_candirty;
8588         if (dops[i].is_ujump)
8589         {
8590           // Unconditional branch
8591           wont_dirty_i = 0;
8592           // Merge in delay slot (will dirty)
8593           will_dirty_i |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, dops[i].rt1) & 31);
8594           will_dirty_i |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, dops[i].rt2) & 31);
8595           will_dirty_i |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, dops[i+1].rt1) & 31);
8596           will_dirty_i |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, dops[i+1].rt2) & 31);
8597           will_dirty_i |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, CCREG) & 31);
8598           will_dirty_i &= hr_candirty;
8599         }
8600         else
8601         {
8602           // Conditional branch
8603           wont_dirty_i = wont_dirty_next;
8604           // Merge in delay slot (will dirty)
8605           // (the original code had no explanation why these 2 are commented out)
8606           //will_dirty_i |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, dops[i].rt1) & 31);
8607           //will_dirty_i |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, dops[i].rt2) & 31);
8608           will_dirty_i |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, dops[i+1].rt1) & 31);
8609           will_dirty_i |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, dops[i+1].rt2) & 31);
8610           will_dirty_i |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, CCREG) & 31);
8611           will_dirty_i &= hr_candirty;
8612         }
8613         // Merge in delay slot (wont dirty)
8614         wont_dirty_i |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, dops[i].rt1) & 31);
8615         wont_dirty_i |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, dops[i].rt2) & 31);
8616         wont_dirty_i |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, dops[i+1].rt1) & 31);
8617         wont_dirty_i |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, dops[i+1].rt2) & 31);
8618         wont_dirty_i |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, CCREG) & 31);
8619         wont_dirty_i |= 1u << (get_rreg(branch_rregmap_i, dops[i].rt1) & 31);
8620         wont_dirty_i |= 1u << (get_rreg(branch_rregmap_i, dops[i].rt2) & 31);
8621         wont_dirty_i |= 1u << (get_rreg(branch_rregmap_i, dops[i+1].rt1) & 31);
8622         wont_dirty_i |= 1u << (get_rreg(branch_rregmap_i, dops[i+1].rt2) & 31);
8623         wont_dirty_i |= 1u << (get_rreg(branch_rregmap_i, CCREG) & 31);
8624         wont_dirty_i &= ~(1u << 31);
8625         if(wr) {
8626           #ifndef DESTRUCTIVE_WRITEBACK
8627           branch_regs[i].dirty&=wont_dirty_i;
8628           #endif
8629           branch_regs[i].dirty|=will_dirty_i;
8630         }
8631       }
8632       else
8633       {
8634         // Internal branch
8635         if(cinfo[i].ba<=start+i*4) {
8636           // Backward branch
8637           if (dops[i].is_ujump)
8638           {
8639             // Unconditional branch
8640             temp_will_dirty=0;
8641             temp_wont_dirty=0;
8642             // Merge in delay slot (will dirty)
8643             temp_will_dirty |= 1u << (get_rreg(branch_rregmap_i, dops[i].rt1) & 31);
8644             temp_will_dirty |= 1u << (get_rreg(branch_rregmap_i, dops[i].rt2) & 31);
8645             temp_will_dirty |= 1u << (get_rreg(branch_rregmap_i, dops[i+1].rt1) & 31);
8646             temp_will_dirty |= 1u << (get_rreg(branch_rregmap_i, dops[i+1].rt2) & 31);
8647             temp_will_dirty |= 1u << (get_rreg(branch_rregmap_i, CCREG) & 31);
8648             temp_will_dirty &= branch_hr_candirty;
8649             temp_will_dirty |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, dops[i].rt1) & 31);
8650             temp_will_dirty |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, dops[i].rt2) & 31);
8651             temp_will_dirty |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, dops[i+1].rt1) & 31);
8652             temp_will_dirty |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, dops[i+1].rt2) & 31);
8653             temp_will_dirty |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, CCREG) & 31);
8654             temp_will_dirty &= hr_candirty;
8655           } else {
8656             // Conditional branch (not taken case)
8657             temp_will_dirty=will_dirty_next;
8658             temp_wont_dirty=wont_dirty_next;
8659             // Merge in delay slot (will dirty)
8660             temp_will_dirty |= 1u << (get_rreg(branch_rregmap_i, dops[i].rt1) & 31);
8661             temp_will_dirty |= 1u << (get_rreg(branch_rregmap_i, dops[i].rt2) & 31);
8662             temp_will_dirty |= 1u << (get_rreg(branch_rregmap_i, dops[i+1].rt1) & 31);
8663             temp_will_dirty |= 1u << (get_rreg(branch_rregmap_i, dops[i+1].rt2) & 31);
8664             temp_will_dirty |= 1u << (get_rreg(branch_rregmap_i, CCREG) & 31);
8665             temp_will_dirty &= branch_hr_candirty;
8666             //temp_will_dirty |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, dops[i].rt1) & 31);
8667             //temp_will_dirty |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, dops[i].rt2) & 31);
8668             temp_will_dirty |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, dops[i+1].rt1) & 31);
8669             temp_will_dirty |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, dops[i+1].rt2) & 31);
8670             temp_will_dirty |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, CCREG) & 31);
8671             temp_will_dirty &= hr_candirty;
8672           }
8673           // Merge in delay slot (wont dirty)
8674           temp_wont_dirty |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, dops[i].rt1) & 31);
8675           temp_wont_dirty |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, dops[i].rt2) & 31);
8676           temp_wont_dirty |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, dops[i+1].rt1) & 31);
8677           temp_wont_dirty |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, dops[i+1].rt2) & 31);
8678           temp_wont_dirty |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, CCREG) & 31);
8679           temp_wont_dirty |= 1u << (get_rreg(branch_rregmap_i, dops[i].rt1) & 31);
8680           temp_wont_dirty |= 1u << (get_rreg(branch_rregmap_i, dops[i].rt2) & 31);
8681           temp_wont_dirty |= 1u << (get_rreg(branch_rregmap_i, dops[i+1].rt1) & 31);
8682           temp_wont_dirty |= 1u << (get_rreg(branch_rregmap_i, dops[i+1].rt2) & 31);
8683           temp_wont_dirty |= 1u << (get_rreg(branch_rregmap_i, CCREG) & 31);
8684           temp_wont_dirty &= ~(1u << 31);
8685           // Deal with changed mappings
8686           if(i<iend) {
8687             for(r=0;r<HOST_REGS;r++) {
8688               if(r!=EXCLUDE_REG) {
8689                 if(regs[i].regmap[r]!=regmap_pre[i][r]) {
8690                   temp_will_dirty&=~(1<<r);
8691                   temp_wont_dirty&=~(1<<r);
8692                   if(regmap_pre[i][r]>0 && regmap_pre[i][r]<34) {
8693                     temp_will_dirty|=((unneeded_reg[i]>>regmap_pre[i][r])&1)<<r;
8694                     temp_wont_dirty|=((unneeded_reg[i]>>regmap_pre[i][r])&1)<<r;
8695                   } else {
8696                     temp_will_dirty|=1<<r;
8697                     temp_wont_dirty|=1<<r;
8698                   }
8699                 }
8700               }
8701             }
8702           }
8703           if(wr) {
8704             will_dirty[i]=temp_will_dirty;
8705             wont_dirty[i]=temp_wont_dirty;
8706             pass6_clean_registers((cinfo[i].ba-start)>>2,i-1,0);
8707           }else{
8708             // Limit recursion.  It can take an excessive amount
8709             // of time if there are a lot of nested loops.
8710             will_dirty[(cinfo[i].ba-start)>>2]=0;
8711             wont_dirty[(cinfo[i].ba-start)>>2]=-1;
8712           }
8713         }
8714         /*else*/ if(1)
8715         {
8716           if (dops[i].is_ujump)
8717           {
8718             // Unconditional branch
8719             will_dirty_i=0;
8720             wont_dirty_i=0;
8721           //if(cinfo[i].ba>start+i*4) { // Disable recursion (for debugging)
8722             for(r=0;r<HOST_REGS;r++) {
8723               if(r!=EXCLUDE_REG) {
8724                 if(branch_regs[i].regmap[r]==regs[(cinfo[i].ba-start)>>2].regmap_entry[r]) {
8725                   will_dirty_i|=will_dirty[(cinfo[i].ba-start)>>2]&(1<<r);
8726                   wont_dirty_i|=wont_dirty[(cinfo[i].ba-start)>>2]&(1<<r);
8727                 }
8728                 if(branch_regs[i].regmap[r]>=0) {
8729                   will_dirty_i|=((unneeded_reg[(cinfo[i].ba-start)>>2]>>branch_regs[i].regmap[r])&1)<<r;
8730                   wont_dirty_i|=((unneeded_reg[(cinfo[i].ba-start)>>2]>>branch_regs[i].regmap[r])&1)<<r;
8731                 }
8732               }
8733             }
8734           //}
8735             // Merge in delay slot
8736             will_dirty_i |= 1u << (get_rreg(branch_rregmap_i, dops[i].rt1) & 31);
8737             will_dirty_i |= 1u << (get_rreg(branch_rregmap_i, dops[i].rt2) & 31);
8738             will_dirty_i |= 1u << (get_rreg(branch_rregmap_i, dops[i+1].rt1) & 31);
8739             will_dirty_i |= 1u << (get_rreg(branch_rregmap_i, dops[i+1].rt2) & 31);
8740             will_dirty_i |= 1u << (get_rreg(branch_rregmap_i, CCREG) & 31);
8741             will_dirty_i &= branch_hr_candirty;
8742             will_dirty_i |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, dops[i].rt1) & 31);
8743             will_dirty_i |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, dops[i].rt2) & 31);
8744             will_dirty_i |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, dops[i+1].rt1) & 31);
8745             will_dirty_i |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, dops[i+1].rt2) & 31);
8746             will_dirty_i |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, CCREG) & 31);
8747             will_dirty_i &= hr_candirty;
8748           } else {
8749             // Conditional branch
8750             will_dirty_i=will_dirty_next;
8751             wont_dirty_i=wont_dirty_next;
8752           //if(cinfo[i].ba>start+i*4) // Disable recursion (for debugging)
8753             for(r=0;r<HOST_REGS;r++) {
8754               if(r!=EXCLUDE_REG) {
8755                 signed char target_reg=branch_regs[i].regmap[r];
8756                 if(target_reg==regs[(cinfo[i].ba-start)>>2].regmap_entry[r]) {
8757                   will_dirty_i&=will_dirty[(cinfo[i].ba-start)>>2]&(1<<r);
8758                   wont_dirty_i|=wont_dirty[(cinfo[i].ba-start)>>2]&(1<<r);
8759                 }
8760                 else if(target_reg>=0) {
8761                   will_dirty_i&=((unneeded_reg[(cinfo[i].ba-start)>>2]>>target_reg)&1)<<r;
8762                   wont_dirty_i|=((unneeded_reg[(cinfo[i].ba-start)>>2]>>target_reg)&1)<<r;
8763                 }
8764               }
8765             }
8766             // Merge in delay slot
8767             will_dirty_i |= 1u << (get_rreg(branch_rregmap_i, dops[i].rt1) & 31);
8768             will_dirty_i |= 1u << (get_rreg(branch_rregmap_i, dops[i].rt2) & 31);
8769             will_dirty_i |= 1u << (get_rreg(branch_rregmap_i, dops[i+1].rt1) & 31);
8770             will_dirty_i |= 1u << (get_rreg(branch_rregmap_i, dops[i+1].rt2) & 31);
8771             will_dirty_i |= 1u << (get_rreg(branch_rregmap_i, CCREG) & 31);
8772             will_dirty_i &= branch_hr_candirty;
8773             //will_dirty_i |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, dops[i].rt1) & 31);
8774             //will_dirty_i |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, dops[i].rt2) & 31);
8775             will_dirty_i |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, dops[i+1].rt1) & 31);
8776             will_dirty_i |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, dops[i+1].rt2) & 31);
8777             will_dirty_i |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, CCREG) & 31);
8778             will_dirty_i &= hr_candirty;
8779           }
8780           // Merge in delay slot (won't dirty)
8781           wont_dirty_i |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, dops[i].rt1) & 31);
8782           wont_dirty_i |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, dops[i].rt2) & 31);
8783           wont_dirty_i |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, dops[i+1].rt1) & 31);
8784           wont_dirty_i |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, dops[i+1].rt2) & 31);
8785           wont_dirty_i |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, CCREG) & 31);
8786           wont_dirty_i |= 1u << (get_rreg(branch_rregmap_i, dops[i].rt1) & 31);
8787           wont_dirty_i |= 1u << (get_rreg(branch_rregmap_i, dops[i].rt2) & 31);
8788           wont_dirty_i |= 1u << (get_rreg(branch_rregmap_i, dops[i+1].rt1) & 31);
8789           wont_dirty_i |= 1u << (get_rreg(branch_rregmap_i, dops[i+1].rt2) & 31);
8790           wont_dirty_i |= 1u << (get_rreg(branch_rregmap_i, CCREG) & 31);
8791           wont_dirty_i &= ~(1u << 31);
8792           if(wr) {
8793             #ifndef DESTRUCTIVE_WRITEBACK
8794             branch_regs[i].dirty&=wont_dirty_i;
8795             #endif
8796             branch_regs[i].dirty|=will_dirty_i;
8797           }
8798         }
8799       }
8800     }
8801     else if (dops[i].is_exception)
8802     {
8803       // SYSCALL instruction, etc
8804       will_dirty_i=0;
8805       wont_dirty_i=0;
8806     }
8807     will_dirty_next=will_dirty_i;
8808     wont_dirty_next=wont_dirty_i;
8809     will_dirty_i |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, dops[i].rt1) & 31);
8810     will_dirty_i |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, dops[i].rt2) & 31);
8811     will_dirty_i |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, CCREG) & 31);
8812     will_dirty_i &= hr_candirty;
8813     wont_dirty_i |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, dops[i].rt1) & 31);
8814     wont_dirty_i |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, dops[i].rt2) & 31);
8815     wont_dirty_i |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, CCREG) & 31);
8816     wont_dirty_i &= ~(1u << 31);
8817     if (i > istart && !dops[i].is_jump) {
8818       // Don't store a register immediately after writing it,
8819       // may prevent dual-issue.
8820       wont_dirty_i |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, dops[i-1].rt1) & 31);
8821       wont_dirty_i |= 1u << (get_rreg(rregmap_i, dops[i-1].rt2) & 31);
8822     }
8823     // Save it
8824     will_dirty[i]=will_dirty_i;
8825     wont_dirty[i]=wont_dirty_i;
8826     // Mark registers that won't be dirtied as not dirty
8827     if(wr) {
8828         regs[i].dirty|=will_dirty_i;
8829         #ifndef DESTRUCTIVE_WRITEBACK
8830         regs[i].dirty&=wont_dirty_i;
8831         if(dops[i].is_jump)
8832         {
8833           if (i < iend-1 && !dops[i].is_ujump) {
8834             for(r=0;r<HOST_REGS;r++) {
8835               if(r!=EXCLUDE_REG) {
8836                 if(regs[i].regmap[r]==regmap_pre[i+2][r]) {
8837                   regs[i+2].wasdirty&=wont_dirty_i|~(1<<r);
8838                 }else {/*printf("i: %x (%d) mismatch(+2): %d\n",start+i*4,i,r);assert(!((wont_dirty_i>>r)&1));*/}
8839               }
8840             }
8841           }
8842         }
8843         else
8844         {
8845           if(i<iend) {
8846             for(r=0;r<HOST_REGS;r++) {
8847               if(r!=EXCLUDE_REG) {
8848                 if(regs[i].regmap[r]==regmap_pre[i+1][r]) {
8849                   regs[i+1].wasdirty&=wont_dirty_i|~(1<<r);
8850                 }else {/*printf("i: %x (%d) mismatch(+1): %d\n",start+i*4,i,r);assert(!((wont_dirty_i>>r)&1));*/}
8851               }
8852             }
8853           }
8854         }
8855         #endif
8856     }
8857     // Deal with changed mappings
8858     temp_will_dirty=will_dirty_i;
8859     temp_wont_dirty=wont_dirty_i;
8860     for(r=0;r<HOST_REGS;r++) {
8861       if(r!=EXCLUDE_REG) {
8862         int nr;
8863         if(regs[i].regmap[r]==regmap_pre[i][r]) {
8864           if(wr) {
8865             #ifndef DESTRUCTIVE_WRITEBACK
8866             regs[i].wasdirty&=wont_dirty_i|~(1<<r);
8867             #endif
8868             regs[i].wasdirty|=will_dirty_i&(1<<r);
8869           }
8870         }
8871         else if(regmap_pre[i][r]>=0&&(nr=get_rreg(rregmap_i,regmap_pre[i][r]))>=0) {
8872           // Register moved to a different register
8873           will_dirty_i&=~(1<<r);
8874           wont_dirty_i&=~(1<<r);
8875           will_dirty_i|=((temp_will_dirty>>nr)&1)<<r;
8876           wont_dirty_i|=((temp_wont_dirty>>nr)&1)<<r;
8877           if(wr) {
8878             #ifndef DESTRUCTIVE_WRITEBACK
8879             regs[i].wasdirty&=wont_dirty_i|~(1<<r);
8880             #endif
8881             regs[i].wasdirty|=will_dirty_i&(1<<r);
8882           }
8883         }
8884         else {
8885           will_dirty_i&=~(1<<r);
8886           wont_dirty_i&=~(1<<r);
8887           if(regmap_pre[i][r]>0 && regmap_pre[i][r]<34) {
8888             will_dirty_i|=((unneeded_reg[i]>>regmap_pre[i][r])&1)<<r;
8889             wont_dirty_i|=((unneeded_reg[i]>>regmap_pre[i][r])&1)<<r;
8890           } else {
8891             wont_dirty_i|=1<<r;
8892             /*printf("i: %x (%d) mismatch: %d\n",start+i*4,i,r);assert(!((will_dirty>>r)&1));*/
8893           }
8894         }
8895       }
8896     }
8897   }
8898 }
8899
8900 static noinline void pass10_expire_blocks(void)
8901 {
8902   u_int step = MAX_OUTPUT_BLOCK_SIZE / PAGE_COUNT / 2;
8903   // not sizeof(ndrc->translation_cache) due to vita hack
8904   u_int step_mask = ((1u << TARGET_SIZE_2) - 1u) & ~(step - 1u);
8905   u_int end = (out - ndrc->translation_cache + EXPIRITY_OFFSET) & step_mask;
8906   u_int base_shift = __builtin_ctz(MAX_OUTPUT_BLOCK_SIZE);
8907   int hit;
8908
8909   for (; expirep != end; expirep = ((expirep + step) & step_mask))
8910   {
8911     u_int base_offs = expirep & ~(MAX_OUTPUT_BLOCK_SIZE - 1);
8912     u_int block_i = expirep / step & (PAGE_COUNT - 1);
8913     u_int phase = (expirep >> (base_shift - 1)) & 1u;
8914     if (!(expirep & (MAX_OUTPUT_BLOCK_SIZE / 2 - 1))) {
8915       inv_debug("EXP: base_offs %x/%lx phase %u\n", base_offs,
8916         (long)(out - ndrc->translation_cache), phase);
8917     }
8918
8919     if (!phase) {
8920       hit = blocks_remove_matching_addrs(&blocks[block_i], base_offs, base_shift);
8921       if (hit) {
8922         do_clear_cache();
8923         mini_ht_clear();
8924       }
8925     }
8926     else
8927       unlink_jumps_tc_range(jumps[block_i], base_offs, base_shift);
8928   }
8929 }
8930
8931 static struct block_info *new_block_info(u_int start, u_int len,
8932   const void *source, const void *copy, u_char *beginning, u_short jump_in_count)
8933 {
8934   struct block_info **b_pptr;
8935   struct block_info *block;
8936   u_int page = get_page(start);
8937
8938   block = malloc(sizeof(*block) + jump_in_count * sizeof(block->jump_in[0]));
8939   assert(block);
8940   assert(jump_in_count > 0);
8941   block->source = source;
8942   block->copy = copy;
8943   block->start = start;
8944   block->len = len;
8945   block->reg_sv_flags = 0;
8946   block->tc_offs = beginning - ndrc->translation_cache;
8947   //block->tc_len = out - beginning;
8948   block->is_dirty = 0;
8949   block->inv_near_misses = 0;
8950   block->jump_in_cnt = jump_in_count;
8951
8952   // insert sorted by start mirror-unmasked vaddr
8953   for (b_pptr = &blocks[page]; ; b_pptr = &((*b_pptr)->next)) {
8954     if (*b_pptr == NULL || (*b_pptr)->start >= start) {
8955       block->next = *b_pptr;
8956       *b_pptr = block;
8957       break;
8958     }
8959   }
8960   stat_inc(stat_blocks);
8961   return block;
8962 }
8963
8964 static int new_recompile_block(u_int addr)
8965 {
8966   u_int pagelimit = 0;
8967   u_int state_rflags = 0;
8968   int i;
8969
8970   assem_debug("NOTCOMPILED: addr = %x -> %p\n", addr, out);
8971
8972   if (addr & 3) {
8973     if (addr != hack_addr) {
8974       SysPrintf("game crash @%08x, ra=%08x\n", addr, psxRegs.GPR.n.ra);
8975       hack_addr = addr;
8976     }
8977     return -1;
8978   }
8979
8980   // this is just for speculation
8981   for (i = 1; i < 32; i++) {
8982     if ((psxRegs.GPR.r[i] & 0xffff0000) == 0x1f800000)
8983       state_rflags |= 1 << i;
8984   }
8985
8986   start = addr;
8987   new_dynarec_did_compile=1;
8988   if (Config.HLE && start == 0x80001000) // hlecall
8989   {
8990     void *beginning = start_block();
8991
8992     emit_movimm(start,0);
8993     emit_writeword(0,&pcaddr);
8994     emit_far_jump(new_dyna_leave);
8995     literal_pool(0);
8996     end_block(beginning);
8997     struct block_info *block = new_block_info(start, 4, NULL, NULL, beginning, 1);
8998     block->jump_in[0].vaddr = start;
8999     block->jump_in[0].addr = beginning;
9000     return 0;
9001   }
9002   else if (f1_hack && hack_addr == 0) {
9003     void *beginning = start_block();
9004     emit_movimm(start, 0);
9005     emit_writeword(0, &hack_addr);
9006     emit_readword(&psxRegs.GPR.n.sp, 0);
9007     emit_readptr(&mem_rtab, 1);
9008     emit_shrimm(0, 12, 2);
9009     emit_readptr_dualindexedx_ptrlen(1, 2, 1);
9010     emit_addimm(0, 0x18, 0);
9011     emit_adds_ptr(1, 1, 1);
9012     emit_ldr_dualindexed(1, 0, 0);
9013     emit_writeword(0, &psxRegs.GPR.r[26]); // lw k0, 0x18(sp)
9014     emit_far_call(ndrc_get_addr_ht);
9015     emit_jmpreg(0); // jr k0
9016     literal_pool(0);
9017     end_block(beginning);
9018
9019     struct block_info *block = new_block_info(start, 4, NULL, NULL, beginning, 1);
9020     block->jump_in[0].vaddr = start;
9021     block->jump_in[0].addr = beginning;
9022     SysPrintf("F1 hack to   %08x\n", start);
9023     return 0;
9024   }
9025
9026   cycle_multiplier_active = get_cycle_multiplier();
9027
9028   source = get_source_start(start, &pagelimit);
9029   if (source == NULL) {
9030     if (addr != hack_addr) {
9031       SysPrintf("Compile at bogus memory address: %08x, ra=%x\n",
9032         addr, psxRegs.GPR.n.ra);
9033       hack_addr = addr;
9034     }
9035     //abort();
9036     return -1;
9037   }
9038
9039   /* Pass 1: disassemble */
9040   /* Pass 2: register dependencies, branch targets */
9041   /* Pass 3: register allocation */
9042   /* Pass 4: branch dependencies */
9043   /* Pass 5: pre-alloc */
9044   /* Pass 6: optimize clean/dirty state */
9045   /* Pass 7: flag 32-bit registers */
9046   /* Pass 8: assembly */
9047   /* Pass 9: linker */
9048   /* Pass 10: garbage collection / free memory */
9049
9050   /* Pass 1 disassembly */
9051
9052   pass1_disassemble(pagelimit);
9053
9054   int clear_hack_addr = apply_hacks();
9055
9056   /* Pass 2 - Register dependencies and branch targets */
9057
9058   pass2_unneeded_regs(0,slen-1,0);
9059
9060   pass2a_unneeded_other();
9061
9062   /* Pass 3 - Register allocation */
9063
9064   pass3_register_alloc(addr);
9065
9066   /* Pass 4 - Cull unused host registers */
9067
9068   pass4_cull_unused_regs();
9069
9070   /* Pass 5 - Pre-allocate registers */
9071
9072   pass5a_preallocate1();
9073   pass5b_preallocate2();
9074
9075   /* Pass 6 - Optimize clean/dirty state */
9076   pass6_clean_registers(0, slen-1, 1);
9077
9078   /* Pass 7 */
9079   for (i=slen-1;i>=0;i--)
9080   {
9081     if(dops[i].itype==CJUMP||dops[i].itype==SJUMP)
9082     {
9083       // Conditional branch
9084       if((source[i]>>16)!=0x1000&&i<slen-2) {
9085         // Mark this address as a branch target since it may be called
9086         // upon return from interrupt
9087         dops[i+2].bt=1;
9088       }
9089     }
9090   }
9091
9092   /* Pass 8 - Assembly */
9093   linkcount=0;stubcount=0;
9094   is_delayslot=0;
9095   u_int dirty_pre=0;
9096   void *beginning=start_block();
9097   void *instr_addr0_override = NULL;
9098   int ds = 0;
9099
9100   if ((Config.HLE && start == 0x80000080) || start == 0x80030000) {
9101     instr_addr0_override = out;
9102     emit_movimm(start, 0);
9103     if (start == 0x80030000) {
9104       // for BiosBootBypass() to work
9105       // io address var abused as a "already been here" flag
9106       emit_readword(&address, 1);
9107       emit_writeword(0, &pcaddr);
9108       emit_writeword(0, &address);
9109       emit_cmp(0, 1);
9110     }
9111     else {
9112       emit_readword(&psxRegs.cpuInRecursion, 1);
9113       emit_writeword(0, &pcaddr);
9114       emit_test(1, 1);
9115     }
9116     #ifdef __aarch64__
9117     emit_jeq(out + 4*2);
9118     emit_far_jump(new_dyna_leave);
9119     #else
9120     emit_jne(new_dyna_leave);
9121     #endif
9122   }
9123   for(i=0;i<slen;i++)
9124   {
9125     __builtin_prefetch(regs[i+1].regmap);
9126     check_regmap(regmap_pre[i]);
9127     check_regmap(regs[i].regmap_entry);
9128     check_regmap(regs[i].regmap);
9129     //if(ds) printf("ds: ");
9130     disassemble_inst(i);
9131     if(ds) {
9132       ds=0; // Skip delay slot
9133       if(dops[i].bt) assem_debug("OOPS - branch into delay slot\n");
9134       instr_addr[i] = NULL;
9135     } else {
9136       speculate_register_values(i);
9137       #ifndef DESTRUCTIVE_WRITEBACK
9138       if (i < 2 || !dops[i-2].is_ujump)
9139       {
9140         wb_valid(regmap_pre[i],regs[i].regmap_entry,dirty_pre,regs[i].wasdirty,unneeded_reg[i]);
9141       }
9142       if((dops[i].itype==CJUMP||dops[i].itype==SJUMP)) {
9143         dirty_pre=branch_regs[i].dirty;
9144       }else{
9145         dirty_pre=regs[i].dirty;
9146       }
9147       #endif
9148       // write back
9149       if (i < 2 || !dops[i-2].is_ujump)
9150       {
9151         wb_invalidate(regmap_pre[i],regs[i].regmap_entry,regs[i].wasdirty,unneeded_reg[i]);
9152         loop_preload(regmap_pre[i],regs[i].regmap_entry);
9153       }
9154       // branch target entry point
9155       instr_addr[i] = out;
9156       assem_debug("<->\n");
9157       drc_dbg_emit_do_cmp(i, cinfo[i].ccadj);
9158       if (clear_hack_addr) {
9159         emit_movimm(0, 0);
9160         emit_writeword(0, &hack_addr);
9161         clear_hack_addr = 0;
9162       }
9163
9164       // load regs
9165       if(regs[i].regmap_entry[HOST_CCREG]==CCREG&&regs[i].regmap[HOST_CCREG]!=CCREG)
9166         wb_register(CCREG,regs[i].regmap_entry,regs[i].wasdirty);
9167       load_regs(regs[i].regmap_entry,regs[i].regmap,dops[i].rs1,dops[i].rs2);
9168       address_generation(i,&regs[i],regs[i].regmap_entry);
9169       load_consts(regmap_pre[i],regs[i].regmap,i);
9170       if(dops[i].is_jump)
9171       {
9172         // Load the delay slot registers if necessary
9173         if(dops[i+1].rs1!=dops[i].rs1&&dops[i+1].rs1!=dops[i].rs2&&(dops[i+1].rs1!=dops[i].rt1||dops[i].rt1==0))
9174           load_regs(regs[i].regmap_entry,regs[i].regmap,dops[i+1].rs1,dops[i+1].rs1);
9175         if(dops[i+1].rs2!=dops[i+1].rs1&&dops[i+1].rs2!=dops[i].rs1&&dops[i+1].rs2!=dops[i].rs2&&(dops[i+1].rs2!=dops[i].rt1||dops[i].rt1==0))
9176           load_regs(regs[i].regmap_entry,regs[i].regmap,dops[i+1].rs2,dops[i+1].rs2);
9177         if (ram_offset && (dops[i+1].is_load || dops[i+1].is_store))
9178           load_reg(regs[i].regmap_entry,regs[i].regmap,ROREG);
9179         if (dops[i+1].is_store)
9180           load_reg(regs[i].regmap_entry,regs[i].regmap,INVCP);
9181       }
9182       else if(i+1<slen)
9183       {
9184         // Preload registers for following instruction
9185         if(dops[i+1].rs1!=dops[i].rs1&&dops[i+1].rs1!=dops[i].rs2)
9186           if(dops[i+1].rs1!=dops[i].rt1&&dops[i+1].rs1!=dops[i].rt2)
9187             load_regs(regs[i].regmap_entry,regs[i].regmap,dops[i+1].rs1,dops[i+1].rs1);
9188         if(dops[i+1].rs2!=dops[i+1].rs1&&dops[i+1].rs2!=dops[i].rs1&&dops[i+1].rs2!=dops[i].rs2)
9189           if(dops[i+1].rs2!=dops[i].rt1&&dops[i+1].rs2!=dops[i].rt2)
9190             load_regs(regs[i].regmap_entry,regs[i].regmap,dops[i+1].rs2,dops[i+1].rs2);
9191       }
9192       // TODO: if(is_ooo(i)) address_generation(i+1);
9193       if (!dops[i].is_jump || dops[i].itype == CJUMP)
9194         load_reg(regs[i].regmap_entry,regs[i].regmap,CCREG);
9195       if (ram_offset && (dops[i].is_load || dops[i].is_store))
9196         load_reg(regs[i].regmap_entry,regs[i].regmap,ROREG);
9197       if (dops[i].is_store)
9198         load_reg(regs[i].regmap_entry,regs[i].regmap,INVCP);
9199
9200       ds = assemble(i, &regs[i], cinfo[i].ccadj);
9201
9202       drc_dbg_emit_wb_dirtys(i, &regs[i]);
9203       if (dops[i].is_ujump)
9204         literal_pool(1024);
9205       else
9206         literal_pool_jumpover(256);
9207     }
9208   }
9209
9210   assert(slen > 0);
9211   if (slen > 0 && dops[slen-1].itype == INTCALL) {
9212     // no ending needed for this block since INTCALL never returns
9213   }
9214   // If the block did not end with an unconditional branch,
9215   // add a jump to the next instruction.
9216   else if (i > 1) {
9217     if (!dops[i-2].is_ujump) {
9218       assert(!dops[i-1].is_jump);
9219       assert(i==slen);
9220       if(dops[i-2].itype!=CJUMP&&dops[i-2].itype!=SJUMP) {
9221         store_regs_bt(regs[i-1].regmap,regs[i-1].dirty,start+i*4);
9222         if(regs[i-1].regmap[HOST_CCREG]!=CCREG)
9223           emit_loadreg(CCREG,HOST_CCREG);
9224         emit_addimm(HOST_CCREG, cinfo[i-1].ccadj + CLOCK_ADJUST(1), HOST_CCREG);
9225       }
9226       else
9227       {
9228         store_regs_bt(branch_regs[i-2].regmap,branch_regs[i-2].dirty,start+i*4);
9229         assert(branch_regs[i-2].regmap[HOST_CCREG]==CCREG);
9230       }
9231       add_to_linker(out,start+i*4,0);
9232       emit_jmp(0);
9233     }
9234   }
9235   else
9236   {
9237     assert(i>0);
9238     assert(!dops[i-1].is_jump);
9239     store_regs_bt(regs[i-1].regmap,regs[i-1].dirty,start+i*4);
9240     if(regs[i-1].regmap[HOST_CCREG]!=CCREG)
9241       emit_loadreg(CCREG,HOST_CCREG);
9242     emit_addimm(HOST_CCREG, cinfo[i-1].ccadj + CLOCK_ADJUST(1), HOST_CCREG);
9243     add_to_linker(out,start+i*4,0);
9244     emit_jmp(0);
9245   }
9246
9247   // Stubs
9248   for(i = 0; i < stubcount; i++)
9249   {
9250     switch(stubs[i].type)
9251     {
9252       case LOADB_STUB:
9253       case LOADH_STUB:
9254       case LOADW_STUB:
9255       case LOADBU_STUB:
9256       case LOADHU_STUB:
9257         do_readstub(i);break;
9258       case STOREB_STUB:
9259       case STOREH_STUB:
9260       case STOREW_STUB:
9261         do_writestub(i);break;
9262       case CC_STUB:
9263         do_ccstub(i);break;
9264       case INVCODE_STUB:
9265         do_invstub(i);break;
9266       case STORELR_STUB:
9267         do_unalignedwritestub(i);break;
9268       case OVERFLOW_STUB:
9269         do_overflowstub(i); break;
9270       case ALIGNMENT_STUB:
9271         do_alignmentstub(i); break;
9272       default:
9273         assert(0);
9274     }
9275   }
9276
9277   if (instr_addr0_override)
9278     instr_addr[0] = instr_addr0_override;
9279
9280 #if 0
9281   /* check for improper expiration */
9282   for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(jumps); i++) {
9283     int j;
9284     if (!jumps[i])
9285       continue;
9286     for (j = 0; j < jumps[i]->count; j++)
9287       assert(jumps[i]->e[j].stub < beginning || (u_char *)jumps[i]->e[j].stub > out);
9288   }
9289 #endif
9290
9291   /* Pass 9 - Linker */
9292   for(i=0;i<linkcount;i++)
9293   {
9294     assem_debug("%p -> %8x\n",link_addr[i].addr,link_addr[i].target);
9295     literal_pool(64);
9296     if (!link_addr[i].internal)
9297     {
9298       void *stub = out;
9299       void *addr = check_addr(link_addr[i].target);
9300       emit_extjump(link_addr[i].addr, link_addr[i].target);
9301       if (addr) {
9302         set_jump_target(link_addr[i].addr, addr);
9303         ndrc_add_jump_out(link_addr[i].target,stub);
9304       }
9305       else
9306         set_jump_target(link_addr[i].addr, stub);
9307     }
9308     else
9309     {
9310       // Internal branch
9311       int target=(link_addr[i].target-start)>>2;
9312       assert(target>=0&&target<slen);
9313       assert(instr_addr[target]);
9314       //#ifdef CORTEX_A8_BRANCH_PREDICTION_HACK
9315       //set_jump_target_fillslot(link_addr[i].addr,instr_addr[target],link_addr[i].ext>>1);
9316       //#else
9317       set_jump_target(link_addr[i].addr, instr_addr[target]);
9318       //#endif
9319     }
9320   }
9321
9322   u_int source_len = slen*4;
9323   if (dops[slen-1].itype == INTCALL && source_len > 4)
9324     // no need to treat the last instruction as compiled
9325     // as interpreter fully handles it
9326     source_len -= 4;
9327
9328   if ((u_char *)copy + source_len > (u_char *)shadow + sizeof(shadow))
9329     copy = shadow;
9330
9331   // External Branch Targets (jump_in)
9332   int jump_in_count = 1;
9333   assert(instr_addr[0]);
9334   for (i = 1; i < slen; i++)
9335   {
9336     if (dops[i].bt && instr_addr[i])
9337       jump_in_count++;
9338   }
9339
9340   struct block_info *block =
9341     new_block_info(start, slen * 4, source, copy, beginning, jump_in_count);
9342   block->reg_sv_flags = state_rflags;
9343
9344   int jump_in_i = 0;
9345   for (i = 0; i < slen; i++)
9346   {
9347     if ((i == 0 || dops[i].bt) && instr_addr[i])
9348     {
9349       assem_debug("%p (%d) <- %8x\n", instr_addr[i], i, start + i*4);
9350       u_int vaddr = start + i*4;
9351
9352       literal_pool(256);
9353       void *entry = out;
9354       load_regs_entry(i);
9355       if (entry == out)
9356         entry = instr_addr[i];
9357       else
9358         emit_jmp(instr_addr[i]);
9359
9360       block->jump_in[jump_in_i].vaddr = vaddr;
9361       block->jump_in[jump_in_i].addr = entry;
9362       jump_in_i++;
9363     }
9364   }
9365   assert(jump_in_i == jump_in_count);
9366   hash_table_add(block->jump_in[0].vaddr, block->jump_in[0].addr);
9367   // Write out the literal pool if necessary
9368   literal_pool(0);
9369   #ifdef CORTEX_A8_BRANCH_PREDICTION_HACK
9370   // Align code
9371   if(((u_int)out)&7) emit_addnop(13);
9372   #endif
9373   assert(out - (u_char *)beginning < MAX_OUTPUT_BLOCK_SIZE);
9374   //printf("shadow buffer: %p-%p\n",copy,(u_char *)copy+slen*4);
9375   memcpy(copy, source, source_len);
9376   copy += source_len;
9377
9378   end_block(beginning);
9379
9380   // If we're within 256K of the end of the buffer,
9381   // start over from the beginning. (Is 256K enough?)
9382   if (out > ndrc->translation_cache + sizeof(ndrc->translation_cache) - MAX_OUTPUT_BLOCK_SIZE)
9383     out = ndrc->translation_cache;
9384
9385   // Trap writes to any of the pages we compiled
9386   mark_invalid_code(start, slen*4, 0);
9387
9388   /* Pass 10 - Free memory by expiring oldest blocks */
9389
9390   pass10_expire_blocks();
9391
9392 #ifdef ASSEM_PRINT
9393   fflush(stdout);
9394 #endif
9395   stat_inc(stat_bc_direct);
9396   return 0;
9397 }
9398
9399 // vim:shiftwidth=2:expandtab