nsz Git - libfirm/blob - ir/be/amd64/amd64_emitter.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 1995-2008 University of Karlsruhe.  All right reserved.
   3  *
   4  * This file is part of libFirm.
   5  *
   6  * This file may be distributed and/or modified under the terms of the
   7  * GNU General Public License version 2 as published by the Free Software
   8  * Foundation and appearing in the file LICENSE.GPL included in the
   9  * packaging of this file.
  10  *
  11  * Licensees holding valid libFirm Professional Edition licenses may use
  12  * this file in accordance with the libFirm Commercial License.
  13  * Agreement provided with the Software.
  14  *
  15  * This file is provided AS IS with NO WARRANTY OF ANY KIND, INCLUDING THE
  16  * WARRANTY OF DESIGN, MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
  17  * PURPOSE.
  18  */
  19
  20 /**
  21  * @file
  22  * @brief   emit assembler for a backend graph
  23  * @version $Id: amd64_emitter.c 26746 2009-11-27 08:53:15Z matze $
  24  */
  25 #include "config.h"
  26
  27 #include <limits.h>
  28
  29 #include "xmalloc.h"
  30 #include "tv.h"
  31 #include "iredges.h"
  32 #include "debug.h"
  33 #include "irgwalk.h"
  34 #include "irprintf.h"
  35 #include "irop_t.h"
  36 #include "irargs_t.h"
  37 #include "irprog.h"
  38
  39 #include "../besched.h"
  40 #include "../begnuas.h"
  41 #include "../beblocksched.h"
  42 #include "../be_dbgout.h"
  43
  44 #include "amd64_emitter.h"
  45 #include "gen_amd64_emitter.h"
  46 #include "amd64_nodes_attr.h"
  47 #include "amd64_new_nodes.h"
  48
  49 #define SNPRINTF_BUF_LEN 128
  50
  51 #include "../benode.h"
  52
  53 /**
  54  * Returns the register at in position pos.
  55  */
  56 static const arch_register_t *get_in_reg(const ir_node *node, int pos)
  57 {
  58         ir_node                *op;
  59         const arch_register_t  *reg = NULL;
  60
  61         assert(get_irn_arity(node) > pos && "Invalid IN position");
  62
  63         /* The out register of the operator at position pos is the
  64            in register we need. */
  65         op = get_irn_n(node, pos);
  66
  67         reg = arch_get_irn_register(op);
  68
  69         assert(reg && "no in register found");
  70         return reg;
  71 }
  72
  73 /**
  74  * Returns the register at out position pos.
  75  */
  76 static const arch_register_t *get_out_reg(const ir_node *node, int pos)
  77 {
  78         ir_node                *proj;
  79         const arch_register_t  *reg = NULL;
  80
  81         /* 1st case: irn is not of mode_T, so it has only                 */
  82         /*           one OUT register -> good                             */
  83         /* 2nd case: irn is of mode_T -> collect all Projs and ask the    */
  84         /*           Proj with the corresponding projnum for the register */
  85
  86         if (get_irn_mode(node) != mode_T) {
  87                 reg = arch_get_irn_register(node);
  88         } else if (is_amd64_irn(node)) {
  89                 reg = arch_irn_get_register(node, pos);
  90         } else {
  91                 const ir_edge_t *edge;
  92
  93                 foreach_out_edge(node, edge) {
  94                         proj = get_edge_src_irn(edge);
  95                         assert(is_Proj(proj) && "non-Proj from mode_T node");
  96                         if (get_Proj_proj(proj) == pos) {
  97                                 reg = arch_get_irn_register(proj);
  98                                 break;
  99                         }
 100                 }
 101         }
 102
 103         assert(reg && "no out register found");
 104         return reg;
 105 }
 106
 107 /*************************************************************
 108  *             _       _    __   _          _
 109  *            (_)     | |  / _| | |        | |
 110  *  _ __  _ __ _ _ __ | |_| |_  | |__   ___| |_ __   ___ _ __
 111  * | '_ \| '__| | '_ \| __|  _| | '_ \ / _ \ | '_ \ / _ \ '__|
 112  * | |_) | |  | | | | | |_| |   | | | |  __/ | |_) |  __/ |
 113  * | .__/|_|  |_|_| |_|\__|_|   |_| |_|\___|_| .__/ \___|_|
 114  * | |                                       | |
 115  * |_|                                       |_|
 116  *************************************************************/
 117
 118 void amd64_emit_register(const arch_register_t *reg)
 119 {
 120         be_emit_char('%');
 121         be_emit_string(arch_register_get_name(reg));
 122 }
 123
 124 void amd64_emit_immediate(const ir_node *node)
 125 {
 126         const amd64_attr_t *attr = get_amd64_attr_const (node);
 127         be_emit_char('$');
 128         be_emit_irprintf("0x%X", attr->ext.imm_value);
 129 }
 130
 131 void amd64_emit_source_register(const ir_node *node, int pos)
 132 {
 133         amd64_emit_register(get_in_reg(node, pos));
 134 }
 135
 136 void amd64_emit_dest_register(const ir_node *node, int pos)
 137 {
 138         amd64_emit_register(get_out_reg(node, pos));
 139 }
 140
 141 /**
 142  * Returns the target label for a control flow node.
 143  */
 144 /*
 145 static void amd64_emit_cfop_target(const ir_node *node)
 146 {
 147         ir_node *block = get_irn_link(node);
 148
 149         be_emit_irprintf("BLOCK_%ld", get_irn_node_nr(block));
 150 }
 151 */
 152
 153 /***********************************************************************************
 154  *                  _          __                                             _
 155  *                 (_)        / _|                                           | |
 156  *  _ __ ___   __ _ _ _ __   | |_ _ __ __ _ _ __ ___   _____      _____  _ __| | __
 157  * | '_ ` _ \ / _` | | '_ \  |  _| '__/ _` | '_ ` _ \ / _ \ \ /\ / / _ \| '__| |/ /
 158  * | | | | | | (_| | | | | | | | | | | (_| | | | | | |  __/\ V  V / (_) | |  |   <
 159  * |_| |_| |_|\__,_|_|_| |_| |_| |_|  \__,_|_| |_| |_|\___| \_/\_/ \___/|_|  |_|\_\
 160  *
 161  ***********************************************************************************/
 162
 163 /**
 164  * Default emitter for anything that we don't want to generate code for.
 165  */
 166 static void emit_nothing(const ir_node *node)
 167 {
 168         (void) node;
 169 }
 170
 171 /**
 172  * Emit a SymConst.
 173  */
 174 static void emit_amd64_SymConst(const ir_node *irn)
 175 {
 176         const amd64_SymConst_attr_t *attr = get_amd64_SymConst_attr_const(irn);
 177 //      sym_or_tv_t key, *entry;
 178 //      unsigned label;
 179 //
 180 //      key.u.id     = get_entity_ld_ident(attr->entity);
 181 //      key.is_ident = 1;
 182 //      key.label    = 0;
 183 //      entry = (sym_or_tv_t *)set_insert(sym_or_tv, &key, sizeof(key), HASH_PTR(key.u.generic));
 184 //      if (entry->label == 0) {
 185 //              /* allocate a label */
 186 //              entry->label = get_unique_label();
 187 //      }
 188 //      label = entry->label;
 189
 190         be_emit_cstring("\tmov $");
 191         be_gas_emit_entity(attr->entity);
 192         be_emit_cstring(", ");
 193         amd64_emit_dest_register(irn, 0);
 194         be_emit_finish_line_gas(irn);
 195 }
 196
 197 /**
 198  * Emit a Conv.
 199  */
 200 static void emit_amd64_Conv(const ir_node *irn)
 201 {
 202         const amd64_attr_t *attr = get_irn_generic_attr_const(irn);
 203         (void) attr;
 204
 205         be_emit_cstring("\tmov ");
 206         amd64_emit_source_register(irn, 0);
 207         be_emit_cstring(", ");
 208         amd64_emit_dest_register(irn, 0);
 209         be_emit_finish_line_gas(irn);
 210 }
 211
 212
 213 /**
 214  * Returns the next block in a block schedule.
 215  */
 216 static ir_node *sched_next_block(const ir_node *block)
 217 {
 218     return get_irn_link(block);
 219 }
 220
 221 /**
 222  * Returns the target block for a control flow node.
 223  */
 224 static ir_node *get_cfop_target_block(const ir_node *irn)
 225 {
 226         return get_irn_link(irn);
 227 }
 228
 229 /**
 230  * Emit the target label for a control flow node.
 231  */
 232 static void amd64_emit_cfop_target(const ir_node *irn)
 233 {
 234         ir_node *block = get_cfop_target_block(irn);
 235
 236         be_gas_emit_block_name(block);
 237 }
 238
 239 /**
 240  * Emit a Jmp.
 241  */
 242 static void emit_amd64_Jmp(const ir_node *node)
 243 {
 244         ir_node *block, *next_block;
 245
 246         /* for now, the code works for scheduled and non-schedules blocks */
 247         block = get_nodes_block(node);
 248
 249         /* we have a block schedule */
 250         next_block = sched_next_block(block);
 251         if (get_cfop_target_block(node) != next_block) {
 252                 be_emit_cstring("\tjmp ");
 253                 amd64_emit_cfop_target(node);
 254         } else {
 255                 be_emit_cstring("\t/* fallthrough to ");
 256                 amd64_emit_cfop_target(node);
 257                 be_emit_cstring(" */");
 258         }
 259         be_emit_finish_line_gas(node);
 260 }
 261
 262 /**
 263  * Emit a Compare with conditional branch.
 264  */
 265 static void emit_amd64_Jcc(const ir_node *irn)
 266 {
 267         const ir_edge_t      *edge;
 268         const ir_node        *proj_true  = NULL;
 269         const ir_node        *proj_false = NULL;
 270         const ir_node        *block;
 271         const ir_node        *next_block;
 272         const char           *suffix;
 273         const amd64_attr_t   *attr      = get_irn_generic_attr_const(irn);
 274         int                   proj_num  = attr->ext.pnc;
 275         ir_node              *op1       = get_irn_n(irn, 0);
 276         const amd64_attr_t   *cmp_attr  = get_irn_generic_attr_const(op1);
 277         bool                  is_signed = !cmp_attr->data.cmp_unsigned;
 278
 279         assert(is_amd64_Cmp(op1));
 280
 281         foreach_out_edge(irn, edge) {
 282                 ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
 283                 long nr = get_Proj_proj(proj);
 284                 if (nr == pn_Cond_true) {
 285                         proj_true = proj;
 286                 } else {
 287                         proj_false = proj;
 288                 }
 289         }
 290
 291         if (cmp_attr->data.ins_permuted) {
 292                 proj_num = get_mirrored_pnc(proj_num);
 293         }
 294
 295         /* for now, the code works for scheduled and non-schedules blocks */
 296         block = get_nodes_block(irn);
 297
 298         /* we have a block schedule */
 299         next_block = sched_next_block(block);
 300
 301         assert(proj_num != pn_Cmp_False);
 302         assert(proj_num != pn_Cmp_True);
 303
 304         if (get_cfop_target_block(proj_true) == next_block) {
 305                 /* exchange both proj's so the second one can be omitted */
 306                 const ir_node *t = proj_true;
 307
 308                 proj_true  = proj_false;
 309                 proj_false = t;
 310                 proj_num   = get_negated_pnc(proj_num, mode_Lu);
 311         }
 312
 313         switch (proj_num) {
 314                 case pn_Cmp_Eq:  suffix = "e"; break;
 315                 case pn_Cmp_Lt:  suffix = is_signed ? "l"  : "b"; break;
 316                 case pn_Cmp_Le:  suffix = is_signed ? "le" : "be"; break;
 317                 case pn_Cmp_Gt:  suffix = is_signed ? "g"  : "o"; break;
 318                 case pn_Cmp_Ge:  suffix = is_signed ? "ge" : "oe"; break;
 319                 case pn_Cmp_Lg:  suffix = "ne"; break;
 320                 case pn_Cmp_Leg: suffix = "mp"; break;
 321                 default: panic("Cmp has unsupported pnc");
 322         }
 323
 324         /* emit the true proj */
 325         be_emit_irprintf("\tj%s ", suffix);
 326         amd64_emit_cfop_target(proj_true);
 327         be_emit_finish_line_gas(proj_true);
 328
 329         if (get_cfop_target_block(proj_false) == next_block) {
 330                 be_emit_cstring("\t/* fallthrough to ");
 331                 amd64_emit_cfop_target(proj_false);
 332                 be_emit_cstring(" */");
 333                 be_emit_finish_line_gas(proj_false);
 334         } else {
 335                 be_emit_cstring("\tjmp ");
 336                 amd64_emit_cfop_target(proj_false);
 337                 be_emit_finish_line_gas(proj_false);
 338         }
 339 }
 340
 341 /**
 342  * Emits code for a call.
 343  */
 344 static void emit_be_Call(const ir_node *node)
 345 {
 346         ir_entity *entity = be_Call_get_entity(node);
 347
 348         /* %eax/%rax is used in AMD64 to pass the number of vector parameters for
 349          * variable argument counts */
 350         if (get_method_variadicity (be_Call_get_type((ir_node *) node))) {
 351                 /* But this still is a hack... */
 352                 be_emit_cstring("\txor %rax, %rax");
 353                 be_emit_finish_line_gas(node);
 354         }
 355
 356         if (entity) {
 357                 be_emit_cstring("\tcall ");
 358                 be_gas_emit_entity (be_Call_get_entity(node));
 359                 be_emit_finish_line_gas(node);
 360         } else {
 361                 be_emit_pad_comment();
 362                 be_emit_cstring("/* FIXME: call NULL entity?! */\n");
 363         }
 364 }
 365
 366 /**
 367  * emit copy node
 368  */
 369 static void emit_be_Copy(const ir_node *irn)
 370 {
 371         ir_mode *mode = get_irn_mode(irn);
 372
 373         if (get_in_reg(irn, 0) == get_out_reg(irn, 0)) {
 374                 /* omitted Copy */
 375                 return;
 376         }
 377
 378         if (mode_is_float(mode)) {
 379                 panic("emit_be_Copy: move not supported for FP");
 380         } else if (mode_is_data(mode)) {
 381                 be_emit_cstring("\tmov ");
 382                 amd64_emit_source_register(irn, 0);
 383                 be_emit_cstring(", ");
 384                 amd64_emit_dest_register(irn, 0);
 385                 be_emit_finish_line_gas(irn);
 386         } else {
 387                 panic("emit_be_Copy: move not supported for this mode");
 388         }
 389 }
 390
 391 static void emit_amd64_FrameAddr(const ir_node *irn)
 392 {
 393         const amd64_SymConst_attr_t *attr = get_irn_generic_attr_const(irn);
 394
 395         be_emit_cstring("\tmov ");
 396         amd64_emit_source_register(irn, 0);
 397         be_emit_cstring(", ");
 398         amd64_emit_dest_register(irn, 0);
 399         be_emit_finish_line_gas(irn);
 400
 401         be_emit_cstring("\tadd ");
 402         be_emit_irprintf("$0x%X", attr->fp_offset);
 403         be_emit_cstring(", ");
 404         amd64_emit_dest_register(irn, 0);
 405         be_emit_finish_line_gas(irn);
 406 }
 407
 408 /**
 409  * Emits code to increase stack pointer.
 410  */
 411 static void emit_be_IncSP(const ir_node *node)
 412 {
 413         int offs = be_get_IncSP_offset(node);
 414
 415         if (offs == 0)
 416                 return;
 417
 418         if (offs > 0) {
 419                 be_emit_irprintf("\tsub ");
 420                 amd64_emit_dest_register(node, 0);
 421                 be_emit_irprintf(", $%u", offs);
 422                 be_emit_finish_line_gas(node);
 423         } else {
 424                 be_emit_irprintf("\tadd ");
 425                 amd64_emit_dest_register(node, 0);
 426                 be_emit_irprintf(", $%u", -offs);
 427                 be_emit_finish_line_gas(node);
 428         }
 429 }
 430
 431 /**
 432  * Emits code for a return.
 433  */
 434 static void emit_be_Return(const ir_node *node)
 435 {
 436         be_emit_cstring("\tret");
 437         be_emit_finish_line_gas(node);
 438 }
 439
 440
 441 static void emit_amd64_binop_op(const ir_node *irn, int second_op)
 442 {
 443         if (irn->op == op_amd64_Add) {
 444                 be_emit_cstring("\tadd ");
 445         } else if (irn->op == op_amd64_Mul) {
 446                 be_emit_cstring("\tmul ");
 447         } else if (irn->op == op_amd64_Sub) {
 448                 be_emit_cstring("\tsub ");
 449         }
 450
 451         amd64_emit_source_register(irn, second_op);
 452         be_emit_cstring(", ");
 453         amd64_emit_dest_register(irn, 0);
 454         be_emit_finish_line_gas(irn);
 455 }
 456
 457 /**
 458  * Emits an arithmetic operation that handles arbitraty input registers.
 459  */
 460 static void emit_amd64_binop(const ir_node *irn)
 461 {
 462         const arch_register_t *reg_s1 = get_in_reg(irn, 0);
 463         const arch_register_t *reg_s2 = get_in_reg(irn, 1);
 464         const arch_register_t *reg_d1 = get_out_reg(irn, 0);
 465
 466         int second_op = 0;
 467
 468         if (reg_d1 != reg_s1 && reg_d1 != reg_s2) {
 469                 be_emit_cstring("\tmov ");
 470                 amd64_emit_register(reg_s1);
 471                 be_emit_cstring(", ");
 472                 amd64_emit_register(reg_d1);
 473                 be_emit_finish_line_gas(irn);
 474                 second_op = 1;
 475
 476         } else if (reg_d1 == reg_s2 && reg_d1 != reg_s1) {
 477                 second_op = 0;
 478
 479         }
 480
 481         emit_amd64_binop_op(irn, second_op);
 482 }
 483
 484 /**
 485  * The type of a emitter function.
 486  */
 487 typedef void (emit_func)(const ir_node *irn);
 488
 489 /**
 490  * Set a node emitter. Make it a bit more type safe.
 491  */
 492 static inline void set_emitter(ir_op *op, emit_func arm_emit_node)
 493 {
 494         op->ops.generic = (op_func)arm_emit_node;
 495 }
 496
 497 /**
 498  * Enters the emitter functions for handled nodes into the generic
 499  * pointer of an opcode.
 500  */
 501 static void amd64_register_emitters(void)
 502 {
 503         /* first clear the generic function pointer for all ops */
 504         clear_irp_opcodes_generic_func();
 505
 506         /* register all emitter functions defined in spec */
 507         amd64_register_spec_emitters();
 508
 509         set_emitter(op_amd64_SymConst,   emit_amd64_SymConst);
 510         set_emitter(op_amd64_Jmp,        emit_amd64_Jmp);
 511         set_emitter(op_amd64_Jcc,        emit_amd64_Jcc);
 512         set_emitter(op_amd64_Conv,       emit_amd64_Conv);
 513         set_emitter(op_amd64_FrameAddr,  emit_amd64_FrameAddr);
 514         set_emitter(op_be_Return,        emit_be_Return);
 515         set_emitter(op_be_Call,          emit_be_Call);
 516         set_emitter(op_be_Copy,          emit_be_Copy);
 517         set_emitter(op_be_IncSP,         emit_be_IncSP);
 518
 519         set_emitter(op_amd64_Add,        emit_amd64_binop);
 520         set_emitter(op_amd64_Mul,        emit_amd64_binop);
 521
 522         set_emitter(op_be_Start,         emit_nothing);
 523         set_emitter(op_be_Keep,          emit_nothing);
 524         set_emitter(op_be_Barrier,       emit_nothing);
 525         set_emitter(op_Phi,              emit_nothing);
 526 }
 527
 528 typedef void (*emit_func_ptr) (const ir_node *);
 529
 530 /**
 531  * Emits code for a node.
 532  */
 533 static void amd64_emit_node(const ir_node *node)
 534 {
 535         ir_op               *op       = get_irn_op(node);
 536
 537         if (op->ops.generic) {
 538                 emit_func_ptr func = (emit_func_ptr) op->ops.generic;
 539                 (*func) (node);
 540         } else {
 541                 ir_fprintf(stderr, "No emitter for node %+F\n", node);
 542         }
 543 }
 544
 545 /**
 546  * Walks over the nodes in a block connected by scheduling edges
 547  * and emits code for each node.
 548  */
 549 static void amd64_gen_block(ir_node *block, void *data)
 550 {
 551         ir_node *node;
 552         (void) data;
 553
 554         if (! is_Block(block))
 555                 return;
 556
 557         be_gas_emit_block_name(block);
 558         be_emit_char(':');
 559
 560         be_emit_write_line();
 561
 562         sched_foreach(block, node) {
 563                 amd64_emit_node(node);
 564         }
 565 }
 566
 567
 568 /**
 569  * Sets labels for control flow nodes (jump target)
 570  * TODO: Jump optimization
 571  */
 572 static void amd64_gen_labels(ir_node *block, void *env)
 573 {
 574         ir_node *pred;
 575         int n = get_Block_n_cfgpreds(block);
 576         (void) env;
 577
 578         for (n--; n >= 0; n--) {
 579                 pred = get_Block_cfgpred(block, n);
 580                 set_irn_link(pred, block);
 581         }
 582 }
 583
 584 /**
 585  * Main driver
 586  */
 587 void amd64_gen_routine(const amd64_code_gen_t *cg, ir_graph *irg)
 588 {
 589         ir_entity *entity = get_irg_entity(irg);
 590         ir_node  **blk_sched;
 591         int i, n;
 592         (void)cg;
 593
 594         /* register all emitter functions */
 595         amd64_register_emitters();
 596
 597         blk_sched = be_create_block_schedule(irg);
 598
 599         be_dbg_method_begin(entity, be_abi_get_stack_layout(cg->birg->abi));
 600         be_gas_emit_function_prolog(entity, 4);
 601
 602         irg_block_walk_graph(irg, amd64_gen_labels, NULL, NULL);
 603
 604         n = ARR_LEN(blk_sched);
 605         for (i = 0; i < n; i++) {
 606                 ir_node *block = blk_sched[i];
 607                 ir_node *next  = (i + 1) < n ? blk_sched[i+1] : NULL;
 608
 609                 set_irn_link(block, next);
 610         }
 611
 612         for (i = 0; i < n; ++i) {
 613                 ir_node *block = blk_sched[i];
 614
 615                 amd64_gen_block(block, 0);
 616         }
 617
 618         be_gas_emit_function_epilog(entity);
 619         be_dbg_method_end();
 620         be_emit_char('\n');
 621         be_emit_write_line();
 622 }