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

   1 /*
   2  * Copyright (C) 1995-2011 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  */
  24 #include "config.h"
  25
  26 #include <limits.h>
  27
  28 #include "xmalloc.h"
  29 #include "tv.h"
  30 #include "iredges.h"
  31 #include "debug.h"
  32 #include "irgwalk.h"
  33 #include "irprintf.h"
  34 #include "irop_t.h"
  35 #include "irargs_t.h"
  36 #include "irprog.h"
  37
  38 #include "besched.h"
  39 #include "begnuas.h"
  40 #include "beblocksched.h"
  41
  42 #include "amd64_emitter.h"
  43 #include "gen_amd64_emitter.h"
  44 #include "gen_amd64_regalloc_if.h"
  45 #include "amd64_nodes_attr.h"
  46 #include "amd64_new_nodes.h"
  47
  48 #include "benode.h"
  49
  50 /*************************************************************
  51  *             _       _    __   _          _
  52  *            (_)     | |  / _| | |        | |
  53  *  _ __  _ __ _ _ __ | |_| |_  | |__   ___| |_ __   ___ _ __
  54  * | '_ \| '__| | '_ \| __|  _| | '_ \ / _ \ | '_ \ / _ \ '__|
  55  * | |_) | |  | | | | | |_| |   | | | |  __/ | |_) |  __/ |
  56  * | .__/|_|  |_|_| |_|\__|_|   |_| |_|\___|_| .__/ \___|_|
  57  * | |                                       | |
  58  * |_|                                       |_|
  59  *************************************************************/
  60
  61 /**
  62  * Returns the target block for a control flow node.
  63  */
  64 static ir_node *get_cfop_target_block(const ir_node *irn)
  65 {
  66         return (ir_node*)get_irn_link(irn);
  67 }
  68
  69 void amd64_emitf(ir_node const *const node, char const *fmt, ...)
  70 {
  71         va_list ap;
  72         va_start(ap, fmt);
  73
  74         be_emit_char('\t');
  75         for (;;) {
  76                 char const *start = fmt;
  77
  78                 while (*fmt != '%' && *fmt != '\n' && *fmt != '\0')
  79                         ++fmt;
  80                 if (fmt != start) {
  81                         be_emit_string_len(start, fmt - start);
  82                 }
  83
  84                 if (*fmt == '\n') {
  85                         be_emit_char('\n');
  86                         be_emit_write_line();
  87                         be_emit_char('\t');
  88                         ++fmt;
  89                         continue;
  90                 }
  91
  92                 if (*fmt == '\0')
  93                         break;
  94
  95                 ++fmt;
  96
  97                 switch (*fmt++) {
  98                         arch_register_t const *reg;
  99
 100                         case '%':
 101                                 be_emit_char('%');
 102                                 break;
 103
 104                         case 'C': {
 105                                 amd64_attr_t const *const attr = get_amd64_attr_const(node);
 106                                 be_emit_irprintf("$0x%X", attr->ext.imm_value);
 107                                 break;
 108                         }
 109
 110                         case 'D':
 111                                 if (*fmt < '0' || '9' <= *fmt)
 112                                         goto unknown;
 113                                 reg = arch_get_irn_register_out(node, *fmt++ - '0');
 114                                 goto emit_R;
 115
 116                         case 'E': {
 117                                 ir_entity const *const ent = va_arg(ap, ir_entity const*);
 118                                 be_gas_emit_entity(ent);
 119                                 break;
 120                         }
 121
 122                         case 'L': {
 123                                 ir_node *const block = get_cfop_target_block(node);
 124                                 be_gas_emit_block_name(block);
 125                                 break;
 126                         }
 127
 128                         case 'O': {
 129                                 amd64_SymConst_attr_t const *const attr = get_amd64_SymConst_attr_const(node);
 130                                 if (attr->fp_offset)
 131                                         be_emit_irprintf("%d", attr->fp_offset);
 132                                 break;
 133                         }
 134
 135                         case 'R':
 136                                 reg = va_arg(ap, arch_register_t const*);
 137 emit_R:
 138                                 be_emit_char('%');
 139                                 be_emit_string(reg->name);
 140                                 break;
 141
 142                         case 'S': {
 143                                 int pos;
 144                                 if ('0' <= *fmt && *fmt <= '9') {
 145                                         pos = *fmt++ - '0';
 146                                 } else if (*fmt == '*') {
 147                                         ++fmt;
 148                                         pos = va_arg(ap, int);
 149                                 } else {
 150                                         goto unknown;
 151                                 }
 152                                 reg = arch_get_irn_register_in(node, pos);
 153                                 goto emit_R;
 154                         }
 155
 156                         case 'd': {
 157                                 int const num = va_arg(ap, int);
 158                                 be_emit_irprintf("%d", num);
 159                                 break;
 160                         }
 161
 162                         case 's': {
 163                                 char const *const str = va_arg(ap, char const*);
 164                                 be_emit_string(str);
 165                                 break;
 166                         }
 167
 168                         case 'u': {
 169                                 unsigned const num = va_arg(ap, unsigned);
 170                                 be_emit_irprintf("%u", num);
 171                                 break;
 172                         }
 173
 174                         default:
 175 unknown:
 176                                 panic("unknown format conversion");
 177                 }
 178         }
 179
 180         be_emit_finish_line_gas(node);
 181         va_end(ap);
 182 }
 183
 184 /***********************************************************************************
 185  *                  _          __                                             _
 186  *                 (_)        / _|                                           | |
 187  *  _ __ ___   __ _ _ _ __   | |_ _ __ __ _ _ __ ___   _____      _____  _ __| | __
 188  * | '_ ` _ \ / _` | | '_ \  |  _| '__/ _` | '_ ` _ \ / _ \ \ /\ / / _ \| '__| |/ /
 189  * | | | | | | (_| | | | | | | | | | | (_| | | | | | |  __/\ V  V / (_) | |  |   <
 190  * |_| |_| |_|\__,_|_|_| |_| |_| |_|  \__,_|_| |_| |_|\___| \_/\_/ \___/|_|  |_|\_\
 191  *
 192  ***********************************************************************************/
 193
 194 /**
 195  * Default emitter for anything that we don't want to generate code for.
 196  */
 197 static void emit_nothing(const ir_node *node)
 198 {
 199         (void) node;
 200 }
 201
 202 /**
 203  * Emit a SymConst.
 204  */
 205 static void emit_amd64_SymConst(const ir_node *irn)
 206 {
 207         const amd64_SymConst_attr_t *attr = get_amd64_SymConst_attr_const(irn);
 208 #if 0
 209         sym_or_tv_t key, *entry;
 210         unsigned label;
 211
 212         key.u.id     = get_entity_ld_ident(attr->entity);
 213         key.is_ident = 1;
 214         key.label    = 0;
 215         entry = set_insert(sym_or_tv_t, sym_or_tv, &key, sizeof(key), hash_ptr(key.u.generic));
 216         if (entry->label == 0) {
 217                 /* allocate a label */
 218                 entry->label = get_unique_label();
 219         }
 220         label = entry->label;
 221 #endif
 222
 223         amd64_emitf(irn, "mov $%E, %D0", attr->entity);
 224 }
 225
 226 /**
 227  * Emit a Conv.
 228  */
 229 static void emit_amd64_Conv(const ir_node *irn)
 230 {
 231         amd64_emitf(irn, "mov %S0, %D0");
 232 }
 233
 234
 235 /**
 236  * Returns the next block in a block schedule.
 237  */
 238 static ir_node *sched_next_block(const ir_node *block)
 239 {
 240     return (ir_node*)get_irn_link(block);
 241 }
 242
 243 /**
 244  * Emit a Jmp.
 245  */
 246 static void emit_amd64_Jmp(const ir_node *node)
 247 {
 248         ir_node *block, *next_block;
 249
 250         /* for now, the code works for scheduled and non-schedules blocks */
 251         block = get_nodes_block(node);
 252
 253         /* we have a block schedule */
 254         next_block = sched_next_block(block);
 255         if (get_cfop_target_block(node) != next_block) {
 256                 amd64_emitf(node, "jmp %L");
 257         } else if (be_options.verbose_asm) {
 258                 amd64_emitf(node, "/* fallthrough to %L */");
 259         }
 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_node      *proj_true  = NULL;
 268         const ir_node      *proj_false = NULL;
 269         const ir_node      *block;
 270         const ir_node      *next_block;
 271         const char         *suffix;
 272         const amd64_attr_t *attr      = get_amd64_attr_const(irn);
 273         ir_relation         relation  = attr->ext.relation;
 274         ir_node            *op1       = get_irn_n(irn, 0);
 275         const amd64_attr_t *cmp_attr  = get_amd64_attr_const(op1);
 276         bool                is_signed = !cmp_attr->data.cmp_unsigned;
 277
 278         assert(is_amd64_Cmp(op1));
 279
 280         foreach_out_edge(irn, edge) {
 281                 ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
 282                 long nr = get_Proj_proj(proj);
 283                 if (nr == pn_Cond_true) {
 284                         proj_true = proj;
 285                 } else {
 286                         proj_false = proj;
 287                 }
 288         }
 289
 290         if (cmp_attr->data.ins_permuted) {
 291                 relation = get_inversed_relation(relation);
 292         }
 293
 294         /* for now, the code works for scheduled and non-schedules blocks */
 295         block = get_nodes_block(irn);
 296
 297         /* we have a block schedule */
 298         next_block = sched_next_block(block);
 299
 300         assert(relation != ir_relation_false);
 301         assert(relation != ir_relation_true);
 302
 303         if (get_cfop_target_block(proj_true) == next_block) {
 304                 /* exchange both proj's so the second one can be omitted */
 305                 const ir_node *t = proj_true;
 306
 307                 proj_true  = proj_false;
 308                 proj_false = t;
 309                 relation   = get_negated_relation(relation);
 310         }
 311
 312         switch (relation & ir_relation_less_equal_greater) {
 313                 case ir_relation_equal:              suffix = "e"; break;
 314                 case ir_relation_less:               suffix = is_signed ? "l"  : "b"; break;
 315                 case ir_relation_less_equal:         suffix = is_signed ? "le" : "be"; break;
 316                 case ir_relation_greater:            suffix = is_signed ? "g"  : "a"; break;
 317                 case ir_relation_greater_equal:      suffix = is_signed ? "ge" : "ae"; break;
 318                 case ir_relation_less_greater:       suffix = "ne"; break;
 319                 case ir_relation_less_equal_greater: suffix = "mp"; break;
 320                 default: panic("Cmp has unsupported pnc");
 321         }
 322
 323         /* emit the true proj */
 324         amd64_emitf(proj_true, "j%s %L", suffix);
 325
 326         if (get_cfop_target_block(proj_false) != next_block) {
 327                 amd64_emitf(proj_false, "jmp %L");
 328         } else if (be_options.verbose_asm) {
 329                 amd64_emitf(proj_false, "/* fallthrough to %L */");
 330         }
 331 }
 332
 333 /**
 334  * Emits code for a call.
 335  */
 336 static void emit_be_Call(const ir_node *node)
 337 {
 338         ir_entity *entity = be_Call_get_entity(node);
 339
 340         /* %eax/%rax is used in AMD64 to pass the number of vector parameters for
 341          * variable argument counts */
 342         if (get_method_variadicity (be_Call_get_type((ir_node *) node))) {
 343                 /* But this still is a hack... */
 344                 amd64_emitf(node, "xor %%rax, %%rax");
 345         }
 346
 347         if (entity) {
 348                 amd64_emitf(node, "call %E", entity);
 349         } else {
 350                 be_emit_pad_comment();
 351                 be_emit_cstring("/* FIXME: call NULL entity?! */\n");
 352         }
 353 }
 354
 355 /**
 356  * emit copy node
 357  */
 358 static void emit_be_Copy(const ir_node *irn)
 359 {
 360         ir_mode *mode = get_irn_mode(irn);
 361
 362         if (arch_get_irn_register_in(irn, 0) == arch_get_irn_register_out(irn, 0)) {
 363                 /* omitted Copy */
 364                 return;
 365         }
 366
 367         if (mode_is_float(mode)) {
 368                 panic("move not supported for FP");
 369         } else if (mode_is_data(mode)) {
 370                 amd64_emitf(irn, "mov %S0, %D0");
 371         } else {
 372                 panic("move not supported for this mode");
 373         }
 374 }
 375
 376 static void emit_be_Perm(const ir_node *node)
 377 {
 378         const arch_register_t *in0, *in1;
 379
 380         in0 = arch_get_irn_register(get_irn_n(node, 0));
 381         in1 = arch_get_irn_register(get_irn_n(node, 1));
 382
 383         arch_register_class_t const* const cls0 = in0->reg_class;
 384         assert(cls0 == in1->reg_class && "Register class mismatch at Perm");
 385
 386         amd64_emitf(node, "xchg %R, %R", in0, in1);
 387
 388         if (cls0 != &amd64_reg_classes[CLASS_amd64_gp]) {
 389                 panic("unexpected register class in be_Perm (%+F)", node);
 390         }
 391 }
 392
 393 static void emit_amd64_FrameAddr(const ir_node *irn)
 394 {
 395         const amd64_SymConst_attr_t *attr =
 396                 (const amd64_SymConst_attr_t*) get_amd64_attr_const(irn);
 397
 398         amd64_emitf(irn, "mov %S0, %D0");
 399         amd64_emitf(irn, "add $%u, %D0", attr->fp_offset);
 400 }
 401
 402 /**
 403  * Emits code to increase stack pointer.
 404  */
 405 static void emit_be_IncSP(const ir_node *node)
 406 {
 407         int offs = be_get_IncSP_offset(node);
 408
 409         if (offs == 0)
 410                 return;
 411
 412         if (offs > 0) {
 413                 amd64_emitf(node, "sub, $%d, %D0", offs);
 414         } else {
 415                 amd64_emitf(node, "add, $%d, %D0", -offs);
 416         }
 417 }
 418
 419 /**
 420  * Emits code for a return.
 421  */
 422 static void emit_be_Return(const ir_node *node)
 423 {
 424         be_emit_cstring("\tret");
 425         be_emit_finish_line_gas(node);
 426 }
 427
 428
 429 static void emit_amd64_binop_op(const ir_node *irn, int second_op)
 430 {
 431         if (irn->op == op_amd64_Add) {
 432                 amd64_emitf(irn, "add %S*, %D0", second_op);
 433         } else if (irn->op == op_amd64_Sub) {
 434                 amd64_emitf(irn, "neg %S*",      second_op);
 435                 amd64_emitf(irn, "add %S*, %D0", second_op);
 436                 amd64_emitf(irn, "neg %S*",      second_op);
 437         }
 438
 439 }
 440
 441 /**
 442  * Emits an arithmetic operation that handles arbitraty input registers.
 443  */
 444 static void emit_amd64_binop(const ir_node *irn)
 445 {
 446         const arch_register_t *reg_s1 = arch_get_irn_register_in(irn, 0);
 447         const arch_register_t *reg_s2 = arch_get_irn_register_in(irn, 1);
 448         const arch_register_t *reg_d1 = arch_get_irn_register_out(irn, 0);
 449
 450         int second_op = 0;
 451
 452         if (reg_d1 != reg_s1 && reg_d1 != reg_s2) {
 453                 amd64_emitf(irn, "mov %R, %R", reg_s1, reg_d1);
 454                 second_op = 1;
 455         } else if (reg_d1 == reg_s2 && reg_d1 != reg_s1) {
 456                 second_op = 0;
 457         }
 458
 459         emit_amd64_binop_op(irn, second_op);
 460 }
 461
 462 /**
 463  * The type of a emitter function.
 464  */
 465 typedef void (emit_func)(const ir_node *irn);
 466
 467 /**
 468  * Set a node emitter. Make it a bit more type safe.
 469  */
 470 static inline void set_emitter(ir_op *op, emit_func arm_emit_node)
 471 {
 472         op->ops.generic = (op_func)arm_emit_node;
 473 }
 474
 475 /**
 476  * Enters the emitter functions for handled nodes into the generic
 477  * pointer of an opcode.
 478  */
 479 static void amd64_register_emitters(void)
 480 {
 481         /* first clear the generic function pointer for all ops */
 482         ir_clear_opcodes_generic_func();
 483
 484         /* register all emitter functions defined in spec */
 485         amd64_register_spec_emitters();
 486
 487         set_emitter(op_amd64_SymConst,   emit_amd64_SymConst);
 488         set_emitter(op_amd64_Jmp,        emit_amd64_Jmp);
 489         set_emitter(op_amd64_Jcc,        emit_amd64_Jcc);
 490         set_emitter(op_amd64_Conv,       emit_amd64_Conv);
 491         set_emitter(op_amd64_FrameAddr,  emit_amd64_FrameAddr);
 492         set_emitter(op_be_Return,        emit_be_Return);
 493         set_emitter(op_be_Call,          emit_be_Call);
 494         set_emitter(op_be_Copy,          emit_be_Copy);
 495         set_emitter(op_be_IncSP,         emit_be_IncSP);
 496         set_emitter(op_be_Perm,          emit_be_Perm);
 497
 498         set_emitter(op_amd64_Add,        emit_amd64_binop);
 499         set_emitter(op_amd64_Sub,        emit_amd64_binop);
 500
 501         set_emitter(op_be_Start,         emit_nothing);
 502         set_emitter(op_be_Keep,          emit_nothing);
 503         set_emitter(op_Phi,              emit_nothing);
 504 }
 505
 506 typedef void (*emit_func_ptr) (const ir_node *);
 507
 508 /**
 509  * Emits code for a node.
 510  */
 511 static void amd64_emit_node(const ir_node *node)
 512 {
 513         ir_op               *op       = get_irn_op(node);
 514
 515         if (op->ops.generic) {
 516                 emit_func_ptr func = (emit_func_ptr) op->ops.generic;
 517                 (*func) (node);
 518         } else {
 519                 ir_fprintf(stderr, "No emitter for node %+F\n", node);
 520         }
 521 }
 522
 523 /**
 524  * Walks over the nodes in a block connected by scheduling edges
 525  * and emits code for each node.
 526  */
 527 static void amd64_gen_block(ir_node *block, void *data)
 528 {
 529         (void) data;
 530
 531         if (! is_Block(block))
 532                 return;
 533
 534         be_gas_begin_block(block, true);
 535
 536         sched_foreach(block, node) {
 537                 amd64_emit_node(node);
 538         }
 539 }
 540
 541
 542 /**
 543  * Sets labels for control flow nodes (jump target)
 544  * TODO: Jump optimization
 545  */
 546 static void amd64_gen_labels(ir_node *block, void *env)
 547 {
 548         ir_node *pred;
 549         int n = get_Block_n_cfgpreds(block);
 550         (void) env;
 551
 552         for (n--; n >= 0; n--) {
 553                 pred = get_Block_cfgpred(block, n);
 554                 set_irn_link(pred, block);
 555         }
 556 }
 557
 558 /**
 559  * Main driver
 560  */
 561 void amd64_gen_routine(ir_graph *irg)
 562 {
 563         ir_entity *entity = get_irg_entity(irg);
 564         ir_node  **blk_sched;
 565         size_t i, n;
 566
 567         /* register all emitter functions */
 568         amd64_register_emitters();
 569
 570         blk_sched = be_create_block_schedule(irg);
 571
 572         be_gas_emit_function_prolog(entity, 4, NULL);
 573
 574         irg_block_walk_graph(irg, amd64_gen_labels, NULL, NULL);
 575
 576         n = ARR_LEN(blk_sched);
 577         for (i = 0; i < n; i++) {
 578                 ir_node *block = blk_sched[i];
 579                 ir_node *next  = (i + 1) < n ? blk_sched[i+1] : NULL;
 580
 581                 set_irn_link(block, next);
 582         }
 583
 584         for (i = 0; i < n; ++i) {
 585                 ir_node *block = blk_sched[i];
 586
 587                 amd64_gen_block(block, 0);
 588         }
 589
 590         be_gas_emit_function_epilog(entity);
 591 }