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 "gen_amd64_regalloc_if.h"
  47 #include "amd64_nodes_attr.h"
  48 #include "amd64_new_nodes.h"
  49
  50 #define SNPRINTF_BUF_LEN 128
  51
  52 #include "../benode.h"
  53
  54 /**
  55  * Returns the register at in position pos.
  56  */
  57 static const arch_register_t *get_in_reg(const ir_node *node, int pos)
  58 {
  59         ir_node                *op;
  60         const arch_register_t  *reg = NULL;
  61
  62         assert(get_irn_arity(node) > pos && "Invalid IN position");
  63
  64         /* The out register of the operator at position pos is the
  65            in register we need. */
  66         op = get_irn_n(node, pos);
  67
  68         reg = arch_get_irn_register(op);
  69
  70         assert(reg && "no in register found");
  71         return reg;
  72 }
  73
  74 /**
  75  * Returns the register at out position pos.
  76  */
  77 static const arch_register_t *get_out_reg(const ir_node *node, int pos)
  78 {
  79         ir_node                *proj;
  80         const arch_register_t  *reg = NULL;
  81
  82         /* 1st case: irn is not of mode_T, so it has only                 */
  83         /*           one OUT register -> good                             */
  84         /* 2nd case: irn is of mode_T -> collect all Projs and ask the    */
  85         /*           Proj with the corresponding projnum for the register */
  86
  87         if (get_irn_mode(node) != mode_T) {
  88                 reg = arch_get_irn_register(node);
  89         } else if (is_amd64_irn(node)) {
  90                 reg = arch_irn_get_register(node, pos);
  91         } else {
  92                 const ir_edge_t *edge;
  93
  94                 foreach_out_edge(node, edge) {
  95                         proj = get_edge_src_irn(edge);
  96                         assert(is_Proj(proj) && "non-Proj from mode_T node");
  97                         if (get_Proj_proj(proj) == pos) {
  98                                 reg = arch_get_irn_register(proj);
  99                                 break;
 100                         }
 101                 }
 102         }
 103
 104         assert(reg && "no out register found");
 105         return reg;
 106 }
 107
 108 /*************************************************************
 109  *             _       _    __   _          _
 110  *            (_)     | |  / _| | |        | |
 111  *  _ __  _ __ _ _ __ | |_| |_  | |__   ___| |_ __   ___ _ __
 112  * | '_ \| '__| | '_ \| __|  _| | '_ \ / _ \ | '_ \ / _ \ '__|
 113  * | |_) | |  | | | | | |_| |   | | | |  __/ | |_) |  __/ |
 114  * | .__/|_|  |_|_| |_|\__|_|   |_| |_|\___|_| .__/ \___|_|
 115  * | |                                       | |
 116  * |_|                                       |_|
 117  *************************************************************/
 118
 119 void amd64_emit_register(const arch_register_t *reg)
 120 {
 121         be_emit_char('%');
 122         be_emit_string(arch_register_get_name(reg));
 123 }
 124
 125 void amd64_emit_immediate(const ir_node *node)
 126 {
 127         const amd64_attr_t *attr = get_amd64_attr_const (node);
 128         be_emit_char('$');
 129         be_emit_irprintf("0x%X", attr->ext.imm_value);
 130 }
 131
 132 void amd64_emit_fp_offset(const ir_node *node)
 133 {
 134         const amd64_SymConst_attr_t *attr = get_amd64_SymConst_attr_const(node);
 135         if (attr->fp_offset)
 136                 be_emit_irprintf("%d", attr->fp_offset);
 137 }
 138
 139 void amd64_emit_source_register(const ir_node *node, int pos)
 140 {
 141         amd64_emit_register(get_in_reg(node, pos));
 142 }
 143
 144 void amd64_emit_dest_register(const ir_node *node, int pos)
 145 {
 146         amd64_emit_register(get_out_reg(node, pos));
 147 }
 148
 149 /**
 150  * Returns the target label for a control flow node.
 151  */
 152 /*
 153 static void amd64_emit_cfop_target(const ir_node *node)
 154 {
 155         ir_node *block = get_irn_link(node);
 156
 157         be_emit_irprintf("BLOCK_%ld", get_irn_node_nr(block));
 158 }
 159 */
 160
 161 /***********************************************************************************
 162  *                  _          __                                             _
 163  *                 (_)        / _|                                           | |
 164  *  _ __ ___   __ _ _ _ __   | |_ _ __ __ _ _ __ ___   _____      _____  _ __| | __
 165  * | '_ ` _ \ / _` | | '_ \  |  _| '__/ _` | '_ ` _ \ / _ \ \ /\ / / _ \| '__| |/ /
 166  * | | | | | | (_| | | | | | | | | | | (_| | | | | | |  __/\ V  V / (_) | |  |   <
 167  * |_| |_| |_|\__,_|_|_| |_| |_| |_|  \__,_|_| |_| |_|\___| \_/\_/ \___/|_|  |_|\_\
 168  *
 169  ***********************************************************************************/
 170
 171 /**
 172  * Default emitter for anything that we don't want to generate code for.
 173  */
 174 static void emit_nothing(const ir_node *node)
 175 {
 176         (void) node;
 177 }
 178
 179 /**
 180  * Emit a SymConst.
 181  */
 182 static void emit_amd64_SymConst(const ir_node *irn)
 183 {
 184         const amd64_SymConst_attr_t *attr = get_amd64_SymConst_attr_const(irn);
 185 #if 0
 186         sym_or_tv_t key, *entry;
 187         unsigned label;
 188
 189         key.u.id     = get_entity_ld_ident(attr->entity);
 190         key.is_ident = 1;
 191         key.label    = 0;
 192         entry = (sym_or_tv_t *)set_insert(sym_or_tv, &key, sizeof(key), HASH_PTR(key.u.generic));
 193         if (entry->label == 0) {
 194                 /* allocate a label */
 195                 entry->label = get_unique_label();
 196         }
 197         label = entry->label;
 198 #endif
 199
 200         be_emit_cstring("\tmov $");
 201         be_gas_emit_entity(attr->entity);
 202         be_emit_cstring(", ");
 203         amd64_emit_dest_register(irn, 0);
 204         be_emit_finish_line_gas(irn);
 205 }
 206
 207 /**
 208  * Emit a Conv.
 209  */
 210 static void emit_amd64_Conv(const ir_node *irn)
 211 {
 212         const amd64_attr_t *attr = get_irn_generic_attr_const(irn);
 213         (void) attr;
 214
 215         be_emit_cstring("\tmov ");
 216         amd64_emit_source_register(irn, 0);
 217         be_emit_cstring(", ");
 218         amd64_emit_dest_register(irn, 0);
 219         be_emit_finish_line_gas(irn);
 220 }
 221
 222
 223 /**
 224  * Returns the next block in a block schedule.
 225  */
 226 static ir_node *sched_next_block(const ir_node *block)
 227 {
 228     return get_irn_link(block);
 229 }
 230
 231 /**
 232  * Returns the target block for a control flow node.
 233  */
 234 static ir_node *get_cfop_target_block(const ir_node *irn)
 235 {
 236         return get_irn_link(irn);
 237 }
 238
 239 /**
 240  * Emit the target label for a control flow node.
 241  */
 242 static void amd64_emit_cfop_target(const ir_node *irn)
 243 {
 244         ir_node *block = get_cfop_target_block(irn);
 245
 246         be_gas_emit_block_name(block);
 247 }
 248
 249 /**
 250  * Emit a Jmp.
 251  */
 252 static void emit_amd64_Jmp(const ir_node *node)
 253 {
 254         ir_node *block, *next_block;
 255
 256         /* for now, the code works for scheduled and non-schedules blocks */
 257         block = get_nodes_block(node);
 258
 259         /* we have a block schedule */
 260         next_block = sched_next_block(block);
 261         if (get_cfop_target_block(node) != next_block) {
 262                 be_emit_cstring("\tjmp ");
 263                 amd64_emit_cfop_target(node);
 264         } else {
 265                 be_emit_cstring("\t/* fallthrough to ");
 266                 amd64_emit_cfop_target(node);
 267                 be_emit_cstring(" */");
 268         }
 269         be_emit_finish_line_gas(node);
 270 }
 271
 272 /**
 273  * Emit a Compare with conditional branch.
 274  */
 275 static void emit_amd64_Jcc(const ir_node *irn)
 276 {
 277         const ir_edge_t      *edge;
 278         const ir_node        *proj_true  = NULL;
 279         const ir_node        *proj_false = NULL;
 280         const ir_node        *block;
 281         const ir_node        *next_block;
 282         const char           *suffix;
 283         const amd64_attr_t   *attr      = get_irn_generic_attr_const(irn);
 284         int                   proj_num  = attr->ext.pnc;
 285         ir_node              *op1       = get_irn_n(irn, 0);
 286         const amd64_attr_t   *cmp_attr  = get_irn_generic_attr_const(op1);
 287         bool                  is_signed = !cmp_attr->data.cmp_unsigned;
 288
 289         assert(is_amd64_Cmp(op1));
 290
 291         foreach_out_edge(irn, edge) {
 292                 ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
 293                 long nr = get_Proj_proj(proj);
 294                 if (nr == pn_Cond_true) {
 295                         proj_true = proj;
 296                 } else {
 297                         proj_false = proj;
 298                 }
 299         }
 300
 301         if (cmp_attr->data.ins_permuted) {
 302                 proj_num = get_mirrored_pnc(proj_num);
 303         }
 304
 305         /* for now, the code works for scheduled and non-schedules blocks */
 306         block = get_nodes_block(irn);
 307
 308         /* we have a block schedule */
 309         next_block = sched_next_block(block);
 310
 311         assert(proj_num != pn_Cmp_False);
 312         assert(proj_num != pn_Cmp_True);
 313
 314         if (get_cfop_target_block(proj_true) == next_block) {
 315                 /* exchange both proj's so the second one can be omitted */
 316                 const ir_node *t = proj_true;
 317
 318                 proj_true  = proj_false;
 319                 proj_false = t;
 320                 proj_num   = get_negated_pnc(proj_num, mode_Lu);
 321         }
 322
 323         switch (proj_num) {
 324                 case pn_Cmp_Eq:  suffix = "e"; break;
 325                 case pn_Cmp_Lt:  suffix = is_signed ? "l"  : "b"; break;
 326                 case pn_Cmp_Le:  suffix = is_signed ? "le" : "be"; break;
 327                 case pn_Cmp_Gt:  suffix = is_signed ? "g"  : "a"; break;
 328                 case pn_Cmp_Ge:  suffix = is_signed ? "ge" : "ae"; break;
 329                 case pn_Cmp_Lg:  suffix = "ne"; break;
 330                 case pn_Cmp_Leg: suffix = "mp"; break;
 331                 default: panic("Cmp has unsupported pnc");
 332         }
 333
 334         /* emit the true proj */
 335         be_emit_irprintf("\tj%s ", suffix);
 336         amd64_emit_cfop_target(proj_true);
 337         be_emit_finish_line_gas(proj_true);
 338
 339         if (get_cfop_target_block(proj_false) == next_block) {
 340                 be_emit_cstring("\t/* fallthrough to ");
 341                 amd64_emit_cfop_target(proj_false);
 342                 be_emit_cstring(" */");
 343                 be_emit_finish_line_gas(proj_false);
 344         } else {
 345                 be_emit_cstring("\tjmp ");
 346                 amd64_emit_cfop_target(proj_false);
 347                 be_emit_finish_line_gas(proj_false);
 348         }
 349 }
 350
 351 /**
 352  * Emits code for a call.
 353  */
 354 static void emit_be_Call(const ir_node *node)
 355 {
 356         ir_entity *entity = be_Call_get_entity(node);
 357
 358         /* %eax/%rax is used in AMD64 to pass the number of vector parameters for
 359          * variable argument counts */
 360         if (get_method_variadicity (be_Call_get_type((ir_node *) node))) {
 361                 /* But this still is a hack... */
 362                 be_emit_cstring("\txor %rax, %rax");
 363                 be_emit_finish_line_gas(node);
 364         }
 365
 366         if (entity) {
 367                 be_emit_cstring("\tcall ");
 368                 be_gas_emit_entity (be_Call_get_entity(node));
 369                 be_emit_finish_line_gas(node);
 370         } else {
 371                 be_emit_pad_comment();
 372                 be_emit_cstring("/* FIXME: call NULL entity?! */\n");
 373         }
 374 }
 375
 376 /**
 377  * emit copy node
 378  */
 379 static void emit_be_Copy(const ir_node *irn)
 380 {
 381         ir_mode *mode = get_irn_mode(irn);
 382
 383         if (get_in_reg(irn, 0) == get_out_reg(irn, 0)) {
 384                 /* omitted Copy */
 385                 return;
 386         }
 387
 388         if (mode_is_float(mode)) {
 389                 panic("emit_be_Copy: move not supported for FP");
 390         } else if (mode_is_data(mode)) {
 391                 be_emit_cstring("\tmov ");
 392                 amd64_emit_source_register(irn, 0);
 393                 be_emit_cstring(", ");
 394                 amd64_emit_dest_register(irn, 0);
 395                 be_emit_finish_line_gas(irn);
 396         } else {
 397                 panic("emit_be_Copy: move not supported for this mode");
 398         }
 399 }
 400
 401 static void emit_be_Perm(const ir_node *node)
 402 {
 403         const arch_register_t *in0, *in1;
 404         const arch_register_class_t *cls0, *cls1;
 405
 406         in0 = arch_get_irn_register(get_irn_n(node, 0));
 407         in1 = arch_get_irn_register(get_irn_n(node, 1));
 408
 409         cls0 = arch_register_get_class(in0);
 410         cls1 = arch_register_get_class(in1);
 411
 412         assert(cls0 == cls1 && "Register class mismatch at Perm");
 413
 414         be_emit_cstring("\txchg ");
 415         amd64_emit_register (in0);
 416         be_emit_cstring(", ");
 417         amd64_emit_register (in1);
 418         be_emit_finish_line_gas(node);
 419
 420         if (cls0 != &amd64_reg_classes[CLASS_amd64_gp]) {
 421                 panic("unexpected register class in be_Perm (%+F)", node);
 422         }
 423 }
 424
 425 static void emit_amd64_FrameAddr(const ir_node *irn)
 426 {
 427         const amd64_SymConst_attr_t *attr = get_irn_generic_attr_const(irn);
 428
 429         be_emit_cstring("\tmov ");
 430         amd64_emit_source_register(irn, 0);
 431         be_emit_cstring(", ");
 432         amd64_emit_dest_register(irn, 0);
 433         be_emit_finish_line_gas(irn);
 434
 435         be_emit_cstring("\tadd ");
 436         be_emit_irprintf("$0x%X", attr->fp_offset);
 437         be_emit_cstring(", ");
 438         amd64_emit_dest_register(irn, 0);
 439         be_emit_finish_line_gas(irn);
 440 }
 441
 442 /**
 443  * Emits code to increase stack pointer.
 444  */
 445 static void emit_be_IncSP(const ir_node *node)
 446 {
 447         int offs = be_get_IncSP_offset(node);
 448
 449         if (offs == 0)
 450                 return;
 451
 452         if (offs > 0) {
 453                 be_emit_irprintf("\tsub ");
 454                 be_emit_irprintf("$%u, ", offs);
 455                 amd64_emit_dest_register(node, 0);
 456                 be_emit_finish_line_gas(node);
 457         } else {
 458                 be_emit_irprintf("\tadd ");
 459                 be_emit_irprintf("$%u, ", -offs);
 460                 amd64_emit_dest_register(node, 0);
 461                 be_emit_finish_line_gas(node);
 462         }
 463 }
 464
 465 /**
 466  * Emits code for a return.
 467  */
 468 static void emit_be_Return(const ir_node *node)
 469 {
 470         be_emit_cstring("\tret");
 471         be_emit_finish_line_gas(node);
 472 }
 473
 474
 475 static void emit_amd64_binop_op(const ir_node *irn, int second_op)
 476 {
 477         if (irn->op == op_amd64_Add) {
 478                 be_emit_cstring("\tadd ");
 479                 amd64_emit_source_register(irn, second_op);
 480                 be_emit_cstring(", ");
 481                 amd64_emit_dest_register(irn, 0);
 482                 be_emit_finish_line_gas(irn);
 483         } else if (irn->op == op_amd64_Sub) {
 484                 be_emit_cstring("\tneg ");
 485                 amd64_emit_source_register(irn, second_op);
 486                 be_emit_finish_line_gas(irn);
 487                 be_emit_cstring("\tadd ");
 488                 amd64_emit_source_register(irn, second_op);
 489                 be_emit_cstring(", ");
 490                 amd64_emit_dest_register(irn, 0);
 491                 be_emit_finish_line_gas(irn);
 492                 be_emit_cstring("\tneg ");
 493                 amd64_emit_source_register(irn, second_op);
 494                 be_emit_finish_line_gas(irn);
 495         }
 496
 497 }
 498
 499 /**
 500  * Emits an arithmetic operation that handles arbitraty input registers.
 501  */
 502 static void emit_amd64_binop(const ir_node *irn)
 503 {
 504         const arch_register_t *reg_s1 = get_in_reg(irn, 0);
 505         const arch_register_t *reg_s2 = get_in_reg(irn, 1);
 506         const arch_register_t *reg_d1 = get_out_reg(irn, 0);
 507
 508         int second_op = 0;
 509
 510         if (reg_d1 != reg_s1 && reg_d1 != reg_s2) {
 511                 be_emit_cstring("\tmov ");
 512                 amd64_emit_register(reg_s1);
 513                 be_emit_cstring(", ");
 514                 amd64_emit_register(reg_d1);
 515                 be_emit_finish_line_gas(irn);
 516                 second_op = 1;
 517
 518         } else if (reg_d1 == reg_s2 && reg_d1 != reg_s1) {
 519                 second_op = 0;
 520
 521         }
 522
 523         emit_amd64_binop_op(irn, second_op);
 524 }
 525
 526 /**
 527  * The type of a emitter function.
 528  */
 529 typedef void (emit_func)(const ir_node *irn);
 530
 531 /**
 532  * Set a node emitter. Make it a bit more type safe.
 533  */
 534 static inline void set_emitter(ir_op *op, emit_func arm_emit_node)
 535 {
 536         op->ops.generic = (op_func)arm_emit_node;
 537 }
 538
 539 /**
 540  * Enters the emitter functions for handled nodes into the generic
 541  * pointer of an opcode.
 542  */
 543 static void amd64_register_emitters(void)
 544 {
 545         /* first clear the generic function pointer for all ops */
 546         clear_irp_opcodes_generic_func();
 547
 548         /* register all emitter functions defined in spec */
 549         amd64_register_spec_emitters();
 550
 551         set_emitter(op_amd64_SymConst,   emit_amd64_SymConst);
 552         set_emitter(op_amd64_Jmp,        emit_amd64_Jmp);
 553         set_emitter(op_amd64_Jcc,        emit_amd64_Jcc);
 554         set_emitter(op_amd64_Conv,       emit_amd64_Conv);
 555         set_emitter(op_amd64_FrameAddr,  emit_amd64_FrameAddr);
 556         set_emitter(op_be_Return,        emit_be_Return);
 557         set_emitter(op_be_Call,          emit_be_Call);
 558         set_emitter(op_be_Copy,          emit_be_Copy);
 559         set_emitter(op_be_IncSP,         emit_be_IncSP);
 560         set_emitter(op_be_Perm,          emit_be_Perm);
 561
 562         set_emitter(op_amd64_Add,        emit_amd64_binop);
 563         set_emitter(op_amd64_Sub,        emit_amd64_binop);
 564
 565         set_emitter(op_be_Start,         emit_nothing);
 566         set_emitter(op_be_Keep,          emit_nothing);
 567         set_emitter(op_be_Barrier,       emit_nothing);
 568         set_emitter(op_Phi,              emit_nothing);
 569 }
 570
 571 typedef void (*emit_func_ptr) (const ir_node *);
 572
 573 /**
 574  * Emits code for a node.
 575  */
 576 static void amd64_emit_node(const ir_node *node)
 577 {
 578         ir_op               *op       = get_irn_op(node);
 579
 580         if (op->ops.generic) {
 581                 emit_func_ptr func = (emit_func_ptr) op->ops.generic;
 582                 (*func) (node);
 583         } else {
 584                 ir_fprintf(stderr, "No emitter for node %+F\n", node);
 585         }
 586 }
 587
 588 /**
 589  * Walks over the nodes in a block connected by scheduling edges
 590  * and emits code for each node.
 591  */
 592 static void amd64_gen_block(ir_node *block, void *data)
 593 {
 594         ir_node *node;
 595         (void) data;
 596
 597         if (! is_Block(block))
 598                 return;
 599
 600         be_gas_emit_block_name(block);
 601         be_emit_char(':');
 602
 603         be_emit_write_line();
 604
 605         sched_foreach(block, node) {
 606                 amd64_emit_node(node);
 607         }
 608 }
 609
 610
 611 /**
 612  * Sets labels for control flow nodes (jump target)
 613  * TODO: Jump optimization
 614  */
 615 static void amd64_gen_labels(ir_node *block, void *env)
 616 {
 617         ir_node *pred;
 618         int n = get_Block_n_cfgpreds(block);
 619         (void) env;
 620
 621         for (n--; n >= 0; n--) {
 622                 pred = get_Block_cfgpred(block, n);
 623                 set_irn_link(pred, block);
 624         }
 625 }
 626
 627 /**
 628  * Main driver
 629  */
 630 void amd64_gen_routine(ir_graph *irg)
 631 {
 632         ir_entity *entity = get_irg_entity(irg);
 633         ir_node  **blk_sched;
 634         int i, n;
 635
 636         /* register all emitter functions */
 637         amd64_register_emitters();
 638
 639         blk_sched = be_create_block_schedule(irg);
 640
 641         be_dbg_method_begin(entity);
 642         be_gas_emit_function_prolog(entity, 4);
 643
 644         irg_block_walk_graph(irg, amd64_gen_labels, NULL, NULL);
 645
 646         n = ARR_LEN(blk_sched);
 647         for (i = 0; i < n; i++) {
 648                 ir_node *block = blk_sched[i];
 649                 ir_node *next  = (i + 1) < n ? blk_sched[i+1] : NULL;
 650
 651                 set_irn_link(block, next);
 652         }
 653
 654         for (i = 0; i < n; ++i) {
 655                 ir_node *block = blk_sched[i];
 656
 657                 amd64_gen_block(block, 0);
 658         }
 659
 660         be_gas_emit_function_epilog(entity);
 661         be_dbg_method_end();
 662         be_emit_char('\n');
 663         be_emit_write_line();
 664 }