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 "error.h"
  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
  43 #include "amd64_emitter.h"
  44 #include "gen_amd64_emitter.h"
  45 #include "gen_amd64_regalloc_if.h"
  46 #include "amd64_nodes_attr.h"
  47 #include "amd64_new_nodes.h"
  48
  49 #include "benode.h"
  50
  51 /*************************************************************
  52  *             _       _    __   _          _
  53  *            (_)     | |  / _| | |        | |
  54  *  _ __  _ __ _ _ __ | |_| |_  | |__   ___| |_ __   ___ _ __
  55  * | '_ \| '__| | '_ \| __|  _| | '_ \ / _ \ | '_ \ / _ \ '__|
  56  * | |_) | |  | | | | | |_| |   | | | |  __/ | |_) |  __/ |
  57  * | .__/|_|  |_|_| |_|\__|_|   |_| |_|\___|_| .__/ \___|_|
  58  * | |                                       | |
  59  * |_|                                       |_|
  60  *************************************************************/
  61
  62 /**
  63  * Returns the target block for a control flow node.
  64  */
  65 static ir_node *get_cfop_target_block(const ir_node *irn)
  66 {
  67         return (ir_node*)get_irn_link(irn);
  68 }
  69
  70 void amd64_emitf(ir_node const *const node, char const *fmt, ...)
  71 {
  72         va_list ap;
  73         va_start(ap, fmt);
  74
  75         be_emit_char('\t');
  76         for (;;) {
  77                 char const *start = fmt;
  78
  79                 while (*fmt != '%' && *fmt != '\n' && *fmt != '\0')
  80                         ++fmt;
  81                 if (fmt != start) {
  82                         be_emit_string_len(start, fmt - start);
  83                 }
  84
  85                 if (*fmt == '\n') {
  86                         be_emit_char('\n');
  87                         be_emit_write_line();
  88                         be_emit_char('\t');
  89                         ++fmt;
  90                         continue;
  91                 }
  92
  93                 if (*fmt == '\0')
  94                         break;
  95
  96                 ++fmt;
  97
  98                 switch (*fmt++) {
  99                         arch_register_t const *reg;
 100
 101                         case '%':
 102                                 be_emit_char('%');
 103                                 break;
 104
 105                         case 'C': {
 106                                 amd64_attr_t const *const attr = get_amd64_attr_const(node);
 107                                 be_emit_irprintf("$0x%X", attr->ext.imm_value);
 108                                 break;
 109                         }
 110
 111                         case 'D':
 112                                 if (*fmt < '0' || '9' <= *fmt)
 113                                         goto unknown;
 114                                 reg = arch_get_irn_register_out(node, *fmt++ - '0');
 115                                 goto emit_R;
 116
 117                         case 'E': {
 118                                 ir_entity const *const ent = va_arg(ap, ir_entity const*);
 119                                 be_gas_emit_entity(ent);
 120                                 break;
 121                         }
 122
 123                         case 'L': {
 124                                 ir_node *const block = get_cfop_target_block(node);
 125                                 be_gas_emit_block_name(block);
 126                                 break;
 127                         }
 128
 129                         case 'O': {
 130                                 amd64_SymConst_attr_t const *const attr = get_amd64_SymConst_attr_const(node);
 131                                 if (attr->fp_offset)
 132                                         be_emit_irprintf("%d", attr->fp_offset);
 133                                 break;
 134                         }
 135
 136                         case 'R':
 137                                 reg = va_arg(ap, arch_register_t const*);
 138 emit_R:
 139                                 be_emit_char('%');
 140                                 be_emit_string(reg->name);
 141                                 break;
 142
 143                         case 'S': {
 144                                 int pos;
 145                                 if ('0' <= *fmt && *fmt <= '9') {
 146                                         pos = *fmt++ - '0';
 147                                 } else if (*fmt == '*') {
 148                                         ++fmt;
 149                                         pos = va_arg(ap, int);
 150                                 } else {
 151                                         goto unknown;
 152                                 }
 153                                 reg = arch_get_irn_register_in(node, pos);
 154                                 goto emit_R;
 155                         }
 156
 157                         case 'd': {
 158                                 int const num = va_arg(ap, int);
 159                                 be_emit_irprintf("%d", num);
 160                                 break;
 161                         }
 162
 163                         case 's': {
 164                                 char const *const str = va_arg(ap, char const*);
 165                                 be_emit_string(str);
 166                                 break;
 167                         }
 168
 169                         case 'u': {
 170                                 unsigned const num = va_arg(ap, unsigned);
 171                                 be_emit_irprintf("%u", num);
 172                                 break;
 173                         }
 174
 175                         default:
 176 unknown:
 177                                 panic("unknown format conversion");
 178                 }
 179         }
 180
 181         be_emit_finish_line_gas(node);
 182         va_end(ap);
 183 }
 184
 185 /***********************************************************************************
 186  *                  _          __                                             _
 187  *                 (_)        / _|                                           | |
 188  *  _ __ ___   __ _ _ _ __   | |_ _ __ __ _ _ __ ___   _____      _____  _ __| | __
 189  * | '_ ` _ \ / _` | | '_ \  |  _| '__/ _` | '_ ` _ \ / _ \ \ /\ / / _ \| '__| |/ /
 190  * | | | | | | (_| | | | | | | | | | | (_| | | | | | |  __/\ V  V / (_) | |  |   <
 191  * |_| |_| |_|\__,_|_|_| |_| |_| |_|  \__,_|_| |_| |_|\___| \_/\_/ \___/|_|  |_|\_\
 192  *
 193  ***********************************************************************************/
 194
 195 /**
 196  * Default emitter for anything that we don't want to generate code for.
 197  */
 198 static void emit_nothing(const ir_node *node)
 199 {
 200         (void) node;
 201 }
 202
 203 /**
 204  * Emit a SymConst.
 205  */
 206 static void emit_amd64_SymConst(const ir_node *irn)
 207 {
 208         const amd64_SymConst_attr_t *attr = get_amd64_SymConst_attr_const(irn);
 209 #if 0
 210         sym_or_tv_t key, *entry;
 211         unsigned label;
 212
 213         key.u.id     = get_entity_ld_ident(attr->entity);
 214         key.is_ident = 1;
 215         key.label    = 0;
 216         entry = set_insert(sym_or_tv_t, sym_or_tv, &key, sizeof(key), hash_ptr(key.u.generic));
 217         if (entry->label == 0) {
 218                 /* allocate a label */
 219                 entry->label = get_unique_label();
 220         }
 221         label = entry->label;
 222 #endif
 223
 224         amd64_emitf(irn, "mov $%E, %D0", attr->entity);
 225 }
 226
 227 /**
 228  * Emit a Conv.
 229  */
 230 static void emit_amd64_Conv(const ir_node *irn)
 231 {
 232         amd64_emitf(irn, "mov %S0, %D0");
 233 }
 234
 235
 236 /**
 237  * Returns the next block in a block schedule.
 238  */
 239 static ir_node *sched_next_block(const ir_node *block)
 240 {
 241     return (ir_node*)get_irn_link(block);
 242 }
 243
 244 /**
 245  * Emit a Jmp.
 246  */
 247 static void emit_amd64_Jmp(const ir_node *node)
 248 {
 249         ir_node *block, *next_block;
 250
 251         /* for now, the code works for scheduled and non-schedules blocks */
 252         block = get_nodes_block(node);
 253
 254         /* we have a block schedule */
 255         next_block = sched_next_block(block);
 256         if (get_cfop_target_block(node) != next_block) {
 257                 amd64_emitf(node, "jmp %L");
 258         } else if (be_options.verbose_asm) {
 259                 amd64_emitf(node, "/* fallthrough to %L */");
 260         }
 261 }
 262
 263 /**
 264  * Emit a Compare with conditional branch.
 265  */
 266 static void emit_amd64_Jcc(const ir_node *irn)
 267 {
 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_amd64_attr_const(irn);
 274         ir_relation         relation  = attr->ext.relation;
 275         ir_node            *op1       = get_irn_n(irn, 0);
 276         const amd64_attr_t *cmp_attr  = get_amd64_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                 relation = get_inversed_relation(relation);
 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(relation != ir_relation_false);
 302         assert(relation != ir_relation_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                 relation   = get_negated_relation(relation);
 311         }
 312
 313         switch (relation & ir_relation_less_equal_greater) {
 314                 case ir_relation_equal:              suffix = "e"; break;
 315                 case ir_relation_less:               suffix = is_signed ? "l"  : "b"; break;
 316                 case ir_relation_less_equal:         suffix = is_signed ? "le" : "be"; break;
 317                 case ir_relation_greater:            suffix = is_signed ? "g"  : "a"; break;
 318                 case ir_relation_greater_equal:      suffix = is_signed ? "ge" : "ae"; break;
 319                 case ir_relation_less_greater:       suffix = "ne"; break;
 320                 case ir_relation_less_equal_greater: suffix = "mp"; break;
 321                 default: panic("Cmp has unsupported pnc");
 322         }
 323
 324         /* emit the true proj */
 325         amd64_emitf(proj_true, "j%s %L", suffix);
 326
 327         if (get_cfop_target_block(proj_false) != next_block) {
 328                 amd64_emitf(proj_false, "jmp %L");
 329         } else if (be_options.verbose_asm) {
 330                 amd64_emitf(proj_false, "/* fallthrough to %L */");
 331         }
 332 }
 333
 334 /**
 335  * Emits code for a call.
 336  */
 337 static void emit_be_Call(const ir_node *node)
 338 {
 339         ir_entity *entity = be_Call_get_entity(node);
 340
 341         /* %eax/%rax is used in AMD64 to pass the number of vector parameters for
 342          * variable argument counts */
 343         if (get_method_variadicity (be_Call_get_type((ir_node *) node))) {
 344                 /* But this still is a hack... */
 345                 amd64_emitf(node, "xor %%rax, %%rax");
 346         }
 347
 348         if (entity) {
 349                 amd64_emitf(node, "call %E", entity);
 350         } else {
 351                 be_emit_pad_comment();
 352                 be_emit_cstring("/* FIXME: call NULL entity?! */\n");
 353         }
 354 }
 355
 356 /**
 357  * emit copy node
 358  */
 359 static void emit_be_Copy(const ir_node *irn)
 360 {
 361         ir_mode *mode = get_irn_mode(irn);
 362
 363         if (arch_get_irn_register_in(irn, 0) == arch_get_irn_register_out(irn, 0)) {
 364                 /* omitted Copy */
 365                 return;
 366         }
 367
 368         if (mode_is_float(mode)) {
 369                 panic("move not supported for FP");
 370         } else if (mode_is_data(mode)) {
 371                 amd64_emitf(irn, "mov %S0, %D0");
 372         } else {
 373                 panic("move not supported for this mode");
 374         }
 375 }
 376
 377 static void emit_be_Perm(const ir_node *node)
 378 {
 379         const arch_register_t *in0, *in1;
 380
 381         in0 = arch_get_irn_register(get_irn_n(node, 0));
 382         in1 = arch_get_irn_register(get_irn_n(node, 1));
 383
 384         arch_register_class_t const* const cls0 = in0->reg_class;
 385         assert(cls0 == in1->reg_class && "Register class mismatch at Perm");
 386
 387         amd64_emitf(node, "xchg %R, %R", in0, in1);
 388
 389         if (cls0 != &amd64_reg_classes[CLASS_amd64_gp]) {
 390                 panic("unexpected register class in be_Perm (%+F)", node);
 391         }
 392 }
 393
 394 static void emit_amd64_FrameAddr(const ir_node *irn)
 395 {
 396         const amd64_SymConst_attr_t *attr =
 397                 (const amd64_SymConst_attr_t*) get_amd64_attr_const(irn);
 398
 399         amd64_emitf(irn, "mov %S0, %D0");
 400         amd64_emitf(irn, "add $%u, %D0", attr->fp_offset);
 401 }
 402
 403 /**
 404  * Emits code to increase stack pointer.
 405  */
 406 static void emit_be_IncSP(const ir_node *node)
 407 {
 408         int offs = be_get_IncSP_offset(node);
 409
 410         if (offs == 0)
 411                 return;
 412
 413         if (offs > 0) {
 414                 amd64_emitf(node, "sub, $%d, %D0", offs);
 415         } else {
 416                 amd64_emitf(node, "add, $%d, %D0", -offs);
 417         }
 418 }
 419
 420 /**
 421  * Emits code for a return.
 422  */
 423 static void emit_be_Return(const ir_node *node)
 424 {
 425         be_emit_cstring("\tret");
 426         be_emit_finish_line_gas(node);
 427 }
 428
 429
 430 static void emit_amd64_binop_op(const ir_node *irn, int second_op)
 431 {
 432         if (irn->op == op_amd64_Add) {
 433                 amd64_emitf(irn, "add %S*, %D0", second_op);
 434         } else if (irn->op == op_amd64_Sub) {
 435                 amd64_emitf(irn, "neg %S*",      second_op);
 436                 amd64_emitf(irn, "add %S*, %D0", second_op);
 437                 amd64_emitf(irn, "neg %S*",      second_op);
 438         }
 439
 440 }
 441
 442 /**
 443  * Emits an arithmetic operation that handles arbitraty input registers.
 444  */
 445 static void emit_amd64_binop(const ir_node *irn)
 446 {
 447         const arch_register_t *reg_s1 = arch_get_irn_register_in(irn, 0);
 448         const arch_register_t *reg_s2 = arch_get_irn_register_in(irn, 1);
 449         const arch_register_t *reg_d1 = arch_get_irn_register_out(irn, 0);
 450
 451         int second_op = 0;
 452
 453         if (reg_d1 != reg_s1 && reg_d1 != reg_s2) {
 454                 amd64_emitf(irn, "mov %R, %R", reg_s1, reg_d1);
 455                 second_op = 1;
 456         } else if (reg_d1 == reg_s2 && reg_d1 != reg_s1) {
 457                 second_op = 0;
 458         }
 459
 460         emit_amd64_binop_op(irn, second_op);
 461 }
 462
 463 /**
 464  * The type of a emitter function.
 465  */
 466 typedef void (emit_func)(const ir_node *irn);
 467
 468 /**
 469  * Set a node emitter. Make it a bit more type safe.
 470  */
 471 static inline void set_emitter(ir_op *op, emit_func arm_emit_node)
 472 {
 473         op->ops.generic = (op_func)arm_emit_node;
 474 }
 475
 476 /**
 477  * Enters the emitter functions for handled nodes into the generic
 478  * pointer of an opcode.
 479  */
 480 static void amd64_register_emitters(void)
 481 {
 482         /* first clear the generic function pointer for all ops */
 483         ir_clear_opcodes_generic_func();
 484
 485         /* register all emitter functions defined in spec */
 486         amd64_register_spec_emitters();
 487
 488         set_emitter(op_amd64_SymConst,   emit_amd64_SymConst);
 489         set_emitter(op_amd64_Jmp,        emit_amd64_Jmp);
 490         set_emitter(op_amd64_Jcc,        emit_amd64_Jcc);
 491         set_emitter(op_amd64_Conv,       emit_amd64_Conv);
 492         set_emitter(op_amd64_FrameAddr,  emit_amd64_FrameAddr);
 493         set_emitter(op_be_Return,        emit_be_Return);
 494         set_emitter(op_be_Call,          emit_be_Call);
 495         set_emitter(op_be_Copy,          emit_be_Copy);
 496         set_emitter(op_be_IncSP,         emit_be_IncSP);
 497         set_emitter(op_be_Perm,          emit_be_Perm);
 498
 499         set_emitter(op_amd64_Add,        emit_amd64_binop);
 500         set_emitter(op_amd64_Sub,        emit_amd64_binop);
 501
 502         set_emitter(op_be_Start,         emit_nothing);
 503         set_emitter(op_be_Keep,          emit_nothing);
 504         set_emitter(op_Phi,              emit_nothing);
 505 }
 506
 507 typedef void (*emit_func_ptr) (const ir_node *);
 508
 509 /**
 510  * Emits code for a node.
 511  */
 512 static void amd64_emit_node(const ir_node *node)
 513 {
 514         ir_op               *op       = get_irn_op(node);
 515
 516         if (op->ops.generic) {
 517                 emit_func_ptr func = (emit_func_ptr) op->ops.generic;
 518                 (*func) (node);
 519         } else {
 520                 ir_fprintf(stderr, "No emitter for node %+F\n", node);
 521         }
 522 }
 523
 524 /**
 525  * Walks over the nodes in a block connected by scheduling edges
 526  * and emits code for each node.
 527  */
 528 static void amd64_gen_block(ir_node *block, void *data)
 529 {
 530         (void) data;
 531
 532         if (! is_Block(block))
 533                 return;
 534
 535         be_gas_begin_block(block, true);
 536
 537         sched_foreach(block, node) {
 538                 amd64_emit_node(node);
 539         }
 540 }
 541
 542
 543 /**
 544  * Sets labels for control flow nodes (jump target)
 545  * TODO: Jump optimization
 546  */
 547 static void amd64_gen_labels(ir_node *block, void *env)
 548 {
 549         ir_node *pred;
 550         int n = get_Block_n_cfgpreds(block);
 551         (void) env;
 552
 553         for (n--; n >= 0; n--) {
 554                 pred = get_Block_cfgpred(block, n);
 555                 set_irn_link(pred, block);
 556         }
 557 }
 558
 559 /**
 560  * Main driver
 561  */
 562 void amd64_gen_routine(ir_graph *irg)
 563 {
 564         ir_entity *entity = get_irg_entity(irg);
 565         ir_node  **blk_sched;
 566         size_t i, n;
 567
 568         /* register all emitter functions */
 569         amd64_register_emitters();
 570
 571         blk_sched = be_create_block_schedule(irg);
 572
 573         be_gas_emit_function_prolog(entity, 4, NULL);
 574
 575         irg_block_walk_graph(irg, amd64_gen_labels, NULL, NULL);
 576
 577         n = ARR_LEN(blk_sched);
 578         for (i = 0; i < n; i++) {
 579                 ir_node *block = blk_sched[i];
 580                 ir_node *next  = (i + 1) < n ? blk_sched[i+1] : NULL;
 581
 582                 set_irn_link(block, next);
 583         }
 584
 585         for (i = 0; i < n; ++i) {
 586                 ir_node *block = blk_sched[i];
 587
 588                 amd64_gen_block(block, 0);
 589         }
 590
 591         be_gas_emit_function_epilog(entity);
 592 }