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