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 void amd64_emit_register(const arch_register_t *reg)
  62 {
  63         be_emit_char('%');
  64         be_emit_string(arch_register_get_name(reg));
  65 }
  66
  67 void amd64_emit_immediate(const ir_node *node)
  68 {
  69         const amd64_attr_t *attr = get_amd64_attr_const (node);
  70         be_emit_char('$');
  71         be_emit_irprintf("0x%X", attr->ext.imm_value);
  72 }
  73
  74 void amd64_emit_fp_offset(const ir_node *node)
  75 {
  76         const amd64_SymConst_attr_t *attr = get_amd64_SymConst_attr_const(node);
  77         if (attr->fp_offset)
  78                 be_emit_irprintf("%d", attr->fp_offset);
  79 }
  80
  81 void amd64_emit_source_register(const ir_node *node, int pos)
  82 {
  83         amd64_emit_register(arch_get_irn_register_in(node, pos));
  84 }
  85
  86 void amd64_emit_dest_register(const ir_node *node, int pos)
  87 {
  88         amd64_emit_register(arch_get_irn_register_out(node, pos));
  89 }
  90
  91 /**
  92  * Returns the target label for a control flow node.
  93  */
  94 /*
  95 static void amd64_emit_cfop_target(const ir_node *node)
  96 {
  97         ir_node *block = get_irn_link(node);
  98
  99         be_emit_irprintf("BLOCK_%ld", get_irn_node_nr(block));
 100 }
 101 */
 102
 103 /***********************************************************************************
 104  *                  _          __                                             _
 105  *                 (_)        / _|                                           | |
 106  *  _ __ ___   __ _ _ _ __   | |_ _ __ __ _ _ __ ___   _____      _____  _ __| | __
 107  * | '_ ` _ \ / _` | | '_ \  |  _| '__/ _` | '_ ` _ \ / _ \ \ /\ / / _ \| '__| |/ /
 108  * | | | | | | (_| | | | | | | | | | | (_| | | | | | |  __/\ V  V / (_) | |  |   <
 109  * |_| |_| |_|\__,_|_|_| |_| |_| |_|  \__,_|_| |_| |_|\___| \_/\_/ \___/|_|  |_|\_\
 110  *
 111  ***********************************************************************************/
 112
 113 /**
 114  * Default emitter for anything that we don't want to generate code for.
 115  */
 116 static void emit_nothing(const ir_node *node)
 117 {
 118         (void) node;
 119 }
 120
 121 /**
 122  * Emit a SymConst.
 123  */
 124 static void emit_amd64_SymConst(const ir_node *irn)
 125 {
 126         const amd64_SymConst_attr_t *attr = get_amd64_SymConst_attr_const(irn);
 127 #if 0
 128         sym_or_tv_t key, *entry;
 129         unsigned label;
 130
 131         key.u.id     = get_entity_ld_ident(attr->entity);
 132         key.is_ident = 1;
 133         key.label    = 0;
 134         entry = set_insert(sym_or_tv_t, sym_or_tv, &key, sizeof(key), hash_ptr(key.u.generic));
 135         if (entry->label == 0) {
 136                 /* allocate a label */
 137                 entry->label = get_unique_label();
 138         }
 139         label = entry->label;
 140 #endif
 141
 142         be_emit_cstring("\tmov $");
 143         be_gas_emit_entity(attr->entity);
 144         be_emit_cstring(", ");
 145         amd64_emit_dest_register(irn, 0);
 146         be_emit_finish_line_gas(irn);
 147 }
 148
 149 /**
 150  * Emit a Conv.
 151  */
 152 static void emit_amd64_Conv(const ir_node *irn)
 153 {
 154         be_emit_cstring("\tmov ");
 155         amd64_emit_source_register(irn, 0);
 156         be_emit_cstring(", ");
 157         amd64_emit_dest_register(irn, 0);
 158         be_emit_finish_line_gas(irn);
 159 }
 160
 161
 162 /**
 163  * Returns the next block in a block schedule.
 164  */
 165 static ir_node *sched_next_block(const ir_node *block)
 166 {
 167     return (ir_node*)get_irn_link(block);
 168 }
 169
 170 /**
 171  * Returns the target block for a control flow node.
 172  */
 173 static ir_node *get_cfop_target_block(const ir_node *irn)
 174 {
 175         return (ir_node*)get_irn_link(irn);
 176 }
 177
 178 /**
 179  * Emit the target label for a control flow node.
 180  */
 181 static void amd64_emit_cfop_target(const ir_node *irn)
 182 {
 183         ir_node *block = get_cfop_target_block(irn);
 184
 185         be_gas_emit_block_name(block);
 186 }
 187
 188 /**
 189  * Emit a Jmp.
 190  */
 191 static void emit_amd64_Jmp(const ir_node *node)
 192 {
 193         ir_node *block, *next_block;
 194
 195         /* for now, the code works for scheduled and non-schedules blocks */
 196         block = get_nodes_block(node);
 197
 198         /* we have a block schedule */
 199         next_block = sched_next_block(block);
 200         if (get_cfop_target_block(node) != next_block) {
 201                 be_emit_cstring("\tjmp ");
 202                 amd64_emit_cfop_target(node);
 203         } else {
 204                 if (be_options.verbose_asm) {
 205                         be_emit_cstring("\t/* fallthrough to ");
 206                         amd64_emit_cfop_target(node);
 207                         be_emit_cstring(" */");
 208                 }
 209         }
 210         be_emit_finish_line_gas(node);
 211 }
 212
 213 /**
 214  * Emit a Compare with conditional branch.
 215  */
 216 static void emit_amd64_Jcc(const ir_node *irn)
 217 {
 218         const ir_node      *proj_true  = NULL;
 219         const ir_node      *proj_false = NULL;
 220         const ir_node      *block;
 221         const ir_node      *next_block;
 222         const char         *suffix;
 223         const amd64_attr_t *attr      = get_amd64_attr_const(irn);
 224         ir_relation         relation  = attr->ext.relation;
 225         ir_node            *op1       = get_irn_n(irn, 0);
 226         const amd64_attr_t *cmp_attr  = get_amd64_attr_const(op1);
 227         bool                is_signed = !cmp_attr->data.cmp_unsigned;
 228
 229         assert(is_amd64_Cmp(op1));
 230
 231         foreach_out_edge(irn, edge) {
 232                 ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
 233                 long nr = get_Proj_proj(proj);
 234                 if (nr == pn_Cond_true) {
 235                         proj_true = proj;
 236                 } else {
 237                         proj_false = proj;
 238                 }
 239         }
 240
 241         if (cmp_attr->data.ins_permuted) {
 242                 relation = get_inversed_relation(relation);
 243         }
 244
 245         /* for now, the code works for scheduled and non-schedules blocks */
 246         block = get_nodes_block(irn);
 247
 248         /* we have a block schedule */
 249         next_block = sched_next_block(block);
 250
 251         assert(relation != ir_relation_false);
 252         assert(relation != ir_relation_true);
 253
 254         if (get_cfop_target_block(proj_true) == next_block) {
 255                 /* exchange both proj's so the second one can be omitted */
 256                 const ir_node *t = proj_true;
 257
 258                 proj_true  = proj_false;
 259                 proj_false = t;
 260                 relation   = get_negated_relation(relation);
 261         }
 262
 263         switch (relation & ir_relation_less_equal_greater) {
 264                 case ir_relation_equal:              suffix = "e"; break;
 265                 case ir_relation_less:               suffix = is_signed ? "l"  : "b"; break;
 266                 case ir_relation_less_equal:         suffix = is_signed ? "le" : "be"; break;
 267                 case ir_relation_greater:            suffix = is_signed ? "g"  : "a"; break;
 268                 case ir_relation_greater_equal:      suffix = is_signed ? "ge" : "ae"; break;
 269                 case ir_relation_less_greater:       suffix = "ne"; break;
 270                 case ir_relation_less_equal_greater: suffix = "mp"; break;
 271                 default: panic("Cmp has unsupported pnc");
 272         }
 273
 274         /* emit the true proj */
 275         be_emit_irprintf("\tj%s ", suffix);
 276         amd64_emit_cfop_target(proj_true);
 277         be_emit_finish_line_gas(proj_true);
 278
 279         if (get_cfop_target_block(proj_false) == next_block) {
 280                 if (be_options.verbose_asm) {
 281                         be_emit_cstring("\t/* fallthrough to ");
 282                         amd64_emit_cfop_target(proj_false);
 283                         be_emit_cstring(" */");
 284                         be_emit_finish_line_gas(proj_false);
 285                 }
 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("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("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         (void) data;
 537
 538         if (! is_Block(block))
 539                 return;
 540
 541         be_gas_begin_block(block, true);
 542
 543         sched_foreach(block, node) {
 544                 amd64_emit_node(node);
 545         }
 546 }
 547
 548
 549 /**
 550  * Sets labels for control flow nodes (jump target)
 551  * TODO: Jump optimization
 552  */
 553 static void amd64_gen_labels(ir_node *block, void *env)
 554 {
 555         ir_node *pred;
 556         int n = get_Block_n_cfgpreds(block);
 557         (void) env;
 558
 559         for (n--; n >= 0; n--) {
 560                 pred = get_Block_cfgpred(block, n);
 561                 set_irn_link(pred, block);
 562         }
 563 }
 564
 565 /**
 566  * Main driver
 567  */
 568 void amd64_gen_routine(ir_graph *irg)
 569 {
 570         ir_entity *entity = get_irg_entity(irg);
 571         ir_node  **blk_sched;
 572         size_t i, n;
 573
 574         /* register all emitter functions */
 575         amd64_register_emitters();
 576
 577         blk_sched = be_create_block_schedule(irg);
 578
 579         be_gas_emit_function_prolog(entity, 4, NULL);
 580
 581         irg_block_walk_graph(irg, amd64_gen_labels, NULL, NULL);
 582
 583         n = ARR_LEN(blk_sched);
 584         for (i = 0; i < n; i++) {
 585                 ir_node *block = blk_sched[i];
 586                 ir_node *next  = (i + 1) < n ? blk_sched[i+1] : NULL;
 587
 588                 set_irn_link(block, next);
 589         }
 590
 591         for (i = 0; i < n; ++i) {
 592                 ir_node *block = blk_sched[i];
 593
 594                 amd64_gen_block(block, 0);
 595         }
 596
 597         be_gas_emit_function_epilog(entity);
 598 }