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 //      sym_or_tv_t key, *entry;
 186 //      unsigned label;
 187 //
 188 //      key.u.id     = get_entity_ld_ident(attr->entity);
 189 //      key.is_ident = 1;
 190 //      key.label    = 0;
 191 //      entry = (sym_or_tv_t *)set_insert(sym_or_tv, &key, sizeof(key), HASH_PTR(key.u.generic));
 192 //      if (entry->label == 0) {
 193 //              /* allocate a label */
 194 //              entry->label = get_unique_label();
 195 //      }
 196 //      label = entry->label;
 197
 198         be_emit_cstring("\tmov $");
 199         be_gas_emit_entity(attr->entity);
 200         be_emit_cstring(", ");
 201         amd64_emit_dest_register(irn, 0);
 202         be_emit_finish_line_gas(irn);
 203 }
 204
 205 /**
 206  * Emit a Conv.
 207  */
 208 static void emit_amd64_Conv(const ir_node *irn)
 209 {
 210         const amd64_attr_t *attr = get_irn_generic_attr_const(irn);
 211         (void) attr;
 212
 213         be_emit_cstring("\tmov ");
 214         amd64_emit_source_register(irn, 0);
 215         be_emit_cstring(", ");
 216         amd64_emit_dest_register(irn, 0);
 217         be_emit_finish_line_gas(irn);
 218 }
 219
 220
 221 /**
 222  * Returns the next block in a block schedule.
 223  */
 224 static ir_node *sched_next_block(const ir_node *block)
 225 {
 226     return get_irn_link(block);
 227 }
 228
 229 /**
 230  * Returns the target block for a control flow node.
 231  */
 232 static ir_node *get_cfop_target_block(const ir_node *irn)
 233 {
 234         return get_irn_link(irn);
 235 }
 236
 237 /**
 238  * Emit the target label for a control flow node.
 239  */
 240 static void amd64_emit_cfop_target(const ir_node *irn)
 241 {
 242         ir_node *block = get_cfop_target_block(irn);
 243
 244         be_gas_emit_block_name(block);
 245 }
 246
 247 /**
 248  * Emit a Jmp.
 249  */
 250 static void emit_amd64_Jmp(const ir_node *node)
 251 {
 252         ir_node *block, *next_block;
 253
 254         /* for now, the code works for scheduled and non-schedules blocks */
 255         block = get_nodes_block(node);
 256
 257         /* we have a block schedule */
 258         next_block = sched_next_block(block);
 259         if (get_cfop_target_block(node) != next_block) {
 260                 be_emit_cstring("\tjmp ");
 261                 amd64_emit_cfop_target(node);
 262         } else {
 263                 be_emit_cstring("\t/* fallthrough to ");
 264                 amd64_emit_cfop_target(node);
 265                 be_emit_cstring(" */");
 266         }
 267         be_emit_finish_line_gas(node);
 268 }
 269
 270 /**
 271  * Emit a Compare with conditional branch.
 272  */
 273 static void emit_amd64_Jcc(const ir_node *irn)
 274 {
 275         const ir_edge_t      *edge;
 276         const ir_node        *proj_true  = NULL;
 277         const ir_node        *proj_false = NULL;
 278         const ir_node        *block;
 279         const ir_node        *next_block;
 280         const char           *suffix;
 281         const amd64_attr_t   *attr      = get_irn_generic_attr_const(irn);
 282         int                   proj_num  = attr->ext.pnc;
 283         ir_node              *op1       = get_irn_n(irn, 0);
 284         const amd64_attr_t   *cmp_attr  = get_irn_generic_attr_const(op1);
 285         bool                  is_signed = !cmp_attr->data.cmp_unsigned;
 286
 287         assert(is_amd64_Cmp(op1));
 288
 289         foreach_out_edge(irn, edge) {
 290                 ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
 291                 long nr = get_Proj_proj(proj);
 292                 if (nr == pn_Cond_true) {
 293                         proj_true = proj;
 294                 } else {
 295                         proj_false = proj;
 296                 }
 297         }
 298
 299         if (cmp_attr->data.ins_permuted) {
 300                 proj_num = get_mirrored_pnc(proj_num);
 301         }
 302
 303         /* for now, the code works for scheduled and non-schedules blocks */
 304         block = get_nodes_block(irn);
 305
 306         /* we have a block schedule */
 307         next_block = sched_next_block(block);
 308
 309         assert(proj_num != pn_Cmp_False);
 310         assert(proj_num != pn_Cmp_True);
 311
 312         if (get_cfop_target_block(proj_true) == next_block) {
 313                 /* exchange both proj's so the second one can be omitted */
 314                 const ir_node *t = proj_true;
 315
 316                 proj_true  = proj_false;
 317                 proj_false = t;
 318                 proj_num   = get_negated_pnc(proj_num, mode_Lu);
 319         }
 320
 321         switch (proj_num) {
 322                 case pn_Cmp_Eq:  suffix = "e"; break;
 323                 case pn_Cmp_Lt:  suffix = is_signed ? "l"  : "b"; break;
 324                 case pn_Cmp_Le:  suffix = is_signed ? "le" : "be"; break;
 325                 case pn_Cmp_Gt:  suffix = is_signed ? "g"  : "a"; break;
 326                 case pn_Cmp_Ge:  suffix = is_signed ? "ge" : "ae"; break;
 327                 case pn_Cmp_Lg:  suffix = "ne"; break;
 328                 case pn_Cmp_Leg: suffix = "mp"; break;
 329                 default: panic("Cmp has unsupported pnc");
 330         }
 331
 332         /* emit the true proj */
 333         be_emit_irprintf("\tj%s ", suffix);
 334         amd64_emit_cfop_target(proj_true);
 335         be_emit_finish_line_gas(proj_true);
 336
 337         if (get_cfop_target_block(proj_false) == next_block) {
 338                 be_emit_cstring("\t/* fallthrough to ");
 339                 amd64_emit_cfop_target(proj_false);
 340                 be_emit_cstring(" */");
 341                 be_emit_finish_line_gas(proj_false);
 342         } else {
 343                 be_emit_cstring("\tjmp ");
 344                 amd64_emit_cfop_target(proj_false);
 345                 be_emit_finish_line_gas(proj_false);
 346         }
 347 }
 348
 349 /**
 350  * Emits code for a call.
 351  */
 352 static void emit_be_Call(const ir_node *node)
 353 {
 354         ir_entity *entity = be_Call_get_entity(node);
 355
 356         /* %eax/%rax is used in AMD64 to pass the number of vector parameters for
 357          * variable argument counts */
 358         if (get_method_variadicity (be_Call_get_type((ir_node *) node))) {
 359                 /* But this still is a hack... */
 360                 be_emit_cstring("\txor %rax, %rax");
 361                 be_emit_finish_line_gas(node);
 362         }
 363
 364         if (entity) {
 365                 be_emit_cstring("\tcall ");
 366                 be_gas_emit_entity (be_Call_get_entity(node));
 367                 be_emit_finish_line_gas(node);
 368         } else {
 369                 be_emit_pad_comment();
 370                 be_emit_cstring("/* FIXME: call NULL entity?! */\n");
 371         }
 372 }
 373
 374 /**
 375  * emit copy node
 376  */
 377 static void emit_be_Copy(const ir_node *irn)
 378 {
 379         ir_mode *mode = get_irn_mode(irn);
 380
 381         if (get_in_reg(irn, 0) == get_out_reg(irn, 0)) {
 382                 /* omitted Copy */
 383                 return;
 384         }
 385
 386         if (mode_is_float(mode)) {
 387                 panic("emit_be_Copy: move not supported for FP");
 388         } else if (mode_is_data(mode)) {
 389                 be_emit_cstring("\tmov ");
 390                 amd64_emit_source_register(irn, 0);
 391                 be_emit_cstring(", ");
 392                 amd64_emit_dest_register(irn, 0);
 393                 be_emit_finish_line_gas(irn);
 394         } else {
 395                 panic("emit_be_Copy: move not supported for this mode");
 396         }
 397 }
 398
 399 static void emit_be_Perm(const ir_node *node)
 400 {
 401         const arch_register_t *in0, *in1;
 402         const arch_register_class_t *cls0, *cls1;
 403
 404         in0 = arch_get_irn_register(get_irn_n(node, 0));
 405         in1 = arch_get_irn_register(get_irn_n(node, 1));
 406
 407         cls0 = arch_register_get_class(in0);
 408         cls1 = arch_register_get_class(in1);
 409
 410         assert(cls0 == cls1 && "Register class mismatch at Perm");
 411
 412         be_emit_cstring("\txchg ");
 413         amd64_emit_register (in0);
 414         be_emit_cstring(", ");
 415         amd64_emit_register (in1);
 416         be_emit_finish_line_gas(node);
 417
 418         if (cls0 != &amd64_reg_classes[CLASS_amd64_gp]) {
 419                 panic("unexpected register class in be_Perm (%+F)", node);
 420         }
 421 }
 422
 423 static void emit_amd64_FrameAddr(const ir_node *irn)
 424 {
 425         const amd64_SymConst_attr_t *attr = get_irn_generic_attr_const(irn);
 426
 427         be_emit_cstring("\tmov ");
 428         amd64_emit_source_register(irn, 0);
 429         be_emit_cstring(", ");
 430         amd64_emit_dest_register(irn, 0);
 431         be_emit_finish_line_gas(irn);
 432
 433         be_emit_cstring("\tadd ");
 434         be_emit_irprintf("$0x%X", attr->fp_offset);
 435         be_emit_cstring(", ");
 436         amd64_emit_dest_register(irn, 0);
 437         be_emit_finish_line_gas(irn);
 438 }
 439
 440 /**
 441  * Emits code to increase stack pointer.
 442  */
 443 static void emit_be_IncSP(const ir_node *node)
 444 {
 445         int offs = be_get_IncSP_offset(node);
 446
 447         if (offs == 0)
 448                 return;
 449
 450         if (offs > 0) {
 451                 be_emit_irprintf("\tsub ");
 452                 be_emit_irprintf("$%u, ", offs);
 453                 amd64_emit_dest_register(node, 0);
 454                 be_emit_finish_line_gas(node);
 455         } else {
 456                 be_emit_irprintf("\tadd ");
 457                 be_emit_irprintf("$%u, ", -offs);
 458                 amd64_emit_dest_register(node, 0);
 459                 be_emit_finish_line_gas(node);
 460         }
 461 }
 462
 463 /**
 464  * Emits code for a return.
 465  */
 466 static void emit_be_Return(const ir_node *node)
 467 {
 468         be_emit_cstring("\tret");
 469         be_emit_finish_line_gas(node);
 470 }
 471
 472
 473 static void emit_amd64_binop_op(const ir_node *irn, int second_op)
 474 {
 475         if (irn->op == op_amd64_Add) {
 476                 be_emit_cstring("\tadd ");
 477                 amd64_emit_source_register(irn, second_op);
 478                 be_emit_cstring(", ");
 479                 amd64_emit_dest_register(irn, 0);
 480                 be_emit_finish_line_gas(irn);
 481         } else if (irn->op == op_amd64_Sub) {
 482                 be_emit_cstring("\tneg ");
 483                 amd64_emit_source_register(irn, second_op);
 484                 be_emit_finish_line_gas(irn);
 485                 be_emit_cstring("\tadd ");
 486                 amd64_emit_source_register(irn, second_op);
 487                 be_emit_cstring(", ");
 488                 amd64_emit_dest_register(irn, 0);
 489                 be_emit_finish_line_gas(irn);
 490                 be_emit_cstring("\tneg ");
 491                 amd64_emit_source_register(irn, second_op);
 492                 be_emit_finish_line_gas(irn);
 493         }
 494
 495 }
 496
 497 /**
 498  * Emits an arithmetic operation that handles arbitraty input registers.
 499  */
 500 static void emit_amd64_binop(const ir_node *irn)
 501 {
 502         const arch_register_t *reg_s1 = get_in_reg(irn, 0);
 503         const arch_register_t *reg_s2 = get_in_reg(irn, 1);
 504         const arch_register_t *reg_d1 = get_out_reg(irn, 0);
 505
 506         int second_op = 0;
 507
 508         if (reg_d1 != reg_s1 && reg_d1 != reg_s2) {
 509                 be_emit_cstring("\tmov ");
 510                 amd64_emit_register(reg_s1);
 511                 be_emit_cstring(", ");
 512                 amd64_emit_register(reg_d1);
 513                 be_emit_finish_line_gas(irn);
 514                 second_op = 1;
 515
 516         } else if (reg_d1 == reg_s2 && reg_d1 != reg_s1) {
 517                 second_op = 0;
 518
 519         }
 520
 521         emit_amd64_binop_op(irn, second_op);
 522 }
 523
 524 /**
 525  * The type of a emitter function.
 526  */
 527 typedef void (emit_func)(const ir_node *irn);
 528
 529 /**
 530  * Set a node emitter. Make it a bit more type safe.
 531  */
 532 static inline void set_emitter(ir_op *op, emit_func arm_emit_node)
 533 {
 534         op->ops.generic = (op_func)arm_emit_node;
 535 }
 536
 537 /**
 538  * Enters the emitter functions for handled nodes into the generic
 539  * pointer of an opcode.
 540  */
 541 static void amd64_register_emitters(void)
 542 {
 543         /* first clear the generic function pointer for all ops */
 544         clear_irp_opcodes_generic_func();
 545
 546         /* register all emitter functions defined in spec */
 547         amd64_register_spec_emitters();
 548
 549         set_emitter(op_amd64_SymConst,   emit_amd64_SymConst);
 550         set_emitter(op_amd64_Jmp,        emit_amd64_Jmp);
 551         set_emitter(op_amd64_Jcc,        emit_amd64_Jcc);
 552         set_emitter(op_amd64_Conv,       emit_amd64_Conv);
 553         set_emitter(op_amd64_FrameAddr,  emit_amd64_FrameAddr);
 554         set_emitter(op_be_Return,        emit_be_Return);
 555         set_emitter(op_be_Call,          emit_be_Call);
 556         set_emitter(op_be_Copy,          emit_be_Copy);
 557         set_emitter(op_be_IncSP,         emit_be_IncSP);
 558         set_emitter(op_be_Perm,          emit_be_Perm);
 559
 560         set_emitter(op_amd64_Add,        emit_amd64_binop);
 561         set_emitter(op_amd64_Sub,        emit_amd64_binop);
 562
 563         set_emitter(op_be_Start,         emit_nothing);
 564         set_emitter(op_be_Keep,          emit_nothing);
 565         set_emitter(op_be_Barrier,       emit_nothing);
 566         set_emitter(op_Phi,              emit_nothing);
 567 }
 568
 569 typedef void (*emit_func_ptr) (const ir_node *);
 570
 571 /**
 572  * Emits code for a node.
 573  */
 574 static void amd64_emit_node(const ir_node *node)
 575 {
 576         ir_op               *op       = get_irn_op(node);
 577
 578         if (op->ops.generic) {
 579                 emit_func_ptr func = (emit_func_ptr) op->ops.generic;
 580                 (*func) (node);
 581         } else {
 582                 ir_fprintf(stderr, "No emitter for node %+F\n", node);
 583         }
 584 }
 585
 586 /**
 587  * Walks over the nodes in a block connected by scheduling edges
 588  * and emits code for each node.
 589  */
 590 static void amd64_gen_block(ir_node *block, void *data)
 591 {
 592         ir_node *node;
 593         (void) data;
 594
 595         if (! is_Block(block))
 596                 return;
 597
 598         be_gas_emit_block_name(block);
 599         be_emit_char(':');
 600
 601         be_emit_write_line();
 602
 603         sched_foreach(block, node) {
 604                 amd64_emit_node(node);
 605         }
 606 }
 607
 608
 609 /**
 610  * Sets labels for control flow nodes (jump target)
 611  * TODO: Jump optimization
 612  */
 613 static void amd64_gen_labels(ir_node *block, void *env)
 614 {
 615         ir_node *pred;
 616         int n = get_Block_n_cfgpreds(block);
 617         (void) env;
 618
 619         for (n--; n >= 0; n--) {
 620                 pred = get_Block_cfgpred(block, n);
 621                 set_irn_link(pred, block);
 622         }
 623 }
 624
 625 /**
 626  * Main driver
 627  */
 628 void amd64_gen_routine(const amd64_code_gen_t *cg, ir_graph *irg)
 629 {
 630         ir_entity *entity = get_irg_entity(irg);
 631         ir_node  **blk_sched;
 632         int i, n;
 633         (void)cg;
 634
 635         /* register all emitter functions */
 636         amd64_register_emitters();
 637
 638         blk_sched = be_create_block_schedule(irg);
 639
 640         be_dbg_method_begin(entity, be_abi_get_stack_layout(cg->birg->abi));
 641         be_gas_emit_function_prolog(entity, 4);
 642
 643         irg_block_walk_graph(irg, amd64_gen_labels, NULL, NULL);
 644
 645         n = ARR_LEN(blk_sched);
 646         for (i = 0; i < n; i++) {
 647                 ir_node *block = blk_sched[i];
 648                 ir_node *next  = (i + 1) < n ? blk_sched[i+1] : NULL;
 649
 650                 set_irn_link(block, next);
 651         }
 652
 653         for (i = 0; i < n; ++i) {
 654                 ir_node *block = blk_sched[i];
 655
 656                 amd64_gen_block(block, 0);
 657         }
 658
 659         be_gas_emit_function_epilog(entity);
 660         be_dbg_method_end();
 661         be_emit_char('\n');
 662         be_emit_write_line();
 663 }