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 "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  * Returns the register at in position pos.
  55  */
  56 static const arch_register_t *get_in_reg(const ir_node *node, int pos)
  57 {
  58         ir_node                *op;
  59         const arch_register_t  *reg = NULL;
  60
  61         assert(get_irn_arity(node) > pos && "Invalid IN position");
  62
  63         /* The out register of the operator at position pos is the
  64            in register we need. */
  65         op = get_irn_n(node, pos);
  66
  67         reg = arch_get_irn_register(op);
  68
  69         assert(reg && "no in register found");
  70         return reg;
  71 }
  72
  73 /**
  74  * Returns the register at out position pos.
  75  */
  76 static const arch_register_t *get_out_reg(const ir_node *node, int pos)
  77 {
  78         ir_node                *proj;
  79         const arch_register_t  *reg = NULL;
  80
  81         /* 1st case: irn is not of mode_T, so it has only                 */
  82         /*           one OUT register -> good                             */
  83         /* 2nd case: irn is of mode_T -> collect all Projs and ask the    */
  84         /*           Proj with the corresponding projnum for the register */
  85
  86         if (get_irn_mode(node) != mode_T) {
  87                 reg = arch_get_irn_register(node);
  88         } else if (is_amd64_irn(node)) {
  89                 reg = arch_irn_get_register(node, pos);
  90         } else {
  91                 const ir_edge_t *edge;
  92
  93                 foreach_out_edge(node, edge) {
  94                         proj = get_edge_src_irn(edge);
  95                         assert(is_Proj(proj) && "non-Proj from mode_T node");
  96                         if (get_Proj_proj(proj) == pos) {
  97                                 reg = arch_get_irn_register(proj);
  98                                 break;
  99                         }
 100                 }
 101         }
 102
 103         assert(reg && "no out register found");
 104         return reg;
 105 }
 106
 107 /*************************************************************
 108  *             _       _    __   _          _
 109  *            (_)     | |  / _| | |        | |
 110  *  _ __  _ __ _ _ __ | |_| |_  | |__   ___| |_ __   ___ _ __
 111  * | '_ \| '__| | '_ \| __|  _| | '_ \ / _ \ | '_ \ / _ \ '__|
 112  * | |_) | |  | | | | | |_| |   | | | |  __/ | |_) |  __/ |
 113  * | .__/|_|  |_|_| |_|\__|_|   |_| |_|\___|_| .__/ \___|_|
 114  * | |                                       | |
 115  * |_|                                       |_|
 116  *************************************************************/
 117
 118 void amd64_emit_register(const arch_register_t *reg)
 119 {
 120         be_emit_char('%');
 121         be_emit_string(arch_register_get_name(reg));
 122 }
 123
 124 void amd64_emit_immediate(const ir_node *node)
 125 {
 126         const amd64_attr_t *attr = get_amd64_attr_const (node);
 127         be_emit_char('$');
 128         be_emit_irprintf("0x%X", attr->ext.imm_value);
 129 }
 130
 131 void amd64_emit_source_register(const ir_node *node, int pos)
 132 {
 133         amd64_emit_register(get_in_reg(node, pos));
 134 }
 135
 136 void amd64_emit_dest_register(const ir_node *node, int pos)
 137 {
 138         amd64_emit_register(get_out_reg(node, pos));
 139 }
 140
 141 /**
 142  * Returns the target label for a control flow node.
 143  */
 144 /*
 145 static void amd64_emit_cfop_target(const ir_node *node)
 146 {
 147         ir_node *block = get_irn_link(node);
 148
 149         be_emit_irprintf("BLOCK_%ld", get_irn_node_nr(block));
 150 }
 151 */
 152
 153 /***********************************************************************************
 154  *                  _          __                                             _
 155  *                 (_)        / _|                                           | |
 156  *  _ __ ___   __ _ _ _ __   | |_ _ __ __ _ _ __ ___   _____      _____  _ __| | __
 157  * | '_ ` _ \ / _` | | '_ \  |  _| '__/ _` | '_ ` _ \ / _ \ \ /\ / / _ \| '__| |/ /
 158  * | | | | | | (_| | | | | | | | | | | (_| | | | | | |  __/\ V  V / (_) | |  |   <
 159  * |_| |_| |_|\__,_|_|_| |_| |_| |_|  \__,_|_| |_| |_|\___| \_/\_/ \___/|_|  |_|\_\
 160  *
 161  ***********************************************************************************/
 162
 163 /**
 164  * Default emitter for anything that we don't want to generate code for.
 165  */
 166 static void emit_nothing(const ir_node *node)
 167 {
 168         (void) node;
 169 }
 170
 171 /**
 172  * Emit a SymConst.
 173  */
 174 static void emit_amd64_SymConst(const ir_node *irn)
 175 {
 176         const amd64_SymConst_attr_t *attr = get_amd64_SymConst_attr_const(irn);
 177 //      sym_or_tv_t key, *entry;
 178 //      unsigned label;
 179 //
 180 //      key.u.id     = get_entity_ld_ident(attr->entity);
 181 //      key.is_ident = 1;
 182 //      key.label    = 0;
 183 //      entry = (sym_or_tv_t *)set_insert(sym_or_tv, &key, sizeof(key), HASH_PTR(key.u.generic));
 184 //      if (entry->label == 0) {
 185 //              /* allocate a label */
 186 //              entry->label = get_unique_label();
 187 //      }
 188 //      label = entry->label;
 189
 190         be_gas_emit_entity(attr->entity);
 191         be_emit_char(':');
 192         be_emit_finish_line_gas(irn);
 193         be_emit_cstring("\t.long 0x0");
 194         be_emit_finish_line_gas(irn);
 195 }
 196
 197 /**
 198  * Returns the next block in a block schedule.
 199  */
 200 static ir_node *sched_next_block(const ir_node *block)
 201 {
 202     return get_irn_link(block);
 203 }
 204
 205 /**
 206  * Returns the target block for a control flow node.
 207  */
 208 static ir_node *get_cfop_target_block(const ir_node *irn)
 209 {
 210         return get_irn_link(irn);
 211 }
 212
 213 /**
 214  * Emit the target label for a control flow node.
 215  */
 216 static void amd64_emit_cfop_target(const ir_node *irn)
 217 {
 218         ir_node *block = get_cfop_target_block(irn);
 219
 220         be_gas_emit_block_name(block);
 221 }
 222
 223 /**
 224  * Emit a Jmp.
 225  */
 226 static void emit_amd64_Jmp(const ir_node *node)
 227 {
 228         ir_node *block, *next_block;
 229
 230         /* for now, the code works for scheduled and non-schedules blocks */
 231         block = get_nodes_block(node);
 232
 233         /* we have a block schedule */
 234         next_block = sched_next_block(block);
 235         if (get_cfop_target_block(node) != next_block) {
 236                 be_emit_cstring("\tjmp ");
 237                 amd64_emit_cfop_target(node);
 238         } else {
 239                 be_emit_cstring("\t/* fallthrough to ");
 240                 amd64_emit_cfop_target(node);
 241                 be_emit_cstring(" */");
 242         }
 243         be_emit_finish_line_gas(node);
 244 }
 245
 246 /**
 247  * Emit a Compare with conditional branch.
 248  */
 249 static void emit_amd64_Jcc(const ir_node *irn)
 250 {
 251         const ir_edge_t      *edge;
 252         const ir_node        *proj_true  = NULL;
 253         const ir_node        *proj_false = NULL;
 254         const ir_node        *block;
 255         const ir_node        *next_block;
 256         const char           *suffix;
 257         const amd64_attr_t   *attr      = get_irn_generic_attr_const(irn);
 258         int                   proj_num  = attr->ext.pnc;
 259         ir_node              *op1       = get_irn_n(irn, 0);
 260         const amd64_attr_t   *cmp_attr  = get_irn_generic_attr_const(op1);
 261         bool                  is_signed = !cmp_attr->data.cmp_unsigned;
 262
 263         assert(is_amd64_Cmp(op1));
 264
 265         foreach_out_edge(irn, edge) {
 266                 ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
 267                 long nr = get_Proj_proj(proj);
 268                 if (nr == pn_Cond_true) {
 269                         proj_true = proj;
 270                 } else {
 271                         proj_false = proj;
 272                 }
 273         }
 274
 275         if (cmp_attr->data.ins_permuted) {
 276                 proj_num = get_mirrored_pnc(proj_num);
 277         }
 278
 279         /* for now, the code works for scheduled and non-schedules blocks */
 280         block = get_nodes_block(irn);
 281
 282         /* we have a block schedule */
 283         next_block = sched_next_block(block);
 284
 285         assert(proj_num != pn_Cmp_False);
 286         assert(proj_num != pn_Cmp_True);
 287
 288         if (get_cfop_target_block(proj_true) == next_block) {
 289                 /* exchange both proj's so the second one can be omitted */
 290                 const ir_node *t = proj_true;
 291
 292                 proj_true  = proj_false;
 293                 proj_false = t;
 294                 proj_num   = get_negated_pnc(proj_num, mode_Iu);
 295         }
 296
 297         switch (proj_num) {
 298                 case pn_Cmp_Eq:  suffix = "e"; break;
 299                 case pn_Cmp_Lt:  suffix = is_signed ? "l"  : "b"; break;
 300                 case pn_Cmp_Le:  suffix = is_signed ? "le" : "be"; break;
 301                 case pn_Cmp_Gt:  suffix = is_signed ? "g"  : "o"; break;
 302                 case pn_Cmp_Ge:  suffix = is_signed ? "ge" : "oe"; break;
 303                 case pn_Cmp_Lg:  suffix = "ne"; break;
 304                 case pn_Cmp_Leg: suffix = "mp"; break;
 305                 default: panic("Cmp has unsupported pnc");
 306         }
 307
 308         /* emit the true proj */
 309         be_emit_irprintf("\tj%s ", suffix);
 310         amd64_emit_cfop_target(proj_true);
 311         be_emit_finish_line_gas(proj_true);
 312
 313         if (get_cfop_target_block(proj_false) == next_block) {
 314                 be_emit_cstring("\t/* fallthrough to ");
 315                 amd64_emit_cfop_target(proj_false);
 316                 be_emit_cstring(" */");
 317                 be_emit_finish_line_gas(proj_false);
 318         } else {
 319                 be_emit_cstring("\tjmp ");
 320                 amd64_emit_cfop_target(proj_false);
 321                 be_emit_finish_line_gas(proj_false);
 322         }
 323 }
 324
 325 /**
 326  * Emits code for a call.
 327  */
 328 static void emit_be_Call(const ir_node *node)
 329 {
 330         ir_entity *entity = be_Call_get_entity (node);
 331
 332         if (entity) {
 333                 be_emit_cstring("\tcall ");
 334                 be_gas_emit_entity (be_Call_get_entity(node));
 335                 be_emit_finish_line_gas(node);
 336         } else {
 337                 be_emit_pad_comment();
 338                 be_emit_cstring("/* FIXME: call NULL entity?! */\n");
 339         }
 340 }
 341
 342 /**
 343  * emit copy node
 344  */
 345 static void emit_be_Copy(const ir_node *irn)
 346 {
 347         ir_mode *mode = get_irn_mode(irn);
 348
 349         if (get_in_reg(irn, 0) == get_out_reg(irn, 0)) {
 350                 /* omitted Copy */
 351                 return;
 352         }
 353
 354         if (mode_is_float(mode)) {
 355                 panic("emit_be_Copy: move not supported for FP");
 356         } else if (mode_is_data(mode)) {
 357                 be_emit_cstring("\tmov ");
 358                 amd64_emit_source_register(irn, 0);
 359                 be_emit_cstring(", ");
 360                 amd64_emit_dest_register(irn, 0);
 361                 be_emit_finish_line_gas(irn);
 362         } else {
 363                 panic("emit_be_Copy: move not supported for this mode");
 364         }
 365 }
 366
 367 static void emit_amd64_FrameAddr(const ir_node *irn)
 368 {
 369         const amd64_SymConst_attr_t *attr = get_irn_generic_attr_const(irn);
 370
 371         be_emit_cstring("\tmov ");
 372         amd64_emit_source_register(irn, 0);
 373         be_emit_cstring(", ");
 374         amd64_emit_dest_register(irn, 0);
 375         be_emit_finish_line_gas(irn);
 376
 377         be_emit_cstring("\tadd ");
 378         be_emit_irprintf("$0x%X", attr->fp_offset);
 379         be_emit_cstring(", ");
 380         amd64_emit_dest_register(irn, 0);
 381         be_emit_finish_line_gas(irn);
 382 }
 383
 384 /**
 385  * Emits code to increase stack pointer.
 386  */
 387 static void emit_be_IncSP(const ir_node *node)
 388 {
 389         int offs = be_get_IncSP_offset(node);
 390
 391         if (offs == 0)
 392                 return;
 393
 394         if (offs > 0) {
 395                 be_emit_irprintf("\tsub ");
 396                 amd64_emit_dest_register(node, 0);
 397                 be_emit_irprintf(", $%u", offs);
 398                 be_emit_finish_line_gas(node);
 399         } else {
 400                 be_emit_irprintf("\tadd ");
 401                 amd64_emit_dest_register(node, 0);
 402                 be_emit_irprintf(", $%u", -offs);
 403                 be_emit_finish_line_gas(node);
 404         }
 405 }
 406
 407 /**
 408  * Emits code for a return.
 409  */
 410 static void emit_be_Return(const ir_node *node)
 411 {
 412         be_emit_cstring("\tret");
 413         be_emit_finish_line_gas(node);
 414 }
 415
 416
 417 static void emit_amd64_binop_op(const ir_node *irn, int second_op)
 418 {
 419         if (irn->op == op_amd64_Add) {
 420                 be_emit_cstring("\tadd ");
 421         } else if (irn->op == op_amd64_Mul) {
 422                 be_emit_cstring("\tmul ");
 423         } else if (irn->op == op_amd64_Sub) {
 424                 be_emit_cstring("\tsub ");
 425         }
 426
 427         amd64_emit_dest_register(irn, 0);
 428         be_emit_cstring(", ");
 429         amd64_emit_source_register(irn, second_op);
 430         be_emit_finish_line_gas(irn);
 431 }
 432
 433 /**
 434  * Emits an arithmetic operation that handles arbitraty input registers.
 435  */
 436 static void emit_amd64_binop(const ir_node *irn)
 437 {
 438         const arch_register_t *reg_s1 = get_in_reg(irn, 0);
 439         const arch_register_t *reg_s2 = get_in_reg(irn, 1);
 440         const arch_register_t *reg_d1 = get_out_reg(irn, 0);
 441
 442         int second_op = 0;
 443
 444         if (reg_d1 != reg_s1 && reg_d1 != reg_s2) {
 445                 be_emit_cstring("\tmov ");
 446                 amd64_emit_register(reg_s1);
 447                 be_emit_cstring(", ");
 448                 amd64_emit_register(reg_d1);
 449                 be_emit_finish_line_gas(irn);
 450                 second_op = 1;
 451
 452         } else if (reg_d1 == reg_s2 && reg_d1 != reg_s1) {
 453                 second_op = 0;
 454
 455         }
 456
 457         emit_amd64_binop_op(irn, second_op);
 458
 459 }
 460
 461 /**
 462  * The type of a emitter function.
 463  */
 464 typedef void (emit_func)(const ir_node *irn);
 465
 466 /**
 467  * Set a node emitter. Make it a bit more type safe.
 468  */
 469 static inline void set_emitter(ir_op *op, emit_func arm_emit_node)
 470 {
 471         op->ops.generic = (op_func)arm_emit_node;
 472 }
 473
 474 /**
 475  * Enters the emitter functions for handled nodes into the generic
 476  * pointer of an opcode.
 477  */
 478 static void amd64_register_emitters(void)
 479 {
 480         /* first clear the generic function pointer for all ops */
 481         clear_irp_opcodes_generic_func();
 482
 483         /* register all emitter functions defined in spec */
 484         amd64_register_spec_emitters();
 485
 486         set_emitter(op_amd64_SymConst,   emit_amd64_SymConst);
 487         set_emitter(op_amd64_Jmp,        emit_amd64_Jmp);
 488         set_emitter(op_amd64_Jcc,        emit_amd64_Jcc);
 489         set_emitter(op_amd64_FrameAddr,  emit_amd64_FrameAddr);
 490         set_emitter(op_be_Return,        emit_be_Return);
 491         set_emitter(op_be_Call,          emit_be_Call);
 492         set_emitter(op_be_Copy,          emit_be_Copy);
 493         set_emitter(op_be_IncSP,         emit_be_IncSP);
 494
 495         set_emitter(op_amd64_Add,        emit_amd64_binop);
 496         set_emitter(op_amd64_Mul,        emit_amd64_binop);
 497
 498         set_emitter(op_be_Start,         emit_nothing);
 499         set_emitter(op_be_Keep,          emit_nothing);
 500         set_emitter(op_be_Barrier,       emit_nothing);
 501         set_emitter(op_Phi,              emit_nothing);
 502 }
 503
 504 typedef void (*emit_func_ptr) (const ir_node *);
 505
 506 /**
 507  * Emits code for a node.
 508  */
 509 static void amd64_emit_node(const ir_node *node)
 510 {
 511         ir_op               *op       = get_irn_op(node);
 512
 513         if (op->ops.generic) {
 514                 emit_func_ptr func = (emit_func_ptr) op->ops.generic;
 515                 (*func) (node);
 516         } else {
 517                 ir_fprintf(stderr, "No emitter for node %+F\n", node);
 518         }
 519 }
 520
 521 /**
 522  * Walks over the nodes in a block connected by scheduling edges
 523  * and emits code for each node.
 524  */
 525 static void amd64_gen_block(ir_node *block, void *data)
 526 {
 527         ir_node *node;
 528         (void) data;
 529
 530         if (! is_Block(block))
 531                 return;
 532
 533         be_gas_emit_block_name(block);
 534         be_emit_char(':');
 535
 536         be_emit_write_line();
 537
 538         sched_foreach(block, node) {
 539                 amd64_emit_node(node);
 540         }
 541 }
 542
 543
 544 /**
 545  * Sets labels for control flow nodes (jump target)
 546  * TODO: Jump optimization
 547  */
 548 static void amd64_gen_labels(ir_node *block, void *env)
 549 {
 550         ir_node *pred;
 551         int n = get_Block_n_cfgpreds(block);
 552         (void) env;
 553
 554         for (n--; n >= 0; n--) {
 555                 pred = get_Block_cfgpred(block, n);
 556                 set_irn_link(pred, block);
 557         }
 558 }
 559
 560 /**
 561  * Main driver
 562  */
 563 void amd64_gen_routine(const amd64_code_gen_t *cg, ir_graph *irg)
 564 {
 565         ir_entity *entity = get_irg_entity(irg);
 566         ir_node  **blk_sched;
 567         int i, n;
 568         (void)cg;
 569
 570         /* register all emitter functions */
 571         amd64_register_emitters();
 572
 573         blk_sched = be_create_block_schedule(irg);
 574
 575         be_dbg_method_begin(entity, be_abi_get_stack_layout(cg->birg->abi));
 576         be_gas_emit_function_prolog(entity, 4);
 577
 578         irg_block_walk_graph(irg, amd64_gen_labels, NULL, NULL);
 579
 580         n = ARR_LEN(blk_sched);
 581         for (i = 0; i < n; i++) {
 582                 ir_node *block = blk_sched[i];
 583                 ir_node *next  = (i + 1) < n ? blk_sched[i+1] : NULL;
 584
 585                 set_irn_link(block, next);
 586         }
 587
 588         for (i = 0; i < n; ++i) {
 589                 ir_node *block = blk_sched[i];
 590
 591                 amd64_gen_block(block, 0);
 592         }
 593
 594         be_gas_emit_function_epilog(entity);
 595         be_dbg_method_end();
 596         be_emit_char('\n');
 597         be_emit_write_line();
 598 }