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 = (sym_or_tv_t *)set_insert(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_edge_t      *edge;
 219         const ir_node        *proj_true  = NULL;
 220         const ir_node        *proj_false = NULL;
 221         const ir_node        *block;
 222         const ir_node        *next_block;
 223         const char           *suffix;
 224         const amd64_attr_t   *attr      = get_amd64_attr_const(irn);
 225         ir_relation           relation  = attr->ext.relation;
 226         ir_node              *op1       = get_irn_n(irn, 0);
 227         const amd64_attr_t   *cmp_attr  = get_amd64_attr_const(op1);
 228         bool                  is_signed = !cmp_attr->data.cmp_unsigned;
 229
 230         assert(is_amd64_Cmp(op1));
 231
 232         foreach_out_edge(irn, edge) {
 233                 ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
 234                 long nr = get_Proj_proj(proj);
 235                 if (nr == pn_Cond_true) {
 236                         proj_true = proj;
 237                 } else {
 238                         proj_false = proj;
 239                 }
 240         }
 241
 242         if (cmp_attr->data.ins_permuted) {
 243                 relation = get_inversed_relation(relation);
 244         }
 245
 246         /* for now, the code works for scheduled and non-schedules blocks */
 247         block = get_nodes_block(irn);
 248
 249         /* we have a block schedule */
 250         next_block = sched_next_block(block);
 251
 252         assert(relation != ir_relation_false);
 253         assert(relation != ir_relation_true);
 254
 255         if (get_cfop_target_block(proj_true) == next_block) {
 256                 /* exchange both proj's so the second one can be omitted */
 257                 const ir_node *t = proj_true;
 258
 259                 proj_true  = proj_false;
 260                 proj_false = t;
 261                 relation   = get_negated_relation(relation);
 262         }
 263
 264         switch (relation & ir_relation_less_equal_greater) {
 265                 case ir_relation_equal:              suffix = "e"; break;
 266                 case ir_relation_less:               suffix = is_signed ? "l"  : "b"; break;
 267                 case ir_relation_less_equal:         suffix = is_signed ? "le" : "be"; break;
 268                 case ir_relation_greater:            suffix = is_signed ? "g"  : "a"; break;
 269                 case ir_relation_greater_equal:      suffix = is_signed ? "ge" : "ae"; break;
 270                 case ir_relation_less_greater:       suffix = "ne"; break;
 271                 case ir_relation_less_equal_greater: suffix = "mp"; break;
 272                 default: panic("Cmp has unsupported pnc");
 273         }
 274
 275         /* emit the true proj */
 276         be_emit_irprintf("\tj%s ", suffix);
 277         amd64_emit_cfop_target(proj_true);
 278         be_emit_finish_line_gas(proj_true);
 279
 280         if (get_cfop_target_block(proj_false) == next_block) {
 281                 if (be_options.verbose_asm) {
 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                 }
 287         } else {
 288                 be_emit_cstring("\tjmp ");
 289                 amd64_emit_cfop_target(proj_false);
 290                 be_emit_finish_line_gas(proj_false);
 291         }
 292 }
 293
 294 /**
 295  * Emits code for a call.
 296  */
 297 static void emit_be_Call(const ir_node *node)
 298 {
 299         ir_entity *entity = be_Call_get_entity(node);
 300
 301         /* %eax/%rax is used in AMD64 to pass the number of vector parameters for
 302          * variable argument counts */
 303         if (get_method_variadicity (be_Call_get_type((ir_node *) node))) {
 304                 /* But this still is a hack... */
 305                 be_emit_cstring("\txor %rax, %rax");
 306                 be_emit_finish_line_gas(node);
 307         }
 308
 309         if (entity) {
 310                 be_emit_cstring("\tcall ");
 311                 be_gas_emit_entity (be_Call_get_entity(node));
 312                 be_emit_finish_line_gas(node);
 313         } else {
 314                 be_emit_pad_comment();
 315                 be_emit_cstring("/* FIXME: call NULL entity?! */\n");
 316         }
 317 }
 318
 319 /**
 320  * emit copy node
 321  */
 322 static void emit_be_Copy(const ir_node *irn)
 323 {
 324         ir_mode *mode = get_irn_mode(irn);
 325
 326         if (arch_get_irn_register_in(irn, 0) == arch_get_irn_register_out(irn, 0)) {
 327                 /* omitted Copy */
 328                 return;
 329         }
 330
 331         if (mode_is_float(mode)) {
 332                 panic("emit_be_Copy: move not supported for FP");
 333         } else if (mode_is_data(mode)) {
 334                 be_emit_cstring("\tmov ");
 335                 amd64_emit_source_register(irn, 0);
 336                 be_emit_cstring(", ");
 337                 amd64_emit_dest_register(irn, 0);
 338                 be_emit_finish_line_gas(irn);
 339         } else {
 340                 panic("emit_be_Copy: move not supported for this mode");
 341         }
 342 }
 343
 344 static void emit_be_Perm(const ir_node *node)
 345 {
 346         const arch_register_t *in0, *in1;
 347         const arch_register_class_t *cls0, *cls1;
 348
 349         in0 = arch_get_irn_register(get_irn_n(node, 0));
 350         in1 = arch_get_irn_register(get_irn_n(node, 1));
 351
 352         cls0 = arch_register_get_class(in0);
 353         cls1 = arch_register_get_class(in1);
 354
 355         assert(cls0 == cls1 && "Register class mismatch at Perm");
 356
 357         be_emit_cstring("\txchg ");
 358         amd64_emit_register (in0);
 359         be_emit_cstring(", ");
 360         amd64_emit_register (in1);
 361         be_emit_finish_line_gas(node);
 362
 363         if (cls0 != &amd64_reg_classes[CLASS_amd64_gp]) {
 364                 panic("unexpected register class in be_Perm (%+F)", node);
 365         }
 366 }
 367
 368 static void emit_amd64_FrameAddr(const ir_node *irn)
 369 {
 370         const amd64_SymConst_attr_t *attr =
 371                 (const amd64_SymConst_attr_t*) get_amd64_attr_const(irn);
 372
 373         be_emit_cstring("\tmov ");
 374         amd64_emit_source_register(irn, 0);
 375         be_emit_cstring(", ");
 376         amd64_emit_dest_register(irn, 0);
 377         be_emit_finish_line_gas(irn);
 378
 379         be_emit_cstring("\tadd ");
 380         be_emit_irprintf("$0x%X", attr->fp_offset);
 381         be_emit_cstring(", ");
 382         amd64_emit_dest_register(irn, 0);
 383         be_emit_finish_line_gas(irn);
 384 }
 385
 386 /**
 387  * Emits code to increase stack pointer.
 388  */
 389 static void emit_be_IncSP(const ir_node *node)
 390 {
 391         int offs = be_get_IncSP_offset(node);
 392
 393         if (offs == 0)
 394                 return;
 395
 396         if (offs > 0) {
 397                 be_emit_irprintf("\tsub ");
 398                 be_emit_irprintf("$%u, ", offs);
 399                 amd64_emit_dest_register(node, 0);
 400                 be_emit_finish_line_gas(node);
 401         } else {
 402                 be_emit_irprintf("\tadd ");
 403                 be_emit_irprintf("$%u, ", -offs);
 404                 amd64_emit_dest_register(node, 0);
 405                 be_emit_finish_line_gas(node);
 406         }
 407 }
 408
 409 /**
 410  * Emits code for a return.
 411  */
 412 static void emit_be_Return(const ir_node *node)
 413 {
 414         be_emit_cstring("\tret");
 415         be_emit_finish_line_gas(node);
 416 }
 417
 418
 419 static void emit_amd64_binop_op(const ir_node *irn, int second_op)
 420 {
 421         if (irn->op == op_amd64_Add) {
 422                 be_emit_cstring("\tadd ");
 423                 amd64_emit_source_register(irn, second_op);
 424                 be_emit_cstring(", ");
 425                 amd64_emit_dest_register(irn, 0);
 426                 be_emit_finish_line_gas(irn);
 427         } else if (irn->op == op_amd64_Sub) {
 428                 be_emit_cstring("\tneg ");
 429                 amd64_emit_source_register(irn, second_op);
 430                 be_emit_finish_line_gas(irn);
 431                 be_emit_cstring("\tadd ");
 432                 amd64_emit_source_register(irn, second_op);
 433                 be_emit_cstring(", ");
 434                 amd64_emit_dest_register(irn, 0);
 435                 be_emit_finish_line_gas(irn);
 436                 be_emit_cstring("\tneg ");
 437                 amd64_emit_source_register(irn, second_op);
 438                 be_emit_finish_line_gas(irn);
 439         }
 440
 441 }
 442
 443 /**
 444  * Emits an arithmetic operation that handles arbitraty input registers.
 445  */
 446 static void emit_amd64_binop(const ir_node *irn)
 447 {
 448         const arch_register_t *reg_s1 = arch_get_irn_register_in(irn, 0);
 449         const arch_register_t *reg_s2 = arch_get_irn_register_in(irn, 1);
 450         const arch_register_t *reg_d1 = arch_get_irn_register_out(irn, 0);
 451
 452         int second_op = 0;
 453
 454         if (reg_d1 != reg_s1 && reg_d1 != reg_s2) {
 455                 be_emit_cstring("\tmov ");
 456                 amd64_emit_register(reg_s1);
 457                 be_emit_cstring(", ");
 458                 amd64_emit_register(reg_d1);
 459                 be_emit_finish_line_gas(irn);
 460                 second_op = 1;
 461
 462         } else if (reg_d1 == reg_s2 && reg_d1 != reg_s1) {
 463                 second_op = 0;
 464
 465         }
 466
 467         emit_amd64_binop_op(irn, second_op);
 468 }
 469
 470 /**
 471  * The type of a emitter function.
 472  */
 473 typedef void (emit_func)(const ir_node *irn);
 474
 475 /**
 476  * Set a node emitter. Make it a bit more type safe.
 477  */
 478 static inline void set_emitter(ir_op *op, emit_func arm_emit_node)
 479 {
 480         op->ops.generic = (op_func)arm_emit_node;
 481 }
 482
 483 /**
 484  * Enters the emitter functions for handled nodes into the generic
 485  * pointer of an opcode.
 486  */
 487 static void amd64_register_emitters(void)
 488 {
 489         /* first clear the generic function pointer for all ops */
 490         ir_clear_opcodes_generic_func();
 491
 492         /* register all emitter functions defined in spec */
 493         amd64_register_spec_emitters();
 494
 495         set_emitter(op_amd64_SymConst,   emit_amd64_SymConst);
 496         set_emitter(op_amd64_Jmp,        emit_amd64_Jmp);
 497         set_emitter(op_amd64_Jcc,        emit_amd64_Jcc);
 498         set_emitter(op_amd64_Conv,       emit_amd64_Conv);
 499         set_emitter(op_amd64_FrameAddr,  emit_amd64_FrameAddr);
 500         set_emitter(op_be_Return,        emit_be_Return);
 501         set_emitter(op_be_Call,          emit_be_Call);
 502         set_emitter(op_be_Copy,          emit_be_Copy);
 503         set_emitter(op_be_IncSP,         emit_be_IncSP);
 504         set_emitter(op_be_Perm,          emit_be_Perm);
 505
 506         set_emitter(op_amd64_Add,        emit_amd64_binop);
 507         set_emitter(op_amd64_Sub,        emit_amd64_binop);
 508
 509         set_emitter(op_be_Start,         emit_nothing);
 510         set_emitter(op_be_Keep,          emit_nothing);
 511         set_emitter(op_Phi,              emit_nothing);
 512 }
 513
 514 typedef void (*emit_func_ptr) (const ir_node *);
 515
 516 /**
 517  * Emits code for a node.
 518  */
 519 static void amd64_emit_node(const ir_node *node)
 520 {
 521         ir_op               *op       = get_irn_op(node);
 522
 523         if (op->ops.generic) {
 524                 emit_func_ptr func = (emit_func_ptr) op->ops.generic;
 525                 (*func) (node);
 526         } else {
 527                 ir_fprintf(stderr, "No emitter for node %+F\n", node);
 528         }
 529 }
 530
 531 /**
 532  * Walks over the nodes in a block connected by scheduling edges
 533  * and emits code for each node.
 534  */
 535 static void amd64_gen_block(ir_node *block, void *data)
 536 {
 537         ir_node *node;
 538         (void) data;
 539
 540         if (! is_Block(block))
 541                 return;
 542
 543         be_gas_begin_block(block, false);
 544
 545         sched_foreach(block, node) {
 546                 amd64_emit_node(node);
 547         }
 548 }
 549
 550
 551 /**
 552  * Sets labels for control flow nodes (jump target)
 553  * TODO: Jump optimization
 554  */
 555 static void amd64_gen_labels(ir_node *block, void *env)
 556 {
 557         ir_node *pred;
 558         int n = get_Block_n_cfgpreds(block);
 559         (void) env;
 560
 561         for (n--; n >= 0; n--) {
 562                 pred = get_Block_cfgpred(block, n);
 563                 set_irn_link(pred, block);
 564         }
 565 }
 566
 567 /**
 568  * Main driver
 569  */
 570 void amd64_gen_routine(ir_graph *irg)
 571 {
 572         ir_entity *entity = get_irg_entity(irg);
 573         ir_node  **blk_sched;
 574         size_t i, n;
 575
 576         /* register all emitter functions */
 577         amd64_register_emitters();
 578
 579         blk_sched = be_create_block_schedule(irg);
 580
 581         be_gas_emit_function_prolog(entity, 4, NULL);
 582
 583         irg_block_walk_graph(irg, amd64_gen_labels, NULL, NULL);
 584
 585         n = ARR_LEN(blk_sched);
 586         for (i = 0; i < n; i++) {
 587                 ir_node *block = blk_sched[i];
 588                 ir_node *next  = (i + 1) < n ? blk_sched[i+1] : NULL;
 589
 590                 set_irn_link(block, next);
 591         }
 592
 593         for (i = 0; i < n; ++i) {
 594                 ir_node *block = blk_sched[i];
 595
 596                 amd64_gen_block(block, 0);
 597         }
 598
 599         be_gas_emit_function_epilog(entity);
 600 }