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 "be_t.h"
  29 #include "error.h"
  30 #include "xmalloc.h"
  31 #include "tv.h"
  32 #include "iredges.h"
  33 #include "debug.h"
  34 #include "irgwalk.h"
  35 #include "irprintf.h"
  36 #include "irop_t.h"
  37 #include "irargs_t.h"
  38 #include "irprog.h"
  39
  40 #include "besched.h"
  41 #include "begnuas.h"
  42 #include "beblocksched.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 #include "benode.h"
  51
  52 /*************************************************************
  53  *             _       _    __   _          _
  54  *            (_)     | |  / _| | |        | |
  55  *  _ __  _ __ _ _ __ | |_| |_  | |__   ___| |_ __   ___ _ __
  56  * | '_ \| '__| | '_ \| __|  _| | '_ \ / _ \ | '_ \ / _ \ '__|
  57  * | |_) | |  | | | | | |_| |   | | | |  __/ | |_) |  __/ |
  58  * | .__/|_|  |_|_| |_|\__|_|   |_| |_|\___|_| .__/ \___|_|
  59  * | |                                       | |
  60  * |_|                                       |_|
  61  *************************************************************/
  62
  63 /**
  64  * Returns the target block for a control flow node.
  65  */
  66 static ir_node *get_cfop_target_block(const ir_node *irn)
  67 {
  68         return (ir_node*)get_irn_link(irn);
  69 }
  70
  71 void amd64_emitf(ir_node const *const node, char const *fmt, ...)
  72 {
  73         va_list ap;
  74         va_start(ap, fmt);
  75
  76         be_emit_char('\t');
  77         for (;;) {
  78                 char const *start = fmt;
  79
  80                 while (*fmt != '%' && *fmt != '\n' && *fmt != '\0')
  81                         ++fmt;
  82                 if (fmt != start) {
  83                         be_emit_string_len(start, fmt - start);
  84                 }
  85
  86                 if (*fmt == '\n') {
  87                         be_emit_char('\n');
  88                         be_emit_write_line();
  89                         be_emit_char('\t');
  90                         ++fmt;
  91                         continue;
  92                 }
  93
  94                 if (*fmt == '\0')
  95                         break;
  96
  97                 ++fmt;
  98
  99                 switch (*fmt++) {
 100                         arch_register_t const *reg;
 101
 102                         case '%':
 103                                 be_emit_char('%');
 104                                 break;
 105
 106                         case 'C': {
 107                                 amd64_attr_t const *const attr = get_amd64_attr_const(node);
 108                                 be_emit_irprintf("$0x%X", attr->ext.imm_value);
 109                                 break;
 110                         }
 111
 112                         case 'D':
 113                                 if (*fmt < '0' || '9' <= *fmt)
 114                                         goto unknown;
 115                                 reg = arch_get_irn_register_out(node, *fmt++ - '0');
 116                                 goto emit_R;
 117
 118                         case 'E': {
 119                                 ir_entity const *const ent = va_arg(ap, ir_entity const*);
 120                                 be_gas_emit_entity(ent);
 121                                 break;
 122                         }
 123
 124                         case 'L': {
 125                                 ir_node *const block = get_cfop_target_block(node);
 126                                 be_gas_emit_block_name(block);
 127                                 break;
 128                         }
 129
 130                         case 'O': {
 131                                 amd64_SymConst_attr_t const *const attr = get_amd64_SymConst_attr_const(node);
 132                                 if (attr->fp_offset)
 133                                         be_emit_irprintf("%d", attr->fp_offset);
 134                                 break;
 135                         }
 136
 137                         case 'R':
 138                                 reg = va_arg(ap, arch_register_t const*);
 139 emit_R:
 140                                 be_emit_char('%');
 141                                 be_emit_string(reg->name);
 142                                 break;
 143
 144                         case 'S': {
 145                                 int pos;
 146                                 if ('0' <= *fmt && *fmt <= '9') {
 147                                         pos = *fmt++ - '0';
 148                                 } else if (*fmt == '*') {
 149                                         ++fmt;
 150                                         pos = va_arg(ap, int);
 151                                 } else {
 152                                         goto unknown;
 153                                 }
 154                                 reg = arch_get_irn_register_in(node, pos);
 155                                 goto emit_R;
 156                         }
 157
 158                         case 'd': {
 159                                 int const num = va_arg(ap, int);
 160                                 be_emit_irprintf("%d", num);
 161                                 break;
 162                         }
 163
 164                         case 's': {
 165                                 char const *const str = va_arg(ap, char const*);
 166                                 be_emit_string(str);
 167                                 break;
 168                         }
 169
 170                         case 'u': {
 171                                 unsigned const num = va_arg(ap, unsigned);
 172                                 be_emit_irprintf("%u", num);
 173                                 break;
 174                         }
 175
 176                         default:
 177 unknown:
 178                                 panic("unknown format conversion");
 179                 }
 180         }
 181
 182         be_emit_finish_line_gas(node);
 183         va_end(ap);
 184 }
 185
 186 /***********************************************************************************
 187  *                  _          __                                             _
 188  *                 (_)        / _|                                           | |
 189  *  _ __ ___   __ _ _ _ __   | |_ _ __ __ _ _ __ ___   _____      _____  _ __| | __
 190  * | '_ ` _ \ / _` | | '_ \  |  _| '__/ _` | '_ ` _ \ / _ \ \ /\ / / _ \| '__| |/ /
 191  * | | | | | | (_| | | | | | | | | | | (_| | | | | | |  __/\ V  V / (_) | |  |   <
 192  * |_| |_| |_|\__,_|_|_| |_| |_| |_|  \__,_|_| |_| |_|\___| \_/\_/ \___/|_|  |_|\_\
 193  *
 194  ***********************************************************************************/
 195
 196 /**
 197  * Default emitter for anything that we don't want to generate code for.
 198  */
 199 static void emit_nothing(const ir_node *node)
 200 {
 201         (void) node;
 202 }
 203
 204 /**
 205  * Emit a SymConst.
 206  */
 207 static void emit_amd64_SymConst(const ir_node *irn)
 208 {
 209         const amd64_SymConst_attr_t *attr = get_amd64_SymConst_attr_const(irn);
 210 #if 0
 211         sym_or_tv_t key, *entry;
 212         unsigned label;
 213
 214         key.u.id     = get_entity_ld_ident(attr->entity);
 215         key.is_ident = 1;
 216         key.label    = 0;
 217         entry = set_insert(sym_or_tv_t, sym_or_tv, &key, sizeof(key), hash_ptr(key.u.generic));
 218         if (entry->label == 0) {
 219                 /* allocate a label */
 220                 entry->label = get_unique_label();
 221         }
 222         label = entry->label;
 223 #endif
 224
 225         amd64_emitf(irn, "mov $%E, %D0", attr->entity);
 226 }
 227
 228 /**
 229  * Emit a Conv.
 230  */
 231 static void emit_amd64_Conv(const ir_node *irn)
 232 {
 233         amd64_emitf(irn, "mov %S0, %D0");
 234 }
 235
 236
 237 /**
 238  * Returns the next block in a block schedule.
 239  */
 240 static ir_node *sched_next_block(const ir_node *block)
 241 {
 242     return (ir_node*)get_irn_link(block);
 243 }
 244
 245 /**
 246  * Emit a Jmp.
 247  */
 248 static void emit_amd64_Jmp(const ir_node *node)
 249 {
 250         ir_node *block, *next_block;
 251
 252         /* for now, the code works for scheduled and non-schedules blocks */
 253         block = get_nodes_block(node);
 254
 255         /* we have a block schedule */
 256         next_block = sched_next_block(block);
 257         if (get_cfop_target_block(node) != next_block) {
 258                 amd64_emitf(node, "jmp %L");
 259         } else if (be_options.verbose_asm) {
 260                 amd64_emitf(node, "/* fallthrough to %L */");
 261         }
 262 }
 263
 264 /**
 265  * Emit a Compare with conditional branch.
 266  */
 267 static void emit_amd64_Jcc(const ir_node *irn)
 268 {
 269         const ir_node      *proj_true  = NULL;
 270         const ir_node      *proj_false = NULL;
 271         const ir_node      *block;
 272         const ir_node      *next_block;
 273         const char         *suffix;
 274         const amd64_attr_t *attr      = get_amd64_attr_const(irn);
 275         ir_relation         relation  = attr->ext.relation;
 276         ir_node            *op1       = get_irn_n(irn, 0);
 277         const amd64_attr_t *cmp_attr  = get_amd64_attr_const(op1);
 278         bool                is_signed = !cmp_attr->data.cmp_unsigned;
 279
 280         assert(is_amd64_Cmp(op1));
 281
 282         foreach_out_edge(irn, edge) {
 283                 ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
 284                 long nr = get_Proj_proj(proj);
 285                 if (nr == pn_Cond_true) {
 286                         proj_true = proj;
 287                 } else {
 288                         proj_false = proj;
 289                 }
 290         }
 291
 292         if (cmp_attr->data.ins_permuted) {
 293                 relation = get_inversed_relation(relation);
 294         }
 295
 296         /* for now, the code works for scheduled and non-schedules blocks */
 297         block = get_nodes_block(irn);
 298
 299         /* we have a block schedule */
 300         next_block = sched_next_block(block);
 301
 302         assert(relation != ir_relation_false);
 303         assert(relation != ir_relation_true);
 304
 305         if (get_cfop_target_block(proj_true) == next_block) {
 306                 /* exchange both proj's so the second one can be omitted */
 307                 const ir_node *t = proj_true;
 308
 309                 proj_true  = proj_false;
 310                 proj_false = t;
 311                 relation   = get_negated_relation(relation);
 312         }
 313
 314         switch (relation & ir_relation_less_equal_greater) {
 315                 case ir_relation_equal:              suffix = "e"; break;
 316                 case ir_relation_less:               suffix = is_signed ? "l"  : "b"; break;
 317                 case ir_relation_less_equal:         suffix = is_signed ? "le" : "be"; break;
 318                 case ir_relation_greater:            suffix = is_signed ? "g"  : "a"; break;
 319                 case ir_relation_greater_equal:      suffix = is_signed ? "ge" : "ae"; break;
 320                 case ir_relation_less_greater:       suffix = "ne"; break;
 321                 case ir_relation_less_equal_greater: suffix = "mp"; break;
 322                 default: panic("Cmp has unsupported pnc");
 323         }
 324
 325         /* emit the true proj */
 326         amd64_emitf(proj_true, "j%s %L", suffix);
 327
 328         if (get_cfop_target_block(proj_false) != next_block) {
 329                 amd64_emitf(proj_false, "jmp %L");
 330         } else if (be_options.verbose_asm) {
 331                 amd64_emitf(proj_false, "/* fallthrough to %L */");
 332         }
 333 }
 334
 335 /**
 336  * Emits code for a call.
 337  */
 338 static void emit_be_Call(const ir_node *node)
 339 {
 340         ir_entity *entity = be_Call_get_entity(node);
 341
 342         /* %eax/%rax is used in AMD64 to pass the number of vector parameters for
 343          * variable argument counts */
 344         if (get_method_variadicity (be_Call_get_type((ir_node *) node))) {
 345                 /* But this still is a hack... */
 346                 amd64_emitf(node, "xor %%rax, %%rax");
 347         }
 348
 349         if (entity) {
 350                 amd64_emitf(node, "call %E", entity);
 351         } else {
 352                 be_emit_pad_comment();
 353                 be_emit_cstring("/* FIXME: call NULL entity?! */\n");
 354         }
 355 }
 356
 357 /**
 358  * emit copy node
 359  */
 360 static void emit_be_Copy(const ir_node *irn)
 361 {
 362         ir_mode *mode = get_irn_mode(irn);
 363
 364         if (arch_get_irn_register_in(irn, 0) == arch_get_irn_register_out(irn, 0)) {
 365                 /* omitted Copy */
 366                 return;
 367         }
 368
 369         if (mode_is_float(mode)) {
 370                 panic("move not supported for FP");
 371         } else if (mode_is_data(mode)) {
 372                 amd64_emitf(irn, "mov %S0, %D0");
 373         } else {
 374                 panic("move not supported for this mode");
 375         }
 376 }
 377
 378 static void emit_be_Perm(const ir_node *node)
 379 {
 380         const arch_register_t *in0, *in1;
 381
 382         in0 = arch_get_irn_register(get_irn_n(node, 0));
 383         in1 = arch_get_irn_register(get_irn_n(node, 1));
 384
 385         arch_register_class_t const* const cls0 = in0->reg_class;
 386         assert(cls0 == in1->reg_class && "Register class mismatch at Perm");
 387
 388         amd64_emitf(node, "xchg %R, %R", in0, in1);
 389
 390         if (cls0 != &amd64_reg_classes[CLASS_amd64_gp]) {
 391                 panic("unexpected register class in be_Perm (%+F)", node);
 392         }
 393 }
 394
 395 static void emit_amd64_FrameAddr(const ir_node *irn)
 396 {
 397         const amd64_SymConst_attr_t *attr =
 398                 (const amd64_SymConst_attr_t*) get_amd64_attr_const(irn);
 399
 400         amd64_emitf(irn, "mov %S0, %D0");
 401         amd64_emitf(irn, "add $%u, %D0", attr->fp_offset);
 402 }
 403
 404 /**
 405  * Emits code to increase stack pointer.
 406  */
 407 static void emit_be_IncSP(const ir_node *node)
 408 {
 409         int offs = be_get_IncSP_offset(node);
 410
 411         if (offs == 0)
 412                 return;
 413
 414         if (offs > 0) {
 415                 amd64_emitf(node, "sub, $%d, %D0", offs);
 416         } else {
 417                 amd64_emitf(node, "add, $%d, %D0", -offs);
 418         }
 419 }
 420
 421 /**
 422  * Emits code for a return.
 423  */
 424 static void emit_be_Return(const ir_node *node)
 425 {
 426         be_emit_cstring("\tret");
 427         be_emit_finish_line_gas(node);
 428 }
 429
 430
 431 static void emit_amd64_binop_op(const ir_node *irn, int second_op)
 432 {
 433         if (irn->op == op_amd64_Add) {
 434                 amd64_emitf(irn, "add %S*, %D0", second_op);
 435         } else if (irn->op == op_amd64_Sub) {
 436                 amd64_emitf(irn, "neg %S*",      second_op);
 437                 amd64_emitf(irn, "add %S*, %D0", second_op);
 438                 amd64_emitf(irn, "neg %S*",      second_op);
 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                 amd64_emitf(irn, "mov %R, %R", reg_s1, reg_d1);
 456                 second_op = 1;
 457         } else if (reg_d1 == reg_s2 && reg_d1 != reg_s1) {
 458                 second_op = 0;
 459         }
 460
 461         emit_amd64_binop_op(irn, second_op);
 462 }
 463
 464 /**
 465  * The type of a emitter function.
 466  */
 467 typedef void (emit_func)(const ir_node *irn);
 468
 469 /**
 470  * Set a node emitter. Make it a bit more type safe.
 471  */
 472 static inline void set_emitter(ir_op *op, emit_func arm_emit_node)
 473 {
 474         op->ops.generic = (op_func)arm_emit_node;
 475 }
 476
 477 /**
 478  * Enters the emitter functions for handled nodes into the generic
 479  * pointer of an opcode.
 480  */
 481 static void amd64_register_emitters(void)
 482 {
 483         /* first clear the generic function pointer for all ops */
 484         ir_clear_opcodes_generic_func();
 485
 486         /* register all emitter functions defined in spec */
 487         amd64_register_spec_emitters();
 488
 489         set_emitter(op_amd64_SymConst,   emit_amd64_SymConst);
 490         set_emitter(op_amd64_Jmp,        emit_amd64_Jmp);
 491         set_emitter(op_amd64_Jcc,        emit_amd64_Jcc);
 492         set_emitter(op_amd64_Conv,       emit_amd64_Conv);
 493         set_emitter(op_amd64_FrameAddr,  emit_amd64_FrameAddr);
 494         set_emitter(op_be_Return,        emit_be_Return);
 495         set_emitter(op_be_Call,          emit_be_Call);
 496         set_emitter(op_be_Copy,          emit_be_Copy);
 497         set_emitter(op_be_IncSP,         emit_be_IncSP);
 498         set_emitter(op_be_Perm,          emit_be_Perm);
 499
 500         set_emitter(op_amd64_Add,        emit_amd64_binop);
 501         set_emitter(op_amd64_Sub,        emit_amd64_binop);
 502
 503         set_emitter(op_be_Start,         emit_nothing);
 504         set_emitter(op_be_Keep,          emit_nothing);
 505         set_emitter(op_Phi,              emit_nothing);
 506 }
 507
 508 typedef void (*emit_func_ptr) (const ir_node *);
 509
 510 /**
 511  * Emits code for a node.
 512  */
 513 static void amd64_emit_node(const ir_node *node)
 514 {
 515         ir_op               *op       = get_irn_op(node);
 516
 517         if (op->ops.generic) {
 518                 emit_func_ptr func = (emit_func_ptr) op->ops.generic;
 519                 (*func) (node);
 520         } else {
 521                 ir_fprintf(stderr, "No emitter for node %+F\n", node);
 522         }
 523 }
 524
 525 /**
 526  * Walks over the nodes in a block connected by scheduling edges
 527  * and emits code for each node.
 528  */
 529 static void amd64_gen_block(ir_node *block, void *data)
 530 {
 531         (void) data;
 532
 533         if (! is_Block(block))
 534                 return;
 535
 536         be_gas_begin_block(block, true);
 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(ir_graph *irg)
 564 {
 565         ir_entity *entity = get_irg_entity(irg);
 566         ir_node  **blk_sched;
 567         size_t i, n;
 568
 569         /* register all emitter functions */
 570         amd64_register_emitters();
 571
 572         blk_sched = be_create_block_schedule(irg);
 573
 574         be_gas_emit_function_prolog(entity, 4, NULL);
 575
 576         irg_block_walk_graph(irg, amd64_gen_labels, NULL, NULL);
 577
 578         n = ARR_LEN(blk_sched);
 579         for (i = 0; i < n; i++) {
 580                 ir_node *block = blk_sched[i];
 581                 ir_node *next  = (i + 1) < n ? blk_sched[i+1] : NULL;
 582
 583                 set_irn_link(block, next);
 584         }
 585
 586         for (i = 0; i < n; ++i) {
 587                 ir_node *block = blk_sched[i];
 588
 589                 amd64_gen_block(block, 0);
 590         }
 591
 592         be_gas_emit_function_epilog(entity);
 593 }