nsz Git - libfirm/blob - ir/be/amd64/bearch_amd64.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    The main amd64 backend driver file.
  23  * @version  $Id: bearch_amd64.c 26909 2010-01-05 15:56:54Z matze $
  24  */
  25 #include "config.h"
  26
  27 #include "pseudo_irg.h"
  28 #include "irgwalk.h"
  29 #include "irprog.h"
  30 #include "irprintf.h"
  31 #include "ircons.h"
  32 #include "irgmod.h"
  33 #include "irdump.h"
  34
  35 #include "bitset.h"
  36 #include "debug.h"
  37
  38 #include "be.h"
  39 #include "../bearch.h"
  40 #include "../benode.h"
  41 #include "../belower.h"
  42 #include "../besched.h"
  43 #include "../beabi.h"
  44 #include "../bemodule.h"
  45 #include "../begnuas.h"
  46 #include "../belistsched.h"
  47
  48 #include "bearch_amd64_t.h"
  49
  50 #include "amd64_new_nodes.h"
  51 #include "gen_amd64_regalloc_if.h"
  52 #include "amd64_transform.h"
  53 #include "amd64_emitter.h"
  54
  55 DEBUG_ONLY(static firm_dbg_module_t *dbg = NULL;)
  56
  57 static arch_irn_class_t amd64_classify(const ir_node *irn)
  58 {
  59         (void) irn;
  60         return 0;
  61 }
  62
  63 static ir_entity *amd64_get_frame_entity(const ir_node *node)
  64 {
  65         (void) node;
  66         /* TODO: return the ir_entity assigned to the frame */
  67         return NULL;
  68 }
  69
  70 static void amd64_set_frame_entity(ir_node *node, ir_entity *ent)
  71 {
  72         (void) node;
  73         (void) ent;
  74         /* TODO: set the ir_entity assigned to the frame */
  75 }
  76
  77 /**
  78  * This function is called by the generic backend to correct offsets for
  79  * nodes accessing the stack.
  80  */
  81 static void amd64_set_frame_offset(ir_node *irn, int offset)
  82 {
  83         (void) irn;
  84         (void) offset;
  85         /* TODO: correct offset if irn accesses the stack */
  86 }
  87
  88 static int amd64_get_sp_bias(const ir_node *irn)
  89 {
  90         (void) irn;
  91         return 0;
  92 }
  93
  94 /* fill register allocator interface */
  95
  96 static const arch_irn_ops_t amd64_irn_ops = {
  97         get_amd64_in_req,
  98         amd64_classify,
  99         amd64_get_frame_entity,
 100         amd64_set_frame_entity,
 101         amd64_set_frame_offset,
 102         amd64_get_sp_bias,
 103         NULL,    /* get_inverse             */
 104         NULL,    /* get_op_estimated_cost   */
 105         NULL,    /* possible_memory_operand */
 106         NULL,    /* perform_memory_operand  */
 107 };
 108
 109
 110
 111 /**
 112  * Transforms the standard firm graph into
 113  * a amd64 firm graph
 114  */
 115 static void amd64_prepare_graph(void *self)
 116 {
 117         amd64_code_gen_t *cg = self;
 118
 119         amd64_transform_graph (cg);
 120
 121         if (cg->dump)
 122                 dump_ir_graph(cg->irg, "transformed");
 123 }
 124
 125
 126
 127 /**
 128  * Called immediatly before emit phase.
 129  */
 130 static void amd64_finish_irg(void *self)
 131 {
 132         amd64_code_gen_t *cg = self;
 133         ir_graph         *irg = cg->irg;
 134
 135         dump_ir_graph(irg, "amd64-finished");
 136 }
 137
 138
 139 static void amd64_before_ra(void *self)
 140 {
 141         (void) self;
 142         /* Some stuff you need to do after scheduling but before register allocation */
 143 }
 144
 145 static void amd64_after_ra(void *self)
 146 {
 147         (void) self;
 148         /* Some stuff you need to do immediatly after register allocation */
 149 }
 150
 151
 152
 153 /**
 154  * Emits the code, closes the output file and frees
 155  * the code generator interface.
 156  */
 157 static void amd64_emit_and_done(void *self)
 158 {
 159         amd64_code_gen_t *cg  = self;
 160         ir_graph         *irg = cg->irg;
 161
 162         amd64_gen_routine(cg, irg);
 163
 164         /* de-allocate code generator */
 165         free(cg);
 166 }
 167
 168 static void *amd64_cg_init(be_irg_t *birg);
 169
 170 static const arch_code_generator_if_t amd64_code_gen_if = {
 171         amd64_cg_init,
 172         NULL,                    /* get_pic_base hook */
 173         NULL,                    /* before abi introduce hook */
 174         amd64_prepare_graph,
 175         NULL,                    /* spill hook */
 176         amd64_before_ra,      /* before register allocation hook */
 177         amd64_after_ra,       /* after register allocation hook */
 178         amd64_finish_irg,
 179         amd64_emit_and_done
 180 };
 181
 182 /**
 183  * Initializes the code generator.
 184  */
 185 static void *amd64_cg_init(be_irg_t *birg)
 186 {
 187         const arch_env_t    *arch_env = be_get_birg_arch_env(birg);
 188         amd64_isa_t      *isa      = (amd64_isa_t *) arch_env;
 189         amd64_code_gen_t *cg       = XMALLOC(amd64_code_gen_t);
 190
 191         cg->impl     = &amd64_code_gen_if;
 192         cg->irg      = be_get_birg_irg(birg);
 193         cg->isa      = isa;
 194         cg->birg     = birg;
 195         cg->dump     = (birg->main_env->options->dump_flags & DUMP_BE) ? 1 : 0;
 196
 197         return (arch_code_generator_t *)cg;
 198 }
 199
 200
 201
 202 const arch_isa_if_t amd64_isa_if;
 203 static amd64_isa_t amd64_isa_template = {
 204         {
 205                 &amd64_isa_if,             /* isa interface implementation */
 206                 &amd64_gp_regs[REG_RSP],  /* stack pointer register */
 207                 &amd64_gp_regs[REG_RBP],  /* base pointer register */
 208                 &amd64_reg_classes[CLASS_amd64_gp],  /* link pointer register class */
 209                 -1,                          /* stack direction */
 210                 2,                           /* power of two stack alignment for calls, 2^2 == 4 */
 211                 NULL,                        /* main environment */
 212                 7,                           /* costs for a spill instruction */
 213                 5,                           /* costs for a reload instruction */
 214         },
 215 };
 216
 217 /**
 218  * Initializes the backend ISA
 219  */
 220 static arch_env_t *amd64_init(FILE *outfile)
 221 {
 222         static int run_once = 0;
 223         amd64_isa_t *isa;
 224
 225         if(run_once)
 226                 return NULL;
 227         run_once = 1;
 228
 229         isa = XMALLOC(amd64_isa_t);
 230         memcpy(isa, &amd64_isa_template, sizeof(*isa));
 231
 232         be_emit_init(outfile);
 233
 234         amd64_register_init();
 235         amd64_create_opcodes(&amd64_irn_ops);
 236
 237         return &isa->arch_env;
 238 }
 239
 240
 241
 242 /**
 243  * Closes the output file and frees the ISA structure.
 244  */
 245 static void amd64_done(void *self)
 246 {
 247         amd64_isa_t *isa = self;
 248
 249         /* emit now all global declarations */
 250         be_gas_emit_decls(isa->arch_env.main_env);
 251
 252         be_emit_exit();
 253         free(self);
 254 }
 255
 256
 257 static unsigned amd64_get_n_reg_class(void)
 258 {
 259         return N_CLASSES;
 260 }
 261
 262 static const arch_register_class_t *amd64_get_reg_class(unsigned i)
 263 {
 264         assert(i < N_CLASSES);
 265         return &amd64_reg_classes[i];
 266 }
 267
 268
 269
 270 /**
 271  * Get the register class which shall be used to store a value of a given mode.
 272  * @param self The this pointer.
 273  * @param mode The mode in question.
 274  * @return A register class which can hold values of the given mode.
 275  */
 276 static const arch_register_class_t *amd64_get_reg_class_for_mode(const ir_mode *mode)
 277 {
 278         if (mode_is_float(mode))
 279                 return &amd64_reg_classes[CLASS_amd64_fp];
 280         else
 281                 return &amd64_reg_classes[CLASS_amd64_gp];
 282 }
 283
 284
 285
 286 typedef struct {
 287         be_abi_call_flags_bits_t flags;
 288         const arch_env_t *arch_env;
 289         ir_graph *irg;
 290 } amd64_abi_env_t;
 291
 292 static void *amd64_abi_init(const be_abi_call_t *call, const arch_env_t *arch_env, ir_graph *irg)
 293 {
 294         amd64_abi_env_t *env = XMALLOC(amd64_abi_env_t);
 295         be_abi_call_flags_t fl = be_abi_call_get_flags(call);
 296         env->flags    = fl.bits;
 297         env->irg      = irg;
 298         env->arch_env = arch_env;
 299         return env;
 300 }
 301
 302 /**
 303  * Get the between type for that call.
 304  * @param self The callback object.
 305  * @return The between type of for that call.
 306  */
 307 static ir_type *amd64_get_between_type(void *self)
 308 {
 309         static ir_type *between_type = NULL;
 310         static ir_entity *old_bp_ent = NULL;
 311         (void) self;
 312
 313         if(!between_type) {
 314                 ir_entity *ret_addr_ent;
 315                 ir_type *ret_addr_type = new_type_primitive(mode_P);
 316                 ir_type *old_bp_type   = new_type_primitive(mode_P);
 317
 318                 between_type           = new_type_class(new_id_from_str("amd64_between_type"));
 319                 old_bp_ent             = new_entity(between_type, new_id_from_str("old_bp"), old_bp_type);
 320                 ret_addr_ent           = new_entity(between_type, new_id_from_str("old_bp"), ret_addr_type);
 321
 322                 set_entity_offset(old_bp_ent, 0);
 323                 set_entity_offset(ret_addr_ent, get_type_size_bytes(old_bp_type));
 324                 set_type_size_bytes(between_type, get_type_size_bytes(old_bp_type) + get_type_size_bytes(ret_addr_type));
 325         }
 326
 327         return between_type;
 328 }
 329
 330 /**
 331  * Build the prolog, return the BASE POINTER register
 332  */
 333 static const arch_register_t *amd64_abi_prologue(void *self, ir_node **mem,
 334                                                     pmap *reg_map, int *stack_bias)
 335 {
 336         amd64_abi_env_t  *env  = self;
 337         const arch_env_t *aenv = env->arch_env;
 338         (void) mem;
 339         (void) stack_bias;
 340         (void) aenv;
 341         (void) reg_map;
 342
 343         if (!env->flags.try_omit_fp) {
 344                 /* FIXME: maybe later here should be some code to generate
 345                  * the usual abi prologue */
 346                 return env->arch_env->bp;
 347         }
 348
 349         return env->arch_env->sp;
 350 }
 351
 352 /* Build the epilog */
 353 static void amd64_abi_epilogue(void *self, ir_node *bl, ir_node **mem,
 354                                pmap *reg_map)
 355 {
 356         amd64_abi_env_t  *env  = self;
 357         const arch_env_t *aenv = env->arch_env;
 358         ir_node          *curr_sp  = be_abi_reg_map_get(reg_map, aenv->sp);
 359         ir_node          *curr_bp  = be_abi_reg_map_get(reg_map, aenv->bp);
 360         (void) bl;
 361         (void) mem;
 362
 363         if (env->flags.try_omit_fp) {
 364                 curr_sp = be_new_IncSP(aenv->sp, bl, curr_sp, BE_STACK_FRAME_SIZE_SHRINK, 0);
 365         }
 366
 367         be_abi_reg_map_set(reg_map, aenv->sp, curr_sp);
 368         be_abi_reg_map_set(reg_map, aenv->bp, curr_bp);
 369 }
 370
 371 static const be_abi_callbacks_t amd64_abi_callbacks = {
 372         amd64_abi_init,
 373         free,
 374         amd64_get_between_type,
 375         amd64_abi_prologue,
 376         amd64_abi_epilogue,
 377 };
 378
 379 /**
 380  * Get the ABI restrictions for procedure calls.
 381  * @param self        The this pointer.
 382  * @param method_type The type of the method (procedure) in question.
 383  * @param abi         The abi object to be modified
 384  */
 385 static void amd64_get_call_abi(const void *self, ir_type *method_type,
 386                            be_abi_call_t *abi)
 387 {
 388         ir_type  *tp;
 389         ir_mode  *mode;
 390         int       i, n = get_method_n_params(method_type);
 391         be_abi_call_flags_t call_flags;
 392         int no_reg = 0;
 393
 394         (void) self;
 395
 396         /* set abi flags for calls */
 397         call_flags.bits.left_to_right         = 0;
 398         call_flags.bits.store_args_sequential = 1;
 399         call_flags.bits.try_omit_fp           = 1;
 400         call_flags.bits.fp_free               = 0;
 401         call_flags.bits.call_has_imm          = 1;
 402
 403         /* set stack parameter passing style */
 404         be_abi_call_set_flags(abi, call_flags, &amd64_abi_callbacks);
 405
 406         for (i = 0; i < n; i++) {
 407                 tp   = get_method_param_type(method_type, i);
 408                 mode = get_type_mode(tp);
 409                 printf ("MODE %p %p XX %d\n", mode, mode_Iu, i);
 410
 411                 if (!no_reg && (i == 0 || i == 1) && mode == mode_Iu) {
 412                         printf("TEST%d\n", i);
 413                         be_abi_call_param_reg(abi, i,
 414                                               i == 0 ? &amd64_gp_regs[REG_RDI]
 415                                                      : &amd64_gp_regs[REG_RSI],
 416                                               ABI_CONTEXT_BOTH);
 417                 /* default: all parameters on stack */
 418                 } else {
 419                         no_reg = 1;
 420                         be_abi_call_param_stack(abi, i, mode, 4, 0, 0, ABI_CONTEXT_BOTH);
 421                 }
 422         }
 423
 424         /* TODO: set correct return register */
 425         /* default: return value is in R0 resp. F0 */
 426         if (get_method_n_ress(method_type) > 0) {
 427                 tp   = get_method_res_type(method_type, 0);
 428                 mode = get_type_mode(tp);
 429
 430                 /* FIXME: No floating point yet */
 431                 /* be_abi_call_res_reg(abi, 0,
 432                         mode_is_float(mode) ? &amd64_fp_regs[REG_F0] : &amd64_gp_regs[REG_R0], ABI_CONTEXT_BOTH) */;
 433
 434                 be_abi_call_res_reg(abi, 0,
 435                         &amd64_gp_regs[REG_RAX], ABI_CONTEXT_BOTH);
 436         }
 437 }
 438
 439 static int amd64_to_appear_in_schedule(void *block_env, const ir_node *irn)
 440 {
 441         (void) block_env;
 442
 443         if(!is_amd64_irn(irn))
 444                 return -1;
 445
 446         return 1;
 447 }
 448
 449 /**
 450  * Initializes the code generator interface.
 451  */
 452 static const arch_code_generator_if_t *amd64_get_code_generator_if(
 453                 void *self)
 454 {
 455         (void) self;
 456         return &amd64_code_gen_if;
 457 }
 458
 459 list_sched_selector_t amd64_sched_selector;
 460
 461 /**
 462  * Returns the reg_pressure scheduler with to_appear_in_schedule() overloaded
 463  */
 464 static const list_sched_selector_t *amd64_get_list_sched_selector(
 465                 const void *self, list_sched_selector_t *selector)
 466 {
 467         (void) self;
 468         (void) selector;
 469
 470         amd64_sched_selector = trivial_selector;
 471         amd64_sched_selector.to_appear_in_schedule = amd64_to_appear_in_schedule;
 472         return &amd64_sched_selector;
 473 }
 474
 475 static const ilp_sched_selector_t *amd64_get_ilp_sched_selector(
 476                 const void *self)
 477 {
 478         (void) self;
 479         return NULL;
 480 }
 481
 482 /**
 483  * Returns the necessary byte alignment for storing a register of given class.
 484  */
 485 static int amd64_get_reg_class_alignment(const arch_register_class_t *cls)
 486 {
 487         ir_mode *mode = arch_register_class_mode(cls);
 488         return get_mode_size_bytes(mode);
 489 }
 490
 491 /**
 492  * Returns the libFirm configuration parameter for this backend.
 493  */
 494 static const backend_params *amd64_get_backend_params(void) {
 495         static backend_params p = {
 496                 0,     /* no dword lowering */
 497                 0,     /* no inline assembly */
 498                 NULL,  /* will be set later */
 499                 NULL,  /* no creator function */
 500                 NULL,  /* context for create_intrinsic_fkt */
 501                 NULL,  /* parameter for if conversion */
 502                 NULL,  /* float arithmetic mode */
 503                 0,     /* no trampoline support: size 0 */
 504                 0,     /* no trampoline support: align 0 */
 505                 NULL,  /* no trampoline support: no trampoline builder */
 506                 4      /* alignment of stack parameter: typically 4 (32bit) or 8 (64bit) */
 507         };
 508         return &p;
 509 }
 510
 511 static const be_execution_unit_t ***amd64_get_allowed_execution_units(
 512                 const ir_node *irn)
 513 {
 514         (void) irn;
 515         /* TODO */
 516         assert(0);
 517         return NULL;
 518 }
 519
 520 static const be_machine_t *amd64_get_machine(const void *self)
 521 {
 522         (void) self;
 523         /* TODO */
 524         assert(0);
 525         return NULL;
 526 }
 527
 528 static ir_graph **amd64_get_backend_irg_list(const void *self,
 529                                                 ir_graph ***irgs)
 530 {
 531         (void) self;
 532         (void) irgs;
 533         return NULL;
 534 }
 535
 536 static asm_constraint_flags_t amd64_parse_asm_constraint(const char **c)
 537 {
 538         (void) c;
 539         return ASM_CONSTRAINT_FLAG_INVALID;
 540 }
 541
 542 static int amd64_is_valid_clobber(const char *clobber)
 543 {
 544         (void) clobber;
 545         return 0;
 546 }
 547
 548 const arch_isa_if_t amd64_isa_if = {
 549         amd64_init,
 550         amd64_done,
 551         NULL,                /* handle intrinsics */
 552         amd64_get_n_reg_class,
 553         amd64_get_reg_class,
 554         amd64_get_reg_class_for_mode,
 555         amd64_get_call_abi,
 556         amd64_get_code_generator_if,
 557         amd64_get_list_sched_selector,
 558         amd64_get_ilp_sched_selector,
 559         amd64_get_reg_class_alignment,
 560     amd64_get_backend_params,
 561         amd64_get_allowed_execution_units,
 562         amd64_get_machine,
 563         amd64_get_backend_irg_list,
 564         NULL,                    /* mark remat */
 565         amd64_parse_asm_constraint,
 566         amd64_is_valid_clobber
 567 };
 568
 569 BE_REGISTER_MODULE_CONSTRUCTOR(be_init_arch_amd64);
 570 void be_init_arch_amd64(void)
 571 {
 572         be_register_isa_if("amd64", &amd64_isa_if);
 573         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.be.amd64.cg");
 574         amd64_init_transform();
 575 }