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 #include "../beflags.h"
  48
  49 #include "bearch_amd64_t.h"
  50
  51 #include "amd64_new_nodes.h"
  52 #include "gen_amd64_regalloc_if.h"
  53 #include "amd64_transform.h"
  54 #include "amd64_emitter.h"
  55
  56 DEBUG_ONLY(static firm_dbg_module_t *dbg = NULL;)
  57
  58 static arch_irn_class_t amd64_classify(const ir_node *irn)
  59 {
  60         (void) irn;
  61         return 0;
  62 }
  63
  64 static ir_entity *amd64_get_frame_entity(const ir_node *node)
  65 {
  66         (void) node;
  67         /* TODO: return the ir_entity assigned to the frame */
  68         return NULL;
  69 }
  70
  71 static void amd64_set_frame_entity(ir_node *node, ir_entity *ent)
  72 {
  73         (void) node;
  74         (void) ent;
  75         /* TODO: set the ir_entity assigned to the frame */
  76 }
  77
  78 /**
  79  * This function is called by the generic backend to correct offsets for
  80  * nodes accessing the stack.
  81  */
  82 static void amd64_set_frame_offset(ir_node *irn, int offset)
  83 {
  84         (void) irn;
  85         (void) offset;
  86         /* TODO: correct offset if irn accesses the stack */
  87 }
  88
  89 static int amd64_get_sp_bias(const ir_node *irn)
  90 {
  91         (void) irn;
  92         return 0;
  93 }
  94
  95 /* fill register allocator interface */
  96
  97 static const arch_irn_ops_t amd64_irn_ops = {
  98         get_amd64_in_req,
  99         amd64_classify,
 100         amd64_get_frame_entity,
 101         amd64_set_frame_entity,
 102         amd64_set_frame_offset,
 103         amd64_get_sp_bias,
 104         NULL,    /* get_inverse             */
 105         NULL,    /* get_op_estimated_cost   */
 106         NULL,    /* possible_memory_operand */
 107         NULL,    /* perform_memory_operand  */
 108 };
 109
 110
 111
 112 /**
 113  * Transforms the standard firm graph into
 114  * a amd64 firm graph
 115  */
 116 static void amd64_prepare_graph(void *self)
 117 {
 118         amd64_code_gen_t *cg = self;
 119
 120         amd64_transform_graph (cg);
 121
 122         if (cg->dump)
 123                 dump_ir_graph(cg->irg, "transformed");
 124 }
 125
 126
 127
 128 /**
 129  * Called immediatly before emit phase.
 130  */
 131 static void amd64_finish_irg(void *self)
 132 {
 133         amd64_code_gen_t *cg = self;
 134         ir_graph         *irg = cg->irg;
 135
 136         dump_ir_graph(irg, "amd64-finished");
 137 }
 138
 139 static void amd64_before_ra(void *self)
 140 {
 141         amd64_code_gen_t *cg = self;
 142
 143         be_sched_fix_flags(cg->birg, &amd64_reg_classes[CLASS_amd64_flags], 0);
 144 }
 145
 146 static void amd64_after_ra(void *self)
 147 {
 148         (void) self;
 149         /* Some stuff you need to do immediatly after register allocation */
 150 }
 151
 152
 153
 154 /**
 155  * Emits the code, closes the output file and frees
 156  * the code generator interface.
 157  */
 158 static void amd64_emit_and_done(void *self)
 159 {
 160         amd64_code_gen_t *cg  = self;
 161         ir_graph         *irg = cg->irg;
 162
 163         amd64_gen_routine(cg, irg);
 164
 165         /* de-allocate code generator */
 166         free(cg);
 167 }
 168
 169 static void *amd64_cg_init(be_irg_t *birg);
 170
 171 static const arch_code_generator_if_t amd64_code_gen_if = {
 172         amd64_cg_init,
 173         NULL,                    /* get_pic_base hook */
 174         NULL,                    /* before abi introduce hook */
 175         amd64_prepare_graph,
 176         NULL,                    /* spill hook */
 177         amd64_before_ra,      /* before register allocation hook */
 178         amd64_after_ra,       /* after register allocation hook */
 179         amd64_finish_irg,
 180         amd64_emit_and_done
 181 };
 182
 183 /**
 184  * Initializes the code generator.
 185  */
 186 static void *amd64_cg_init(be_irg_t *birg)
 187 {
 188         const arch_env_t    *arch_env = be_get_birg_arch_env(birg);
 189         amd64_isa_t      *isa      = (amd64_isa_t *) arch_env;
 190         amd64_code_gen_t *cg       = XMALLOC(amd64_code_gen_t);
 191
 192         cg->impl     = &amd64_code_gen_if;
 193         cg->irg      = be_get_birg_irg(birg);
 194         cg->isa      = isa;
 195         cg->birg     = birg;
 196         cg->dump     = (birg->main_env->options->dump_flags & DUMP_BE) ? 1 : 0;
 197
 198         return (arch_code_generator_t *)cg;
 199 }
 200
 201
 202 typedef ir_node *(*create_const_node_func) (dbg_info *dbg, ir_node *block);
 203
 204 /**
 205  * Used to create per-graph unique pseudo nodes.
 206  */
 207 static inline ir_node *create_const(amd64_code_gen_t *cg, ir_node **place,
 208                                     create_const_node_func func,
 209                                     const arch_register_t* reg)
 210 {
 211         ir_node *block, *res;
 212
 213         if (*place != NULL)
 214                 return *place;
 215
 216         block = get_irg_start_block(cg->irg);
 217         res = func(NULL, block);
 218         arch_set_irn_register(res, reg);
 219         *place = res;
 220
 221         return res;
 222 }
 223
 224 const arch_isa_if_t amd64_isa_if;
 225 static amd64_isa_t amd64_isa_template = {
 226         {
 227                 &amd64_isa_if,             /* isa interface implementation */
 228                 &amd64_gp_regs[REG_RSP],  /* stack pointer register */
 229                 &amd64_gp_regs[REG_RBP],  /* base pointer register */
 230                 &amd64_reg_classes[CLASS_amd64_gp],  /* link pointer register class */
 231                 -1,                          /* stack direction */
 232                 2,                           /* power of two stack alignment for calls, 2^2 == 4 */
 233                 NULL,                        /* main environment */
 234                 7,                           /* costs for a spill instruction */
 235                 5,                           /* costs for a reload instruction */
 236         },
 237 };
 238
 239 /**
 240  * Initializes the backend ISA
 241  */
 242 static arch_env_t *amd64_init(FILE *outfile)
 243 {
 244         static int run_once = 0;
 245         amd64_isa_t *isa;
 246
 247         if(run_once)
 248                 return NULL;
 249         run_once = 1;
 250
 251         isa = XMALLOC(amd64_isa_t);
 252         memcpy(isa, &amd64_isa_template, sizeof(*isa));
 253
 254         be_emit_init(outfile);
 255
 256         amd64_register_init();
 257         amd64_create_opcodes(&amd64_irn_ops);
 258
 259         return &isa->arch_env;
 260 }
 261
 262
 263
 264 /**
 265  * Closes the output file and frees the ISA structure.
 266  */
 267 static void amd64_done(void *self)
 268 {
 269         amd64_isa_t *isa = self;
 270
 271         /* emit now all global declarations */
 272         be_gas_emit_decls(isa->arch_env.main_env);
 273
 274         be_emit_exit();
 275         free(self);
 276 }
 277
 278
 279 static unsigned amd64_get_n_reg_class(void)
 280 {
 281         return N_CLASSES;
 282 }
 283
 284 static const arch_register_class_t *amd64_get_reg_class(unsigned i)
 285 {
 286         assert(i < N_CLASSES);
 287         return &amd64_reg_classes[i];
 288 }
 289
 290
 291
 292 /**
 293  * Get the register class which shall be used to store a value of a given mode.
 294  * @param self The this pointer.
 295  * @param mode The mode in question.
 296  * @return A register class which can hold values of the given mode.
 297  */
 298 static const arch_register_class_t *amd64_get_reg_class_for_mode(const ir_mode *mode)
 299 {
 300         assert(!mode_is_float(mode));
 301         return &amd64_reg_classes[CLASS_amd64_gp];
 302 }
 303
 304
 305
 306 typedef struct {
 307         be_abi_call_flags_bits_t flags;
 308         const arch_env_t *arch_env;
 309         ir_graph *irg;
 310 } amd64_abi_env_t;
 311
 312 static void *amd64_abi_init(const be_abi_call_t *call, const arch_env_t *arch_env, ir_graph *irg)
 313 {
 314         amd64_abi_env_t *env = XMALLOC(amd64_abi_env_t);
 315         be_abi_call_flags_t fl = be_abi_call_get_flags(call);
 316         env->flags    = fl.bits;
 317         env->irg      = irg;
 318         env->arch_env = arch_env;
 319         return env;
 320 }
 321
 322 /**
 323  * Get the between type for that call.
 324  * @param self The callback object.
 325  * @return The between type of for that call.
 326  */
 327 static ir_type *amd64_get_between_type(void *self)
 328 {
 329         static ir_type *between_type = NULL;
 330         static ir_entity *old_bp_ent = NULL;
 331         (void) self;
 332
 333         if(!between_type) {
 334                 ir_entity *ret_addr_ent;
 335                 ir_type *ret_addr_type = new_type_primitive(mode_P);
 336                 ir_type *old_bp_type   = new_type_primitive(mode_P);
 337
 338                 between_type           = new_type_class(new_id_from_str("amd64_between_type"));
 339                 old_bp_ent             = new_entity(between_type, new_id_from_str("old_bp"), old_bp_type);
 340                 ret_addr_ent           = new_entity(between_type, new_id_from_str("old_bp"), ret_addr_type);
 341
 342                 set_entity_offset(old_bp_ent, 0);
 343                 set_entity_offset(ret_addr_ent, get_type_size_bytes(old_bp_type));
 344                 set_type_size_bytes(between_type, get_type_size_bytes(old_bp_type) + get_type_size_bytes(ret_addr_type));
 345         }
 346
 347         return between_type;
 348 }
 349
 350 /**
 351  * Build the prolog, return the BASE POINTER register
 352  */
 353 static const arch_register_t *amd64_abi_prologue(void *self, ir_node **mem,
 354                                                     pmap *reg_map, int *stack_bias)
 355 {
 356         amd64_abi_env_t  *env  = self;
 357         const arch_env_t *aenv = env->arch_env;
 358         (void) mem;
 359         (void) stack_bias;
 360         (void) aenv;
 361         (void) reg_map;
 362
 363         if (!env->flags.try_omit_fp) {
 364                 /* FIXME: maybe later here should be some code to generate
 365                  * the usual abi prologue */
 366                 return env->arch_env->bp;
 367         }
 368
 369         return env->arch_env->sp;
 370 }
 371
 372 /* Build the epilog */
 373 static void amd64_abi_epilogue(void *self, ir_node *bl, ir_node **mem,
 374                                pmap *reg_map)
 375 {
 376         amd64_abi_env_t  *env  = self;
 377         const arch_env_t *aenv = env->arch_env;
 378         ir_node          *curr_sp  = be_abi_reg_map_get(reg_map, aenv->sp);
 379         ir_node          *curr_bp  = be_abi_reg_map_get(reg_map, aenv->bp);
 380         (void) bl;
 381         (void) mem;
 382
 383         if (env->flags.try_omit_fp) {
 384                 curr_sp = be_new_IncSP(aenv->sp, bl, curr_sp, BE_STACK_FRAME_SIZE_SHRINK, 0);
 385         }
 386
 387         be_abi_reg_map_set(reg_map, aenv->sp, curr_sp);
 388         be_abi_reg_map_set(reg_map, aenv->bp, curr_bp);
 389 }
 390
 391 static const be_abi_callbacks_t amd64_abi_callbacks = {
 392         amd64_abi_init,
 393         free,
 394         amd64_get_between_type,
 395         amd64_abi_prologue,
 396         amd64_abi_epilogue,
 397 };
 398
 399 /**
 400  * Get the ABI restrictions for procedure calls.
 401  * @param self        The this pointer.
 402  * @param method_type The type of the method (procedure) in question.
 403  * @param abi         The abi object to be modified
 404  */
 405 static void amd64_get_call_abi(const void *self, ir_type *method_type,
 406                            be_abi_call_t *abi)
 407 {
 408         ir_type  *tp;
 409         ir_mode  *mode;
 410         int       i, n = get_method_n_params(method_type);
 411         be_abi_call_flags_t call_flags;
 412         int no_reg = 0;
 413
 414         (void) self;
 415
 416         /* set abi flags for calls */
 417         call_flags.bits.left_to_right         = 0;
 418         call_flags.bits.store_args_sequential = 1;
 419         call_flags.bits.try_omit_fp           = 1;
 420         call_flags.bits.fp_free               = 0;
 421         call_flags.bits.call_has_imm          = 1;
 422
 423         /* set stack parameter passing style */
 424         be_abi_call_set_flags(abi, call_flags, &amd64_abi_callbacks);
 425
 426         for (i = 0; i < n; i++) {
 427                 tp   = get_method_param_type(method_type, i);
 428                 mode = get_type_mode(tp);
 429                 //d// printf ("MODE %p %p XX %d\n", mode, mode_Iu, i);
 430
 431                 if (!no_reg && (i == 0 || i == 1) && mode == mode_Iu) {
 432                         //d// printf("TEST%d\n", i);
 433                         be_abi_call_param_reg(abi, i,
 434                                               i == 0 ? &amd64_gp_regs[REG_RDI]
 435                                                      : &amd64_gp_regs[REG_RSI],
 436                                               ABI_CONTEXT_BOTH);
 437                 /* default: all parameters on stack */
 438                 } else {
 439                         no_reg = 1;
 440                         be_abi_call_param_stack(abi, i, mode, 4, 0, 0, ABI_CONTEXT_BOTH);
 441                 }
 442         }
 443
 444         /* TODO: set correct return register */
 445         /* default: return value is in R0 resp. F0 */
 446         if (get_method_n_ress(method_type) > 0) {
 447                 tp   = get_method_res_type(method_type, 0);
 448                 mode = get_type_mode(tp);
 449
 450                 /* FIXME: No floating point yet */
 451                 /* be_abi_call_res_reg(abi, 0,
 452                         mode_is_float(mode) ? &amd64_fp_regs[REG_F0] : &amd64_gp_regs[REG_R0], ABI_CONTEXT_BOTH) */;
 453
 454                 be_abi_call_res_reg(abi, 0,
 455                         &amd64_gp_regs[REG_RAX], ABI_CONTEXT_BOTH);
 456         }
 457 }
 458
 459 static int amd64_to_appear_in_schedule(void *block_env, const ir_node *irn)
 460 {
 461         (void) block_env;
 462
 463         if(!is_amd64_irn(irn))
 464                 return -1;
 465
 466         return 1;
 467 }
 468
 469 /**
 470  * Initializes the code generator interface.
 471  */
 472 static const arch_code_generator_if_t *amd64_get_code_generator_if(
 473                 void *self)
 474 {
 475         (void) self;
 476         return &amd64_code_gen_if;
 477 }
 478
 479 list_sched_selector_t amd64_sched_selector;
 480
 481 /**
 482  * Returns the reg_pressure scheduler with to_appear_in_schedule() overloaded
 483  */
 484 static const list_sched_selector_t *amd64_get_list_sched_selector(
 485                 const void *self, list_sched_selector_t *selector)
 486 {
 487         (void) self;
 488         (void) selector;
 489
 490         amd64_sched_selector = trivial_selector;
 491         amd64_sched_selector.to_appear_in_schedule = amd64_to_appear_in_schedule;
 492         return &amd64_sched_selector;
 493 }
 494
 495 static const ilp_sched_selector_t *amd64_get_ilp_sched_selector(
 496                 const void *self)
 497 {
 498         (void) self;
 499         return NULL;
 500 }
 501
 502 /**
 503  * Returns the necessary byte alignment for storing a register of given class.
 504  */
 505 static int amd64_get_reg_class_alignment(const arch_register_class_t *cls)
 506 {
 507         ir_mode *mode = arch_register_class_mode(cls);
 508         return get_mode_size_bytes(mode);
 509 }
 510
 511 /**
 512  * Returns the libFirm configuration parameter for this backend.
 513  */
 514 static const backend_params *amd64_get_backend_params(void) {
 515         static backend_params p = {
 516                 0,     /* no dword lowering */
 517                 0,     /* no inline assembly */
 518                 NULL,  /* will be set later */
 519                 NULL,  /* no creator function */
 520                 NULL,  /* context for create_intrinsic_fkt */
 521                 NULL,  /* parameter for if conversion */
 522                 NULL,  /* float arithmetic mode */
 523                 0,     /* no trampoline support: size 0 */
 524                 0,     /* no trampoline support: align 0 */
 525                 NULL,  /* no trampoline support: no trampoline builder */
 526                 4      /* alignment of stack parameter: typically 4 (32bit) or 8 (64bit) */
 527         };
 528         return &p;
 529 }
 530
 531 static const be_execution_unit_t ***amd64_get_allowed_execution_units(
 532                 const ir_node *irn)
 533 {
 534         (void) irn;
 535         /* TODO */
 536         assert(0);
 537         return NULL;
 538 }
 539
 540 static const be_machine_t *amd64_get_machine(const void *self)
 541 {
 542         (void) self;
 543         /* TODO */
 544         assert(0);
 545         return NULL;
 546 }
 547
 548 static ir_graph **amd64_get_backend_irg_list(const void *self,
 549                                                 ir_graph ***irgs)
 550 {
 551         (void) self;
 552         (void) irgs;
 553         return NULL;
 554 }
 555
 556 static asm_constraint_flags_t amd64_parse_asm_constraint(const char **c)
 557 {
 558         (void) c;
 559         return ASM_CONSTRAINT_FLAG_INVALID;
 560 }
 561
 562 static int amd64_is_valid_clobber(const char *clobber)
 563 {
 564         (void) clobber;
 565         return 0;
 566 }
 567
 568 const arch_isa_if_t amd64_isa_if = {
 569         amd64_init,
 570         amd64_done,
 571         NULL,                /* handle intrinsics */
 572         amd64_get_n_reg_class,
 573         amd64_get_reg_class,
 574         amd64_get_reg_class_for_mode,
 575         amd64_get_call_abi,
 576         amd64_get_code_generator_if,
 577         amd64_get_list_sched_selector,
 578         amd64_get_ilp_sched_selector,
 579         amd64_get_reg_class_alignment,
 580     amd64_get_backend_params,
 581         amd64_get_allowed_execution_units,
 582         amd64_get_machine,
 583         amd64_get_backend_irg_list,
 584         NULL,                    /* mark remat */
 585         amd64_parse_asm_constraint,
 586         amd64_is_valid_clobber
 587 };
 588
 589 BE_REGISTER_MODULE_CONSTRUCTOR(be_init_arch_amd64);
 590 void be_init_arch_amd64(void)
 591 {
 592         be_register_isa_if("amd64", &amd64_isa_if);
 593         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.be.amd64.cg");
 594         amd64_init_transform();
 595 }