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 "irgwalk.h"
  28 #include "irprog.h"
  29 #include "irprintf.h"
  30 #include "ircons.h"
  31 #include "irgmod.h"
  32 #include "irdump.h"
  33
  34 #include "bitset.h"
  35 #include "debug.h"
  36
  37 #include "be.h"
  38 #include "../bearch.h"
  39 #include "../benode.h"
  40 #include "../belower.h"
  41 #include "../besched.h"
  42 #include "../beabi.h"
  43 #include "../bemodule.h"
  44 #include "../begnuas.h"
  45 #include "../belistsched.h"
  46 #include "../beflags.h"
  47 #include "../bespillslots.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 arch_irn_class_none;
  62 }
  63
  64 static ir_entity *amd64_get_frame_entity(const ir_node *node)
  65 {
  66         if (is_amd64_FrameAddr(node)) {
  67                 const amd64_SymConst_attr_t *attr = get_amd64_SymConst_attr_const(node);
  68                 return attr->entity;
  69
  70         } else if (is_amd64_Store(node)) {
  71                 const amd64_SymConst_attr_t *attr = get_amd64_SymConst_attr_const(node);
  72                 return attr->entity;
  73
  74         } else if (is_amd64_Load(node)) {
  75                 const amd64_SymConst_attr_t *attr = get_amd64_SymConst_attr_const(node);
  76                 return attr->entity;
  77         }
  78
  79         (void) node;
  80         /* TODO: return the ir_entity assigned to the frame */
  81         return NULL;
  82 }
  83
  84 /**
  85  * This function is called by the generic backend to correct offsets for
  86  * nodes accessing the stack.
  87  */
  88 static void amd64_set_frame_offset(ir_node *irn, int offset)
  89 {
  90         if (is_amd64_FrameAddr(irn)) {
  91                 amd64_SymConst_attr_t *attr = get_amd64_SymConst_attr(irn);
  92                 attr->fp_offset += offset;
  93
  94         } else if (is_amd64_Store(irn)) {
  95                 amd64_SymConst_attr_t *attr = get_amd64_SymConst_attr(irn);
  96                 attr->fp_offset += offset;
  97
  98         } else if (is_amd64_Load(irn)) {
  99                 amd64_SymConst_attr_t *attr = get_amd64_SymConst_attr(irn);
 100                 attr->fp_offset += offset;
 101
 102         }
 103 }
 104
 105 static int amd64_get_sp_bias(const ir_node *irn)
 106 {
 107         (void) irn;
 108         return 0;
 109 }
 110
 111 /* fill register allocator interface */
 112
 113 static const arch_irn_ops_t amd64_irn_ops = {
 114         amd64_classify,
 115         amd64_get_frame_entity,
 116         amd64_set_frame_offset,
 117         amd64_get_sp_bias,
 118         NULL,    /* get_inverse             */
 119         NULL,    /* get_op_estimated_cost   */
 120         NULL,    /* possible_memory_operand */
 121         NULL,    /* perform_memory_operand  */
 122 };
 123
 124
 125
 126 /**
 127  * Transforms the standard firm graph into
 128  * a amd64 firm graph
 129  */
 130 static void amd64_prepare_graph(ir_graph *irg)
 131 {
 132         amd64_irg_data_t *irg_data = amd64_get_irg_data(irg);
 133         amd64_transform_graph(irg);
 134
 135         if (irg_data->dump)
 136                 dump_ir_graph(irg, "transformed");
 137 }
 138
 139
 140 /**
 141  * Called immediatly before emit phase.
 142  */
 143 static void amd64_finish_irg(ir_graph *irg)
 144 {
 145         (void) irg;
 146 }
 147
 148 static void amd64_before_ra(ir_graph *irg)
 149 {
 150         be_sched_fix_flags(irg, &amd64_reg_classes[CLASS_amd64_flags], NULL, NULL);
 151 }
 152
 153
 154 static void transform_Reload(ir_node *node)
 155 {
 156         ir_graph  *irg    = get_irn_irg(node);
 157         ir_node   *block  = get_nodes_block(node);
 158         dbg_info  *dbgi   = get_irn_dbg_info(node);
 159         ir_node   *ptr    = get_irg_frame(irg);
 160         ir_node   *mem    = get_irn_n(node, be_pos_Reload_mem);
 161         ir_mode   *mode   = get_irn_mode(node);
 162         ir_entity *entity = be_get_frame_entity(node);
 163         const arch_register_t *reg;
 164         ir_node   *proj;
 165         ir_node   *load;
 166
 167         ir_node  *sched_point = sched_prev(node);
 168
 169         load = new_bd_amd64_Load(dbgi, block, ptr, mem, entity);
 170         sched_add_after(sched_point, load);
 171         sched_remove(node);
 172
 173         proj = new_rd_Proj(dbgi, load, mode, pn_amd64_Load_res);
 174
 175         reg = arch_get_irn_register(node);
 176         arch_set_irn_register(proj, reg);
 177
 178         exchange(node, proj);
 179 }
 180
 181 static void transform_Spill(ir_node *node)
 182 {
 183         ir_graph  *irg    = get_irn_irg(node);
 184         ir_node   *block  = get_nodes_block(node);
 185         dbg_info  *dbgi   = get_irn_dbg_info(node);
 186         ir_node   *ptr    = get_irg_frame(irg);
 187         ir_node   *mem    = new_r_NoMem(irg);
 188         ir_node   *val    = get_irn_n(node, be_pos_Spill_val);
 189         //ir_mode   *mode   = get_irn_mode(val);
 190         ir_entity *entity = be_get_frame_entity(node);
 191         ir_node   *sched_point;
 192         ir_node   *store;
 193
 194         sched_point = sched_prev(node);
 195         store = new_bd_amd64_Store(dbgi, block, ptr, val, mem, entity);
 196
 197         sched_remove(node);
 198         sched_add_after(sched_point, store);
 199
 200         exchange(node, store);
 201 }
 202
 203 static void amd64_after_ra_walker(ir_node *block, void *data)
 204 {
 205         ir_node *node, *prev;
 206         (void) data;
 207
 208         for (node = sched_last(block); !sched_is_begin(node); node = prev) {
 209                 prev = sched_prev(node);
 210
 211                 if (be_is_Reload(node)) {
 212                         transform_Reload(node);
 213                 } else if (be_is_Spill(node)) {
 214                         transform_Spill(node);
 215                 }
 216         }
 217 }
 218
 219 static void amd64_after_ra(ir_graph *irg)
 220 {
 221         be_coalesce_spillslots(irg);
 222
 223         irg_block_walk_graph(irg, NULL, amd64_after_ra_walker, NULL);
 224 }
 225
 226 /**
 227  * Initializes the code generator.
 228  */
 229 static void amd64_init_graph(ir_graph *irg)
 230 {
 231         struct obstack   *obst     = be_get_be_obst(irg);
 232         amd64_irg_data_t *irg_data = OALLOCZ(obst, amd64_irg_data_t);
 233         irg_data->dump = (be_get_irg_options(irg)->dump_flags & DUMP_BE) ? 1 : 0;
 234
 235         be_birg_from_irg(irg)->isa_link = irg_data;
 236 }
 237
 238
 239 typedef ir_node *(*create_const_node_func) (dbg_info *dbg, ir_node *block);
 240
 241 /**
 242  * Used to create per-graph unique pseudo nodes.
 243  */
 244 static inline ir_node *create_const(ir_graph *irg, ir_node **place,
 245                                     create_const_node_func func,
 246                                     const arch_register_t* reg)
 247 {
 248         ir_node *block, *res;
 249
 250         if (*place != NULL)
 251                 return *place;
 252
 253         block = get_irg_start_block(irg);
 254         res = func(NULL, block);
 255         arch_set_irn_register(res, reg);
 256         *place = res;
 257
 258         return res;
 259 }
 260
 261 extern const arch_isa_if_t amd64_isa_if;
 262 static amd64_isa_t amd64_isa_template = {
 263         {
 264                 &amd64_isa_if,             /* isa interface implementation */
 265                 N_AMD64_REGISTERS,
 266                 amd64_registers,
 267                 N_AMD64_CLASSES,
 268                 amd64_reg_classes,
 269                 &amd64_registers[REG_RSP],  /* stack pointer register */
 270                 &amd64_registers[REG_RBP],  /* base pointer register */
 271                 &amd64_reg_classes[CLASS_amd64_gp],  /* link pointer register class */
 272                 -1,                          /* stack direction */
 273                 3,                           /* power of two stack alignment for calls, 2^2 == 4 */
 274                 NULL,                        /* main environment */
 275                 7,                           /* costs for a spill instruction */
 276                 5,                           /* costs for a reload instruction */
 277                 false,                       /* no custom abi handling */
 278         },
 279 };
 280
 281 /**
 282  * Initializes the backend ISA
 283  */
 284 static arch_env_t *amd64_init(FILE *outfile)
 285 {
 286         amd64_isa_t *isa = XMALLOC(amd64_isa_t);
 287         memcpy(isa, &amd64_isa_template, sizeof(*isa));
 288
 289         be_emit_init(outfile);
 290
 291         amd64_register_init();
 292         amd64_create_opcodes(&amd64_irn_ops);
 293
 294         return &isa->base;
 295 }
 296
 297
 298
 299 /**
 300  * Closes the output file and frees the ISA structure.
 301  */
 302 static void amd64_done(void *self)
 303 {
 304         amd64_isa_t *isa = (amd64_isa_t*)self;
 305
 306         /* emit now all global declarations */
 307         be_gas_emit_decls(isa->base.main_env);
 308
 309         be_emit_exit();
 310         free(self);
 311 }
 312
 313
 314 /**
 315  * Get the register class which shall be used to store a value of a given mode.
 316  * @param self The this pointer.
 317  * @param mode The mode in question.
 318  * @return A register class which can hold values of the given mode.
 319  */
 320 static const arch_register_class_t *amd64_get_reg_class_for_mode(const ir_mode *mode)
 321 {
 322         assert(!mode_is_float(mode));
 323         return &amd64_reg_classes[CLASS_amd64_gp];
 324 }
 325
 326
 327
 328 typedef struct {
 329         be_abi_call_flags_bits_t flags;
 330         ir_graph *irg;
 331 } amd64_abi_env_t;
 332
 333 static void *amd64_abi_init(const be_abi_call_t *call, ir_graph *irg)
 334 {
 335         amd64_abi_env_t *env = XMALLOC(amd64_abi_env_t);
 336         be_abi_call_flags_t fl = be_abi_call_get_flags(call);
 337         env->flags    = fl.bits;
 338         env->irg      = irg;
 339         return env;
 340 }
 341
 342 /**
 343  * Get the between type for that call.
 344  * @param self The callback object.
 345  * @return The between type of for that call.
 346  */
 347 static ir_type *amd64_get_between_type(void *self)
 348 {
 349         static ir_type *between_type = NULL;
 350         static ir_entity *old_bp_ent = NULL;
 351         (void) self;
 352
 353         if(!between_type) {
 354                 ir_entity *ret_addr_ent;
 355                 ir_type *ret_addr_type = new_type_primitive(mode_P);
 356                 ir_type *old_bp_type   = new_type_primitive(mode_P);
 357
 358                 between_type           = new_type_class(new_id_from_str("amd64_between_type"));
 359                 old_bp_ent             = new_entity(between_type, new_id_from_str("old_bp"), old_bp_type);
 360                 ret_addr_ent           = new_entity(between_type, new_id_from_str("old_bp"), ret_addr_type);
 361
 362                 set_entity_offset(old_bp_ent, 0);
 363                 set_entity_offset(ret_addr_ent, get_type_size_bytes(old_bp_type));
 364                 set_type_size_bytes(between_type, get_type_size_bytes(old_bp_type) + get_type_size_bytes(ret_addr_type));
 365         }
 366
 367         return between_type;
 368 }
 369
 370 /**
 371  * Build the prolog, return the BASE POINTER register
 372  */
 373 static const arch_register_t *amd64_abi_prologue(void *self, ir_node **mem,
 374                                                     pmap *reg_map, int *stack_bias)
 375 {
 376         amd64_abi_env_t  *env  = (amd64_abi_env_t*)self;
 377         const arch_env_t *aenv = be_get_irg_arch_env(env->irg);
 378         (void) mem;
 379         (void) stack_bias;
 380         (void) aenv;
 381         (void) reg_map;
 382
 383         if (!env->flags.try_omit_fp) {
 384                 /* FIXME: maybe later here should be some code to generate
 385                  * the usual abi prologue */
 386                 return aenv->bp;
 387         }
 388
 389         return aenv->sp;
 390 }
 391
 392 /* Build the epilog */
 393 static void amd64_abi_epilogue(void *self, ir_node *bl, ir_node **mem,
 394                                pmap *reg_map)
 395 {
 396         amd64_abi_env_t  *env  = (amd64_abi_env_t*)self;
 397         const arch_env_t *aenv = be_get_irg_arch_env(env->irg);
 398         ir_node          *curr_sp  = be_abi_reg_map_get(reg_map, aenv->sp);
 399         ir_node          *curr_bp  = be_abi_reg_map_get(reg_map, aenv->bp);
 400         (void) bl;
 401         (void) mem;
 402
 403         if (env->flags.try_omit_fp) {
 404                 curr_sp = be_new_IncSP(aenv->sp, bl, curr_sp, BE_STACK_FRAME_SIZE_SHRINK, 0);
 405         }
 406
 407         be_abi_reg_map_set(reg_map, aenv->sp, curr_sp);
 408         be_abi_reg_map_set(reg_map, aenv->bp, curr_bp);
 409 }
 410
 411 static const be_abi_callbacks_t amd64_abi_callbacks = {
 412         amd64_abi_init,
 413         free,
 414         amd64_get_between_type,
 415         amd64_abi_prologue,
 416         amd64_abi_epilogue,
 417 };
 418
 419 static const arch_register_t *gpreg_param_reg_std[] = {
 420         &amd64_registers[REG_RDI],
 421         &amd64_registers[REG_RSI],
 422         &amd64_registers[REG_RDX],
 423         &amd64_registers[REG_RCX],
 424         &amd64_registers[REG_R8],
 425         &amd64_registers[REG_R9],
 426 };
 427
 428 static const arch_register_t *amd64_get_RegParam_reg(int n)
 429 {
 430         assert(n < 6 && n >=0 && "register param > 6 requested");
 431         return gpreg_param_reg_std[n];
 432 }
 433
 434 /**
 435  * Get the ABI restrictions for procedure calls.
 436  * @param self        The this pointer.
 437  * @param method_type The type of the method (procedure) in question.
 438  * @param abi         The abi object to be modified
 439  */
 440 static void amd64_get_call_abi(const void *self, ir_type *method_type,
 441                            be_abi_call_t *abi)
 442 {
 443         ir_type  *tp;
 444         ir_mode  *mode;
 445         int       i, n = get_method_n_params(method_type);
 446         be_abi_call_flags_t call_flags;
 447         int no_reg = 0;
 448
 449         (void) self;
 450
 451         /* set abi flags for calls */
 452         call_flags.bits.left_to_right         = 0;
 453         call_flags.bits.store_args_sequential = 0;
 454         call_flags.bits.try_omit_fp           = 1;
 455         call_flags.bits.fp_free               = 0;
 456         call_flags.bits.call_has_imm          = 1;
 457
 458         /* set stack parameter passing style */
 459         be_abi_call_set_flags(abi, call_flags, &amd64_abi_callbacks);
 460
 461         for (i = 0; i < n; i++) {
 462                 tp   = get_method_param_type(method_type, i);
 463                 mode = get_type_mode(tp);
 464                 //d// printf ("MODE %p %p XX %d\n", mode, mode_Iu, i);
 465
 466                 if (!no_reg && i < 6 && mode_is_data (mode)) {
 467                         //d// printf("TEST%d\n", i);
 468                         be_abi_call_param_reg(abi, i, amd64_get_RegParam_reg (i),
 469                                               ABI_CONTEXT_BOTH);
 470                 /* default: all parameters on stack */
 471                 } else {
 472                         no_reg = 1;
 473                         be_abi_call_param_stack(abi, i, mode, 8, 0, 0, ABI_CONTEXT_BOTH);
 474                 }
 475         }
 476
 477         /* TODO: set correct return register */
 478         /* default: return value is in R0 resp. F0 */
 479         if (get_method_n_ress(method_type) > 0) {
 480                 tp   = get_method_res_type(method_type, 0);
 481                 mode = get_type_mode(tp);
 482
 483                 /* FIXME: No floating point yet */
 484                 /* be_abi_call_res_reg(abi, 0,
 485                         mode_is_float(mode) ? &amd64_fp_regs[REG_F0] : &amd64_registers[REG_R0], ABI_CONTEXT_BOTH) */;
 486
 487                 be_abi_call_res_reg(abi, 0,
 488                         &amd64_registers[REG_RAX], ABI_CONTEXT_BOTH);
 489         }
 490 }
 491
 492 /**
 493  * Returns the necessary byte alignment for storing a register of given class.
 494  */
 495 static int amd64_get_reg_class_alignment(const arch_register_class_t *cls)
 496 {
 497         ir_mode *mode = arch_register_class_mode(cls);
 498         return get_mode_size_bytes(mode);
 499 }
 500
 501 static void amd64_lower_for_target(void)
 502 {
 503         lower_params_t params = {
 504                 4,                                     /* def_ptr_alignment */
 505                 LF_COMPOUND_RETURN | LF_RETURN_HIDDEN, /* flags */
 506                 ADD_HIDDEN_ALWAYS_IN_FRONT,            /* hidden_params */
 507                 NULL,                                  /* find pointer type */
 508                 NULL,                                  /* ret_compound_in_regs */
 509         };
 510
 511         /* lower compound param handling */
 512         lower_calls_with_compounds(&params);
 513 }
 514
 515 static int amd64_is_mux_allowed(ir_node *sel, ir_node *mux_false,
 516                                 ir_node *mux_true)
 517 {
 518         (void) sel;
 519         (void) mux_false;
 520         (void) mux_true;
 521         return false;
 522 }
 523
 524 /**
 525  * Returns the libFirm configuration parameter for this backend.
 526  */
 527 static const backend_params *amd64_get_backend_params(void) {
 528         static backend_params p = {
 529                 0,     /* no inline assembly */
 530                 1,     /* support Rotl nodes */
 531                 0,     /* little endian */
 532                 NULL,  /* will be set later */
 533                 amd64_is_mux_allowed,  /* parameter for if conversion */
 534                 NULL,  /* float arithmetic mode */
 535                 0,     /* no trampoline support: size 0 */
 536                 0,     /* no trampoline support: align 0 */
 537                 NULL,  /* no trampoline support: no trampoline builder */
 538                 8      /* alignment of stack parameter: typically 4 (32bit) or 8 (64bit) */
 539         };
 540         return &p;
 541 }
 542
 543 static ir_graph **amd64_get_backend_irg_list(const void *self,
 544                                                 ir_graph ***irgs)
 545 {
 546         (void) self;
 547         (void) irgs;
 548         return NULL;
 549 }
 550
 551 static asm_constraint_flags_t amd64_parse_asm_constraint(const char **c)
 552 {
 553         (void) c;
 554         return ASM_CONSTRAINT_FLAG_INVALID;
 555 }
 556
 557 static int amd64_is_valid_clobber(const char *clobber)
 558 {
 559         (void) clobber;
 560         return 0;
 561 }
 562
 563 const arch_isa_if_t amd64_isa_if = {
 564         amd64_init,
 565         amd64_lower_for_target,
 566         amd64_done,
 567         NULL,                /* handle intrinsics */
 568         amd64_get_reg_class_for_mode,
 569         amd64_get_call_abi,
 570         amd64_get_reg_class_alignment,
 571     amd64_get_backend_params,
 572         amd64_get_backend_irg_list,
 573         NULL,                    /* mark remat */
 574         amd64_parse_asm_constraint,
 575         amd64_is_valid_clobber,
 576
 577         amd64_init_graph,
 578         NULL,              /* get_pic_base */
 579         NULL,              /* before_abi */
 580         amd64_prepare_graph,
 581         amd64_before_ra,
 582         amd64_after_ra,
 583         amd64_finish_irg,
 584         amd64_gen_routine,
 585 };
 586
 587 BE_REGISTER_MODULE_CONSTRUCTOR(be_init_arch_amd64);
 588 void be_init_arch_amd64(void)
 589 {
 590         be_register_isa_if("amd64", &amd64_isa_if);
 591         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.be.amd64.cg");
 592         amd64_init_transform();
 593 }