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 typedef ir_node *(*create_const_node_func) (dbg_info *dbg, ir_node *block);
 202
 203 /**
 204  * Used to create per-graph unique pseudo nodes.
 205  */
 206 static inline ir_node *create_const(amd64_code_gen_t *cg, ir_node **place,
 207                                     create_const_node_func func,
 208                                     const arch_register_t* reg)
 209 {
 210         ir_node *block, *res;
 211
 212         if (*place != NULL)
 213                 return *place;
 214
 215         block = get_irg_start_block(cg->irg);
 216         res = func(NULL, block);
 217         arch_set_irn_register(res, reg);
 218         *place = res;
 219
 220         return res;
 221 }
 222
 223 const arch_isa_if_t amd64_isa_if;
 224 static amd64_isa_t amd64_isa_template = {
 225         {
 226                 &amd64_isa_if,             /* isa interface implementation */
 227                 &amd64_gp_regs[REG_RSP],  /* stack pointer register */
 228                 &amd64_gp_regs[REG_RBP],  /* base pointer register */
 229                 &amd64_reg_classes[CLASS_amd64_gp],  /* link pointer register class */
 230                 -1,                          /* stack direction */
 231                 2,                           /* power of two stack alignment for calls, 2^2 == 4 */
 232                 NULL,                        /* main environment */
 233                 7,                           /* costs for a spill instruction */
 234                 5,                           /* costs for a reload instruction */
 235         },
 236 };
 237
 238 /**
 239  * Initializes the backend ISA
 240  */
 241 static arch_env_t *amd64_init(FILE *outfile)
 242 {
 243         static int run_once = 0;
 244         amd64_isa_t *isa;
 245
 246         if(run_once)
 247                 return NULL;
 248         run_once = 1;
 249
 250         isa = XMALLOC(amd64_isa_t);
 251         memcpy(isa, &amd64_isa_template, sizeof(*isa));
 252
 253         be_emit_init(outfile);
 254
 255         amd64_register_init();
 256         amd64_create_opcodes(&amd64_irn_ops);
 257
 258         return &isa->arch_env;
 259 }
 260
 261
 262
 263 /**
 264  * Closes the output file and frees the ISA structure.
 265  */
 266 static void amd64_done(void *self)
 267 {
 268         amd64_isa_t *isa = self;
 269
 270         /* emit now all global declarations */
 271         be_gas_emit_decls(isa->arch_env.main_env);
 272
 273         be_emit_exit();
 274         free(self);
 275 }
 276
 277
 278 static unsigned amd64_get_n_reg_class(void)
 279 {
 280         return N_CLASSES;
 281 }
 282
 283 static const arch_register_class_t *amd64_get_reg_class(unsigned i)
 284 {
 285         assert(i < N_CLASSES);
 286         return &amd64_reg_classes[i];
 287 }
 288
 289
 290
 291 /**
 292  * Get the register class which shall be used to store a value of a given mode.
 293  * @param self The this pointer.
 294  * @param mode The mode in question.
 295  * @return A register class which can hold values of the given mode.
 296  */
 297 static const arch_register_class_t *amd64_get_reg_class_for_mode(const ir_mode *mode)
 298 {
 299         assert(!mode_is_float(mode));
 300         return &amd64_reg_classes[CLASS_amd64_gp];
 301 }
 302
 303
 304
 305 typedef struct {
 306         be_abi_call_flags_bits_t flags;
 307         const arch_env_t *arch_env;
 308         ir_graph *irg;
 309 } amd64_abi_env_t;
 310
 311 static void *amd64_abi_init(const be_abi_call_t *call, const arch_env_t *arch_env, ir_graph *irg)
 312 {
 313         amd64_abi_env_t *env = XMALLOC(amd64_abi_env_t);
 314         be_abi_call_flags_t fl = be_abi_call_get_flags(call);
 315         env->flags    = fl.bits;
 316         env->irg      = irg;
 317         env->arch_env = arch_env;
 318         return env;
 319 }
 320
 321 /**
 322  * Get the between type for that call.
 323  * @param self The callback object.
 324  * @return The between type of for that call.
 325  */
 326 static ir_type *amd64_get_between_type(void *self)
 327 {
 328         static ir_type *between_type = NULL;
 329         static ir_entity *old_bp_ent = NULL;
 330         (void) self;
 331
 332         if(!between_type) {
 333                 ir_entity *ret_addr_ent;
 334                 ir_type *ret_addr_type = new_type_primitive(mode_P);
 335                 ir_type *old_bp_type   = new_type_primitive(mode_P);
 336
 337                 between_type           = new_type_class(new_id_from_str("amd64_between_type"));
 338                 old_bp_ent             = new_entity(between_type, new_id_from_str("old_bp"), old_bp_type);
 339                 ret_addr_ent           = new_entity(between_type, new_id_from_str("old_bp"), ret_addr_type);
 340
 341                 set_entity_offset(old_bp_ent, 0);
 342                 set_entity_offset(ret_addr_ent, get_type_size_bytes(old_bp_type));
 343                 set_type_size_bytes(between_type, get_type_size_bytes(old_bp_type) + get_type_size_bytes(ret_addr_type));
 344         }
 345
 346         return between_type;
 347 }
 348
 349 /**
 350  * Build the prolog, return the BASE POINTER register
 351  */
 352 static const arch_register_t *amd64_abi_prologue(void *self, ir_node **mem,
 353                                                     pmap *reg_map, int *stack_bias)
 354 {
 355         amd64_abi_env_t  *env  = self;
 356         const arch_env_t *aenv = env->arch_env;
 357         (void) mem;
 358         (void) stack_bias;
 359         (void) aenv;
 360         (void) reg_map;
 361
 362         if (!env->flags.try_omit_fp) {
 363                 /* FIXME: maybe later here should be some code to generate
 364                  * the usual abi prologue */
 365                 return env->arch_env->bp;
 366         }
 367
 368         return env->arch_env->sp;
 369 }
 370
 371 /* Build the epilog */
 372 static void amd64_abi_epilogue(void *self, ir_node *bl, ir_node **mem,
 373                                pmap *reg_map)
 374 {
 375         amd64_abi_env_t  *env  = self;
 376         const arch_env_t *aenv = env->arch_env;
 377         ir_node          *curr_sp  = be_abi_reg_map_get(reg_map, aenv->sp);
 378         ir_node          *curr_bp  = be_abi_reg_map_get(reg_map, aenv->bp);
 379         (void) bl;
 380         (void) mem;
 381
 382         if (env->flags.try_omit_fp) {
 383                 curr_sp = be_new_IncSP(aenv->sp, bl, curr_sp, BE_STACK_FRAME_SIZE_SHRINK, 0);
 384         }
 385
 386         be_abi_reg_map_set(reg_map, aenv->sp, curr_sp);
 387         be_abi_reg_map_set(reg_map, aenv->bp, curr_bp);
 388 }
 389
 390 static const be_abi_callbacks_t amd64_abi_callbacks = {
 391         amd64_abi_init,
 392         free,
 393         amd64_get_between_type,
 394         amd64_abi_prologue,
 395         amd64_abi_epilogue,
 396 };
 397
 398 /**
 399  * Get the ABI restrictions for procedure calls.
 400  * @param self        The this pointer.
 401  * @param method_type The type of the method (procedure) in question.
 402  * @param abi         The abi object to be modified
 403  */
 404 static void amd64_get_call_abi(const void *self, ir_type *method_type,
 405                            be_abi_call_t *abi)
 406 {
 407         ir_type  *tp;
 408         ir_mode  *mode;
 409         int       i, n = get_method_n_params(method_type);
 410         be_abi_call_flags_t call_flags;
 411         int no_reg = 0;
 412
 413         (void) self;
 414
 415         /* set abi flags for calls */
 416         call_flags.bits.left_to_right         = 0;
 417         call_flags.bits.store_args_sequential = 1;
 418         call_flags.bits.try_omit_fp           = 1;
 419         call_flags.bits.fp_free               = 0;
 420         call_flags.bits.call_has_imm          = 1;
 421
 422         /* set stack parameter passing style */
 423         be_abi_call_set_flags(abi, call_flags, &amd64_abi_callbacks);
 424
 425         for (i = 0; i < n; i++) {
 426                 tp   = get_method_param_type(method_type, i);
 427                 mode = get_type_mode(tp);
 428                 //d// printf ("MODE %p %p XX %d\n", mode, mode_Iu, i);
 429
 430                 if (!no_reg && (i == 0 || i == 1) && mode == mode_Iu) {
 431                         //d// printf("TEST%d\n", i);
 432                         be_abi_call_param_reg(abi, i,
 433                                               i == 0 ? &amd64_gp_regs[REG_RDI]
 434                                                      : &amd64_gp_regs[REG_RSI],
 435                                               ABI_CONTEXT_BOTH);
 436                 /* default: all parameters on stack */
 437                 } else {
 438                         no_reg = 1;
 439                         be_abi_call_param_stack(abi, i, mode, 4, 0, 0, ABI_CONTEXT_BOTH);
 440                 }
 441         }
 442
 443         /* TODO: set correct return register */
 444         /* default: return value is in R0 resp. F0 */
 445         if (get_method_n_ress(method_type) > 0) {
 446                 tp   = get_method_res_type(method_type, 0);
 447                 mode = get_type_mode(tp);
 448
 449                 /* FIXME: No floating point yet */
 450                 /* be_abi_call_res_reg(abi, 0,
 451                         mode_is_float(mode) ? &amd64_fp_regs[REG_F0] : &amd64_gp_regs[REG_R0], ABI_CONTEXT_BOTH) */;
 452
 453                 be_abi_call_res_reg(abi, 0,
 454                         &amd64_gp_regs[REG_RAX], ABI_CONTEXT_BOTH);
 455         }
 456 }
 457
 458 static int amd64_to_appear_in_schedule(void *block_env, const ir_node *irn)
 459 {
 460         (void) block_env;
 461
 462         if(!is_amd64_irn(irn))
 463                 return -1;
 464
 465         return 1;
 466 }
 467
 468 /**
 469  * Initializes the code generator interface.
 470  */
 471 static const arch_code_generator_if_t *amd64_get_code_generator_if(
 472                 void *self)
 473 {
 474         (void) self;
 475         return &amd64_code_gen_if;
 476 }
 477
 478 list_sched_selector_t amd64_sched_selector;
 479
 480 /**
 481  * Returns the reg_pressure scheduler with to_appear_in_schedule() overloaded
 482  */
 483 static const list_sched_selector_t *amd64_get_list_sched_selector(
 484                 const void *self, list_sched_selector_t *selector)
 485 {
 486         (void) self;
 487         (void) selector;
 488
 489         amd64_sched_selector = trivial_selector;
 490         amd64_sched_selector.to_appear_in_schedule = amd64_to_appear_in_schedule;
 491         return &amd64_sched_selector;
 492 }
 493
 494 static const ilp_sched_selector_t *amd64_get_ilp_sched_selector(
 495                 const void *self)
 496 {
 497         (void) self;
 498         return NULL;
 499 }
 500
 501 /**
 502  * Returns the necessary byte alignment for storing a register of given class.
 503  */
 504 static int amd64_get_reg_class_alignment(const arch_register_class_t *cls)
 505 {
 506         ir_mode *mode = arch_register_class_mode(cls);
 507         return get_mode_size_bytes(mode);
 508 }
 509
 510 /**
 511  * Returns the libFirm configuration parameter for this backend.
 512  */
 513 static const backend_params *amd64_get_backend_params(void) {
 514         static backend_params p = {
 515                 0,     /* no dword lowering */
 516                 0,     /* no inline assembly */
 517                 NULL,  /* will be set later */
 518                 NULL,  /* no creator function */
 519                 NULL,  /* context for create_intrinsic_fkt */
 520                 NULL,  /* parameter for if conversion */
 521                 NULL,  /* float arithmetic mode */
 522                 0,     /* no trampoline support: size 0 */
 523                 0,     /* no trampoline support: align 0 */
 524                 NULL,  /* no trampoline support: no trampoline builder */
 525                 4      /* alignment of stack parameter: typically 4 (32bit) or 8 (64bit) */
 526         };
 527         return &p;
 528 }
 529
 530 static const be_execution_unit_t ***amd64_get_allowed_execution_units(
 531                 const ir_node *irn)
 532 {
 533         (void) irn;
 534         /* TODO */
 535         assert(0);
 536         return NULL;
 537 }
 538
 539 static const be_machine_t *amd64_get_machine(const void *self)
 540 {
 541         (void) self;
 542         /* TODO */
 543         assert(0);
 544         return NULL;
 545 }
 546
 547 static ir_graph **amd64_get_backend_irg_list(const void *self,
 548                                                 ir_graph ***irgs)
 549 {
 550         (void) self;
 551         (void) irgs;
 552         return NULL;
 553 }
 554
 555 static asm_constraint_flags_t amd64_parse_asm_constraint(const char **c)
 556 {
 557         (void) c;
 558         return ASM_CONSTRAINT_FLAG_INVALID;
 559 }
 560
 561 static int amd64_is_valid_clobber(const char *clobber)
 562 {
 563         (void) clobber;
 564         return 0;
 565 }
 566
 567 const arch_isa_if_t amd64_isa_if = {
 568         amd64_init,
 569         amd64_done,
 570         NULL,                /* handle intrinsics */
 571         amd64_get_n_reg_class,
 572         amd64_get_reg_class,
 573         amd64_get_reg_class_for_mode,
 574         amd64_get_call_abi,
 575         amd64_get_code_generator_if,
 576         amd64_get_list_sched_selector,
 577         amd64_get_ilp_sched_selector,
 578         amd64_get_reg_class_alignment,
 579     amd64_get_backend_params,
 580         amd64_get_allowed_execution_units,
 581         amd64_get_machine,
 582         amd64_get_backend_irg_list,
 583         NULL,                    /* mark remat */
 584         amd64_parse_asm_constraint,
 585         amd64_is_valid_clobber
 586 };
 587
 588 BE_REGISTER_MODULE_CONSTRUCTOR(be_init_arch_amd64);
 589 void be_init_arch_amd64(void)
 590 {
 591         be_register_isa_if("amd64", &amd64_isa_if);
 592         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.be.amd64.cg");
 593         amd64_init_transform();
 594 }