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         if (is_amd64_FrameAddr(node)) {
  67                 const amd64_SymConst_attr_t *attr = get_irn_generic_attr_const(node);
  68                 return attr->entity;
  69         }
  70
  71         (void) node;
  72         /* TODO: return the ir_entity assigned to the frame */
  73         return NULL;
  74 }
  75
  76 static void amd64_set_frame_entity(ir_node *node, ir_entity *ent)
  77 {
  78         (void) node;
  79         (void) ent;
  80         /* TODO: set the ir_entity assigned to the frame */
  81 }
  82
  83 /**
  84  * This function is called by the generic backend to correct offsets for
  85  * nodes accessing the stack.
  86  */
  87 static void amd64_set_frame_offset(ir_node *irn, int offset)
  88 {
  89         if (is_amd64_FrameAddr(irn)) {
  90                 amd64_SymConst_attr_t *attr = get_irn_generic_attr(irn);
  91                 attr->fp_offset += offset;
  92         }
  93 }
  94
  95 static int amd64_get_sp_bias(const ir_node *irn)
  96 {
  97         (void) irn;
  98         return 0;
  99 }
 100
 101 /* fill register allocator interface */
 102
 103 static const arch_irn_ops_t amd64_irn_ops = {
 104         get_amd64_in_req,
 105         amd64_classify,
 106         amd64_get_frame_entity,
 107         amd64_set_frame_entity,
 108         amd64_set_frame_offset,
 109         amd64_get_sp_bias,
 110         NULL,    /* get_inverse             */
 111         NULL,    /* get_op_estimated_cost   */
 112         NULL,    /* possible_memory_operand */
 113         NULL,    /* perform_memory_operand  */
 114 };
 115
 116
 117
 118 /**
 119  * Transforms the standard firm graph into
 120  * a amd64 firm graph
 121  */
 122 static void amd64_prepare_graph(void *self)
 123 {
 124         amd64_code_gen_t *cg = self;
 125
 126         amd64_transform_graph (cg);
 127
 128         if (cg->dump)
 129                 dump_ir_graph(cg->irg, "transformed");
 130 }
 131
 132
 133
 134 /**
 135  * Called immediatly before emit phase.
 136  */
 137 static void amd64_finish_irg(void *self)
 138 {
 139         amd64_code_gen_t *cg = self;
 140         ir_graph         *irg = cg->irg;
 141
 142         dump_ir_graph(irg, "amd64-finished");
 143 }
 144
 145 static void amd64_before_ra(void *self)
 146 {
 147         amd64_code_gen_t *cg = self;
 148
 149         be_sched_fix_flags(cg->birg, &amd64_reg_classes[CLASS_amd64_flags], 0);
 150 }
 151
 152 static void amd64_after_ra(void *self)
 153 {
 154         (void) self;
 155         /* Some stuff you need to do immediatly after register allocation */
 156 }
 157
 158
 159
 160 /**
 161  * Emits the code, closes the output file and frees
 162  * the code generator interface.
 163  */
 164 static void amd64_emit_and_done(void *self)
 165 {
 166         amd64_code_gen_t *cg  = self;
 167         ir_graph         *irg = cg->irg;
 168
 169         amd64_gen_routine(cg, irg);
 170
 171         /* de-allocate code generator */
 172         free(cg);
 173 }
 174
 175 static void *amd64_cg_init(be_irg_t *birg);
 176
 177 static const arch_code_generator_if_t amd64_code_gen_if = {
 178         amd64_cg_init,
 179         NULL,                    /* get_pic_base hook */
 180         NULL,                    /* before abi introduce hook */
 181         amd64_prepare_graph,
 182         NULL,                    /* spill hook */
 183         amd64_before_ra,      /* before register allocation hook */
 184         amd64_after_ra,       /* after register allocation hook */
 185         amd64_finish_irg,
 186         amd64_emit_and_done
 187 };
 188
 189 /**
 190  * Initializes the code generator.
 191  */
 192 static void *amd64_cg_init(be_irg_t *birg)
 193 {
 194         const arch_env_t    *arch_env = be_get_birg_arch_env(birg);
 195         amd64_isa_t      *isa      = (amd64_isa_t *) arch_env;
 196         amd64_code_gen_t *cg       = XMALLOC(amd64_code_gen_t);
 197
 198         cg->impl     = &amd64_code_gen_if;
 199         cg->irg      = be_get_birg_irg(birg);
 200         cg->isa      = isa;
 201         cg->birg     = birg;
 202         cg->dump     = (birg->main_env->options->dump_flags & DUMP_BE) ? 1 : 0;
 203
 204         return (arch_code_generator_t *)cg;
 205 }
 206
 207
 208 typedef ir_node *(*create_const_node_func) (dbg_info *dbg, ir_node *block);
 209
 210 /**
 211  * Used to create per-graph unique pseudo nodes.
 212  */
 213 static inline ir_node *create_const(amd64_code_gen_t *cg, ir_node **place,
 214                                     create_const_node_func func,
 215                                     const arch_register_t* reg)
 216 {
 217         ir_node *block, *res;
 218
 219         if (*place != NULL)
 220                 return *place;
 221
 222         block = get_irg_start_block(cg->irg);
 223         res = func(NULL, block);
 224         arch_set_irn_register(res, reg);
 225         *place = res;
 226
 227         return res;
 228 }
 229
 230 const arch_isa_if_t amd64_isa_if;
 231 static amd64_isa_t amd64_isa_template = {
 232         {
 233                 &amd64_isa_if,             /* isa interface implementation */
 234                 &amd64_gp_regs[REG_RSP],  /* stack pointer register */
 235                 &amd64_gp_regs[REG_RBP],  /* base pointer register */
 236                 &amd64_reg_classes[CLASS_amd64_gp],  /* link pointer register class */
 237                 -1,                          /* stack direction */
 238                 2,                           /* power of two stack alignment for calls, 2^2 == 4 */
 239                 NULL,                        /* main environment */
 240                 7,                           /* costs for a spill instruction */
 241                 5,                           /* costs for a reload instruction */
 242         },
 243 };
 244
 245 /**
 246  * Initializes the backend ISA
 247  */
 248 static arch_env_t *amd64_init(FILE *outfile)
 249 {
 250         static int run_once = 0;
 251         amd64_isa_t *isa;
 252
 253         if(run_once)
 254                 return NULL;
 255         run_once = 1;
 256
 257         isa = XMALLOC(amd64_isa_t);
 258         memcpy(isa, &amd64_isa_template, sizeof(*isa));
 259
 260         be_emit_init(outfile);
 261
 262         amd64_register_init();
 263         amd64_create_opcodes(&amd64_irn_ops);
 264
 265         return &isa->arch_env;
 266 }
 267
 268
 269
 270 /**
 271  * Closes the output file and frees the ISA structure.
 272  */
 273 static void amd64_done(void *self)
 274 {
 275         amd64_isa_t *isa = self;
 276
 277         /* emit now all global declarations */
 278         be_gas_emit_decls(isa->arch_env.main_env);
 279
 280         be_emit_exit();
 281         free(self);
 282 }
 283
 284
 285 static unsigned amd64_get_n_reg_class(void)
 286 {
 287         return N_CLASSES;
 288 }
 289
 290 static const arch_register_class_t *amd64_get_reg_class(unsigned i)
 291 {
 292         assert(i < N_CLASSES);
 293         return &amd64_reg_classes[i];
 294 }
 295
 296
 297
 298 /**
 299  * Get the register class which shall be used to store a value of a given mode.
 300  * @param self The this pointer.
 301  * @param mode The mode in question.
 302  * @return A register class which can hold values of the given mode.
 303  */
 304 static const arch_register_class_t *amd64_get_reg_class_for_mode(const ir_mode *mode)
 305 {
 306         assert(!mode_is_float(mode));
 307         return &amd64_reg_classes[CLASS_amd64_gp];
 308 }
 309
 310
 311
 312 typedef struct {
 313         be_abi_call_flags_bits_t flags;
 314         const arch_env_t *arch_env;
 315         ir_graph *irg;
 316 } amd64_abi_env_t;
 317
 318 static void *amd64_abi_init(const be_abi_call_t *call, const arch_env_t *arch_env, ir_graph *irg)
 319 {
 320         amd64_abi_env_t *env = XMALLOC(amd64_abi_env_t);
 321         be_abi_call_flags_t fl = be_abi_call_get_flags(call);
 322         env->flags    = fl.bits;
 323         env->irg      = irg;
 324         env->arch_env = arch_env;
 325         return env;
 326 }
 327
 328 /**
 329  * Get the between type for that call.
 330  * @param self The callback object.
 331  * @return The between type of for that call.
 332  */
 333 static ir_type *amd64_get_between_type(void *self)
 334 {
 335         static ir_type *between_type = NULL;
 336         static ir_entity *old_bp_ent = NULL;
 337         (void) self;
 338
 339         if(!between_type) {
 340                 ir_entity *ret_addr_ent;
 341                 ir_type *ret_addr_type = new_type_primitive(mode_P);
 342                 ir_type *old_bp_type   = new_type_primitive(mode_P);
 343
 344                 between_type           = new_type_class(new_id_from_str("amd64_between_type"));
 345                 old_bp_ent             = new_entity(between_type, new_id_from_str("old_bp"), old_bp_type);
 346                 ret_addr_ent           = new_entity(between_type, new_id_from_str("old_bp"), ret_addr_type);
 347
 348                 set_entity_offset(old_bp_ent, 0);
 349                 set_entity_offset(ret_addr_ent, get_type_size_bytes(old_bp_type));
 350                 set_type_size_bytes(between_type, get_type_size_bytes(old_bp_type) + get_type_size_bytes(ret_addr_type));
 351         }
 352
 353         return between_type;
 354 }
 355
 356 /**
 357  * Build the prolog, return the BASE POINTER register
 358  */
 359 static const arch_register_t *amd64_abi_prologue(void *self, ir_node **mem,
 360                                                     pmap *reg_map, int *stack_bias)
 361 {
 362         amd64_abi_env_t  *env  = self;
 363         const arch_env_t *aenv = env->arch_env;
 364         (void) mem;
 365         (void) stack_bias;
 366         (void) aenv;
 367         (void) reg_map;
 368
 369         if (!env->flags.try_omit_fp) {
 370                 /* FIXME: maybe later here should be some code to generate
 371                  * the usual abi prologue */
 372                 return env->arch_env->bp;
 373         }
 374
 375         return env->arch_env->sp;
 376 }
 377
 378 /* Build the epilog */
 379 static void amd64_abi_epilogue(void *self, ir_node *bl, ir_node **mem,
 380                                pmap *reg_map)
 381 {
 382         amd64_abi_env_t  *env  = self;
 383         const arch_env_t *aenv = env->arch_env;
 384         ir_node          *curr_sp  = be_abi_reg_map_get(reg_map, aenv->sp);
 385         ir_node          *curr_bp  = be_abi_reg_map_get(reg_map, aenv->bp);
 386         (void) bl;
 387         (void) mem;
 388
 389         if (env->flags.try_omit_fp) {
 390                 curr_sp = be_new_IncSP(aenv->sp, bl, curr_sp, BE_STACK_FRAME_SIZE_SHRINK, 0);
 391         }
 392
 393         be_abi_reg_map_set(reg_map, aenv->sp, curr_sp);
 394         be_abi_reg_map_set(reg_map, aenv->bp, curr_bp);
 395 }
 396
 397 static const be_abi_callbacks_t amd64_abi_callbacks = {
 398         amd64_abi_init,
 399         free,
 400         amd64_get_between_type,
 401         amd64_abi_prologue,
 402         amd64_abi_epilogue,
 403 };
 404
 405 /**
 406  * Get the ABI restrictions for procedure calls.
 407  * @param self        The this pointer.
 408  * @param method_type The type of the method (procedure) in question.
 409  * @param abi         The abi object to be modified
 410  */
 411 static void amd64_get_call_abi(const void *self, ir_type *method_type,
 412                            be_abi_call_t *abi)
 413 {
 414         ir_type  *tp;
 415         ir_mode  *mode;
 416         int       i, n = get_method_n_params(method_type);
 417         be_abi_call_flags_t call_flags;
 418         int no_reg = 0;
 419
 420         (void) self;
 421
 422         /* set abi flags for calls */
 423         call_flags.bits.left_to_right         = 0;
 424         call_flags.bits.store_args_sequential = 1;
 425         call_flags.bits.try_omit_fp           = 1;
 426         call_flags.bits.fp_free               = 0;
 427         call_flags.bits.call_has_imm          = 1;
 428
 429         /* set stack parameter passing style */
 430         be_abi_call_set_flags(abi, call_flags, &amd64_abi_callbacks);
 431
 432         for (i = 0; i < n; i++) {
 433                 tp   = get_method_param_type(method_type, i);
 434                 mode = get_type_mode(tp);
 435                 //d// printf ("MODE %p %p XX %d\n", mode, mode_Iu, i);
 436
 437                 if (!no_reg && (i == 0 || i == 1) && mode == mode_Iu) {
 438                         //d// printf("TEST%d\n", i);
 439                         be_abi_call_param_reg(abi, i,
 440                                               i == 0 ? &amd64_gp_regs[REG_RDI]
 441                                                      : &amd64_gp_regs[REG_RSI],
 442                                               ABI_CONTEXT_BOTH);
 443                 /* default: all parameters on stack */
 444                 } else {
 445                         no_reg = 1;
 446                         be_abi_call_param_stack(abi, i, mode, 4, 0, 0, ABI_CONTEXT_BOTH);
 447                 }
 448         }
 449
 450         /* TODO: set correct return register */
 451         /* default: return value is in R0 resp. F0 */
 452         if (get_method_n_ress(method_type) > 0) {
 453                 tp   = get_method_res_type(method_type, 0);
 454                 mode = get_type_mode(tp);
 455
 456                 /* FIXME: No floating point yet */
 457                 /* be_abi_call_res_reg(abi, 0,
 458                         mode_is_float(mode) ? &amd64_fp_regs[REG_F0] : &amd64_gp_regs[REG_R0], ABI_CONTEXT_BOTH) */;
 459
 460                 be_abi_call_res_reg(abi, 0,
 461                         &amd64_gp_regs[REG_RAX], ABI_CONTEXT_BOTH);
 462         }
 463 }
 464
 465 static int amd64_to_appear_in_schedule(void *block_env, const ir_node *irn)
 466 {
 467         (void) block_env;
 468
 469         if(!is_amd64_irn(irn))
 470                 return -1;
 471
 472         return 1;
 473 }
 474
 475 /**
 476  * Initializes the code generator interface.
 477  */
 478 static const arch_code_generator_if_t *amd64_get_code_generator_if(
 479                 void *self)
 480 {
 481         (void) self;
 482         return &amd64_code_gen_if;
 483 }
 484
 485 list_sched_selector_t amd64_sched_selector;
 486
 487 /**
 488  * Returns the reg_pressure scheduler with to_appear_in_schedule() overloaded
 489  */
 490 static const list_sched_selector_t *amd64_get_list_sched_selector(
 491                 const void *self, list_sched_selector_t *selector)
 492 {
 493         (void) self;
 494         (void) selector;
 495
 496         amd64_sched_selector = trivial_selector;
 497         amd64_sched_selector.to_appear_in_schedule = amd64_to_appear_in_schedule;
 498         return &amd64_sched_selector;
 499 }
 500
 501 static const ilp_sched_selector_t *amd64_get_ilp_sched_selector(
 502                 const void *self)
 503 {
 504         (void) self;
 505         return NULL;
 506 }
 507
 508 /**
 509  * Returns the necessary byte alignment for storing a register of given class.
 510  */
 511 static int amd64_get_reg_class_alignment(const arch_register_class_t *cls)
 512 {
 513         ir_mode *mode = arch_register_class_mode(cls);
 514         return get_mode_size_bytes(mode);
 515 }
 516
 517 /**
 518  * Returns the libFirm configuration parameter for this backend.
 519  */
 520 static const backend_params *amd64_get_backend_params(void) {
 521         static backend_params p = {
 522                 0,     /* no dword lowering */
 523                 0,     /* no inline assembly */
 524                 NULL,  /* will be set later */
 525                 NULL,  /* no creator function */
 526                 NULL,  /* context for create_intrinsic_fkt */
 527                 NULL,  /* parameter for if conversion */
 528                 NULL,  /* float arithmetic mode */
 529                 0,     /* no trampoline support: size 0 */
 530                 0,     /* no trampoline support: align 0 */
 531                 NULL,  /* no trampoline support: no trampoline builder */
 532                 4      /* alignment of stack parameter: typically 4 (32bit) or 8 (64bit) */
 533         };
 534         return &p;
 535 }
 536
 537 static const be_execution_unit_t ***amd64_get_allowed_execution_units(
 538                 const ir_node *irn)
 539 {
 540         (void) irn;
 541         /* TODO */
 542         assert(0);
 543         return NULL;
 544 }
 545
 546 static const be_machine_t *amd64_get_machine(const void *self)
 547 {
 548         (void) self;
 549         /* TODO */
 550         assert(0);
 551         return NULL;
 552 }
 553
 554 static ir_graph **amd64_get_backend_irg_list(const void *self,
 555                                                 ir_graph ***irgs)
 556 {
 557         (void) self;
 558         (void) irgs;
 559         return NULL;
 560 }
 561
 562 static asm_constraint_flags_t amd64_parse_asm_constraint(const char **c)
 563 {
 564         (void) c;
 565         return ASM_CONSTRAINT_FLAG_INVALID;
 566 }
 567
 568 static int amd64_is_valid_clobber(const char *clobber)
 569 {
 570         (void) clobber;
 571         return 0;
 572 }
 573
 574 const arch_isa_if_t amd64_isa_if = {
 575         amd64_init,
 576         amd64_done,
 577         NULL,                /* handle intrinsics */
 578         amd64_get_n_reg_class,
 579         amd64_get_reg_class,
 580         amd64_get_reg_class_for_mode,
 581         amd64_get_call_abi,
 582         amd64_get_code_generator_if,
 583         amd64_get_list_sched_selector,
 584         amd64_get_ilp_sched_selector,
 585         amd64_get_reg_class_alignment,
 586     amd64_get_backend_params,
 587         amd64_get_allowed_execution_units,
 588         amd64_get_machine,
 589         amd64_get_backend_irg_list,
 590         NULL,                    /* mark remat */
 591         amd64_parse_asm_constraint,
 592         amd64_is_valid_clobber
 593 };
 594
 595 BE_REGISTER_MODULE_CONSTRUCTOR(be_init_arch_amd64);
 596 void be_init_arch_amd64(void)
 597 {
 598         be_register_isa_if("amd64", &amd64_isa_if);
 599         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.be.amd64.cg");
 600         amd64_init_transform();
 601 }