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         static int run_once = 0;
 287         amd64_isa_t *isa;
 288
 289         if(run_once)
 290                 return NULL;
 291         run_once = 1;
 292
 293         isa = XMALLOC(amd64_isa_t);
 294         memcpy(isa, &amd64_isa_template, sizeof(*isa));
 295
 296         be_emit_init(outfile);
 297
 298         amd64_register_init();
 299         amd64_create_opcodes(&amd64_irn_ops);
 300
 301         return &isa->base;
 302 }
 303
 304
 305
 306 /**
 307  * Closes the output file and frees the ISA structure.
 308  */
 309 static void amd64_done(void *self)
 310 {
 311         amd64_isa_t *isa = (amd64_isa_t*)self;
 312
 313         /* emit now all global declarations */
 314         be_gas_emit_decls(isa->base.main_env);
 315
 316         be_emit_exit();
 317         free(self);
 318 }
 319
 320
 321 /**
 322  * Get the register class which shall be used to store a value of a given mode.
 323  * @param self The this pointer.
 324  * @param mode The mode in question.
 325  * @return A register class which can hold values of the given mode.
 326  */
 327 static const arch_register_class_t *amd64_get_reg_class_for_mode(const ir_mode *mode)
 328 {
 329         assert(!mode_is_float(mode));
 330         return &amd64_reg_classes[CLASS_amd64_gp];
 331 }
 332
 333
 334
 335 typedef struct {
 336         be_abi_call_flags_bits_t flags;
 337         ir_graph *irg;
 338 } amd64_abi_env_t;
 339
 340 static void *amd64_abi_init(const be_abi_call_t *call, ir_graph *irg)
 341 {
 342         amd64_abi_env_t *env = XMALLOC(amd64_abi_env_t);
 343         be_abi_call_flags_t fl = be_abi_call_get_flags(call);
 344         env->flags    = fl.bits;
 345         env->irg      = irg;
 346         return env;
 347 }
 348
 349 /**
 350  * Get the between type for that call.
 351  * @param self The callback object.
 352  * @return The between type of for that call.
 353  */
 354 static ir_type *amd64_get_between_type(void *self)
 355 {
 356         static ir_type *between_type = NULL;
 357         static ir_entity *old_bp_ent = NULL;
 358         (void) self;
 359
 360         if(!between_type) {
 361                 ir_entity *ret_addr_ent;
 362                 ir_type *ret_addr_type = new_type_primitive(mode_P);
 363                 ir_type *old_bp_type   = new_type_primitive(mode_P);
 364
 365                 between_type           = new_type_class(new_id_from_str("amd64_between_type"));
 366                 old_bp_ent             = new_entity(between_type, new_id_from_str("old_bp"), old_bp_type);
 367                 ret_addr_ent           = new_entity(between_type, new_id_from_str("old_bp"), ret_addr_type);
 368
 369                 set_entity_offset(old_bp_ent, 0);
 370                 set_entity_offset(ret_addr_ent, get_type_size_bytes(old_bp_type));
 371                 set_type_size_bytes(between_type, get_type_size_bytes(old_bp_type) + get_type_size_bytes(ret_addr_type));
 372         }
 373
 374         return between_type;
 375 }
 376
 377 /**
 378  * Build the prolog, return the BASE POINTER register
 379  */
 380 static const arch_register_t *amd64_abi_prologue(void *self, ir_node **mem,
 381                                                     pmap *reg_map, int *stack_bias)
 382 {
 383         amd64_abi_env_t  *env  = (amd64_abi_env_t*)self;
 384         const arch_env_t *aenv = be_get_irg_arch_env(env->irg);
 385         (void) mem;
 386         (void) stack_bias;
 387         (void) aenv;
 388         (void) reg_map;
 389
 390         if (!env->flags.try_omit_fp) {
 391                 /* FIXME: maybe later here should be some code to generate
 392                  * the usual abi prologue */
 393                 return aenv->bp;
 394         }
 395
 396         return aenv->sp;
 397 }
 398
 399 /* Build the epilog */
 400 static void amd64_abi_epilogue(void *self, ir_node *bl, ir_node **mem,
 401                                pmap *reg_map)
 402 {
 403         amd64_abi_env_t  *env  = (amd64_abi_env_t*)self;
 404         const arch_env_t *aenv = be_get_irg_arch_env(env->irg);
 405         ir_node          *curr_sp  = be_abi_reg_map_get(reg_map, aenv->sp);
 406         ir_node          *curr_bp  = be_abi_reg_map_get(reg_map, aenv->bp);
 407         (void) bl;
 408         (void) mem;
 409
 410         if (env->flags.try_omit_fp) {
 411                 curr_sp = be_new_IncSP(aenv->sp, bl, curr_sp, BE_STACK_FRAME_SIZE_SHRINK, 0);
 412         }
 413
 414         be_abi_reg_map_set(reg_map, aenv->sp, curr_sp);
 415         be_abi_reg_map_set(reg_map, aenv->bp, curr_bp);
 416 }
 417
 418 static const be_abi_callbacks_t amd64_abi_callbacks = {
 419         amd64_abi_init,
 420         free,
 421         amd64_get_between_type,
 422         amd64_abi_prologue,
 423         amd64_abi_epilogue,
 424 };
 425
 426 static const arch_register_t *gpreg_param_reg_std[] = {
 427         &amd64_registers[REG_RDI],
 428         &amd64_registers[REG_RSI],
 429         &amd64_registers[REG_RDX],
 430         &amd64_registers[REG_RCX],
 431         &amd64_registers[REG_R8],
 432         &amd64_registers[REG_R9],
 433 };
 434
 435 static const arch_register_t *amd64_get_RegParam_reg(int n)
 436 {
 437         assert(n < 6 && n >=0 && "register param > 6 requested");
 438         return gpreg_param_reg_std[n];
 439 }
 440
 441 /**
 442  * Get the ABI restrictions for procedure calls.
 443  * @param self        The this pointer.
 444  * @param method_type The type of the method (procedure) in question.
 445  * @param abi         The abi object to be modified
 446  */
 447 static void amd64_get_call_abi(const void *self, ir_type *method_type,
 448                            be_abi_call_t *abi)
 449 {
 450         ir_type  *tp;
 451         ir_mode  *mode;
 452         int       i, n = get_method_n_params(method_type);
 453         be_abi_call_flags_t call_flags;
 454         int no_reg = 0;
 455
 456         (void) self;
 457
 458         /* set abi flags for calls */
 459         call_flags.bits.left_to_right         = 0;
 460         call_flags.bits.store_args_sequential = 0;
 461         call_flags.bits.try_omit_fp           = 1;
 462         call_flags.bits.fp_free               = 0;
 463         call_flags.bits.call_has_imm          = 1;
 464
 465         /* set stack parameter passing style */
 466         be_abi_call_set_flags(abi, call_flags, &amd64_abi_callbacks);
 467
 468         for (i = 0; i < n; i++) {
 469                 tp   = get_method_param_type(method_type, i);
 470                 mode = get_type_mode(tp);
 471                 //d// printf ("MODE %p %p XX %d\n", mode, mode_Iu, i);
 472
 473                 if (!no_reg && i < 6 && mode_is_data (mode)) {
 474                         //d// printf("TEST%d\n", i);
 475                         be_abi_call_param_reg(abi, i, amd64_get_RegParam_reg (i),
 476                                               ABI_CONTEXT_BOTH);
 477                 /* default: all parameters on stack */
 478                 } else {
 479                         no_reg = 1;
 480                         be_abi_call_param_stack(abi, i, mode, 8, 0, 0, ABI_CONTEXT_BOTH);
 481                 }
 482         }
 483
 484         /* TODO: set correct return register */
 485         /* default: return value is in R0 resp. F0 */
 486         if (get_method_n_ress(method_type) > 0) {
 487                 tp   = get_method_res_type(method_type, 0);
 488                 mode = get_type_mode(tp);
 489
 490                 /* FIXME: No floating point yet */
 491                 /* be_abi_call_res_reg(abi, 0,
 492                         mode_is_float(mode) ? &amd64_fp_regs[REG_F0] : &amd64_registers[REG_R0], ABI_CONTEXT_BOTH) */;
 493
 494                 be_abi_call_res_reg(abi, 0,
 495                         &amd64_registers[REG_RAX], ABI_CONTEXT_BOTH);
 496         }
 497 }
 498
 499 /**
 500  * Returns the necessary byte alignment for storing a register of given class.
 501  */
 502 static int amd64_get_reg_class_alignment(const arch_register_class_t *cls)
 503 {
 504         ir_mode *mode = arch_register_class_mode(cls);
 505         return get_mode_size_bytes(mode);
 506 }
 507
 508 static void amd64_lower_for_target(void)
 509 {
 510 }
 511
 512 static int amd64_is_mux_allowed(ir_node *sel, ir_node *mux_false,
 513                                 ir_node *mux_true)
 514 {
 515         (void) sel;
 516         (void) mux_false;
 517         (void) mux_true;
 518         return false;
 519 }
 520
 521 /**
 522  * Returns the libFirm configuration parameter for this backend.
 523  */
 524 static const backend_params *amd64_get_backend_params(void) {
 525         static backend_params p = {
 526                 0,     /* no inline assembly */
 527                 1,     /* support Rotl nodes */
 528                 0,     /* little endian */
 529                 amd64_lower_for_target,  /* lowering callback */
 530                 NULL,  /* will be set later */
 531                 amd64_is_mux_allowed,  /* parameter for if conversion */
 532                 NULL,  /* float arithmetic mode */
 533                 0,     /* no trampoline support: size 0 */
 534                 0,     /* no trampoline support: align 0 */
 535                 NULL,  /* no trampoline support: no trampoline builder */
 536                 8      /* alignment of stack parameter: typically 4 (32bit) or 8 (64bit) */
 537         };
 538         return &p;
 539 }
 540
 541 static ir_graph **amd64_get_backend_irg_list(const void *self,
 542                                                 ir_graph ***irgs)
 543 {
 544         (void) self;
 545         (void) irgs;
 546         return NULL;
 547 }
 548
 549 static asm_constraint_flags_t amd64_parse_asm_constraint(const char **c)
 550 {
 551         (void) c;
 552         return ASM_CONSTRAINT_FLAG_INVALID;
 553 }
 554
 555 static int amd64_is_valid_clobber(const char *clobber)
 556 {
 557         (void) clobber;
 558         return 0;
 559 }
 560
 561 const arch_isa_if_t amd64_isa_if = {
 562         amd64_init,
 563         amd64_done,
 564         NULL,                /* handle intrinsics */
 565         amd64_get_reg_class_for_mode,
 566         amd64_get_call_abi,
 567         amd64_get_reg_class_alignment,
 568     amd64_get_backend_params,
 569         amd64_get_backend_irg_list,
 570         NULL,                    /* mark remat */
 571         amd64_parse_asm_constraint,
 572         amd64_is_valid_clobber,
 573
 574         amd64_init_graph,
 575         NULL,              /* get_pic_base */
 576         NULL,              /* before_abi */
 577         amd64_prepare_graph,
 578         amd64_before_ra,
 579         amd64_after_ra,
 580         amd64_finish_irg,
 581         amd64_gen_routine,
 582 };
 583
 584 BE_REGISTER_MODULE_CONSTRUCTOR(be_init_arch_amd64);
 585 void be_init_arch_amd64(void)
 586 {
 587         be_register_isa_if("amd64", &amd64_isa_if);
 588         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.be.amd64.cg");
 589         amd64_init_transform();
 590 }