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
  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
  47 #include "bearch_amd64_t.h"
  48
  49 #include "amd64_new_nodes.h"
  50 #include "gen_amd64_regalloc_if.h"
  51 #include "amd64_transform.h"
  52 #include "amd64_emitter.h"
  53
  54 DEBUG_ONLY(static firm_dbg_module_t *dbg = NULL;)
  55
  56 static arch_irn_class_t amd64_classify(const ir_node *irn)
  57 {
  58         (void) irn;
  59         return 0;
  60 }
  61
  62 static ir_entity *amd64_get_frame_entity(const ir_node *node)
  63 {
  64         (void) node;
  65         /* TODO: return the ir_entity assigned to the frame */
  66         return NULL;
  67 }
  68
  69 static void amd64_set_frame_entity(ir_node *node, ir_entity *ent)
  70 {
  71         (void) node;
  72         (void) ent;
  73         /* TODO: set the ir_entity assigned to the frame */
  74 }
  75
  76 /**
  77  * This function is called by the generic backend to correct offsets for
  78  * nodes accessing the stack.
  79  */
  80 static void amd64_set_frame_offset(ir_node *irn, int offset)
  81 {
  82         (void) irn;
  83         (void) offset;
  84         /* TODO: correct offset if irn accesses the stack */
  85 }
  86
  87 static int amd64_get_sp_bias(const ir_node *irn)
  88 {
  89         (void) irn;
  90         return 0;
  91 }
  92
  93 /* fill register allocator interface */
  94
  95 static const arch_irn_ops_t amd64_irn_ops = {
  96         get_amd64_in_req,
  97         amd64_classify,
  98         amd64_get_frame_entity,
  99         amd64_set_frame_entity,
 100         amd64_set_frame_offset,
 101         amd64_get_sp_bias,
 102         NULL,    /* get_inverse             */
 103         NULL,    /* get_op_estimated_cost   */
 104         NULL,    /* possible_memory_operand */
 105         NULL,    /* perform_memory_operand  */
 106 };
 107
 108
 109
 110 /**
 111  * Transforms the standard firm graph into
 112  * a amd64 firm graph
 113  */
 114 static void amd64_prepare_graph(void *self)
 115 {
 116         amd64_code_gen_t *cg = self;
 117
 118         amd64_transform_graph (cg);
 119
 120         if (cg->dump)
 121                 be_dump(cg->irg, "-transformed", dump_ir_block_graph_sched);
 122 }
 123
 124
 125
 126 /**
 127  * Called immediatly before emit phase.
 128  */
 129 static void amd64_finish_irg(void *self)
 130 {
 131         amd64_code_gen_t *cg = self;
 132         ir_graph         *irg = cg->irg;
 133
 134         dump_ir_block_graph_sched(irg, "-amd64-finished");
 135 }
 136
 137
 138 static void amd64_before_ra(void *self)
 139 {
 140         (void) self;
 141         /* Some stuff you need to do after scheduling but before register allocation */
 142 }
 143
 144 static void amd64_after_ra(void *self)
 145 {
 146         (void) self;
 147         /* Some stuff you need to do immediatly after register allocation */
 148 }
 149
 150
 151
 152 /**
 153  * Emits the code, closes the output file and frees
 154  * the code generator interface.
 155  */
 156 static void amd64_emit_and_done(void *self)
 157 {
 158         amd64_code_gen_t *cg  = self;
 159         ir_graph         *irg = cg->irg;
 160
 161         amd64_gen_routine(cg, irg);
 162
 163         /* de-allocate code generator */
 164         free(cg);
 165 }
 166
 167 static void *amd64_cg_init(be_irg_t *birg);
 168
 169 static const arch_code_generator_if_t amd64_code_gen_if = {
 170         amd64_cg_init,
 171         NULL,                    /* get_pic_base hook */
 172         NULL,                    /* before abi introduce hook */
 173         amd64_prepare_graph,
 174         NULL,                    /* spill hook */
 175         amd64_before_ra,      /* before register allocation hook */
 176         amd64_after_ra,       /* after register allocation hook */
 177         amd64_finish_irg,
 178         amd64_emit_and_done
 179 };
 180
 181 /**
 182  * Initializes the code generator.
 183  */
 184 static void *amd64_cg_init(be_irg_t *birg)
 185 {
 186         const arch_env_t    *arch_env = be_get_birg_arch_env(birg);
 187         amd64_isa_t      *isa      = (amd64_isa_t *) arch_env;
 188         amd64_code_gen_t *cg       = XMALLOC(amd64_code_gen_t);
 189
 190         cg->impl     = &amd64_code_gen_if;
 191         cg->irg      = be_get_birg_irg(birg);
 192         cg->isa      = isa;
 193         cg->birg     = birg;
 194         cg->dump     = (birg->main_env->options->dump_flags & DUMP_BE) ? 1 : 0;
 195
 196         return (arch_code_generator_t *)cg;
 197 }
 198
 199
 200
 201 const arch_isa_if_t amd64_isa_if;
 202 static amd64_isa_t amd64_isa_template = {
 203         {
 204                 &amd64_isa_if,             /* isa interface implementation */
 205                 &amd64_gp_regs[REG_RSP],  /* stack pointer register */
 206                 &amd64_gp_regs[REG_RBP],  /* base pointer register */
 207                 &amd64_reg_classes[CLASS_amd64_gp],  /* link pointer register class */
 208                 -1,                          /* stack direction */
 209                 2,                           /* power of two stack alignment for calls, 2^2 == 4 */
 210                 NULL,                        /* main environment */
 211                 7,                           /* costs for a spill instruction */
 212                 5,                           /* costs for a reload instruction */
 213         },
 214 };
 215
 216 /**
 217  * Initializes the backend ISA
 218  */
 219 static arch_env_t *amd64_init(FILE *outfile)
 220 {
 221         static int run_once = 0;
 222         amd64_isa_t *isa;
 223
 224         if(run_once)
 225                 return NULL;
 226         run_once = 1;
 227
 228         isa = XMALLOC(amd64_isa_t);
 229         memcpy(isa, &amd64_isa_template, sizeof(*isa));
 230
 231         be_emit_init(outfile);
 232
 233         amd64_register_init();
 234         amd64_create_opcodes(&amd64_irn_ops);
 235
 236         return &isa->arch_env;
 237 }
 238
 239
 240
 241 /**
 242  * Closes the output file and frees the ISA structure.
 243  */
 244 static void amd64_done(void *self)
 245 {
 246         amd64_isa_t *isa = self;
 247
 248         /* emit now all global declarations */
 249         be_gas_emit_decls(isa->arch_env.main_env);
 250
 251         be_emit_exit();
 252         free(self);
 253 }
 254
 255
 256 static unsigned amd64_get_n_reg_class(void)
 257 {
 258         return N_CLASSES;
 259 }
 260
 261 static const arch_register_class_t *amd64_get_reg_class(unsigned i)
 262 {
 263         assert(i < N_CLASSES);
 264         return &amd64_reg_classes[i];
 265 }
 266
 267
 268
 269 /**
 270  * Get the register class which shall be used to store a value of a given mode.
 271  * @param self The this pointer.
 272  * @param mode The mode in question.
 273  * @return A register class which can hold values of the given mode.
 274  */
 275 static const arch_register_class_t *amd64_get_reg_class_for_mode(const ir_mode *mode)
 276 {
 277         if (mode_is_float(mode))
 278                 return &amd64_reg_classes[CLASS_amd64_fp];
 279         else
 280                 return &amd64_reg_classes[CLASS_amd64_gp];
 281 }
 282
 283
 284
 285 typedef struct {
 286         be_abi_call_flags_bits_t flags;
 287         const arch_env_t *arch_env;
 288         ir_graph *irg;
 289 } amd64_abi_env_t;
 290
 291 static void *amd64_abi_init(const be_abi_call_t *call, const arch_env_t *arch_env, ir_graph *irg)
 292 {
 293         amd64_abi_env_t *env = XMALLOC(amd64_abi_env_t);
 294         be_abi_call_flags_t fl = be_abi_call_get_flags(call);
 295         env->flags    = fl.bits;
 296         env->irg      = irg;
 297         env->arch_env = arch_env;
 298         return env;
 299 }
 300
 301 /**
 302  * Get the between type for that call.
 303  * @param self The callback object.
 304  * @return The between type of for that call.
 305  */
 306 static ir_type *amd64_get_between_type(void *self)
 307 {
 308         static ir_type *between_type = NULL;
 309         static ir_entity *old_bp_ent = NULL;
 310         (void) self;
 311
 312         if(!between_type) {
 313                 ir_entity *ret_addr_ent;
 314                 ir_type *ret_addr_type = new_type_primitive(mode_P);
 315                 ir_type *old_bp_type   = new_type_primitive(mode_P);
 316
 317                 between_type           = new_type_class(new_id_from_str("amd64_between_type"));
 318                 old_bp_ent             = new_entity(between_type, new_id_from_str("old_bp"), old_bp_type);
 319                 ret_addr_ent           = new_entity(between_type, new_id_from_str("old_bp"), ret_addr_type);
 320
 321                 set_entity_offset(old_bp_ent, 0);
 322                 set_entity_offset(ret_addr_ent, get_type_size_bytes(old_bp_type));
 323                 set_type_size_bytes(between_type, get_type_size_bytes(old_bp_type) + get_type_size_bytes(ret_addr_type));
 324         }
 325
 326         return between_type;
 327 }
 328
 329 /**
 330  * Build the prolog, return the BASE POINTER register
 331  */
 332 static const arch_register_t *amd64_abi_prologue(void *self, ir_node **mem,
 333                                                     pmap *reg_map, int *stack_bias)
 334 {
 335         amd64_abi_env_t  *env  = self;
 336         const arch_env_t *aenv = env->arch_env;
 337         (void) mem;
 338         (void) stack_bias;
 339         (void) aenv;
 340         (void) reg_map;
 341
 342         if (!env->flags.try_omit_fp) {
 343                 /* FIXME: maybe later here should be some code to generate
 344                  * the usual abi prologue */
 345                 return env->arch_env->bp;
 346         }
 347
 348         return env->arch_env->sp;
 349 }
 350
 351 /* Build the epilog */
 352 static void amd64_abi_epilogue(void *self, ir_node *bl, ir_node **mem,
 353                                pmap *reg_map)
 354 {
 355         amd64_abi_env_t  *env  = self;
 356         const arch_env_t *aenv = env->arch_env;
 357         ir_node          *curr_sp  = be_abi_reg_map_get(reg_map, aenv->sp);
 358         ir_node          *curr_bp  = be_abi_reg_map_get(reg_map, aenv->bp);
 359         (void) bl;
 360         (void) mem;
 361
 362         if (env->flags.try_omit_fp) {
 363                 curr_sp = be_new_IncSP(aenv->sp, bl, curr_sp, BE_STACK_FRAME_SIZE_SHRINK, 0);
 364         }
 365
 366         be_abi_reg_map_set(reg_map, aenv->sp, curr_sp);
 367         be_abi_reg_map_set(reg_map, aenv->bp, curr_bp);
 368 }
 369
 370 static const be_abi_callbacks_t amd64_abi_callbacks = {
 371         amd64_abi_init,
 372         free,
 373         amd64_get_between_type,
 374         amd64_abi_prologue,
 375         amd64_abi_epilogue,
 376 };
 377
 378 /**
 379  * Get the ABI restrictions for procedure calls.
 380  * @param self        The this pointer.
 381  * @param method_type The type of the method (procedure) in question.
 382  * @param abi         The abi object to be modified
 383  */
 384 static void amd64_get_call_abi(const void *self, ir_type *method_type,
 385                            be_abi_call_t *abi)
 386 {
 387         ir_type  *tp;
 388         ir_mode  *mode;
 389         int       i, n = get_method_n_params(method_type);
 390         be_abi_call_flags_t call_flags;
 391         (void) self;
 392
 393         /* set abi flags for calls */
 394         call_flags.bits.left_to_right         = 0;
 395         call_flags.bits.store_args_sequential = 1;
 396         call_flags.bits.try_omit_fp           = 1;
 397         call_flags.bits.fp_free               = 0;
 398         call_flags.bits.call_has_imm          = 1;
 399
 400         /* set stack parameter passing style */
 401         be_abi_call_set_flags(abi, call_flags, &amd64_abi_callbacks);
 402
 403         for (i = 0; i < n; i++) {
 404                 /* TODO: implement register parameter: */
 405                 /* reg = get reg for param i;          */
 406                 /* be_abi_call_param_reg(abi, i, reg); */
 407
 408                 /* default: all parameters on stack */
 409                 tp   = get_method_param_type(method_type, i);
 410                 mode = get_type_mode(tp);
 411                 be_abi_call_param_stack(abi, i, mode, 4, 0, 0, ABI_CONTEXT_BOTH);
 412         }
 413
 414         /* TODO: set correct return register */
 415         /* default: return value is in R0 resp. F0 */
 416         if (get_method_n_ress(method_type) > 0) {
 417                 tp   = get_method_res_type(method_type, 0);
 418                 mode = get_type_mode(tp);
 419
 420                 /* FIXME: No floating point yet */
 421                 /* be_abi_call_res_reg(abi, 0,
 422                         mode_is_float(mode) ? &amd64_fp_regs[REG_F0] : &amd64_gp_regs[REG_R0], ABI_CONTEXT_BOTH) */;
 423
 424                 be_abi_call_res_reg(abi, 0,
 425                         &amd64_gp_regs[REG_RAX], ABI_CONTEXT_BOTH);
 426         }
 427 }
 428
 429 static int amd64_to_appear_in_schedule(void *block_env, const ir_node *irn)
 430 {
 431         (void) block_env;
 432
 433         if(!is_amd64_irn(irn))
 434                 return -1;
 435
 436         return 1;
 437 }
 438
 439 /**
 440  * Initializes the code generator interface.
 441  */
 442 static const arch_code_generator_if_t *amd64_get_code_generator_if(
 443                 void *self)
 444 {
 445         (void) self;
 446         return &amd64_code_gen_if;
 447 }
 448
 449 list_sched_selector_t amd64_sched_selector;
 450
 451 /**
 452  * Returns the reg_pressure scheduler with to_appear_in_schedule() overloaded
 453  */
 454 static const list_sched_selector_t *amd64_get_list_sched_selector(
 455                 const void *self, list_sched_selector_t *selector)
 456 {
 457         (void) self;
 458         (void) selector;
 459
 460         amd64_sched_selector = trivial_selector;
 461         amd64_sched_selector.to_appear_in_schedule = amd64_to_appear_in_schedule;
 462         return &amd64_sched_selector;
 463 }
 464
 465 static const ilp_sched_selector_t *amd64_get_ilp_sched_selector(
 466                 const void *self)
 467 {
 468         (void) self;
 469         return NULL;
 470 }
 471
 472 /**
 473  * Returns the necessary byte alignment for storing a register of given class.
 474  */
 475 static int amd64_get_reg_class_alignment(const arch_register_class_t *cls)
 476 {
 477         ir_mode *mode = arch_register_class_mode(cls);
 478         return get_mode_size_bytes(mode);
 479 }
 480
 481 /**
 482  * Returns the libFirm configuration parameter for this backend.
 483  */
 484 static const backend_params *amd64_get_backend_params(void) {
 485         static backend_params p = {
 486                 0,     /* no dword lowering */
 487                 0,     /* no inline assembly */
 488                 NULL,  /* will be set later */
 489                 NULL,  /* no creator function */
 490                 NULL,  /* context for create_intrinsic_fkt */
 491                 NULL,  /* parameter for if conversion */
 492                 NULL,  /* float arithmetic mode */
 493                 0,     /* no trampoline support: size 0 */
 494                 0,     /* no trampoline support: align 0 */
 495                 NULL,  /* no trampoline support: no trampoline builder */
 496                 4      /* alignment of stack parameter: typically 4 (32bit) or 8 (64bit) */
 497         };
 498         return &p;
 499 }
 500
 501 static const be_execution_unit_t ***amd64_get_allowed_execution_units(
 502                 const ir_node *irn)
 503 {
 504         (void) irn;
 505         /* TODO */
 506         assert(0);
 507         return NULL;
 508 }
 509
 510 static const be_machine_t *amd64_get_machine(const void *self)
 511 {
 512         (void) self;
 513         /* TODO */
 514         assert(0);
 515         return NULL;
 516 }
 517
 518 static ir_graph **amd64_get_backend_irg_list(const void *self,
 519                                                 ir_graph ***irgs)
 520 {
 521         (void) self;
 522         (void) irgs;
 523         return NULL;
 524 }
 525
 526 static asm_constraint_flags_t amd64_parse_asm_constraint(const char **c)
 527 {
 528         (void) c;
 529         return ASM_CONSTRAINT_FLAG_INVALID;
 530 }
 531
 532 static int amd64_is_valid_clobber(const char *clobber)
 533 {
 534         (void) clobber;
 535         return 0;
 536 }
 537
 538 const arch_isa_if_t amd64_isa_if = {
 539         amd64_init,
 540         amd64_done,
 541         NULL,                /* handle intrinsics */
 542         amd64_get_n_reg_class,
 543         amd64_get_reg_class,
 544         amd64_get_reg_class_for_mode,
 545         amd64_get_call_abi,
 546         amd64_get_code_generator_if,
 547         amd64_get_list_sched_selector,
 548         amd64_get_ilp_sched_selector,
 549         amd64_get_reg_class_alignment,
 550     amd64_get_backend_params,
 551         amd64_get_allowed_execution_units,
 552         amd64_get_machine,
 553         amd64_get_backend_irg_list,
 554         NULL,                    /* mark remat */
 555         amd64_parse_asm_constraint,
 556         amd64_is_valid_clobber
 557 };
 558
 559 BE_REGISTER_MODULE_CONSTRUCTOR(be_init_arch_amd64);
 560 void be_init_arch_amd64(void)
 561 {
 562         be_register_isa_if("amd64", &amd64_isa_if);
 563         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.be.amd64.cg");
 564         amd64_init_transform();
 565 }