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 #include "../bespillslots.h"
  49
  50 #include "bearch_amd64_t.h"
  51
  52 #include "amd64_new_nodes.h"
  53 #include "gen_amd64_regalloc_if.h"
  54 #include "amd64_transform.h"
  55 #include "amd64_emitter.h"
  56
  57 DEBUG_ONLY(static firm_dbg_module_t *dbg = NULL;)
  58
  59 static arch_irn_class_t amd64_classify(const ir_node *irn)
  60 {
  61         (void) irn;
  62         return 0;
  63 }
  64
  65 static ir_entity *amd64_get_frame_entity(const ir_node *node)
  66 {
  67         if (is_amd64_FrameAddr(node)) {
  68                 const amd64_SymConst_attr_t *attr = get_irn_generic_attr_const(node);
  69                 return attr->entity;
  70         }
  71
  72         (void) node;
  73         /* TODO: return the ir_entity assigned to the frame */
  74         return NULL;
  75 }
  76
  77 static void amd64_set_frame_entity(ir_node *node, ir_entity *ent)
  78 {
  79         (void) node;
  80         (void) ent;
  81         /* TODO: set the ir_entity assigned to the frame */
  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_irn_generic_attr(irn);
  92                 attr->fp_offset += offset;
  93         }
  94 }
  95
  96 static int amd64_get_sp_bias(const ir_node *irn)
  97 {
  98         (void) irn;
  99         return 0;
 100 }
 101
 102 /* fill register allocator interface */
 103
 104 static const arch_irn_ops_t amd64_irn_ops = {
 105         get_amd64_in_req,
 106         amd64_classify,
 107         amd64_get_frame_entity,
 108         amd64_set_frame_entity,
 109         amd64_set_frame_offset,
 110         amd64_get_sp_bias,
 111         NULL,    /* get_inverse             */
 112         NULL,    /* get_op_estimated_cost   */
 113         NULL,    /* possible_memory_operand */
 114         NULL,    /* perform_memory_operand  */
 115 };
 116
 117
 118
 119 /**
 120  * Transforms the standard firm graph into
 121  * a amd64 firm graph
 122  */
 123 static void amd64_prepare_graph(void *self)
 124 {
 125         amd64_code_gen_t *cg = self;
 126
 127         amd64_transform_graph (cg);
 128
 129         if (cg->dump)
 130                 dump_ir_graph(cg->irg, "transformed");
 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
 153 static void transform_Reload(ir_node *node)
 154 {
 155         ir_graph  *irg    = get_irn_irg(node);
 156         ir_node   *block  = get_nodes_block(node);
 157         dbg_info  *dbgi   = get_irn_dbg_info(node);
 158         ir_node   *ptr    = get_irg_frame(irg);
 159         ir_node   *mem    = get_irn_n(node, be_pos_Reload_mem);
 160         ir_mode   *mode   = get_irn_mode(node);
 161         //ir_entity *entity = be_get_frame_entity(node);
 162         const arch_register_t *reg;
 163         ir_node   *proj;
 164         ir_node   *load;
 165
 166         ir_node  *sched_point = sched_prev(node);
 167
 168         load = new_bd_amd64_Load(dbgi, block, ptr, mem);
 169         sched_add_after(sched_point, load);
 170         sched_remove(node);
 171
 172         proj = new_rd_Proj(dbgi, load, mode, pn_amd64_Load_res);
 173
 174         reg = arch_get_irn_register(node);
 175         arch_set_irn_register(proj, reg);
 176
 177         exchange(node, proj);
 178 }
 179
 180 static void transform_Spill(ir_node *node)
 181 {
 182         ir_graph  *irg    = get_irn_irg(node);
 183         ir_node   *block  = get_nodes_block(node);
 184         dbg_info  *dbgi   = get_irn_dbg_info(node);
 185         ir_node   *ptr    = get_irg_frame(irg);
 186         ir_node   *mem    = new_NoMem();
 187         ir_node   *val    = get_irn_n(node, be_pos_Spill_val);
 188         //ir_mode   *mode   = get_irn_mode(val);
 189         //ir_entity *entity = be_get_frame_entity(node);
 190         ir_node   *sched_point;
 191         ir_node   *store;
 192
 193         sched_point = sched_prev(node);
 194         store = new_bd_amd64_Store(dbgi, block, ptr, val, mem);
 195
 196         sched_remove(node);
 197         sched_add_after(sched_point, store);
 198
 199         exchange(node, store);
 200 }
 201
 202 static void amd64_after_ra_walker(ir_node *block, void *data)
 203 {
 204         ir_node *node, *prev;
 205         (void) data;
 206
 207         for (node = sched_last(block); !sched_is_begin(node); node = prev) {
 208                 prev = sched_prev(node);
 209
 210                 if (be_is_Reload(node)) {
 211                         transform_Reload(node);
 212                 } else if (be_is_Spill(node)) {
 213                         transform_Spill(node);
 214                 }
 215         }
 216 }
 217
 218 static void amd64_after_ra(void *self)
 219 {
 220         amd64_code_gen_t *cg = self;
 221         be_coalesce_spillslots(cg->birg);
 222
 223         irg_block_walk_graph(cg->irg, NULL, amd64_after_ra_walker, NULL);
 224 }
 225
 226
 227 /**
 228  * Emits the code, closes the output file and frees
 229  * the code generator interface.
 230  */
 231 static void amd64_emit_and_done(void *self)
 232 {
 233         amd64_code_gen_t *cg  = self;
 234         ir_graph         *irg = cg->irg;
 235
 236         amd64_gen_routine(cg, irg);
 237
 238         /* de-allocate code generator */
 239         free(cg);
 240 }
 241
 242 static void *amd64_cg_init(be_irg_t *birg);
 243
 244 static const arch_code_generator_if_t amd64_code_gen_if = {
 245         amd64_cg_init,
 246         NULL,                    /* get_pic_base hook */
 247         NULL,                    /* before abi introduce hook */
 248         amd64_prepare_graph,
 249         NULL,                    /* spill hook */
 250         amd64_before_ra,      /* before register allocation hook */
 251         amd64_after_ra,       /* after register allocation hook */
 252         amd64_finish_irg,
 253         amd64_emit_and_done
 254 };
 255
 256 /**
 257  * Initializes the code generator.
 258  */
 259 static void *amd64_cg_init(be_irg_t *birg)
 260 {
 261         const arch_env_t    *arch_env = be_get_birg_arch_env(birg);
 262         amd64_isa_t      *isa      = (amd64_isa_t *) arch_env;
 263         amd64_code_gen_t *cg       = XMALLOC(amd64_code_gen_t);
 264
 265         cg->impl     = &amd64_code_gen_if;
 266         cg->irg      = be_get_birg_irg(birg);
 267         cg->isa      = isa;
 268         cg->birg     = birg;
 269         cg->dump     = (birg->main_env->options->dump_flags & DUMP_BE) ? 1 : 0;
 270
 271         return (arch_code_generator_t *)cg;
 272 }
 273
 274
 275 typedef ir_node *(*create_const_node_func) (dbg_info *dbg, ir_node *block);
 276
 277 /**
 278  * Used to create per-graph unique pseudo nodes.
 279  */
 280 static inline ir_node *create_const(amd64_code_gen_t *cg, ir_node **place,
 281                                     create_const_node_func func,
 282                                     const arch_register_t* reg)
 283 {
 284         ir_node *block, *res;
 285
 286         if (*place != NULL)
 287                 return *place;
 288
 289         block = get_irg_start_block(cg->irg);
 290         res = func(NULL, block);
 291         arch_set_irn_register(res, reg);
 292         *place = res;
 293
 294         return res;
 295 }
 296
 297 const arch_isa_if_t amd64_isa_if;
 298 static amd64_isa_t amd64_isa_template = {
 299         {
 300                 &amd64_isa_if,             /* isa interface implementation */
 301                 &amd64_gp_regs[REG_RSP],  /* stack pointer register */
 302                 &amd64_gp_regs[REG_RBP],  /* base pointer register */
 303                 &amd64_reg_classes[CLASS_amd64_gp],  /* link pointer register class */
 304                 -1,                          /* stack direction */
 305                 3,                           /* power of two stack alignment for calls, 2^2 == 4 */
 306                 NULL,                        /* main environment */
 307                 7,                           /* costs for a spill instruction */
 308                 5,                           /* costs for a reload instruction */
 309         },
 310 };
 311
 312 /**
 313  * Initializes the backend ISA
 314  */
 315 static arch_env_t *amd64_init(FILE *outfile)
 316 {
 317         static int run_once = 0;
 318         amd64_isa_t *isa;
 319
 320         if(run_once)
 321                 return NULL;
 322         run_once = 1;
 323
 324         isa = XMALLOC(amd64_isa_t);
 325         memcpy(isa, &amd64_isa_template, sizeof(*isa));
 326
 327         be_emit_init(outfile);
 328
 329         amd64_register_init();
 330         amd64_create_opcodes(&amd64_irn_ops);
 331
 332         return &isa->arch_env;
 333 }
 334
 335
 336
 337 /**
 338  * Closes the output file and frees the ISA structure.
 339  */
 340 static void amd64_done(void *self)
 341 {
 342         amd64_isa_t *isa = self;
 343
 344         /* emit now all global declarations */
 345         be_gas_emit_decls(isa->arch_env.main_env);
 346
 347         be_emit_exit();
 348         free(self);
 349 }
 350
 351
 352 static unsigned amd64_get_n_reg_class(void)
 353 {
 354         return N_CLASSES;
 355 }
 356
 357 static const arch_register_class_t *amd64_get_reg_class(unsigned i)
 358 {
 359         assert(i < N_CLASSES);
 360         return &amd64_reg_classes[i];
 361 }
 362
 363
 364
 365 /**
 366  * Get the register class which shall be used to store a value of a given mode.
 367  * @param self The this pointer.
 368  * @param mode The mode in question.
 369  * @return A register class which can hold values of the given mode.
 370  */
 371 static const arch_register_class_t *amd64_get_reg_class_for_mode(const ir_mode *mode)
 372 {
 373         assert(!mode_is_float(mode));
 374         return &amd64_reg_classes[CLASS_amd64_gp];
 375 }
 376
 377
 378
 379 typedef struct {
 380         be_abi_call_flags_bits_t flags;
 381         const arch_env_t *arch_env;
 382         ir_graph *irg;
 383 } amd64_abi_env_t;
 384
 385 static void *amd64_abi_init(const be_abi_call_t *call, const arch_env_t *arch_env, ir_graph *irg)
 386 {
 387         amd64_abi_env_t *env = XMALLOC(amd64_abi_env_t);
 388         be_abi_call_flags_t fl = be_abi_call_get_flags(call);
 389         env->flags    = fl.bits;
 390         env->irg      = irg;
 391         env->arch_env = arch_env;
 392         return env;
 393 }
 394
 395 /**
 396  * Get the between type for that call.
 397  * @param self The callback object.
 398  * @return The between type of for that call.
 399  */
 400 static ir_type *amd64_get_between_type(void *self)
 401 {
 402         static ir_type *between_type = NULL;
 403         static ir_entity *old_bp_ent = NULL;
 404         (void) self;
 405
 406         if(!between_type) {
 407                 ir_entity *ret_addr_ent;
 408                 ir_type *ret_addr_type = new_type_primitive(mode_P);
 409                 ir_type *old_bp_type   = new_type_primitive(mode_P);
 410
 411                 between_type           = new_type_class(new_id_from_str("amd64_between_type"));
 412                 old_bp_ent             = new_entity(between_type, new_id_from_str("old_bp"), old_bp_type);
 413                 ret_addr_ent           = new_entity(between_type, new_id_from_str("old_bp"), ret_addr_type);
 414
 415                 set_entity_offset(old_bp_ent, 0);
 416                 set_entity_offset(ret_addr_ent, get_type_size_bytes(old_bp_type));
 417                 set_type_size_bytes(between_type, get_type_size_bytes(old_bp_type) + get_type_size_bytes(ret_addr_type));
 418         }
 419
 420         return between_type;
 421 }
 422
 423 /**
 424  * Build the prolog, return the BASE POINTER register
 425  */
 426 static const arch_register_t *amd64_abi_prologue(void *self, ir_node **mem,
 427                                                     pmap *reg_map, int *stack_bias)
 428 {
 429         amd64_abi_env_t  *env  = self;
 430         const arch_env_t *aenv = env->arch_env;
 431         (void) mem;
 432         (void) stack_bias;
 433         (void) aenv;
 434         (void) reg_map;
 435
 436         if (!env->flags.try_omit_fp) {
 437                 /* FIXME: maybe later here should be some code to generate
 438                  * the usual abi prologue */
 439                 return env->arch_env->bp;
 440         }
 441
 442         return env->arch_env->sp;
 443 }
 444
 445 /* Build the epilog */
 446 static void amd64_abi_epilogue(void *self, ir_node *bl, ir_node **mem,
 447                                pmap *reg_map)
 448 {
 449         amd64_abi_env_t  *env  = self;
 450         const arch_env_t *aenv = env->arch_env;
 451         ir_node          *curr_sp  = be_abi_reg_map_get(reg_map, aenv->sp);
 452         ir_node          *curr_bp  = be_abi_reg_map_get(reg_map, aenv->bp);
 453         (void) bl;
 454         (void) mem;
 455
 456         if (env->flags.try_omit_fp) {
 457                 curr_sp = be_new_IncSP(aenv->sp, bl, curr_sp, BE_STACK_FRAME_SIZE_SHRINK, 0);
 458         }
 459
 460         be_abi_reg_map_set(reg_map, aenv->sp, curr_sp);
 461         be_abi_reg_map_set(reg_map, aenv->bp, curr_bp);
 462 }
 463
 464 static const be_abi_callbacks_t amd64_abi_callbacks = {
 465         amd64_abi_init,
 466         free,
 467         amd64_get_between_type,
 468         amd64_abi_prologue,
 469         amd64_abi_epilogue,
 470 };
 471
 472 static const arch_register_t *gpreg_param_reg_std[] = {
 473         &amd64_gp_regs[REG_RDI],
 474         &amd64_gp_regs[REG_RSI],
 475         &amd64_gp_regs[REG_RDX],
 476         &amd64_gp_regs[REG_RCX],
 477         &amd64_gp_regs[REG_R8],
 478         &amd64_gp_regs[REG_R9],
 479 };
 480
 481 static const arch_register_t *amd64_get_RegParam_reg(int n)
 482 {
 483         assert(n < 6 && n >=0 && "register param > 6 requested");
 484         return gpreg_param_reg_std[n];
 485 }
 486
 487 /**
 488  * Get the ABI restrictions for procedure calls.
 489  * @param self        The this pointer.
 490  * @param method_type The type of the method (procedure) in question.
 491  * @param abi         The abi object to be modified
 492  */
 493 static void amd64_get_call_abi(const void *self, ir_type *method_type,
 494                            be_abi_call_t *abi)
 495 {
 496         ir_type  *tp;
 497         ir_mode  *mode;
 498         int       i, n = get_method_n_params(method_type);
 499         be_abi_call_flags_t call_flags;
 500         int no_reg = 0;
 501
 502         (void) self;
 503
 504         /* set abi flags for calls */
 505         call_flags.bits.left_to_right         = 0;
 506         call_flags.bits.store_args_sequential = 0;
 507         call_flags.bits.try_omit_fp           = 1;
 508         call_flags.bits.fp_free               = 0;
 509         call_flags.bits.call_has_imm          = 1;
 510
 511         /* set stack parameter passing style */
 512         be_abi_call_set_flags(abi, call_flags, &amd64_abi_callbacks);
 513
 514         for (i = 0; i < n; i++) {
 515                 tp   = get_method_param_type(method_type, i);
 516                 mode = get_type_mode(tp);
 517                 //d// printf ("MODE %p %p XX %d\n", mode, mode_Iu, i);
 518
 519                 if (!no_reg && i < 6 && mode_is_data (mode)) {
 520                         //d// printf("TEST%d\n", i);
 521                         be_abi_call_param_reg(abi, i, amd64_get_RegParam_reg (i),
 522                                               ABI_CONTEXT_BOTH);
 523                 /* default: all parameters on stack */
 524                 } else {
 525                         no_reg = 1;
 526                         be_abi_call_param_stack(abi, i, mode, 8, 0, 0, ABI_CONTEXT_BOTH);
 527                 }
 528         }
 529
 530         /* TODO: set correct return register */
 531         /* default: return value is in R0 resp. F0 */
 532         if (get_method_n_ress(method_type) > 0) {
 533                 tp   = get_method_res_type(method_type, 0);
 534                 mode = get_type_mode(tp);
 535
 536                 /* FIXME: No floating point yet */
 537                 /* be_abi_call_res_reg(abi, 0,
 538                         mode_is_float(mode) ? &amd64_fp_regs[REG_F0] : &amd64_gp_regs[REG_R0], ABI_CONTEXT_BOTH) */;
 539
 540                 be_abi_call_res_reg(abi, 0,
 541                         &amd64_gp_regs[REG_RAX], ABI_CONTEXT_BOTH);
 542         }
 543 }
 544
 545 static int amd64_to_appear_in_schedule(void *block_env, const ir_node *irn)
 546 {
 547         (void) block_env;
 548
 549         if(!is_amd64_irn(irn))
 550                 return -1;
 551
 552         return 1;
 553 }
 554
 555 /**
 556  * Initializes the code generator interface.
 557  */
 558 static const arch_code_generator_if_t *amd64_get_code_generator_if(
 559                 void *self)
 560 {
 561         (void) self;
 562         return &amd64_code_gen_if;
 563 }
 564
 565 list_sched_selector_t amd64_sched_selector;
 566
 567 /**
 568  * Returns the reg_pressure scheduler with to_appear_in_schedule() overloaded
 569  */
 570 static const list_sched_selector_t *amd64_get_list_sched_selector(
 571                 const void *self, list_sched_selector_t *selector)
 572 {
 573         (void) self;
 574         (void) selector;
 575
 576         amd64_sched_selector = trivial_selector;
 577         amd64_sched_selector.to_appear_in_schedule = amd64_to_appear_in_schedule;
 578         return &amd64_sched_selector;
 579 }
 580
 581 static const ilp_sched_selector_t *amd64_get_ilp_sched_selector(
 582                 const void *self)
 583 {
 584         (void) self;
 585         return NULL;
 586 }
 587
 588 /**
 589  * Returns the necessary byte alignment for storing a register of given class.
 590  */
 591 static int amd64_get_reg_class_alignment(const arch_register_class_t *cls)
 592 {
 593         ir_mode *mode = arch_register_class_mode(cls);
 594         return get_mode_size_bytes(mode);
 595 }
 596
 597 /**
 598  * Returns the libFirm configuration parameter for this backend.
 599  */
 600 static const backend_params *amd64_get_backend_params(void) {
 601         static backend_params p = {
 602                 0,     /* no dword lowering */
 603                 0,     /* no inline assembly */
 604                 NULL,  /* will be set later */
 605                 NULL,  /* no creator function */
 606                 NULL,  /* context for create_intrinsic_fkt */
 607                 NULL,  /* parameter for if conversion */
 608                 NULL,  /* float arithmetic mode */
 609                 0,     /* no trampoline support: size 0 */
 610                 0,     /* no trampoline support: align 0 */
 611                 NULL,  /* no trampoline support: no trampoline builder */
 612                 8      /* alignment of stack parameter: typically 4 (32bit) or 8 (64bit) */
 613         };
 614         return &p;
 615 }
 616
 617 static const be_execution_unit_t ***amd64_get_allowed_execution_units(
 618                 const ir_node *irn)
 619 {
 620         (void) irn;
 621         /* TODO */
 622         assert(0);
 623         return NULL;
 624 }
 625
 626 static const be_machine_t *amd64_get_machine(const void *self)
 627 {
 628         (void) self;
 629         /* TODO */
 630         assert(0);
 631         return NULL;
 632 }
 633
 634 static ir_graph **amd64_get_backend_irg_list(const void *self,
 635                                                 ir_graph ***irgs)
 636 {
 637         (void) self;
 638         (void) irgs;
 639         return NULL;
 640 }
 641
 642 static asm_constraint_flags_t amd64_parse_asm_constraint(const char **c)
 643 {
 644         (void) c;
 645         return ASM_CONSTRAINT_FLAG_INVALID;
 646 }
 647
 648 static int amd64_is_valid_clobber(const char *clobber)
 649 {
 650         (void) clobber;
 651         return 0;
 652 }
 653
 654 const arch_isa_if_t amd64_isa_if = {
 655         amd64_init,
 656         amd64_done,
 657         NULL,                /* handle intrinsics */
 658         amd64_get_n_reg_class,
 659         amd64_get_reg_class,
 660         amd64_get_reg_class_for_mode,
 661         amd64_get_call_abi,
 662         amd64_get_code_generator_if,
 663         amd64_get_list_sched_selector,
 664         amd64_get_ilp_sched_selector,
 665         amd64_get_reg_class_alignment,
 666     amd64_get_backend_params,
 667         amd64_get_allowed_execution_units,
 668         amd64_get_machine,
 669         amd64_get_backend_irg_list,
 670         NULL,                    /* mark remat */
 671         amd64_parse_asm_constraint,
 672         amd64_is_valid_clobber
 673 };
 674
 675 BE_REGISTER_MODULE_CONSTRUCTOR(be_init_arch_amd64);
 676 void be_init_arch_amd64(void)
 677 {
 678         be_register_isa_if("amd64", &amd64_isa_if);
 679         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.be.amd64.cg");
 680         amd64_init_transform();
 681 }