nsz Git - libfirm/blob - ir/be/bemain.c

   1 /**
   2  * Backend driver.
   3  * @author Sebastian Hack
   4  * @date 25.11.2004
   5  */
   6 #ifdef HAVE_CONFIG_H
   7 #include "config.h"
   8 #endif
   9
  10 #include <stdarg.h>
  11
  12 #ifdef WITH_LIBCORE
  13 #include <libcore/lc_opts.h>
  14 #include <libcore/lc_opts_enum.h>
  15 #endif /* WITH_LIBCORE */
  16
  17 #include "obst.h"
  18 #include "bitset.h"
  19
  20 #include "irprog.h"
  21 #include "irgopt.h"
  22 #include "irgraph.h"
  23 #include "irdump.h"
  24 #include "phiclass.h"
  25 #include "irdom_t.h"
  26 #include "iredges_t.h"
  27 #include "irloop_t.h"
  28 #include "irtools.h"
  29 #include "return.h"
  30
  31 #include "bearch.h"
  32 #include "firm/bearch_firm.h"
  33 #include "ia32/bearch_ia32.h"
  34 #include "arm/bearch_arm.h"
  35 #include "ppc32/bearch_ppc32.h"
  36 #include "mips/bearch_mips.h"
  37
  38 #include "be_t.h"
  39 #include "benumb_t.h"
  40 #include "beutil.h"
  41 #include "benode_t.h"
  42 #include "beirgmod.h"
  43 #include "besched_t.h"
  44 #include "belistsched.h"
  45 #include "belive_t.h"
  46 #include "bespillilp.h"
  47 #include "bespillbelady.h"
  48 #include "bera.h"
  49 #include "beraextern.h"
  50 #include "bechordal_t.h"
  51 #include "beifg.h"
  52 #include "beifg_impl.h"
  53 #include "becopyopt.h"
  54 #include "becopystat.h"
  55 #include "bessadestr.h"
  56 #include "beabi.h"
  57 #include "belower.h"
  58
  59 #define DUMP_INITIAL    (1 << 0)
  60 #define DUMP_ABI        (1 << 1)
  61 #define DUMP_SCHED      (1 << 2)
  62 #define DUMP_PREPARED   (1 << 3)
  63 #define DUMP_RA         (1 << 4)
  64 #define DUMP_FINAL      (1 << 5)
  65
  66 /* options visible for anyone */
  67 static be_options_t be_options = {
  68         /* ilp server */
  69         "i44pc52.info.uni-karlsruhe.de",
  70
  71         /* ilp solver */
  72         "cplex"
  73 };
  74
  75 /* dump flags */
  76 static unsigned dump_flags = 2 * DUMP_FINAL - 1;
  77
  78 /* register allocator to use. */
  79 static const be_ra_t *ra = &be_ra_chordal_allocator;
  80
  81 /* back end instruction set architecture to use */
  82 static const arch_isa_if_t *isa_if = &ia32_isa_if;
  83 #ifdef WITH_LIBCORE
  84
  85 static lc_opt_entry_t *be_grp_root = NULL;
  86
  87 /* possible dumping options */
  88 static const lc_opt_enum_mask_items_t dump_items[] = {
  89         { "none",       0 },
  90         { "initial",    DUMP_INITIAL },
  91         { "abi",        DUMP_ABI    },
  92         { "sched",      DUMP_SCHED  },
  93         { "prepared",   DUMP_PREPARED },
  94         { "regalloc",   DUMP_RA },
  95         { "final",      DUMP_FINAL },
  96         { "all",        2 * DUMP_FINAL - 1 },
  97         { NULL,         0 }
  98 };
  99
 100 /* register allocators */
 101 static const lc_opt_enum_const_ptr_items_t ra_items[] = {
 102         { "chordal", &be_ra_chordal_allocator },
 103         { "external", &be_ra_external_allocator },
 104         { NULL,      NULL }
 105 };
 106
 107 /* instruction set architectures. */
 108 static const lc_opt_enum_const_ptr_items_t isa_items[] = {
 109         { "firm",    &firm_isa },
 110         { "ia32",    &ia32_isa_if },
 111         { "arm",     &arm_isa_if },
 112         { "ppc",     &ppc32_isa_if },
 113         { "mips",    &mips_isa_if },
 114         { NULL,      NULL }
 115 };
 116
 117 static lc_opt_enum_mask_var_t dump_var = {
 118         &dump_flags, dump_items
 119 };
 120
 121 static lc_opt_enum_const_ptr_var_t ra_var = {
 122         (const void **) &ra, ra_items
 123 };
 124
 125 static lc_opt_enum_const_ptr_var_t isa_var = {
 126         (const void **) &isa_if, isa_items
 127 };
 128
 129 static const lc_opt_table_entry_t be_main_options[] = {
 130         LC_OPT_ENT_ENUM_MASK("dump", "dump irg on several occasions", &dump_var),
 131         LC_OPT_ENT_ENUM_PTR("ra", "register allocator", &ra_var),
 132         LC_OPT_ENT_ENUM_PTR("isa", "the instruction set architecture", &isa_var),
 133
 134 #ifdef WITH_ILP
 135         LC_OPT_ENT_STR ("ilp.server", "the ilp server name", be_options.ilp_server, sizeof(be_options.ilp_server)),
 136         LC_OPT_ENT_STR ("ilp.solver", "the ilp solver name", be_options.ilp_solver, sizeof(be_options.ilp_solver)),
 137 #endif /* WITH_ILP */
 138         { NULL }
 139 };
 140
 141 #endif /* WITH_LIBCORE */
 142
 143 void be_opt_register(void)
 144 {
 145 #ifdef WITH_LIBCORE
 146         int i;
 147         lc_opt_entry_t *be_grp_ra;
 148         static int run_once = 0;
 149
 150         if (! run_once) {
 151                 run_once    = 1;
 152                 be_grp_root = lc_opt_get_grp(firm_opt_get_root(), "be");
 153                 be_grp_ra   = lc_opt_get_grp(be_grp_root, "ra");
 154
 155                 lc_opt_add_table(be_grp_root, be_main_options);
 156
 157                 /* register allocator options */
 158                 for(i = 0; ra_items[i].name != NULL; ++i) {
 159                         const be_ra_t *ra = ra_items[i].value;
 160                         ra->register_options(be_grp_ra);
 161                 }
 162
 163                 /* register isa options */
 164                 for(i = 0; isa_items[i].name != NULL; ++i) {
 165                         const arch_isa_if_t *isa = isa_items[i].value;
 166                         isa->register_options(be_grp_root);
 167                 }
 168         }
 169 #endif /* WITH_LIBCORE */
 170 }
 171
 172 /* Parse one argument. */
 173 int be_parse_arg(const char *arg) {
 174 #ifdef WITH_LIBCORE
 175         return lc_opt_from_single_arg(be_grp_root, NULL, arg, NULL);
 176 #endif /* WITH_LIBCORE */
 177 }
 178
 179
 180 void be_init(void)
 181 {
 182         be_opt_register();
 183
 184         be_sched_init();
 185         be_liveness_init();
 186         be_numbering_init();
 187         be_copy_opt_init();
 188         copystat_init();
 189         phi_class_init();
 190 }
 191
 192 static be_main_env_t *be_init_env(be_main_env_t *env)
 193 {
 194         memset(env, 0, sizeof(*env));
 195         obstack_init(&env->obst);
 196         env->arch_env = obstack_alloc(&env->obst, sizeof(env->arch_env[0]));
 197         env->options  = &be_options;
 198         FIRM_DBG_REGISTER(env->dbg, "be.main");
 199
 200         arch_env_init(env->arch_env, isa_if);
 201
 202         /* Register the irn handler of the architecture */
 203         if (arch_isa_get_irn_handler(env->arch_env->isa))
 204                 arch_env_push_irn_handler(env->arch_env, arch_isa_get_irn_handler(env->arch_env->isa));
 205
 206         /*
 207          * Register the node handler of the back end infrastructure.
 208          * This irn handler takes care of the platform independent
 209          * spill, reload and perm nodes.
 210          */
 211         arch_env_push_irn_handler(env->arch_env, &be_node_irn_handler);
 212         env->phi_handler = be_phi_handler_new(env->arch_env);
 213         arch_env_push_irn_handler(env->arch_env, env->phi_handler);
 214
 215         return env;
 216 }
 217
 218 static void be_done_env(be_main_env_t *env)
 219 {
 220         env->arch_env->isa->impl->done(env->arch_env->isa);
 221         be_phi_handler_free(env->phi_handler);
 222         obstack_free(&env->obst, NULL);
 223 }
 224
 225 static void dump(int mask, ir_graph *irg, const char *suffix,
 226                  void (*dumper)(ir_graph *, const char *))
 227 {
 228         if(dump_flags & mask)
 229                 be_dump(irg, suffix, dumper);
 230 }
 231
 232 /**
 233  * Prepare a backend graph for code generation.
 234  */
 235 static void prepare_graph(be_irg_t *birg)
 236 {
 237         ir_graph *irg = birg->irg;
 238
 239         /* Normalize proj nodes. */
 240         normalize_proj_nodes(irg);
 241
 242         /* Make just one return node. */
 243         normalize_one_return(irg);
 244
 245         /* Remove critical edges */
 246         remove_critical_cf_edges(irg);
 247
 248         /* Compute the dominance information. */
 249         free_dom(irg);
 250         compute_doms(irg);
 251
 252         /* Ensure, that the ir_edges are computed. */
 253         edges_activate(irg);
 254
 255         /* check, if the dominance property is fulfilled. */
 256         be_check_dominance(irg);
 257
 258         /* reset the phi handler. */
 259         be_phi_handler_reset(birg->main_env->phi_handler);
 260 }
 261
 262 /**
 263  * The Firm backend main loop.
 264  * Do architecture specific lowering for all graphs
 265  * and call the architecture specific code generator.
 266  */
 267 static void be_main_loop(FILE *file_handle)
 268 {
 269         int i, n;
 270         arch_isa_t *isa;
 271         be_main_env_t env;
 272
 273         be_init_env(&env);
 274
 275         isa = arch_env_get_isa(env.arch_env);
 276
 277         /* For all graphs */
 278         for (i = 0, n = get_irp_n_irgs(); i < n; ++i) {
 279                 ir_graph *irg = get_irp_irg(i);
 280                 const arch_code_generator_if_t *cg_if;
 281                 be_irg_t birg;
 282
 283                 birg.irg      = irg;
 284                 birg.main_env = &env;
 285
 286                 DBG((env.dbg, LEVEL_2, "====> IRG: %F\n", irg));
 287                 dump(DUMP_INITIAL, irg, "-begin", dump_ir_block_graph);
 288
 289                 /* set the current graph (this is important for several firm functions) */
 290                 current_ir_graph = birg.irg;
 291
 292                 /* Get the code generator interface. */
 293                 cg_if = isa->impl->get_code_generator_if(isa);
 294
 295                 /* get a code generator for this graph. */
 296                 birg.cg = cg_if->init(file_handle, &birg);
 297
 298                 /* create the code generator and generate code. */
 299                 prepare_graph(&birg);
 300
 301                 /* some transformations need to be done before abi introduce */
 302                 arch_code_generator_before_abi(birg.cg);
 303
 304                 /* implement the ABI conventions. */
 305                 birg.abi = be_abi_introduce(&birg);
 306                 dump(DUMP_ABI, irg, "-abi", dump_ir_block_graph);
 307
 308                 /* generate code */
 309                 arch_code_generator_prepare_graph(birg.cg);
 310
 311                 /*
 312                  * Since the code generator made a lot of new nodes and skipped
 313                  * a lot of old ones, we should do dead node elimination here.
 314                  * Note that this requires disabling the edges here.
 315                  */
 316                 edges_deactivate(irg);
 317                 //dead_node_elimination(irg);
 318                 edges_activate(irg);
 319
 320                 /* Compute loop nesting information (for weighting copies) */
 321                 construct_cf_backedges(irg);
 322
 323                 dump(DUMP_PREPARED, irg, "-prepared", dump_ir_block_graph);
 324
 325                 /* add Keeps for should_be_different constrained nodes */
 326                 assure_constraints(&birg);
 327                 dump(DUMP_PREPARED, irg, "-assured", dump_ir_block_graph);
 328
 329                 /* Schedule the graphs. */
 330                 arch_code_generator_before_sched(birg.cg);
 331                 list_sched(env.arch_env, irg);
 332
 333                 /* connect all stack modifying nodes together (see beabi.c) */
 334                 be_abi_fix_stack_nodes(birg.abi);
 335                 dump(DUMP_SCHED, irg, "-sched", dump_ir_block_graph_sched);
 336
 337                 /* Verify the schedule */
 338                 sched_verify_irg(irg);
 339
 340                 /* Do register allocation */
 341                 arch_code_generator_before_ra(birg.cg);
 342                 ra->allocate(&birg);
 343                 dump(DUMP_RA, irg, "-ra", dump_ir_block_graph_sched);
 344
 345                 arch_code_generator_after_ra(birg.cg);
 346                 be_abi_fix_stack_bias(birg.abi);
 347
 348                 arch_code_generator_done(birg.cg);
 349                 dump(DUMP_FINAL, irg, "-end", dump_ir_block_graph_sched);
 350                 be_abi_free(birg.abi);
 351
 352                 free_ir_graph(irg);
 353         }
 354
 355         be_done_env(&env);
 356 }
 357
 358 /* Main interface to the frontend. */
 359 void be_main(FILE *file_handle)
 360 {
 361         /* never build code for pseudo irgs */
 362         set_visit_pseudo_irgs(0);
 363
 364         be_node_init();
 365         be_main_loop(file_handle);
 366 }
 367
 368 /** The debug info retriever function. */
 369 static retrieve_dbg_func retrieve_dbg = NULL;
 370
 371 /* Sets a debug info retriever. */
 372 void be_set_debug_retrieve(retrieve_dbg_func func) {
 373         retrieve_dbg = func;
 374 }
 375
 376 /* Retrieve the debug info. */
 377 const char *be_retrieve_dbg_info(const dbg_info *dbg, unsigned *line) {
 378         if (retrieve_dbg)
 379                 return retrieve_dbg(dbg, line);
 380         *line = 0;
 381         return NULL;
 382 }