nsz Git - libfirm/blob - ir/be/ia32/bearch_ia32.c

   1 #ifdef HAVE_CONFIG_H
   2 #include "config.h"
   3 #endif
   4
   5 #ifdef _WIN32
   6 #include <malloc.h>
   7 #else
   8 #include <alloca.h>
   9 #endif
  10
  11 #include "pseudo_irg.h"
  12 #include "irgwalk.h"
  13 #include "irprog.h"
  14 #include "irprintf.h"
  15 #include "iredges_t.h"
  16 #include "ircons.h"
  17 #include "irgmod.h"
  18
  19 #include "bitset.h"
  20 #include "debug.h"
  21
  22 #include "../beabi.h"                 /* the general register allocator interface */
  23 #include "../benode_t.h"
  24 #include "../belower.h"
  25 #include "../besched_t.h"
  26 #include "../be.h"
  27 #include "bearch_ia32_t.h"
  28
  29 #include "ia32_new_nodes.h"           /* ia32 nodes interface */
  30 #include "gen_ia32_regalloc_if.h"     /* the generated interface (register type and class defenitions) */
  31 #include "ia32_gen_decls.h"           /* interface declaration emitter */
  32 #include "ia32_transform.h"
  33 #include "ia32_emitter.h"
  34 #include "ia32_map_regs.h"
  35 #include "ia32_optimize.h"
  36
  37 #define DEBUG_MODULE "firm.be.ia32.isa"
  38
  39 /* TODO: ugly */
  40 static set *cur_reg_set = NULL;
  41
  42 #undef is_Start
  43 #define is_Start(irn) (get_irn_opcode(irn) == iro_Start)
  44
  45 ir_node *ia32_new_NoReg_gp(ia32_code_gen_t *cg) {
  46         return be_abi_get_callee_save_irn(cg->birg->abi, &ia32_gp_regs[REG_XXX]);
  47 }
  48
  49 ir_node *ia32_new_NoReg_fp(ia32_code_gen_t *cg) {
  50         return be_abi_get_callee_save_irn(cg->birg->abi, &ia32_fp_regs[REG_XXXX]);
  51 }
  52
  53 /**************************************************
  54  *                         _ _              _  __
  55  *                        | | |            (_)/ _|
  56  *  _ __ ___  __ _    __ _| | | ___   ___   _| |_
  57  * | '__/ _ \/ _` |  / _` | | |/ _ \ / __| | |  _|
  58  * | | |  __/ (_| | | (_| | | | (_) | (__  | | |
  59  * |_|  \___|\__, |  \__,_|_|_|\___/ \___| |_|_|
  60  *            __/ |
  61  *           |___/
  62  **************************************************/
  63
  64 static ir_node *my_skip_proj(const ir_node *n) {
  65         while (is_Proj(n))
  66                 n = get_Proj_pred(n);
  67         return (ir_node *)n;
  68 }
  69
  70 /**
  71  * Return register requirements for an ia32 node.
  72  * If the node returns a tuple (mode_T) then the proj's
  73  * will be asked for this information.
  74  */
  75 static const arch_register_req_t *ia32_get_irn_reg_req(const void *self, arch_register_req_t *req, const ir_node *irn, int pos) {
  76         const ia32_register_req_t *irn_req;
  77         long                       node_pos = pos == -1 ? 0 : pos;
  78         ir_mode                   *mode     = get_irn_mode(irn);
  79         firm_dbg_module_t         *mod      = firm_dbg_register(DEBUG_MODULE);
  80         const ia32_irn_ops_t      *ops      = self;
  81
  82         if (mode == mode_T || mode == mode_M) {
  83                 DBG((mod, LEVEL_1, "ignoring mode_T, mode_M node %+F\n", irn));
  84                 return NULL;
  85         }
  86
  87         DBG((mod, LEVEL_1, "get requirements at pos %d for %+F ... ", pos, irn));
  88
  89
  90         if (is_Proj(irn)) {
  91                 if (pos == -1) {
  92                         node_pos = ia32_translate_proj_pos(irn);
  93                 }
  94                 else {
  95                         node_pos = pos;
  96                 }
  97
  98                 irn = my_skip_proj(irn);
  99
 100                 DB((mod, LEVEL_1, "skipping Proj, going to %+F at pos %d ... ", irn, node_pos));
 101         }
 102
 103         if (is_ia32_irn(irn)) {
 104                 if (pos >= 0) {
 105                         irn_req = get_ia32_in_req(irn, pos);
 106                 }
 107                 else {
 108                         irn_req = get_ia32_out_req(irn, node_pos);
 109                 }
 110
 111                 DB((mod, LEVEL_1, "returning reqs for %+F at pos %d\n", irn, pos));
 112
 113                 memcpy(req, &(irn_req->req), sizeof(*req));
 114
 115                 if (arch_register_req_is(&(irn_req->req), should_be_same)) {
 116                         assert(irn_req->same_pos >= 0 && "should be same constraint for in -> out NYI");
 117                         req->other_same = get_irn_n(irn, irn_req->same_pos);
 118                 }
 119
 120                 if (arch_register_req_is(&(irn_req->req), should_be_different)) {
 121                         assert(irn_req->different_pos >= 0 && "should be different constraint for in -> out NYI");
 122                         req->other_different = get_irn_n(irn, irn_req->different_pos);
 123                 }
 124         }
 125         else {
 126                 /* treat Phi like Const with default requirements */
 127                 if (is_Phi(irn)) {
 128                         DB((mod, LEVEL_1, "returning standard reqs for %+F\n", irn));
 129                         if (mode_is_float(mode))
 130                                 memcpy(req, &(ia32_default_req_ia32_fp.req), sizeof(*req));
 131                         else if (mode_is_int(mode) || mode_is_reference(mode))
 132                                 memcpy(req, &(ia32_default_req_ia32_gp.req), sizeof(*req));
 133                         else if (mode == mode_T || mode == mode_M) {
 134                                 DBG((mod, LEVEL_1, "ignoring Phi node %+F\n", irn));
 135                                 return NULL;
 136                         }
 137                         else
 138                                 assert(0 && "unsupported Phi-Mode");
 139                 }
 140                 else {
 141                         DB((mod, LEVEL_1, "returning NULL for %+F (not ia32)\n", irn));
 142                         req = NULL;
 143                 }
 144         }
 145
 146         return req;
 147 }
 148
 149 static void ia32_set_irn_reg(const void *self, ir_node *irn, const arch_register_t *reg) {
 150         int pos = 0;
 151
 152         if (is_Proj(irn)) {
 153                 pos = ia32_translate_proj_pos(irn);
 154                 irn = my_skip_proj(irn);
 155         }
 156
 157         if (is_ia32_irn(irn)) {
 158                 const arch_register_t **slots;
 159
 160                 slots      = get_ia32_slots(irn);
 161                 slots[pos] = reg;
 162         }
 163         else {
 164                 ia32_set_firm_reg(irn, reg, cur_reg_set);
 165         }
 166 }
 167
 168 static const arch_register_t *ia32_get_irn_reg(const void *self, const ir_node *irn) {
 169         int pos = 0;
 170         const arch_register_t *reg = NULL;
 171
 172         if (is_Proj(irn)) {
 173                 pos = ia32_translate_proj_pos(irn);
 174                 irn = my_skip_proj(irn);
 175         }
 176
 177         if (is_ia32_irn(irn)) {
 178                 const arch_register_t **slots;
 179                 slots = get_ia32_slots(irn);
 180                 reg   = slots[pos];
 181         }
 182         else {
 183                 reg = ia32_get_firm_reg(irn, cur_reg_set);
 184         }
 185
 186         return reg;
 187 }
 188
 189 static arch_irn_class_t ia32_classify(const void *self, const ir_node *irn) {
 190         irn = my_skip_proj(irn);
 191         if (is_cfop(irn))
 192                 return arch_irn_class_branch;
 193         else if (is_ia32_irn(irn))
 194                 return arch_irn_class_normal;
 195         else
 196                 return 0;
 197 }
 198
 199 static arch_irn_flags_t ia32_get_flags(const void *self, const ir_node *irn) {
 200         irn = my_skip_proj(irn);
 201         if (is_ia32_irn(irn))
 202                 return get_ia32_flags(irn);
 203         else {
 204                 return 0;
 205         }
 206 }
 207
 208 static entity *ia32_get_frame_entity(const void *self, const ir_node *irn)
 209 {
 210         /* TODO: Implement */
 211         return NULL;
 212 }
 213
 214 static void ia32_set_stack_bias(const void *self, ir_node *irn, int bias) {
 215         if (is_ia32_use_frame(irn)) {
 216                 /* TODO: correct offset */
 217         }
 218 }
 219
 220 /* fill register allocator interface */
 221
 222 static const arch_irn_ops_if_t ia32_irn_ops_if = {
 223         ia32_get_irn_reg_req,
 224         ia32_set_irn_reg,
 225         ia32_get_irn_reg,
 226         ia32_classify,
 227         ia32_get_flags,
 228         ia32_get_frame_entity,
 229         ia32_set_stack_bias
 230 };
 231
 232 ia32_irn_ops_t ia32_irn_ops = {
 233         &ia32_irn_ops_if,
 234         NULL
 235 };
 236
 237
 238
 239 /**************************************************
 240  *                _                         _  __
 241  *               | |                       (_)/ _|
 242  *   ___ ___   __| | ___  __ _  ___ _ __    _| |_
 243  *  / __/ _ \ / _` |/ _ \/ _` |/ _ \ '_ \  | |  _|
 244  * | (_| (_) | (_| |  __/ (_| |  __/ | | | | | |
 245  *  \___\___/ \__,_|\___|\__, |\___|_| |_| |_|_|
 246  *                        __/ |
 247  *                       |___/
 248  **************************************************/
 249
 250 /**
 251  * Transforms the standard firm graph into
 252  * an ia32 firm graph
 253  */
 254 static void ia32_prepare_graph(void *self) {
 255         ia32_code_gen_t *cg = self;
 256
 257         irg_walk_blkwise_graph(cg->irg, ia32_place_consts, ia32_transform_node, cg);
 258         dump_ir_block_graph_sched(cg->irg, "-transformed");
 259         edges_deactivate(cg->irg);
 260         edges_activate(cg->irg);
 261         irg_walk_blkwise_graph(cg->irg, NULL, ia32_optimize_am, cg);
 262         dump_ir_block_graph_sched(cg->irg, "-am");
 263 }
 264
 265
 266
 267 /**
 268  * Stack reservation and StackParam lowering.
 269  */
 270 static void ia32_finish_irg(ir_graph *irg, ia32_code_gen_t *cg) {
 271
 272 }
 273
 274
 275
 276 /**
 277  * Dummy functions for hooks we don't need but which must be filled.
 278  */
 279 static void ia32_before_sched(void *self) {
 280 }
 281
 282 static void ia32_before_ra(void *self) {
 283 }
 284
 285
 286
 287 /**
 288  * Emits the code, closes the output file and frees
 289  * the code generator interface.
 290  */
 291 static void ia32_codegen(void *self) {
 292         ia32_code_gen_t *cg = self;
 293         ir_graph        *irg = cg->irg;
 294         FILE            *out = cg->out;
 295
 296   ia32_register_emitters();
 297
 298         if (cg->emit_decls) {
 299                 ia32_gen_decls(cg->out);
 300                 cg->emit_decls = 0;
 301         }
 302
 303         ia32_finish_irg(irg, cg);
 304         //dump_ir_block_graph_sched(irg, "-finished");
 305         ia32_gen_routine(out, irg, cg);
 306
 307         cur_reg_set = NULL;
 308
 309         pmap_destroy(cg->tv_ent);
 310         pmap_destroy(cg->types);
 311
 312         /* de-allocate code generator */
 313         del_set(cg->reg_set);
 314         free(self);
 315 }
 316
 317 static void *ia32_cg_init(FILE *F, const be_irg_t *birg);
 318
 319 static const arch_code_generator_if_t ia32_code_gen_if = {
 320         ia32_cg_init,
 321         ia32_prepare_graph,
 322         ia32_before_sched,   /* before scheduling hook */
 323         ia32_before_ra,      /* before register allocation hook */
 324         ia32_codegen         /* emit && done */
 325 };
 326
 327 /**
 328  * Initializes the code generator.
 329  */
 330 static void *ia32_cg_init(FILE *F, const be_irg_t *birg) {
 331         ia32_isa_t      *isa = (ia32_isa_t *)birg->main_env->arch_env->isa;
 332         ia32_code_gen_t *cg  = xcalloc(1, sizeof(*cg));
 333
 334         cg->impl     = &ia32_code_gen_if;
 335         cg->irg      = birg->irg;
 336         cg->reg_set  = new_set(ia32_cmp_irn_reg_assoc, 1024);
 337         cg->mod      = firm_dbg_register("firm.be.ia32.cg");
 338         cg->out      = F;
 339         cg->arch_env = birg->main_env->arch_env;
 340         cg->types    = pmap_create();
 341         cg->tv_ent   = pmap_create();
 342         cg->birg     = birg;
 343
 344         isa->num_codegens++;
 345
 346         if (isa->num_codegens > 1)
 347                 cg->emit_decls = 0;
 348         else
 349                 cg->emit_decls = 1;
 350
 351         cur_reg_set = cg->reg_set;
 352
 353         ia32_irn_ops.cg = cg;
 354
 355         return (arch_code_generator_t *)cg;
 356 }
 357
 358
 359
 360 /*****************************************************************
 361  *  ____             _                  _   _____  _____
 362  * |  _ \           | |                | | |_   _|/ ____|  /\
 363  * | |_) | __ _  ___| | _____ _ __   __| |   | | | (___   /  \
 364  * |  _ < / _` |/ __| |/ / _ \ '_ \ / _` |   | |  \___ \ / /\ \
 365  * | |_) | (_| | (__|   <  __/ | | | (_| |  _| |_ ____) / ____ \
 366  * |____/ \__,_|\___|_|\_\___|_| |_|\__,_| |_____|_____/_/    \_\
 367  *
 368  *****************************************************************/
 369
 370 static ia32_isa_t ia32_isa_template = {
 371         &ia32_isa_if,
 372         &ia32_gp_regs[REG_ESP],
 373         &ia32_gp_regs[REG_EBP],
 374         -1,
 375         0
 376 };
 377
 378 /**
 379  * Initializes the backend ISA.
 380  */
 381 static void *ia32_init(void) {
 382         static int inited = 0;
 383         ia32_isa_t *isa;
 384
 385         if(inited)
 386                 return NULL;
 387
 388         isa = xcalloc(1, sizeof(*isa));
 389         memcpy(isa, &ia32_isa_template, sizeof(*isa));
 390
 391         ia32_register_init(isa);
 392         ia32_create_opcodes();
 393
 394         inited = 1;
 395
 396         return isa;
 397 }
 398
 399
 400
 401 /**
 402  * Closes the output file and frees the ISA structure.
 403  */
 404 static void ia32_done(void *self) {
 405         free(self);
 406 }
 407
 408
 409
 410 static int ia32_get_n_reg_class(const void *self) {
 411         return N_CLASSES;
 412 }
 413
 414 static const arch_register_class_t *ia32_get_reg_class(const void *self, int i) {
 415         assert(i >= 0 && i < N_CLASSES && "Invalid ia32 register class requested.");
 416         return &ia32_reg_classes[i];
 417 }
 418
 419 /**
 420  * Get the register class which shall be used to store a value of a given mode.
 421  * @param self The this pointer.
 422  * @param mode The mode in question.
 423  * @return A register class which can hold values of the given mode.
 424  */
 425 const arch_register_class_t *ia32_get_reg_class_for_mode(const void *self, const ir_mode *mode) {
 426         if (mode_is_float(mode))
 427                 return &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_fp];
 428         else
 429                 return &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_gp];
 430 }
 431
 432 /**
 433  * Produces the type which sits between the stack args and the locals on the stack.
 434  * it will contain the return address and space to store the old base pointer.
 435  * @return The Firm type modelling the ABI between type.
 436  */
 437 static ir_type *get_between_type(void)
 438 {
 439         static ir_type *between_type = NULL;
 440         static entity *old_bp_ent    = NULL;
 441
 442         if(!between_type) {
 443                 entity *ret_addr_ent;
 444                 ir_type *ret_addr_type = new_type_primitive(new_id_from_str("return_addr"), mode_P);
 445                 ir_type *old_bp_type   = new_type_primitive(new_id_from_str("bp"), mode_P);
 446
 447                 between_type           = new_type_class(new_id_from_str("ia32_between_type"));
 448                 old_bp_ent             = new_entity(between_type, new_id_from_str("old_bp"), old_bp_type);
 449                 ret_addr_ent           = new_entity(between_type, new_id_from_str("ret_addr"), ret_addr_type);
 450
 451                 set_entity_offset_bytes(old_bp_ent, 0);
 452                 set_entity_offset_bytes(ret_addr_ent, get_type_size_bytes(old_bp_type));
 453                 set_type_size_bytes(between_type, get_type_size_bytes(old_bp_type) + get_type_size_bytes(ret_addr_type));
 454         }
 455
 456         return between_type;
 457 }
 458
 459 /**
 460  * Get the ABI restrictions for procedure calls.
 461  * @param self        The this pointer.
 462  * @param method_type The type of the method (procedure) in question.
 463  * @param abi         The abi object to be modified
 464  */
 465 void ia32_get_call_abi(const void *self, ir_type *method_type, be_abi_call_t *abi) {
 466         ir_type  *between_type;
 467         ir_type  *tp;
 468         ir_mode  *mode;
 469         unsigned  cc        = get_method_calling_convention(method_type);
 470         int       n         = get_method_n_params(method_type);
 471         int       biggest_n = -1;
 472         int       stack_idx = 0;
 473         int       i, ignore;
 474         ir_mode **modes;
 475         const arch_register_t *reg;
 476         be_abi_call_flags_t call_flags = { 0, 0, 1, 0, 1 };
 477
 478         /* get the between type and the frame pointer save entity */
 479         between_type = get_between_type();
 480
 481         /* set stack parameter passing style */
 482         be_abi_call_set_flags(abi, call_flags, between_type);
 483
 484         /* collect the mode for each type */
 485         modes = alloca(n * sizeof(modes[0]));
 486
 487         for (i = 0; i < n; i++) {
 488                 tp       = get_method_param_type(method_type, i);
 489                 modes[i] = get_type_mode(tp);
 490         }
 491
 492         /* set register parameters  */
 493         if (cc & cc_reg_param) {
 494                 /* determine the number of parameters passed via registers */
 495                 biggest_n = ia32_get_n_regparam_class(n, modes, &ignore, &ignore);
 496
 497                 /* loop over all parameters and set the register requirements */
 498                 for (i = 0; i <= biggest_n; i++) {
 499                         reg = ia32_get_RegParam_reg(n, modes, i, cc);
 500                         assert(reg && "kaputt");
 501                         be_abi_call_param_reg(abi, i, reg);
 502                 }
 503
 504                 stack_idx = i;
 505         }
 506
 507
 508         /* set stack parameters */
 509         for (i = stack_idx; i < n; i++) {
 510                 be_abi_call_param_stack(abi, i);
 511         }
 512
 513
 514         /* set return registers */
 515         n = get_method_n_ress(method_type);
 516
 517         assert(n <= 2 && "more than two results not supported");
 518
 519         /* In case of 64bit returns, we will have two 32bit values */
 520         if (n == 2) {
 521                 tp   = get_method_res_type(method_type, 0);
 522                 mode = get_type_mode(tp);
 523
 524                 assert(!mode_is_float(mode) && "two FP results not supported");
 525
 526                 tp   = get_method_res_type(method_type, 1);
 527                 mode = get_type_mode(tp);
 528
 529                 assert(!mode_is_float(mode) && "two FP results not supported");
 530
 531                 be_abi_call_res_reg(abi, 0, &ia32_gp_regs[REG_EAX]);
 532                 be_abi_call_res_reg(abi, 1, &ia32_gp_regs[REG_EDX]);
 533         }
 534         else if (n == 1) {
 535                 tp   = get_method_res_type(method_type, 0);
 536                 assert(is_atomic_type(tp));
 537                 mode = get_type_mode(tp);
 538
 539                 be_abi_call_res_reg(abi, 0, mode_is_float(mode) ? &ia32_fp_regs[REG_XMM0] : &ia32_gp_regs[REG_EAX]);
 540         }
 541 }
 542
 543
 544 static const void *ia32_get_irn_ops(const arch_irn_handler_t *self, const ir_node *irn) {
 545         return &ia32_irn_ops;
 546 }
 547
 548 const arch_irn_handler_t ia32_irn_handler = {
 549         ia32_get_irn_ops
 550 };
 551
 552 const arch_irn_handler_t *ia32_get_irn_handler(const void *self) {
 553         return &ia32_irn_handler;
 554 }
 555
 556 int ia32_to_appear_in_schedule(void *block_env, const ir_node *irn) {
 557         return is_ia32_irn(irn);
 558 }
 559
 560 /**
 561  * Initializes the code generator interface.
 562  */
 563 static const arch_code_generator_if_t *ia32_get_code_generator_if(void *self) {
 564         return &ia32_code_gen_if;
 565 }
 566
 567 list_sched_selector_t ia32_sched_selector;
 568
 569 /**
 570  * Returns the reg_pressure scheduler with to_appear_in_schedule() overloaded
 571  */
 572 static const list_sched_selector_t *ia32_get_list_sched_selector(const void *self) {
 573         memcpy(&ia32_sched_selector, trivial_selector, sizeof(list_sched_selector_t));
 574         ia32_sched_selector.to_appear_in_schedule = ia32_to_appear_in_schedule;
 575         return &ia32_sched_selector;
 576 }
 577
 578 #ifdef WITH_LIBCORE
 579 static void ia32_register_options(lc_opt_entry_t *ent)
 580 {
 581 }
 582 #endif /* WITH_LIBCORE */
 583
 584 const arch_isa_if_t ia32_isa_if = {
 585 #ifdef WITH_LIBCORE
 586         ia32_register_options,
 587 #endif
 588         ia32_init,
 589         ia32_done,
 590         ia32_get_n_reg_class,
 591         ia32_get_reg_class,
 592         ia32_get_reg_class_for_mode,
 593         ia32_get_call_abi,
 594         ia32_get_irn_handler,
 595         ia32_get_code_generator_if,
 596         ia32_get_list_sched_selector
 597 };