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_Call(irn))
 194                 return arch_irn_class_call;
 195         else if (is_ia32_irn(irn))
 196                 return arch_irn_class_normal;
 197         else
 198                 return 0;
 199 }
 200
 201 static arch_irn_flags_t ia32_get_flags(const void *self, const ir_node *irn) {
 202         irn = my_skip_proj(irn);
 203         if (is_ia32_irn(irn))
 204                 return get_ia32_flags(irn);
 205         else {
 206                 return 0;
 207         }
 208 }
 209
 210 static void ia32_set_stack_bias(const void *self, ir_node *irn, int bias) {
 211         if (get_ia32_use_frame(irn)) {
 212                 /* TODO: correct offset */
 213         }
 214 }
 215
 216 /* fill register allocator interface */
 217
 218 static const arch_irn_ops_if_t ia32_irn_ops_if = {
 219         ia32_get_irn_reg_req,
 220         ia32_set_irn_reg,
 221         ia32_get_irn_reg,
 222         ia32_classify,
 223         ia32_get_flags,
 224         ia32_set_stack_bias
 225 };
 226
 227 ia32_irn_ops_t ia32_irn_ops = {
 228         &ia32_irn_ops_if,
 229         NULL
 230 };
 231
 232
 233
 234 /**************************************************
 235  *                _                         _  __
 236  *               | |                       (_)/ _|
 237  *   ___ ___   __| | ___  __ _  ___ _ __    _| |_
 238  *  / __/ _ \ / _` |/ _ \/ _` |/ _ \ '_ \  | |  _|
 239  * | (_| (_) | (_| |  __/ (_| |  __/ | | | | | |
 240  *  \___\___/ \__,_|\___|\__, |\___|_| |_| |_|_|
 241  *                        __/ |
 242  *                       |___/
 243  **************************************************/
 244
 245 /**
 246  * Transforms the standard firm graph into
 247  * an ia32 firm graph
 248  */
 249 static void ia32_prepare_graph(void *self) {
 250         ia32_code_gen_t *cg = self;
 251
 252         irg_walk_blkwise_graph(cg->irg, ia32_place_consts, ia32_transform_node, cg);
 253         dump_ir_block_graph_sched(cg->irg, "-transformed");
 254         edges_deactivate(cg->irg);
 255         edges_activate(cg->irg);
 256         irg_walk_blkwise_graph(cg->irg, NULL, ia32_optimize_am, cg);
 257         dump_ir_block_graph_sched(cg->irg, "-am");
 258 }
 259
 260
 261
 262 /**
 263  * Stack reservation and StackParam lowering.
 264  */
 265 static void ia32_finish_irg(ir_graph *irg, ia32_code_gen_t *cg) {
 266
 267 }
 268
 269
 270
 271 /**
 272  * Dummy functions for hooks we don't need but which must be filled.
 273  */
 274 static void ia32_before_sched(void *self) {
 275 }
 276
 277 static void ia32_before_ra(void *self) {
 278 }
 279
 280
 281 /**
 282  * Creates a Store for a Spill
 283  */
 284 static ir_node *ia32_lower_spill(void *self, ir_node *spill) {
 285         ia32_code_gen_t *cg    = self;
 286         ir_graph        *irg   = cg->irg;
 287         dbg_info        *dbg   = get_irn_dbg_info(spill);
 288         ir_node         *block = get_nodes_block(spill);
 289         ir_node         *ptr   = get_irg_frame(irg);
 290         ir_node         *val   = be_get_Spill_context(spill);
 291         ir_node         *mem   = new_rd_NoMem(irg);
 292         ir_mode         *mode  = get_irn_mode(spill);
 293         entity          *ent   = be_get_spill_entity(spill);
 294         unsigned         offs  = get_entity_offset_bytes(ent);
 295         ir_node         *noreg, *res;
 296         char             buf[64];
 297
 298         DB((cg->mod, LEVEL_1, "lower_spill: got offset %d for %+F\n", offs, ent));
 299
 300         if (mode_is_float(mode)) {
 301                 noreg = ia32_new_NoReg_fp(cg);
 302                 res   = new_rd_ia32_fStore(dbg, irg, block, ptr, noreg, val, mem, mode);
 303         }
 304         else {
 305                 noreg = ia32_new_NoReg_gp(cg);
 306                 res   = new_rd_ia32_Store(dbg, irg, block, ptr, noreg, val, mem, mode);
 307         }
 308
 309         snprintf(buf, sizeof(buf), "%d", offs);
 310         add_ia32_am_offs(res, buf);
 311
 312         return res;
 313 }
 314
 315 /**
 316  * Create a Load for a Spill
 317  */
 318 static ir_node *ia32_lower_reload(void *self, ir_node *reload) {
 319         ia32_code_gen_t *cg    = self;
 320         ir_graph        *irg   = cg->irg;
 321         dbg_info        *dbg   = get_irn_dbg_info(reload);
 322         ir_node         *block = get_nodes_block(reload);
 323         ir_node         *ptr   = get_irg_frame(irg);
 324         ir_mode         *mode  = get_irn_mode(reload);
 325         ir_node         *pred  = get_irn_n(reload, 0);
 326         char             buf[64];
 327         char            *ofs;
 328         ir_node         *noreg, *res;
 329
 330         /* Get the offset to Load from. It can either be a Spill or a Store. */
 331         if (be_is_Spill(pred)) {
 332                 entity   *ent  = be_get_spill_entity(pred);
 333                 unsigned  offs = get_entity_offset_bytes(ent);
 334                 DB((cg->mod, LEVEL_1, "lower_reload: got offset %d for %+F\n", offs, ent));
 335
 336                 snprintf(buf, sizeof(buf), "%d", offs);
 337         }
 338         else if (is_ia32_Store(pred) || is_ia32_fStore(pred)) {
 339                 ofs = get_ia32_am_offs(pred);
 340                 strncpy(buf, ofs, sizeof(buf));
 341                 free(ofs);
 342         }
 343         else {
 344                 assert(0 && "unsupported Reload predecessor");
 345         }
 346
 347         /* Create the Load */
 348         if (mode_is_float(mode)) {
 349                 noreg = ia32_new_NoReg_fp(cg);
 350                 res   = new_rd_ia32_fLoad(dbg, irg, block, ptr, noreg, pred, mode_T);
 351         }
 352         else {
 353                 noreg = ia32_new_NoReg_gp(cg);
 354                 res   = new_rd_ia32_Load(dbg, irg, block, ptr, noreg, pred, mode_T);
 355         }
 356
 357         /* Set offset */
 358         add_ia32_am_offs(res, buf);
 359
 360         /* Return the result Proj */
 361         return new_rd_Proj(dbg, irg, block, res, mode, 0);
 362 }
 363
 364 /**
 365  * Emits the code, closes the output file and frees
 366  * the code generator interface.
 367  */
 368 static void ia32_codegen(void *self) {
 369         ia32_code_gen_t *cg = self;
 370         ir_graph        *irg = cg->irg;
 371         FILE            *out = cg->out;
 372
 373         if (cg->emit_decls) {
 374                 ia32_gen_decls(cg->out);
 375                 cg->emit_decls = 0;
 376         }
 377
 378         ia32_finish_irg(irg, cg);
 379         //dump_ir_block_graph_sched(irg, "-finished");
 380         ia32_gen_routine(out, irg, cg);
 381
 382         cur_reg_set = NULL;
 383
 384         pmap_destroy(cg->tv_ent);
 385         pmap_destroy(cg->types);
 386
 387         /* de-allocate code generator */
 388         del_set(cg->reg_set);
 389         free(self);
 390 }
 391
 392 static void *ia32_cg_init(FILE *F, const be_irg_t *birg);
 393
 394 static const arch_code_generator_if_t ia32_code_gen_if = {
 395         ia32_cg_init,
 396         ia32_prepare_graph,
 397         ia32_before_sched,   /* before scheduling hook */
 398         ia32_before_ra,      /* before register allocation hook */
 399         ia32_lower_spill,
 400         ia32_lower_reload,
 401         ia32_codegen         /* emit && done */
 402 };
 403
 404 /**
 405  * Initializes the code generator.
 406  */
 407 static void *ia32_cg_init(FILE *F, const be_irg_t *birg) {
 408         ia32_isa_t      *isa = (ia32_isa_t *)birg->main_env->arch_env->isa;
 409         ia32_code_gen_t *cg  = xcalloc(1, sizeof(*cg));
 410
 411         cg->impl     = &ia32_code_gen_if;
 412         cg->irg      = birg->irg;
 413         cg->reg_set  = new_set(ia32_cmp_irn_reg_assoc, 1024);
 414         cg->mod      = firm_dbg_register("firm.be.ia32.cg");
 415         cg->out      = F;
 416         cg->arch_env = birg->main_env->arch_env;
 417         cg->types    = pmap_create();
 418         cg->tv_ent   = pmap_create();
 419         cg->birg     = birg;
 420
 421         isa->num_codegens++;
 422
 423         if (isa->num_codegens > 1)
 424                 cg->emit_decls = 0;
 425         else
 426                 cg->emit_decls = 1;
 427
 428         cur_reg_set = cg->reg_set;
 429
 430         ia32_irn_ops.cg = cg;
 431
 432         return (arch_code_generator_t *)cg;
 433 }
 434
 435
 436
 437 /*****************************************************************
 438  *  ____             _                  _   _____  _____
 439  * |  _ \           | |                | | |_   _|/ ____|  /\
 440  * | |_) | __ _  ___| | _____ _ __   __| |   | | | (___   /  \
 441  * |  _ < / _` |/ __| |/ / _ \ '_ \ / _` |   | |  \___ \ / /\ \
 442  * | |_) | (_| | (__|   <  __/ | | | (_| |  _| |_ ____) / ____ \
 443  * |____/ \__,_|\___|_|\_\___|_| |_|\__,_| |_____|_____/_/    \_\
 444  *
 445  *****************************************************************/
 446
 447 static ia32_isa_t ia32_isa_template = {
 448         &ia32_isa_if,
 449         &ia32_gp_regs[REG_ESP],
 450         &ia32_gp_regs[REG_EBP],
 451         -1,
 452         0
 453 };
 454
 455 /**
 456  * Initializes the backend ISA.
 457  */
 458 static void *ia32_init(void) {
 459         static int inited = 0;
 460         ia32_isa_t *isa;
 461
 462         if(inited)
 463                 return NULL;
 464
 465         isa = xcalloc(1, sizeof(*isa));
 466         memcpy(isa, &ia32_isa_template, sizeof(*isa));
 467
 468         ia32_register_init(isa);
 469         ia32_create_opcodes();
 470
 471         inited = 1;
 472
 473         return isa;
 474 }
 475
 476
 477
 478 /**
 479  * Closes the output file and frees the ISA structure.
 480  */
 481 static void ia32_done(void *self) {
 482         free(self);
 483 }
 484
 485
 486
 487 static int ia32_get_n_reg_class(const void *self) {
 488         return N_CLASSES;
 489 }
 490
 491 static const arch_register_class_t *ia32_get_reg_class(const void *self, int i) {
 492         assert(i >= 0 && i < N_CLASSES && "Invalid ia32 register class requested.");
 493         return &ia32_reg_classes[i];
 494 }
 495
 496 /**
 497  * Get the register class which shall be used to store a value of a given mode.
 498  * @param self The this pointer.
 499  * @param mode The mode in question.
 500  * @return A register class which can hold values of the given mode.
 501  */
 502 const arch_register_class_t *ia32_get_reg_class_for_mode(const void *self, const ir_mode *mode) {
 503         if (mode_is_float(mode))
 504                 return &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_fp];
 505         else
 506                 return &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_gp];
 507 }
 508
 509 /**
 510  * Get the ABI restrictions for procedure calls.
 511  * @param self        The this pointer.
 512  * @param method_type The type of the method (procedure) in question.
 513  * @param abi         The abi object to be modified
 514  */
 515 void ia32_get_call_abi(const void *self, ir_type *method_type, be_abi_call_t *abi) {
 516         ir_type  *tp;
 517         ir_mode  *mode;
 518         unsigned  cc        = get_method_calling_convention(method_type);
 519         int       n         = get_method_n_params(method_type);
 520         int       biggest_n = -1;
 521         int       stack_idx = 0;
 522         int       i, ignore;
 523         ir_mode **modes;
 524         const arch_register_t *reg;
 525
 526         /* set stack parameter passing style */
 527         be_abi_call_set_flags(abi, BE_ABI_FRAME_POINTER_DEDICATED, 4);
 528
 529         /* collect the mode for each type */
 530         modes = alloca(n * sizeof(modes[0]));
 531
 532         for (i = 0; i < n; i++) {
 533                 tp       = get_method_param_type(method_type, i);
 534                 modes[i] = get_type_mode(tp);
 535         }
 536
 537         /* set register parameters  */
 538         if (cc & cc_reg_param) {
 539                 /* determine the number of parameters passed via registers */
 540                 biggest_n = ia32_get_n_regparam_class(n, modes, &ignore, &ignore);
 541
 542                 /* loop over all parameters and set the register requirements */
 543                 for (i = 0; i <= biggest_n; i++) {
 544                         reg = ia32_get_RegParam_reg(n, modes, i, cc);
 545                         assert(reg && "kaputt");
 546                         be_abi_call_param_reg(abi, i, reg);
 547                 }
 548
 549                 stack_idx = i;
 550         }
 551
 552
 553         /* set stack parameters */
 554         for (i = stack_idx; i < n; i++) {
 555                 be_abi_call_param_stack(abi, i);
 556         }
 557
 558
 559         /* set return registers */
 560         n = get_method_n_ress(method_type);
 561
 562         assert(n <= 2 && "more than two results not supported");
 563
 564         /* In case of 64bit returns, we will have two 32bit values */
 565         if (n == 2) {
 566                 tp   = get_method_res_type(method_type, 0);
 567                 mode = get_type_mode(tp);
 568
 569                 assert(!mode_is_float(mode) && "two FP results not supported");
 570
 571                 tp   = get_method_res_type(method_type, 1);
 572                 mode = get_type_mode(tp);
 573
 574                 assert(!mode_is_float(mode) && "two FP results not supported");
 575
 576                 be_abi_call_res_reg(abi, 0, &ia32_gp_regs[REG_EAX]);
 577                 be_abi_call_res_reg(abi, 1, &ia32_gp_regs[REG_EDX]);
 578         }
 579         else if (n == 1) {
 580                 tp   = get_method_res_type(method_type, 0);
 581                 mode = get_type_mode(tp);
 582
 583                 if (mode_is_float(mode)) {
 584                         be_abi_call_res_reg(abi, 1, &ia32_fp_regs[REG_XMM0]);
 585                 }
 586                 else {
 587                         be_abi_call_res_reg(abi, 1, &ia32_gp_regs[REG_EAX]);
 588                 }
 589         }
 590 }
 591
 592
 593 static const void *ia32_get_irn_ops(const arch_irn_handler_t *self, const ir_node *irn) {
 594         return &ia32_irn_ops;
 595 }
 596
 597 const arch_irn_handler_t ia32_irn_handler = {
 598         ia32_get_irn_ops
 599 };
 600
 601 const arch_irn_handler_t *ia32_get_irn_handler(const void *self) {
 602         return &ia32_irn_handler;
 603 }
 604
 605 int ia32_to_appear_in_schedule(void *block_env, const ir_node *irn) {
 606         return is_ia32_irn(irn);
 607 }
 608
 609 /**
 610  * Initializes the code generator interface.
 611  */
 612 static const arch_code_generator_if_t *ia32_get_code_generator_if(void *self) {
 613         return &ia32_code_gen_if;
 614 }
 615
 616 list_sched_selector_t ia32_sched_selector;
 617
 618 /**
 619  * Returns the reg_pressure scheduler with to_appear_in_schedule() overloaded
 620  */
 621 static const list_sched_selector_t *ia32_get_list_sched_selector(const void *self) {
 622         memcpy(&ia32_sched_selector, trivial_selector, sizeof(list_sched_selector_t));
 623         ia32_sched_selector.to_appear_in_schedule = ia32_to_appear_in_schedule;
 624         return &ia32_sched_selector;
 625 }
 626
 627 #ifdef WITH_LIBCORE
 628 static void ia32_register_options(lc_opt_entry_t *ent)
 629 {
 630 }
 631 #endif /* WITH_LIBCORE */
 632
 633 const arch_isa_if_t ia32_isa_if = {
 634 #ifdef WITH_LIBCORE
 635         ia32_register_options,
 636 #endif
 637         ia32_init,
 638         ia32_done,
 639         ia32_get_n_reg_class,
 640         ia32_get_reg_class,
 641         ia32_get_reg_class_for_mode,
 642         ia32_get_call_abi,
 643         ia32_get_irn_handler,
 644         ia32_get_code_generator_if,
 645         ia32_get_list_sched_selector
 646 };