nsz Git - libfirm/blob - ir/be/ia32/ia32_fpu.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   Handles fpu rounding modes
  23  * @author  Matthias Braun
  24  * @version $Id$
  25  *
  26  * The problem we deal with here is that the x86 ABI says the user can control
  27  * the fpu rounding mode, which means that when we do some operations like float
  28  * to int conversion which are specified as truncation in the C standard we have
  29  * to spill, change and restore the fpu rounding mode between spills.
  30  */
  31 #include "config.h"
  32
  33 #include "ia32_fpu.h"
  34 #include "ia32_new_nodes.h"
  35 #include "ia32_architecture.h"
  36 #include "gen_ia32_regalloc_if.h"
  37
  38 #include "ircons.h"
  39 #include "irgwalk.h"
  40 #include "tv.h"
  41 #include "array.h"
  42
  43 #include "../beirgmod.h"
  44 #include "../bearch.h"
  45 #include "../besched.h"
  46 #include "../beabi.h"
  47 #include "../benode.h"
  48 #include "../bestate.h"
  49 #include "../beutil.h"
  50 #include "../bessaconstr.h"
  51 #include "../beirg.h"
  52
  53 static ir_entity *fpcw_round    = NULL;
  54 static ir_entity *fpcw_truncate = NULL;
  55
  56 static ir_entity *create_ent(int value, const char *name)
  57 {
  58         ir_mode   *mode = mode_Hu;
  59         ir_type   *type = new_type_primitive(mode);
  60         ir_type   *glob = get_glob_type();
  61         ir_graph  *cnst_irg;
  62         ir_entity *ent;
  63         ir_node   *cnst;
  64         tarval    *tv;
  65
  66         set_type_alignment_bytes(type, 4);
  67
  68         tv  = new_tarval_from_long(value, mode);
  69         ent = new_entity(glob, new_id_from_str(name), type);
  70         set_entity_ld_ident(ent, get_entity_ident(ent));
  71         set_entity_visibility(ent, ir_visibility_local);
  72         add_entity_linkage(ent, IR_LINKAGE_CONSTANT);
  73
  74         cnst_irg = get_const_code_irg();
  75         cnst     = new_r_Const(cnst_irg, tv);
  76         set_atomic_ent_value(ent, cnst);
  77
  78         return ent;
  79 }
  80
  81 static void create_fpcw_entities(void)
  82 {
  83         fpcw_round    = create_ent(0xc7f, "_fpcw_round");
  84         fpcw_truncate = create_ent(0x37f, "_fpcw_truncate");
  85 }
  86
  87 static ir_node *create_fpu_mode_spill(void *env, ir_node *state, int force,
  88                                       ir_node *after)
  89 {
  90         ia32_code_gen_t *cg = env;
  91         ir_node *spill = NULL;
  92
  93         /* we don't spill the fpcw in unsafe mode */
  94         if (ia32_cg_config.use_unsafe_floatconv) {
  95                 ir_node *block = get_nodes_block(state);
  96                 if (force == 1 || !is_ia32_ChangeCW(state)) {
  97                         ir_node *spill = new_bd_ia32_FnstCWNOP(NULL, block, state);
  98                         sched_add_after(after, spill);
  99                         return spill;
 100                 }
 101                 return NULL;
 102         }
 103
 104         if (force == 1 || !is_ia32_ChangeCW(state)) {
 105                 ir_graph *irg = get_irn_irg(state);
 106                 ir_node *block = get_nodes_block(state);
 107                 ir_node *noreg = ia32_new_NoReg_gp(cg);
 108                 ir_node *nomem = new_NoMem();
 109                 ir_node *frame = get_irg_frame(irg);
 110
 111                 spill = new_bd_ia32_FnstCW(NULL, block, frame, noreg, nomem, state);
 112                 set_ia32_op_type(spill, ia32_AddrModeD);
 113                 /* use mode_Iu, as movl has a shorter opcode than movw */
 114                 set_ia32_ls_mode(spill, mode_Iu);
 115                 set_ia32_use_frame(spill);
 116
 117                 sched_add_after(skip_Proj(after), spill);
 118         }
 119
 120         return spill;
 121 }
 122
 123 static ir_node *create_fldcw_ent(ia32_code_gen_t *cg, ir_node *block,
 124                                  ir_entity *entity)
 125 {
 126         ir_node  *nomem = new_NoMem();
 127         ir_node  *noreg = ia32_new_NoReg_gp(cg);
 128         ir_node  *reload;
 129
 130         reload = new_bd_ia32_FldCW(NULL, block, noreg, noreg, nomem);
 131         set_ia32_op_type(reload, ia32_AddrModeS);
 132         set_ia32_ls_mode(reload, ia32_reg_classes[CLASS_ia32_fp_cw].mode);
 133         set_ia32_am_sc(reload, entity);
 134         set_ia32_use_frame(reload);
 135         arch_set_irn_register(reload, &ia32_fp_cw_regs[REG_FPCW]);
 136
 137         return reload;
 138 }
 139
 140 static ir_node *create_fpu_mode_reload(void *env, ir_node *state,
 141                                        ir_node *spill, ir_node *before,
 142                                        ir_node *last_state)
 143 {
 144         ia32_code_gen_t *cg    = env;
 145         ir_graph        *irg   = get_irn_irg(state);
 146         ir_node         *block = get_nodes_block(before);
 147         ir_node         *frame = get_irg_frame(irg);
 148         ir_node         *noreg = ia32_new_NoReg_gp(cg);
 149         ir_node         *reload = NULL;
 150
 151         if (ia32_cg_config.use_unsafe_floatconv) {
 152                 if (fpcw_round == NULL) {
 153                         create_fpcw_entities();
 154                 }
 155                 if (spill != NULL) {
 156                         reload = create_fldcw_ent(cg, block, fpcw_round);
 157                 } else {
 158                         reload = create_fldcw_ent(cg, block, fpcw_truncate);
 159                 }
 160                 sched_add_before(before, reload);
 161                 return reload;
 162         }
 163
 164         if (spill != NULL) {
 165                 reload = new_bd_ia32_FldCW(NULL, block, frame, noreg, spill);
 166                 set_ia32_op_type(reload, ia32_AddrModeS);
 167                 set_ia32_ls_mode(reload, ia32_reg_classes[CLASS_ia32_fp_cw].mode);
 168                 set_ia32_use_frame(reload);
 169                 arch_set_irn_register(reload, &ia32_fp_cw_regs[REG_FPCW]);
 170
 171                 sched_add_before(before, reload);
 172         } else {
 173                 ir_mode *lsmode = ia32_reg_classes[CLASS_ia32_fp_cw].mode;
 174                 ir_node *nomem = new_NoMem();
 175                 ir_node *cwstore, *load, *load_res, *or, *store, *fldcw;
 176                 ir_node *or_const;
 177
 178                 assert(last_state != NULL);
 179                 cwstore = new_bd_ia32_FnstCW(NULL, block, frame, noreg, nomem,
 180                                              last_state);
 181                 set_ia32_op_type(cwstore, ia32_AddrModeD);
 182                 set_ia32_ls_mode(cwstore, lsmode);
 183                 set_ia32_use_frame(cwstore);
 184                 sched_add_before(before, cwstore);
 185
 186                 load = new_bd_ia32_Load(NULL, block, frame, noreg, cwstore);
 187                 set_ia32_op_type(load, ia32_AddrModeS);
 188                 set_ia32_ls_mode(load, lsmode);
 189                 set_ia32_use_frame(load);
 190                 sched_add_before(before, load);
 191
 192                 load_res = new_r_Proj(block, load, mode_Iu, pn_ia32_Load_res);
 193
 194                 /* TODO: make the actual mode configurable in ChangeCW... */
 195                 or_const = new_bd_ia32_Immediate(NULL, get_irg_start_block(irg),
 196                                                  NULL, 0, 0, 3072);
 197                 arch_set_irn_register(or_const, &ia32_gp_regs[REG_GP_NOREG]);
 198                 or = new_bd_ia32_Or(NULL, block, noreg, noreg, nomem, load_res,
 199                                     or_const);
 200                 sched_add_before(before, or);
 201
 202                 store = new_bd_ia32_Store(NULL, block, frame, noreg, nomem, or);
 203                 set_ia32_op_type(store, ia32_AddrModeD);
 204                 /* use mode_Iu, as movl has a shorter opcode than movw */
 205                 set_ia32_ls_mode(store, mode_Iu);
 206                 set_ia32_use_frame(store);
 207                 sched_add_before(before, store);
 208
 209                 fldcw = new_bd_ia32_FldCW(NULL, block, frame, noreg, store);
 210                 set_ia32_op_type(fldcw, ia32_AddrModeS);
 211                 set_ia32_ls_mode(fldcw, lsmode);
 212                 set_ia32_use_frame(fldcw);
 213                 arch_set_irn_register(fldcw, &ia32_fp_cw_regs[REG_FPCW]);
 214                 sched_add_before(before, fldcw);
 215
 216                 reload = fldcw;
 217         }
 218
 219         return reload;
 220 }
 221
 222 typedef struct collect_fpu_mode_nodes_env_t {
 223         ir_node         **state_nodes;
 224 } collect_fpu_mode_nodes_env_t;
 225
 226 static void collect_fpu_mode_nodes_walker(ir_node *node, void *data)
 227 {
 228         collect_fpu_mode_nodes_env_t *env = data;
 229         const arch_register_t *reg;
 230
 231         if (!mode_is_data(get_irn_mode(node)))
 232                 return;
 233
 234         reg = arch_get_irn_register(node);
 235         if (reg == &ia32_fp_cw_regs[REG_FPCW] && !is_ia32_ChangeCW(node)) {
 236                 ARR_APP1(ir_node*, env->state_nodes, node);
 237         }
 238 }
 239
 240 static void rewire_fpu_mode_nodes(be_irg_t *birg)
 241 {
 242         collect_fpu_mode_nodes_env_t env;
 243         be_ssa_construction_env_t senv;
 244         const arch_register_t *reg = &ia32_fp_cw_regs[REG_FPCW];
 245         ir_graph *irg = be_get_birg_irg(birg);
 246         ir_node *initial_value;
 247         ir_node **phis;
 248         be_lv_t *lv = be_get_birg_liveness(birg);
 249         int i, len;
 250
 251         /* do ssa construction for the fpu modes */
 252         env.state_nodes = NEW_ARR_F(ir_node*, 0);
 253         irg_walk_graph(irg, collect_fpu_mode_nodes_walker, NULL, &env);
 254
 255         initial_value = be_abi_get_ignore_irn(birg->abi, reg);
 256
 257         /* nothing needs to be done, in fact we must not continue as for endless
 258          * loops noone is using the initial_value and it will point to a bad node
 259          * now
 260          */
 261         if (ARR_LEN(env.state_nodes) == 0) {
 262                 DEL_ARR_F(env.state_nodes);
 263                 return;
 264         }
 265
 266         be_ssa_construction_init(&senv, birg);
 267         be_ssa_construction_add_copies(&senv, env.state_nodes,
 268                                        ARR_LEN(env.state_nodes));
 269         be_ssa_construction_fix_users(&senv, initial_value);
 270
 271         if (lv != NULL) {
 272                 be_ssa_construction_update_liveness_phis(&senv, lv);
 273                 be_liveness_update(lv, initial_value);
 274                 len = ARR_LEN(env.state_nodes);
 275                 for (i = 0; i < len; ++i) {
 276                         be_liveness_update(lv, env.state_nodes[i]);
 277                 }
 278         } else {
 279                 be_liveness_invalidate(birg->lv);
 280         }
 281
 282         /* set registers for the phis */
 283         phis = be_ssa_construction_get_new_phis(&senv);
 284         len = ARR_LEN(phis);
 285         for (i = 0; i < len; ++i) {
 286                 ir_node *phi = phis[i];
 287                 arch_set_irn_register(phi, reg);
 288         }
 289         be_ssa_construction_destroy(&senv);
 290         DEL_ARR_F(env.state_nodes);
 291
 292         be_liveness_invalidate(be_get_birg_liveness(birg));
 293 }
 294
 295 void ia32_setup_fpu_mode(ia32_code_gen_t *cg)
 296 {
 297         /* do ssa construction for the fpu modes */
 298         rewire_fpu_mode_nodes(cg->birg);
 299
 300         /* ensure correct fpu mode for operations */
 301         be_assure_state(cg->birg, &ia32_fp_cw_regs[REG_FPCW],
 302                         cg, create_fpu_mode_spill, create_fpu_mode_reload);
 303 }