nsz Git - libfirm/blob - ir/be/sparc/bearch_sparc.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 1995-2010 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 sparc backend driver file.
  23  * @author   Hannes Rapp, Matthias Braun
  24  */
  25 #include "config.h"
  26
  27 #include "lc_opts.h"
  28 #include "lc_opts_enum.h"
  29
  30 #include "irgwalk.h"
  31 #include "irprog.h"
  32 #include "irprintf.h"
  33 #include "ircons.h"
  34 #include "irgmod.h"
  35 #include "irgopt.h"
  36 #include "iroptimize.h"
  37 #include "irtools.h"
  38 #include "irdump.h"
  39 #include "iropt_t.h"
  40 #include "lowering.h"
  41 #include "lower_dw.h"
  42 #include "lower_alloc.h"
  43 #include "lower_builtins.h"
  44 #include "lower_calls.h"
  45 #include "lower_mode_b.h"
  46 #include "lower_softfloat.h"
  47
  48 #include "bitset.h"
  49 #include "debug.h"
  50 #include "array_t.h"
  51 #include "error.h"
  52 #include "util.h"
  53
  54 #include "bearch.h"
  55 #include "benode.h"
  56 #include "belower.h"
  57 #include "besched.h"
  58 #include "be.h"
  59 #include "bemodule.h"
  60 #include "beirg.h"
  61 #include "begnuas.h"
  62 #include "belistsched.h"
  63 #include "beflags.h"
  64 #include "beutil.h"
  65
  66 #include "bearch_sparc_t.h"
  67
  68 #include "sparc_new_nodes.h"
  69 #include "gen_sparc_regalloc_if.h"
  70 #include "sparc_transform.h"
  71 #include "sparc_emitter.h"
  72 #include "sparc_cconv.h"
  73
  74 DEBUG_ONLY(static firm_dbg_module_t *dbg = NULL;)
  75
  76 static arch_irn_class_t sparc_classify(const ir_node *node)
  77 {
  78         (void) node;
  79         return arch_irn_class_none;
  80 }
  81
  82 static ir_entity *sparc_get_frame_entity(const ir_node *node)
  83 {
  84         if (is_sparc_FrameAddr(node)) {
  85                 const sparc_attr_t *attr = get_sparc_attr_const(node);
  86                 return attr->immediate_value_entity;
  87         }
  88
  89         if (sparc_has_load_store_attr(node)) {
  90                 const sparc_load_store_attr_t *load_store_attr
  91                         = get_sparc_load_store_attr_const(node);
  92                 if (load_store_attr->is_frame_entity) {
  93                         return load_store_attr->base.immediate_value_entity;
  94                 }
  95         }
  96
  97         return NULL;
  98 }
  99
 100 /**
 101  * This function is called by the generic backend to correct offsets for
 102  * nodes accessing the stack.
 103  */
 104 static void sparc_set_frame_offset(ir_node *node, int offset)
 105 {
 106         sparc_attr_t *attr = get_sparc_attr(node);
 107         attr->immediate_value += offset;
 108
 109         /* must be a FrameAddr or a load/store node with frame_entity */
 110         assert(is_sparc_FrameAddr(node) ||
 111                         get_sparc_load_store_attr_const(node)->is_frame_entity);
 112 }
 113
 114 static int sparc_get_sp_bias(const ir_node *node)
 115 {
 116         if (is_sparc_Save(node)) {
 117                 const sparc_attr_t *attr = get_sparc_attr_const(node);
 118                 if (get_irn_arity(node) == 3)
 119                         panic("no support for _reg variant yet");
 120
 121                 return -attr->immediate_value;
 122         } else if (is_sparc_RestoreZero(node)) {
 123                 return SP_BIAS_RESET;
 124         }
 125         return 0;
 126 }
 127
 128 /* fill register allocator interface */
 129
 130 const arch_irn_ops_t sparc_irn_ops = {
 131         sparc_classify,
 132         sparc_get_frame_entity,
 133         sparc_set_frame_offset,
 134         sparc_get_sp_bias,
 135         NULL,    /* get_inverse             */
 136         NULL,    /* get_op_estimated_cost   */
 137         NULL,    /* possible_memory_operand */
 138         NULL,    /* perform_memory_operand  */
 139 };
 140
 141 /**
 142  * Transforms the standard firm graph into
 143  * a SPARC firm graph
 144  */
 145 static void sparc_prepare_graph(ir_graph *irg)
 146 {
 147         sparc_transform_graph(irg);
 148 }
 149
 150 static bool sparc_modifies_flags(const ir_node *node)
 151 {
 152         return arch_get_irn_flags(node) & sparc_arch_irn_flag_modifies_flags;
 153 }
 154
 155 static bool sparc_modifies_fp_flags(const ir_node *node)
 156 {
 157         return arch_get_irn_flags(node) & sparc_arch_irn_flag_modifies_fp_flags;
 158 }
 159
 160 static void sparc_before_ra(ir_graph *irg)
 161 {
 162         /* fixup flags register */
 163         be_sched_fix_flags(irg, &sparc_reg_classes[CLASS_sparc_flags_class],
 164                            NULL, sparc_modifies_flags);
 165         be_sched_fix_flags(irg, &sparc_reg_classes[CLASS_sparc_fpflags_class],
 166                            NULL, sparc_modifies_fp_flags);
 167 }
 168
 169 static void sparc_init_graph(ir_graph *irg)
 170 {
 171         (void) irg;
 172 }
 173
 174 extern const arch_isa_if_t sparc_isa_if;
 175 static sparc_isa_t sparc_isa_template = {
 176         {
 177                 &sparc_isa_if,                      /* isa interface implementation */
 178                 N_SPARC_REGISTERS,
 179                 sparc_registers,
 180                 N_SPARC_CLASSES,
 181                 sparc_reg_classes,
 182                 &sparc_registers[REG_SP],           /* stack pointer register */
 183                 &sparc_registers[REG_FRAME_POINTER],/* base pointer register */
 184                 &sparc_reg_classes[CLASS_sparc_gp], /* link pointer register class */
 185                 3,                                  /* power of two stack alignment
 186                                                        for calls */
 187                 NULL,                               /* main environment */
 188                 7,                                  /* costs for a spill instruction */
 189                 5,                                  /* costs for a reload instruction */
 190                 true,                               /* custom abi handling */
 191         },
 192         NULL,               /* constants */
 193         SPARC_FPU_ARCH_FPU, /* FPU architecture */
 194 };
 195
 196 /**
 197  * rewrite unsigned->float conversion.
 198  * Sparc has no instruction for this so instead we do the following:
 199  *
 200  *   int    signed_x = unsigned_value_x;
 201  *   double res      = signed_x;
 202  *   if (signed_x < 0)
 203  *       res += 4294967296. ;
 204  *   return (float) res;
 205  */
 206 static void rewrite_unsigned_float_Conv(ir_node *node)
 207 {
 208         ir_graph *irg         = get_irn_irg(node);
 209         dbg_info *dbgi        = get_irn_dbg_info(node);
 210         ir_node  *lower_block = get_nodes_block(node);
 211
 212         part_block(node);
 213
 214         {
 215                 ir_node   *block       = get_nodes_block(node);
 216                 ir_node   *unsigned_x  = get_Conv_op(node);
 217                 ir_mode   *mode_u      = get_irn_mode(unsigned_x);
 218                 ir_mode   *mode_s      = find_signed_mode(mode_u);
 219                 ir_mode   *mode_d      = mode_D;
 220                 ir_node   *signed_x    = new_rd_Conv(dbgi, block, unsigned_x, mode_s);
 221                 ir_node   *res         = new_rd_Conv(dbgi, block, signed_x, mode_d);
 222                 ir_node   *zero        = new_r_Const(irg, get_mode_null(mode_s));
 223                 ir_node   *cmp         = new_rd_Cmp(dbgi, block, signed_x, zero,
 224                                                     ir_relation_less);
 225                 ir_node   *cond        = new_rd_Cond(dbgi, block, cmp);
 226                 ir_node   *proj_true   = new_r_Proj(cond, mode_X, pn_Cond_true);
 227                 ir_node   *proj_false  = new_r_Proj(cond, mode_X, pn_Cond_false);
 228                 ir_node   *in_true[1]  = { proj_true };
 229                 ir_node   *in_false[1] = { proj_false };
 230                 ir_node   *true_block  = new_r_Block(irg, ARRAY_SIZE(in_true), in_true);
 231                 ir_node   *false_block = new_r_Block(irg, ARRAY_SIZE(in_false),in_false);
 232                 ir_node   *true_jmp    = new_r_Jmp(true_block);
 233                 ir_node   *false_jmp   = new_r_Jmp(false_block);
 234                 ir_tarval *correction  = new_tarval_from_double(4294967296., mode_d);
 235                 ir_node   *c_const     = new_r_Const(irg, correction);
 236                 ir_node   *fadd        = new_rd_Add(dbgi, true_block, res, c_const,
 237                                                    mode_d);
 238
 239                 ir_node  *lower_in[2] = { true_jmp, false_jmp };
 240                 ir_node  *phi_in[2]   = { fadd, res };
 241                 ir_mode  *dest_mode   = get_irn_mode(node);
 242                 ir_node  *phi;
 243                 ir_node  *res_conv;
 244
 245                 set_irn_in(lower_block, ARRAY_SIZE(lower_in), lower_in);
 246                 phi = new_r_Phi(lower_block, ARRAY_SIZE(phi_in), phi_in, mode_d);
 247                 assert(get_Block_phis(lower_block) == NULL);
 248                 set_Block_phis(lower_block, phi);
 249                 set_Phi_next(phi, NULL);
 250
 251                 res_conv = new_rd_Conv(dbgi, lower_block, phi, dest_mode);
 252
 253                 exchange(node, res_conv);
 254         }
 255 }
 256
 257 static int sparc_rewrite_Conv(ir_node *node, void *ctx)
 258 {
 259         ir_mode *to_mode   = get_irn_mode(node);
 260         ir_node *op        = get_Conv_op(node);
 261         ir_mode *from_mode = get_irn_mode(op);
 262         (void) ctx;
 263
 264         if (mode_is_float(to_mode) && mode_is_int(from_mode)
 265                         && get_mode_size_bits(from_mode) == 32
 266                         && !mode_is_signed(from_mode)) {
 267                 rewrite_unsigned_float_Conv(node);
 268                 return 1;
 269         }
 270
 271         return 0;
 272 }
 273
 274 static void sparc_handle_intrinsics(void)
 275 {
 276         ir_type *tp, *int_tp, *uint_tp;
 277         i_record records[8];
 278         size_t n_records = 0;
 279
 280         runtime_rt rt_iMod, rt_uMod;
 281
 282 #define ID(x) new_id_from_chars(x, sizeof(x)-1)
 283
 284         int_tp  = new_type_primitive(mode_Is);
 285         uint_tp = new_type_primitive(mode_Iu);
 286
 287         /* we need to rewrite some forms of int->float conversions */
 288         {
 289                 i_instr_record *map_Conv = &records[n_records++].i_instr;
 290
 291                 map_Conv->kind     = INTRINSIC_INSTR;
 292                 map_Conv->op       = op_Conv;
 293                 map_Conv->i_mapper = sparc_rewrite_Conv;
 294         }
 295         /* SPARC has no signed mod instruction ... */
 296         {
 297                 i_instr_record *map_Mod = &records[n_records++].i_instr;
 298
 299                 tp = new_type_method(2, 1);
 300                 set_method_param_type(tp, 0, int_tp);
 301                 set_method_param_type(tp, 1, int_tp);
 302                 set_method_res_type(tp, 0, int_tp);
 303
 304                 rt_iMod.ent             = new_entity(get_glob_type(), ID(".rem"), tp);
 305                 set_entity_ld_ident(rt_iMod.ent, ID(".rem"));
 306                 rt_iMod.mode            = mode_T;
 307                 rt_iMod.res_mode        = mode_Is;
 308                 rt_iMod.mem_proj_nr     = pn_Mod_M;
 309                 rt_iMod.regular_proj_nr = pn_Mod_X_regular;
 310                 rt_iMod.exc_proj_nr     = pn_Mod_X_except;
 311                 rt_iMod.res_proj_nr     = pn_Mod_res;
 312
 313                 set_entity_visibility(rt_iMod.ent, ir_visibility_external);
 314
 315                 map_Mod->kind     = INTRINSIC_INSTR;
 316                 map_Mod->op       = op_Mod;
 317                 map_Mod->i_mapper = (i_mapper_func)i_mapper_RuntimeCall;
 318                 map_Mod->ctx      = &rt_iMod;
 319         }
 320         /* ... nor an unsigned mod. */
 321         {
 322                 i_instr_record *map_Mod = &records[n_records++].i_instr;
 323
 324                 tp = new_type_method(2, 1);
 325                 set_method_param_type(tp, 0, uint_tp);
 326                 set_method_param_type(tp, 1, uint_tp);
 327                 set_method_res_type(tp, 0, uint_tp);
 328
 329                 rt_uMod.ent             = new_entity(get_glob_type(), ID(".urem"), tp);
 330                 set_entity_ld_ident(rt_uMod.ent, ID(".urem"));
 331                 rt_uMod.mode            = mode_T;
 332                 rt_uMod.res_mode        = mode_Iu;
 333                 rt_uMod.mem_proj_nr     = pn_Mod_M;
 334                 rt_uMod.regular_proj_nr = pn_Mod_X_regular;
 335                 rt_uMod.exc_proj_nr     = pn_Mod_X_except;
 336                 rt_uMod.res_proj_nr     = pn_Mod_res;
 337
 338                 set_entity_visibility(rt_uMod.ent, ir_visibility_external);
 339
 340                 map_Mod->kind     = INTRINSIC_INSTR;
 341                 map_Mod->op       = op_Mod;
 342                 map_Mod->i_mapper = (i_mapper_func)i_mapper_RuntimeCall;
 343                 map_Mod->ctx      = &rt_uMod;
 344         }
 345
 346         assert(n_records < ARRAY_SIZE(records));
 347         lower_intrinsics(records, n_records, /*part_block_used=*/ true);
 348 }
 349
 350 /**
 351  * Initializes the backend ISA
 352  */
 353 static arch_env_t *sparc_init(const be_main_env_t *env)
 354 {
 355         sparc_isa_t *isa = XMALLOC(sparc_isa_t);
 356         *isa = sparc_isa_template;
 357         isa->constants = pmap_create();
 358
 359         be_gas_elf_type_char      = '#';
 360         be_gas_object_file_format = OBJECT_FILE_FORMAT_ELF;
 361         be_gas_elf_variant        = ELF_VARIANT_SPARC;
 362
 363         sparc_register_init();
 364         sparc_create_opcodes(&sparc_irn_ops);
 365         sparc_handle_intrinsics();
 366         sparc_cconv_init();
 367
 368         be_emit_init(env->file_handle);
 369         be_gas_begin_compilation_unit(env);
 370
 371         return &isa->base;
 372 }
 373
 374 /**
 375  * Closes the output file and frees the ISA structure.
 376  */
 377 static void sparc_done(void *self)
 378 {
 379         sparc_isa_t *isa = (sparc_isa_t*)self;
 380
 381         /* emit now all global declarations */
 382         be_gas_end_compilation_unit(isa->base.main_env);
 383
 384         pmap_destroy(isa->constants);
 385         be_emit_exit();
 386         free(isa);
 387 }
 388
 389 static void sparc_lower_for_target(void)
 390 {
 391         size_t i, n_irgs = get_irp_n_irgs();
 392
 393         lower_calls_with_compounds(LF_RETURN_HIDDEN);
 394
 395         for (i = 0; i < n_irgs; ++i) {
 396                 ir_graph *irg = get_irp_irg(i);
 397                 /* Turn all small CopyBs into loads/stores and all bigger CopyBs into
 398                  * memcpy calls. */
 399                 lower_CopyB(irg, 31, 32, false);
 400         }
 401
 402         if (sparc_isa_template.fpu_arch == SPARC_FPU_ARCH_SOFTFLOAT)
 403                 lower_floating_point();
 404
 405         lower_builtins(0, NULL);
 406
 407         sparc_lower_64bit();
 408
 409         for (i = 0; i < n_irgs; ++i) {
 410                 ir_graph *irg = get_irp_irg(i);
 411                 ir_lower_mode_b(irg, mode_Iu);
 412                 lower_switch(irg, 4, 256, false);
 413                 lower_alloc(irg, SPARC_STACK_ALIGNMENT, false, SPARC_MIN_STACKSIZE);
 414         }
 415 }
 416
 417 static int sparc_is_mux_allowed(ir_node *sel, ir_node *mux_false,
 418                                 ir_node *mux_true)
 419 {
 420         return ir_is_optimizable_mux(sel, mux_false, mux_true);
 421 }
 422
 423 /**
 424  * Returns the libFirm configuration parameter for this backend.
 425  */
 426 static const backend_params *sparc_get_backend_params(void)
 427 {
 428         static const ir_settings_arch_dep_t arch_dep = {
 429                 1,     /* also_use_subs */
 430                 1,     /* maximum_shifts */
 431                 31,    /* highest_shift_amount */
 432                 NULL,  /* evaluate_cost_func */
 433                 1,     /* allow mulhs */
 434                 1,     /* allow mulhu */
 435                 32,    /* max_bits_for_mulh */
 436         };
 437         static backend_params p = {
 438                 0,     /* no inline assembly */
 439                 0,     /* no support for RotL nodes */
 440                 1,     /* big endian */
 441                 1,     /* modulo shift efficient */
 442                 0,     /* non-modulo shift not efficient */
 443                 &arch_dep,              /* will be set later */
 444                 sparc_is_mux_allowed,   /* parameter for if conversion */
 445                 32,    /* machine size */
 446                 NULL,  /* float arithmetic mode */
 447                 NULL,  /* long long type */
 448                 NULL,  /* usigned long long type */
 449                 NULL,  /* long double type */
 450                 0,     /* no trampoline support: size 0 */
 451                 0,     /* no trampoline support: align 0 */
 452                 NULL,  /* no trampoline support: no trampoline builder */
 453                 4      /* alignment of stack parameter: typically 4 (32bit) or 8 (64bit) */
 454         };
 455
 456         ir_mode *mode_long_long
 457                 = new_int_mode("long long", irma_twos_complement, 64, 1, 64);
 458         ir_type *type_long_long = new_type_primitive(mode_long_long);
 459         ir_mode *mode_unsigned_long_long
 460                 = new_int_mode("unsigned long long", irma_twos_complement, 64, 0, 64);
 461         ir_type *type_unsigned_long_long
 462                 = new_type_primitive(mode_unsigned_long_long);
 463
 464         p.type_long_long          = type_long_long;
 465         p.type_unsigned_long_long = type_unsigned_long_long;
 466
 467         if (sparc_isa_template.fpu_arch == SPARC_FPU_ARCH_SOFTFLOAT) {
 468                 p.mode_float_arithmetic = NULL;
 469                 p.type_long_double      = NULL;
 470         } else {
 471                 ir_type *type_long_double = new_type_primitive(mode_Q);
 472
 473                 set_type_alignment_bytes(type_long_double, 8);
 474                 set_type_size_bytes(type_long_double, 16);
 475                 p.type_long_double = type_long_double;
 476         }
 477         return &p;
 478 }
 479
 480 static asm_constraint_flags_t sparc_parse_asm_constraint(const char **c)
 481 {
 482         (void) c;
 483         return ASM_CONSTRAINT_FLAG_INVALID;
 484 }
 485
 486 static int sparc_is_valid_clobber(const char *clobber)
 487 {
 488         (void) clobber;
 489         return 0;
 490 }
 491
 492 /* fpu set architectures. */
 493 static const lc_opt_enum_int_items_t sparc_fpu_items[] = {
 494         { "fpu",       SPARC_FPU_ARCH_FPU },
 495         { "softfloat", SPARC_FPU_ARCH_SOFTFLOAT },
 496         { NULL,        0 }
 497 };
 498
 499 static lc_opt_enum_int_var_t arch_fpu_var = {
 500         &sparc_isa_template.fpu_arch, sparc_fpu_items
 501 };
 502
 503 static const lc_opt_table_entry_t sparc_options[] = {
 504         LC_OPT_ENT_ENUM_INT("fpunit", "select the floating point unit", &arch_fpu_var),
 505         LC_OPT_LAST
 506 };
 507
 508 static ir_node *sparc_new_spill(ir_node *value, ir_node *after)
 509 {
 510         ir_node  *block = get_block(after);
 511         ir_graph *irg   = get_irn_irg(value);
 512         ir_node  *frame = get_irg_frame(irg);
 513         ir_node  *mem   = get_irg_no_mem(irg);
 514         ir_mode  *mode  = get_irn_mode(value);
 515         ir_node  *store;
 516
 517         if (mode_is_float(mode)) {
 518                 store = create_stf(NULL, block, value, frame, mem, mode, NULL, 0, true);
 519         } else {
 520                 store = new_bd_sparc_St_imm(NULL, block, value, frame, mem, mode, NULL,
 521                                             0, true);
 522         }
 523         sched_add_after(after, store);
 524         return store;
 525 }
 526
 527 static ir_node *sparc_new_reload(ir_node *value, ir_node *spill,
 528                                  ir_node *before)
 529 {
 530         ir_node  *block = get_block(before);
 531         ir_graph *irg   = get_irn_irg(value);
 532         ir_node  *frame = get_irg_frame(irg);
 533         ir_mode  *mode  = get_irn_mode(value);
 534         ir_node  *load;
 535         ir_node  *res;
 536
 537         if (mode_is_float(mode)) {
 538                 load = create_ldf(NULL, block, frame, spill, mode, NULL, 0, true);
 539         } else {
 540                 load = new_bd_sparc_Ld_imm(NULL, block, frame, spill, mode, NULL, 0,
 541                                            true);
 542         }
 543         sched_add_before(before, load);
 544         assert((long)pn_sparc_Ld_res == (long)pn_sparc_Ldf_res);
 545         res = new_r_Proj(load, mode, pn_sparc_Ld_res);
 546
 547         return res;
 548 }
 549
 550 const arch_isa_if_t sparc_isa_if = {
 551         sparc_init,
 552         sparc_lower_for_target,
 553         sparc_done,
 554         NULL,                /* handle intrinsics */
 555         NULL,
 556         sparc_get_backend_params,
 557         NULL,                    /* mark remat */
 558         sparc_parse_asm_constraint,
 559         sparc_is_valid_clobber,
 560
 561         sparc_init_graph,
 562         NULL, /* get_pic_base */
 563         NULL, /* before_abi */
 564         sparc_prepare_graph,
 565         sparc_before_ra,
 566         sparc_finish,
 567         sparc_emit_routine,
 568         NULL, /* register_saved_by */
 569         sparc_new_spill,
 570         sparc_new_reload
 571 };
 572
 573 BE_REGISTER_MODULE_CONSTRUCTOR(be_init_arch_sparc)
 574 void be_init_arch_sparc(void)
 575 {
 576         lc_opt_entry_t *be_grp = lc_opt_get_grp(firm_opt_get_root(), "be");
 577         lc_opt_entry_t *sparc_grp = lc_opt_get_grp(be_grp, "sparc");
 578
 579         lc_opt_add_table(sparc_grp, sparc_options);
 580
 581         be_register_isa_if("sparc", &sparc_isa_if);
 582         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.be.sparc.cg");
 583         sparc_init_transform();
 584         sparc_init_emitter();
 585 }