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 "bemachine.h"
  60 #include "bemodule.h"
  61 #include "beirg.h"
  62 #include "begnuas.h"
  63 #include "belistsched.h"
  64 #include "beflags.h"
  65 #include "beutil.h"
  66
  67 #include "bearch_sparc_t.h"
  68
  69 #include "sparc_new_nodes.h"
  70 #include "gen_sparc_regalloc_if.h"
  71 #include "sparc_transform.h"
  72 #include "sparc_emitter.h"
  73 #include "sparc_cconv.h"
  74
  75 DEBUG_ONLY(static firm_dbg_module_t *dbg = NULL;)
  76
  77 static arch_irn_class_t sparc_classify(const ir_node *node)
  78 {
  79         (void) node;
  80         return arch_irn_class_none;
  81 }
  82
  83 static ir_entity *sparc_get_frame_entity(const ir_node *node)
  84 {
  85         if (is_sparc_FrameAddr(node)) {
  86                 const sparc_attr_t *attr = get_sparc_attr_const(node);
  87                 return attr->immediate_value_entity;
  88         }
  89
  90         if (sparc_has_load_store_attr(node)) {
  91                 const sparc_load_store_attr_t *load_store_attr
  92                         = get_sparc_load_store_attr_const(node);
  93                 if (load_store_attr->is_frame_entity) {
  94                         return load_store_attr->base.immediate_value_entity;
  95                 }
  96         }
  97
  98         return NULL;
  99 }
 100
 101 /**
 102  * This function is called by the generic backend to correct offsets for
 103  * nodes accessing the stack.
 104  */
 105 static void sparc_set_frame_offset(ir_node *node, int offset)
 106 {
 107         sparc_attr_t *attr = get_sparc_attr(node);
 108         attr->immediate_value += offset;
 109
 110         /* must be a FrameAddr or a load/store node with frame_entity */
 111         assert(is_sparc_FrameAddr(node) ||
 112                         get_sparc_load_store_attr_const(node)->is_frame_entity);
 113 }
 114
 115 static int sparc_get_sp_bias(const ir_node *node)
 116 {
 117         if (is_sparc_Save(node)) {
 118                 const sparc_attr_t *attr = get_sparc_attr_const(node);
 119                 if (get_irn_arity(node) == 3)
 120                         panic("no support for _reg variant yet");
 121
 122                 return -attr->immediate_value;
 123         } else if (is_sparc_RestoreZero(node)) {
 124                 return SP_BIAS_RESET;
 125         }
 126         return 0;
 127 }
 128
 129 /* fill register allocator interface */
 130
 131 const arch_irn_ops_t sparc_irn_ops = {
 132         sparc_classify,
 133         sparc_get_frame_entity,
 134         sparc_set_frame_offset,
 135         sparc_get_sp_bias,
 136         NULL,    /* get_inverse             */
 137         NULL,    /* get_op_estimated_cost   */
 138         NULL,    /* possible_memory_operand */
 139         NULL,    /* perform_memory_operand  */
 140 };
 141
 142 /**
 143  * Transforms the standard firm graph into
 144  * a SPARC firm graph
 145  */
 146 static void sparc_prepare_graph(ir_graph *irg)
 147 {
 148         sparc_transform_graph(irg);
 149 }
 150
 151 static bool sparc_modifies_flags(const ir_node *node)
 152 {
 153         return arch_get_irn_flags(node) & sparc_arch_irn_flag_modifies_flags;
 154 }
 155
 156 static bool sparc_modifies_fp_flags(const ir_node *node)
 157 {
 158         return arch_get_irn_flags(node) & sparc_arch_irn_flag_modifies_fp_flags;
 159 }
 160
 161 static void sparc_before_ra(ir_graph *irg)
 162 {
 163         /* fixup flags register */
 164         be_sched_fix_flags(irg, &sparc_reg_classes[CLASS_sparc_flags_class],
 165                            NULL, sparc_modifies_flags);
 166         be_sched_fix_flags(irg, &sparc_reg_classes[CLASS_sparc_fpflags_class],
 167                            NULL, sparc_modifies_fp_flags);
 168 }
 169
 170 static void sparc_init_graph(ir_graph *irg)
 171 {
 172         (void) irg;
 173 }
 174
 175 extern const arch_isa_if_t sparc_isa_if;
 176 static sparc_isa_t sparc_isa_template = {
 177         {
 178                 &sparc_isa_if,                      /* isa interface implementation */
 179                 N_SPARC_REGISTERS,
 180                 sparc_registers,
 181                 N_SPARC_CLASSES,
 182                 sparc_reg_classes,
 183                 &sparc_registers[REG_SP],           /* stack pointer register */
 184                 &sparc_registers[REG_FRAME_POINTER],/* base pointer register */
 185                 &sparc_reg_classes[CLASS_sparc_gp], /* link pointer register class */
 186                 3,                                  /* power of two stack alignment
 187                                                        for calls */
 188                 NULL,                               /* main environment */
 189                 7,                                  /* costs for a spill instruction */
 190                 5,                                  /* costs for a reload instruction */
 191                 true,                               /* custom abi handling */
 192         },
 193         NULL,               /* constants */
 194         SPARC_FPU_ARCH_FPU, /* FPU architecture */
 195 };
 196
 197 /**
 198  * rewrite unsigned->float conversion.
 199  * Sparc has no instruction for this so instead we do the following:
 200  *
 201  *   int    signed_x = unsigned_value_x;
 202  *   double res      = signed_x;
 203  *   if (signed_x < 0)
 204  *       res += 4294967296. ;
 205  *   return (float) res;
 206  */
 207 static void rewrite_unsigned_float_Conv(ir_node *node)
 208 {
 209         ir_graph *irg         = get_irn_irg(node);
 210         dbg_info *dbgi        = get_irn_dbg_info(node);
 211         ir_node  *lower_block = get_nodes_block(node);
 212
 213         part_block(node);
 214
 215         {
 216                 ir_node   *block       = get_nodes_block(node);
 217                 ir_node   *unsigned_x  = get_Conv_op(node);
 218                 ir_mode   *mode_u      = get_irn_mode(unsigned_x);
 219                 ir_mode   *mode_s      = find_signed_mode(mode_u);
 220                 ir_mode   *mode_d      = mode_D;
 221                 ir_node   *signed_x    = new_rd_Conv(dbgi, block, unsigned_x, mode_s);
 222                 ir_node   *res         = new_rd_Conv(dbgi, block, signed_x, mode_d);
 223                 ir_node   *zero        = new_r_Const(irg, get_mode_null(mode_s));
 224                 ir_node   *cmp         = new_rd_Cmp(dbgi, block, signed_x, zero,
 225                                                     ir_relation_less);
 226                 ir_node   *cond        = new_rd_Cond(dbgi, block, cmp);
 227                 ir_node   *proj_true   = new_r_Proj(cond, mode_X, pn_Cond_true);
 228                 ir_node   *proj_false  = new_r_Proj(cond, mode_X, pn_Cond_false);
 229                 ir_node   *in_true[1]  = { proj_true };
 230                 ir_node   *in_false[1] = { proj_false };
 231                 ir_node   *true_block  = new_r_Block(irg, ARRAY_SIZE(in_true), in_true);
 232                 ir_node   *false_block = new_r_Block(irg, ARRAY_SIZE(in_false),in_false);
 233                 ir_node   *true_jmp    = new_r_Jmp(true_block);
 234                 ir_node   *false_jmp   = new_r_Jmp(false_block);
 235                 ir_tarval *correction  = new_tarval_from_double(4294967296., mode_d);
 236                 ir_node   *c_const     = new_r_Const(irg, correction);
 237                 ir_node   *fadd        = new_rd_Add(dbgi, true_block, res, c_const,
 238                                                    mode_d);
 239
 240                 ir_node  *lower_in[2] = { true_jmp, false_jmp };
 241                 ir_node  *phi_in[2]   = { fadd, res };
 242                 ir_mode  *dest_mode   = get_irn_mode(node);
 243                 ir_node  *phi;
 244                 ir_node  *res_conv;
 245
 246                 set_irn_in(lower_block, ARRAY_SIZE(lower_in), lower_in);
 247                 phi = new_r_Phi(lower_block, ARRAY_SIZE(phi_in), phi_in, mode_d);
 248                 assert(get_Block_phis(lower_block) == NULL);
 249                 set_Block_phis(lower_block, phi);
 250                 set_Phi_next(phi, NULL);
 251
 252                 res_conv = new_rd_Conv(dbgi, lower_block, phi, dest_mode);
 253
 254                 exchange(node, res_conv);
 255         }
 256 }
 257
 258 static int sparc_rewrite_Conv(ir_node *node, void *ctx)
 259 {
 260         ir_mode *to_mode   = get_irn_mode(node);
 261         ir_node *op        = get_Conv_op(node);
 262         ir_mode *from_mode = get_irn_mode(op);
 263         (void) ctx;
 264
 265         if (mode_is_float(to_mode) && mode_is_int(from_mode)
 266                         && get_mode_size_bits(from_mode) == 32
 267                         && !mode_is_signed(from_mode)) {
 268                 rewrite_unsigned_float_Conv(node);
 269                 return 1;
 270         }
 271
 272         return 0;
 273 }
 274
 275 static void sparc_handle_intrinsics(void)
 276 {
 277         ir_type *tp, *int_tp, *uint_tp;
 278         i_record records[8];
 279         size_t n_records = 0;
 280
 281         runtime_rt rt_iMod, rt_uMod;
 282
 283 #define ID(x) new_id_from_chars(x, sizeof(x)-1)
 284
 285         int_tp  = new_type_primitive(mode_Is);
 286         uint_tp = new_type_primitive(mode_Iu);
 287
 288         /* we need to rewrite some forms of int->float conversions */
 289         {
 290                 i_instr_record *map_Conv = &records[n_records++].i_instr;
 291
 292                 map_Conv->kind     = INTRINSIC_INSTR;
 293                 map_Conv->op       = op_Conv;
 294                 map_Conv->i_mapper = sparc_rewrite_Conv;
 295         }
 296         /* SPARC has no signed mod instruction ... */
 297         {
 298                 i_instr_record *map_Mod = &records[n_records++].i_instr;
 299
 300                 tp = new_type_method(2, 1);
 301                 set_method_param_type(tp, 0, int_tp);
 302                 set_method_param_type(tp, 1, int_tp);
 303                 set_method_res_type(tp, 0, int_tp);
 304
 305                 rt_iMod.ent             = new_entity(get_glob_type(), ID(".rem"), tp);
 306                 set_entity_ld_ident(rt_iMod.ent, ID(".rem"));
 307                 rt_iMod.mode            = mode_T;
 308                 rt_iMod.res_mode        = mode_Is;
 309                 rt_iMod.mem_proj_nr     = pn_Mod_M;
 310                 rt_iMod.regular_proj_nr = pn_Mod_X_regular;
 311                 rt_iMod.exc_proj_nr     = pn_Mod_X_except;
 312                 rt_iMod.res_proj_nr     = pn_Mod_res;
 313
 314                 set_entity_visibility(rt_iMod.ent, ir_visibility_external);
 315
 316                 map_Mod->kind     = INTRINSIC_INSTR;
 317                 map_Mod->op       = op_Mod;
 318                 map_Mod->i_mapper = (i_mapper_func)i_mapper_RuntimeCall;
 319                 map_Mod->ctx      = &rt_iMod;
 320         }
 321         /* ... nor an unsigned mod. */
 322         {
 323                 i_instr_record *map_Mod = &records[n_records++].i_instr;
 324
 325                 tp = new_type_method(2, 1);
 326                 set_method_param_type(tp, 0, uint_tp);
 327                 set_method_param_type(tp, 1, uint_tp);
 328                 set_method_res_type(tp, 0, uint_tp);
 329
 330                 rt_uMod.ent             = new_entity(get_glob_type(), ID(".urem"), tp);
 331                 set_entity_ld_ident(rt_uMod.ent, ID(".urem"));
 332                 rt_uMod.mode            = mode_T;
 333                 rt_uMod.res_mode        = mode_Iu;
 334                 rt_uMod.mem_proj_nr     = pn_Mod_M;
 335                 rt_uMod.regular_proj_nr = pn_Mod_X_regular;
 336                 rt_uMod.exc_proj_nr     = pn_Mod_X_except;
 337                 rt_uMod.res_proj_nr     = pn_Mod_res;
 338
 339                 set_entity_visibility(rt_uMod.ent, ir_visibility_external);
 340
 341                 map_Mod->kind     = INTRINSIC_INSTR;
 342                 map_Mod->op       = op_Mod;
 343                 map_Mod->i_mapper = (i_mapper_func)i_mapper_RuntimeCall;
 344                 map_Mod->ctx      = &rt_uMod;
 345         }
 346
 347         assert(n_records < ARRAY_SIZE(records));
 348         lower_intrinsics(records, n_records, /*part_block_used=*/ true);
 349 }
 350
 351 /**
 352  * Initializes the backend ISA
 353  */
 354 static arch_env_t *sparc_init(const be_main_env_t *env)
 355 {
 356         sparc_isa_t *isa = XMALLOC(sparc_isa_t);
 357         *isa = sparc_isa_template;
 358         isa->constants = pmap_create();
 359
 360         be_gas_elf_type_char      = '#';
 361         be_gas_object_file_format = OBJECT_FILE_FORMAT_ELF;
 362         be_gas_elf_variant        = ELF_VARIANT_SPARC;
 363
 364         sparc_register_init();
 365         sparc_create_opcodes(&sparc_irn_ops);
 366         sparc_handle_intrinsics();
 367         sparc_cconv_init();
 368
 369         be_emit_init(env->file_handle);
 370         be_gas_begin_compilation_unit(env);
 371
 372         return &isa->base;
 373 }
 374
 375 /**
 376  * Closes the output file and frees the ISA structure.
 377  */
 378 static void sparc_done(void *self)
 379 {
 380         sparc_isa_t *isa = (sparc_isa_t*)self;
 381
 382         /* emit now all global declarations */
 383         be_gas_end_compilation_unit(isa->base.main_env);
 384
 385         pmap_destroy(isa->constants);
 386         be_emit_exit();
 387         free(isa);
 388 }
 389
 390 static void sparc_lower_for_target(void)
 391 {
 392         size_t i, n_irgs = get_irp_n_irgs();
 393
 394         lower_calls_with_compounds(LF_RETURN_HIDDEN);
 395
 396         for (i = 0; i < n_irgs; ++i) {
 397                 ir_graph *irg = get_irp_irg(i);
 398                 /* Turn all small CopyBs into loads/stores and all bigger CopyBs into
 399                  * memcpy calls. */
 400                 lower_CopyB(irg, 31, 32, false);
 401         }
 402
 403         if (sparc_isa_template.fpu_arch == SPARC_FPU_ARCH_SOFTFLOAT)
 404                 lower_floating_point();
 405
 406         lower_builtins(0, NULL);
 407
 408         sparc_lower_64bit();
 409
 410         for (i = 0; i < n_irgs; ++i) {
 411                 ir_graph *irg = get_irp_irg(i);
 412                 ir_lower_mode_b(irg, mode_Iu);
 413                 lower_switch(irg, 4, 256, false);
 414                 lower_alloc(irg, SPARC_STACK_ALIGNMENT, false, SPARC_MIN_STACKSIZE);
 415         }
 416 }
 417
 418 static int sparc_is_mux_allowed(ir_node *sel, ir_node *mux_false,
 419                                 ir_node *mux_true)
 420 {
 421         return ir_is_optimizable_mux(sel, mux_false, mux_true);
 422 }
 423
 424 /**
 425  * Returns the libFirm configuration parameter for this backend.
 426  */
 427 static const backend_params *sparc_get_backend_params(void)
 428 {
 429         static const ir_settings_arch_dep_t arch_dep = {
 430                 1,     /* also_use_subs */
 431                 1,     /* maximum_shifts */
 432                 31,    /* highest_shift_amount */
 433                 NULL,  /* evaluate_cost_func */
 434                 1,     /* allow mulhs */
 435                 1,     /* allow mulhu */
 436                 32,    /* max_bits_for_mulh */
 437         };
 438         static backend_params p = {
 439                 0,     /* no inline assembly */
 440                 0,     /* no support for RotL nodes */
 441                 1,     /* big endian */
 442                 1,     /* modulo shift efficient */
 443                 0,     /* non-modulo shift not efficient */
 444                 &arch_dep,              /* will be set later */
 445                 sparc_is_mux_allowed,   /* parameter for if conversion */
 446                 32,    /* machine size */
 447                 NULL,  /* float arithmetic mode */
 448                 NULL,  /* long long type */
 449                 NULL,  /* usigned long long type */
 450                 NULL,  /* long double type */
 451                 0,     /* no trampoline support: size 0 */
 452                 0,     /* no trampoline support: align 0 */
 453                 NULL,  /* no trampoline support: no trampoline builder */
 454                 4      /* alignment of stack parameter: typically 4 (32bit) or 8 (64bit) */
 455         };
 456
 457         ir_mode *mode_long_long
 458                 = new_int_mode("long long", irma_twos_complement, 64, 1, 64);
 459         ir_type *type_long_long = new_type_primitive(mode_long_long);
 460         ir_mode *mode_unsigned_long_long
 461                 = new_int_mode("unsigned long long", irma_twos_complement, 64, 0, 64);
 462         ir_type *type_unsigned_long_long
 463                 = new_type_primitive(mode_unsigned_long_long);
 464
 465         p.type_long_long          = type_long_long;
 466         p.type_unsigned_long_long = type_unsigned_long_long;
 467
 468         if (sparc_isa_template.fpu_arch == SPARC_FPU_ARCH_SOFTFLOAT) {
 469                 p.mode_float_arithmetic = NULL;
 470                 p.type_long_double      = NULL;
 471         } else {
 472                 ir_type *type_long_double = new_type_primitive(mode_Q);
 473
 474                 set_type_alignment_bytes(type_long_double, 8);
 475                 set_type_size_bytes(type_long_double, 16);
 476                 p.type_long_double = type_long_double;
 477         }
 478         return &p;
 479 }
 480
 481 static asm_constraint_flags_t sparc_parse_asm_constraint(const char **c)
 482 {
 483         (void) c;
 484         return ASM_CONSTRAINT_FLAG_INVALID;
 485 }
 486
 487 static int sparc_is_valid_clobber(const char *clobber)
 488 {
 489         (void) clobber;
 490         return 0;
 491 }
 492
 493 /* fpu set architectures. */
 494 static const lc_opt_enum_int_items_t sparc_fpu_items[] = {
 495         { "fpu",       SPARC_FPU_ARCH_FPU },
 496         { "softfloat", SPARC_FPU_ARCH_SOFTFLOAT },
 497         { NULL,        0 }
 498 };
 499
 500 static lc_opt_enum_int_var_t arch_fpu_var = {
 501         &sparc_isa_template.fpu_arch, sparc_fpu_items
 502 };
 503
 504 static const lc_opt_table_entry_t sparc_options[] = {
 505         LC_OPT_ENT_ENUM_INT("fpunit", "select the floating point unit", &arch_fpu_var),
 506         LC_OPT_LAST
 507 };
 508
 509 static ir_node *sparc_new_spill(ir_node *value, ir_node *after)
 510 {
 511         ir_node  *block = get_block(after);
 512         ir_graph *irg   = get_irn_irg(value);
 513         ir_node  *frame = get_irg_frame(irg);
 514         ir_node  *mem   = get_irg_no_mem(irg);
 515         ir_mode  *mode  = get_irn_mode(value);
 516         ir_node  *store;
 517
 518         if (mode_is_float(mode)) {
 519                 store = create_stf(NULL, block, value, frame, mem, mode, NULL, 0, true);
 520         } else {
 521                 store = new_bd_sparc_St_imm(NULL, block, value, frame, mem, mode, NULL,
 522                                             0, true);
 523         }
 524         sched_add_after(after, store);
 525         return store;
 526 }
 527
 528 static ir_node *sparc_new_reload(ir_node *value, ir_node *spill,
 529                                  ir_node *before)
 530 {
 531         ir_node  *block = get_block(before);
 532         ir_graph *irg   = get_irn_irg(value);
 533         ir_node  *frame = get_irg_frame(irg);
 534         ir_mode  *mode  = get_irn_mode(value);
 535         ir_node  *load;
 536         ir_node  *res;
 537
 538         if (mode_is_float(mode)) {
 539                 load = create_ldf(NULL, block, frame, spill, mode, NULL, 0, true);
 540         } else {
 541                 load = new_bd_sparc_Ld_imm(NULL, block, frame, spill, mode, NULL, 0,
 542                                            true);
 543         }
 544         sched_add_before(before, load);
 545         assert((long)pn_sparc_Ld_res == (long)pn_sparc_Ldf_res);
 546         res = new_r_Proj(load, mode, pn_sparc_Ld_res);
 547
 548         return res;
 549 }
 550
 551 const arch_isa_if_t sparc_isa_if = {
 552         sparc_init,
 553         sparc_lower_for_target,
 554         sparc_done,
 555         NULL,                /* handle intrinsics */
 556         NULL,
 557         sparc_get_backend_params,
 558         NULL,                    /* mark remat */
 559         sparc_parse_asm_constraint,
 560         sparc_is_valid_clobber,
 561
 562         sparc_init_graph,
 563         NULL, /* get_pic_base */
 564         NULL, /* before_abi */
 565         sparc_prepare_graph,
 566         sparc_before_ra,
 567         sparc_finish,
 568         sparc_emit_routine,
 569         NULL, /* register_saved_by */
 570         sparc_new_spill,
 571         sparc_new_reload
 572 };
 573
 574 BE_REGISTER_MODULE_CONSTRUCTOR(be_init_arch_sparc)
 575 void be_init_arch_sparc(void)
 576 {
 577         lc_opt_entry_t *be_grp = lc_opt_get_grp(firm_opt_get_root(), "be");
 578         lc_opt_entry_t *sparc_grp = lc_opt_get_grp(be_grp, "sparc");
 579
 580         lc_opt_add_table(sparc_grp, sparc_options);
 581
 582         be_register_isa_if("sparc", &sparc_isa_if);
 583         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.be.sparc.cg");
 584         sparc_init_transform();
 585         sparc_init_emitter();
 586 }