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