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  * @version  $Id$
  25  */
  26 #include "config.h"
  27
  28 #include "lc_opts.h"
  29 #include "lc_opts_enum.h"
  30
  31 #include "irgwalk.h"
  32 #include "irprog.h"
  33 #include "irprintf.h"
  34 #include "ircons.h"
  35 #include "irgmod.h"
  36 #include "irgopt.h"
  37 #include "iroptimize.h"
  38 #include "irtools.h"
  39 #include "irdump.h"
  40 #include "lowering.h"
  41 #include "lower_dw.h"
  42 #include "lower_calls.h"
  43 #include "lower_softfloat.h"
  44
  45 #include "bitset.h"
  46 #include "debug.h"
  47 #include "array_t.h"
  48 #include "error.h"
  49 #include "util.h"
  50
  51 #include "../bearch.h"
  52 #include "../benode.h"
  53 #include "../belower.h"
  54 #include "../besched.h"
  55 #include "be.h"
  56 #include "../bemachine.h"
  57 #include "../bemodule.h"
  58 #include "../beirg.h"
  59 #include "../begnuas.h"
  60 #include "../belistsched.h"
  61 #include "../beflags.h"
  62
  63 #include "bearch_sparc_t.h"
  64
  65 #include "sparc_new_nodes.h"
  66 #include "gen_sparc_regalloc_if.h"
  67 #include "sparc_transform.h"
  68 #include "sparc_emitter.h"
  69 #include "sparc_cconv.h"
  70
  71 DEBUG_ONLY(static firm_dbg_module_t *dbg = NULL;)
  72
  73 static arch_irn_class_t sparc_classify(const ir_node *node)
  74 {
  75         (void) node;
  76         return arch_irn_class_none;
  77 }
  78
  79 static ir_entity *sparc_get_frame_entity(const ir_node *node)
  80 {
  81         if (is_sparc_FrameAddr(node)) {
  82                 const sparc_attr_t *attr = get_sparc_attr_const(node);
  83                 return attr->immediate_value_entity;
  84         }
  85
  86         if (sparc_has_load_store_attr(node)) {
  87                 const sparc_load_store_attr_t *load_store_attr
  88                         = get_sparc_load_store_attr_const(node);
  89                 if (load_store_attr->is_frame_entity) {
  90                         return load_store_attr->base.immediate_value_entity;
  91                 }
  92         }
  93
  94         return NULL;
  95 }
  96
  97 /**
  98  * This function is called by the generic backend to correct offsets for
  99  * nodes accessing the stack.
 100  */
 101 static void sparc_set_frame_offset(ir_node *node, int offset)
 102 {
 103         sparc_attr_t *attr = get_sparc_attr(node);
 104         attr->immediate_value += offset;
 105
 106         /* must be a FrameAddr or a load/store node with frame_entity */
 107         assert(is_sparc_FrameAddr(node) ||
 108                         get_sparc_load_store_attr_const(node)->is_frame_entity);
 109 }
 110
 111 static int sparc_get_sp_bias(const ir_node *node)
 112 {
 113         if (is_sparc_Save(node)) {
 114                 const sparc_attr_t *attr = get_sparc_attr_const(node);
 115                 if (get_irn_arity(node) == 3)
 116                         panic("no support for _reg variant yet");
 117
 118                 return -attr->immediate_value;
 119         } else if (is_sparc_RestoreZero(node)) {
 120                 return SP_BIAS_RESET;
 121         }
 122         return 0;
 123 }
 124
 125 /* fill register allocator interface */
 126
 127 const arch_irn_ops_t sparc_irn_ops = {
 128         sparc_classify,
 129         sparc_get_frame_entity,
 130         sparc_set_frame_offset,
 131         sparc_get_sp_bias,
 132         NULL,    /* get_inverse             */
 133         NULL,    /* get_op_estimated_cost   */
 134         NULL,    /* possible_memory_operand */
 135         NULL,    /* perform_memory_operand  */
 136 };
 137
 138 /**
 139  * Transforms the standard firm graph into
 140  * a SPARC firm graph
 141  */
 142 static void sparc_prepare_graph(ir_graph *irg)
 143 {
 144         sparc_transform_graph(irg);
 145 }
 146
 147 static bool sparc_modifies_flags(const ir_node *node)
 148 {
 149         return arch_get_irn_flags(node) & sparc_arch_irn_flag_modifies_flags;
 150 }
 151
 152 static bool sparc_modifies_fp_flags(const ir_node *node)
 153 {
 154         return arch_get_irn_flags(node) & sparc_arch_irn_flag_modifies_fp_flags;
 155 }
 156
 157 static void sparc_before_ra(ir_graph *irg)
 158 {
 159         /* fixup flags register */
 160         be_sched_fix_flags(irg, &sparc_reg_classes[CLASS_sparc_flags_class],
 161                            NULL, sparc_modifies_flags);
 162         be_sched_fix_flags(irg, &sparc_reg_classes[CLASS_sparc_fpflags_class],
 163                            NULL, sparc_modifies_fp_flags);
 164 }
 165
 166 static void sparc_init_graph(ir_graph *irg)
 167 {
 168         (void) irg;
 169 }
 170
 171 extern const arch_isa_if_t sparc_isa_if;
 172 static sparc_isa_t sparc_isa_template = {
 173         {
 174                 &sparc_isa_if,                      /* isa interface implementation */
 175                 N_SPARC_REGISTERS,
 176                 sparc_registers,
 177                 N_SPARC_CLASSES,
 178                 sparc_reg_classes,
 179                 &sparc_registers[REG_SP],           /* stack pointer register */
 180                 &sparc_registers[REG_FRAME_POINTER],/* base pointer register */
 181                 &sparc_reg_classes[CLASS_sparc_gp], /* link pointer register class */
 182                 3,                                  /* power of two stack alignment
 183                                                        for calls */
 184                 NULL,                               /* main environment */
 185                 7,                                  /* costs for a spill instruction */
 186                 5,                                  /* costs for a reload instruction */
 187                 true,                               /* custom abi handling */
 188         },
 189         NULL,               /* constants */
 190         SPARC_FPU_ARCH_FPU, /* FPU architecture */
 191 };
 192
 193 /**
 194  * rewrite unsigned->float conversion.
 195  * Sparc has no instruction for this so instead we do the following:
 196  *
 197  *   int    signed_x = unsigned_value_x;
 198  *   double res      = signed_x;
 199  *   if (signed_x < 0)
 200  *       res += 4294967296. ;
 201  *   return (float) res;
 202  */
 203 static void rewrite_unsigned_float_Conv(ir_node *node)
 204 {
 205         ir_graph *irg         = get_irn_irg(node);
 206         dbg_info *dbgi        = get_irn_dbg_info(node);
 207         ir_node  *lower_block = get_nodes_block(node);
 208
 209         part_block(node);
 210
 211         {
 212                 ir_node   *block       = get_nodes_block(node);
 213                 ir_node   *unsigned_x  = get_Conv_op(node);
 214                 ir_mode   *mode_u      = get_irn_mode(unsigned_x);
 215                 ir_mode   *mode_s      = find_signed_mode(mode_u);
 216                 ir_mode   *mode_d      = mode_D;
 217                 ir_node   *signed_x    = new_rd_Conv(dbgi, block, unsigned_x, mode_s);
 218                 ir_node   *res         = new_rd_Conv(dbgi, block, signed_x, mode_d);
 219                 ir_node   *zero        = new_r_Const(irg, get_mode_null(mode_s));
 220                 ir_node   *cmp         = new_rd_Cmp(dbgi, block, signed_x, zero,
 221                                                     ir_relation_less);
 222                 ir_node   *cond        = new_rd_Cond(dbgi, block, cmp);
 223                 ir_node   *proj_true   = new_r_Proj(cond, mode_X, pn_Cond_true);
 224                 ir_node   *proj_false  = new_r_Proj(cond, mode_X, pn_Cond_false);
 225                 ir_node   *in_true[1]  = { proj_true };
 226                 ir_node   *in_false[1] = { proj_false };
 227                 ir_node   *true_block  = new_r_Block(irg, ARRAY_SIZE(in_true), in_true);
 228                 ir_node   *false_block = new_r_Block(irg, ARRAY_SIZE(in_false),in_false);
 229                 ir_node   *true_jmp    = new_r_Jmp(true_block);
 230                 ir_node   *false_jmp   = new_r_Jmp(false_block);
 231                 ir_tarval *correction  = new_tarval_from_double(4294967296., mode_d);
 232                 ir_node   *c_const     = new_r_Const(irg, correction);
 233                 ir_node   *fadd        = new_rd_Add(dbgi, true_block, res, c_const,
 234                                                    mode_d);
 235
 236                 ir_node  *lower_in[2] = { true_jmp, false_jmp };
 237                 ir_node  *phi_in[2]   = { fadd, res };
 238                 ir_mode  *dest_mode   = get_irn_mode(node);
 239                 ir_node  *phi;
 240                 ir_node  *res_conv;
 241
 242                 set_irn_in(lower_block, ARRAY_SIZE(lower_in), lower_in);
 243                 phi = new_r_Phi(lower_block, ARRAY_SIZE(phi_in), phi_in, mode_d);
 244                 assert(get_Block_phis(lower_block) == NULL);
 245                 set_Block_phis(lower_block, phi);
 246                 set_Phi_next(phi, NULL);
 247
 248                 res_conv = new_rd_Conv(dbgi, lower_block, phi, dest_mode);
 249
 250                 exchange(node, res_conv);
 251         }
 252 }
 253
 254 static int sparc_rewrite_Conv(ir_node *node, void *ctx)
 255 {
 256         ir_mode *to_mode   = get_irn_mode(node);
 257         ir_node *op        = get_Conv_op(node);
 258         ir_mode *from_mode = get_irn_mode(op);
 259         (void) ctx;
 260
 261         if (mode_is_float(to_mode) && mode_is_int(from_mode)
 262                         && get_mode_size_bits(from_mode) == 32
 263                         && !mode_is_signed(from_mode)) {
 264                 rewrite_unsigned_float_Conv(node);
 265                 return 1;
 266         }
 267
 268         return 0;
 269 }
 270
 271 static void sparc_handle_intrinsics(void)
 272 {
 273         ir_type *tp, *int_tp, *uint_tp;
 274         i_record records[8];
 275         size_t n_records = 0;
 276
 277         runtime_rt rt_iMod, rt_uMod;
 278
 279 #define ID(x) new_id_from_chars(x, sizeof(x)-1)
 280
 281         int_tp  = new_type_primitive(mode_Is);
 282         uint_tp = new_type_primitive(mode_Iu);
 283
 284         /* we need to rewrite some forms of int->float conversions */
 285         {
 286                 i_instr_record *map_Conv = &records[n_records++].i_instr;
 287
 288                 map_Conv->kind     = INTRINSIC_INSTR;
 289                 map_Conv->op       = op_Conv;
 290                 map_Conv->i_mapper = sparc_rewrite_Conv;
 291         }
 292         /* SPARC has no signed mod instruction ... */
 293         {
 294                 i_instr_record *map_Mod = &records[n_records++].i_instr;
 295
 296                 tp = new_type_method(2, 1);
 297                 set_method_param_type(tp, 0, int_tp);
 298                 set_method_param_type(tp, 1, int_tp);
 299                 set_method_res_type(tp, 0, int_tp);
 300
 301                 rt_iMod.ent             = new_entity(get_glob_type(), ID(".rem"), tp);
 302                 set_entity_ld_ident(rt_iMod.ent, ID(".rem"));
 303                 rt_iMod.mode            = mode_T;
 304                 rt_iMod.res_mode        = mode_Is;
 305                 rt_iMod.mem_proj_nr     = pn_Mod_M;
 306                 rt_iMod.regular_proj_nr = pn_Mod_X_regular;
 307                 rt_iMod.exc_proj_nr     = pn_Mod_X_except;
 308                 rt_iMod.res_proj_nr     = pn_Mod_res;
 309
 310                 set_entity_visibility(rt_iMod.ent, ir_visibility_external);
 311
 312                 map_Mod->kind     = INTRINSIC_INSTR;
 313                 map_Mod->op       = op_Mod;
 314                 map_Mod->i_mapper = (i_mapper_func)i_mapper_RuntimeCall;
 315                 map_Mod->ctx      = &rt_iMod;
 316         }
 317         /* ... nor an unsigned mod. */
 318         {
 319                 i_instr_record *map_Mod = &records[n_records++].i_instr;
 320
 321                 tp = new_type_method(2, 1);
 322                 set_method_param_type(tp, 0, uint_tp);
 323                 set_method_param_type(tp, 1, uint_tp);
 324                 set_method_res_type(tp, 0, uint_tp);
 325
 326                 rt_uMod.ent             = new_entity(get_glob_type(), ID(".urem"), tp);
 327                 set_entity_ld_ident(rt_uMod.ent, ID(".urem"));
 328                 rt_uMod.mode            = mode_T;
 329                 rt_uMod.res_mode        = mode_Iu;
 330                 rt_uMod.mem_proj_nr     = pn_Mod_M;
 331                 rt_uMod.regular_proj_nr = pn_Mod_X_regular;
 332                 rt_uMod.exc_proj_nr     = pn_Mod_X_except;
 333                 rt_uMod.res_proj_nr     = pn_Mod_res;
 334
 335                 set_entity_visibility(rt_uMod.ent, ir_visibility_external);
 336
 337                 map_Mod->kind     = INTRINSIC_INSTR;
 338                 map_Mod->op       = op_Mod;
 339                 map_Mod->i_mapper = (i_mapper_func)i_mapper_RuntimeCall;
 340                 map_Mod->ctx      = &rt_uMod;
 341         }
 342
 343         assert(n_records < ARRAY_SIZE(records));
 344         lower_intrinsics(records, n_records, /*part_block_used=*/ true);
 345 }
 346
 347 /**
 348  * Initializes the backend ISA
 349  */
 350 static arch_env_t *sparc_init(FILE *outfile)
 351 {
 352         sparc_isa_t *isa = XMALLOC(sparc_isa_t);
 353         *isa = sparc_isa_template;
 354         isa->constants = pmap_create();
 355
 356         be_emit_init(outfile);
 357
 358         sparc_register_init();
 359         sparc_create_opcodes(&sparc_irn_ops);
 360         sparc_handle_intrinsics();
 361         sparc_cconv_init();
 362
 363         return &isa->base;
 364 }
 365
 366 /**
 367  * Closes the output file and frees the ISA structure.
 368  */
 369 static void sparc_done(void *self)
 370 {
 371         sparc_isa_t *isa = (sparc_isa_t*)self;
 372
 373         /* emit now all global declarations */
 374         be_gas_emit_decls(isa->base.main_env);
 375
 376         pmap_destroy(isa->constants);
 377         be_emit_exit();
 378         free(isa);
 379 }
 380
 381
 382 /**
 383  * Get the register class which shall be used to store a value of a given mode.
 384  * @param self The this pointer.
 385  * @param mode The mode in question.
 386  * @return A register class which can hold values of the given mode.
 387  */
 388 static const arch_register_class_t *sparc_get_reg_class_for_mode(const ir_mode *mode)
 389 {
 390         if (mode_is_float(mode))
 391                 return &sparc_reg_classes[CLASS_sparc_fp];
 392         else
 393                 return &sparc_reg_classes[CLASS_sparc_gp];
 394 }
 395
 396 /**
 397  * Returns the necessary byte alignment for storing a register of given class.
 398  */
 399 static int sparc_get_reg_class_alignment(const arch_register_class_t *cls)
 400 {
 401         ir_mode *mode = arch_register_class_mode(cls);
 402         return get_mode_size_bytes(mode);
 403 }
 404
 405 static ir_node *sparc_create_set(ir_node *cond)
 406 {
 407         return ir_create_cond_set(cond, mode_Iu);
 408 }
 409
 410 static void sparc_lower_for_target(void)
 411 {
 412         size_t i, n_irgs = get_irp_n_irgs();
 413         lower_mode_b_config_t lower_mode_b_config = {
 414                 mode_Iu,
 415                 sparc_create_set,
 416                 0,
 417         };
 418         lower_calls_with_compounds(LF_RETURN_HIDDEN);
 419
 420         if (sparc_isa_template.fpu_arch == SPARC_FPU_ARCH_SOFTFLOAT)
 421                 lower_floating_point();
 422
 423         sparc_lower_64bit();
 424
 425         for (i = 0; i < n_irgs; ++i) {
 426                 ir_graph *irg = get_irp_irg(i);
 427                 ir_lower_mode_b(irg, &lower_mode_b_config);
 428                 lower_switch(irg, 4, 256, false);
 429         }
 430 }
 431
 432 static int sparc_is_mux_allowed(ir_node *sel, ir_node *mux_false,
 433                                 ir_node *mux_true)
 434 {
 435         ir_graph *irg  = get_irn_irg(sel);
 436         ir_mode  *mode = get_irn_mode(mux_true);
 437
 438         if (get_irg_phase_state(irg) == phase_low)
 439                 return false;
 440
 441         if (!mode_is_int(mode) && !mode_is_reference(mode) && mode != mode_b)
 442                 return false;
 443         if (is_Const(mux_true) && is_Const_one(mux_true) &&
 444                         is_Const(mux_false) && is_Const_null(mux_false))
 445                 return true;
 446         return false;
 447 }
 448
 449 /**
 450  * Returns the libFirm configuration parameter for this backend.
 451  */
 452 static const backend_params *sparc_get_backend_params(void)
 453 {
 454         static const ir_settings_arch_dep_t arch_dep = {
 455                 1,     /* also_use_subs */
 456                 1,     /* maximum_shifts */
 457                 31,    /* highest_shift_amount */
 458                 NULL,  /* evaluate_cost_func */
 459                 1,     /* allow mulhs */
 460                 1,     /* allow mulhu */
 461                 32,    /* max_bits_for_mulh */
 462         };
 463         static backend_params p = {
 464                 0,     /* no inline assembly */
 465                 0,     /* no support for RotL nodes */
 466                 1,     /* big endian */
 467                 1,     /* modulo shift efficient */
 468                 0,     /* non-modulo shift not efficient */
 469                 &arch_dep,              /* will be set later */
 470                 sparc_is_mux_allowed,   /* parameter for if conversion */
 471                 32,    /* machine size */
 472                 NULL,  /* float arithmetic mode */
 473                 NULL,  /* long long type */
 474                 NULL,  /* usigned long long type */
 475                 NULL,  /* long double type */
 476                 0,     /* no trampoline support: size 0 */
 477                 0,     /* no trampoline support: align 0 */
 478                 NULL,  /* no trampoline support: no trampoline builder */
 479                 4      /* alignment of stack parameter: typically 4 (32bit) or 8 (64bit) */
 480         };
 481
 482         ir_mode *mode_long_long
 483                 = new_ir_mode("long long", irms_int_number, 64, 1, irma_twos_complement,
 484                               64);
 485         ir_type *type_long_long = new_type_primitive(mode_long_long);
 486         ir_mode *mode_unsigned_long_long
 487                 = new_ir_mode("unsigned long long", irms_int_number, 64, 0,
 488                               irma_twos_complement, 64);
 489         ir_type *type_unsigned_long_long
 490                 = new_type_primitive(mode_unsigned_long_long);
 491         ir_mode *mode_long_double
 492                 = new_ir_mode("long double", irms_float_number, 128, 1,
 493                               irma_ieee754, 0);
 494         ir_type *type_long_double = new_type_primitive(mode_long_double);
 495
 496         set_type_alignment_bytes(type_long_double, 8);
 497         p.type_long_double        = type_long_double;
 498         p.type_long_long          = type_long_long;
 499         p.type_unsigned_long_long = type_unsigned_long_long;
 500         return &p;
 501 }
 502
 503 static ir_graph **sparc_get_backend_irg_list(const void *self,
 504                                              ir_graph ***irgs)
 505 {
 506         (void) self;
 507         (void) irgs;
 508         return NULL;
 509 }
 510
 511 static asm_constraint_flags_t sparc_parse_asm_constraint(const char **c)
 512 {
 513         (void) c;
 514         return ASM_CONSTRAINT_FLAG_INVALID;
 515 }
 516
 517 static int sparc_is_valid_clobber(const char *clobber)
 518 {
 519         (void) clobber;
 520         return 0;
 521 }
 522
 523 /* fpu set architectures. */
 524 static const lc_opt_enum_int_items_t sparc_fpu_items[] = {
 525         { "fpu",       SPARC_FPU_ARCH_FPU },
 526         { "softfloat", SPARC_FPU_ARCH_SOFTFLOAT },
 527         { NULL,        0 }
 528 };
 529
 530 static lc_opt_enum_int_var_t arch_fpu_var = {
 531         &sparc_isa_template.fpu_arch, sparc_fpu_items
 532 };
 533
 534 static const lc_opt_table_entry_t sparc_options[] = {
 535         LC_OPT_ENT_ENUM_INT("fpunit", "select the floating point unit", &arch_fpu_var),
 536         LC_OPT_LAST
 537 };
 538
 539 const arch_isa_if_t sparc_isa_if = {
 540         sparc_init,
 541         sparc_lower_for_target,
 542         sparc_done,
 543         NULL,                /* handle intrinsics */
 544         sparc_get_reg_class_for_mode,
 545         NULL,
 546         sparc_get_reg_class_alignment,
 547         sparc_get_backend_params,
 548         sparc_get_backend_irg_list,
 549         NULL,                    /* mark remat */
 550         sparc_parse_asm_constraint,
 551         sparc_is_valid_clobber,
 552
 553         sparc_init_graph,
 554         NULL, /* get_pic_base */
 555         NULL, /* before_abi */
 556         sparc_prepare_graph,
 557         sparc_before_ra,
 558         sparc_finish,
 559         sparc_emit_routine,
 560         NULL, /* register_saved_by */
 561 };
 562
 563 BE_REGISTER_MODULE_CONSTRUCTOR(be_init_arch_sparc)
 564 void be_init_arch_sparc(void)
 565 {
 566         lc_opt_entry_t *be_grp = lc_opt_get_grp(firm_opt_get_root(), "be");
 567         lc_opt_entry_t *sparc_grp = lc_opt_get_grp(be_grp, "sparc");
 568
 569         lc_opt_add_table(sparc_grp, sparc_options);
 570
 571         be_register_isa_if("sparc", &sparc_isa_if);
 572         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.be.sparc.cg");
 573         sparc_init_transform();
 574         sparc_init_emitter();
 575 }