nsz Git - libfirm/blob - ir/be/sparc/sparc_emitter.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   emit assembler for a backend graph
  23  * @author  Hannes Rapp, Matthias Braun
  24  */
  25 #include "config.h"
  26
  27 #include <limits.h>
  28
  29 #include "bitfiddle.h"
  30 #include "xmalloc.h"
  31 #include "tv.h"
  32 #include "iredges.h"
  33 #include "debug.h"
  34 #include "irgwalk.h"
  35 #include "irprintf.h"
  36 #include "irop_t.h"
  37 #include "irargs_t.h"
  38 #include "irprog.h"
  39 #include "irargs_t.h"
  40 #include "error.h"
  41 #include "raw_bitset.h"
  42 #include "dbginfo.h"
  43 #include "heights.h"
  44
  45 #include "besched.h"
  46 #include "beblocksched.h"
  47 #include "beirg.h"
  48 #include "begnuas.h"
  49 #include "bedwarf.h"
  50 #include "benode.h"
  51 #include "bestack.h"
  52 #include "bepeephole.h"
  53
  54 #include "sparc_emitter.h"
  55 #include "gen_sparc_emitter.h"
  56 #include "sparc_nodes_attr.h"
  57 #include "sparc_new_nodes.h"
  58 #include "gen_sparc_regalloc_if.h"
  59
  60 DEBUG_ONLY(static firm_dbg_module_t *dbg = NULL;)
  61
  62 static ir_heights_t  *heights;
  63 static const ir_node *delay_slot_filler; /**< this node has been choosen to fill
  64                                               the next delay slot */
  65
  66 static void sparc_emit_node(const ir_node *node);
  67 static bool emitting_delay_slot;
  68
  69 /**
  70  * indent before instruction. (Adds additional indentation when emitting
  71  * delay slots)
  72  */
  73 static void sparc_emit_indent(void)
  74 {
  75         be_emit_char('\t');
  76         if (emitting_delay_slot)
  77                 be_emit_char(' ');
  78 }
  79
  80 static void sparc_emit_immediate(ir_node const *const node)
  81 {
  82         const sparc_attr_t *attr   = get_sparc_attr_const(node);
  83         ir_entity          *entity = attr->immediate_value_entity;
  84
  85         if (entity == NULL) {
  86                 int32_t value = attr->immediate_value;
  87                 assert(sparc_is_value_imm_encodeable(value));
  88                 be_emit_irprintf("%d", value);
  89         } else {
  90                 if (get_entity_owner(entity) == get_tls_type()) {
  91                         be_emit_cstring("%tle_lox10(");
  92                 } else {
  93                         be_emit_cstring("%lo(");
  94                 }
  95                 be_gas_emit_entity(entity);
  96                 if (attr->immediate_value != 0) {
  97                         be_emit_irprintf("%+d", attr->immediate_value);
  98                 }
  99                 be_emit_char(')');
 100         }
 101 }
 102
 103 static void sparc_emit_high_immediate(ir_node const *node)
 104 {
 105         const sparc_attr_t *attr   = get_sparc_attr_const(node);
 106         ir_entity          *entity = attr->immediate_value_entity;
 107
 108         if (entity == NULL) {
 109                 uint32_t value = (uint32_t) attr->immediate_value;
 110                 be_emit_irprintf("%%hi(0x%X)", value);
 111         } else {
 112                 if (get_entity_owner(entity) == get_tls_type()) {
 113                         be_emit_cstring("%tle_hix22(");
 114                 } else {
 115                         be_emit_cstring("%hi(");
 116                 }
 117                 be_gas_emit_entity(entity);
 118                 if (attr->immediate_value != 0) {
 119                         be_emit_irprintf("%+d", attr->immediate_value);
 120                 }
 121                 be_emit_char(')');
 122         }
 123 }
 124
 125 static void sparc_emit_source_register(ir_node const *node, int const pos)
 126 {
 127         const arch_register_t *reg = arch_get_irn_register_in(node, pos);
 128         be_emit_char('%');
 129         be_emit_string(arch_register_get_name(reg));
 130 }
 131
 132 static void sparc_emit_dest_register(ir_node const *const node, int const pos)
 133 {
 134         const arch_register_t *reg = arch_get_irn_register_out(node, pos);
 135         be_emit_char('%');
 136         be_emit_string(arch_register_get_name(reg));
 137 }
 138
 139 /**
 140  * emit SP offset
 141  */
 142 static void sparc_emit_offset(const ir_node *node, int offset_node_pos)
 143 {
 144         const sparc_load_store_attr_t *attr = get_sparc_load_store_attr_const(node);
 145
 146         if (attr->is_reg_reg) {
 147                 assert(!attr->is_frame_entity);
 148                 assert(attr->base.immediate_value == 0);
 149                 assert(attr->base.immediate_value_entity == NULL);
 150                 be_emit_char('+');
 151                 sparc_emit_source_register(node, offset_node_pos);
 152         } else if (attr->is_frame_entity) {
 153                 int32_t offset = attr->base.immediate_value;
 154                 if (offset != 0) {
 155                         assert(sparc_is_value_imm_encodeable(offset));
 156                         be_emit_irprintf("%+ld", offset);
 157                 }
 158         } else if (attr->base.immediate_value != 0
 159                         || attr->base.immediate_value_entity != NULL) {
 160                 be_emit_char('+');
 161                 sparc_emit_immediate(node);
 162         }
 163 }
 164
 165 /**
 166  *  Emit load mode
 167  */
 168 static void sparc_emit_load_mode(ir_node const *const node)
 169 {
 170         const sparc_load_store_attr_t *attr = get_sparc_load_store_attr_const(node);
 171         ir_mode *mode      = attr->load_store_mode;
 172         int      bits      = get_mode_size_bits(mode);
 173         bool     is_signed = mode_is_signed(mode);
 174
 175         switch (bits) {
 176         case   8: be_emit_string(is_signed ? "sb" : "ub"); break;
 177         case  16: be_emit_string(is_signed ? "sh" : "uh"); break;
 178         case  32: break;
 179         case  64: be_emit_char('d'); break;
 180         case 128: be_emit_char('q'); break;
 181         default:  panic("invalid load/store mode %+F", mode);
 182         }
 183 }
 184
 185 /**
 186  * Emit store mode char
 187  */
 188 static void sparc_emit_store_mode(ir_node const *const node)
 189 {
 190         const sparc_load_store_attr_t *attr = get_sparc_load_store_attr_const(node);
 191         ir_mode *mode      = attr->load_store_mode;
 192         int      bits      = get_mode_size_bits(mode);
 193
 194         switch (bits) {
 195         case   8: be_emit_char('b'); break;
 196         case  16: be_emit_char('h'); break;
 197         case  32: break;
 198         case  64: be_emit_char('d'); break;
 199         case 128: be_emit_char('q'); break;
 200         default:  panic("invalid load/store mode %+F", mode);
 201         }
 202 }
 203
 204 static void emit_fp_suffix(const ir_mode *mode)
 205 {
 206         assert(mode_is_float(mode));
 207         switch (get_mode_size_bits(mode)) {
 208         case  32: be_emit_char('s'); break;
 209         case  64: be_emit_char('d'); break;
 210         case 128: be_emit_char('q'); break;
 211         default:  panic("invalid FP mode");
 212         }
 213 }
 214
 215 static ir_node *get_jump_target(const ir_node *jump)
 216 {
 217         return (ir_node*)get_irn_link(jump);
 218 }
 219
 220 /**
 221  * Returns the target label for a control flow node.
 222  */
 223 static void sparc_emit_cfop_target(const ir_node *node)
 224 {
 225         ir_node *block = get_jump_target(node);
 226         be_gas_emit_block_name(block);
 227 }
 228
 229 /**
 230  * returns true if a sparc_call calls a register and not an immediate
 231  */
 232 static bool is_sparc_reg_call(const ir_node *node)
 233 {
 234         const sparc_attr_t *attr = get_sparc_attr_const(node);
 235         return attr->immediate_value_entity == NULL;
 236 }
 237
 238 static int get_sparc_Call_dest_addr_pos(const ir_node *node)
 239 {
 240         assert(is_sparc_reg_call(node));
 241         return get_irn_arity(node)-1;
 242 }
 243
 244 static bool ba_is_fallthrough(const ir_node *node)
 245 {
 246         ir_node *block      = get_nodes_block(node);
 247         ir_node *next_block = (ir_node*)get_irn_link(block);
 248         return get_irn_link(node) == next_block;
 249 }
 250
 251 static bool is_no_instruction(const ir_node *node)
 252 {
 253         /* copies are nops if src_reg == dest_reg */
 254         if (be_is_Copy(node) || be_is_CopyKeep(node)) {
 255                 const arch_register_t *src_reg  = arch_get_irn_register_in(node, 0);
 256                 const arch_register_t *dest_reg = arch_get_irn_register_out(node, 0);
 257
 258                 if (src_reg == dest_reg)
 259                         return true;
 260         }
 261         if (be_is_IncSP(node) && be_get_IncSP_offset(node) == 0)
 262                 return true;
 263         /* Ba is not emitted if it is a simple fallthrough */
 264         if (is_sparc_Ba(node) && ba_is_fallthrough(node))
 265                 return true;
 266
 267         return be_is_Keep(node) || be_is_Start(node) || is_Phi(node);
 268 }
 269
 270 static bool has_delay_slot(const ir_node *node)
 271 {
 272         if (is_sparc_Ba(node)) {
 273                 return !ba_is_fallthrough(node);
 274         }
 275
 276         return arch_get_irn_flags(node) & sparc_arch_irn_flag_has_delay_slot;
 277 }
 278
 279 /** returns true if the emitter for this sparc node can produce more than one
 280  * actual sparc instruction.
 281  * Usually it is a bad sign if we have to add instructions here. We should
 282  * rather try to get them lowered down. So we can actually put them into
 283  * delay slots and make them more accessible to the scheduler.
 284  */
 285 static bool emits_multiple_instructions(const ir_node *node)
 286 {
 287         if (has_delay_slot(node))
 288                 return true;
 289
 290         if (is_sparc_Call(node)) {
 291                 return arch_get_irn_flags(node) & sparc_arch_irn_flag_aggregate_return;
 292         }
 293
 294         return is_sparc_SMulh(node) || is_sparc_UMulh(node)
 295                 || is_sparc_SDiv(node) || is_sparc_UDiv(node)
 296                 || be_is_MemPerm(node) || be_is_Perm(node)
 297                 || is_sparc_SubSP(node);
 298 }
 299
 300 static bool uses_reg(const ir_node *node, const arch_register_t *reg)
 301 {
 302         int arity = get_irn_arity(node);
 303         for (int i = 0; i < arity; ++i) {
 304                 const arch_register_t *in_reg = arch_get_irn_register_in(node, i);
 305                 if (reg == in_reg)
 306                         return true;
 307         }
 308         return false;
 309 }
 310
 311 static bool writes_reg(const ir_node *node, const arch_register_t *reg)
 312 {
 313         unsigned n_outs = arch_get_irn_n_outs(node);
 314         for (unsigned o = 0; o < n_outs; ++o) {
 315                 const arch_register_t *out_reg = arch_get_irn_register_out(node, o);
 316                 if (out_reg == reg)
 317                         return true;
 318         }
 319         return false;
 320 }
 321
 322 static bool can_move_into_delayslot(const ir_node *node, const ir_node *to)
 323 {
 324         if (!be_can_move_before(heights, node, to))
 325                 return false;
 326
 327         if (is_sparc_Call(to)) {
 328                 ir_node *check;
 329                 /** all deps are used after the delay slot so, we're fine */
 330                 if (!is_sparc_reg_call(to))
 331                         return true;
 332
 333                 check = get_irn_n(to, get_sparc_Call_dest_addr_pos(to));
 334                 if (skip_Proj(check) == node)
 335                         return false;
 336
 337                 /* the Call also destroys the value of %o7, but since this is
 338                  * currently marked as ignore register in the backend, it
 339                  * should never be used by the instruction in the delay slot. */
 340                 if (uses_reg(node, &sparc_registers[REG_O7]))
 341                         return false;
 342                 return true;
 343         } else if (is_sparc_Return(to)) {
 344                 /* return uses the value of %o7, all other values are not
 345                  * immediately used */
 346                 if (writes_reg(node, &sparc_registers[REG_O7]))
 347                         return false;
 348                 return true;
 349         } else {
 350                 /* the node must not use our computed values */
 351                 int arity = get_irn_arity(to);
 352                 for (int i = 0; i < arity; ++i) {
 353                         ir_node *in = get_irn_n(to, i);
 354                         if (skip_Proj(in) == node)
 355                                 return false;
 356                 }
 357                 return true;
 358         }
 359 }
 360
 361 /**
 362  * search for an instruction that can fill the delay slot of @p node
 363  */
 364 static const ir_node *pick_delay_slot_for(const ir_node *node)
 365 {
 366         const ir_node *schedpoint = node;
 367         unsigned       tries      = 0;
 368         /* currently we don't track which registers are still alive, so we can't
 369          * pick any other instructions other than the one directly preceding */
 370         static const unsigned PICK_DELAY_SLOT_MAX_DISTANCE = 10;
 371
 372         assert(has_delay_slot(node));
 373
 374         while (sched_has_prev(schedpoint)) {
 375                 schedpoint = sched_prev(schedpoint);
 376
 377                 if (has_delay_slot(schedpoint))
 378                         break;
 379
 380                 /* skip things which don't really result in instructions */
 381                 if (is_no_instruction(schedpoint))
 382                         continue;
 383
 384                 if (tries++ >= PICK_DELAY_SLOT_MAX_DISTANCE)
 385                         break;
 386
 387                 if (emits_multiple_instructions(schedpoint))
 388                         continue;
 389
 390                 if (!can_move_into_delayslot(schedpoint, node))
 391                         continue;
 392
 393                 /* found something */
 394                 return schedpoint;
 395         }
 396
 397         return NULL;
 398 }
 399
 400 void sparc_emitf(ir_node const *const node, char const *fmt, ...)
 401 {
 402         va_list ap;
 403         va_start(ap, fmt);
 404         sparc_emit_indent();
 405         for (;;) {
 406                 char const *start = fmt;
 407
 408                 while (*fmt != '%' && *fmt != '\0')
 409                         ++fmt;
 410                 be_emit_string_len(start, fmt - start);
 411                 if (*fmt == '\0')
 412                         break;
 413                 ++fmt;
 414
 415                 bool plus = false;
 416                 if (*fmt == '+') {
 417                         plus = true;
 418                         ++fmt;
 419                 }
 420
 421                 switch (*fmt++) {
 422                 case '%':
 423                         be_emit_char('%');
 424                         break;
 425
 426                 case 'D':
 427                         if (*fmt < '0' || '9' <= *fmt)
 428                                 goto unknown;
 429                         sparc_emit_dest_register(node, *fmt++ - '0');
 430                         break;
 431
 432                 case 'E': {
 433                         sparc_attr_t const *const attr = get_sparc_attr_const(node);
 434                         be_gas_emit_entity(attr->immediate_value_entity);
 435                         if (attr->immediate_value != 0) {
 436                                 be_emit_irprintf(plus ? "%+d" : "%d", attr->immediate_value);
 437                         }
 438                         break;
 439                 }
 440
 441                 case 'F': {
 442                         ir_mode *mode;
 443                         switch (*fmt++) {
 444                         case 'D': mode = get_sparc_fp_conv_attr_const(node)->dest_mode; break;
 445                         case 'M': mode = get_sparc_fp_attr_const(node)->fp_mode;        break;
 446                         case 'S': mode = get_sparc_fp_conv_attr_const(node)->src_mode;  break;
 447                         default:  goto unknown;
 448                         }
 449                         emit_fp_suffix(mode);
 450                         break;
 451                 }
 452
 453                 case 'H':
 454                         sparc_emit_high_immediate(node);
 455                         break;
 456
 457                 case 'L':
 458                         sparc_emit_cfop_target(node);
 459                         break;
 460
 461                 case 'M':
 462                         switch (*fmt++) {
 463                         case 'L': sparc_emit_load_mode(node);  break;
 464                         case 'S': sparc_emit_store_mode(node); break;
 465                         default:  goto unknown;
 466                         }
 467                         break;
 468
 469                 case 'O':
 470                         if (*fmt < '0' || '9' <= *fmt)
 471                                 goto unknown;
 472                         sparc_emit_offset(node, *fmt++ - '0');
 473                         break;
 474
 475                 case 'R': {
 476                         arch_register_t const *const reg = va_arg(ap, const arch_register_t*);
 477                         be_emit_char('%');
 478                         be_emit_string(arch_register_get_name(reg));
 479                         break;
 480                 }
 481
 482                 case 'S': {
 483                         bool imm = false;
 484                         if (*fmt == 'I') {
 485                                 imm = true;
 486                                 ++fmt;
 487                         }
 488                         if (*fmt < '0' || '9' <= *fmt)
 489                                 goto unknown;
 490                         unsigned const pos = *fmt++ - '0';
 491                         if (imm && arch_get_irn_flags(node) & (arch_irn_flags_t)sparc_arch_irn_flag_immediate_form) {
 492                                 sparc_emit_immediate(node);
 493                         } else {
 494                                 sparc_emit_source_register(node, pos);
 495                         }
 496                         break;
 497                 }
 498
 499                 case 'd': {
 500                         int const num = va_arg(ap, int);
 501                         be_emit_irprintf(plus ? "%+d" : "%d", num);
 502                         break;
 503                 }
 504
 505                 case 's': {
 506                         char const *const str = va_arg(ap, char const*);
 507                         be_emit_string(str);
 508                         break;
 509                 }
 510
 511                 case 'u': {
 512                         unsigned const num = va_arg(ap, unsigned);
 513                         be_emit_irprintf(plus ? "%+u" : "%u", num);
 514                         break;
 515                 }
 516
 517                 default:
 518 unknown:
 519                         panic("unknown format conversion in sparc_emitf()");
 520                 }
 521         }
 522         be_emit_finish_line_gas(node);
 523         va_end(ap);
 524 }
 525
 526 /**
 527  * Emits code for stack space management
 528  */
 529 static void emit_be_IncSP(const ir_node *irn)
 530 {
 531         int offset = be_get_IncSP_offset(irn);
 532
 533         if (offset == 0)
 534                 return;
 535
 536         /* SPARC stack grows downwards */
 537         char const *const insn = offset > 0 ? offset = -offset, "add" : "sub";
 538         sparc_emitf(irn, "%s %S0, %d, %D0", insn, offset);
 539 }
 540
 541 /**
 542  * Emits code for stack space management.
 543  */
 544 static void emit_sparc_SubSP(const ir_node *irn)
 545 {
 546         sparc_emitf(irn, "sub %S0, %SI1, %D0");
 547         sparc_emitf(irn, "add %S0, %u, %D1", SPARC_MIN_STACKSIZE);
 548 }
 549
 550 static void fill_delay_slot(void)
 551 {
 552         emitting_delay_slot = true;
 553         if (delay_slot_filler != NULL) {
 554                 sparc_emit_node(delay_slot_filler);
 555                 delay_slot_filler = NULL;
 556         } else {
 557                 sparc_emitf(NULL, "nop");
 558         }
 559         emitting_delay_slot = false;
 560 }
 561
 562 static void emit_sparc_Div(const ir_node *node, char const *const insn)
 563 {
 564         sparc_emitf(node, "wr %S0, 0, %%y");
 565
 566         /* TODO: we should specify number of delayslots in an architecture
 567          * specification */
 568         unsigned wry_delay_count = 3;
 569         for (unsigned i = 0; i < wry_delay_count; ++i) {
 570                 fill_delay_slot();
 571         }
 572
 573         sparc_emitf(node, "%s %S1, %SI2, %D0", insn);
 574 }
 575
 576 static void emit_sparc_SDiv(const ir_node *node)
 577 {
 578         emit_sparc_Div(node, "sdiv");
 579 }
 580
 581 static void emit_sparc_UDiv(const ir_node *node)
 582 {
 583         emit_sparc_Div(node, "udiv");
 584 }
 585
 586 static void emit_sparc_Call(const ir_node *node)
 587 {
 588         if (is_sparc_reg_call(node)) {
 589                 int dest_addr = get_sparc_Call_dest_addr_pos(node);
 590                 sparc_emitf(node, "call %R", arch_get_irn_register_in(node, dest_addr));
 591         } else {
 592                 sparc_emitf(node, "call %E, 0");
 593         }
 594
 595         fill_delay_slot();
 596
 597         if (arch_get_irn_flags(node) & sparc_arch_irn_flag_aggregate_return) {
 598                 sparc_emitf(NULL, "unimp 8");
 599         }
 600 }
 601
 602 static void emit_be_Perm(const ir_node *irn)
 603 {
 604         sparc_emitf(irn, "xor %S1, %S0, %S0");
 605         sparc_emitf(irn, "xor %S1, %S0, %S1");
 606         sparc_emitf(irn, "xor %S1, %S0, %S0");
 607 }
 608
 609 /* The stack pointer must always be SPARC_STACK_ALIGNMENT bytes aligned, so get
 610  * the next bigger integer that's evenly divisible by it. */
 611 static unsigned get_aligned_sp_change(const unsigned num_regs)
 612 {
 613         const unsigned bytes = num_regs * SPARC_REGISTER_SIZE;
 614         return round_up2(bytes, SPARC_STACK_ALIGNMENT);
 615 }
 616
 617 /* Spill register l0 or both l0 and l1, depending on n_spilled and n_to_spill.*/
 618 static void memperm_emit_spill_registers(const ir_node *node, int n_spilled,
 619                                          int n_to_spill)
 620 {
 621         assert(n_spilled < n_to_spill);
 622
 623         if (n_spilled == 0) {
 624                 /* We always reserve stack space for two registers because during copy
 625                  * processing we don't know yet if we also need to handle a cycle which
 626                  * needs two registers.  More complicated code in emit_MemPerm would
 627                  * prevent wasting SPARC_REGISTER_SIZE bytes of stack space but
 628                  * it is not worth the worse readability of emit_MemPerm. */
 629
 630                 /* Keep stack pointer aligned. */
 631                 unsigned sp_change = get_aligned_sp_change(2);
 632                 sparc_emitf(node, "sub %%sp, %u, %%sp", sp_change);
 633
 634                 /* Spill register l0. */
 635                 sparc_emitf(node, "st %%l0, [%%sp%+d]", SPARC_MIN_STACKSIZE);
 636         }
 637
 638         if (n_to_spill == 2) {
 639                 /* Spill register l1. */
 640                 sparc_emitf(node, "st %%l1, [%%sp%+d]", SPARC_MIN_STACKSIZE + SPARC_REGISTER_SIZE);
 641         }
 642 }
 643
 644 /* Restore register l0 or both l0 and l1, depending on n_spilled. */
 645 static void memperm_emit_restore_registers(const ir_node *node, int n_spilled)
 646 {
 647         if (n_spilled == 2) {
 648                 /* Restore register l1. */
 649                 sparc_emitf(node, "ld [%%sp%+d], %%l1", SPARC_MIN_STACKSIZE + SPARC_REGISTER_SIZE);
 650         }
 651
 652         /* Restore register l0. */
 653         sparc_emitf(node, "ld [%%sp%+d], %%l0", SPARC_MIN_STACKSIZE);
 654
 655         /* Restore stack pointer. */
 656         unsigned sp_change = get_aligned_sp_change(2);
 657         sparc_emitf(node, "add %%sp, %u, %%sp", sp_change);
 658 }
 659
 660 /* Emit code to copy in_ent to out_ent.  Only uses l0. */
 661 static void memperm_emit_copy(const ir_node *node, ir_entity *in_ent,
 662                               ir_entity *out_ent)
 663 {
 664         ir_graph          *irg     = get_irn_irg(node);
 665         be_stack_layout_t *layout  = be_get_irg_stack_layout(irg);
 666         int                off_in  = be_get_stack_entity_offset(layout, in_ent, 0);
 667         int                off_out = be_get_stack_entity_offset(layout, out_ent, 0);
 668
 669         /* Load from input entity. */
 670         sparc_emitf(node, "ld [%%fp%+d], %%l0", off_in);
 671         /* Store to output entity. */
 672         sparc_emitf(node, "st %%l0, [%%fp%+d]", off_out);
 673 }
 674
 675 /* Emit code to swap ent1 and ent2.  Uses l0 and l1. */
 676 static void memperm_emit_swap(const ir_node *node, ir_entity *ent1,
 677                               ir_entity *ent2)
 678 {
 679         ir_graph          *irg     = get_irn_irg(node);
 680         be_stack_layout_t *layout  = be_get_irg_stack_layout(irg);
 681         int                off1    = be_get_stack_entity_offset(layout, ent1, 0);
 682         int                off2    = be_get_stack_entity_offset(layout, ent2, 0);
 683
 684         /* Load from first input entity. */
 685         sparc_emitf(node, "ld [%%fp%+d], %%l0", off1);
 686         /* Load from second input entity. */
 687         sparc_emitf(node, "ld [%%fp%+d], %%l1", off2);
 688         /* Store first value to second output entity. */
 689         sparc_emitf(node, "st %%l0, [%%fp%+d]", off2);
 690         /* Store second value to first output entity. */
 691         sparc_emitf(node, "st %%l1, [%%fp%+d]", off1);
 692 }
 693
 694 /* Find the index of ent in ents or return -1 if not found. */
 695 static int get_index(ir_entity **ents, int n, ir_entity *ent)
 696 {
 697         for (int i = 0; i < n; ++i) {
 698                 if (ents[i] == ent)
 699                         return i;
 700         }
 701
 702         return -1;
 703 }
 704
 705 /*
 706  * Emit code for a MemPerm node.
 707  *
 708  * Analyze MemPerm for copy chains and cyclic swaps and resolve them using
 709  * loads and stores.
 710  * This function is conceptually very similar to permute_values in
 711  * beprefalloc.c.
 712  */
 713 static void emit_be_MemPerm(const ir_node *node)
 714 {
 715         int         memperm_arity = be_get_MemPerm_entity_arity(node);
 716         /* Upper limit for the number of participating entities is twice the
 717          * arity, e.g., for a simple copying MemPerm node with one input/output. */
 718         int         max_size      = 2 * memperm_arity;
 719         ir_entity **entities      = ALLOCANZ(ir_entity *, max_size);
 720         /* sourceof contains the input entity for each entity.  If an entity is
 721          * never used as an output, its entry in sourceof is a fix point. */
 722         int        *sourceof      = ALLOCANZ(int,         max_size);
 723         /* n_users counts how many output entities use this entity as their input.*/
 724         int        *n_users       = ALLOCANZ(int,         max_size);
 725         /* n_spilled records the number of spilled registers, either 1 or 2. */
 726         int         n_spilled     = 0;
 727
 728         /* This implementation currently only works with frame pointers. */
 729         ir_graph          *irg    = get_irn_irg(node);
 730         be_stack_layout_t *layout = be_get_irg_stack_layout(irg);
 731         assert(!layout->sp_relative && "MemPerms currently do not work without frame pointers");
 732
 733         for (int i = 0; i < max_size; ++i) {
 734                 sourceof[i] = i;
 735         }
 736
 737         int n = 0;
 738         for (int i = 0; i < memperm_arity; ++i) {
 739                 ir_entity *out  = be_get_MemPerm_out_entity(node, i);
 740                 ir_entity *in   = be_get_MemPerm_in_entity(node, i);
 741
 742                 /* Insert into entities to be able to operate on unique indices. */
 743                 if (get_index(entities, n, out) == -1)
 744                         entities[n++] = out;
 745                 if (get_index(entities, n, in) == -1)
 746                         entities[n++] = in;
 747
 748                 int oidx = get_index(entities, n, out);
 749                 int iidx = get_index(entities, n, in);
 750
 751                 sourceof[oidx] = iidx; /* Remember the source. */
 752                 ++n_users[iidx]; /* Increment number of users of this entity. */
 753         }
 754
 755         /* First do all the copies. */
 756         for (int oidx = 0; oidx < n; /* empty */) {
 757                 int iidx = sourceof[oidx];
 758
 759                 /* Nothing to do for fix points.
 760                  * Also, if entities[oidx] is used as an input by another copy, we
 761                  * can't overwrite entities[oidx] yet.*/
 762                 if (iidx == oidx || n_users[oidx] > 0) {
 763                         ++oidx;
 764                         continue;
 765                 }
 766
 767                 /* We found the end of a 'chain', so do the copy. */
 768                 if (n_spilled == 0) {
 769                         memperm_emit_spill_registers(node, n_spilled, /*n_to_spill=*/1);
 770                         n_spilled = 1;
 771                 }
 772                 memperm_emit_copy(node, entities[iidx], entities[oidx]);
 773
 774                 /* Mark as done. */
 775                 sourceof[oidx] = oidx;
 776
 777                 assert(n_users[iidx] > 0);
 778                 /* Decrementing the number of users might enable us to do another
 779                  * copy. */
 780                 --n_users[iidx];
 781
 782                 if (iidx < oidx && n_users[iidx] == 0) {
 783                         oidx = iidx;
 784                 } else {
 785                         ++oidx;
 786                 }
 787         }
 788
 789         /* The rest are cycles. */
 790         for (int oidx = 0; oidx < n; /* empty */) {
 791                 int iidx = sourceof[oidx];
 792
 793                 /* Nothing to do for fix points. */
 794                 if (iidx == oidx) {
 795                         ++oidx;
 796                         continue;
 797                 }
 798
 799                 assert(n_users[iidx] == 1);
 800
 801                 /* Swap the two values to resolve the cycle. */
 802                 if (n_spilled < 2) {
 803                         memperm_emit_spill_registers(node, n_spilled, /*n_to_spill=*/2);
 804                         n_spilled = 2;
 805                 }
 806                 memperm_emit_swap(node, entities[iidx], entities[oidx]);
 807
 808                 int tidx = sourceof[iidx];
 809                 /* Mark as done. */
 810                 sourceof[iidx] = iidx;
 811
 812                 /* The source of oidx is now the old source of iidx, because we swapped
 813                  * the two entities. */
 814                 sourceof[oidx] = tidx;
 815         }
 816
 817 #ifdef DEBUG_libfirm
 818         /* Only fix points should remain. */
 819         for (int i = 0; i < max_size; ++i) {
 820                 assert(sourceof[i] == i);
 821         }
 822 #endif
 823
 824         assert(n_spilled > 0 && "Useless MemPerm node");
 825
 826         memperm_emit_restore_registers(node, n_spilled);
 827 }
 828
 829 static void emit_sparc_Return(const ir_node *node)
 830 {
 831         ir_graph  *irg    = get_irn_irg(node);
 832         ir_entity *entity = get_irg_entity(irg);
 833         ir_type   *type   = get_entity_type(entity);
 834
 835         const char *destreg = "%o7";
 836
 837         /* hack: we don't explicitely model register changes because of the
 838          * restore node. So we have to do it manually here */
 839         if (delay_slot_filler != NULL &&
 840                         (is_sparc_Restore(delay_slot_filler)
 841                          || is_sparc_RestoreZero(delay_slot_filler))) {
 842                 destreg = "%i7";
 843         }
 844         char const *const offset = get_method_calling_convention(type) & cc_compound_ret ? "12" : "8";
 845         sparc_emitf(node, "jmp %s+%s", destreg, offset);
 846         fill_delay_slot();
 847 }
 848
 849 static const arch_register_t *map_i_to_o_reg(const arch_register_t *reg)
 850 {
 851         unsigned idx = reg->global_index;
 852         if (idx < REG_I0 || idx > REG_I7)
 853                 return reg;
 854         idx += REG_O0 - REG_I0;
 855         assert(REG_O0 <= idx && idx <= REG_O7);
 856         return &sparc_registers[idx];
 857 }
 858
 859 static void emit_sparc_Restore(const ir_node *node)
 860 {
 861         const arch_register_t *destreg
 862                 = arch_get_irn_register_out(node, pn_sparc_Restore_res);
 863         sparc_emitf(node, "restore %S2, %SI3, %R", map_i_to_o_reg(destreg));
 864 }
 865
 866 static void emit_sparc_FrameAddr(const ir_node *node)
 867 {
 868         const sparc_attr_t *attr   = get_sparc_attr_const(node);
 869         int32_t             offset = attr->immediate_value;
 870
 871         char const *const insn = offset > 0 ? offset = -offset, "sub" : "add";
 872         assert(sparc_is_value_imm_encodeable(offset));
 873         sparc_emitf(node, "%s %S0, %d, %D0", insn, offset);
 874 }
 875
 876 static const char *get_icc_unsigned(ir_relation relation)
 877 {
 878         switch (relation & (ir_relation_less_equal_greater)) {
 879         case ir_relation_false:              return "bn";
 880         case ir_relation_equal:              return "be";
 881         case ir_relation_less:               return "blu";
 882         case ir_relation_less_equal:         return "bleu";
 883         case ir_relation_greater:            return "bgu";
 884         case ir_relation_greater_equal:      return "bgeu";
 885         case ir_relation_less_greater:       return "bne";
 886         case ir_relation_less_equal_greater: return "ba";
 887         default: panic("Cmp has unsupported relation");
 888         }
 889 }
 890
 891 static const char *get_icc_signed(ir_relation relation)
 892 {
 893         switch (relation & (ir_relation_less_equal_greater)) {
 894         case ir_relation_false:              return "bn";
 895         case ir_relation_equal:              return "be";
 896         case ir_relation_less:               return "bl";
 897         case ir_relation_less_equal:         return "ble";
 898         case ir_relation_greater:            return "bg";
 899         case ir_relation_greater_equal:      return "bge";
 900         case ir_relation_less_greater:       return "bne";
 901         case ir_relation_less_equal_greater: return "ba";
 902         default: panic("Cmp has unsupported relation");
 903         }
 904 }
 905
 906 static const char *get_fcc(ir_relation relation)
 907 {
 908         switch (relation) {
 909         case ir_relation_false:                   return "fbn";
 910         case ir_relation_equal:                   return "fbe";
 911         case ir_relation_less:                    return "fbl";
 912         case ir_relation_less_equal:              return "fble";
 913         case ir_relation_greater:                 return "fbg";
 914         case ir_relation_greater_equal:           return "fbge";
 915         case ir_relation_less_greater:            return "fblg";
 916         case ir_relation_less_equal_greater:      return "fbo";
 917         case ir_relation_unordered:               return "fbu";
 918         case ir_relation_unordered_equal:         return "fbue";
 919         case ir_relation_unordered_less:          return "fbul";
 920         case ir_relation_unordered_less_equal:    return "fbule";
 921         case ir_relation_unordered_greater:       return "fbug";
 922         case ir_relation_unordered_greater_equal: return "fbuge";
 923         case ir_relation_unordered_less_greater:  return "fbne";
 924         case ir_relation_true:                    return "fba";
 925         }
 926         panic("invalid relation");
 927 }
 928
 929 typedef const char* (*get_cc_func)(ir_relation relation);
 930
 931 static void emit_sparc_branch(const ir_node *node, get_cc_func get_cc)
 932 {
 933         const sparc_jmp_cond_attr_t *attr = get_sparc_jmp_cond_attr_const(node);
 934         ir_relation    relation    = attr->relation;
 935         const ir_node *proj_true   = NULL;
 936         const ir_node *proj_false  = NULL;
 937
 938         foreach_out_edge(node, edge) {
 939                 ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
 940                 long nr = get_Proj_proj(proj);
 941                 if (nr == pn_Cond_true) {
 942                         proj_true = proj;
 943                 } else {
 944                         proj_false = proj;
 945                 }
 946         }
 947
 948         /* for now, the code works for scheduled and non-schedules blocks */
 949         const ir_node *block = get_nodes_block(node);
 950
 951         /* we have a block schedule */
 952         const ir_node *next_block = (ir_node*)get_irn_link(block);
 953
 954         if (get_irn_link(proj_true) == next_block) {
 955                 /* exchange both proj's so the second one can be omitted */
 956                 const ir_node *t = proj_true;
 957
 958                 proj_true  = proj_false;
 959                 proj_false = t;
 960                 relation   = get_negated_relation(relation);
 961         }
 962
 963         /* emit the true proj */
 964         sparc_emitf(proj_true, "%s %L", get_cc(relation));
 965         fill_delay_slot();
 966
 967         if (get_irn_link(proj_false) == next_block) {
 968                 if (be_options.verbose_asm) {
 969                         sparc_emitf(proj_false, "/* fallthrough to %L */");
 970                 }
 971         } else {
 972                 sparc_emitf(proj_false, "ba %L");
 973                 fill_delay_slot();
 974         }
 975 }
 976
 977 static void emit_sparc_Bicc(const ir_node *node)
 978 {
 979         const sparc_jmp_cond_attr_t *attr = get_sparc_jmp_cond_attr_const(node);
 980         bool             is_unsigned = attr->is_unsigned;
 981         emit_sparc_branch(node, is_unsigned ? get_icc_unsigned : get_icc_signed);
 982 }
 983
 984 static void emit_sparc_fbfcc(const ir_node *node)
 985 {
 986         /* if the flags producing node was immediately in front of us, emit
 987          * a nop */
 988         ir_node *flags = get_irn_n(node, n_sparc_fbfcc_flags);
 989         ir_node *prev  = sched_prev(node);
 990         if (is_Block(prev)) {
 991                 /* TODO: when the flags come from another block, then we have to do
 992                  * more complicated tests to see wether the flag producing node is
 993                  * potentially in front of us (could happen for fallthroughs) */
 994                 panic("TODO: fbfcc flags come from other block");
 995         }
 996         if (skip_Proj(flags) == prev) {
 997                 sparc_emitf(NULL, "nop");
 998         }
 999         emit_sparc_branch(node, get_fcc);
1000 }
1001
1002 static void emit_sparc_Ba(const ir_node *node)
1003 {
1004         if (ba_is_fallthrough(node)) {
1005                 if (be_options.verbose_asm) {
1006                         sparc_emitf(node, "/* fallthrough to %L */");
1007                 }
1008         } else {
1009                 sparc_emitf(node, "ba %L");
1010                 fill_delay_slot();
1011         }
1012 }
1013
1014 static void emit_sparc_SwitchJmp(const ir_node *node)
1015 {
1016         const sparc_switch_jmp_attr_t *attr = get_sparc_switch_jmp_attr_const(node);
1017
1018         sparc_emitf(node, "jmp %S0");
1019         fill_delay_slot();
1020
1021         be_emit_jump_table(node, attr->table, attr->table_entity, get_jump_target);
1022 }
1023
1024 static void emit_fmov(const ir_node *node, const arch_register_t *src_reg,
1025                       const arch_register_t *dst_reg)
1026 {
1027         sparc_emitf(node, "fmovs %R, %R", src_reg, dst_reg);
1028 }
1029
1030 static const arch_register_t *get_next_fp_reg(const arch_register_t *reg)
1031 {
1032         unsigned idx = reg->global_index;
1033         assert(reg == &sparc_registers[idx]);
1034         idx++;
1035         assert(idx - REG_F0 < N_sparc_fp_REGS);
1036         return &sparc_registers[idx];
1037 }
1038
1039 static void emit_be_Copy(const ir_node *node)
1040 {
1041         ir_mode               *mode    = get_irn_mode(node);
1042         const arch_register_t *src_reg = arch_get_irn_register_in(node, 0);
1043         const arch_register_t *dst_reg = arch_get_irn_register_out(node, 0);
1044
1045         if (src_reg == dst_reg)
1046                 return;
1047
1048         if (mode_is_float(mode)) {
1049                 unsigned bits = get_mode_size_bits(mode);
1050                 int      n    = bits > 32 ? bits > 64 ? 3 : 1 : 0;
1051                 emit_fmov(node, src_reg, dst_reg);
1052                 for (int i = 0; i < n; ++i) {
1053                         src_reg = get_next_fp_reg(src_reg);
1054                         dst_reg = get_next_fp_reg(dst_reg);
1055                         emit_fmov(node, src_reg, dst_reg);
1056                 }
1057         } else if (mode_is_data(mode)) {
1058                 sparc_emitf(node, "mov %S0, %D0");
1059         } else {
1060                 panic("invalid mode");
1061         }
1062 }
1063
1064 static void emit_nothing(const ir_node *irn)
1065 {
1066         (void) irn;
1067 }
1068
1069 typedef void (*emit_func) (const ir_node *);
1070
1071 static inline void set_emitter(ir_op *op, emit_func sparc_emit_node)
1072 {
1073         op->ops.generic = (op_func)sparc_emit_node;
1074 }
1075
1076 /**
1077  * Enters the emitter functions for handled nodes into the generic
1078  * pointer of an opcode.
1079  */
1080 static void sparc_register_emitters(void)
1081 {
1082         /* first clear the generic function pointer for all ops */
1083         ir_clear_opcodes_generic_func();
1084         /* register all emitter functions defined in spec */
1085         sparc_register_spec_emitters();
1086
1087         /* custom emitter */
1088         set_emitter(op_be_Copy,         emit_be_Copy);
1089         set_emitter(op_be_CopyKeep,     emit_be_Copy);
1090         set_emitter(op_be_IncSP,        emit_be_IncSP);
1091         set_emitter(op_be_MemPerm,      emit_be_MemPerm);
1092         set_emitter(op_be_Perm,         emit_be_Perm);
1093         set_emitter(op_sparc_Ba,        emit_sparc_Ba);
1094         set_emitter(op_sparc_Bicc,      emit_sparc_Bicc);
1095         set_emitter(op_sparc_Call,      emit_sparc_Call);
1096         set_emitter(op_sparc_fbfcc,     emit_sparc_fbfcc);
1097         set_emitter(op_sparc_FrameAddr, emit_sparc_FrameAddr);
1098         set_emitter(op_sparc_SubSP,     emit_sparc_SubSP);
1099         set_emitter(op_sparc_Restore,   emit_sparc_Restore);
1100         set_emitter(op_sparc_Return,    emit_sparc_Return);
1101         set_emitter(op_sparc_SDiv,      emit_sparc_SDiv);
1102         set_emitter(op_sparc_SwitchJmp, emit_sparc_SwitchJmp);
1103         set_emitter(op_sparc_UDiv,      emit_sparc_UDiv);
1104
1105         /* no need to emit anything for the following nodes */
1106         set_emitter(op_be_Keep,     emit_nothing);
1107         set_emitter(op_sparc_Start, emit_nothing);
1108         set_emitter(op_Phi,         emit_nothing);
1109 }
1110
1111 /**
1112  * Emits code for a node.
1113  */
1114 static void sparc_emit_node(const ir_node *node)
1115 {
1116         ir_op *op = get_irn_op(node);
1117
1118         if (op->ops.generic) {
1119                 emit_func func = (emit_func) op->ops.generic;
1120                 be_dwarf_location(get_irn_dbg_info(node));
1121                 (*func) (node);
1122         } else {
1123                 panic("No emit handler for node %+F (graph %+F)\n", node,
1124                       get_irn_irg(node));
1125         }
1126 }
1127
1128 static ir_node *find_next_delay_slot(ir_node *from)
1129 {
1130         ir_node *schedpoint = from;
1131         while (!has_delay_slot(schedpoint)) {
1132                 if (!sched_has_next(schedpoint))
1133                         return NULL;
1134                 schedpoint = sched_next(schedpoint);
1135         }
1136         return schedpoint;
1137 }
1138
1139 static bool block_needs_label(const ir_node *block, const ir_node *sched_prev)
1140 {
1141         if (get_Block_entity(block) != NULL)
1142                 return true;
1143
1144         int n_cfgpreds = get_Block_n_cfgpreds(block);
1145         if (n_cfgpreds == 0) {
1146                 return false;
1147         } else if (n_cfgpreds > 1) {
1148                 return true;
1149         } else {
1150                 ir_node *cfgpred       = get_Block_cfgpred(block, 0);
1151                 ir_node *cfgpred_block = get_nodes_block(cfgpred);
1152                 if (is_Proj(cfgpred) && is_sparc_SwitchJmp(get_Proj_pred(cfgpred)))
1153                         return true;
1154                 return sched_prev != cfgpred_block || get_irn_link(cfgpred) != block;
1155         }
1156 }
1157
1158 /**
1159  * Walks over the nodes in a block connected by scheduling edges
1160  * and emits code for each node.
1161  */
1162 static void sparc_emit_block(ir_node *block, ir_node *prev)
1163 {
1164         bool needs_label = block_needs_label(block, prev);
1165
1166         be_gas_begin_block(block, needs_label);
1167
1168         ir_node *next_delay_slot = find_next_delay_slot(sched_first(block));
1169         if (next_delay_slot != NULL)
1170                 delay_slot_filler = pick_delay_slot_for(next_delay_slot);
1171
1172         sched_foreach(block, node) {
1173                 if (node == delay_slot_filler) {
1174                         continue;
1175                 }
1176
1177                 sparc_emit_node(node);
1178
1179                 if (node == next_delay_slot) {
1180                         assert(delay_slot_filler == NULL);
1181                         next_delay_slot = find_next_delay_slot(sched_next(node));
1182                         if (next_delay_slot != NULL)
1183                                 delay_slot_filler = pick_delay_slot_for(next_delay_slot);
1184                 }
1185         }
1186 }
1187
1188 /**
1189  * Emits code for function start.
1190  */
1191 static void sparc_emit_func_prolog(ir_graph *irg)
1192 {
1193         ir_entity *entity = get_irg_entity(irg);
1194         be_gas_emit_function_prolog(entity, 4, NULL);
1195 }
1196
1197 /**
1198  * Emits code for function end
1199  */
1200 static void sparc_emit_func_epilog(ir_graph *irg)
1201 {
1202         ir_entity *entity = get_irg_entity(irg);
1203         be_gas_emit_function_epilog(entity);
1204 }
1205
1206 static void sparc_gen_labels(ir_node *block, void *env)
1207 {
1208         (void) env;
1209
1210         int n = get_Block_n_cfgpreds(block);
1211         for (n--; n >= 0; n--) {
1212                 ir_node *pred = get_Block_cfgpred(block, n);
1213                 set_irn_link(pred, block); // link the pred of a block (which is a jmp)
1214         }
1215 }
1216
1217 void sparc_emit_routine(ir_graph *irg)
1218 {
1219         heights = heights_new(irg);
1220
1221         /* register all emitter functions */
1222         sparc_register_emitters();
1223
1224         /* create the block schedule. For now, we don't need it earlier. */
1225         ir_node **block_schedule = be_create_block_schedule(irg);
1226
1227         sparc_emit_func_prolog(irg);
1228         irg_block_walk_graph(irg, sparc_gen_labels, NULL, NULL);
1229
1230         /* inject block scheduling links & emit code of each block */
1231         size_t n = ARR_LEN(block_schedule);
1232         for (size_t i = 0; i < n; ++i) {
1233                 ir_node *block      = block_schedule[i];
1234                 ir_node *next_block = i+1 < n ? block_schedule[i+1] : NULL;
1235                 set_irn_link(block, next_block);
1236         }
1237
1238         for (size_t i = 0; i < n; ++i) {
1239                 ir_node *block = block_schedule[i];
1240                 ir_node *prev  = i>=1 ? block_schedule[i-1] : NULL;
1241                 if (block == get_irg_end_block(irg))
1242                         continue;
1243                 sparc_emit_block(block, prev);
1244         }
1245
1246         /* emit function epilog */
1247         sparc_emit_func_epilog(irg);
1248
1249         heights_free(heights);
1250 }
1251
1252 void sparc_init_emitter(void)
1253 {
1254         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.be.sparc.emit");
1255 }