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         int i;
 304
 305         for (i = 0; i < arity; ++i) {
 306                 const arch_register_t *in_reg = arch_get_irn_register_in(node, i);
 307                 if (reg == in_reg)
 308                         return true;
 309         }
 310         return false;
 311 }
 312
 313 static bool writes_reg(const ir_node *node, const arch_register_t *reg)
 314 {
 315         unsigned n_outs = arch_get_irn_n_outs(node);
 316         unsigned o;
 317         for (o = 0; o < n_outs; ++o) {
 318                 const arch_register_t *out_reg = arch_get_irn_register_out(node, o);
 319                 if (out_reg == reg)
 320                         return true;
 321         }
 322         return false;
 323 }
 324
 325 static bool can_move_into_delayslot(const ir_node *node, const ir_node *to)
 326 {
 327         if (!be_can_move_before(heights, node, to))
 328                 return false;
 329
 330         if (is_sparc_Call(to)) {
 331                 ir_node *check;
 332                 /** all deps are used after the delay slot so, we're fine */
 333                 if (!is_sparc_reg_call(to))
 334                         return true;
 335
 336                 check = get_irn_n(to, get_sparc_Call_dest_addr_pos(to));
 337                 if (skip_Proj(check) == node)
 338                         return false;
 339
 340                 /* the Call also destroys the value of %o7, but since this is
 341                  * currently marked as ignore register in the backend, it
 342                  * should never be used by the instruction in the delay slot. */
 343                 if (uses_reg(node, &sparc_registers[REG_O7]))
 344                         return false;
 345                 return true;
 346         } else if (is_sparc_Return(to)) {
 347                 /* return uses the value of %o7, all other values are not
 348                  * immediately used */
 349                 if (writes_reg(node, &sparc_registers[REG_O7]))
 350                         return false;
 351                 return true;
 352         } else {
 353                 /* the node must not use our computed values */
 354                 int arity = get_irn_arity(to);
 355                 int i;
 356                 for (i = 0; i < arity; ++i) {
 357                         ir_node *in = get_irn_n(to, i);
 358                         if (skip_Proj(in) == node)
 359                                 return false;
 360                 }
 361                 return true;
 362         }
 363 }
 364
 365 /**
 366  * search for an instruction that can fill the delay slot of @p node
 367  */
 368 static const ir_node *pick_delay_slot_for(const ir_node *node)
 369 {
 370         const ir_node *schedpoint = node;
 371         unsigned       tries      = 0;
 372         /* currently we don't track which registers are still alive, so we can't
 373          * pick any other instructions other than the one directly preceding */
 374         static const unsigned PICK_DELAY_SLOT_MAX_DISTANCE = 10;
 375
 376         assert(has_delay_slot(node));
 377
 378         while (sched_has_prev(schedpoint)) {
 379                 schedpoint = sched_prev(schedpoint);
 380
 381                 if (has_delay_slot(schedpoint))
 382                         break;
 383
 384                 /* skip things which don't really result in instructions */
 385                 if (is_no_instruction(schedpoint))
 386                         continue;
 387
 388                 if (tries++ >= PICK_DELAY_SLOT_MAX_DISTANCE)
 389                         break;
 390
 391                 if (emits_multiple_instructions(schedpoint))
 392                         continue;
 393
 394                 if (!can_move_into_delayslot(schedpoint, node))
 395                         continue;
 396
 397                 /* found something */
 398                 return schedpoint;
 399         }
 400
 401         return NULL;
 402 }
 403
 404 void sparc_emitf(ir_node const *const node, char const *fmt, ...)
 405 {
 406         va_list ap;
 407         va_start(ap, fmt);
 408         sparc_emit_indent();
 409         for (;;) {
 410                 char const *start = fmt;
 411
 412                 while (*fmt != '%' && *fmt != '\0')
 413                         ++fmt;
 414                 be_emit_string_len(start, fmt - start);
 415                 if (*fmt == '\0')
 416                         break;
 417                 ++fmt;
 418
 419                 bool plus = false;
 420                 if (*fmt == '+') {
 421                         plus = true;
 422                         ++fmt;
 423                 }
 424
 425                 switch (*fmt++) {
 426                 case '%':
 427                         be_emit_char('%');
 428                         break;
 429
 430                 case 'D':
 431                         if (*fmt < '0' || '9' <= *fmt)
 432                                 goto unknown;
 433                         sparc_emit_dest_register(node, *fmt++ - '0');
 434                         break;
 435
 436                 case 'E': {
 437                         sparc_attr_t const *const attr = get_sparc_attr_const(node);
 438                         be_gas_emit_entity(attr->immediate_value_entity);
 439                         if (attr->immediate_value != 0) {
 440                                 be_emit_irprintf(plus ? "%+d" : "%d", attr->immediate_value);
 441                         }
 442                         break;
 443                 }
 444
 445                 case 'F': {
 446                         ir_mode *mode;
 447                         switch (*fmt++) {
 448                         case 'D': mode = get_sparc_fp_conv_attr_const(node)->dest_mode; break;
 449                         case 'M': mode = get_sparc_fp_attr_const(node)->fp_mode;        break;
 450                         case 'S': mode = get_sparc_fp_conv_attr_const(node)->src_mode;  break;
 451                         default:  goto unknown;
 452                         }
 453                         emit_fp_suffix(mode);
 454                         break;
 455                 }
 456
 457                 case 'H':
 458                         sparc_emit_high_immediate(node);
 459                         break;
 460
 461                 case 'L':
 462                         sparc_emit_cfop_target(node);
 463                         break;
 464
 465                 case 'M':
 466                         switch (*fmt++) {
 467                         case 'L': sparc_emit_load_mode(node);  break;
 468                         case 'S': sparc_emit_store_mode(node); break;
 469                         default:  goto unknown;
 470                         }
 471                         break;
 472
 473                 case 'O':
 474                         if (*fmt < '0' || '9' <= *fmt)
 475                                 goto unknown;
 476                         sparc_emit_offset(node, *fmt++ - '0');
 477                         break;
 478
 479                 case 'R': {
 480                         arch_register_t const *const reg = va_arg(ap, const arch_register_t*);
 481                         be_emit_char('%');
 482                         be_emit_string(arch_register_get_name(reg));
 483                         break;
 484                 }
 485
 486                 case 'S': {
 487                         bool imm = false;
 488                         if (*fmt == 'I') {
 489                                 imm = true;
 490                                 ++fmt;
 491                         }
 492                         if (*fmt < '0' || '9' <= *fmt)
 493                                 goto unknown;
 494                         unsigned const pos = *fmt++ - '0';
 495                         if (imm && arch_get_irn_flags(node) & (arch_irn_flags_t)sparc_arch_irn_flag_immediate_form) {
 496                                 sparc_emit_immediate(node);
 497                         } else {
 498                                 sparc_emit_source_register(node, pos);
 499                         }
 500                         break;
 501                 }
 502
 503                 case 'd': {
 504                         int const num = va_arg(ap, int);
 505                         be_emit_irprintf(plus ? "%+d" : "%d", num);
 506                         break;
 507                 }
 508
 509                 case 's': {
 510                         char const *const str = va_arg(ap, char const*);
 511                         be_emit_string(str);
 512                         break;
 513                 }
 514
 515                 case 'u': {
 516                         unsigned const num = va_arg(ap, unsigned);
 517                         be_emit_irprintf(plus ? "%+u" : "%u", num);
 518                         break;
 519                 }
 520
 521                 default:
 522 unknown:
 523                         panic("unknown format conversion in sparc_emitf()");
 524                 }
 525         }
 526         be_emit_finish_line_gas(node);
 527         va_end(ap);
 528 }
 529
 530 /**
 531  * Emits code for stack space management
 532  */
 533 static void emit_be_IncSP(const ir_node *irn)
 534 {
 535         int offset = be_get_IncSP_offset(irn);
 536
 537         if (offset == 0)
 538                 return;
 539
 540         /* SPARC stack grows downwards */
 541         char const *const insn = offset > 0 ? offset = -offset, "add" : "sub";
 542         sparc_emitf(irn, "%s %S0, %d, %D0", insn, offset);
 543 }
 544
 545 /**
 546  * Emits code for stack space management.
 547  */
 548 static void emit_sparc_SubSP(const ir_node *irn)
 549 {
 550         sparc_emitf(irn, "sub %S0, %SI1, %D0");
 551         sparc_emitf(irn, "add %S0, %u, %D1", SPARC_MIN_STACKSIZE);
 552 }
 553
 554 static void fill_delay_slot(void)
 555 {
 556         emitting_delay_slot = true;
 557         if (delay_slot_filler != NULL) {
 558                 sparc_emit_node(delay_slot_filler);
 559                 delay_slot_filler = NULL;
 560         } else {
 561                 sparc_emitf(NULL, "nop");
 562         }
 563         emitting_delay_slot = false;
 564 }
 565
 566 static void emit_sparc_Div(const ir_node *node, char const *const insn)
 567 {
 568         /* can we get the delay count of the wr instruction somewhere? */
 569         unsigned wry_delay_count = 3;
 570         unsigned i;
 571
 572         sparc_emitf(node, "wr %S0, 0, %%y");
 573
 574         for (i = 0; i < wry_delay_count; ++i) {
 575                 fill_delay_slot();
 576         }
 577
 578         sparc_emitf(node, "%s %S1, %SI2, %D0", insn);
 579 }
 580
 581 static void emit_sparc_SDiv(const ir_node *node)
 582 {
 583         emit_sparc_Div(node, "sdiv");
 584 }
 585
 586 static void emit_sparc_UDiv(const ir_node *node)
 587 {
 588         emit_sparc_Div(node, "udiv");
 589 }
 590
 591 static void emit_sparc_Call(const ir_node *node)
 592 {
 593         if (is_sparc_reg_call(node)) {
 594                 int dest_addr = get_sparc_Call_dest_addr_pos(node);
 595                 sparc_emitf(node, "call %R", arch_get_irn_register_in(node, dest_addr));
 596         } else {
 597                 sparc_emitf(node, "call %E, 0");
 598         }
 599
 600         fill_delay_slot();
 601
 602         if (arch_get_irn_flags(node) & sparc_arch_irn_flag_aggregate_return) {
 603                 sparc_emitf(NULL, "unimp 8");
 604         }
 605 }
 606
 607 static void emit_be_Perm(const ir_node *irn)
 608 {
 609         sparc_emitf(irn, "xor %S1, %S0, %S0");
 610         sparc_emitf(irn, "xor %S1, %S0, %S1");
 611         sparc_emitf(irn, "xor %S1, %S0, %S0");
 612 }
 613
 614 /* The stack pointer must always be SPARC_STACK_ALIGNMENT bytes aligned, so get
 615  * the next bigger integer that's evenly divisible by it. */
 616 static unsigned get_aligned_sp_change(const unsigned num_regs)
 617 {
 618         const unsigned bytes = num_regs * SPARC_REGISTER_SIZE;
 619         return round_up2(bytes, SPARC_STACK_ALIGNMENT);
 620 }
 621
 622 /* Spill register l0 or both l0 and l1, depending on n_spilled and n_to_spill.*/
 623 static void memperm_emit_spill_registers(const ir_node *node, int n_spilled,
 624                                          int n_to_spill)
 625 {
 626         assert(n_spilled < n_to_spill);
 627
 628         if (n_spilled == 0) {
 629                 /* We always reserve stack space for two registers because during copy
 630                  * processing we don't know yet if we also need to handle a cycle which
 631                  * needs two registers.  More complicated code in emit_MemPerm would
 632                  * prevent wasting SPARC_REGISTER_SIZE bytes of stack space but
 633                  * it is not worth the worse readability of emit_MemPerm. */
 634
 635                 /* Keep stack pointer aligned. */
 636                 unsigned sp_change = get_aligned_sp_change(2);
 637                 sparc_emitf(node, "sub %%sp, %u, %%sp", sp_change);
 638
 639                 /* Spill register l0. */
 640                 sparc_emitf(node, "st %%l0, [%%sp%+d]", SPARC_MIN_STACKSIZE);
 641         }
 642
 643         if (n_to_spill == 2) {
 644                 /* Spill register l1. */
 645                 sparc_emitf(node, "st %%l1, [%%sp%+d]", SPARC_MIN_STACKSIZE + SPARC_REGISTER_SIZE);
 646         }
 647 }
 648
 649 /* Restore register l0 or both l0 and l1, depending on n_spilled. */
 650 static void memperm_emit_restore_registers(const ir_node *node, int n_spilled)
 651 {
 652         unsigned sp_change;
 653
 654         if (n_spilled == 2) {
 655                 /* Restore register l1. */
 656                 sparc_emitf(node, "ld [%%sp%+d], %%l1", SPARC_MIN_STACKSIZE + SPARC_REGISTER_SIZE);
 657         }
 658
 659         /* Restore register l0. */
 660         sparc_emitf(node, "ld [%%sp%+d], %%l0", SPARC_MIN_STACKSIZE);
 661
 662         /* Restore stack pointer. */
 663         sp_change = get_aligned_sp_change(2);
 664         sparc_emitf(node, "add %%sp, %u, %%sp", sp_change);
 665 }
 666
 667 /* Emit code to copy in_ent to out_ent.  Only uses l0. */
 668 static void memperm_emit_copy(const ir_node *node, ir_entity *in_ent,
 669                               ir_entity *out_ent)
 670 {
 671         ir_graph          *irg     = get_irn_irg(node);
 672         be_stack_layout_t *layout  = be_get_irg_stack_layout(irg);
 673         int                off_in  = be_get_stack_entity_offset(layout, in_ent, 0);
 674         int                off_out = be_get_stack_entity_offset(layout, out_ent, 0);
 675
 676         /* Load from input entity. */
 677         sparc_emitf(node, "ld [%%fp%+d], %%l0", off_in);
 678         /* Store to output entity. */
 679         sparc_emitf(node, "st %%l0, [%%fp%+d]", off_out);
 680 }
 681
 682 /* Emit code to swap ent1 and ent2.  Uses l0 and l1. */
 683 static void memperm_emit_swap(const ir_node *node, ir_entity *ent1,
 684                               ir_entity *ent2)
 685 {
 686         ir_graph          *irg     = get_irn_irg(node);
 687         be_stack_layout_t *layout  = be_get_irg_stack_layout(irg);
 688         int                off1    = be_get_stack_entity_offset(layout, ent1, 0);
 689         int                off2    = be_get_stack_entity_offset(layout, ent2, 0);
 690
 691         /* Load from first input entity. */
 692         sparc_emitf(node, "ld [%%fp%+d], %%l0", off1);
 693         /* Load from second input entity. */
 694         sparc_emitf(node, "ld [%%fp%+d], %%l1", off2);
 695         /* Store first value to second output entity. */
 696         sparc_emitf(node, "st %%l0, [%%fp%+d]", off2);
 697         /* Store second value to first output entity. */
 698         sparc_emitf(node, "st %%l1, [%%fp%+d]", off1);
 699 }
 700
 701 /* Find the index of ent in ents or return -1 if not found. */
 702 static int get_index(ir_entity **ents, int n, ir_entity *ent)
 703 {
 704         int i;
 705
 706         for (i = 0; i < n; ++i)
 707                 if (ents[i] == ent)
 708                         return i;
 709
 710         return -1;
 711 }
 712
 713 /*
 714  * Emit code for a MemPerm node.
 715  *
 716  * Analyze MemPerm for copy chains and cyclic swaps and resolve them using
 717  * loads and stores.
 718  * This function is conceptually very similar to permute_values in
 719  * beprefalloc.c.
 720  */
 721 static void emit_be_MemPerm(const ir_node *node)
 722 {
 723         int         memperm_arity = be_get_MemPerm_entity_arity(node);
 724         /* Upper limit for the number of participating entities is twice the
 725          * arity, e.g., for a simple copying MemPerm node with one input/output. */
 726         int         max_size      = 2 * memperm_arity;
 727         ir_entity **entities      = ALLOCANZ(ir_entity *, max_size);
 728         /* sourceof contains the input entity for each entity.  If an entity is
 729          * never used as an output, its entry in sourceof is a fix point. */
 730         int        *sourceof      = ALLOCANZ(int,         max_size);
 731         /* n_users counts how many output entities use this entity as their input.*/
 732         int        *n_users       = ALLOCANZ(int,         max_size);
 733         /* n_spilled records the number of spilled registers, either 1 or 2. */
 734         int         n_spilled     = 0;
 735         int         i, n, oidx;
 736
 737         /* This implementation currently only works with frame pointers. */
 738         ir_graph          *irg    = get_irn_irg(node);
 739         be_stack_layout_t *layout = be_get_irg_stack_layout(irg);
 740         assert(!layout->sp_relative && "MemPerms currently do not work without frame pointers");
 741
 742         for (i = 0; i < max_size; ++i) {
 743                 sourceof[i] = i;
 744         }
 745
 746         for (i = n = 0; i < memperm_arity; ++i) {
 747                 ir_entity *out  = be_get_MemPerm_out_entity(node, i);
 748                 ir_entity *in   = be_get_MemPerm_in_entity(node, i);
 749                 int              oidx; /* Out index */
 750                 int              iidx; /* In index */
 751
 752                 /* Insert into entities to be able to operate on unique indices. */
 753                 if (get_index(entities, n, out) == -1)
 754                         entities[n++] = out;
 755                 if (get_index(entities, n, in) == -1)
 756                         entities[n++] = in;
 757
 758                 oidx = get_index(entities, n, out);
 759                 iidx = get_index(entities, n, in);
 760
 761                 sourceof[oidx] = iidx; /* Remember the source. */
 762                 ++n_users[iidx]; /* Increment number of users of this entity. */
 763         }
 764
 765         /* First do all the copies. */
 766         for (oidx = 0; oidx < n; /* empty */) {
 767                 int iidx = sourceof[oidx];
 768
 769                 /* Nothing to do for fix points.
 770                  * Also, if entities[oidx] is used as an input by another copy, we
 771                  * can't overwrite entities[oidx] yet.*/
 772                 if (iidx == oidx || n_users[oidx] > 0) {
 773                         ++oidx;
 774                         continue;
 775                 }
 776
 777                 /* We found the end of a 'chain', so do the copy. */
 778                 if (n_spilled == 0) {
 779                         memperm_emit_spill_registers(node, n_spilled, /*n_to_spill=*/1);
 780                         n_spilled = 1;
 781                 }
 782                 memperm_emit_copy(node, entities[iidx], entities[oidx]);
 783
 784                 /* Mark as done. */
 785                 sourceof[oidx] = oidx;
 786
 787                 assert(n_users[iidx] > 0);
 788                 /* Decrementing the number of users might enable us to do another
 789                  * copy. */
 790                 --n_users[iidx];
 791
 792                 if (iidx < oidx && n_users[iidx] == 0) {
 793                         oidx = iidx;
 794                 } else {
 795                         ++oidx;
 796                 }
 797         }
 798
 799         /* The rest are cycles. */
 800         for (oidx = 0; oidx < n; /* empty */) {
 801                 int iidx = sourceof[oidx];
 802                 int tidx;
 803
 804                 /* Nothing to do for fix points. */
 805                 if (iidx == oidx) {
 806                         ++oidx;
 807                         continue;
 808                 }
 809
 810                 assert(n_users[iidx] == 1);
 811
 812                 /* Swap the two values to resolve the cycle. */
 813                 if (n_spilled < 2) {
 814                         memperm_emit_spill_registers(node, n_spilled, /*n_to_spill=*/2);
 815                         n_spilled = 2;
 816                 }
 817                 memperm_emit_swap(node, entities[iidx], entities[oidx]);
 818
 819                 tidx = sourceof[iidx];
 820                 /* Mark as done. */
 821                 sourceof[iidx] = iidx;
 822
 823                 /* The source of oidx is now the old source of iidx, because we swapped
 824                  * the two entities. */
 825                 sourceof[oidx] = tidx;
 826         }
 827
 828 #ifdef DEBUG_libfirm
 829         /* Only fix points should remain. */
 830         for (i = 0; i < max_size; ++i) {
 831                 assert(sourceof[i] == i);
 832         }
 833 #endif
 834
 835         assert(n_spilled > 0 && "Useless MemPerm node");
 836
 837         memperm_emit_restore_registers(node, n_spilled);
 838 }
 839
 840 static void emit_sparc_Return(const ir_node *node)
 841 {
 842         ir_graph  *irg    = get_irn_irg(node);
 843         ir_entity *entity = get_irg_entity(irg);
 844         ir_type   *type   = get_entity_type(entity);
 845
 846         const char *destreg = "%o7";
 847
 848         /* hack: we don't explicitely model register changes because of the
 849          * restore node. So we have to do it manually here */
 850         if (delay_slot_filler != NULL &&
 851                         (is_sparc_Restore(delay_slot_filler)
 852                          || is_sparc_RestoreZero(delay_slot_filler))) {
 853                 destreg = "%i7";
 854         }
 855         char const *const offset = get_method_calling_convention(type) & cc_compound_ret ? "12" : "8";
 856         sparc_emitf(node, "jmp %s+%s", destreg, offset);
 857         fill_delay_slot();
 858 }
 859
 860 static const arch_register_t *map_i_to_o_reg(const arch_register_t *reg)
 861 {
 862         unsigned idx = reg->global_index;
 863         if (idx < REG_I0 || idx > REG_I7)
 864                 return reg;
 865         idx += REG_O0 - REG_I0;
 866         assert(REG_O0 <= idx && idx <= REG_O7);
 867         return &sparc_registers[idx];
 868 }
 869
 870 static void emit_sparc_Restore(const ir_node *node)
 871 {
 872         const arch_register_t *destreg
 873                 = arch_get_irn_register_out(node, pn_sparc_Restore_res);
 874         sparc_emitf(node, "restore %S2, %SI3, %R", map_i_to_o_reg(destreg));
 875 }
 876
 877 static void emit_sparc_FrameAddr(const ir_node *node)
 878 {
 879         const sparc_attr_t *attr   = get_sparc_attr_const(node);
 880         int32_t             offset = attr->immediate_value;
 881
 882         char const *const insn = offset > 0 ? offset = -offset, "sub" : "add";
 883         assert(sparc_is_value_imm_encodeable(offset));
 884         sparc_emitf(node, "%s %S0, %d, %D0", insn, offset);
 885 }
 886
 887 static const char *get_icc_unsigned(ir_relation relation)
 888 {
 889         switch (relation & (ir_relation_less_equal_greater)) {
 890         case ir_relation_false:              return "bn";
 891         case ir_relation_equal:              return "be";
 892         case ir_relation_less:               return "blu";
 893         case ir_relation_less_equal:         return "bleu";
 894         case ir_relation_greater:            return "bgu";
 895         case ir_relation_greater_equal:      return "bgeu";
 896         case ir_relation_less_greater:       return "bne";
 897         case ir_relation_less_equal_greater: return "ba";
 898         default: panic("Cmp has unsupported relation");
 899         }
 900 }
 901
 902 static const char *get_icc_signed(ir_relation relation)
 903 {
 904         switch (relation & (ir_relation_less_equal_greater)) {
 905         case ir_relation_false:              return "bn";
 906         case ir_relation_equal:              return "be";
 907         case ir_relation_less:               return "bl";
 908         case ir_relation_less_equal:         return "ble";
 909         case ir_relation_greater:            return "bg";
 910         case ir_relation_greater_equal:      return "bge";
 911         case ir_relation_less_greater:       return "bne";
 912         case ir_relation_less_equal_greater: return "ba";
 913         default: panic("Cmp has unsupported relation");
 914         }
 915 }
 916
 917 static const char *get_fcc(ir_relation relation)
 918 {
 919         switch (relation) {
 920         case ir_relation_false:                   return "fbn";
 921         case ir_relation_equal:                   return "fbe";
 922         case ir_relation_less:                    return "fbl";
 923         case ir_relation_less_equal:              return "fble";
 924         case ir_relation_greater:                 return "fbg";
 925         case ir_relation_greater_equal:           return "fbge";
 926         case ir_relation_less_greater:            return "fblg";
 927         case ir_relation_less_equal_greater:      return "fbo";
 928         case ir_relation_unordered:               return "fbu";
 929         case ir_relation_unordered_equal:         return "fbue";
 930         case ir_relation_unordered_less:          return "fbul";
 931         case ir_relation_unordered_less_equal:    return "fbule";
 932         case ir_relation_unordered_greater:       return "fbug";
 933         case ir_relation_unordered_greater_equal: return "fbuge";
 934         case ir_relation_unordered_less_greater:  return "fbne";
 935         case ir_relation_true:                    return "fba";
 936         }
 937         panic("invalid relation");
 938 }
 939
 940 typedef const char* (*get_cc_func)(ir_relation relation);
 941
 942 static void emit_sparc_branch(const ir_node *node, get_cc_func get_cc)
 943 {
 944         const sparc_jmp_cond_attr_t *attr = get_sparc_jmp_cond_attr_const(node);
 945         ir_relation    relation    = attr->relation;
 946         const ir_node *proj_true   = NULL;
 947         const ir_node *proj_false  = NULL;
 948         const ir_node *block;
 949         const ir_node *next_block;
 950
 951         foreach_out_edge(node, edge) {
 952                 ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
 953                 long nr = get_Proj_proj(proj);
 954                 if (nr == pn_Cond_true) {
 955                         proj_true = proj;
 956                 } else {
 957                         proj_false = proj;
 958                 }
 959         }
 960
 961         /* for now, the code works for scheduled and non-schedules blocks */
 962         block = get_nodes_block(node);
 963
 964         /* we have a block schedule */
 965         next_block = (ir_node*)get_irn_link(block);
 966
 967         if (get_irn_link(proj_true) == next_block) {
 968                 /* exchange both proj's so the second one can be omitted */
 969                 const ir_node *t = proj_true;
 970
 971                 proj_true  = proj_false;
 972                 proj_false = t;
 973                 relation   = get_negated_relation(relation);
 974         }
 975
 976         /* emit the true proj */
 977         sparc_emitf(proj_true, "%s %L", get_cc(relation));
 978         fill_delay_slot();
 979
 980         if (get_irn_link(proj_false) == next_block) {
 981                 if (be_options.verbose_asm) {
 982                         sparc_emitf(proj_false, "/* fallthrough to %L */");
 983                 }
 984         } else {
 985                 sparc_emitf(proj_false, "ba %L");
 986                 fill_delay_slot();
 987         }
 988 }
 989
 990 static void emit_sparc_Bicc(const ir_node *node)
 991 {
 992         const sparc_jmp_cond_attr_t *attr = get_sparc_jmp_cond_attr_const(node);
 993         bool             is_unsigned = attr->is_unsigned;
 994         emit_sparc_branch(node, is_unsigned ? get_icc_unsigned : get_icc_signed);
 995 }
 996
 997 static void emit_sparc_fbfcc(const ir_node *node)
 998 {
 999         /* if the flags producing node was immediately in front of us, emit
1000          * a nop */
1001         ir_node *flags = get_irn_n(node, n_sparc_fbfcc_flags);
1002         ir_node *prev  = sched_prev(node);
1003         if (is_Block(prev)) {
1004                 /* TODO: when the flags come from another block, then we have to do
1005                  * more complicated tests to see wether the flag producing node is
1006                  * potentially in front of us (could happen for fallthroughs) */
1007                 panic("TODO: fbfcc flags come from other block");
1008         }
1009         if (skip_Proj(flags) == prev) {
1010                 sparc_emitf(NULL, "nop");
1011         }
1012         emit_sparc_branch(node, get_fcc);
1013 }
1014
1015 static void emit_sparc_Ba(const ir_node *node)
1016 {
1017         if (ba_is_fallthrough(node)) {
1018                 if (be_options.verbose_asm) {
1019                         sparc_emitf(node, "/* fallthrough to %L */");
1020                 }
1021         } else {
1022                 sparc_emitf(node, "ba %L");
1023                 fill_delay_slot();
1024         }
1025 }
1026
1027 static void emit_sparc_SwitchJmp(const ir_node *node)
1028 {
1029         const sparc_switch_jmp_attr_t *attr = get_sparc_switch_jmp_attr_const(node);
1030
1031         sparc_emitf(node, "jmp %S0");
1032         fill_delay_slot();
1033
1034         be_emit_jump_table(node, attr->table, attr->table_entity, get_jump_target);
1035 }
1036
1037 static void emit_fmov(const ir_node *node, const arch_register_t *src_reg,
1038                       const arch_register_t *dst_reg)
1039 {
1040         sparc_emitf(node, "fmovs %R, %R", src_reg, dst_reg);
1041 }
1042
1043 static const arch_register_t *get_next_fp_reg(const arch_register_t *reg)
1044 {
1045         unsigned idx = reg->global_index;
1046         assert(reg == &sparc_registers[idx]);
1047         idx++;
1048         assert(idx - REG_F0 < N_sparc_fp_REGS);
1049         return &sparc_registers[idx];
1050 }
1051
1052 static void emit_be_Copy(const ir_node *node)
1053 {
1054         ir_mode               *mode    = get_irn_mode(node);
1055         const arch_register_t *src_reg = arch_get_irn_register_in(node, 0);
1056         const arch_register_t *dst_reg = arch_get_irn_register_out(node, 0);
1057
1058         if (src_reg == dst_reg)
1059                 return;
1060
1061         if (mode_is_float(mode)) {
1062                 unsigned bits = get_mode_size_bits(mode);
1063                 int      n    = bits > 32 ? bits > 64 ? 3 : 1 : 0;
1064                 int      i;
1065                 emit_fmov(node, src_reg, dst_reg);
1066                 for (i = 0; i < n; ++i) {
1067                         src_reg = get_next_fp_reg(src_reg);
1068                         dst_reg = get_next_fp_reg(dst_reg);
1069                         emit_fmov(node, src_reg, dst_reg);
1070                 }
1071         } else if (mode_is_data(mode)) {
1072                 sparc_emitf(node, "mov %S0, %D0");
1073         } else {
1074                 panic("invalid mode");
1075         }
1076 }
1077
1078 static void emit_nothing(const ir_node *irn)
1079 {
1080         (void) irn;
1081 }
1082
1083 typedef void (*emit_func) (const ir_node *);
1084
1085 static inline void set_emitter(ir_op *op, emit_func sparc_emit_node)
1086 {
1087         op->ops.generic = (op_func)sparc_emit_node;
1088 }
1089
1090 /**
1091  * Enters the emitter functions for handled nodes into the generic
1092  * pointer of an opcode.
1093  */
1094 static void sparc_register_emitters(void)
1095 {
1096         /* first clear the generic function pointer for all ops */
1097         ir_clear_opcodes_generic_func();
1098         /* register all emitter functions defined in spec */
1099         sparc_register_spec_emitters();
1100
1101         /* custom emitter */
1102         set_emitter(op_be_Copy,         emit_be_Copy);
1103         set_emitter(op_be_CopyKeep,     emit_be_Copy);
1104         set_emitter(op_be_IncSP,        emit_be_IncSP);
1105         set_emitter(op_be_MemPerm,      emit_be_MemPerm);
1106         set_emitter(op_be_Perm,         emit_be_Perm);
1107         set_emitter(op_sparc_Ba,        emit_sparc_Ba);
1108         set_emitter(op_sparc_Bicc,      emit_sparc_Bicc);
1109         set_emitter(op_sparc_Call,      emit_sparc_Call);
1110         set_emitter(op_sparc_fbfcc,     emit_sparc_fbfcc);
1111         set_emitter(op_sparc_FrameAddr, emit_sparc_FrameAddr);
1112         set_emitter(op_sparc_SubSP,     emit_sparc_SubSP);
1113         set_emitter(op_sparc_Restore,   emit_sparc_Restore);
1114         set_emitter(op_sparc_Return,    emit_sparc_Return);
1115         set_emitter(op_sparc_SDiv,      emit_sparc_SDiv);
1116         set_emitter(op_sparc_SwitchJmp, emit_sparc_SwitchJmp);
1117         set_emitter(op_sparc_UDiv,      emit_sparc_UDiv);
1118
1119         /* no need to emit anything for the following nodes */
1120         set_emitter(op_be_Keep,     emit_nothing);
1121         set_emitter(op_sparc_Start, emit_nothing);
1122         set_emitter(op_Phi,         emit_nothing);
1123 }
1124
1125 /**
1126  * Emits code for a node.
1127  */
1128 static void sparc_emit_node(const ir_node *node)
1129 {
1130         ir_op *op = get_irn_op(node);
1131
1132         if (op->ops.generic) {
1133                 emit_func func = (emit_func) op->ops.generic;
1134                 be_dwarf_location(get_irn_dbg_info(node));
1135                 (*func) (node);
1136         } else {
1137                 panic("No emit handler for node %+F (graph %+F)\n", node,
1138                       get_irn_irg(node));
1139         }
1140 }
1141
1142 static ir_node *find_next_delay_slot(ir_node *from)
1143 {
1144         ir_node *schedpoint = from;
1145         while (!has_delay_slot(schedpoint)) {
1146                 if (!sched_has_next(schedpoint))
1147                         return NULL;
1148                 schedpoint = sched_next(schedpoint);
1149         }
1150         return schedpoint;
1151 }
1152
1153 static bool block_needs_label(const ir_node *block, const ir_node *sched_prev)
1154 {
1155         int n_cfgpreds;
1156
1157         if (get_Block_entity(block) != NULL)
1158                 return true;
1159
1160         n_cfgpreds = get_Block_n_cfgpreds(block);
1161         if (n_cfgpreds == 0) {
1162                 return false;
1163         } else if (n_cfgpreds > 1) {
1164                 return true;
1165         } else {
1166                 ir_node *cfgpred       = get_Block_cfgpred(block, 0);
1167                 ir_node *cfgpred_block = get_nodes_block(cfgpred);
1168                 if (is_Proj(cfgpred) && is_sparc_SwitchJmp(get_Proj_pred(cfgpred)))
1169                         return true;
1170                 return sched_prev != cfgpred_block || get_irn_link(cfgpred) != block;
1171         }
1172 }
1173
1174 /**
1175  * Walks over the nodes in a block connected by scheduling edges
1176  * and emits code for each node.
1177  */
1178 static void sparc_emit_block(ir_node *block, ir_node *prev)
1179 {
1180         ir_node *next_delay_slot;
1181         bool     needs_label = block_needs_label(block, prev);
1182
1183         be_gas_begin_block(block, needs_label);
1184
1185         next_delay_slot = find_next_delay_slot(sched_first(block));
1186         if (next_delay_slot != NULL)
1187                 delay_slot_filler = pick_delay_slot_for(next_delay_slot);
1188
1189         sched_foreach(block, node) {
1190                 if (node == delay_slot_filler) {
1191                         continue;
1192                 }
1193
1194                 sparc_emit_node(node);
1195
1196                 if (node == next_delay_slot) {
1197                         assert(delay_slot_filler == NULL);
1198                         next_delay_slot = find_next_delay_slot(sched_next(node));
1199                         if (next_delay_slot != NULL)
1200                                 delay_slot_filler = pick_delay_slot_for(next_delay_slot);
1201                 }
1202         }
1203 }
1204
1205 /**
1206  * Emits code for function start.
1207  */
1208 static void sparc_emit_func_prolog(ir_graph *irg)
1209 {
1210         ir_entity *entity = get_irg_entity(irg);
1211         be_gas_emit_function_prolog(entity, 4, NULL);
1212 }
1213
1214 /**
1215  * Emits code for function end
1216  */
1217 static void sparc_emit_func_epilog(ir_graph *irg)
1218 {
1219         ir_entity *entity = get_irg_entity(irg);
1220         be_gas_emit_function_epilog(entity);
1221 }
1222
1223 static void sparc_gen_labels(ir_node *block, void *env)
1224 {
1225         ir_node *pred;
1226         int n = get_Block_n_cfgpreds(block);
1227         (void) env;
1228
1229         for (n--; n >= 0; n--) {
1230                 pred = get_Block_cfgpred(block, n);
1231                 set_irn_link(pred, block); // link the pred of a block (which is a jmp)
1232         }
1233 }
1234
1235 void sparc_emit_routine(ir_graph *irg)
1236 {
1237         ir_node **block_schedule;
1238         size_t    i;
1239         size_t    n;
1240
1241         heights = heights_new(irg);
1242
1243         /* register all emitter functions */
1244         sparc_register_emitters();
1245
1246         /* create the block schedule. For now, we don't need it earlier. */
1247         block_schedule = be_create_block_schedule(irg);
1248
1249         sparc_emit_func_prolog(irg);
1250         irg_block_walk_graph(irg, sparc_gen_labels, NULL, NULL);
1251
1252         /* inject block scheduling links & emit code of each block */
1253         n = ARR_LEN(block_schedule);
1254         for (i = 0; i < n; ++i) {
1255                 ir_node *block      = block_schedule[i];
1256                 ir_node *next_block = i+1 < n ? block_schedule[i+1] : NULL;
1257                 set_irn_link(block, next_block);
1258         }
1259
1260         for (i = 0; i < n; ++i) {
1261                 ir_node *block = block_schedule[i];
1262                 ir_node *prev  = i>=1 ? block_schedule[i-1] : NULL;
1263                 if (block == get_irg_end_block(irg))
1264                         continue;
1265                 sparc_emit_block(block, prev);
1266         }
1267
1268         /* emit function epilog */
1269         sparc_emit_func_epilog(irg);
1270
1271         heights_free(heights);
1272 }
1273
1274 void sparc_init_emitter(void)
1275 {
1276         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.be.sparc.emit");
1277 }