new arm64 backend, yeepee
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Quentin Carbonneaux
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96836855a5
commit
61090c758d
10 changed files with 1537 additions and 4 deletions
455
arm64/emit.c
Normal file
455
arm64/emit.c
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,455 @@
|
|||
#include "all.h"
|
||||
|
||||
typedef struct E E;
|
||||
|
||||
struct E {
|
||||
FILE *f;
|
||||
Fn *fn;
|
||||
uint64_t frame;
|
||||
uint padding;
|
||||
};
|
||||
|
||||
#define CMP(X) \
|
||||
X(Cieq, "eq") \
|
||||
X(Cine, "ne") \
|
||||
X(Cisge, "ge") \
|
||||
X(Cisgt, "gt") \
|
||||
X(Cisle, "le") \
|
||||
X(Cislt, "lt") \
|
||||
X(Ciuge, "cs") \
|
||||
X(Ciugt, "hi") \
|
||||
X(Ciule, "ls") \
|
||||
X(Ciult, "cc") \
|
||||
X(NCmpI+Cfeq, "eq") \
|
||||
X(NCmpI+Cfge, "ge") \
|
||||
X(NCmpI+Cfgt, "gt") \
|
||||
X(NCmpI+Cfle, "ls") \
|
||||
X(NCmpI+Cflt, "mi") \
|
||||
X(NCmpI+Cfne, "ne") \
|
||||
X(NCmpI+Cfo, "vc") \
|
||||
X(NCmpI+Cfuo, "vs")
|
||||
|
||||
enum {
|
||||
Ki = -1, /* matches Kw and Kl */
|
||||
Ka = -2, /* matches all classes */
|
||||
};
|
||||
|
||||
static struct {
|
||||
short op;
|
||||
short cls;
|
||||
char *asm;
|
||||
} omap[] = {
|
||||
{ Oadd, Ki, "add %=, %0, %1" },
|
||||
{ Oadd, Ka, "fadd %=, %0, %1" },
|
||||
{ Osub, Ki, "sub %=, %0, %1" },
|
||||
{ Osub, Ka, "fsub %=, %0, %1" },
|
||||
{ Oand, Ki, "and %=, %0, %1" },
|
||||
{ Oor, Ki, "orr %=, %0, %1" },
|
||||
{ Oxor, Ki, "eor %=, %0, %1" },
|
||||
{ Osar, Ki, "asr %=, %0, %1" },
|
||||
{ Oshr, Ki, "lsr %=, %0, %1" },
|
||||
{ Oshl, Ki, "lsl %=, %0, %1" },
|
||||
{ Omul, Ki, "mul %=, %0, %1" },
|
||||
{ Omul, Ka, "fmul %=, %0, %1" },
|
||||
{ Odiv, Ki, "sdiv %=, %0, %1" },
|
||||
{ Odiv, Ka, "fdiv %=, %0, %1" },
|
||||
{ Oudiv, Ki, "udiv %=, %0, %1" },
|
||||
{ Orem, Ki, "sdiv %?, %0, %1\n\tmsub\t%=, %?, %1, %0" },
|
||||
{ Ourem, Ki, "udiv %?, %0, %1\n\tmsub\t%=, %?, %1, %0" },
|
||||
{ Ocopy, Ki, "mov %=, %0" },
|
||||
{ Ocopy, Ka, "fmov %=, %0" },
|
||||
{ Oswap, Ki, "mov %?, %0\n\tmov\t%0, %1\n\tmov\t%1, %?" },
|
||||
{ Oswap, Ka, "fmov %?, %0\n\tfmov\t%0, %1\n\tfmov\t%1, %?" },
|
||||
{ Ostoreb, Kw, "strb %W0, %M1" },
|
||||
{ Ostoreh, Kw, "strh %W0, %M1" },
|
||||
{ Ostorew, Kw, "str %W0, %M1" },
|
||||
{ Ostorel, Kw, "str %L0, %M1" },
|
||||
{ Ostores, Kw, "str %S0, %M1" },
|
||||
{ Ostored, Kw, "str %D0, %M1" },
|
||||
{ Oloadsb, Ki, "ldrsb %=, %M0" },
|
||||
{ Oloadub, Ki, "ldrb %=, %M0" },
|
||||
{ Oloadsh, Ki, "ldrsh %=, %M0" },
|
||||
{ Oloaduh, Ki, "ldrh %=, %M0" },
|
||||
{ Oloadsw, Kw, "ldr %=, %M0" },
|
||||
{ Oloadsw, Kl, "ldrsw %=, %M0" },
|
||||
{ Oloaduw, Ki, "ldr %W=, %M0" },
|
||||
{ Oload, Ka, "ldr %=, %M0" },
|
||||
{ Oextsb, Ki, "sxtb %=, %W0" },
|
||||
{ Oextub, Ki, "uxtb %W=, %W0" },
|
||||
{ Oextsh, Ki, "sxth %=, %W0" },
|
||||
{ Oextuh, Ki, "uxth %W=, %W0" },
|
||||
{ Oextsw, Ki, "sxtw %L=, %W0" },
|
||||
{ Oextuw, Ki, "mov %W=, %W0" },
|
||||
{ Oexts, Kd, "fcvt %=, %S0" },
|
||||
{ Ocast, Kw, "fmov %=, %S0" },
|
||||
{ Ocast, Kl, "fmov %=, %D0" },
|
||||
{ Ocast, Ks, "fmov %=, %W0" },
|
||||
{ Ocast, Kd, "fmov %=, %L0" },
|
||||
{ Ostosi, Ka, "fcvtzs %=, %S0" },
|
||||
{ Odtosi, Ka, "fcvtzs %=, %D0" },
|
||||
{ Oswtof, Ka, "scvtf %=, %W0" },
|
||||
{ Osltof, Ka, "scvtf %=, %L0" },
|
||||
{ Ocall, Kw, "blr %L0" },
|
||||
|
||||
{ Oacmp, Ki, "cmp %0, %1" },
|
||||
{ Oacmn, Ki, "cmn %0, %1" },
|
||||
{ Oafcmp, Ka, "fcmpe %0, %1" },
|
||||
|
||||
#define X(c, str) \
|
||||
{ Oflag+c, Ki, "cset %=, " str },
|
||||
CMP(X)
|
||||
#undef X
|
||||
{ NOp, 0, 0 }
|
||||
};
|
||||
|
||||
static char *
|
||||
rname(int r, int k)
|
||||
{
|
||||
static char buf[4];
|
||||
|
||||
if (r == SP) {
|
||||
assert(k == Kl);
|
||||
sprintf(buf, "sp");
|
||||
}
|
||||
else if (R0 <= r && r <= LR)
|
||||
switch (k) {
|
||||
default: die("invalid class");
|
||||
case Kw: sprintf(buf, "w%d", r-R0); break;
|
||||
case Kx:
|
||||
case Kl: sprintf(buf, "x%d", r-R0); break;
|
||||
}
|
||||
else if (V0 <= r && r <= V30)
|
||||
switch (k) {
|
||||
default: die("invalid class");
|
||||
case Ks: sprintf(buf, "s%d", r-V0); break;
|
||||
case Kx:
|
||||
case Kd: sprintf(buf, "d%d", r-V0); break;
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
die("invalid register");
|
||||
return buf;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static uint64_t
|
||||
slot(int s, E *e)
|
||||
{
|
||||
s = ((int32_t)s << 3) >> 3;
|
||||
if (s == -1)
|
||||
return 16 + e->frame;
|
||||
if (s < 0) {
|
||||
if (e->fn->vararg)
|
||||
return 16 + e->frame + 192 - (s+2)*8;
|
||||
else
|
||||
return 16 + e->frame - (s+2)*8;
|
||||
} else
|
||||
return 16 + e->padding + 4 * s;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void
|
||||
emitf(char *s, Ins *i, E *e)
|
||||
{
|
||||
Ref r;
|
||||
int k, c;
|
||||
Con *pc;
|
||||
unsigned n, sp;
|
||||
|
||||
fputc('\t', e->f);
|
||||
|
||||
sp = 0;
|
||||
for (;;) {
|
||||
k = i->cls;
|
||||
while ((c = *s++) != '%')
|
||||
if (c == ' ' && !sp) {
|
||||
fputc('\t', e->f);
|
||||
sp = 1;
|
||||
} else if ( !c) {
|
||||
fputc('\n', e->f);
|
||||
return;
|
||||
} else
|
||||
fputc(c, e->f);
|
||||
Switch:
|
||||
switch ((c = *s++)) {
|
||||
default:
|
||||
die("invalid escape");
|
||||
case 'W':
|
||||
k = Kw;
|
||||
goto Switch;
|
||||
case 'L':
|
||||
k = Kl;
|
||||
goto Switch;
|
||||
case 'S':
|
||||
k = Ks;
|
||||
goto Switch;
|
||||
case 'D':
|
||||
k = Kd;
|
||||
goto Switch;
|
||||
case '?':
|
||||
if (KBASE(k) == 0)
|
||||
fputs(rname(R18, k), e->f);
|
||||
else
|
||||
fputs(k==Ks ? "s31" : "d31", e->f);
|
||||
break;
|
||||
case '=':
|
||||
case '0':
|
||||
r = c == '=' ? i->to : i->arg[0];
|
||||
assert(isreg(r));
|
||||
fputs(rname(r.val, k), e->f);
|
||||
break;
|
||||
case '1':
|
||||
r = i->arg[1];
|
||||
switch (rtype(r)) {
|
||||
default:
|
||||
die("invalid second argument");
|
||||
case RTmp:
|
||||
assert(isreg(r));
|
||||
fputs(rname(r.val, k), e->f);
|
||||
break;
|
||||
case RCon:
|
||||
pc = &e->fn->con[r.val];
|
||||
n = pc->bits.i;
|
||||
assert(pc->type == CBits);
|
||||
if (n & 0xfff000)
|
||||
fprintf(e->f, "#%u, lsl #12", n>>12);
|
||||
else
|
||||
fprintf(e->f, "#%u", n);
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
break;
|
||||
case 'M':
|
||||
c = *s++;
|
||||
assert(c == '0' || c == '1');
|
||||
r = i->arg[c - '0'];
|
||||
assert(isreg(r) && "TODO emit non reg addresses");
|
||||
fprintf(e->f, "[%s]", rname(r.val, Kl));
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void
|
||||
loadcon(Con *c, int r, int k, FILE *f)
|
||||
{
|
||||
char *rn, *p, off[32];
|
||||
int64_t n;
|
||||
int w, sh;
|
||||
|
||||
w = KWIDE(k);
|
||||
rn = rname(r, k);
|
||||
n = c->bits.i;
|
||||
if (c->type == CAddr) {
|
||||
rn = rname(r, Kl);
|
||||
if (n)
|
||||
sprintf(off, "+%"PRIi64, n);
|
||||
else
|
||||
off[0] = 0;
|
||||
p = c->local ? ".L" : "";
|
||||
fprintf(f, "\tadrp\t%s, %s%s%s\n",
|
||||
rn, p, c->label, off);
|
||||
fprintf(f, "\tadd\t%s, %s, #:lo12:%s%s%s\n",
|
||||
rn, rn, p, c->label, off);
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
assert(c->type == CBits);
|
||||
if (!w)
|
||||
n = (int32_t)n;
|
||||
if ((n | 0xffff) == -1 || arm64_logimm(n, k)) {
|
||||
fprintf(f, "\tmov\t%s, #%"PRIi64"\n", rn, n);
|
||||
} else {
|
||||
fprintf(f, "\tmov\t%s, #%d\n",
|
||||
rn, (int)(n & 0xffff));
|
||||
for (sh=16; n>>=16; sh+=16) {
|
||||
if ((!w && sh == 32) || sh == 64)
|
||||
break;
|
||||
fprintf(f, "\tmovk\t%s, #0x%x, lsl #%d\n",
|
||||
rn, (unsigned)(n & 0xffff), sh);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void
|
||||
emitins(Ins *i, E *e)
|
||||
{
|
||||
int o;
|
||||
|
||||
switch (i->op) {
|
||||
default:
|
||||
Table:
|
||||
/* most instructions are just pulled out of
|
||||
* the table omap[], some special cases are
|
||||
* detailed below */
|
||||
for (o=0;; o++) {
|
||||
/* this linear search should really be a binary
|
||||
* search */
|
||||
if (omap[o].op == NOp)
|
||||
die("no match for %s(%c)",
|
||||
optab[i->op].name, "wlsd"[i->cls]);
|
||||
if (omap[o].op == i->op)
|
||||
if (omap[o].cls == i->cls || omap[o].cls == Ka
|
||||
|| (omap[o].cls == Ki && KBASE(i->cls) == 0))
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
emitf(omap[o].asm, i, e);
|
||||
break;
|
||||
case Onop:
|
||||
break;
|
||||
case Ocopy:
|
||||
if (req(i->to, i->arg[0]))
|
||||
break;
|
||||
if (rtype(i->arg[0]) != RCon)
|
||||
goto Table;
|
||||
loadcon(&e->fn->con[i->arg[0].val], i->to.val, i->cls, e->f);
|
||||
break;
|
||||
case Oaddr:
|
||||
assert(rtype(i->arg[0]) == RSlot);
|
||||
fprintf(e->f, "\tadd\t%s, x29, #%"PRIu64"\n",
|
||||
rname(i->to.val, Kl), slot(i->arg[0].val, e)
|
||||
);
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void
|
||||
framelayout(E *e)
|
||||
{
|
||||
int *r;
|
||||
uint o;
|
||||
uint64_t f;
|
||||
|
||||
for (o=0, r=arm64_rclob; *r>=0; r++)
|
||||
o += 1 & (e->fn->reg >> *r);
|
||||
f = e->fn->slot;
|
||||
f = (f + 3) & -4;
|
||||
o += o & 1;
|
||||
e->padding = 4*(f-e->fn->slot);
|
||||
e->frame = 4*f + 8*o;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/*
|
||||
|
||||
Stack-frame layout:
|
||||
|
||||
+=============+
|
||||
| varargs |
|
||||
| save area |
|
||||
+-------------+
|
||||
| callee-save | ^
|
||||
| registers | |
|
||||
+-------------+ |
|
||||
| ... | |
|
||||
| spill slots | |
|
||||
| ... | | e->frame
|
||||
+-------------+ |
|
||||
| ... | |
|
||||
| locals | |
|
||||
| ... | |
|
||||
+-------------+ |
|
||||
| e->padding | v
|
||||
+-------------+
|
||||
| saved x29 |
|
||||
| saved x30 |
|
||||
+=============+ <- x29
|
||||
|
||||
*/
|
||||
|
||||
void
|
||||
arm64_emitfn(Fn *fn, FILE *out)
|
||||
{
|
||||
static char *ctoa[] = {
|
||||
#define X(c, s) [c] = s,
|
||||
CMP(X)
|
||||
#undef X
|
||||
};
|
||||
static int id0;
|
||||
int n, c, lbl, *r;
|
||||
uint64_t o;
|
||||
Blk *b, *s;
|
||||
Ins *i;
|
||||
E *e;
|
||||
|
||||
e = &(E){.f = out, .fn = fn};
|
||||
framelayout(e);
|
||||
|
||||
fprintf(e->f, ".text\n");
|
||||
if (e->fn->export)
|
||||
fprintf(e->f, ".globl %s\n", e->fn->name);
|
||||
fprintf(e->f, "%s:\n", e->fn->name);
|
||||
|
||||
if (e->fn->vararg) {
|
||||
for (n=7; n>=0; n--)
|
||||
fprintf(e->f, "\tstr\tq%d, [sp, -16]!\n", n);
|
||||
for (n=7; n>=0; n--)
|
||||
fprintf(e->f, "\tstr\tx%d, [sp, -8]!\n", n);
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (e->frame + 16 > 512)
|
||||
fprintf(e->f,
|
||||
"\tsub\tsp, sp, #%"PRIu64"\n"
|
||||
"\tstp\tx29, x30, [sp, -16]!\n",
|
||||
e->frame
|
||||
);
|
||||
else
|
||||
fprintf(e->f,
|
||||
"\tstp\tx29, x30, [sp, -%"PRIu64"]!\n",
|
||||
e->frame + 16
|
||||
);
|
||||
fputs("\tadd\tx29, sp, 0\n", e->f);
|
||||
for (o=e->frame+16, r=arm64_rclob; *r>=0; r++)
|
||||
if (e->fn->reg & BIT(*r))
|
||||
fprintf(e->f,
|
||||
"\tstr\t%s, [sp, %"PRIu64"]\n",
|
||||
rname(*r, Kx), o -= 8
|
||||
);
|
||||
|
||||
for (lbl=0, b=e->fn->start; b; b=b->link) {
|
||||
if (lbl || b->npred > 1)
|
||||
fprintf(e->f, ".L%d:\n", id0+b->id);
|
||||
for (i=b->ins; i!=&b->ins[b->nins]; i++)
|
||||
emitins(i, e);
|
||||
lbl = 1;
|
||||
switch (b->jmp.type) {
|
||||
case Jret0:
|
||||
for (o=e->frame+16, r=arm64_rclob; *r>=0; r++)
|
||||
if (e->fn->reg & BIT(*r))
|
||||
fprintf(e->f,
|
||||
"\tldr\t%s, [sp, %"PRIu64"]\n",
|
||||
rname(*r, Kx), o -= 8
|
||||
);
|
||||
o = e->frame + 16;
|
||||
if (e->fn->vararg)
|
||||
o += 192;
|
||||
if (o > 504)
|
||||
fprintf(e->f,
|
||||
"\tldp\tx29, x30, [sp], 16\n"
|
||||
"\tadd\tsp, sp, #%"PRIu64"\n",
|
||||
o - 16
|
||||
);
|
||||
else
|
||||
fprintf(e->f,
|
||||
"\tldp\tx29, x30, [sp], %"PRIu64"\n",
|
||||
o
|
||||
);
|
||||
fprintf(e->f, "\tret\n");
|
||||
break;
|
||||
case Jjmp:
|
||||
Jmp:
|
||||
if (b->s1 != b->link)
|
||||
fprintf(e->f, "\tb\t.L%d\n", id0+b->s1->id);
|
||||
else
|
||||
lbl = 0;
|
||||
break;
|
||||
default:
|
||||
c = b->jmp.type - Jjf;
|
||||
if (c < 0 || c > NCmp)
|
||||
die("unhandled jump %d", b->jmp.type);
|
||||
if (b->link == b->s2) {
|
||||
s = b->s1;
|
||||
b->s1 = b->s2;
|
||||
b->s2 = s;
|
||||
} else
|
||||
c = cmpneg(c);
|
||||
fprintf(e->f, "\tb%s\t.L%d\n", ctoa[c], id0+b->s2->id);
|
||||
goto Jmp;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
id0 += e->fn->nblk;
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