codegen/solidify.sml

   1 (* L1 Compiler
   2  * Gathers tiberium, fires rockets
   3  * Takes a list of mappings of temporaries to colors and a pseudoasm listing,
   4  * then produces x86 code.
   5  * Author: Joshua Wise <jwise@andrew.cmu.edu>
   6  *)
   7
   8 signature SOLIDIFY =
   9 sig
  10   type colorings = (Temp.temp * int) list
  11   type asm = x86.insn list
  12
  13   val solidify : colorings -> asm -> asm
  14 end
  15
  16 structure Solidify :> SOLIDIFY =
  17 struct
  18   structure X = x86
  19   structure T = Temp
  20
  21   type colorings = (Temp.temp * int) list
  22   type asm = x86.insn list
  23
  24   exception Spilled
  25
  26   fun solidify (regmap : colorings) (instrs : asm) : asm =
  27     let
  28       (* r14d and r15d is reserved for spilling *)
  29       val maxreg = X.regtonum X.R13D
  30       fun numtoreg n =
  31           if (n > maxreg)
  32           then raise Spilled
  33           else X.numtoreg n
  34
  35       fun temptonum (t: T.temp) : int =
  36         (List.hd
  37           (List.map (fn (_, n) => n)
  38             (List.filter (fn (a, _) => (Temp.compare (a, t) = EQUAL)) regmap)))
  39
  40       fun temptoreg (t: T.temp) : x86.reg =
  41         numtoreg (temptonum t)
  42         handle Empty =>
  43           (let
  44             val () = print ("  Uncolored temp "^(Temp.name t)^" -- dead code?\n")
  45           in
  46             X.R15D (*If we don't care about the output, then it is cool to explode this; R15D is guaranteed not to be used across builtin blocks.*)
  47           end)
  48
  49       val spillreg1 = X.R14D
  50       val spillreg2 = X.R15D
  51
  52       val prologue = [X.DIRECTIVE "\tpush %rbx\n\tpush %r12\n\tpush %r13\n\tpush %r14\n\tpush %r15"]    (* Could be done better. *)
  53       val epilogue = [X.DIRECTIVE "\tpop %r15\n\tpop %r14\n\tpop %r13\n\tpop %r12\n\tpop %rbx"]
  54
  55       val numreg = foldr (Int.max) 0 (map (fn (_, n) => n) regmap)      (* Number of registers used. *)
  56       val nspilled = Int.max (numreg - maxreg, 0)       (* Number of spilled registers. *)
  57       fun isspilled (X.TEMP temp) = (((temptonum temp) > maxreg) handle Empty => false) (* Whether a register is spilled *)
  58         | isspilled _ = false
  59       fun stackpos (reg: int) = (reg - maxreg) * ~4     (* Stack position of some register number *)
  60
  61       fun spill (X.TEMP temp, xreg: x86.reg) =  (* Spill a register if need be. *)
  62         if (isspilled (X.TEMP temp))
  63           then [X.MOVL (X.REL (X.RSP, stackpos (temptonum temp)), X.REG xreg)]
  64           else nil
  65         | spill _ = nil         (* Nothing else can be spilled. *)
  66       fun unspill (X.TEMP temp, xreg: x86.reg) =        (* Unspill a register if need be. *)
  67         if (isspilled (X.TEMP temp))
  68           then [X.MOVL (X.REG xreg, X.REL (X.RSP, stackpos (temptonum temp)))]
  69           else nil
  70         | unspill _ = nil
  71
  72       fun realoper (X.TEMP temp) = X.REG (temptoreg temp)       (* Makes a operand 'real'. *)
  73         | realoper r = r
  74       fun stackoper (X.TEMP temp) =
  75             if not (isspilled (X.TEMP temp)) then raise ErrorMsg.InternalError "stackoper on unspilled temp?"
  76             else X.REL (X.RSP, stackpos (temptonum temp))
  77         | stackoper _ = raise ErrorMsg.InternalError "stackoper on not temp?"
  78
  79       fun transform (X.DIRECTIVE s) = [X.DIRECTIVE s]
  80         | transform (X.COMMENT s) = [X.COMMENT s]
  81         | transform (X.MOVL (dest, src)) =
  82             if (isspilled dest)
  83             then
  84               unspill (src, spillreg1) @
  85               [ X.MOVL(
  86                   realoper dest handle Spilled => stackoper dest,
  87                   realoper src handle Spilled => X.REG spillreg1)]
  88             else
  89               [ X.MOVL(
  90                   realoper dest handle Spilled => raise ErrorMsg.InternalError "But we said that wasn't spilled?",
  91                   realoper src handle Spilled => stackoper src)]
  92         | transform (X.SUBL (dest, src)) =
  93             unspill (src, spillreg1) @
  94             unspill (dest, spillreg2) @
  95             [ X.SUBL(
  96                 realoper dest handle Spilled => X.REG spillreg2,
  97                 realoper src handle Spilled => X.REG spillreg1)] @
  98             spill (dest, spillreg2)
  99         | transform (X.IMUL (dest, src)) =
 100             unspill (dest, spillreg1) @
 101             [ X.IMUL(
 102                 realoper dest handle Spilled => X.REG spillreg1,
 103                 realoper src handle Spilled => stackoper src)] @
 104             spill (dest, spillreg1)
 105         | transform (X.IMUL3 (dest, src, const)) =
 106             [ X.IMUL3(
 107                 realoper dest handle Spilled => X.REG spillreg1,
 108                 realoper src handle Spilled => stackoper src,
 109                 const)] @
 110             spill (dest, spillreg1)
 111         | transform (X.ADDL (dest, src)) =      (* You can have either operand spilled, but not both. Pick one. *)
 112             if (isspilled dest)
 113             then
 114               unspill (src, spillreg1) @
 115               [ X.ADDL(
 116                   realoper dest handle Spilled => stackoper dest,
 117                   realoper src handle Spilled => X.REG spillreg1)]
 118             else
 119               [ X.ADDL(
 120                   realoper dest handle Spilled => raise ErrorMsg.InternalError "But we said that wasn't spilled?",
 121                   realoper src handle Spilled => stackoper src)]
 122         | transform (X.LEAL (dest, src1, src2)) =
 123             unspill (src1, spillreg1) @
 124             unspill (src2, spillreg2) @
 125             [ X.LEAL(
 126                 realoper dest handle Spilled => X.REG spillreg1,
 127                 realoper src1 handle Spilled => X.REG spillreg1,
 128                 realoper src2 handle Spilled => X.REG spillreg2)] @
 129             spill (dest, spillreg1)
 130         | transform (X.IDIVL (src)) = [ X.IDIVL(realoper src handle Spilled => stackoper src)]
 131         | transform (X.NEG (src)) = [ X.NEG(realoper src handle Spilled => stackoper src)]
 132         | transform (X.CLTD) = [ X.CLTD ]
 133         | transform (X.RET) = epilogue @ [X.RET]
 134 (*        | transform _ = raise ErrorMsg.InternalError ("Unimplemented transform")*)
 135     in
 136       List.concat (prologue :: (map transform instrs))
 137
 138     end
 139 end