]> Joshua Wise's Git repositories - snipe.git/blobdiff - codegen/solidify.sml
git.joshuawise.com / snipe.git / blobdiff
? search:
summary | shortlog | log | commit | commitdiff | tree
raw | inline | side by side
Code generation.
[snipe.git] / codegen / solidify.sml
diff --git a/codegen/solidify.sml b/codegen/solidify.sml
index 9d6269d996ae35e5547b9248bc5e96e2279c70c7..07ae420b950703bc33226a307bcc46a6f09ff9f4 100644 (file)
--- a/codegen/solidify.sml
+++ b/codegen/solidify.sml
@@ -1,7 +1,7 @@
-(* L1 Compiler
- * Gathers tiberium, fires rockets
+(* L3 Compiler
  * Takes a list of mappings of temporaries to colors and a pseudoasm listing,
  * then produces x86 code.
  * Takes a list of mappings of temporaries to colors and a pseudoasm listing,
  * then produces x86 code.
+ * Author: Chris Lu <czl@andrew.cmu.edu>
  * Author: Joshua Wise <jwise@andrew.cmu.edu>
  *)
 
  * Author: Joshua Wise <jwise@andrew.cmu.edu>
  *)
 
@@ -22,7 +22,13 @@ struct
   type asm = x86.insn list
   
   exception Spilled
   type asm = x86.insn list
   
   exception Spilled
-  
+
+  structure TempMap = SplayMapFn(struct
+                                   type ord_key = Temp.temp
+                                   val compare = Temp.compare
+                                 end)
+  structure Tm = Temp
+
   fun solidify (regmap : colorings) (instrs : asm) : asm =
     let
       (* r14d and r15d is reserved for spilling *)
   fun solidify (regmap : colorings) (instrs : asm) : asm =
     let
       (* r14d and r15d is reserved for spilling *)
@@ -31,109 +37,248 @@ struct
           if (n > maxreg)
           then raise Spilled
           else X.numtoreg n
           if (n > maxreg)
           then raise Spilled
           else X.numtoreg n
-      
-      fun temptonum (t: T.temp) : int =
-        (List.hd
-          (List.map (fn (_, n) => n)
-            (List.filter (fn (a, _) => (Temp.compare (a, t) = EQUAL)) regmap)))
-      
+
+      val tempnums = List.foldr (fn ((t,n),b) => TempMap.insert(b,t,n)) (TempMap.empty) regmap
+      fun temptonum (t: T.temp) : int = valOf (TempMap.find (tempnums, t))
+
       fun temptoreg (t: T.temp) : x86.reg =
         numtoreg (temptonum t)          
       fun temptoreg (t: T.temp) : x86.reg =
         numtoreg (temptonum t)          
-        handle Empty =>
-          (let
-            val () = print ("  Uncolored temp "^(Temp.name t)^" -- dead code?\n")
-          in
-            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.*)
-          end)
-      
-      val spillreg1 = X.R14D
-      val spillreg2 = X.R15D
-      
-      val prologue = [X.DIRECTIVE "\tpush %rbx\n\tpush %r12\n\tpush %r13\n\tpush %r14\n\tpush %r15"]   (* Could be done better. *)
-      val epilogue = [X.DIRECTIVE "\tpop %r15\n\tpop %r14\n\tpop %r13\n\tpop %r12\n\tpop %rbx"]
-      
-      val numreg = foldr (Int.max) 0 (map (fn (_, n) => n) regmap)     (* Number of registers used. *)
-      val nspilled = Int.max (numreg - maxreg, 0)      (* Number of spilled registers. *)
-      fun isspilled (X.TEMP temp) = (((temptonum temp) > maxreg) handle Empty => false)        (* Whether a register is spilled *)
+        handle Empty => raise ErrorMsg.InternalError ("Uncolored temp "^(Temp.name t)^", agh!")
+
+      val spillreg1 = X.R15D
+      val spillreg2 = X.R14D
+
+      (* Determine which need to be saved. *)
+      val opsused = (map (fn (_, n) => X.REG (numtoreg n handle Spilled => X.R15D)) regmap) @ [X.REG X.R14D]
+      val saveregs = X.OperSet.intersection (
+        X.OperSet.addList (X.OperSet.empty, opsused),
+        X.OperSet.addList (
+          X.OperSet.empty,
+          [X.REG X.EBX,
+           X.REG X.EBP,
+           X.REG X.R12D,
+           X.REG X.R13D,
+           X.REG X.R14D,
+           X.REG X.R15D]))
+      val savelist = X.OperSet.listItems saveregs
+      val nsave = length savelist
+
+      val numreg = foldr (Int.max) 0 (map (fn (_, n) => n) regmap)    (* Number of registers used. *)
+      val nspilled = Int.max (numreg - maxreg, 0)    (* Number of spilled registers. *)
+      fun isspilled (X.TEMP temp, _) = (temptonum temp) > maxreg    (* Whether a register is spilled *)
+        | isspilled (X.STACKARG _, _) = true
+        | isspilled (X.REL _, _) = true
         | isspilled _ = false
         | isspilled _ = false
-      fun stackpos (reg: int) = (reg - maxreg) * ~4    (* Stack position of some register number *)
-      
-      fun spill (X.TEMP temp, xreg: x86.reg) = (* Spill a register if need be. *)
-        if (isspilled (X.TEMP temp))
-          then [X.MOVL (X.REL (X.RSP, stackpos (temptonum temp)), X.REG xreg)]
-          else nil
-        | spill _ = nil                (* Nothing else can be spilled. *)
-      fun unspill (X.TEMP temp, xreg: x86.reg) =       (* Unspill a register if need be. *)
-        if (isspilled (X.TEMP temp))
-          then [X.MOVL (X.REG xreg, X.REL (X.RSP, stackpos (temptonum temp)))]
-          else nil
+
+      val stacksz = (nspilled + nsave) * 8
+      fun stackpos (reg: int) = stacksz - (reg - maxreg + nsave) * 8    (* Stack position of some register number *)
+
+      val prologue =
+        (X.SUB ((X.REG X.RSP, Tm.Quad), (X.CONST (Word32.fromInt stacksz), Tm.Quad))) ::
+        (ListPair.map
+          (fn (num, reg) =>
+            X.MOV ((X.REL ((X.REG X.RSP, Tm.Quad), (X.CONST (Word32.fromInt (stacksz - 8*(num+1))), Tm.Quad), 0w1), Tm.Quad), (reg, Tm.Quad)))
+          (List.tabulate (nsave, fn x => x), savelist))
+      val epilogue =
+        (ListPair.map
+          (fn (num, reg) =>
+            X.MOV ((reg, Tm.Quad), (X.REL ((X.REG X.RSP, Tm.Quad), (X.CONST (Word32.fromInt (stacksz - 8*(num+1))), Tm.Quad), 0w1), Tm.Quad)))
+          (List.tabulate (nsave, fn x => x), savelist)) @
+        [X.ADD ((X.REG X.RSP, Tm.Quad), (X.CONST (Word32.fromInt stacksz), Tm.Quad))]
+      val endlbl = Label.new()
+
+      fun spill ((X.TEMP temp, s), xreg: x86.reg) =    (* Spill a register if need be. *)
+            let
+              val base = (X.REG X.RSP, Tm.Quad)
+              val offs = (X.CONST (Word32.fromInt (stackpos (temptonum temp))), Tm.Quad)
+            in
+              if (isspilled (X.TEMP temp, s))
+                then [X.MOV ((X.REL (base, offs, 0w1), Tm.Quad), (X.REG xreg, Tm.Quad))]
+                else nil
+            end
+        | spill ((X.STACKARG _, s), _) = raise ErrorMsg.InternalError "Cannot spill to a stack arg"
+        | spill ((a as X.REL _, s), xreg) = [X.MOV ((a,s), (X.REG xreg,s))]
+        | spill _ = nil        (* Nothing else can be spilled. *)
+      fun unspill ((X.TEMP temp, s), xreg: x86.reg) =    (* Unspill a register if need be. *)
+            let
+              val base = (X.REG X.RSP, Tm.Quad)
+              val offs = (X.CONST (Word32.fromInt (stackpos (temptonum temp))), Tm.Quad)
+            in
+              if (isspilled (X.TEMP temp, s))
+                then [X.MOV ((X.REG xreg, Tm.Quad), (X.REL (base, offs, 0w1), Tm.Quad))]
+                else nil
+            end
+        | unspill ((X.STACKARG arg, s), xreg) =
+            let
+              val base = (X.REG X.RSP, Tm.Quad)
+              val offs = (X.CONST (Word32.fromInt (stacksz + 8 + (arg * 8))), Tm.Quad)
+            in
+              [X.MOV ((X.REG xreg, s), (X.REL (base, offs, 0w1), s))]
+            end
+        | unspill ((a as X.REL _, s), xreg) = [X.MOV ((X.REG xreg, s), (a,s))]
         | unspill _ = nil
         | unspill _ = nil
-      
-      fun realoper (X.TEMP temp) = X.REG (temptoreg temp)      (* Makes a operand 'real'. *)
+
+      fun realoper (X.TEMP temp, s) = (X.REG (temptoreg temp), s) (* makes an operand 'real' *)
+        | realoper (X.STACKARG arg, _) = raise Spilled
+        | realoper (X.REL _, _) = raise Spilled
         | realoper r = r
         | realoper r = r
-      fun stackoper (X.TEMP temp) =
-            if not (isspilled (X.TEMP temp)) then raise ErrorMsg.InternalError "stackoper on unspilled temp?"
-            else X.REL (X.RSP, stackpos (temptonum temp))
-        | stackoper _ = raise ErrorMsg.InternalError "stackoper on not temp?"
-      
+
+      fun stackoper (X.TEMP temp, s) =
+            let
+              val base = (X.REG X.RSP, Tm.Quad)
+              val offs = (X.CONST (Word32.fromInt (stackpos (temptonum temp))), Tm.Quad)
+            in
+              if (isspilled (X.TEMP temp, s)) 
+                then (X.REL (base, offs, 0w1), s)
+                else raise ErrorMsg.InternalError "stackoper on unspilled temp?"
+            end
+        | stackoper (X.STACKARG arg, s) =
+            let
+              val base = (X.REG X.RSP, Tm.Quad)
+              val offs = (X.CONST (Word32.fromInt (stacksz + 8 + (arg * 8))), Tm.Quad)
+            in
+              (X.REL (base, offs, 0w1), s)
+            end
+        | stackoper (a as (X.REL _, s)) = a
+        | stackoper (a as (X.CONST _, s)) = a
+        | stackoper anous = raise ErrorMsg.InternalError ("stackoper on not temp " ^ X.pp_oper anous)
+
+      fun ophit (X.REL(op1, op2, m), s) =
+            if (isspilled op1 andalso isspilled op2) then
+              ([X.MOV ((X.REG spillreg1, Tm.Long), stackoper op2),
+                X.IMUL((X.REG spillreg1, Tm.Quad), (X.CONST m, Tm.Quad)), 
+                X.ADD ((X.REG spillreg1, Tm.Quad), stackoper op1)],
+                (X.REL ((X.REG spillreg1, Tm.Quad), (X.CONST 0w0, Tm.Quad), 0w1), s))
+            else if(isspilled op1) then
+              ([X.MOV ((X.REG spillreg1, Tm.Quad), stackoper op1)],
+                (X.REL ((X.REG spillreg1, Tm.Quad), realoper op2, m), s))
+            else if(isspilled op2) then
+              ([X.MOV ((X.REG spillreg1, Tm.Long), stackoper op2)],
+                (X.REL (realoper op1, (X.REG spillreg1, Tm.Quad), m), s))
+            else
+              ([],
+                (X.REL (realoper op1, realoper op2, m), s))
+        | ophit a = (nil, realoper a handle Spilled => stackoper a)
+
       fun transform (X.DIRECTIVE s) = [X.DIRECTIVE s]
         | transform (X.COMMENT s) = [X.COMMENT s]
       fun transform (X.DIRECTIVE s) = [X.DIRECTIVE s]
         | transform (X.COMMENT s) = [X.COMMENT s]
-        | transform (X.MOVL (dest, src)) =
-            if (isspilled dest)
-            then
-              unspill (src, spillreg1) @
-              [ X.MOVL(
-                  realoper dest handle Spilled => stackoper dest,
-                  realoper src handle Spilled => X.REG spillreg1)]
-            else
-              [ X.MOVL(
-                  realoper dest handle Spilled => raise ErrorMsg.InternalError "But we said that wasn't spilled?",
-                  realoper src handle Spilled => stackoper src)]
-        | transform (X.SUBL (dest, src)) =
-            unspill (src, spillreg1) @
-            unspill (dest, spillreg2) @
-            [ X.SUBL(
-                realoper dest handle Spilled => X.REG spillreg2,
-                realoper src handle Spilled => X.REG spillreg1)] @
-            spill (dest, spillreg2)
+        | transform (X.LIVEIGN a) = transform a
+        | transform (X.MOV (dest, src)) =
+            let
+              val (insns1, realop1 as (_,s1)) = ophit dest
+              val (insns2, realop2 as (_,s2)) = ophit src
+            in
+              if(isspilled dest andalso isspilled src) then
+                insns2 @ [X.MOV ((X.REG spillreg2, s2), realop2)] @ insns1 @ [X.MOV (realop1, (X.REG spillreg2, s1))]
+              else
+                insns1 @ insns2 @ [X.MOV (realop1, realop2)]
+            end
+        | transform (X.LEA (dest, src)) =
+            let
+              val (insns1, realop1 as (_,s1)) = ophit dest
+              val (insns2, realop2 as (_,s2)) = ophit src
+            in
+              if(isspilled dest andalso isspilled src) then
+                insns2 @ [X.LEA ((X.REG spillreg2, s2), realop2)] @ insns1 @ [X.MOV (realop1, (X.REG spillreg2, s1))]
+              else
+                insns1 @ insns2 @ [X.LEA (realop1, realop2)]
+            end
+        | transform (X.SUB (dest, src)) =
+            let
+              val (insns, realop) = ophit dest
+            in
+              unspill (src, spillreg2) @ insns @
+              [ X.SUB(realop,
+                  realoper src handle Spilled => (X.REG spillreg2, X.osize realop))]
+            end
         | transform (X.IMUL (dest, src)) =
             unspill (dest, spillreg1) @
             [ X.IMUL(
         | transform (X.IMUL (dest, src)) =
             unspill (dest, spillreg1) @
             [ X.IMUL(
-                realoper dest handle Spilled => X.REG spillreg1,
+                realoper dest handle Spilled => (X.REG spillreg1, X.osize dest),
                 realoper src handle Spilled => stackoper src)] @
             spill (dest, spillreg1)
         | transform (X.IMUL3 (dest, src, const)) =
                 realoper src handle Spilled => stackoper src)] @
             spill (dest, spillreg1)
         | transform (X.IMUL3 (dest, src, const)) =
+            unspill (src, spillreg2) @
             [ X.IMUL3(
             [ X.IMUL3(
-                realoper dest handle Spilled => X.REG spillreg1,
-                realoper src handle Spilled => stackoper src,
+                realoper dest handle Spilled => (X.REG spillreg1, X.osize dest),
+                realoper src handle Spilled => (X.REG spillreg2, X.osize src),
                 const)] @
             spill (dest, spillreg1)
                 const)] @
             spill (dest, spillreg1)
-        | transform (X.ADDL (dest, src)) =     (* You can have either operand spilled, but not both. Pick one. *)
-            if (isspilled dest)
-            then
-              unspill (src, spillreg1) @
-              [ X.ADDL(
-                  realoper dest handle Spilled => stackoper dest,
-                  realoper src handle Spilled => X.REG spillreg1)]
-            else
-              [ X.ADDL(
-                  realoper dest handle Spilled => raise ErrorMsg.InternalError "But we said that wasn't spilled?",
-                  realoper src handle Spilled => stackoper src)]
-        | transform (X.LEAL (dest, src1, src2)) =
-            unspill (src1, spillreg1) @
-            unspill (src2, spillreg2) @
-            [ X.LEAL(
-                realoper dest handle Spilled => X.REG spillreg1,
-                realoper src1 handle Spilled => X.REG spillreg1,
-                realoper src2 handle Spilled => X.REG spillreg2)] @
-            spill (dest, spillreg1)
-        | transform (X.IDIVL (src)) = [ X.IDIVL(realoper src handle Spilled => stackoper src)]
+        | transform (X.ADD (dest, src)) =
+            let
+              val (insns, realop) = ophit dest
+            in
+              unspill (src, spillreg2) @ insns @
+              [ X.ADD(realop,
+                  realoper src handle Spilled => (X.REG spillreg2, X.osize realop))]
+            end
+        | transform (X.IDIV (src)) = [ X.IDIV(realoper src handle Spilled => stackoper src)]
         | transform (X.NEG (src)) = [ X.NEG(realoper src handle Spilled => stackoper src)]
         | transform (X.NEG (src)) = [ X.NEG(realoper src handle Spilled => stackoper src)]
+        | transform (X.NOT (src)) = [ X.NOT(realoper src handle Spilled => stackoper src)]
+        | transform (X.SAL (dest, shft)) =
+            [ X.SAL (
+                realoper dest handle Spilled => stackoper dest,
+                shft)]
+        | transform (X.SAR (dest, shft)) =
+            [ X.SAR (
+                realoper dest handle Spilled => stackoper dest,
+                shft)]
         | transform (X.CLTD) = [ X.CLTD ]
         | transform (X.CLTD) = [ X.CLTD ]
-        | transform (X.RET) = epilogue @ [X.RET]
-(*        | transform _ = raise ErrorMsg.InternalError ("Unimplemented transform")*)
+        | transform (X.AND (dest, src)) =
+            unspill (src, spillreg1) @
+            [ X.AND(
+                realoper dest handle Spilled => stackoper dest,
+                realoper src handle Spilled => (X.REG spillreg1, X.osize src))]
+        | transform (X.OR (dest, src)) =
+            unspill (src, spillreg1) @
+            [ X.OR(
+                realoper dest handle Spilled => stackoper dest,
+                realoper src handle Spilled => (X.REG spillreg1, X.osize src))]
+        | transform (X.XOR (dest, src)) =
+            unspill (src, spillreg1) @
+            [ X.XOR(
+                realoper dest handle Spilled => stackoper dest,
+                realoper src handle Spilled => (X.REG spillreg1, X.osize src))]
+        | transform (X.CMP (op1, op2)) =
+            let
+              val (insns1, realop1) = ophit op1
+            in
+              if(isspilled realop1 andalso isspilled op2) then
+                unspill (op2, spillreg2) @ insns1 @ [X.CMP (realop1, (X.REG spillreg2, X.osize realop1))]
+              else
+                insns1 @ [X.CMP (realop1, realoper op2 handle Spilled => stackoper op2)]
+            end
+        | transform (X.TEST (op1, op2)) =
+            unspill (op2, spillreg1) @
+            [ X.TEST(
+                realoper op1 handle Spilled => stackoper op1,
+                realoper op2 handle Spilled => (X.REG spillreg1, X.osize op2))]
+        | transform (X.SETcc (c,src)) = [ X.SETcc(c, realoper src handle Spilled => stackoper src)]
+        | transform (X.CMOVcc (c, dest, src)) =
+            let
+              val (insns1, realop1) = ophit dest
+              val (insns2, realop2) = ophit src
+            in
+              if(isspilled dest andalso isspilled src) then
+                insns2 @ [X.MOV ((X.REG spillreg2, X.osize src), realop2)] @ insns1 @ [X.CMOVcc (c, realop1, (X.REG spillreg2, X.osize src))]
+              else
+                insns1 @ insns2 @ [X.CMOVcc (c, realop1, realop2)]
+            end
+        | transform (X.CALL l) = [ X.CALL l ]
+        | transform (X.MOVZB (dest, src)) =
+            [ X.MOVZB(
+                realoper dest handle Spilled => (X.REG spillreg1, X.osize dest),
+                realoper src handle Spilled => stackoper src)]
+            @ spill (dest, spillreg1)
+        | transform (X.RET) = if nsave < 2 then (epilogue @ [X.RET]) else [X.JMP endlbl]
+        | transform (X.LABEL l) = [ X.LABEL l ]
+        | transform (X.JMP l) = [ X.JMP l ]
+        | transform (X.Jcc (c,l)) = [X.Jcc (c,l)]
+        | transform _ = raise ErrorMsg.InternalError "probably movsc: unimplemented"
     in
     in
-      List.concat (prologue :: (map transform instrs))
-         
+      if (nsave < 2) then
+        List.concat (prologue :: (map transform instrs))
+      else
+        List.concat (prologue :: ((map transform instrs) @ [[X.LABEL endlbl], epilogue, [X.RET]]))
     end
 end
     end
 end
Compiler for a C-like language written in SML
This page took 0.036189 seconds and 4 git commands to generate.