tcg/tcg.c

   1 /*
   2  * Tiny Code Generator for QEMU
   3  *
   4  * Copyright (c) 2008 Fabrice Bellard
   5  *
   6  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
   7  * of this software and associated documentation files (the "Software"), to deal
   8  * in the Software without restriction, including without limitation the rights
   9  * to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell
  10  * copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is
  11  * furnished to do so, subject to the following conditions:
  12  *
  13  * The above copyright notice and this permission notice shall be included in
  14  * all copies or substantial portions of the Software.
  15  *
  16  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
  17  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
  18  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL
  19  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
  20  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
  21  * OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN
  22  * THE SOFTWARE.
  23  */
  24
  25 /* define it to suppress various consistency checks (faster) */
  26 #define NDEBUG
  27
  28 /* define it to use liveness analysis (better code) */
  29 #define USE_LIVENESS_ANALYSIS
  30
  31 #include <assert.h>
  32 #include <stdarg.h>
  33 #include <stdlib.h>
  34 #include <stdio.h>
  35 #include <string.h>
  36 #include <inttypes.h>
  37 #ifdef _WIN32
  38 #include <malloc.h>
  39 #endif
  40
  41 #include "config.h"
  42 #include "osdep.h"
  43
  44 /* Note: the long term plan is to reduce the dependancies on the QEMU
  45    CPU definitions. Currently they are used for qemu_ld/st
  46    instructions */
  47 #define NO_CPU_IO_DEFS
  48 #include "cpu.h"
  49 #include "exec-all.h"
  50
  51 #include "tcg-op.h"
  52 #include "elf.h"
  53
  54
  55 static void patch_reloc(uint8_t *code_ptr, int type,
  56                         tcg_target_long value);
  57
  58 TCGOpDef tcg_op_defs[] = {
  59 #define DEF(s, n, copy_size) { #s, 0, 0, n, n, 0, copy_size },
  60 #define DEF2(s, iargs, oargs, cargs, flags) { #s, iargs, oargs, cargs, iargs + oargs + cargs, flags, 0 },
  61 #include "tcg-opc.h"
  62 #undef DEF
  63 #undef DEF2
  64 };
  65
  66 TCGRegSet tcg_target_available_regs[2];
  67 TCGRegSet tcg_target_call_clobber_regs;
  68
  69 /* XXX: move that inside the context */
  70 uint16_t *gen_opc_ptr;
  71 TCGArg *gen_opparam_ptr;
  72
  73 static inline void tcg_out8(TCGContext *s, uint8_t v)
  74 {
  75     *s->code_ptr++ = v;
  76 }
  77
  78 static inline void tcg_out16(TCGContext *s, uint16_t v)
  79 {
  80     *(uint16_t *)s->code_ptr = v;
  81     s->code_ptr += 2;
  82 }
  83
  84 static inline void tcg_out32(TCGContext *s, uint32_t v)
  85 {
  86     *(uint32_t *)s->code_ptr = v;
  87     s->code_ptr += 4;
  88 }
  89
  90 /* label relocation processing */
  91
  92 void tcg_out_reloc(TCGContext *s, uint8_t *code_ptr, int type,
  93                    int label_index, long addend)
  94 {
  95     TCGLabel *l;
  96     TCGRelocation *r;
  97
  98     l = &s->labels[label_index];
  99     if (l->has_value) {
 100         /* FIXME: This may break relocations on RISC targets that
 101            modify instruction fields in place.  The caller may not have
 102            written the initial value.  */
 103         patch_reloc(code_ptr, type, l->u.value + addend);
 104     } else {
 105         /* add a new relocation entry */
 106         r = tcg_malloc(sizeof(TCGRelocation));
 107         r->type = type;
 108         r->ptr = code_ptr;
 109         r->addend = addend;
 110         r->next = l->u.first_reloc;
 111         l->u.first_reloc = r;
 112     }
 113 }
 114
 115 static void tcg_out_label(TCGContext *s, int label_index,
 116                           tcg_target_long value)
 117 {
 118     TCGLabel *l;
 119     TCGRelocation *r;
 120
 121     l = &s->labels[label_index];
 122     if (l->has_value)
 123         tcg_abort();
 124     r = l->u.first_reloc;
 125     while (r != NULL) {
 126         patch_reloc(r->ptr, r->type, value + r->addend);
 127         r = r->next;
 128     }
 129     l->has_value = 1;
 130     l->u.value = value;
 131 }
 132
 133 int gen_new_label(void)
 134 {
 135     TCGContext *s = &tcg_ctx;
 136     int idx;
 137     TCGLabel *l;
 138
 139     if (s->nb_labels >= TCG_MAX_LABELS)
 140         tcg_abort();
 141     idx = s->nb_labels++;
 142     l = &s->labels[idx];
 143     l->has_value = 0;
 144     l->u.first_reloc = NULL;
 145     return idx;
 146 }
 147
 148 #include "tcg-target.c"
 149
 150 /* XXX: factorize */
 151 static void pstrcpy(char *buf, int buf_size, const char *str)
 152 {
 153     int c;
 154     char *q = buf;
 155
 156     if (buf_size <= 0)
 157         return;
 158
 159     for(;;) {
 160         c = *str++;
 161         if (c == 0 || q >= buf + buf_size - 1)
 162             break;
 163         *q++ = c;
 164     }
 165     *q = '\0';
 166 }
 167
 168 #if TCG_TARGET_REG_BITS == 32
 169 /* strcat and truncate. */
 170 static char *pstrcat(char *buf, int buf_size, const char *s)
 171 {
 172     int len;
 173     len = strlen(buf);
 174     if (len < buf_size)
 175         pstrcpy(buf + len, buf_size - len, s);
 176     return buf;
 177 }
 178 #endif
 179
 180 /* pool based memory allocation */
 181 void *tcg_malloc_internal(TCGContext *s, int size)
 182 {
 183     TCGPool *p;
 184     int pool_size;
 185
 186     if (size > TCG_POOL_CHUNK_SIZE) {
 187         /* big malloc: insert a new pool (XXX: could optimize) */
 188         p = qemu_malloc(sizeof(TCGPool) + size);
 189         p->size = size;
 190         if (s->pool_current)
 191             s->pool_current->next = p;
 192         else
 193             s->pool_first = p;
 194         p->next = s->pool_current;
 195     } else {
 196         p = s->pool_current;
 197         if (!p) {
 198             p = s->pool_first;
 199             if (!p)
 200                 goto new_pool;
 201         } else {
 202             if (!p->next) {
 203             new_pool:
 204                 pool_size = TCG_POOL_CHUNK_SIZE;
 205                 p = qemu_malloc(sizeof(TCGPool) + pool_size);
 206                 p->size = pool_size;
 207                 p->next = NULL;
 208                 if (s->pool_current)
 209                     s->pool_current->next = p;
 210                 else
 211                     s->pool_first = p;
 212             } else {
 213                 p = p->next;
 214             }
 215         }
 216     }
 217     s->pool_current = p;
 218     s->pool_cur = p->data + size;
 219     s->pool_end = p->data + p->size;
 220     return p->data;
 221 }
 222
 223 void tcg_pool_reset(TCGContext *s)
 224 {
 225     s->pool_cur = s->pool_end = NULL;
 226     s->pool_current = NULL;
 227 }
 228
 229 /* free all the pool */
 230 void tcg_pool_free(TCGContext *s)
 231 {
 232     TCGPool *p, *p1;
 233
 234     for(p = s->pool_first; p != NULL; p = p1) {
 235         p1 = p->next;
 236         qemu_free(p);
 237     }
 238     s->pool_first = NULL;
 239     s->pool_cur = s->pool_end = NULL;
 240 }
 241
 242 void tcg_context_init(TCGContext *s)
 243 {
 244     int op, total_args, n;
 245     TCGOpDef *def;
 246     TCGArgConstraint *args_ct;
 247     int *sorted_args;
 248
 249     memset(s, 0, sizeof(*s));
 250     s->temps = s->static_temps;
 251     s->nb_globals = 0;
 252
 253     /* Count total number of arguments and allocate the corresponding
 254        space */
 255     total_args = 0;
 256     for(op = 0; op < NB_OPS; op++) {
 257         def = &tcg_op_defs[op];
 258         n = def->nb_iargs + def->nb_oargs;
 259         total_args += n;
 260     }
 261
 262     args_ct = qemu_malloc(sizeof(TCGArgConstraint) * total_args);
 263     sorted_args = qemu_malloc(sizeof(int) * total_args);
 264
 265     for(op = 0; op < NB_OPS; op++) {
 266         def = &tcg_op_defs[op];
 267         def->args_ct = args_ct;
 268         def->sorted_args = sorted_args;
 269         n = def->nb_iargs + def->nb_oargs;
 270         sorted_args += n;
 271         args_ct += n;
 272     }
 273
 274     tcg_target_init(s);
 275 }
 276
 277 void tcg_set_frame(TCGContext *s, int reg,
 278                    tcg_target_long start, tcg_target_long size)
 279 {
 280     s->frame_start = start;
 281     s->frame_end = start + size;
 282     s->frame_reg = reg;
 283 }
 284
 285 void tcg_set_macro_func(TCGContext *s, TCGMacroFunc *func)
 286 {
 287     s->macro_func = func;
 288 }
 289
 290 void tcg_func_start(TCGContext *s)
 291 {
 292     tcg_pool_reset(s);
 293     s->nb_temps = s->nb_globals;
 294     s->labels = tcg_malloc(sizeof(TCGLabel) * TCG_MAX_LABELS);
 295     s->nb_labels = 0;
 296     s->current_frame_offset = s->frame_start;
 297
 298     gen_opc_ptr = gen_opc_buf;
 299     gen_opparam_ptr = gen_opparam_buf;
 300 }
 301
 302 static inline void tcg_temp_alloc(TCGContext *s, int n)
 303 {
 304     if (n > TCG_MAX_TEMPS)
 305         tcg_abort();
 306 }
 307
 308 TCGv tcg_global_reg_new(TCGType type, int reg, const char *name)
 309 {
 310     TCGContext *s = &tcg_ctx;
 311     TCGTemp *ts;
 312     int idx;
 313
 314 #if TCG_TARGET_REG_BITS == 32
 315     if (type != TCG_TYPE_I32)
 316         tcg_abort();
 317 #endif
 318     if (tcg_regset_test_reg(s->reserved_regs, reg))
 319         tcg_abort();
 320     idx = s->nb_globals;
 321     tcg_temp_alloc(s, s->nb_globals + 1);
 322     ts = &s->temps[s->nb_globals];
 323     ts->base_type = type;
 324     ts->type = type;
 325     ts->fixed_reg = 1;
 326     ts->reg = reg;
 327     ts->val_type = TEMP_VAL_REG;
 328     ts->name = name;
 329     s->nb_globals++;
 330     tcg_regset_set_reg(s->reserved_regs, reg);
 331     return MAKE_TCGV(idx);
 332 }
 333
 334 TCGv tcg_global_mem_new(TCGType type, int reg, tcg_target_long offset,
 335                         const char *name)
 336 {
 337     TCGContext *s = &tcg_ctx;
 338     TCGTemp *ts;
 339     int idx;
 340
 341     idx = s->nb_globals;
 342 #if TCG_TARGET_REG_BITS == 32
 343     if (type == TCG_TYPE_I64) {
 344         char buf[64];
 345         tcg_temp_alloc(s, s->nb_globals + 1);
 346         ts = &s->temps[s->nb_globals];
 347         ts->base_type = type;
 348         ts->type = TCG_TYPE_I32;
 349         ts->fixed_reg = 0;
 350         ts->mem_allocated = 1;
 351         ts->mem_reg = reg;
 352 #ifdef TCG_TARGET_WORDS_BIGENDIAN
 353         ts->mem_offset = offset + 4;
 354 #else
 355         ts->mem_offset = offset;
 356 #endif
 357         ts->val_type = TEMP_VAL_MEM;
 358         pstrcpy(buf, sizeof(buf), name);
 359         pstrcat(buf, sizeof(buf), "_0");
 360         ts->name = strdup(buf);
 361         ts++;
 362
 363         ts->base_type = type;
 364         ts->type = TCG_TYPE_I32;
 365         ts->fixed_reg = 0;
 366         ts->mem_allocated = 1;
 367         ts->mem_reg = reg;
 368 #ifdef TCG_TARGET_WORDS_BIGENDIAN
 369         ts->mem_offset = offset;
 370 #else
 371         ts->mem_offset = offset + 4;
 372 #endif
 373         ts->val_type = TEMP_VAL_MEM;
 374         pstrcpy(buf, sizeof(buf), name);
 375         pstrcat(buf, sizeof(buf), "_1");
 376         ts->name = strdup(buf);
 377
 378         s->nb_globals += 2;
 379     } else
 380 #endif
 381     {
 382         tcg_temp_alloc(s, s->nb_globals + 1);
 383         ts = &s->temps[s->nb_globals];
 384         ts->base_type = type;
 385         ts->type = type;
 386         ts->fixed_reg = 0;
 387         ts->mem_allocated = 1;
 388         ts->mem_reg = reg;
 389         ts->mem_offset = offset;
 390         ts->val_type = TEMP_VAL_MEM;
 391         ts->name = name;
 392         s->nb_globals++;
 393     }
 394     return MAKE_TCGV(idx);
 395 }
 396
 397 TCGv tcg_temp_new(TCGType type)
 398 {
 399     TCGContext *s = &tcg_ctx;
 400     TCGTemp *ts;
 401     int idx;
 402
 403     idx = s->nb_temps;
 404 #if TCG_TARGET_REG_BITS == 32
 405     if (type == TCG_TYPE_I64) {
 406         tcg_temp_alloc(s, s->nb_temps + 1);
 407         ts = &s->temps[s->nb_temps];
 408         ts->base_type = type;
 409         ts->type = TCG_TYPE_I32;
 410         ts->fixed_reg = 0;
 411         ts->val_type = TEMP_VAL_DEAD;
 412         ts->mem_allocated = 0;
 413         ts->name = NULL;
 414         ts++;
 415         ts->base_type = TCG_TYPE_I32;
 416         ts->type = TCG_TYPE_I32;
 417         ts->val_type = TEMP_VAL_DEAD;
 418         ts->fixed_reg = 0;
 419         ts->mem_allocated = 0;
 420         ts->name = NULL;
 421         s->nb_temps += 2;
 422     } else
 423 #endif
 424     {
 425         tcg_temp_alloc(s, s->nb_temps + 1);
 426         ts = &s->temps[s->nb_temps];
 427         ts->base_type = type;
 428         ts->type = type;
 429         ts->fixed_reg = 0;
 430         ts->val_type = TEMP_VAL_DEAD;
 431         ts->mem_allocated = 0;
 432         ts->name = NULL;
 433         s->nb_temps++;
 434     }
 435     return MAKE_TCGV(idx);
 436 }
 437
 438 TCGv tcg_const_i32(int32_t val)
 439 {
 440     TCGContext *s = &tcg_ctx;
 441     TCGTemp *ts;
 442     int idx;
 443
 444     idx = s->nb_temps;
 445     tcg_temp_alloc(s, idx + 1);
 446     ts = &s->temps[idx];
 447     ts->base_type = ts->type = TCG_TYPE_I32;
 448     ts->val_type = TEMP_VAL_CONST;
 449     ts->name = NULL;
 450     ts->val = val;
 451     s->nb_temps++;
 452     return MAKE_TCGV(idx);
 453 }
 454
 455 TCGv tcg_const_i64(int64_t val)
 456 {
 457     TCGContext *s = &tcg_ctx;
 458     TCGTemp *ts;
 459     int idx;
 460
 461     idx = s->nb_temps;
 462 #if TCG_TARGET_REG_BITS == 32
 463     tcg_temp_alloc(s, idx + 2);
 464     ts = &s->temps[idx];
 465     ts->base_type = TCG_TYPE_I64;
 466     ts->type = TCG_TYPE_I32;
 467     ts->val_type = TEMP_VAL_CONST;
 468     ts->name = NULL;
 469     ts->val = val;
 470     ts++;
 471     ts->base_type = TCG_TYPE_I32;
 472     ts->type = TCG_TYPE_I32;
 473     ts->val_type = TEMP_VAL_CONST;
 474     ts->name = NULL;
 475     ts->val = val >> 32;
 476     s->nb_temps += 2;
 477 #else
 478     tcg_temp_alloc(s, idx + 1);
 479     ts = &s->temps[idx];
 480     ts->base_type = ts->type = TCG_TYPE_I64;
 481     ts->val_type = TEMP_VAL_CONST;
 482     ts->name = NULL;
 483     ts->val = val;
 484     s->nb_temps++;
 485 #endif
 486     return MAKE_TCGV(idx);
 487 }
 488
 489 void tcg_register_helper(void *func, const char *name)
 490 {
 491     TCGContext *s = &tcg_ctx;
 492     int n;
 493     if ((s->nb_helpers + 1) > s->allocated_helpers) {
 494         n = s->allocated_helpers;
 495         if (n == 0) {
 496             n = 4;
 497         } else {
 498             n *= 2;
 499         }
 500         s->helpers = realloc(s->helpers, n * sizeof(TCGHelperInfo));
 501         s->allocated_helpers = n;
 502     }
 503     s->helpers[s->nb_helpers].func = func;
 504     s->helpers[s->nb_helpers].name = name;
 505     s->nb_helpers++;
 506 }
 507
 508 const char *tcg_helper_get_name(TCGContext *s, void *func)
 509 {
 510     int i;
 511
 512     for(i = 0; i < s->nb_helpers; i++) {
 513         if (s->helpers[i].func == func)
 514             return s->helpers[i].name;
 515     }
 516     return NULL;
 517 }
 518
 519 static inline TCGType tcg_get_base_type(TCGContext *s, TCGv arg)
 520 {
 521     return s->temps[GET_TCGV(arg)].base_type;
 522 }
 523
 524 static void tcg_gen_call_internal(TCGContext *s, TCGv func,
 525                                   unsigned int flags,
 526                                   unsigned int nb_rets, const TCGv *rets,
 527                                   unsigned int nb_params, const TCGv *params)
 528 {
 529     int i;
 530     *gen_opc_ptr++ = INDEX_op_call;
 531     *gen_opparam_ptr++ = (nb_rets << 16) | (nb_params + 1);
 532     for(i = 0; i < nb_rets; i++) {
 533         *gen_opparam_ptr++ = GET_TCGV(rets[i]);
 534     }
 535     for(i = 0; i < nb_params; i++) {
 536         *gen_opparam_ptr++ = GET_TCGV(params[i]);
 537     }
 538     *gen_opparam_ptr++ = GET_TCGV(func);
 539
 540     *gen_opparam_ptr++ = flags;
 541     /* total parameters, needed to go backward in the instruction stream */
 542     *gen_opparam_ptr++ = 1 + nb_rets + nb_params + 3;
 543 }
 544
 545
 546 #if TCG_TARGET_REG_BITS < 64
 547 /* Note: we convert the 64 bit args to 32 bit */
 548 void tcg_gen_call(TCGContext *s, TCGv func, unsigned int flags,
 549                   unsigned int nb_rets, const TCGv *rets,
 550                   unsigned int nb_params, const TCGv *args1)
 551 {
 552     TCGv ret, *args2, rets_2[2], arg;
 553     int j, i, call_type;
 554
 555     if (nb_rets == 1) {
 556         ret = rets[0];
 557         if (tcg_get_base_type(s, ret) == TCG_TYPE_I64) {
 558             nb_rets = 2;
 559             rets_2[0] = ret;
 560             rets_2[1] = TCGV_HIGH(ret);
 561             rets = rets_2;
 562         }
 563     }
 564     args2 = alloca((nb_params * 2) * sizeof(TCGv));
 565     j = 0;
 566     call_type = (flags & TCG_CALL_TYPE_MASK);
 567     for(i = 0; i < nb_params; i++) {
 568         arg = args1[i];
 569         if (tcg_get_base_type(s, arg) == TCG_TYPE_I64) {
 570 #ifdef TCG_TARGET_I386
 571             /* REGPARM case: if the third parameter is 64 bit, it is
 572                allocated on the stack */
 573             if (j == 2 && call_type == TCG_CALL_TYPE_REGPARM) {
 574                 call_type = TCG_CALL_TYPE_REGPARM_2;
 575                 flags = (flags & ~TCG_CALL_TYPE_MASK) | call_type;
 576             }
 577             args2[j++] = arg;
 578             args2[j++] = TCGV_HIGH(arg);
 579 #else
 580 #ifdef TCG_TARGET_WORDS_BIGENDIAN
 581             args2[j++] = TCGV_HIGH(arg);
 582             args2[j++] = arg;
 583 #else
 584             args2[j++] = arg;
 585             args2[j++] = TCGV_HIGH(arg);
 586 #endif
 587 #endif
 588         } else {
 589             args2[j++] = arg;
 590         }
 591     }
 592     tcg_gen_call_internal(s, func, flags,
 593                           nb_rets, rets, j, args2);
 594 }
 595 #else
 596 void tcg_gen_call(TCGContext *s, TCGv func, unsigned int flags,
 597                   unsigned int nb_rets, const TCGv *rets,
 598                   unsigned int nb_params, const TCGv *args1)
 599 {
 600     tcg_gen_call_internal(s, func, flags,
 601                           nb_rets, rets, nb_params, args1);
 602 }
 603 #endif
 604
 605 #if TCG_TARGET_REG_BITS == 32
 606 void tcg_gen_shifti_i64(TCGv ret, TCGv arg1,
 607                         int c, int right, int arith)
 608 {
 609     if (c == 0)
 610         return;
 611     if (c >= 32) {
 612         c -= 32;
 613         if (right) {
 614             if (arith) {
 615                 tcg_gen_sari_i32(ret, TCGV_HIGH(arg1), c);
 616                 tcg_gen_sari_i32(TCGV_HIGH(ret), TCGV_HIGH(arg1), 31);
 617             } else {
 618                 tcg_gen_shri_i32(ret, TCGV_HIGH(arg1), c);
 619                 tcg_gen_movi_i32(TCGV_HIGH(ret), 0);
 620             }
 621         } else {
 622             tcg_gen_shli_i32(TCGV_HIGH(ret), arg1, c);
 623             tcg_gen_movi_i32(ret, 0);
 624         }
 625     } else {
 626         TCGv t0, t1;
 627
 628         t0 = tcg_temp_new(TCG_TYPE_I32);
 629         t1 = tcg_temp_new(TCG_TYPE_I32);
 630         if (right) {
 631             tcg_gen_shli_i32(t0, TCGV_HIGH(arg1), 32 - c);
 632             if (arith)
 633                 tcg_gen_sari_i32(t1, TCGV_HIGH(arg1), c);
 634             else
 635                 tcg_gen_shri_i32(t1, TCGV_HIGH(arg1), c);
 636             tcg_gen_shri_i32(ret, arg1, c);
 637             tcg_gen_or_i32(ret, ret, t0);
 638             tcg_gen_mov_i32(TCGV_HIGH(ret), t1);
 639         } else {
 640             tcg_gen_shri_i32(t0, arg1, 32 - c);
 641             /* Note: ret can be the same as arg1, so we use t1 */
 642             tcg_gen_shli_i32(t1, arg1, c);
 643             tcg_gen_shli_i32(TCGV_HIGH(ret), TCGV_HIGH(arg1), c);
 644             tcg_gen_or_i32(TCGV_HIGH(ret), TCGV_HIGH(ret), t0);
 645             tcg_gen_mov_i32(ret, t1);
 646         }
 647     }
 648 }
 649 #endif
 650
 651 void tcg_reg_alloc_start(TCGContext *s)
 652 {
 653     int i;
 654     TCGTemp *ts;
 655     for(i = 0; i < s->nb_globals; i++) {
 656         ts = &s->temps[i];
 657         if (ts->fixed_reg) {
 658             ts->val_type = TEMP_VAL_REG;
 659         } else {
 660             ts->val_type = TEMP_VAL_MEM;
 661         }
 662     }
 663     for(i = 0; i < TCG_TARGET_NB_REGS; i++) {
 664         s->reg_to_temp[i] = -1;
 665     }
 666 }
 667
 668 static char *tcg_get_arg_str_idx(TCGContext *s, char *buf, int buf_size,
 669                                  int idx)
 670 {
 671     TCGTemp *ts;
 672
 673     ts = &s->temps[idx];
 674     if (idx < s->nb_globals) {
 675         pstrcpy(buf, buf_size, ts->name);
 676     } else {
 677         if (ts->val_type == TEMP_VAL_CONST) {
 678             snprintf(buf, buf_size, "$0x%" TCG_PRIlx , ts->val);
 679         } else {
 680             snprintf(buf, buf_size, "tmp%d", idx - s->nb_globals);
 681         }
 682     }
 683     return buf;
 684 }
 685
 686 char *tcg_get_arg_str(TCGContext *s, char *buf, int buf_size, TCGv arg)
 687 {
 688     return tcg_get_arg_str_idx(s, buf, buf_size, GET_TCGV(arg));
 689 }
 690
 691 void tcg_dump_ops(TCGContext *s, FILE *outfile)
 692 {
 693     const uint16_t *opc_ptr;
 694     const TCGArg *args;
 695     TCGArg arg;
 696     int c, i, k, nb_oargs, nb_iargs, nb_cargs;
 697     const TCGOpDef *def;
 698     char buf[128];
 699
 700     opc_ptr = gen_opc_buf;
 701     args = gen_opparam_buf;
 702     while (opc_ptr < gen_opc_ptr) {
 703         c = *opc_ptr++;
 704         def = &tcg_op_defs[c];
 705         fprintf(outfile, " %s ", def->name);
 706         if (c == INDEX_op_call) {
 707             TCGArg arg;
 708             /* variable number of arguments */
 709             arg = *args++;
 710             nb_oargs = arg >> 16;
 711             nb_iargs = arg & 0xffff;
 712             nb_cargs = def->nb_cargs;
 713         } else if (c == INDEX_op_nopn) {
 714             /* variable number of arguments */
 715             nb_cargs = *args;
 716             nb_oargs = 0;
 717             nb_iargs = 0;
 718         } else {
 719             nb_oargs = def->nb_oargs;
 720             nb_iargs = def->nb_iargs;
 721             nb_cargs = def->nb_cargs;
 722         }
 723
 724         k = 0;
 725         for(i = 0; i < nb_oargs; i++) {
 726             if (k != 0)
 727                 fprintf(outfile, ",");
 728             fprintf(outfile, "%s",
 729                     tcg_get_arg_str_idx(s, buf, sizeof(buf), args[k++]));
 730         }
 731         for(i = 0; i < nb_iargs; i++) {
 732             if (k != 0)
 733                 fprintf(outfile, ",");
 734             /* XXX: dump helper name for call */
 735             fprintf(outfile, "%s",
 736                     tcg_get_arg_str_idx(s, buf, sizeof(buf), args[k++]));
 737         }
 738         for(i = 0; i < nb_cargs; i++) {
 739             if (k != 0)
 740                 fprintf(outfile, ",");
 741             arg = args[k++];
 742             fprintf(outfile, "$0x%" TCG_PRIlx, arg);
 743         }
 744         fprintf(outfile, "\n");
 745         args += nb_iargs + nb_oargs + nb_cargs;
 746     }
 747 }
 748
 749 /* we give more priority to constraints with less registers */
 750 static int get_constraint_priority(const TCGOpDef *def, int k)
 751 {
 752     const TCGArgConstraint *arg_ct;
 753
 754     int i, n;
 755     arg_ct = &def->args_ct[k];
 756     if (arg_ct->ct & TCG_CT_ALIAS) {
 757         /* an alias is equivalent to a single register */
 758         n = 1;
 759     } else {
 760         if (!(arg_ct->ct & TCG_CT_REG))
 761             return 0;
 762         n = 0;
 763         for(i = 0; i < TCG_TARGET_NB_REGS; i++) {
 764             if (tcg_regset_test_reg(arg_ct->u.regs, i))
 765                 n++;
 766         }
 767     }
 768     return TCG_TARGET_NB_REGS - n + 1;
 769 }
 770
 771 /* sort from highest priority to lowest */
 772 static void sort_constraints(TCGOpDef *def, int start, int n)
 773 {
 774     int i, j, p1, p2, tmp;
 775
 776     for(i = 0; i < n; i++)
 777         def->sorted_args[start + i] = start + i;
 778     if (n <= 1)
 779         return;
 780     for(i = 0; i < n - 1; i++) {
 781         for(j = i + 1; j < n; j++) {
 782             p1 = get_constraint_priority(def, def->sorted_args[start + i]);
 783             p2 = get_constraint_priority(def, def->sorted_args[start + j]);
 784             if (p1 < p2) {
 785                 tmp = def->sorted_args[start + i];
 786                 def->sorted_args[start + i] = def->sorted_args[start + j];
 787                 def->sorted_args[start + j] = tmp;
 788             }
 789         }
 790     }
 791 }
 792
 793 void tcg_add_target_add_op_defs(const TCGTargetOpDef *tdefs)
 794 {
 795     int op;
 796     TCGOpDef *def;
 797     const char *ct_str;
 798     int i, nb_args;
 799
 800     for(;;) {
 801         if (tdefs->op < 0)
 802             break;
 803         op = tdefs->op;
 804         assert(op >= 0 && op < NB_OPS);
 805         def = &tcg_op_defs[op];
 806         nb_args = def->nb_iargs + def->nb_oargs;
 807         for(i = 0; i < nb_args; i++) {
 808             ct_str = tdefs->args_ct_str[i];
 809             tcg_regset_clear(def->args_ct[i].u.regs);
 810             def->args_ct[i].ct = 0;
 811             if (ct_str[0] >= '0' && ct_str[0] <= '9') {
 812                 int oarg;
 813                 oarg = ct_str[0] - '0';
 814                 assert(oarg < def->nb_oargs);
 815                 assert(def->args_ct[oarg].ct & TCG_CT_REG);
 816                 /* TCG_CT_ALIAS is for the output arguments. The input
 817                    argument is tagged with TCG_CT_IALIAS. */
 818                 def->args_ct[i] = def->args_ct[oarg];
 819                 def->args_ct[oarg].ct = TCG_CT_ALIAS;
 820                 def->args_ct[oarg].alias_index = i;
 821                 def->args_ct[i].ct |= TCG_CT_IALIAS;
 822                 def->args_ct[i].alias_index = oarg;
 823             } else {
 824                 for(;;) {
 825                     if (*ct_str == '\0')
 826                         break;
 827                     switch(*ct_str) {
 828                     case 'i':
 829                         def->args_ct[i].ct |= TCG_CT_CONST;
 830                         ct_str++;
 831                         break;
 832                     default:
 833                         if (target_parse_constraint(&def->args_ct[i], &ct_str) < 0) {
 834                             fprintf(stderr, "Invalid constraint '%s' for arg %d of operation '%s'\n",
 835                                     ct_str, i, def->name);
 836                             exit(1);
 837                         }
 838                     }
 839                 }
 840             }
 841         }
 842
 843         /* sort the constraints (XXX: this is just an heuristic) */
 844         sort_constraints(def, 0, def->nb_oargs);
 845         sort_constraints(def, def->nb_oargs, def->nb_iargs);
 846
 847 #if 0
 848         {
 849             int i;
 850
 851             printf("%s: sorted=", def->name);
 852             for(i = 0; i < def->nb_oargs + def->nb_iargs; i++)
 853                 printf(" %d", def->sorted_args[i]);
 854             printf("\n");
 855         }
 856 #endif
 857         tdefs++;
 858     }
 859
 860 }
 861
 862 #ifdef USE_LIVENESS_ANALYSIS
 863
 864 /* set a nop for an operation using 'nb_args' */
 865 static inline void tcg_set_nop(TCGContext *s, uint16_t *opc_ptr,
 866                                TCGArg *args, int nb_args)
 867 {
 868     if (nb_args == 0) {
 869         *opc_ptr = INDEX_op_nop;
 870     } else {
 871         *opc_ptr = INDEX_op_nopn;
 872         args[0] = nb_args;
 873         args[nb_args - 1] = nb_args;
 874     }
 875 }
 876
 877 /* liveness analysis: end of basic block: globals are live, temps are dead */
 878 static inline void tcg_la_bb_end(TCGContext *s, uint8_t *dead_temps)
 879 {
 880     memset(dead_temps, 0, s->nb_globals);
 881     memset(dead_temps + s->nb_globals, 1, s->nb_temps - s->nb_globals);
 882 }
 883
 884 /* Liveness analysis : update the opc_dead_iargs array to tell if a
 885    given input arguments is dead. Instructions updating dead
 886    temporaries are removed. */
 887 void tcg_liveness_analysis(TCGContext *s)
 888 {
 889     int i, op_index, op, nb_args, nb_iargs, nb_oargs, arg, nb_ops;
 890     TCGArg *args;
 891     const TCGOpDef *def;
 892     uint8_t *dead_temps;
 893     unsigned int dead_iargs;
 894
 895     gen_opc_ptr++; /* skip end */
 896
 897     nb_ops = gen_opc_ptr - gen_opc_buf;
 898
 899     /* XXX: make it really dynamic */
 900     s->op_dead_iargs = tcg_malloc(OPC_BUF_SIZE * sizeof(uint16_t));
 901
 902     dead_temps = tcg_malloc(s->nb_temps);
 903     memset(dead_temps, 1, s->nb_temps);
 904
 905     args = gen_opparam_ptr;
 906     op_index = nb_ops - 1;
 907     while (op_index >= 0) {
 908         op = gen_opc_buf[op_index];
 909         def = &tcg_op_defs[op];
 910         switch(op) {
 911         case INDEX_op_call:
 912             nb_args = args[-1];
 913             args -= nb_args;
 914             nb_iargs = args[0] & 0xffff;
 915             nb_oargs = args[0] >> 16;
 916             args++;
 917
 918             /* output args are dead */
 919             for(i = 0; i < nb_oargs; i++) {
 920                 arg = args[i];
 921                 dead_temps[arg] = 1;
 922             }
 923
 924             /* globals are live (they may be used by the call) */
 925             memset(dead_temps, 0, s->nb_globals);
 926
 927             /* input args are live */
 928             dead_iargs = 0;
 929             for(i = 0; i < nb_iargs; i++) {
 930                 arg = args[i + nb_oargs];
 931                 if (dead_temps[arg]) {
 932                     dead_iargs |= (1 << i);
 933                 }
 934                 dead_temps[arg] = 0;
 935             }
 936             s->op_dead_iargs[op_index] = dead_iargs;
 937             args--;
 938             break;
 939         case INDEX_op_set_label:
 940             args--;
 941             /* mark end of basic block */
 942             tcg_la_bb_end(s, dead_temps);
 943             break;
 944         case INDEX_op_nopn:
 945             nb_args = args[-1];
 946             args -= nb_args;
 947             break;
 948         case INDEX_op_discard:
 949             args--;
 950             /* mark the temporary as dead */
 951             dead_temps[args[0]] = 1;
 952             break;
 953         case INDEX_op_macro_2:
 954             {
 955                 int dead_args[2], macro_id;
 956                 int saved_op_index, saved_arg_index;
 957                 int macro_op_index, macro_arg_index;
 958                 int macro_end_op_index, macro_end_arg_index;
 959                 int last_nb_temps;
 960
 961                 nb_args = 3;
 962                 args -= nb_args;
 963                 dead_args[0] = dead_temps[args[0]];
 964                 dead_args[1] = dead_temps[args[1]];
 965                 macro_id = args[2];
 966
 967                 /* call the macro function which generate code
 968                    depending on the live outputs */
 969                 saved_op_index = op_index;
 970                 saved_arg_index = args - gen_opparam_buf;
 971
 972                 /* add a macro start instruction */
 973                 *gen_opc_ptr++ = INDEX_op_macro_start;
 974                 *gen_opparam_ptr++ = saved_op_index;
 975                 *gen_opparam_ptr++ = saved_arg_index;
 976
 977                 macro_op_index = gen_opc_ptr - gen_opc_buf;
 978                 macro_arg_index = gen_opparam_ptr -  gen_opparam_buf;
 979
 980                 last_nb_temps = s->nb_temps;
 981
 982                 s->macro_func(s, macro_id, dead_args);
 983
 984                 /* realloc temp info (XXX: make it faster) */
 985                 if (s->nb_temps > last_nb_temps) {
 986                     uint8_t *new_dead_temps;
 987
 988                     new_dead_temps = tcg_malloc(s->nb_temps);
 989                     memcpy(new_dead_temps, dead_temps, last_nb_temps);
 990                     memset(new_dead_temps + last_nb_temps, 1,
 991                            s->nb_temps - last_nb_temps);
 992                     dead_temps = new_dead_temps;
 993                 }
 994
 995                 macro_end_op_index = gen_opc_ptr - gen_opc_buf;
 996                 macro_end_arg_index = gen_opparam_ptr - gen_opparam_buf;
 997
 998                 /* end of macro: add a goto to the next instruction */
 999                 *gen_opc_ptr++ = INDEX_op_macro_end;
1000                 *gen_opparam_ptr++ = op_index + 1;
1001                 *gen_opparam_ptr++ = saved_arg_index + nb_args;
1002
1003                 /* modify the macro operation to be a macro_goto */
1004                 gen_opc_buf[op_index] = INDEX_op_macro_goto;
1005                 args[0] = macro_op_index;
1006                 args[1] = macro_arg_index;
1007                 args[2] = 0; /* dummy third arg to match the
1008                                 macro parameters */
1009
1010                 /* set the next instruction to the end of the macro */
1011                 op_index = macro_end_op_index;
1012                 args = macro_end_arg_index + gen_opparam_buf;
1013             }
1014             break;
1015         case INDEX_op_macro_start:
1016             args -= 2;
1017             op_index = args[0];
1018             args = gen_opparam_buf + args[1];
1019             break;
1020         case INDEX_op_macro_goto:
1021         case INDEX_op_macro_end:
1022             tcg_abort(); /* should never happen in liveness analysis */
1023         case INDEX_op_end:
1024             break;
1025             /* XXX: optimize by hardcoding common cases (e.g. triadic ops) */
1026         default:
1027             if (op > INDEX_op_end) {
1028                 args -= def->nb_args;
1029                 nb_iargs = def->nb_iargs;
1030                 nb_oargs = def->nb_oargs;
1031
1032                 /* Test if the operation can be removed because all
1033                    its outputs are dead. We assume that nb_oargs == 0
1034                    implies side effects */
1035                 if (!(def->flags & TCG_OPF_SIDE_EFFECTS) && nb_oargs != 0) {
1036                     for(i = 0; i < nb_oargs; i++) {
1037                         arg = args[i];
1038                         if (!dead_temps[arg])
1039                             goto do_not_remove;
1040                     }
1041                     tcg_set_nop(s, gen_opc_buf + op_index, args, def->nb_args);
1042 #ifdef CONFIG_PROFILER
1043                     {
1044                         extern int64_t dyngen_tcg_del_op_count;
1045                         dyngen_tcg_del_op_count++;
1046                     }
1047 #endif
1048                 } else {
1049                 do_not_remove:
1050
1051                     /* output args are dead */
1052                     for(i = 0; i < nb_oargs; i++) {
1053                         arg = args[i];
1054                         dead_temps[arg] = 1;
1055                     }
1056
1057                     /* if end of basic block, update */
1058                     if (def->flags & TCG_OPF_BB_END) {
1059                         tcg_la_bb_end(s, dead_temps);
1060                     }
1061
1062                     /* input args are live */
1063                     dead_iargs = 0;
1064                     for(i = 0; i < nb_iargs; i++) {
1065                         arg = args[i + nb_oargs];
1066                         if (dead_temps[arg]) {
1067                             dead_iargs |= (1 << i);
1068                         }
1069                         dead_temps[arg] = 0;
1070                     }
1071                     s->op_dead_iargs[op_index] = dead_iargs;
1072                 }
1073             } else {
1074                 /* legacy dyngen operations */
1075                 args -= def->nb_args;
1076                 /* mark end of basic block */
1077                 tcg_la_bb_end(s, dead_temps);
1078             }
1079             break;
1080         }
1081         op_index--;
1082     }
1083
1084     if (args != gen_opparam_buf)
1085         tcg_abort();
1086 }
1087 #else
1088 /* dummy liveness analysis */
1089 void tcg_liveness_analysis(TCGContext *s)
1090 {
1091     int nb_ops;
1092     nb_ops = gen_opc_ptr - gen_opc_buf;
1093
1094     s->op_dead_iargs = tcg_malloc(nb_ops * sizeof(uint16_t));
1095     memset(s->op_dead_iargs, 0, nb_ops * sizeof(uint16_t));
1096 }
1097 #endif
1098
1099 #ifndef NDEBUG
1100 static void dump_regs(TCGContext *s)
1101 {
1102     TCGTemp *ts;
1103     int i;
1104     char buf[64];
1105
1106     for(i = 0; i < s->nb_temps; i++) {
1107         ts = &s->temps[i];
1108         printf("  %10s: ", tcg_get_arg_str_idx(s, buf, sizeof(buf), i));
1109         switch(ts->val_type) {
1110         case TEMP_VAL_REG:
1111             printf("%s", tcg_target_reg_names[ts->reg]);
1112             break;
1113         case TEMP_VAL_MEM:
1114             printf("%d(%s)", (int)ts->mem_offset, tcg_target_reg_names[ts->mem_reg]);
1115             break;
1116         case TEMP_VAL_CONST:
1117             printf("$0x%" TCG_PRIlx, ts->val);
1118             break;
1119         case TEMP_VAL_DEAD:
1120             printf("D");
1121             break;
1122         default:
1123             printf("???");
1124             break;
1125         }
1126         printf("\n");
1127     }
1128
1129     for(i = 0; i < TCG_TARGET_NB_REGS; i++) {
1130         if (s->reg_to_temp[i] >= 0) {
1131             printf("%s: %s\n",
1132                    tcg_target_reg_names[i],
1133                    tcg_get_arg_str_idx(s, buf, sizeof(buf), s->reg_to_temp[i]));
1134         }
1135     }
1136 }
1137
1138 static void check_regs(TCGContext *s)
1139 {
1140     int reg, k;
1141     TCGTemp *ts;
1142     char buf[64];
1143
1144     for(reg = 0; reg < TCG_TARGET_NB_REGS; reg++) {
1145         k = s->reg_to_temp[reg];
1146         if (k >= 0) {
1147             ts = &s->temps[k];
1148             if (ts->val_type != TEMP_VAL_REG ||
1149                 ts->reg != reg) {
1150                 printf("Inconsistency for register %s:\n",
1151                        tcg_target_reg_names[reg]);
1152                 printf("reg state:\n");
1153                 dump_regs(s);
1154                 tcg_abort();
1155             }
1156         }
1157     }
1158     for(k = 0; k < s->nb_temps; k++) {
1159         ts = &s->temps[k];
1160         if (ts->val_type == TEMP_VAL_REG &&
1161             !ts->fixed_reg &&
1162             s->reg_to_temp[ts->reg] != k) {
1163                 printf("Inconsistency for temp %s:\n",
1164                        tcg_get_arg_str_idx(s, buf, sizeof(buf), k));
1165                 printf("reg state:\n");
1166                 dump_regs(s);
1167                 tcg_abort();
1168         }
1169     }
1170 }
1171 #endif
1172
1173 static void temp_allocate_frame(TCGContext *s, int temp)
1174 {
1175     TCGTemp *ts;
1176     ts = &s->temps[temp];
1177     s->current_frame_offset = (s->current_frame_offset + sizeof(tcg_target_long) - 1) & ~(sizeof(tcg_target_long) - 1);
1178     if (s->current_frame_offset + sizeof(tcg_target_long) > s->frame_end)
1179         tcg_abort();
1180     ts->mem_offset = s->current_frame_offset;
1181     ts->mem_reg = s->frame_reg;
1182     ts->mem_allocated = 1;
1183     s->current_frame_offset += sizeof(tcg_target_long);
1184 }
1185
1186 /* free register 'reg' by spilling the corresponding temporary if necessary */
1187 static void tcg_reg_free(TCGContext *s, int reg)
1188 {
1189     TCGTemp *ts;
1190     int temp;
1191
1192     temp = s->reg_to_temp[reg];
1193     if (temp != -1) {
1194         ts = &s->temps[temp];
1195         assert(ts->val_type == TEMP_VAL_REG);
1196         if (!ts->mem_coherent) {
1197             if (!ts->mem_allocated)
1198                 temp_allocate_frame(s, temp);
1199             tcg_out_st(s, ts->type, reg, ts->mem_reg, ts->mem_offset);
1200         }
1201         ts->val_type = TEMP_VAL_MEM;
1202         s->reg_to_temp[reg] = -1;
1203     }
1204 }
1205
1206 /* Allocate a register belonging to reg1 & ~reg2 */
1207 static int tcg_reg_alloc(TCGContext *s, TCGRegSet reg1, TCGRegSet reg2)
1208 {
1209     int i, reg;
1210     TCGRegSet reg_ct;
1211
1212     tcg_regset_andnot(reg_ct, reg1, reg2);
1213
1214     /* first try free registers */
1215     for(i = 0; i < ARRAY_SIZE(tcg_target_reg_alloc_order); i++) {
1216         reg = tcg_target_reg_alloc_order[i];
1217         if (tcg_regset_test_reg(reg_ct, reg) && s->reg_to_temp[reg] == -1)
1218             return reg;
1219     }
1220
1221     /* XXX: do better spill choice */
1222     for(i = 0; i < ARRAY_SIZE(tcg_target_reg_alloc_order); i++) {
1223         reg = tcg_target_reg_alloc_order[i];
1224         if (tcg_regset_test_reg(reg_ct, reg)) {
1225             tcg_reg_free(s, reg);
1226             return reg;
1227         }
1228     }
1229
1230     tcg_abort();
1231 }
1232
1233 /* at the end of a basic block, we assume all temporaries are dead and
1234    all globals are stored at their canonical location */
1235 /* XXX: optimize by handling constants in another array ? */
1236 void tcg_reg_alloc_bb_end(TCGContext *s)
1237 {
1238     TCGTemp *ts;
1239     int i;
1240
1241     for(i = 0; i < s->nb_globals; i++) {
1242         ts = &s->temps[i];
1243         if (!ts->fixed_reg) {
1244             if (ts->val_type == TEMP_VAL_REG) {
1245                 tcg_reg_free(s, ts->reg);
1246             }
1247         }
1248     }
1249
1250     for(i = s->nb_globals; i < s->nb_temps; i++) {
1251         ts = &s->temps[i];
1252         if (ts->val_type != TEMP_VAL_CONST) {
1253             if (ts->val_type == TEMP_VAL_REG) {
1254                 s->reg_to_temp[ts->reg] = -1;
1255             }
1256             ts->val_type = TEMP_VAL_DEAD;
1257         }
1258     }
1259 }
1260
1261 #define IS_DEAD_IARG(n) ((dead_iargs >> (n)) & 1)
1262
1263 static void tcg_reg_alloc_mov(TCGContext *s, const TCGOpDef *def,
1264                               const TCGArg *args,
1265                               unsigned int dead_iargs)
1266 {
1267     TCGTemp *ts, *ots;
1268     int reg;
1269     const TCGArgConstraint *arg_ct;
1270
1271     ots = &s->temps[args[0]];
1272     ts = &s->temps[args[1]];
1273     arg_ct = &def->args_ct[0];
1274
1275     if (ts->val_type == TEMP_VAL_REG) {
1276         if (IS_DEAD_IARG(0) && !ts->fixed_reg && !ots->fixed_reg) {
1277             /* the mov can be suppressed */
1278             if (ots->val_type == TEMP_VAL_REG)
1279                 s->reg_to_temp[ots->reg] = -1;
1280             reg = ts->reg;
1281             s->reg_to_temp[reg] = -1;
1282             ts->val_type = TEMP_VAL_DEAD;
1283         } else {
1284             if (ots->val_type == TEMP_VAL_REG) {
1285                 reg = ots->reg;
1286             } else {
1287                 reg = tcg_reg_alloc(s, arg_ct->u.regs, s->reserved_regs);
1288             }
1289             if (ts->reg != reg) {
1290                 tcg_out_mov(s, reg, ts->reg);
1291             }
1292         }
1293     } else if (ts->val_type == TEMP_VAL_MEM) {
1294         if (ots->val_type == TEMP_VAL_REG) {
1295             reg = ots->reg;
1296         } else {
1297             reg = tcg_reg_alloc(s, arg_ct->u.regs, s->reserved_regs);
1298         }
1299         tcg_out_ld(s, ts->type, reg, ts->mem_reg, ts->mem_offset);
1300     } else if (ts->val_type == TEMP_VAL_CONST) {
1301         if (ots->val_type == TEMP_VAL_REG) {
1302             reg = ots->reg;
1303         } else {
1304             reg = tcg_reg_alloc(s, arg_ct->u.regs, s->reserved_regs);
1305         }
1306         tcg_out_movi(s, ots->type, reg, ts->val);
1307     } else {
1308         tcg_abort();
1309     }
1310     s->reg_to_temp[reg] = args[0];
1311     ots->reg = reg;
1312     ots->val_type = TEMP_VAL_REG;
1313     ots->mem_coherent = 0;
1314 }
1315
1316 static void tcg_reg_alloc_op(TCGContext *s,
1317                              const TCGOpDef *def, int opc,
1318                              const TCGArg *args,
1319                              unsigned int dead_iargs)
1320 {
1321     TCGRegSet allocated_regs;
1322     int i, k, nb_iargs, nb_oargs, reg;
1323     TCGArg arg;
1324     const TCGArgConstraint *arg_ct;
1325     TCGTemp *ts;
1326     TCGArg new_args[TCG_MAX_OP_ARGS];
1327     int const_args[TCG_MAX_OP_ARGS];
1328
1329     nb_oargs = def->nb_oargs;
1330     nb_iargs = def->nb_iargs;
1331
1332     /* copy constants */
1333     memcpy(new_args + nb_oargs + nb_iargs,
1334            args + nb_oargs + nb_iargs,
1335            sizeof(TCGArg) * def->nb_cargs);
1336
1337     /* satisfy input constraints */
1338     tcg_regset_set(allocated_regs, s->reserved_regs);
1339     for(k = 0; k < nb_iargs; k++) {
1340         i = def->sorted_args[nb_oargs + k];
1341         arg = args[i];
1342         arg_ct = &def->args_ct[i];
1343         ts = &s->temps[arg];
1344         if (ts->val_type == TEMP_VAL_MEM) {
1345             reg = tcg_reg_alloc(s, arg_ct->u.regs, allocated_regs);
1346             tcg_out_ld(s, ts->type, reg, ts->mem_reg, ts->mem_offset);
1347             ts->val_type = TEMP_VAL_REG;
1348             ts->reg = reg;
1349             ts->mem_coherent = 1;
1350             s->reg_to_temp[reg] = arg;
1351         } else if (ts->val_type == TEMP_VAL_CONST) {
1352             if (tcg_target_const_match(ts->val, arg_ct)) {
1353                 /* constant is OK for instruction */
1354                 const_args[i] = 1;
1355                 new_args[i] = ts->val;
1356                 goto iarg_end;
1357             } else {
1358                 /* need to move to a register*/
1359                 reg = tcg_reg_alloc(s, arg_ct->u.regs, allocated_regs);
1360                 tcg_out_movi(s, ts->type, reg, ts->val);
1361                 goto iarg_end1;
1362             }
1363         }
1364         assert(ts->val_type == TEMP_VAL_REG);
1365         if (arg_ct->ct & TCG_CT_IALIAS) {
1366             if (ts->fixed_reg) {
1367                 /* if fixed register, we must allocate a new register
1368                    if the alias is not the same register */
1369                 if (arg != args[arg_ct->alias_index])
1370                     goto allocate_in_reg;
1371             } else {
1372                 /* if the input is aliased to an output and if it is
1373                    not dead after the instruction, we must allocate
1374                    a new register and move it */
1375                 if (!IS_DEAD_IARG(i - nb_oargs))
1376                     goto allocate_in_reg;
1377             }
1378         }
1379         reg = ts->reg;
1380         if (tcg_regset_test_reg(arg_ct->u.regs, reg)) {
1381             /* nothing to do : the constraint is satisfied */
1382         } else {
1383         allocate_in_reg:
1384             /* allocate a new register matching the constraint
1385                and move the temporary register into it */
1386             reg = tcg_reg_alloc(s, arg_ct->u.regs, allocated_regs);
1387             tcg_out_mov(s, reg, ts->reg);
1388         }
1389     iarg_end1:
1390         new_args[i] = reg;
1391         const_args[i] = 0;
1392         tcg_regset_set_reg(allocated_regs, reg);
1393     iarg_end: ;
1394     }
1395
1396     /* mark dead temporaries and free the associated registers */
1397     for(i = 0; i < nb_iargs; i++) {
1398         arg = args[nb_oargs + i];
1399         if (IS_DEAD_IARG(i)) {
1400             ts = &s->temps[arg];
1401             if (ts->val_type != TEMP_VAL_CONST && !ts->fixed_reg) {
1402                 if (ts->val_type == TEMP_VAL_REG)
1403                     s->reg_to_temp[ts->reg] = -1;
1404                 ts->val_type = TEMP_VAL_DEAD;
1405             }
1406         }
1407     }
1408
1409     /* XXX: permit generic clobber register list ? */
1410     if (def->flags & TCG_OPF_CALL_CLOBBER) {
1411         for(reg = 0; reg < TCG_TARGET_NB_REGS; reg++) {
1412             if (tcg_regset_test_reg(tcg_target_call_clobber_regs, reg)) {
1413                 tcg_reg_free(s, reg);
1414             }
1415         }
1416     }
1417
1418     /* satisfy the output constraints */
1419     tcg_regset_set(allocated_regs, s->reserved_regs);
1420     for(k = 0; k < nb_oargs; k++) {
1421         i = def->sorted_args[k];
1422         arg = args[i];
1423         arg_ct = &def->args_ct[i];
1424         ts = &s->temps[arg];
1425         if (arg_ct->ct & TCG_CT_ALIAS) {
1426             reg = new_args[arg_ct->alias_index];
1427         } else {
1428             /* if fixed register, we try to use it */
1429             reg = ts->reg;
1430             if (ts->fixed_reg &&
1431                 tcg_regset_test_reg(arg_ct->u.regs, reg)) {
1432                 goto oarg_end;
1433             }
1434             reg = tcg_reg_alloc(s, arg_ct->u.regs, allocated_regs);
1435         }
1436         tcg_regset_set_reg(allocated_regs, reg);
1437         /* if a fixed register is used, then a move will be done afterwards */
1438         if (!ts->fixed_reg) {
1439             if (ts->val_type == TEMP_VAL_REG)
1440                 s->reg_to_temp[ts->reg] = -1;
1441             ts->val_type = TEMP_VAL_REG;
1442             ts->reg = reg;
1443             /* temp value is modified, so the value kept in memory is
1444                potentially not the same */
1445             ts->mem_coherent = 0;
1446             s->reg_to_temp[reg] = arg;
1447         }
1448     oarg_end:
1449         new_args[i] = reg;
1450     }
1451
1452     if (def->flags & TCG_OPF_BB_END)
1453         tcg_reg_alloc_bb_end(s);
1454
1455     /* emit instruction */
1456     tcg_out_op(s, opc, new_args, const_args);
1457
1458     /* move the outputs in the correct register if needed */
1459     for(i = 0; i < nb_oargs; i++) {
1460         ts = &s->temps[args[i]];
1461         reg = new_args[i];
1462         if (ts->fixed_reg && ts->reg != reg) {
1463             tcg_out_mov(s, ts->reg, reg);
1464         }
1465     }
1466 }
1467
1468 static int tcg_reg_alloc_call(TCGContext *s, const TCGOpDef *def,
1469                               int opc, const TCGArg *args,
1470                               unsigned int dead_iargs)
1471 {
1472     int nb_iargs, nb_oargs, flags, nb_regs, i, reg, nb_params;
1473     TCGArg arg, func_arg;
1474     TCGTemp *ts;
1475     tcg_target_long stack_offset, call_stack_size;
1476     int const_func_arg;
1477     TCGRegSet allocated_regs;
1478     const TCGArgConstraint *arg_ct;
1479
1480     arg = *args++;
1481
1482     nb_oargs = arg >> 16;
1483     nb_iargs = arg & 0xffff;
1484     nb_params = nb_iargs - 1;
1485
1486     flags = args[nb_oargs + nb_iargs];
1487
1488     nb_regs = tcg_target_get_call_iarg_regs_count(flags);
1489     if (nb_regs > nb_params)
1490         nb_regs = nb_params;
1491
1492     /* assign stack slots first */
1493     /* XXX: preallocate call stack */
1494     call_stack_size = (nb_params - nb_regs) * sizeof(tcg_target_long);
1495     call_stack_size = (call_stack_size + TCG_TARGET_STACK_ALIGN - 1) &
1496         ~(TCG_TARGET_STACK_ALIGN - 1);
1497     tcg_out_addi(s, TCG_REG_CALL_STACK, -call_stack_size);
1498
1499     stack_offset = 0;
1500     for(i = nb_regs; i < nb_params; i++) {
1501         arg = args[nb_oargs + i];
1502         ts = &s->temps[arg];
1503         if (ts->val_type == TEMP_VAL_REG) {
1504             tcg_out_st(s, ts->type, ts->reg, TCG_REG_CALL_STACK, stack_offset);
1505         } else if (ts->val_type == TEMP_VAL_MEM) {
1506             reg = tcg_reg_alloc(s, tcg_target_available_regs[ts->type],
1507                                 s->reserved_regs);
1508             /* XXX: not correct if reading values from the stack */
1509             tcg_out_ld(s, ts->type, reg, ts->mem_reg, ts->mem_offset);
1510             tcg_out_st(s, ts->type, reg, TCG_REG_CALL_STACK, stack_offset);
1511         } else if (ts->val_type == TEMP_VAL_CONST) {
1512             reg = tcg_reg_alloc(s, tcg_target_available_regs[ts->type],
1513                                 s->reserved_regs);
1514             /* XXX: sign extend may be needed on some targets */
1515             tcg_out_movi(s, ts->type, reg, ts->val);
1516             tcg_out_st(s, ts->type, reg, TCG_REG_CALL_STACK, stack_offset);
1517         } else {
1518             tcg_abort();
1519         }
1520         stack_offset += sizeof(tcg_target_long);
1521     }
1522
1523     /* assign input registers */
1524     tcg_regset_set(allocated_regs, s->reserved_regs);
1525     for(i = 0; i < nb_regs; i++) {
1526         arg = args[nb_oargs + i];
1527         ts = &s->temps[arg];
1528         reg = tcg_target_call_iarg_regs[i];
1529         tcg_reg_free(s, reg);
1530         if (ts->val_type == TEMP_VAL_REG) {
1531             if (ts->reg != reg) {
1532                 tcg_out_mov(s, reg, ts->reg);
1533             }
1534         } else if (ts->val_type == TEMP_VAL_MEM) {
1535             tcg_out_ld(s, ts->type, reg, ts->mem_reg, ts->mem_offset);
1536         } else if (ts->val_type == TEMP_VAL_CONST) {
1537             /* XXX: sign extend ? */
1538             tcg_out_movi(s, ts->type, reg, ts->val);
1539         } else {
1540             tcg_abort();
1541         }
1542         tcg_regset_set_reg(allocated_regs, reg);
1543     }
1544
1545     /* assign function address */
1546     func_arg = args[nb_oargs + nb_iargs - 1];
1547     arg_ct = &def->args_ct[0];
1548     ts = &s->temps[func_arg];
1549     const_func_arg = 0;
1550     if (ts->val_type == TEMP_VAL_MEM) {
1551         reg = tcg_reg_alloc(s, arg_ct->u.regs, allocated_regs);
1552         tcg_out_ld(s, ts->type, reg, ts->mem_reg, ts->mem_offset);
1553         func_arg = reg;
1554     } else if (ts->val_type == TEMP_VAL_REG) {
1555         reg = ts->reg;
1556         if (!tcg_regset_test_reg(arg_ct->u.regs, reg)) {
1557             reg = tcg_reg_alloc(s, arg_ct->u.regs, allocated_regs);
1558             tcg_out_mov(s, reg, ts->reg);
1559         }
1560         func_arg = reg;
1561     } else if (ts->val_type == TEMP_VAL_CONST) {
1562         if (tcg_target_const_match(ts->val, arg_ct)) {
1563             const_func_arg = 1;
1564             func_arg = ts->val;
1565         } else {
1566             reg = tcg_reg_alloc(s, arg_ct->u.regs, allocated_regs);
1567             tcg_out_movi(s, ts->type, reg, ts->val);
1568             func_arg = reg;
1569         }
1570     } else {
1571         tcg_abort();
1572     }
1573
1574     /* mark dead temporaries and free the associated registers */
1575     for(i = 0; i < nb_params; i++) {
1576         arg = args[nb_oargs + i];
1577         if (IS_DEAD_IARG(i)) {
1578             ts = &s->temps[arg];
1579             if (ts->val_type != TEMP_VAL_CONST && !ts->fixed_reg) {
1580                 if (ts->val_type == TEMP_VAL_REG)
1581                     s->reg_to_temp[ts->reg] = -1;
1582                 ts->val_type = TEMP_VAL_DEAD;
1583             }
1584         }
1585     }
1586
1587     /* clobber call registers */
1588     for(reg = 0; reg < TCG_TARGET_NB_REGS; reg++) {
1589         if (tcg_regset_test_reg(tcg_target_call_clobber_regs, reg)) {
1590             tcg_reg_free(s, reg);
1591         }
1592     }
1593
1594     /* store globals and free associated registers (we assume the call
1595        can modify any global. */
1596     for(i = 0; i < s->nb_globals; i++) {
1597         ts = &s->temps[i];
1598         if (!ts->fixed_reg) {
1599             if (ts->val_type == TEMP_VAL_REG) {
1600                 tcg_reg_free(s, ts->reg);
1601             }
1602         }
1603     }
1604
1605     tcg_out_op(s, opc, &func_arg, &const_func_arg);
1606
1607     tcg_out_addi(s, TCG_REG_CALL_STACK, call_stack_size);
1608
1609     /* assign output registers and emit moves if needed */
1610     for(i = 0; i < nb_oargs; i++) {
1611         arg = args[i];
1612         ts = &s->temps[arg];
1613         reg = tcg_target_call_oarg_regs[i];
1614         tcg_reg_free(s, reg);
1615         if (ts->fixed_reg) {
1616             if (ts->reg != reg) {
1617                 tcg_out_mov(s, ts->reg, reg);
1618             }
1619         } else {
1620             if (ts->val_type == TEMP_VAL_REG)
1621                 s->reg_to_temp[ts->reg] = -1;
1622             ts->val_type = TEMP_VAL_REG;
1623             ts->reg = reg;
1624             ts->mem_coherent = 0;
1625             s->reg_to_temp[reg] = arg;
1626         }
1627     }
1628
1629     return nb_iargs + nb_oargs + def->nb_cargs + 1;
1630 }
1631
1632 #ifdef CONFIG_PROFILER
1633
1634 static int64_t dyngen_table_op_count[NB_OPS];
1635
1636 void dump_op_count(void)
1637 {
1638     int i;
1639     FILE *f;
1640     f = fopen("/tmp/op1.log", "w");
1641     for(i = 0; i < INDEX_op_end; i++) {
1642         fprintf(f, "%s %" PRId64 "\n", tcg_op_defs[i].name, dyngen_table_op_count[i]);
1643     }
1644     fclose(f);
1645     f = fopen("/tmp/op2.log", "w");
1646     for(i = INDEX_op_end; i < NB_OPS; i++) {
1647         fprintf(f, "%s %" PRId64 "\n", tcg_op_defs[i].name, dyngen_table_op_count[i]);
1648     }
1649     fclose(f);
1650 }
1651 #endif
1652
1653
1654 static inline int tcg_gen_code_common(TCGContext *s, uint8_t *gen_code_buf,
1655                                       long search_pc)
1656 {
1657     int opc, op_index, macro_op_index;
1658     const TCGOpDef *def;
1659     unsigned int dead_iargs;
1660     const TCGArg *args;
1661
1662 #ifdef DEBUG_DISAS
1663     if (unlikely(loglevel & CPU_LOG_TB_OP)) {
1664         fprintf(logfile, "OP:\n");
1665         tcg_dump_ops(s, logfile);
1666         fprintf(logfile, "\n");
1667     }
1668 #endif
1669
1670     tcg_liveness_analysis(s);
1671
1672 #ifdef DEBUG_DISAS
1673     if (unlikely(loglevel & CPU_LOG_TB_OP_OPT)) {
1674         fprintf(logfile, "OP after la:\n");
1675         tcg_dump_ops(s, logfile);
1676         fprintf(logfile, "\n");
1677     }
1678 #endif
1679
1680     tcg_reg_alloc_start(s);
1681
1682     s->code_buf = gen_code_buf;
1683     s->code_ptr = gen_code_buf;
1684
1685     macro_op_index = -1;
1686     args = gen_opparam_buf;
1687     op_index = 0;
1688
1689 #ifdef TCG_TARGET_NEEDS_PROLOGUE
1690     tcg_target_prologue(s);
1691 #endif
1692
1693     for(;;) {
1694         opc = gen_opc_buf[op_index];
1695 #ifdef CONFIG_PROFILER
1696         dyngen_table_op_count[opc]++;
1697 #endif
1698         def = &tcg_op_defs[opc];
1699 #if 0
1700         printf("%s: %d %d %d\n", def->name,
1701                def->nb_oargs, def->nb_iargs, def->nb_cargs);
1702         //        dump_regs(s);
1703 #endif
1704         switch(opc) {
1705         case INDEX_op_mov_i32:
1706 #if TCG_TARGET_REG_BITS == 64
1707         case INDEX_op_mov_i64:
1708 #endif
1709             dead_iargs = s->op_dead_iargs[op_index];
1710             tcg_reg_alloc_mov(s, def, args, dead_iargs);
1711             break;
1712         case INDEX_op_nop:
1713         case INDEX_op_nop1:
1714         case INDEX_op_nop2:
1715         case INDEX_op_nop3:
1716             break;
1717         case INDEX_op_nopn:
1718             args += args[0];
1719             goto next;
1720         case INDEX_op_discard:
1721             {
1722                 TCGTemp *ts;
1723                 ts = &s->temps[args[0]];
1724                 /* mark the temporary as dead */
1725                 if (ts->val_type != TEMP_VAL_CONST && !ts->fixed_reg) {
1726                     if (ts->val_type == TEMP_VAL_REG)
1727                         s->reg_to_temp[ts->reg] = -1;
1728                     ts->val_type = TEMP_VAL_DEAD;
1729                 }
1730             }
1731             break;
1732         case INDEX_op_macro_goto:
1733             macro_op_index = op_index; /* only used for exceptions */
1734             op_index = args[0] - 1;
1735             args = gen_opparam_buf + args[1];
1736             goto next;
1737         case INDEX_op_macro_end:
1738             macro_op_index = -1; /* only used for exceptions */
1739             op_index = args[0] - 1;
1740             args = gen_opparam_buf + args[1];
1741             goto next;
1742         case INDEX_op_macro_start:
1743             /* must never happen here */
1744             tcg_abort();
1745         case INDEX_op_set_label:
1746             tcg_reg_alloc_bb_end(s);
1747             tcg_out_label(s, args[0], (long)s->code_ptr);
1748             break;
1749         case INDEX_op_call:
1750             dead_iargs = s->op_dead_iargs[op_index];
1751             args += tcg_reg_alloc_call(s, def, opc, args, dead_iargs);
1752             goto next;
1753         case INDEX_op_end:
1754             goto the_end;
1755         case 0 ... INDEX_op_end - 1:
1756             /* legacy dyngen ops */
1757 #ifdef CONFIG_PROFILER
1758             {
1759                 extern int64_t dyngen_old_op_count;
1760                 dyngen_old_op_count++;
1761             }
1762 #endif
1763             tcg_reg_alloc_bb_end(s);
1764             if (search_pc >= 0) {
1765                 s->code_ptr += def->copy_size;
1766                 args += def->nb_args;
1767             } else {
1768                 args = dyngen_op(s, opc, args);
1769             }
1770             goto next;
1771         default:
1772             /* Note: in order to speed up the code, it would be much
1773                faster to have specialized register allocator functions for
1774                some common argument patterns */
1775             dead_iargs = s->op_dead_iargs[op_index];
1776             tcg_reg_alloc_op(s, def, opc, args, dead_iargs);
1777             break;
1778         }
1779         args += def->nb_args;
1780     next: ;
1781         if (search_pc >= 0 && search_pc < s->code_ptr - gen_code_buf) {
1782             if (macro_op_index >= 0)
1783                 return macro_op_index;
1784             else
1785                 return op_index;
1786         }
1787         op_index++;
1788 #ifndef NDEBUG
1789         check_regs(s);
1790 #endif
1791     }
1792  the_end:
1793     return -1;
1794 }
1795
1796 int dyngen_code(TCGContext *s, uint8_t *gen_code_buf)
1797 {
1798 #ifdef CONFIG_PROFILER
1799     {
1800         extern int64_t dyngen_op_count;
1801         extern int dyngen_op_count_max;
1802         int n;
1803         n = (gen_opc_ptr - gen_opc_buf);
1804         dyngen_op_count += n;
1805         if (n > dyngen_op_count_max)
1806             dyngen_op_count_max = n;
1807     }
1808 #endif
1809
1810     tcg_gen_code_common(s, gen_code_buf, -1);
1811
1812     /* flush instruction cache */
1813     flush_icache_range((unsigned long)gen_code_buf,
1814                        (unsigned long)s->code_ptr);
1815     return s->code_ptr -  gen_code_buf;
1816 }
1817
1818 /* Return the index of the micro operation such as the pc after is <
1819    offset bytes from the start of the TB.  The contents of gen_code_buf must
1820    not be changed, though writing the same values is ok.
1821    Return -1 if not found. */
1822 int dyngen_code_search_pc(TCGContext *s, uint8_t *gen_code_buf, long offset)
1823 {
1824     return tcg_gen_code_common(s, gen_code_buf, offset);
1825 }