forked from ph7n2ofui/SysyCompiler_Arm
wqz
3 years ago
parent
22fd5c5bb8
commit
faf16ff4bd
@ -0,0 +1,331 @@
|
||||
#include "codegen.hpp"
|
||||
|
||||
namespace backend
|
||||
{
|
||||
using RegId = RegManager::RegId;
|
||||
|
||||
string CodeGen::code_gen()
|
||||
{
|
||||
string code;
|
||||
code += module_gen(module);
|
||||
return code;
|
||||
}
|
||||
|
||||
string CodeGen::module_gen(Module *module)
|
||||
{
|
||||
string code;
|
||||
string dataCode;
|
||||
string textCode;
|
||||
// clear last module's label record
|
||||
clearModuleRecord(module);
|
||||
// generate asmcode for all global values
|
||||
dataCode += globaldata_gen();
|
||||
|
||||
code += space + ".arch armv7ve " + endl;
|
||||
code += space + ".text " + endl;
|
||||
auto functions = module->getFunctions();
|
||||
|
||||
for (auto iter = functions->begin(); iter != functions->end(); ++iter)
|
||||
{
|
||||
string name = iter->first;
|
||||
Function *func = iter->second;
|
||||
auto bblist = func->getBasicBlocks();
|
||||
if (bblist.empty())
|
||||
continue;
|
||||
// generate asmcode for each function
|
||||
textCode += function_gen(func) + endl;
|
||||
}
|
||||
code += (dataCode + textCode + endl);
|
||||
return code;
|
||||
}
|
||||
|
||||
string CodeGen::functionHead_gen(Function *func)
|
||||
{
|
||||
string code;
|
||||
code += space + ".globl " + func->getName() + endl;
|
||||
code += space + ".p2align " + std::to_string(int_p2align) + endl;
|
||||
code += space + ".type " + func->getName() + ", %function" + endl;
|
||||
code += func->getName() + ":" + endl;
|
||||
return code;
|
||||
}
|
||||
/**
|
||||
* stack structure:
|
||||
*
|
||||
* last function stack
|
||||
* -------------------------- <-- fp point
|
||||
* callee preserved regs (include fp, sp, lr)
|
||||
* --------------------------
|
||||
* tempory variable(ir inst)
|
||||
* --------------------------
|
||||
* arg0,arg1,arg2,arg3(as tempory variable)
|
||||
* --------------------------
|
||||
* dynamic stack(by AllocaInst) ********
|
||||
* --------------------------
|
||||
* caller preserved regs
|
||||
* --------------------------
|
||||
* arg4 ~ argX
|
||||
* -------------------------- <-- sp point
|
||||
* next function stack
|
||||
*
|
||||
*/
|
||||
/**
|
||||
* prologue :
|
||||
* preserve callee-saved register (lr, fp and other callee-saved regs)
|
||||
* set new fp
|
||||
* alloc stack space for local var/ args / return value.
|
||||
* store args to stack
|
||||
* */
|
||||
string CodeGen::prologueCode_gen(Function *func)
|
||||
{
|
||||
string code;
|
||||
/**
|
||||
*code in here
|
||||
*/
|
||||
return code;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* epilogue :
|
||||
* free stack space
|
||||
* restore sp
|
||||
* restore used callee-saved register(lr, fp and other callee-saved regs)
|
||||
* bx lr
|
||||
*/
|
||||
string CodeGen::epilogueCode_gen(Function *func)
|
||||
{
|
||||
string code;
|
||||
/**
|
||||
*code in here
|
||||
*/
|
||||
return code;
|
||||
}
|
||||
|
||||
string CodeGen::function_gen(Function *func)
|
||||
{
|
||||
curFunc = func;
|
||||
clearFunctionRecord(func);
|
||||
string bbCode;
|
||||
auto bbs = func->getBasicBlocks();
|
||||
for (auto iter = bbs.begin(); iter != bbs.end(); ++iter)
|
||||
{
|
||||
auto bb = iter->get();
|
||||
bbCode += basicBlock_gen(bb);
|
||||
}
|
||||
string code;
|
||||
string funcHead = functionHead_gen(func);
|
||||
string prologueCode = prologueCode_gen(func);
|
||||
string epilogueCode = epilogueCode_gen(func);
|
||||
string literalPoolsCode = literalPoolsCode_gen(func);
|
||||
//
|
||||
code = funcHead + prologueCode + bbCode +
|
||||
epilogueCode + literalPoolsCode;
|
||||
return code;
|
||||
}
|
||||
|
||||
string CodeGen::basicBlock_gen(BasicBlock *bb)
|
||||
{
|
||||
curBB = bb;
|
||||
string bbLabel = getBBLabel(bb);
|
||||
string code;
|
||||
code += bbLabel + ":" + endl;
|
||||
for (auto &instr : bb->getInstructions())
|
||||
{
|
||||
auto instrType = instr->getKind();
|
||||
code += instruction_gen(instr.get());
|
||||
}
|
||||
return code;
|
||||
}
|
||||
/**
|
||||
* RegId : binaryInst_gen returns RegId as its destination operand
|
||||
* code : asmcode generated by binaryInst_gen
|
||||
*/
|
||||
pair<RegId, string> CodeGen::binaryInst_gen(BinaryInst *bInst, RegId dstRegId)
|
||||
{
|
||||
string code;
|
||||
/**
|
||||
*code in here
|
||||
*/
|
||||
return {dstRegId, code};
|
||||
}
|
||||
|
||||
pair<RegId, string> CodeGen::unaryInst_gen(UnaryInst *uInst, RegId dstRegId)
|
||||
{
|
||||
string code;
|
||||
/**
|
||||
*code in here
|
||||
*/
|
||||
return {dstRegId, code};
|
||||
}
|
||||
pair<RegId, string>
|
||||
CodeGen::allocaInst_gen(AllocaInst *aInst, RegManager::RegId dstRegId)
|
||||
{
|
||||
string code;
|
||||
/**
|
||||
*code in here
|
||||
*/
|
||||
return {dstRegId, code};
|
||||
}
|
||||
|
||||
string CodeGen::storeInst_gen(StoreInst *stInst)
|
||||
{
|
||||
string code;
|
||||
/**
|
||||
*code in here
|
||||
*/
|
||||
return code;
|
||||
}
|
||||
pair<RegId, string>
|
||||
CodeGen::loadInst_gen(LoadInst *ldInst, RegId dstRegId)
|
||||
{
|
||||
string code;
|
||||
/**
|
||||
*code in here
|
||||
*/
|
||||
return {dstRegId, code};
|
||||
}
|
||||
string CodeGen::returnInst_gen(ReturnInst *retInst)
|
||||
{
|
||||
string code;
|
||||
/**
|
||||
*code in here
|
||||
*/
|
||||
return code;
|
||||
}
|
||||
string CodeGen::uncondBrInst_gen(UncondBrInst *ubInst)
|
||||
{
|
||||
string code;
|
||||
/**
|
||||
*code in here
|
||||
*/
|
||||
return code;
|
||||
}
|
||||
string CodeGen::condBrInst_gen(CondBrInst *cbInst)
|
||||
{
|
||||
string code;
|
||||
/**
|
||||
*code in here
|
||||
*/
|
||||
return code;
|
||||
}
|
||||
pair<RegId, string>
|
||||
CodeGen::callInst_gen(CallInst *callInst, RegId dstRegId)
|
||||
{
|
||||
string code;
|
||||
/**
|
||||
*code in here
|
||||
*/
|
||||
return {dstRegId, code};
|
||||
}
|
||||
|
||||
string CodeGen::instruction_gen(Instruction *instr)
|
||||
{
|
||||
string code;
|
||||
string unkName = instr->getName();
|
||||
RegManager::RegId dstRegId = RegManager::RNONE;
|
||||
auto instrType = instr->getKind();
|
||||
pair<RegId, string> tmp;
|
||||
switch (instrType)
|
||||
{
|
||||
// binary inst
|
||||
case Instruction::kAdd:
|
||||
case Instruction::kMul:
|
||||
case Instruction::kSub:
|
||||
{
|
||||
BinaryInst *bInst = dynamic_cast<BinaryInst *>(instr);
|
||||
// registers are used only for instruction operation, consider use which register (any one that is free for use)
|
||||
tmp = binaryInst_gen(bInst, RegManager::RANY);
|
||||
code += tmp.second;
|
||||
dstRegId = tmp.first;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
case Instruction::kLoad:
|
||||
{
|
||||
LoadInst *ldInst = dynamic_cast<LoadInst *>(instr);
|
||||
tmp = loadInst_gen(ldInst, RegManager::RANY);
|
||||
code += M_emitComment("load inst");
|
||||
code += tmp.second;
|
||||
dstRegId = tmp.first;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
case Instruction::kStore:
|
||||
{
|
||||
StoreInst *stInst = dynamic_cast<StoreInst *>(instr);
|
||||
code += M_emitComment("store inst");
|
||||
code += storeInst_gen(stInst);
|
||||
return code;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
case Instruction::kAlloca:
|
||||
{
|
||||
AllocaInst *aInst = dynamic_cast<AllocaInst *>(instr);
|
||||
tmp = allocaInst_gen(aInst, RegManager::RANY);
|
||||
code += M_emitComment("alloca inst");
|
||||
code += tmp.second;
|
||||
dstRegId = tmp.first;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
case Instruction::kReturn:
|
||||
{
|
||||
ReturnInst *retInst = dynamic_cast<ReturnInst *>(instr);
|
||||
code += M_emitComment("return inst");
|
||||
code += returnInst_gen(retInst);
|
||||
return code;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
case Instruction::kCall:
|
||||
{
|
||||
CallInst *cInst = dynamic_cast<CallInst *>(instr);
|
||||
auto tmp = callInst_gen(cInst, RegManager::RANY);
|
||||
code += tmp.second;
|
||||
dstRegId = tmp.first;
|
||||
if (dstRegId == RegManager::R0)
|
||||
return code;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
case Instruction::kBr:
|
||||
{
|
||||
UncondBrInst *ubInst = dynamic_cast<UncondBrInst *>(instr);
|
||||
code += uncondBrInst_gen(ubInst);
|
||||
return code;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
case Instruction::kCondBr:
|
||||
{
|
||||
CondBrInst *cbInst = dynamic_cast<CondBrInst *>(instr);
|
||||
code += condBrInst_gen(cbInst);
|
||||
return code;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
default:
|
||||
{
|
||||
code += "ERROR CODE : instruction " +
|
||||
unkName + " is not implementation" + endl;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
if (!instr->getType()->isVoid())
|
||||
{
|
||||
code += storeRegToStack_gen(dstRegId, instr);
|
||||
// regm.freeReg(dstRegId);//TODO : code in here.
|
||||
}
|
||||
return code;
|
||||
}
|
||||
//
|
||||
string CodeGen::globaldata_gen()
|
||||
{
|
||||
string asmCode;
|
||||
/**
|
||||
*code in here
|
||||
*/
|
||||
return asmCode;
|
||||
}
|
||||
|
||||
string CodeGen::literalPoolsCode_gen(Function *func)
|
||||
{
|
||||
string code;
|
||||
/**
|
||||
*code in here
|
||||
*/
|
||||
return code;
|
||||
}
|
||||
|
||||
} // namespace backend
|
||||
@ -0,0 +1,252 @@
|
||||
/**
|
||||
* TODO : 简单的寄存器分配方法 处理分配不到寄存器的情况.
|
||||
*
|
||||
* 后端设计需要注意的点
|
||||
*
|
||||
* label分配 : 全局变量的label,常量的label,basicblock的label,函数入口label,函数出口label
|
||||
* 全局数据处理
|
||||
* 常量处理
|
||||
* 临时变量的处理(包括函数参数也是临时变量)
|
||||
* 函数参数的处理
|
||||
* 块参数的处理
|
||||
* 函数栈空间结构的设计
|
||||
* 块的遍历问题
|
||||
* arm32的过程调用约定
|
||||
*
|
||||
* 后端测试需要注意的点
|
||||
*
|
||||
* 如何汇编与链接.
|
||||
* qemu以及树莓派如何运行.
|
||||
*/
|
||||
#ifndef __CODEGEN_HPP_
|
||||
#define __CODEGEN_HPP_
|
||||
#include <string>
|
||||
#include <set>
|
||||
#include <iostream>
|
||||
#include <algorithm>
|
||||
#include <IR.h>
|
||||
#include <vector>
|
||||
|
||||
using namespace sysy;
|
||||
using std::find;
|
||||
using std::map;
|
||||
using std::pair;
|
||||
using std::set;
|
||||
using std::string;
|
||||
using std::to_string;
|
||||
using std::vector;
|
||||
|
||||
#define Macro_ERROR_MSG(...) \
|
||||
do \
|
||||
{ \
|
||||
fprintf(stderr, "ERROR in line-%d of %s: ", __LINE__, __FILE__); \
|
||||
fprintf(stderr, __VA_ARGS__); \
|
||||
fprintf(stderr, "\n"); \
|
||||
fflush(stderr); \
|
||||
exit(1); \
|
||||
} while (0);
|
||||
|
||||
#define M_emitInst(STR) (space + STR + endl)
|
||||
#define M_emitComment(STR) (space + "//" + STR + endl)
|
||||
#define M_emitLabel(STR) (STR + ":" + endl)
|
||||
|
||||
// #define REG_EXP
|
||||
|
||||
namespace backend
|
||||
{
|
||||
static const string space = string(4, ' ');
|
||||
static const string endl = "\n";
|
||||
// only for armv7
|
||||
static const int int_align = 4;
|
||||
static const int int_size = 4;
|
||||
static const int int_p2align = 2;
|
||||
static const int reg_size = 4;
|
||||
|
||||
// default arm32 max imm
|
||||
//
|
||||
static const uint32_t maxMovImm = 0xFFF;
|
||||
static const string stackIndexReg = "fp";
|
||||
|
||||
static uint16_t getWordHigh(uint32_t cval)
|
||||
{
|
||||
return (cval >> 16) & 0xFFFF;
|
||||
}
|
||||
static uint16_t getWordLow(uint32_t cval)
|
||||
{
|
||||
return cval & 0xFFFF;
|
||||
}
|
||||
//
|
||||
static string
|
||||
emitInst_1srcR_noDstR(string name, string srcReg)
|
||||
{
|
||||
return space + name + " " + srcReg + endl;
|
||||
}
|
||||
static string
|
||||
emitInst_2srcR_1dstR(string name, string srcReg0, string srcReg1, string dstReg)
|
||||
{
|
||||
return space + name + " " + dstReg + ", " +
|
||||
srcReg0 + ", " + srcReg1 + endl;
|
||||
}
|
||||
//
|
||||
class RegManager
|
||||
{
|
||||
public:
|
||||
//{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
|
||||
enum RegId : unsigned
|
||||
{
|
||||
R0 = 0,
|
||||
R1 = 1,
|
||||
R2 = 2,
|
||||
R3 = 3,
|
||||
R4 = 4,
|
||||
R5 = 5,
|
||||
R6 = 6,
|
||||
R7 = 7,
|
||||
R8 = 8,
|
||||
R9 = 9,
|
||||
R10 = 10,
|
||||
RNONE = 1024,
|
||||
RANY = 2048,
|
||||
};
|
||||
static string toString(RegId reg)
|
||||
{
|
||||
if (reg == RNONE)
|
||||
return "RNONE";
|
||||
if (reg == RANY)
|
||||
return "RANY";
|
||||
return "r" + to_string(reg);
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
|
||||
class Operand
|
||||
{
|
||||
public:
|
||||
using RegId = RegManager::RegId;
|
||||
enum Kind
|
||||
{
|
||||
kReg,
|
||||
kImm,
|
||||
};
|
||||
Kind kind;
|
||||
union
|
||||
{
|
||||
uint32_t imm;
|
||||
RegId regId;
|
||||
};
|
||||
Operand(){};
|
||||
Operand(uint32_t imm) : kind(kImm), imm(imm) {}
|
||||
Operand(RegId regId) : kind(kReg), regId(regId) {}
|
||||
bool isImm(void) { return kind == kImm; }
|
||||
bool isReg(void) { return kind == kReg; }
|
||||
uint32_t getImm(void)
|
||||
{
|
||||
assert(kind == kImm);
|
||||
return imm;
|
||||
}
|
||||
RegId getRegId(void)
|
||||
{
|
||||
assert(kind == kReg);
|
||||
return regId;
|
||||
}
|
||||
string toString(void)
|
||||
{
|
||||
if (kind == kImm)
|
||||
return "#" + to_string(imm);
|
||||
else
|
||||
return RegManager::toString(regId);
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
|
||||
class CodeGen
|
||||
{
|
||||
public:
|
||||
using RegId = RegManager::RegId;
|
||||
|
||||
private:
|
||||
Module *module;
|
||||
Function *curFunc;
|
||||
BasicBlock *curBB;
|
||||
//
|
||||
RegManager regm;
|
||||
// globalValue
|
||||
bool loadGlobalValByMOVWT = true;
|
||||
// basicBlock
|
||||
vector<BasicBlock *> linear_bb;
|
||||
int bb_no = 0;
|
||||
// function params, return value and localVar
|
||||
map<Argument *, int> paramsStOffset;
|
||||
map<Instruction *, int> localVarStOffset;
|
||||
int retValueStOffset = 0;
|
||||
size_t stOffsetAcc = 0;
|
||||
// label manager
|
||||
map<BasicBlock *, string> bb_labels;
|
||||
uint64_t label_no = 0;
|
||||
|
||||
public:
|
||||
CodeGen(Module *module) : module(module) {}
|
||||
// code_gen function list
|
||||
string code_gen();
|
||||
string module_gen(Module *module);
|
||||
string function_gen(Function *func);
|
||||
string basicBlock_gen(BasicBlock *bb);
|
||||
string instruction_gen(Instruction *instr);
|
||||
string globaldata_gen();
|
||||
string prologueCode_gen(Function *func);
|
||||
string epilogueCode_gen(Function *func);
|
||||
string literalPoolsCode_gen(Function *func);
|
||||
string functionHead_gen(Function *func);
|
||||
// Module
|
||||
void clearModuleRecord(Module *module)
|
||||
{
|
||||
label_no = 0;
|
||||
}
|
||||
// instruction gen function list
|
||||
//<dstReg, code>
|
||||
pair<RegId, string> loadInst_gen(LoadInst *ldInst, RegId dstRegId);
|
||||
string storeInst_gen(StoreInst *stInst);
|
||||
pair<RegId, string> allocaInst_gen(AllocaInst *aInst, RegId dstRegId);
|
||||
string returnInst_gen(ReturnInst *retInst);
|
||||
pair<RegId, string> callInst_gen(CallInst *retInst, RegId dstRegId);
|
||||
pair<RegId, string> binaryInst_gen(BinaryInst *bInst, RegId dstRegId);
|
||||
pair<RegId, string> unaryInst_gen(UnaryInst *bInst, RegId dstRegId);
|
||||
string uncondBrInst_gen(UncondBrInst *ubInst);
|
||||
string condBrInst_gen(CondBrInst *ubInst);
|
||||
|
||||
//
|
||||
string storeRegToStack_gen(RegId regId, Instruction *inst)
|
||||
{
|
||||
string code;
|
||||
/**
|
||||
*code in here
|
||||
*/
|
||||
return code;
|
||||
}
|
||||
// function
|
||||
void clearFunctionRecord(Function *func)
|
||||
{
|
||||
localVarStOffset.clear();
|
||||
paramsStOffset.clear();
|
||||
retValueStOffset = 0;
|
||||
bb_labels.clear();
|
||||
//
|
||||
stOffsetAcc = 0;
|
||||
}
|
||||
string getBBLabel(BasicBlock *bb)
|
||||
{
|
||||
auto t = bb_labels.find(bb);
|
||||
string label;
|
||||
if (t == bb_labels.end())
|
||||
{
|
||||
label = ".LBB_" + to_string(label_no++);
|
||||
bb_labels.emplace(bb, label);
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
label = t->second;
|
||||
}
|
||||
return label;
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
}
|
||||
|
||||
#endif //__CODEGEN_HPP_
|
||||
@ -0,0 +1,10 @@
|
||||
//test add
|
||||
|
||||
|
||||
int main(){
|
||||
int a, b;
|
||||
a = 10;
|
||||
b = 2;
|
||||
int c = a;
|
||||
return a + b + c;
|
||||
}
|
||||
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