d9999aa74e9f4d6fbb9b97669d7eaac93c9e5d82
[libfirm] / ir / be / arm / bearch_arm.c
1 /*
2  * Copyright (C) 1995-2007 University of Karlsruhe.  All right reserved.
3  *
4  * This file is part of libFirm.
5  *
6  * This file may be distributed and/or modified under the terms of the
7  * GNU General Public License version 2 as published by the Free Software
8  * Foundation and appearing in the file LICENSE.GPL included in the
9  * packaging of this file.
10  *
11  * Licensees holding valid libFirm Professional Edition licenses may use
12  * this file in accordance with the libFirm Commercial License.
13  * Agreement provided with the Software.
14  *
15  * This file is provided AS IS with NO WARRANTY OF ANY KIND, INCLUDING THE
16  * WARRANTY OF DESIGN, MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
17  * PURPOSE.
18  */
19
20 /**
21  * @file
22  * @brief   The main arm backend driver file.
23  * @author  Oliver Richter, Tobias Gneist
24  * @version $Id$
25  */
26 #ifdef HAVE_CONFIG_H
27 #include "config.h"
28 #endif
29
30 #include <libcore/lc_opts.h>
31 #include <libcore/lc_opts_enum.h>
32
33 #include "pseudo_irg.h"
34 #include "irgwalk.h"
35 #include "irprog.h"
36 #include "irprintf.h"
37 #include "ircons.h"
38 #include "irgmod.h"
39 #include "irgopt.h"
40 #include "lowering.h"
41
42 #include "bitset.h"
43 #include "debug.h"
44
45 #include "../bearch_t.h"                /* the general register allocator interface */
46 #include "../benode_t.h"
47 #include "../belower.h"
48 #include "../besched_t.h"
49 #include "be.h"
50 #include "../beabi.h"
51 #include "../bemachine.h"
52 #include "../beilpsched.h"
53 #include "../bemodule.h"
54 #include "../beirg_t.h"
55 #include "../bespillslots.h"
56 #include "../begnuas.h"
57
58 #include "bearch_arm_t.h"
59
60 #include "arm_new_nodes.h"           /* arm nodes interface */
61 #include "gen_arm_regalloc_if.h"     /* the generated interface (register type and class defenitions) */
62 #include "arm_transform.h"
63 #include "arm_emitter.h"
64 #include "arm_map_regs.h"
65
66 #define DEBUG_MODULE "firm.be.arm.isa"
67
68 /* TODO: ugly, but we need it to get access to the registers assigned to Phi nodes */
69 static set *cur_reg_set = NULL;
70
71 /**************************************************
72  *                         _ _              _  __
73  *                        | | |            (_)/ _|
74  *  _ __ ___  __ _    __ _| | | ___   ___   _| |_
75  * | '__/ _ \/ _` |  / _` | | |/ _ \ / __| | |  _|
76  * | | |  __/ (_| | | (_| | | | (_) | (__  | | |
77  * |_|  \___|\__, |  \__,_|_|_|\___/ \___| |_|_|
78  *            __/ |
79  *           |___/
80  **************************************************/
81
82 /**
83  * Return register requirements for a arm node.
84  * If the node returns a tuple (mode_T) then the proj's
85  * will be asked for this information.
86  */
87 static const
88 arch_register_req_t *arm_get_irn_reg_req(const void *self, const ir_node *node,
89                                          int pos)
90 {
91         long               node_pos = pos == -1 ? 0 : pos;
92         ir_mode           *mode     = get_irn_mode(node);
93         (void) self;
94
95         if (is_Block(node) || mode == mode_X || mode == mode_M) {
96                 return arch_no_register_req;
97         }
98
99         if (mode == mode_T && pos < 0) {
100                 return arch_no_register_req;
101         }
102
103         if (is_Proj(node)) {
104                 /* in case of a proj, we need to get the correct OUT slot */
105                 /* of the node corresponding to the proj number */
106                 if(pos >= 0) {
107                         return arch_no_register_req;
108                 }
109
110                 node_pos = (pos == -1) ? get_Proj_proj(node) : pos;
111                 node     = skip_Proj_const(node);
112         }
113
114         /* get requirements for our own nodes */
115         if (is_arm_irn(node)) {
116                 const arch_register_req_t *req;
117                 if (pos >= 0) {
118                         req = get_arm_in_req(node, pos);
119                 } else {
120                         req = get_arm_out_req(node, node_pos);
121                 }
122
123                 return req;
124         }
125
126         /* unknown should be transformed by now */
127         assert(!is_Unknown(node));
128         return arch_no_register_req;
129 }
130
131 static void arm_set_irn_reg(const void *self, ir_node *irn,
132                             const arch_register_t *reg)
133 {
134         int pos = 0;
135         (void) self;
136
137         if (get_irn_mode(irn) == mode_X) {
138                 return;
139         }
140
141         if (is_Proj(irn)) {
142                 pos = get_Proj_proj(irn);
143                 irn = skip_Proj(irn);
144         }
145
146         if (is_arm_irn(irn)) {
147                 const arch_register_t **slots;
148
149                 slots      = get_arm_slots(irn);
150                 slots[pos] = reg;
151         }
152         else {
153                 /* here we set the registers for the Phi nodes */
154                 arm_set_firm_reg(irn, reg, cur_reg_set);
155         }
156 }
157
158 static const arch_register_t *arm_get_irn_reg(const void *self,
159                                               const ir_node *irn)
160 {
161         int pos = 0;
162         const arch_register_t *reg = NULL;
163         (void) self;
164
165         if (is_Proj(irn)) {
166
167                 if (get_irn_mode(irn) == mode_X) {
168                         return NULL;
169                 }
170
171                 pos = get_Proj_proj(irn);
172                 irn = skip_Proj_const(irn);
173         }
174
175         if (is_arm_irn(irn)) {
176                 const arch_register_t **slots;
177                 slots = get_arm_slots(irn);
178                 reg   = slots[pos];
179         }
180         else {
181                 reg = arm_get_firm_reg(irn, cur_reg_set);
182         }
183
184         return reg;
185 }
186
187 static arch_irn_class_t arm_classify(const void *self, const ir_node *irn)
188 {
189         (void) self;
190         irn = skip_Proj_const(irn);
191
192         if (is_cfop(irn)) {
193                 return arch_irn_class_branch;
194         }
195         else if (is_arm_irn(irn)) {
196                 return arch_irn_class_normal;
197         }
198
199         return 0;
200 }
201
202 static arch_irn_flags_t arm_get_flags(const void *self, const ir_node *irn)
203 {
204         (void) self;
205         irn = skip_Proj_const(irn);
206
207         if (is_arm_irn(irn)) {
208                 return get_arm_flags(irn);
209         }
210         else if (is_Unknown(irn)) {
211                 return arch_irn_flags_ignore;
212         }
213
214         return 0;
215 }
216
217 static ir_entity *arm_get_frame_entity(const void *self, const ir_node *irn)
218 {
219         (void) self;
220         (void) irn;
221         /* TODO: return the entity assigned to the frame */
222         return NULL;
223 }
224
225 static void arm_set_frame_entity(const void *self, ir_node *irn, ir_entity *ent)
226 {
227         (void) self;
228         (void) irn;
229         (void) ent;
230         /* TODO: set the entity assigned to the frame */
231 }
232
233 /**
234  * This function is called by the generic backend to correct offsets for
235  * nodes accessing the stack.
236  */
237 static void arm_set_stack_bias(const void *self, ir_node *irn, int bias)
238 {
239         (void) self;
240         (void) irn;
241         (void) bias;
242         /* TODO: correct offset if irn accesses the stack */
243 }
244
245 static int arm_get_sp_bias(const void *self, const ir_node *irn)
246 {
247         (void) self;
248         (void) irn;
249         return 0;
250 }
251
252 /* fill register allocator interface */
253
254 static const arch_irn_ops_if_t arm_irn_ops_if = {
255         arm_get_irn_reg_req,
256         arm_set_irn_reg,
257         arm_get_irn_reg,
258         arm_classify,
259         arm_get_flags,
260         arm_get_frame_entity,
261         arm_set_frame_entity,
262         arm_set_stack_bias,
263         arm_get_sp_bias,
264         NULL,    /* get_inverse             */
265         NULL,    /* get_op_estimated_cost   */
266         NULL,    /* possible_memory_operand */
267         NULL,    /* perform_memory_operand  */
268 };
269
270 arm_irn_ops_t arm_irn_ops = {
271         &arm_irn_ops_if,
272         NULL
273 };
274
275
276
277 /**************************************************
278  *                _                         _  __
279  *               | |                       (_)/ _|
280  *   ___ ___   __| | ___  __ _  ___ _ __    _| |_
281  *  / __/ _ \ / _` |/ _ \/ _` |/ _ \ '_ \  | |  _|
282  * | (_| (_) | (_| |  __/ (_| |  __/ | | | | | |
283  *  \___\___/ \__,_|\___|\__, |\___|_| |_| |_|_|
284  *                        __/ |
285  *                       |___/
286  **************************************************/
287
288 /**
289  * Transforms the standard Firm graph into
290  * a ARM firm graph.
291  */
292 static void arm_prepare_graph(void *self) {
293         arm_code_gen_t *cg = self;
294
295         /* transform nodes into assembler instructions */
296         arm_transform_graph(cg);
297
298         /* do local optimizations (mainly CSE) */
299         local_optimize_graph(cg->irg);
300
301         if (cg->dump)
302                 be_dump(cg->irg, "-transformed", dump_ir_block_graph_sched);
303
304         /* do code placement, to optimize the position of constants */
305         place_code(cg->irg);
306
307         if (cg->dump)
308                 be_dump(cg->irg, "-place", dump_ir_block_graph_sched);
309 }
310
311 /**
312  * Called immediately before emit phase.
313  */
314 static void arm_finish_irg(void *self)
315 {
316         (void) self;
317         /* TODO: - fix offsets for nodes accessing stack
318                          - ...
319         */
320 }
321
322
323 /**
324  * These are some hooks which must be filled but are probably not needed.
325  */
326 static void arm_before_sched(void *self)
327 {
328         (void) self;
329         /* Some stuff you need to do after scheduling but before register allocation */
330 }
331
332 static void arm_before_ra(void *self)
333 {
334         (void) self;
335         /* Some stuff you need to do immediately after register allocation */
336 }
337
338 /**
339  * We transform Spill and Reload here. This needs to be done before
340  * stack biasing otherwise we would miss the corrected offset for these nodes.
341  */
342 static void arm_after_ra(void *self)
343 {
344         arm_code_gen_t *cg = self;
345         be_coalesce_spillslots(cg->birg);
346 }
347
348 /**
349  * Emits the code, closes the output file and frees
350  * the code generator interface.
351  */
352 static void arm_emit_and_done(void *self) {
353         arm_code_gen_t *cg = self;
354         ir_graph       *irg = cg->irg;
355
356         arm_gen_routine(cg, irg);
357
358         cur_reg_set = NULL;
359
360         /* de-allocate code generator */
361         del_set(cg->reg_set);
362         free(self);
363 }
364
365 /**
366  * Move a double floating point value into an integer register.
367  * Place the move operation into block bl.
368  *
369  * Handle some special cases here:
370  * 1.) A constant: simply split into two
371  * 2.) A load: simply split into two
372  */
373 static ir_node *convert_dbl_to_int(ir_node *bl, ir_node *arg, ir_node *mem,
374                                    ir_node **resH, ir_node **resL) {
375         if (is_Const(arg)) {
376                 tarval *tv = get_Const_tarval(arg);
377                 unsigned v;
378
379                 /* get the upper 32 bits */
380                 v =            get_tarval_sub_bits(tv, 7);
381                 v = (v << 8) | get_tarval_sub_bits(tv, 6);
382                 v = (v << 8) | get_tarval_sub_bits(tv, 5);
383                 v = (v << 8) | get_tarval_sub_bits(tv, 4);
384                 *resH = new_Const_long(mode_Is, v);
385
386                 /* get the lower 32 bits */
387                 v =            get_tarval_sub_bits(tv, 3);
388                 v = (v << 8) | get_tarval_sub_bits(tv, 2);
389                 v = (v << 8) | get_tarval_sub_bits(tv, 1);
390                 v = (v << 8) | get_tarval_sub_bits(tv, 0);
391                 *resL = new_Const_long(mode_Is, v);
392         }
393         else if (get_irn_op(skip_Proj(arg)) == op_Load) {
394                 /* FIXME: handling of low/high depends on LE/BE here */
395                 assert(0);
396         }
397         else {
398                 ir_graph *irg = current_ir_graph;
399                 ir_node *conv;
400
401                 conv = new_rd_arm_fpaDbl2GP(NULL, irg, bl, arg, mem);
402                 /* move high/low */
403                 *resL = new_r_Proj(irg, bl, conv, mode_Is, pn_arm_fpaDbl2GP_low);
404                 *resH = new_r_Proj(irg, bl, conv, mode_Is, pn_arm_fpaDbl2GP_high);
405                 mem   = new_r_Proj(irg, bl, conv, mode_M,  pn_arm_fpaDbl2GP_M);
406         }
407         return mem;
408 }
409
410 /**
411  * Move a single floating point value into an integer register.
412  * Place the move operation into block bl.
413  *
414  * Handle some special cases here:
415  * 1.) A constant: simply move
416  * 2.) A load: simply load
417  */
418 static ir_node *convert_sng_to_int(ir_node *bl, ir_node *arg)
419 {
420         (void) bl;
421
422         if (is_Const(arg)) {
423                 tarval *tv = get_Const_tarval(arg);
424                 unsigned v;
425
426                 /* get the lower 32 bits */
427                 v =            get_tarval_sub_bits(tv, 3);
428                 v = (v << 8) | get_tarval_sub_bits(tv, 2);
429                 v = (v << 8) | get_tarval_sub_bits(tv, 1);
430                 v = (v << 8) | get_tarval_sub_bits(tv, 0);
431                 return new_Const_long(mode_Is, v);
432         }
433         else if (get_irn_op(skip_Proj(arg)) == op_Load) {
434                 ir_node *load;
435
436                 load = skip_Proj(arg);
437         }
438         assert(0);
439         return NULL;
440 }
441
442 /**
443  * Convert the arguments of a call to support the
444  * ARM calling convention of general purpose AND floating
445  * point arguments.
446  */
447 static void handle_calls(ir_node *call, void *env)
448 {
449         arm_code_gen_t *cg = env;
450         int i, j, n, size, idx, flag, n_param, n_res;
451         ir_type *mtp, *new_mtd, *new_tp[5];
452         ir_node *new_in[5], **in;
453         ir_node *bl;
454
455         if (! is_Call(call))
456                 return;
457
458         /* check, if we need conversions */
459         n = get_Call_n_params(call);
460         mtp = get_Call_type(call);
461         assert(get_method_n_params(mtp) == n);
462
463         /* it's always enough to handle the first 4 parameters */
464         if (n > 4)
465                 n = 4;
466         flag = size = idx = 0;
467         bl = get_nodes_block(call);
468         for (i = 0; i < n; ++i) {
469                 ir_type *param_tp = get_method_param_type(mtp, i);
470
471                 if (is_compound_type(param_tp)) {
472                         /* an aggregate parameter: bad case */
473                         assert(0);
474                 }
475                 else {
476                         /* a primitive parameter */
477                         ir_mode *mode = get_type_mode(param_tp);
478
479                         if (mode_is_float(mode)) {
480                                 if (get_mode_size_bits(mode) > 32) {
481                                         ir_node *mem = get_Call_mem(call);
482
483                                         /* Beware: ARM wants the high part first */
484                                         size += 2 * 4;
485                                         new_tp[idx]   = cg->int_tp;
486                                         new_tp[idx+1] = cg->int_tp;
487                                         mem = convert_dbl_to_int(bl, get_Call_param(call, i), mem, &new_in[idx], &new_in[idx+1]);
488                                         idx += 2;
489                                         set_Call_mem(call, mem);
490                                 }
491                                 else {
492                                         size += 4;
493                                         new_tp[idx] = cg->int_tp;
494                                         new_in[idx] = convert_sng_to_int(bl, get_Call_param(call, i));
495                                         ++idx;
496                                 }
497                                 flag = 1;
498                         }
499                         else {
500                                 size += 4;
501                                 new_tp[idx] = param_tp;
502                                 new_in[idx] = get_Call_param(call, i);
503                                 ++idx;
504                         }
505                 }
506
507                 if (size >= 16)
508                         break;
509         }
510
511         /* if flag is NOT set, no need to translate the method type */
512         if (! flag)
513                 return;
514
515         /* construct a new method type */
516         n       = i;
517         n_param = get_method_n_params(mtp) - n + idx;
518         n_res   = get_method_n_ress(mtp);
519         new_mtd = new_d_type_method(get_type_ident(mtp), n_param, n_res, get_type_dbg_info(mtp));
520
521         for (i = 0; i < idx; ++i)
522                 set_method_param_type(new_mtd, i, new_tp[i]);
523         for (i = n, j = idx; i < get_method_n_params(mtp); ++i)
524                 set_method_param_type(new_mtd, j++, get_method_param_type(mtp, i));
525         for (i = 0; i < n_res; ++i)
526                 set_method_res_type(new_mtd, i, get_method_res_type(mtp, i));
527
528         set_method_calling_convention(new_mtd, get_method_calling_convention(mtp));
529         set_method_first_variadic_param_index(new_mtd, get_method_first_variadic_param_index(mtp));
530
531         if (is_lowered_type(mtp)) {
532                 mtp = get_associated_type(mtp);
533         }
534         set_lowered_type(mtp, new_mtd);
535
536         set_Call_type(call, new_mtd);
537
538         /* calculate new in array of the Call */
539         NEW_ARR_A(ir_node *, in, n_param + 2);
540         for (i = 0; i < idx; ++i)
541                 in[2 + i] = new_in[i];
542         for (i = n, j = idx; i < get_method_n_params(mtp); ++i)
543                 in[2 + j++] = get_Call_param(call, i);
544
545         in[0] = get_Call_mem(call);
546         in[1] = get_Call_ptr(call);
547
548         /* finally, change the call inputs */
549         set_irn_in(call, n_param + 2, in);
550 }
551
552 /**
553  * Handle graph transformations before the abi converter does its work.
554  */
555 static void arm_before_abi(void *self) {
556         arm_code_gen_t *cg = self;
557
558         irg_walk_graph(cg->irg, NULL, handle_calls, cg);
559 }
560
561 /* forward */
562 static void *arm_cg_init(be_irg_t *birg);
563
564 static const arch_code_generator_if_t arm_code_gen_if = {
565         arm_cg_init,
566         arm_before_abi,     /* before abi introduce */
567         arm_prepare_graph,
568         NULL,               /* spill */
569         arm_before_sched,   /* before scheduling hook */
570         arm_before_ra,      /* before register allocation hook */
571         arm_after_ra,
572         arm_finish_irg,
573         arm_emit_and_done,
574 };
575
576 /**
577  * Initializes the code generator.
578  */
579 static void *arm_cg_init(be_irg_t *birg) {
580         static ir_type *int_tp = NULL;
581         arm_isa_t      *isa = (arm_isa_t *)birg->main_env->arch_env->isa;
582         arm_code_gen_t *cg;
583
584         if (! int_tp) {
585                 /* create an integer type with machine size */
586                 int_tp = new_type_primitive(new_id_from_chars("int", 3), mode_Is);
587         }
588
589         cg = xmalloc(sizeof(*cg));
590         cg->impl         = &arm_code_gen_if;
591         cg->irg          = birg->irg;
592         cg->reg_set      = new_set(arm_cmp_irn_reg_assoc, 1024);
593         cg->arch_env     = birg->main_env->arch_env;
594         cg->isa          = isa;
595         cg->birg         = birg;
596         cg->int_tp       = int_tp;
597         cg->have_fp_insn = 0;
598         cg->dump         = (birg->main_env->options->dump_flags & DUMP_BE) ? 1 : 0;
599
600         FIRM_DBG_REGISTER(cg->mod, "firm.be.arm.cg");
601
602         cur_reg_set = cg->reg_set;
603
604         arm_irn_ops.cg = cg;
605
606         /* enter the current code generator */
607         isa->cg = cg;
608
609         return (arch_code_generator_t *)cg;
610 }
611
612
613 /**
614  * Maps all intrinsic calls that the backend support
615  * and map all instructions the backend did not support
616  * to runtime calls.
617  */
618 static void arm_handle_intrinsics(void) {
619         ir_type *tp, *int_tp, *uint_tp;
620         i_record records[8];
621         int n_records = 0;
622
623 #define ID(x) new_id_from_chars(x, sizeof(x)-1)
624
625         int_tp  = new_type_primitive(ID("int"), mode_Is);
626         uint_tp = new_type_primitive(ID("uint"), mode_Iu);
627
628         /* ARM has neither a signed div instruction ... */
629         {
630                 runtime_rt rt_Div;
631                 i_instr_record *map_Div = &records[n_records++].i_instr;
632
633                 tp = new_type_method(ID("rt_iDiv"), 2, 1);
634                 set_method_param_type(tp, 0, int_tp);
635                 set_method_param_type(tp, 1, int_tp);
636                 set_method_res_type(tp, 0, int_tp);
637
638                 rt_Div.ent             = new_entity(get_glob_type(), ID("__divsi3"), tp);
639                 rt_Div.mode            = mode_T;
640                 rt_Div.res_mode        = mode_Is;
641                 rt_Div.mem_proj_nr     = pn_Div_M;
642                 rt_Div.regular_proj_nr = pn_Div_X_regular;
643                 rt_Div.exc_proj_nr     = pn_Div_X_except;
644                 rt_Div.exc_mem_proj_nr = pn_Div_M;
645                 rt_Div.res_proj_nr     = pn_Div_res;
646
647                 set_entity_visibility(rt_Div.ent, visibility_external_allocated);
648
649                 map_Div->kind     = INTRINSIC_INSTR;
650                 map_Div->op       = op_Div;
651                 map_Div->i_mapper = (i_mapper_func)i_mapper_RuntimeCall;
652                 map_Div->ctx      = &rt_Div;
653         }
654         /* ... nor an unsigned div instruction ... */
655         {
656                 runtime_rt rt_Div;
657                 i_instr_record *map_Div = &records[n_records++].i_instr;
658
659                 tp = new_type_method(ID("rt_uDiv"), 2, 1);
660                 set_method_param_type(tp, 0, uint_tp);
661                 set_method_param_type(tp, 1, uint_tp);
662                 set_method_res_type(tp, 0, uint_tp);
663
664                 rt_Div.ent             = new_entity(get_glob_type(), ID("__udivsi3"), tp);
665                 rt_Div.mode            = mode_T;
666                 rt_Div.res_mode        = mode_Iu;
667                 rt_Div.mem_proj_nr     = pn_Div_M;
668                 rt_Div.regular_proj_nr = pn_Div_X_regular;
669                 rt_Div.exc_proj_nr     = pn_Div_X_except;
670                 rt_Div.exc_mem_proj_nr = pn_Div_M;
671                 rt_Div.res_proj_nr     = pn_Div_res;
672
673                 set_entity_visibility(rt_Div.ent, visibility_external_allocated);
674
675                 map_Div->kind     = INTRINSIC_INSTR;
676                 map_Div->op       = op_Div;
677                 map_Div->i_mapper = (i_mapper_func)i_mapper_RuntimeCall;
678                 map_Div->ctx      = &rt_Div;
679         }
680         /* ... nor a signed mod instruction ... */
681         {
682                 runtime_rt rt_Mod;
683                 i_instr_record *map_Mod = &records[n_records++].i_instr;
684
685                 tp = new_type_method(ID("rt_iMod"), 2, 1);
686                 set_method_param_type(tp, 0, int_tp);
687                 set_method_param_type(tp, 1, int_tp);
688                 set_method_res_type(tp, 0, int_tp);
689
690                 rt_Mod.ent             = new_entity(get_glob_type(), ID("__modsi3"), tp);
691                 rt_Mod.mode            = mode_T;
692                 rt_Mod.res_mode        = mode_Is;
693                 rt_Mod.mem_proj_nr     = pn_Mod_M;
694                 rt_Mod.regular_proj_nr = pn_Mod_X_regular;
695                 rt_Mod.exc_proj_nr     = pn_Mod_X_except;
696                 rt_Mod.exc_mem_proj_nr = pn_Mod_M;
697                 rt_Mod.res_proj_nr     = pn_Mod_res;
698
699                 set_entity_visibility(rt_Mod.ent, visibility_external_allocated);
700
701                 map_Mod->kind     = INTRINSIC_INSTR;
702                 map_Mod->op       = op_Mod;
703                 map_Mod->i_mapper = (i_mapper_func)i_mapper_RuntimeCall;
704                 map_Mod->ctx      = &rt_Mod;
705         }
706         /* ... nor an unsigned mod. */
707         {
708                 runtime_rt rt_Mod;
709                 i_instr_record *map_Mod = &records[n_records++].i_instr;
710
711                 tp = new_type_method(ID("rt_uMod"), 2, 1);
712                 set_method_param_type(tp, 0, uint_tp);
713                 set_method_param_type(tp, 1, uint_tp);
714                 set_method_res_type(tp, 0, uint_tp);
715
716                 rt_Mod.ent             = new_entity(get_glob_type(), ID("__umodsi3"), tp);
717                 rt_Mod.mode            = mode_T;
718                 rt_Mod.res_mode        = mode_Iu;
719                 rt_Mod.mem_proj_nr     = pn_Mod_M;
720                 rt_Mod.regular_proj_nr = pn_Mod_X_regular;
721                 rt_Mod.exc_proj_nr     = pn_Mod_X_except;
722                 rt_Mod.exc_mem_proj_nr = pn_Mod_M;
723                 rt_Mod.res_proj_nr     = pn_Mod_res;
724
725                 set_entity_visibility(rt_Mod.ent, visibility_external_allocated);
726
727                 map_Mod->kind     = INTRINSIC_INSTR;
728                 map_Mod->op       = op_Mod;
729                 map_Mod->i_mapper = (i_mapper_func)i_mapper_RuntimeCall;
730                 map_Mod->ctx      = &rt_Mod;
731         }
732
733         if (n_records > 0)
734                 lower_intrinsics(records, n_records);
735 }
736
737 /*****************************************************************
738  *  ____             _                  _   _____  _____
739  * |  _ \           | |                | | |_   _|/ ____|  /\
740  * | |_) | __ _  ___| | _____ _ __   __| |   | | | (___   /  \
741  * |  _ < / _` |/ __| |/ / _ \ '_ \ / _` |   | |  \___ \ / /\ \
742  * | |_) | (_| | (__|   <  __/ | | | (_| |  _| |_ ____) / ____ \
743  * |____/ \__,_|\___|_|\_\___|_| |_|\__,_| |_____|_____/_/    \_\
744  *
745  *****************************************************************/
746
747 static arm_isa_t arm_isa_template = {
748         {
749                 &arm_isa_if,           /* isa interface */
750                 &arm_gp_regs[REG_SP],  /* stack pointer */
751                 &arm_gp_regs[REG_R11], /* base pointer */
752                 -1,                    /* stack direction */
753                 NULL,                  /* main environment */
754                 7,                     /* spill costs */
755                 5,                     /* reload costs */
756         },
757         0,                     /* use generic register names instead of SP, LR, PC */
758         ARM_FPU_ARCH_FPE,      /* FPU architecture */
759         NULL,                  /* current code generator */
760         NULL_EMITTER,          /* emitter environment */
761 };
762
763 /**
764  * Initializes the backend ISA and opens the output file.
765  */
766 static void *arm_init(FILE *file_handle) {
767         static int inited = 0;
768         arm_isa_t *isa;
769
770         if(inited)
771                 return NULL;
772
773         isa = xmalloc(sizeof(*isa));
774         memcpy(isa, &arm_isa_template, sizeof(*isa));
775
776         arm_register_init();
777
778         isa->cg  = NULL;
779         be_emit_init_env(&isa->emit, file_handle);
780
781         arm_create_opcodes();
782         arm_register_copy_attr_func();
783         arm_handle_intrinsics();
784
785         /* we mark referenced global entities, so we can only emit those which
786          * are actually referenced. (Note: you mustn't use the type visited flag
787          * elsewhere in the backend)
788          */
789         inc_master_type_visited();
790
791         inited = 1;
792         return isa;
793 }
794
795
796
797 /**
798  * Closes the output file and frees the ISA structure.
799  */
800 static void arm_done(void *self) {
801         arm_isa_t *isa = self;
802
803         be_gas_emit_decls(&isa->emit, isa->arch_isa.main_env, 1);
804
805         be_emit_destroy_env(&isa->emit);
806         free(self);
807 }
808
809
810 /**
811  * Report the number of register classes.
812  * If we don't have fp instructions, report only GP
813  * here to speed up register allocation (and makes dumps
814  * smaller and more readable).
815  */
816 static int arm_get_n_reg_class(const void *self) {
817         const arm_isa_t *isa = self;
818
819         /* ARGH! is called BEFORE transform */
820         return 2;
821         return isa->cg->have_fp_insn ? 2 : 1;
822 }
823
824 /**
825  * Return the register class with requested index.
826  */
827 static const arch_register_class_t *arm_get_reg_class(const void *self, int i) {
828         (void) self;
829         return i == 0 ? &arm_reg_classes[CLASS_arm_gp] : &arm_reg_classes[CLASS_arm_fpa];
830 }
831
832 /**
833  * Get the register class which shall be used to store a value of a given mode.
834  * @param self The this pointer.
835  * @param mode The mode in question.
836  * @return A register class which can hold values of the given mode.
837  */
838 const arch_register_class_t *arm_get_reg_class_for_mode(const void *self, const ir_mode *mode) {
839         if (mode_is_float(mode))
840                 return &arm_reg_classes[CLASS_arm_fpa];
841         else
842                 return &arm_reg_classes[CLASS_arm_gp];
843 }
844
845 /**
846  * Produces the type which sits between the stack args and the locals on the stack.
847  * it will contain the return address and space to store the old base pointer.
848  * @return The Firm type modelling the ABI between type.
849  */
850 static ir_type *arm_get_between_type(void *self) {
851         static ir_type *between_type = NULL;
852         static ir_entity *old_bp_ent = NULL;
853
854         if(!between_type) {
855                 ir_entity *ret_addr_ent;
856                 ir_type *ret_addr_type = new_type_primitive(new_id_from_str("return_addr"), mode_P);
857                 ir_type *old_bp_type   = new_type_primitive(new_id_from_str("bp"), mode_P);
858
859                 between_type           = new_type_class(new_id_from_str("arm_between_type"));
860                 old_bp_ent             = new_entity(between_type, new_id_from_str("old_bp"), old_bp_type);
861                 ret_addr_ent           = new_entity(between_type, new_id_from_str("old_bp"), ret_addr_type);
862
863                 set_entity_offset(old_bp_ent, 0);
864                 set_entity_offset(ret_addr_ent, get_type_size_bytes(old_bp_type));
865                 set_type_size_bytes(between_type, get_type_size_bytes(old_bp_type) + get_type_size_bytes(ret_addr_type));
866         }
867
868         return between_type;
869 }
870
871
872 typedef struct {
873         be_abi_call_flags_bits_t flags;
874         const arch_env_t *arch_env;
875         const arch_isa_t *isa;
876         ir_graph *irg;
877 } arm_abi_env_t;
878
879 static void *arm_abi_init(const be_abi_call_t *call, const arch_env_t *arch_env, ir_graph *irg)
880 {
881         arm_abi_env_t *env     = xmalloc(sizeof(env[0]));
882         be_abi_call_flags_t fl = be_abi_call_get_flags(call);
883         env->flags    = fl.bits;
884         env->irg      = irg;
885         env->arch_env = arch_env;
886         env->isa      = arch_env->isa;
887         return env;
888 }
889
890 static void arm_abi_dont_save_regs(void *self, pset *s)
891 {
892         arm_abi_env_t *env = self;
893         if (env->flags.try_omit_fp)
894                 pset_insert_ptr(s, env->isa->bp);
895 }
896
897
898
899 /**
900  * Build the ARM prolog
901  */
902 static const arch_register_t *arm_abi_prologue(void *self, ir_node **mem, pmap *reg_map) {
903         ir_node *keep, *store;
904         arm_abi_env_t *env = self;
905         ir_graph *irg = env->irg;
906         ir_node *block = get_irg_start_block(irg);
907 //      ir_node *regs[16];
908 //      int n_regs = 0;
909         arch_register_class_t *gp = &arm_reg_classes[CLASS_arm_gp];
910
911         ir_node *fp = be_abi_reg_map_get(reg_map, env->isa->bp);
912         ir_node *ip = be_abi_reg_map_get(reg_map, &arm_gp_regs[REG_R12]);
913         ir_node *sp = be_abi_reg_map_get(reg_map, env->isa->sp);
914         ir_node *lr = be_abi_reg_map_get(reg_map, &arm_gp_regs[REG_LR]);
915         ir_node *pc = be_abi_reg_map_get(reg_map, &arm_gp_regs[REG_PC]);
916 //      ir_node *r0 = be_abi_reg_map_get(reg_map, &arm_gp_regs[REG_R0]);
917 //      ir_node *r1 = be_abi_reg_map_get(reg_map, &arm_gp_regs[REG_R1]);
918 //      ir_node *r2 = be_abi_reg_map_get(reg_map, &arm_gp_regs[REG_R2]);
919 //      ir_node *r3 = be_abi_reg_map_get(reg_map, &arm_gp_regs[REG_R3]);
920
921         if(env->flags.try_omit_fp)
922                 return env->isa->sp;
923
924         ip = be_new_Copy(gp, irg, block, sp );
925         arch_set_irn_register(env->arch_env, ip, &arm_gp_regs[REG_R12]);
926         be_set_constr_single_reg(ip, BE_OUT_POS(0), &arm_gp_regs[REG_R12] );
927
928 //      if (r0) regs[n_regs++] = r0;
929 //      if (r1) regs[n_regs++] = r1;
930 //      if (r2) regs[n_regs++] = r2;
931 //      if (r3) regs[n_regs++] = r3;
932 //      sp = new_r_arm_StoreStackMInc(irg, block, *mem, sp, n_regs, regs, get_irn_mode(sp));
933 //              set_arm_req_out(sp, &arm_default_req_arm_gp_sp, 0);
934 //              arch_set_irn_register(env->arch_env, sp, env->isa->sp);
935         store = new_rd_arm_StoreStackM4Inc(NULL, irg, block, sp, fp, ip, lr, pc, *mem);
936         // TODO
937         // set_arm_req_out(store, &arm_default_req_arm_gp_sp, 0);
938         // arch_set_irn_register(env->arch_env, store, env->isa->sp);
939
940         sp = new_r_Proj(irg, block, store, env->isa->sp->reg_class->mode, pn_arm_StoreStackM4Inc_ptr);
941         arch_set_irn_register(env->arch_env, sp, env->isa->sp);
942         *mem = new_r_Proj(irg, block, store, mode_M, pn_arm_StoreStackM4Inc_M);
943
944         keep = be_new_CopyKeep_single(gp, irg, block, ip, sp, get_irn_mode(ip));
945         be_node_set_reg_class(keep, 1, gp);
946         arch_set_irn_register(env->arch_env, keep, &arm_gp_regs[REG_R12]);
947         be_set_constr_single_reg(keep, BE_OUT_POS(0), &arm_gp_regs[REG_R12] );
948
949         fp = new_rd_arm_Sub_i(NULL, irg, block, keep, get_irn_mode(fp),
950                               new_tarval_from_long(4, get_irn_mode(fp)));
951         // TODO...
952         //set_arm_req_out_all(fp, fp_req);
953         //set_arm_req_out(fp, &arm_default_req_arm_gp_r11, 0);
954         arch_set_irn_register(env->arch_env, fp, env->isa->bp);
955
956 //      be_abi_reg_map_set(reg_map, &arm_gp_regs[REG_R0], r0);
957 //      be_abi_reg_map_set(reg_map, &arm_gp_regs[REG_R1], r1);
958 //      be_abi_reg_map_set(reg_map, &arm_gp_regs[REG_R2], r2);
959 //      be_abi_reg_map_set(reg_map, &arm_gp_regs[REG_R3], r3);
960         be_abi_reg_map_set(reg_map, env->isa->bp, fp);
961         be_abi_reg_map_set(reg_map, &arm_gp_regs[REG_R12], keep);
962         be_abi_reg_map_set(reg_map, env->isa->sp, sp);
963         be_abi_reg_map_set(reg_map, &arm_gp_regs[REG_LR], lr);
964         be_abi_reg_map_set(reg_map, &arm_gp_regs[REG_PC], pc);
965
966         return env->isa->bp;
967 }
968
969 static void arm_abi_epilogue(void *self, ir_node *bl, ir_node **mem, pmap *reg_map) {
970         arm_abi_env_t *env = self;
971         ir_node *curr_sp = be_abi_reg_map_get(reg_map, env->isa->sp);
972         ir_node *curr_bp = be_abi_reg_map_get(reg_map, env->isa->bp);
973         ir_node *curr_pc = be_abi_reg_map_get(reg_map, &arm_gp_regs[REG_PC]);
974         ir_node *curr_lr = be_abi_reg_map_get(reg_map, &arm_gp_regs[REG_LR]);
975
976         // TODO: Activate Omit fp in epilogue
977         if(env->flags.try_omit_fp) {
978                 curr_sp = be_new_IncSP(env->isa->sp, env->irg, bl, curr_sp, BE_STACK_FRAME_SIZE_SHRINK);
979                 add_irn_dep(curr_sp, *mem);
980
981                 curr_lr = be_new_CopyKeep_single(&arm_reg_classes[CLASS_arm_gp], env->irg, bl, curr_lr, curr_sp, get_irn_mode(curr_lr));
982                 be_node_set_reg_class(curr_lr, 1, &arm_reg_classes[CLASS_arm_gp]);
983                 arch_set_irn_register(env->arch_env, curr_lr, &arm_gp_regs[REG_LR]);
984                 be_set_constr_single_reg(curr_lr, BE_OUT_POS(0), &arm_gp_regs[REG_LR] );
985
986                 curr_pc = be_new_Copy(&arm_reg_classes[CLASS_arm_gp], env->irg, bl, curr_lr );
987                 arch_set_irn_register(env->arch_env, curr_pc, &arm_gp_regs[REG_PC]);
988                 be_set_constr_single_reg(curr_pc, BE_OUT_POS(0), &arm_gp_regs[REG_PC] );
989                 be_node_set_flags(curr_pc, BE_OUT_POS(0), arch_irn_flags_ignore);
990         } else {
991                 ir_node *sub12_node;
992                 ir_node *load_node;
993                 tarval *tv = new_tarval_from_long(12,mode_Iu);
994                 sub12_node = new_rd_arm_Sub_i(NULL, env->irg, bl, curr_bp, mode_Iu, tv);
995                 // FIXME
996                 //set_arm_req_out_all(sub12_node, sub12_req);
997                 arch_set_irn_register(env->arch_env, sub12_node, env->isa->sp);
998                 load_node = new_rd_arm_LoadStackM3( NULL, env->irg, bl, sub12_node, *mem );
999                 // FIXME
1000                 //set_arm_req_out(load_node, &arm_default_req_arm_gp_r11, 0);
1001                 //set_arm_req_out(load_node, &arm_default_req_arm_gp_sp, 1);
1002                 //set_arm_req_out(load_node, &arm_default_req_arm_gp_pc, 2);
1003                 curr_bp = new_r_Proj(env->irg, bl, load_node, env->isa->bp->reg_class->mode, pn_arm_LoadStackM3_res0);
1004                 curr_sp = new_r_Proj(env->irg, bl, load_node, env->isa->sp->reg_class->mode, pn_arm_LoadStackM3_res1);
1005                 curr_pc = new_r_Proj(env->irg, bl, load_node, mode_Iu, pn_arm_LoadStackM3_res2);
1006                 *mem    = new_r_Proj(env->irg, bl, load_node, mode_M, pn_arm_LoadStackM3_M);
1007                 arch_set_irn_register(env->arch_env, curr_bp, env->isa->bp);
1008                 arch_set_irn_register(env->arch_env, curr_sp, env->isa->sp);
1009                 arch_set_irn_register(env->arch_env, curr_pc, &arm_gp_regs[REG_PC]);
1010         }
1011         be_abi_reg_map_set(reg_map, env->isa->sp, curr_sp);
1012         be_abi_reg_map_set(reg_map, env->isa->bp, curr_bp);
1013         be_abi_reg_map_set(reg_map, &arm_gp_regs[REG_LR], curr_lr);
1014         be_abi_reg_map_set(reg_map, &arm_gp_regs[REG_PC], curr_pc);
1015 }
1016
1017 static const be_abi_callbacks_t arm_abi_callbacks = {
1018         arm_abi_init,
1019         free,
1020         arm_get_between_type,
1021         arm_abi_dont_save_regs,
1022         arm_abi_prologue,
1023         arm_abi_epilogue,
1024 };
1025
1026
1027 /**
1028  * Get the ABI restrictions for procedure calls.
1029  * @param self        The this pointer.
1030  * @param method_type The type of the method (procedure) in question.
1031  * @param abi         The abi object to be modified
1032  */
1033 void arm_get_call_abi(const void *self, ir_type *method_type, be_abi_call_t *abi) {
1034         ir_type  *tp;
1035         ir_mode  *mode;
1036         int       i;
1037         int       n = get_method_n_params(method_type);
1038         be_abi_call_flags_t flags = {
1039                 {
1040                         0, /* store from left to right */
1041                         0, /* store arguments sequential */
1042                         1, /* try to omit the frame pointer */
1043                         1, /* the function can use any register as frame pointer */
1044                         1  /* a call can take the callee's address as an immediate */
1045                 }
1046         };
1047
1048         /* set stack parameter passing style */
1049         be_abi_call_set_flags(abi, flags, &arm_abi_callbacks);
1050
1051         for (i = 0; i < n; i++) {
1052                 /* reg = get reg for param i;          */
1053                 /* be_abi_call_param_reg(abi, i, reg); */
1054                 if (i < 4)
1055
1056                         be_abi_call_param_reg(abi, i, arm_get_RegParam_reg(i));
1057                 else
1058                         be_abi_call_param_stack(abi, i, 4, 0, 0);
1059         }
1060
1061         /* default: return value is in R0 resp. F0 */
1062         assert(get_method_n_ress(method_type) < 2);
1063         if (get_method_n_ress(method_type) > 0) {
1064                 tp   = get_method_res_type(method_type, 0);
1065                 mode = get_type_mode(tp);
1066
1067                 be_abi_call_res_reg(abi, 0,
1068                         mode_is_float(mode) ? &arm_fpa_regs[REG_F0] : &arm_gp_regs[REG_R0]);
1069         }
1070 }
1071
1072 static const void *arm_get_irn_ops(const arch_irn_handler_t *self, const ir_node *irn) {
1073         return &arm_irn_ops;
1074 }
1075
1076 const arch_irn_handler_t arm_irn_handler = {
1077         arm_get_irn_ops
1078 };
1079
1080 const arch_irn_handler_t *arm_get_irn_handler(const void *self) {
1081         return &arm_irn_handler;
1082 }
1083
1084 int arm_to_appear_in_schedule(void *block_env, const ir_node *irn) {
1085         if(!is_arm_irn(irn))
1086                 return -1;
1087
1088         return 1;
1089 }
1090
1091 /**
1092  * Initializes the code generator interface.
1093  */
1094 static const arch_code_generator_if_t *arm_get_code_generator_if(void *self) {
1095         return &arm_code_gen_if;
1096 }
1097
1098 list_sched_selector_t arm_sched_selector;
1099
1100 /**
1101  * Returns the reg_pressure scheduler with to_appear_in_schedule() over\loaded
1102  */
1103 static const list_sched_selector_t *arm_get_list_sched_selector(const void *self, list_sched_selector_t *selector) {
1104         memcpy(&arm_sched_selector, reg_pressure_selector, sizeof(list_sched_selector_t));
1105         arm_sched_selector.to_appear_in_schedule = arm_to_appear_in_schedule;
1106         return &arm_sched_selector;
1107 }
1108
1109 static const ilp_sched_selector_t *arm_get_ilp_sched_selector(const void *self) {
1110         return NULL;
1111 }
1112
1113 /**
1114  * Returns the necessary byte alignment for storing a register of given class.
1115  */
1116 static int arm_get_reg_class_alignment(const void *self, const arch_register_class_t *cls) {
1117         /* ARM is a 32 bit CPU, no need for other alignment */
1118         return 4;
1119 }
1120
1121 static const be_execution_unit_t ***arm_get_allowed_execution_units(const void *self, const ir_node *irn) {
1122         /* TODO */
1123         assert(0);
1124         return NULL;
1125 }
1126
1127 static const be_machine_t *arm_get_machine(const void *self) {
1128         /* TODO */
1129         assert(0);
1130         return NULL;
1131 }
1132
1133 /**
1134  * Return irp irgs in the desired order.
1135  */
1136 static ir_graph **arm_get_irg_list(const void *self, ir_graph ***irg_list) {
1137         return NULL;
1138 }
1139
1140 /**
1141  * Returns the libFirm configuration parameter for this backend.
1142  */
1143 static const backend_params *arm_get_libfirm_params(void) {
1144         static arch_dep_params_t ad = {
1145                 1,  /* allow subs */
1146                 1,      /* Muls are fast enough on ARM but ... */
1147                 1,  /* ... one shift would be possible better */
1148                 0,  /* SMUL is needed, only in Arch M*/
1149                 0,  /* UMUL is needed, only in Arch M */
1150                 32, /* SMUL & UMUL available for 32 bit */
1151         };
1152         static backend_params p = {
1153                 1,     /* need dword lowering */
1154                 0,     /* don't support inline assembler yet */
1155                 NULL,  /* no additional opcodes */
1156                 NULL,  /* will be set later */
1157                 NULL,  /* but yet no creator function */
1158                 NULL,  /* context for create_intrinsic_fkt */
1159                 NULL,  /* no if conversion settings */
1160         };
1161
1162         p.dep_param = &ad;
1163         return &p;
1164 }
1165
1166 /* fpu set architectures. */
1167 static const lc_opt_enum_int_items_t arm_fpu_items[] = {
1168         { "softfloat", ARM_FPU_ARCH_SOFTFLOAT },
1169         { "fpe",       ARM_FPU_ARCH_FPE },
1170         { "fpa",       ARM_FPU_ARCH_FPA },
1171         { "vfp1xd",    ARM_FPU_ARCH_VFP_V1xD },
1172         { "vfp1",      ARM_FPU_ARCH_VFP_V1 },
1173         { "vfp2",      ARM_FPU_ARCH_VFP_V2 },
1174         { NULL,        0 }
1175 };
1176
1177 static lc_opt_enum_int_var_t arch_fpu_var = {
1178         &arm_isa_template.fpu_arch, arm_fpu_items
1179 };
1180
1181 static const lc_opt_table_entry_t arm_options[] = {
1182         LC_OPT_ENT_ENUM_INT("fpunit",    "select the floating point unit", &arch_fpu_var),
1183         LC_OPT_ENT_BOOL("gen_reg_names", "use generic register names", &arm_isa_template.gen_reg_names),
1184         { NULL }
1185 };
1186
1187 const arch_isa_if_t arm_isa_if = {
1188         arm_init,
1189         arm_done,
1190         arm_get_n_reg_class,
1191         arm_get_reg_class,
1192         arm_get_reg_class_for_mode,
1193         arm_get_call_abi,
1194         arm_get_irn_handler,
1195         arm_get_code_generator_if,
1196         arm_get_list_sched_selector,
1197         arm_get_ilp_sched_selector,
1198         arm_get_reg_class_alignment,
1199         arm_get_libfirm_params,
1200         arm_get_allowed_execution_units,
1201         arm_get_machine,
1202         arm_get_irg_list,
1203 };
1204
1205 void be_init_arch_arm(void)
1206 {
1207         lc_opt_entry_t *be_grp = lc_opt_get_grp(firm_opt_get_root(), "be");
1208         lc_opt_entry_t *arm_grp = lc_opt_get_grp(be_grp, "arm");
1209
1210         lc_opt_add_table(arm_grp, arm_options);
1211
1212         be_register_isa_if("arm", &arm_isa_if);
1213
1214         arm_init_transform();
1215 }
1216
1217 BE_REGISTER_MODULE_CONSTRUCTOR(be_init_arch_arm);