nsz Git - libfirm/blob - ir/be/arm/bearch_arm.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 1995-2008 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  Matthias Braun, Oliver Richter, Tobias Gneist
  24  * @version $Id$
  25  */
  26 #include "config.h"
  27
  28 #include "lc_opts.h"
  29 #include "lc_opts_enum.h"
  30
  31 #include "pseudo_irg.h"
  32 #include "irgwalk.h"
  33 #include "irprog.h"
  34 #include "irprintf.h"
  35 #include "ircons.h"
  36 #include "irgmod.h"
  37 #include "irgopt.h"
  38 #include "iroptimize.h"
  39 #include "irdump.h"
  40 #include "lowering.h"
  41 #include "error.h"
  42
  43 #include "bitset.h"
  44 #include "debug.h"
  45 #include "array_t.h"
  46 #include "irtools.h"
  47
  48 #include "../bearch.h"
  49 #include "../benode.h"
  50 #include "../belower.h"
  51 #include "../besched.h"
  52 #include "be.h"
  53 #include "../beabi.h"
  54 #include "../bemachine.h"
  55 #include "../beilpsched.h"
  56 #include "../bemodule.h"
  57 #include "../beirg.h"
  58 #include "../bespillslots.h"
  59 #include "../begnuas.h"
  60 #include "../belistsched.h"
  61 #include "../beflags.h"
  62
  63 #include "bearch_arm_t.h"
  64
  65 #include "arm_new_nodes.h"
  66 #include "gen_arm_regalloc_if.h"
  67 #include "arm_transform.h"
  68 #include "arm_optimize.h"
  69 #include "arm_emitter.h"
  70 #include "arm_map_regs.h"
  71
  72 static arch_irn_class_t arm_classify(const ir_node *irn)
  73 {
  74         (void) irn;
  75         return 0;
  76 }
  77
  78 static ir_entity *arm_get_frame_entity(const ir_node *irn)
  79 {
  80         const arm_attr_t *attr = get_arm_attr_const(irn);
  81
  82         if (is_arm_FrameAddr(irn)) {
  83                 const arm_SymConst_attr_t *attr = get_irn_generic_attr_const(irn);
  84                 return attr->entity;
  85         }
  86         if (attr->is_load_store) {
  87                 const arm_load_store_attr_t *load_store_attr
  88                         = get_arm_load_store_attr_const(irn);
  89                 if (load_store_attr->is_frame_entity) {
  90                         return load_store_attr->entity;
  91                 }
  92         }
  93         return NULL;
  94 }
  95
  96 static void arm_set_frame_entity(ir_node *irn, ir_entity *ent)
  97 {
  98         (void) irn;
  99         (void) ent;
 100         panic("arm_set_frame_entity() called. This should not happen.");
 101 }
 102
 103 /**
 104  * This function is called by the generic backend to correct offsets for
 105  * nodes accessing the stack.
 106  */
 107 static void arm_set_stack_bias(ir_node *irn, int bias)
 108 {
 109         if (is_arm_FrameAddr(irn)) {
 110                 arm_SymConst_attr_t *attr = get_irn_generic_attr(irn);
 111                 attr->fp_offset += bias;
 112         } else {
 113                 arm_load_store_attr_t *attr = get_arm_load_store_attr(irn);
 114                 assert(attr->base.is_load_store);
 115                 attr->offset += bias;
 116         }
 117 }
 118
 119 static int arm_get_sp_bias(const ir_node *irn)
 120 {
 121         /* We don't have any nodes changing the stack pointer.
 122                 TODO: we probably want to support post-/pre increment/decrement later */
 123         (void) irn;
 124         return 0;
 125 }
 126
 127 /* fill register allocator interface */
 128
 129 static const arch_irn_ops_t arm_irn_ops = {
 130         get_arm_in_req,
 131         arm_classify,
 132         arm_get_frame_entity,
 133         arm_set_frame_entity,
 134         arm_set_stack_bias,
 135         arm_get_sp_bias,
 136         NULL,    /* get_inverse             */
 137         NULL,    /* get_op_estimated_cost   */
 138         NULL,    /* possible_memory_operand */
 139         NULL,    /* perform_memory_operand  */
 140 };
 141
 142 /**
 143  * Transforms the standard Firm graph into
 144  * a ARM firm graph.
 145  */
 146 static void arm_prepare_graph(void *self)
 147 {
 148         arm_code_gen_t *cg = self;
 149
 150         /* transform nodes into assembler instructions */
 151         arm_transform_graph(cg);
 152
 153         /* do local optimizations (mainly CSE) */
 154         local_optimize_graph(cg->irg);
 155
 156         if (cg->dump)
 157                 dump_ir_graph(cg->irg, "transformed");
 158
 159         /* do code placement, to optimize the position of constants */
 160         place_code(cg->irg);
 161
 162         if (cg->dump)
 163                 dump_ir_graph(cg->irg, "place");
 164 }
 165
 166 /**
 167  * Called immediately before emit phase.
 168  */
 169 static void arm_finish_irg(void *self)
 170 {
 171         arm_code_gen_t *cg = self;
 172
 173         /* do peephole optimizations and fix stack offsets */
 174         arm_peephole_optimization(cg);
 175 }
 176
 177 static ir_node *arm_flags_remat(ir_node *node, ir_node *after)
 178 {
 179         ir_node *block;
 180         ir_node *copy;
 181
 182         if (is_Block(after)) {
 183                 block = after;
 184         } else {
 185                 block = get_nodes_block(after);
 186         }
 187         copy = exact_copy(node);
 188         set_nodes_block(copy, block);
 189         sched_add_after(after, copy);
 190         return copy;
 191 }
 192
 193 static void arm_before_ra(void *self)
 194 {
 195         arm_code_gen_t *cg = self;
 196
 197         be_sched_fix_flags(cg->birg, &arm_reg_classes[CLASS_arm_flags],
 198                            &arm_flags_remat);
 199 }
 200
 201 static void transform_Reload(ir_node *node)
 202 {
 203         ir_graph  *irg    = get_irn_irg(node);
 204         ir_node   *block  = get_nodes_block(node);
 205         dbg_info  *dbgi   = get_irn_dbg_info(node);
 206         ir_node   *ptr    = get_irg_frame(irg);
 207         ir_node   *mem    = get_irn_n(node, be_pos_Reload_mem);
 208         ir_mode   *mode   = get_irn_mode(node);
 209         ir_entity *entity = be_get_frame_entity(node);
 210         const arch_register_t *reg;
 211         ir_node   *proj;
 212         ir_node   *load;
 213
 214         ir_node  *sched_point = sched_prev(node);
 215
 216         load = new_bd_arm_Ldr(dbgi, block, ptr, mem, mode, entity, false, 0, true);
 217         sched_add_after(sched_point, load);
 218         sched_remove(node);
 219
 220         proj = new_rd_Proj(dbgi, load, mode, pn_arm_Ldr_res);
 221
 222         reg = arch_get_irn_register(node);
 223         arch_set_irn_register(proj, reg);
 224
 225         exchange(node, proj);
 226 }
 227
 228 static void transform_Spill(ir_node *node)
 229 {
 230         ir_graph  *irg    = get_irn_irg(node);
 231         ir_node   *block  = get_nodes_block(node);
 232         dbg_info  *dbgi   = get_irn_dbg_info(node);
 233         ir_node   *ptr    = get_irg_frame(irg);
 234         ir_node   *mem    = new_NoMem();
 235         ir_node   *val    = get_irn_n(node, be_pos_Spill_val);
 236         ir_mode   *mode   = get_irn_mode(val);
 237         ir_entity *entity = be_get_frame_entity(node);
 238         ir_node   *sched_point;
 239         ir_node   *store;
 240
 241         sched_point = sched_prev(node);
 242         store = new_bd_arm_Str(dbgi, block, ptr, val, mem, mode, entity, false, 0,
 243                                true);
 244
 245         sched_remove(node);
 246         sched_add_after(sched_point, store);
 247
 248         exchange(node, store);
 249 }
 250
 251 static void arm_after_ra_walker(ir_node *block, void *data)
 252 {
 253         ir_node *node, *prev;
 254         (void) data;
 255
 256         for (node = sched_last(block); !sched_is_begin(node); node = prev) {
 257                 prev = sched_prev(node);
 258
 259                 if (be_is_Reload(node)) {
 260                         transform_Reload(node);
 261                 } else if (be_is_Spill(node)) {
 262                         transform_Spill(node);
 263                 }
 264         }
 265 }
 266
 267 static void arm_after_ra(void *self)
 268 {
 269         arm_code_gen_t *cg = self;
 270         be_coalesce_spillslots(cg->birg);
 271
 272         irg_block_walk_graph(cg->irg, NULL, arm_after_ra_walker, NULL);
 273 }
 274
 275 /**
 276  * Emits the code, closes the output file and frees
 277  * the code generator interface.
 278  */
 279 static void arm_emit_and_done(void *self)
 280 {
 281         arm_code_gen_t *cg = self;
 282         ir_graph       *irg = cg->irg;
 283
 284         arm_gen_routine(cg, irg);
 285
 286         /* de-allocate code generator */
 287         del_set(cg->reg_set);
 288         free(self);
 289 }
 290
 291 /**
 292  * Move a double floating point value into an integer register.
 293  * Place the move operation into block bl.
 294  *
 295  * Handle some special cases here:
 296  * 1.) A constant: simply split into two
 297  * 2.) A load: simply split into two
 298  */
 299 static ir_node *convert_dbl_to_int(ir_node *bl, ir_node *arg, ir_node *mem,
 300                                    ir_node **resH, ir_node **resL)
 301 {
 302         if (is_Const(arg)) {
 303                 tarval *tv = get_Const_tarval(arg);
 304                 unsigned v;
 305
 306                 /* get the upper 32 bits */
 307                 v =            get_tarval_sub_bits(tv, 7);
 308                 v = (v << 8) | get_tarval_sub_bits(tv, 6);
 309                 v = (v << 8) | get_tarval_sub_bits(tv, 5);
 310                 v = (v << 8) | get_tarval_sub_bits(tv, 4);
 311                 *resH = new_Const_long(mode_Is, v);
 312
 313                 /* get the lower 32 bits */
 314                 v =            get_tarval_sub_bits(tv, 3);
 315                 v = (v << 8) | get_tarval_sub_bits(tv, 2);
 316                 v = (v << 8) | get_tarval_sub_bits(tv, 1);
 317                 v = (v << 8) | get_tarval_sub_bits(tv, 0);
 318                 *resL = new_Const_long(mode_Is, v);
 319         } else if (is_Load(skip_Proj(arg))) {
 320                 /* FIXME: handling of low/high depends on LE/BE here */
 321                 panic("Unimplemented convert_dbl_to_int() case");
 322         }
 323         else {
 324                 ir_node *conv;
 325
 326                 conv = new_bd_arm_fpaDbl2GP(NULL, bl, arg, mem);
 327                 /* move high/low */
 328                 *resL = new_r_Proj(conv, mode_Is, pn_arm_fpaDbl2GP_low);
 329                 *resH = new_r_Proj(conv, mode_Is, pn_arm_fpaDbl2GP_high);
 330                 mem   = new_r_Proj(conv, mode_M,  pn_arm_fpaDbl2GP_M);
 331         }
 332         return mem;
 333 }
 334
 335 /**
 336  * Move a single floating point value into an integer register.
 337  * Place the move operation into block bl.
 338  *
 339  * Handle some special cases here:
 340  * 1.) A constant: simply move
 341  * 2.) A load: simply load
 342  */
 343 static ir_node *convert_sng_to_int(ir_node *bl, ir_node *arg)
 344 {
 345         (void) bl;
 346
 347         if (is_Const(arg)) {
 348                 tarval *tv = get_Const_tarval(arg);
 349                 unsigned v;
 350
 351                 /* get the lower 32 bits */
 352                 v =            get_tarval_sub_bits(tv, 3);
 353                 v = (v << 8) | get_tarval_sub_bits(tv, 2);
 354                 v = (v << 8) | get_tarval_sub_bits(tv, 1);
 355                 v = (v << 8) | get_tarval_sub_bits(tv, 0);
 356                 return new_Const_long(mode_Is, v);
 357         }
 358         panic("Unimplemented convert_sng_to_int() case");
 359 }
 360
 361 /**
 362  * Convert the arguments of a call to support the
 363  * ARM calling convention of general purpose AND floating
 364  * point arguments.
 365  */
 366 static void handle_calls(ir_node *call, void *env)
 367 {
 368         arm_code_gen_t *cg = env;
 369         int i, j, n, size, idx, flag, n_param, n_res, first_variadic;
 370         ir_type *mtp, *new_mtd, *new_tp[5];
 371         ir_node *new_in[5], **in;
 372         ir_node *bl;
 373
 374         if (! is_Call(call))
 375                 return;
 376
 377         /* check, if we need conversions */
 378         n = get_Call_n_params(call);
 379         mtp = get_Call_type(call);
 380         assert(get_method_n_params(mtp) == n);
 381
 382         /* it's always enough to handle the first 4 parameters */
 383         if (n > 4)
 384                 n = 4;
 385         flag = size = idx = 0;
 386         bl = get_nodes_block(call);
 387         for (i = 0; i < n; ++i) {
 388                 ir_type *param_tp = get_method_param_type(mtp, i);
 389
 390                 if (is_compound_type(param_tp)) {
 391                         /* an aggregate parameter: bad case */
 392                         assert(0);
 393                 }
 394                 else {
 395                         /* a primitive parameter */
 396                         ir_mode *mode = get_type_mode(param_tp);
 397
 398                         if (mode_is_float(mode)) {
 399                                 if (get_mode_size_bits(mode) > 32) {
 400                                         ir_node *mem = get_Call_mem(call);
 401
 402                                         /* Beware: ARM wants the high part first */
 403                                         size += 2 * 4;
 404                                         new_tp[idx]   = cg->int_tp;
 405                                         new_tp[idx+1] = cg->int_tp;
 406                                         mem = convert_dbl_to_int(bl, get_Call_param(call, i), mem, &new_in[idx], &new_in[idx+1]);
 407                                         idx += 2;
 408                                         set_Call_mem(call, mem);
 409                                 }
 410                                 else {
 411                                         size += 4;
 412                                         new_tp[idx] = cg->int_tp;
 413                                         new_in[idx] = convert_sng_to_int(bl, get_Call_param(call, i));
 414                                         ++idx;
 415                                 }
 416                                 flag = 1;
 417                         }
 418                         else {
 419                                 size += 4;
 420                                 new_tp[idx] = param_tp;
 421                                 new_in[idx] = get_Call_param(call, i);
 422                                 ++idx;
 423                         }
 424                 }
 425
 426                 if (size >= 16)
 427                         break;
 428         }
 429
 430         /* if flag is NOT set, no need to translate the method type */
 431         if (! flag)
 432                 return;
 433
 434         /* construct a new method type */
 435         n       = i;
 436         n_param = get_method_n_params(mtp) - n + idx;
 437         n_res   = get_method_n_ress(mtp);
 438         new_mtd = new_d_type_method(n_param, n_res, get_type_dbg_info(mtp));
 439
 440         for (i = 0; i < idx; ++i)
 441                 set_method_param_type(new_mtd, i, new_tp[i]);
 442         for (i = n, j = idx; i < get_method_n_params(mtp); ++i)
 443                 set_method_param_type(new_mtd, j++, get_method_param_type(mtp, i));
 444         for (i = 0; i < n_res; ++i)
 445                 set_method_res_type(new_mtd, i, get_method_res_type(mtp, i));
 446
 447         set_method_calling_convention(new_mtd, get_method_calling_convention(mtp));
 448         first_variadic = get_method_first_variadic_param_index(mtp);
 449         if (first_variadic >= 0)
 450                 set_method_first_variadic_param_index(new_mtd, first_variadic);
 451
 452         if (is_lowered_type(mtp)) {
 453                 mtp = get_associated_type(mtp);
 454         }
 455         set_lowered_type(mtp, new_mtd);
 456
 457         set_Call_type(call, new_mtd);
 458
 459         /* calculate new in array of the Call */
 460         NEW_ARR_A(ir_node *, in, n_param + 2);
 461         for (i = 0; i < idx; ++i)
 462                 in[2 + i] = new_in[i];
 463         for (i = n, j = idx; i < get_method_n_params(mtp); ++i)
 464                 in[2 + j++] = get_Call_param(call, i);
 465
 466         in[0] = get_Call_mem(call);
 467         in[1] = get_Call_ptr(call);
 468
 469         /* finally, change the call inputs */
 470         set_irn_in(call, n_param + 2, in);
 471 }
 472
 473 /**
 474  * Handle graph transformations before the abi converter does its work.
 475  */
 476 static void arm_before_abi(void *self)
 477 {
 478         arm_code_gen_t *cg = self;
 479
 480         irg_walk_graph(cg->irg, NULL, handle_calls, cg);
 481 }
 482
 483 /* forward */
 484 static void *arm_cg_init(be_irg_t *birg);
 485
 486 static const arch_code_generator_if_t arm_code_gen_if = {
 487         arm_cg_init,
 488         NULL,               /* get_pic_base */
 489         arm_before_abi,     /* before abi introduce */
 490         arm_prepare_graph,
 491         NULL,               /* spill */
 492         arm_before_ra,      /* before register allocation hook */
 493         arm_after_ra,
 494         arm_finish_irg,
 495         arm_emit_and_done,
 496 };
 497
 498 /**
 499  * Initializes the code generator.
 500  */
 501 static void *arm_cg_init(be_irg_t *birg)
 502 {
 503         static ir_type *int_tp = NULL;
 504         arm_isa_t      *isa = (arm_isa_t *)birg->main_env->arch_env;
 505         arm_code_gen_t *cg;
 506
 507         if (! int_tp) {
 508                 /* create an integer type with machine size */
 509                 int_tp = new_type_primitive(mode_Is);
 510         }
 511
 512         cg = XMALLOC(arm_code_gen_t);
 513         cg->impl         = &arm_code_gen_if;
 514         cg->irg          = birg->irg;
 515         cg->reg_set      = new_set(arm_cmp_irn_reg_assoc, 1024);
 516         cg->isa          = isa;
 517         cg->birg         = birg;
 518         cg->int_tp       = int_tp;
 519         cg->have_fp_insn = 0;
 520         cg->dump         = (birg->main_env->options->dump_flags & DUMP_BE) ? 1 : 0;
 521
 522         FIRM_DBG_REGISTER(cg->mod, "firm.be.arm.cg");
 523
 524         /* enter the current code generator */
 525         isa->cg = cg;
 526
 527         return (arch_code_generator_t *)cg;
 528 }
 529
 530
 531 /**
 532  * Maps all intrinsic calls that the backend support
 533  * and map all instructions the backend did not support
 534  * to runtime calls.
 535  */
 536 static void arm_handle_intrinsics(void)
 537 {
 538         ir_type *tp, *int_tp, *uint_tp;
 539         i_record records[8];
 540         int n_records = 0;
 541
 542         runtime_rt rt_iDiv, rt_uDiv, rt_iMod, rt_uMod;
 543
 544 #define ID(x) new_id_from_chars(x, sizeof(x)-1)
 545
 546         int_tp  = new_type_primitive(mode_Is);
 547         uint_tp = new_type_primitive(mode_Iu);
 548
 549         /* ARM has neither a signed div instruction ... */
 550         {
 551                 i_instr_record *map_Div = &records[n_records++].i_instr;
 552
 553                 tp = new_type_method(2, 1);
 554                 set_method_param_type(tp, 0, int_tp);
 555                 set_method_param_type(tp, 1, int_tp);
 556                 set_method_res_type(tp, 0, int_tp);
 557
 558                 rt_iDiv.ent             = new_entity(get_glob_type(), ID("__divsi3"), tp);
 559                 set_entity_ld_ident(rt_iDiv.ent, ID("__divsi3"));
 560                 rt_iDiv.mode            = mode_T;
 561                 rt_iDiv.res_mode        = mode_Is;
 562                 rt_iDiv.mem_proj_nr     = pn_Div_M;
 563                 rt_iDiv.regular_proj_nr = pn_Div_X_regular;
 564                 rt_iDiv.exc_proj_nr     = pn_Div_X_except;
 565                 rt_iDiv.exc_mem_proj_nr = pn_Div_M;
 566                 rt_iDiv.res_proj_nr     = pn_Div_res;
 567
 568                 add_entity_linkage(rt_iDiv.ent, IR_LINKAGE_CONSTANT);
 569                 set_entity_visibility(rt_iDiv.ent, ir_visibility_external);
 570
 571                 map_Div->kind     = INTRINSIC_INSTR;
 572                 map_Div->op       = op_Div;
 573                 map_Div->i_mapper = (i_mapper_func)i_mapper_RuntimeCall;
 574                 map_Div->ctx      = &rt_iDiv;
 575         }
 576         /* ... nor an unsigned div instruction ... */
 577         {
 578                 i_instr_record *map_Div = &records[n_records++].i_instr;
 579
 580                 tp = new_type_method(2, 1);
 581                 set_method_param_type(tp, 0, uint_tp);
 582                 set_method_param_type(tp, 1, uint_tp);
 583                 set_method_res_type(tp, 0, uint_tp);
 584
 585                 rt_uDiv.ent             = new_entity(get_glob_type(), ID("__udivsi3"), tp);
 586                 set_entity_ld_ident(rt_uDiv.ent, ID("__udivsi3"));
 587                 rt_uDiv.mode            = mode_T;
 588                 rt_uDiv.res_mode        = mode_Iu;
 589                 rt_uDiv.mem_proj_nr     = pn_Div_M;
 590                 rt_uDiv.regular_proj_nr = pn_Div_X_regular;
 591                 rt_uDiv.exc_proj_nr     = pn_Div_X_except;
 592                 rt_uDiv.exc_mem_proj_nr = pn_Div_M;
 593                 rt_uDiv.res_proj_nr     = pn_Div_res;
 594
 595                 set_entity_visibility(rt_uDiv.ent, ir_visibility_external);
 596
 597                 map_Div->kind     = INTRINSIC_INSTR;
 598                 map_Div->op       = op_Div;
 599                 map_Div->i_mapper = (i_mapper_func)i_mapper_RuntimeCall;
 600                 map_Div->ctx      = &rt_uDiv;
 601         }
 602         /* ... nor a signed mod instruction ... */
 603         {
 604                 i_instr_record *map_Mod = &records[n_records++].i_instr;
 605
 606                 tp = new_type_method(2, 1);
 607                 set_method_param_type(tp, 0, int_tp);
 608                 set_method_param_type(tp, 1, int_tp);
 609                 set_method_res_type(tp, 0, int_tp);
 610
 611                 rt_iMod.ent             = new_entity(get_glob_type(), ID("__modsi3"), tp);
 612                 set_entity_ld_ident(rt_iMod.ent, ID("__modsi3"));
 613                 rt_iMod.mode            = mode_T;
 614                 rt_iMod.res_mode        = mode_Is;
 615                 rt_iMod.mem_proj_nr     = pn_Mod_M;
 616                 rt_iMod.regular_proj_nr = pn_Mod_X_regular;
 617                 rt_iMod.exc_proj_nr     = pn_Mod_X_except;
 618                 rt_iMod.exc_mem_proj_nr = pn_Mod_M;
 619                 rt_iMod.res_proj_nr     = pn_Mod_res;
 620
 621                 set_entity_visibility(rt_iMod.ent, ir_visibility_external);
 622
 623                 map_Mod->kind     = INTRINSIC_INSTR;
 624                 map_Mod->op       = op_Mod;
 625                 map_Mod->i_mapper = (i_mapper_func)i_mapper_RuntimeCall;
 626                 map_Mod->ctx      = &rt_iMod;
 627         }
 628         /* ... nor an unsigned mod. */
 629         {
 630                 i_instr_record *map_Mod = &records[n_records++].i_instr;
 631
 632                 tp = new_type_method(2, 1);
 633                 set_method_param_type(tp, 0, uint_tp);
 634                 set_method_param_type(tp, 1, uint_tp);
 635                 set_method_res_type(tp, 0, uint_tp);
 636
 637                 rt_uMod.ent             = new_entity(get_glob_type(), ID("__umodsi3"), tp);
 638                 set_entity_ld_ident(rt_uMod.ent, ID("__umodsi3"));
 639                 rt_uMod.mode            = mode_T;
 640                 rt_uMod.res_mode        = mode_Iu;
 641                 rt_uMod.mem_proj_nr     = pn_Mod_M;
 642                 rt_uMod.regular_proj_nr = pn_Mod_X_regular;
 643                 rt_uMod.exc_proj_nr     = pn_Mod_X_except;
 644                 rt_uMod.exc_mem_proj_nr = pn_Mod_M;
 645                 rt_uMod.res_proj_nr     = pn_Mod_res;
 646
 647                 set_entity_visibility(rt_uMod.ent, ir_visibility_external);
 648
 649                 map_Mod->kind     = INTRINSIC_INSTR;
 650                 map_Mod->op       = op_Mod;
 651                 map_Mod->i_mapper = (i_mapper_func)i_mapper_RuntimeCall;
 652                 map_Mod->ctx      = &rt_uMod;
 653         }
 654
 655         if (n_records > 0)
 656                 lower_intrinsics(records, n_records, /*part_block_used=*/0);
 657 }
 658
 659 /*****************************************************************
 660  *  ____             _                  _   _____  _____
 661  * |  _ \           | |                | | |_   _|/ ____|  /\
 662  * | |_) | __ _  ___| | _____ _ __   __| |   | | | (___   /  \
 663  * |  _ < / _` |/ __| |/ / _ \ '_ \ / _` |   | |  \___ \ / /\ \
 664  * | |_) | (_| | (__|   <  __/ | | | (_| |  _| |_ ____) / ____ \
 665  * |____/ \__,_|\___|_|\_\___|_| |_|\__,_| |_____|_____/_/    \_\
 666  *
 667  *****************************************************************/
 668
 669 static arm_isa_t arm_isa_template = {
 670         {
 671                 &arm_isa_if,           /* isa interface */
 672                 &arm_gp_regs[REG_SP],  /* stack pointer */
 673                 &arm_gp_regs[REG_R11], /* base pointer */
 674                 &arm_reg_classes[CLASS_arm_gp],  /* static link pointer class */
 675                 -1,                    /* stack direction */
 676                 2,                     /* power of two stack alignment for calls, 2^2 == 4 */
 677                 NULL,                  /* main environment */
 678                 7,                     /* spill costs */
 679                 5,                     /* reload costs */
 680         },
 681         0,                     /* use generic register names instead of SP, LR, PC */
 682         ARM_FPU_ARCH_FPE,      /* FPU architecture */
 683         NULL,                  /* current code generator */
 684 };
 685
 686 /**
 687  * Initializes the backend ISA and opens the output file.
 688  */
 689 static arch_env_t *arm_init(FILE *file_handle)
 690 {
 691         static int inited = 0;
 692         arm_isa_t *isa;
 693
 694         if (inited)
 695                 return NULL;
 696
 697         isa = XMALLOC(arm_isa_t);
 698         memcpy(isa, &arm_isa_template, sizeof(*isa));
 699
 700         arm_register_init();
 701
 702         isa->cg  = NULL;
 703         be_emit_init(file_handle);
 704
 705         arm_create_opcodes(&arm_irn_ops);
 706         arm_handle_intrinsics();
 707
 708         be_gas_emit_types = false;
 709
 710         /* needed for the debug support */
 711         be_gas_emit_switch_section(GAS_SECTION_TEXT);
 712         be_emit_irprintf("%stext0:\n", be_gas_get_private_prefix());
 713         be_emit_write_line();
 714
 715         inited = 1;
 716         return &isa->arch_env;
 717 }
 718
 719
 720
 721 /**
 722  * Closes the output file and frees the ISA structure.
 723  */
 724 static void arm_done(void *self)
 725 {
 726         arm_isa_t *isa = self;
 727
 728         be_gas_emit_decls(isa->arch_env.main_env);
 729
 730         be_emit_exit();
 731         free(self);
 732 }
 733
 734
 735 /**
 736  * Report the number of register classes.
 737  * If we don't have fp instructions, report only GP
 738  * here to speed up register allocation (and makes dumps
 739  * smaller and more readable).
 740  */
 741 static unsigned arm_get_n_reg_class(void)
 742 {
 743         return N_CLASSES;
 744 }
 745
 746 /**
 747  * Return the register class with requested index.
 748  */
 749 static const arch_register_class_t *arm_get_reg_class(unsigned i)
 750 {
 751         assert(i < N_CLASSES);
 752         return &arm_reg_classes[i];
 753 }
 754
 755 /**
 756  * Get the register class which shall be used to store a value of a given mode.
 757  * @param self The this pointer.
 758  * @param mode The mode in question.
 759  * @return A register class which can hold values of the given mode.
 760  */
 761 static const arch_register_class_t *arm_get_reg_class_for_mode(const ir_mode *mode)
 762 {
 763         if (mode_is_float(mode))
 764                 return &arm_reg_classes[CLASS_arm_fpa];
 765         else
 766                 return &arm_reg_classes[CLASS_arm_gp];
 767 }
 768
 769 /**
 770  * Produces the type which sits between the stack args and the locals on the stack.
 771  * it will contain the return address and space to store the old base pointer.
 772  * @return The Firm type modeling the ABI between type.
 773  */
 774 static ir_type *arm_get_between_type(void *self)
 775 {
 776         static ir_type *between_type = NULL;
 777         (void) self;
 778
 779         if (between_type == NULL) {
 780                 between_type = new_type_class(new_id_from_str("arm_between_type"));
 781                 set_type_size_bytes(between_type, 0);
 782         }
 783
 784         return between_type;
 785 }
 786
 787
 788 typedef struct {
 789         be_abi_call_flags_bits_t flags;
 790         const arch_env_t *arch_env;
 791         ir_graph *irg;
 792 } arm_abi_env_t;
 793
 794 static void *arm_abi_init(const be_abi_call_t *call, const arch_env_t *arch_env, ir_graph *irg)
 795 {
 796         arm_abi_env_t       *env = XMALLOC(arm_abi_env_t);
 797         be_abi_call_flags_t  fl  = be_abi_call_get_flags(call);
 798         env->flags    = fl.bits;
 799         env->irg      = irg;
 800         env->arch_env = arch_env;
 801         return env;
 802 }
 803
 804 /**
 805  * Generate the routine prologue.
 806  *
 807  * @param self       The callback object.
 808  * @param mem        A pointer to the mem node. Update this if you define new memory.
 809  * @param reg_map    A map mapping all callee_save/ignore/parameter registers to their defining nodes.
 810  * @param stack_bias Points to the current stack bias, can be modified if needed.
 811  *
 812  * @return        The register which shall be used as a stack frame base.
 813  *
 814  * All nodes which define registers in @p reg_map must keep @p reg_map current.
 815  */
 816 static const arch_register_t *arm_abi_prologue(void *self, ir_node **mem, pmap *reg_map, int *stack_bias)
 817 {
 818         arm_abi_env_t         *env = self;
 819         ir_node               *store;
 820         ir_graph              *irg;
 821         ir_node               *block;
 822         arch_register_class_t *gp;
 823
 824         ir_node               *fp, *ip, *lr, *pc;
 825         ir_node               *sp = be_abi_reg_map_get(reg_map, env->arch_env->sp);
 826
 827         (void) stack_bias;
 828
 829         if (env->flags.try_omit_fp)
 830                 return env->arch_env->sp;
 831
 832         fp = be_abi_reg_map_get(reg_map, env->arch_env->bp);
 833         ip = be_abi_reg_map_get(reg_map, &arm_gp_regs[REG_R12]);
 834         lr = be_abi_reg_map_get(reg_map, &arm_gp_regs[REG_LR]);
 835         pc = be_abi_reg_map_get(reg_map, &arm_gp_regs[REG_PC]);
 836
 837         gp    = &arm_reg_classes[CLASS_arm_gp];
 838         irg   = env->irg;
 839         block = get_irg_start_block(irg);
 840
 841         /* mark bp register as ignore */
 842         be_set_constr_single_reg_out(get_Proj_pred(fp),
 843                                      get_Proj_proj(fp), env->arch_env->bp,
 844                                      arch_register_req_type_ignore);
 845
 846         /* copy SP to IP (so we can spill it */
 847         ip = be_new_Copy(gp, block, sp);
 848         be_set_constr_single_reg_out(ip, 0, &arm_gp_regs[REG_R12], 0);
 849
 850         /* spill stuff */
 851         store = new_bd_arm_StoreStackM4Inc(NULL, block, sp, fp, ip, lr, pc, *mem);
 852
 853         sp = new_r_Proj(store, env->arch_env->sp->reg_class->mode, pn_arm_StoreStackM4Inc_ptr);
 854         arch_set_irn_register(sp, env->arch_env->sp);
 855         *mem = new_r_Proj(store, mode_M, pn_arm_StoreStackM4Inc_M);
 856
 857         /* frame pointer is ip-4 (because ip is our old sp value) */
 858         fp = new_bd_arm_Sub_imm(NULL, block, ip, 4, 0);
 859         arch_set_irn_register(fp, env->arch_env->bp);
 860
 861         /* beware: we change the fp but the StoreStackM4Inc above wants the old
 862          * fp value. We are not allowed to spill or anything in the prolog, so we
 863          * have to enforce some order here. (scheduler/regalloc are too stupid
 864          * to extract this order from register requirements) */
 865         add_irn_dep(fp, store);
 866
 867         fp = be_new_Copy(gp, block, fp); // XXX Gammelfix: only be_ have custom register requirements
 868         be_set_constr_single_reg_out(fp, 0, env->arch_env->bp,
 869                                      arch_register_req_type_ignore);
 870         arch_set_irn_register(fp, env->arch_env->bp);
 871
 872         be_abi_reg_map_set(reg_map, env->arch_env->bp, fp);
 873         be_abi_reg_map_set(reg_map, &arm_gp_regs[REG_R12], ip);
 874         be_abi_reg_map_set(reg_map, env->arch_env->sp, sp);
 875         be_abi_reg_map_set(reg_map, &arm_gp_regs[REG_LR], lr);
 876         be_abi_reg_map_set(reg_map, &arm_gp_regs[REG_PC], pc);
 877
 878         return env->arch_env->bp;
 879 }
 880
 881 /**
 882  * Builds the ARM epilogue
 883  */
 884 static void arm_abi_epilogue(void *self, ir_node *bl, ir_node **mem, pmap *reg_map)
 885 {
 886         arm_abi_env_t *env = self;
 887         ir_node *curr_sp = be_abi_reg_map_get(reg_map, env->arch_env->sp);
 888         ir_node *curr_bp = be_abi_reg_map_get(reg_map, env->arch_env->bp);
 889         ir_node *curr_pc = be_abi_reg_map_get(reg_map, &arm_gp_regs[REG_PC]);
 890         ir_node *curr_lr = be_abi_reg_map_get(reg_map, &arm_gp_regs[REG_LR]);
 891
 892         // TODO: Activate Omit fp in epilogue
 893         if (env->flags.try_omit_fp) {
 894                 ir_node *incsp = be_new_IncSP(env->arch_env->sp, bl, curr_sp, BE_STACK_FRAME_SIZE_SHRINK, 0);
 895                 curr_sp = incsp;
 896         } else {
 897                 ir_node *load_node;
 898
 899                 load_node = new_bd_arm_LoadStackM3Epilogue(NULL, bl, curr_bp, *mem);
 900
 901                 curr_bp = new_r_Proj(load_node, env->arch_env->bp->reg_class->mode, pn_arm_LoadStackM3Epilogue_res0);
 902                 curr_sp = new_r_Proj(load_node, env->arch_env->sp->reg_class->mode, pn_arm_LoadStackM3Epilogue_res1);
 903                 curr_pc = new_r_Proj(load_node, mode_Iu, pn_arm_LoadStackM3Epilogue_res2);
 904                 *mem    = new_r_Proj(load_node, mode_M, pn_arm_LoadStackM3Epilogue_M);
 905                 arch_set_irn_register(curr_bp, env->arch_env->bp);
 906                 arch_set_irn_register(curr_sp, env->arch_env->sp);
 907                 arch_set_irn_register(curr_pc, &arm_gp_regs[REG_PC]);
 908         }
 909         be_abi_reg_map_set(reg_map, env->arch_env->sp, curr_sp);
 910         be_abi_reg_map_set(reg_map, env->arch_env->bp, curr_bp);
 911         be_abi_reg_map_set(reg_map, &arm_gp_regs[REG_LR], curr_lr);
 912         be_abi_reg_map_set(reg_map, &arm_gp_regs[REG_PC], curr_pc);
 913 }
 914
 915 static const be_abi_callbacks_t arm_abi_callbacks = {
 916         arm_abi_init,
 917         free,
 918         arm_get_between_type,
 919         arm_abi_prologue,
 920         arm_abi_epilogue,
 921 };
 922
 923
 924 /**
 925  * Get the ABI restrictions for procedure calls.
 926  * @param self        The this pointer.
 927  * @param method_type The type of the method (procedure) in question.
 928  * @param abi         The abi object to be modified
 929  */
 930 static void arm_get_call_abi(const void *self, ir_type *method_type, be_abi_call_t *abi)
 931 {
 932         ir_type  *tp;
 933         ir_mode  *mode;
 934         int       i;
 935         int       n = get_method_n_params(method_type);
 936         be_abi_call_flags_t call_flags = be_abi_call_get_flags(abi);
 937         (void) self;
 938
 939         /* set abi flags for calls */
 940         call_flags.bits.left_to_right         = 0;
 941         call_flags.bits.store_args_sequential = 0;
 942         /* call_flags.bits.try_omit_fp     don't change this we can handle both */
 943         call_flags.bits.fp_free               = 0;
 944         call_flags.bits.call_has_imm          = 1;  /* IA32 calls can have immediate address */
 945
 946         /* set stack parameter passing style */
 947         be_abi_call_set_flags(abi, call_flags, &arm_abi_callbacks);
 948
 949         for (i = 0; i < n; i++) {
 950                 /* reg = get reg for param i;          */
 951                 /* be_abi_call_param_reg(abi, i, reg); */
 952                 if (i < 4) {
 953                         be_abi_call_param_reg(abi, i, arm_get_RegParam_reg(i), ABI_CONTEXT_BOTH);
 954                 } else {
 955                         tp   = get_method_param_type(method_type, i);
 956                         mode = get_type_mode(tp);
 957                         be_abi_call_param_stack(abi, i, mode, 4, 0, 0, ABI_CONTEXT_BOTH);
 958                 }
 959         }
 960
 961         /* set return registers */
 962         n = get_method_n_ress(method_type);
 963
 964         assert(n <= 2 && "more than two results not supported");
 965
 966         /* In case of 64bit returns, we will have two 32bit values */
 967         if (n == 2) {
 968                 tp   = get_method_res_type(method_type, 0);
 969                 mode = get_type_mode(tp);
 970
 971                 assert(!mode_is_float(mode) && "two FP results not supported");
 972
 973                 tp   = get_method_res_type(method_type, 1);
 974                 mode = get_type_mode(tp);
 975
 976                 assert(!mode_is_float(mode) && "mixed INT, FP results not supported");
 977
 978                 be_abi_call_res_reg(abi, 0, &arm_gp_regs[REG_R0], ABI_CONTEXT_BOTH);
 979                 be_abi_call_res_reg(abi, 1, &arm_gp_regs[REG_R1], ABI_CONTEXT_BOTH);
 980         } else if (n == 1) {
 981                 const arch_register_t *reg;
 982
 983                 tp   = get_method_res_type(method_type, 0);
 984                 assert(is_atomic_type(tp));
 985                 mode = get_type_mode(tp);
 986
 987                 reg = mode_is_float(mode) ? &arm_fpa_regs[REG_F0] : &arm_gp_regs[REG_R0];
 988                 be_abi_call_res_reg(abi, 0, reg, ABI_CONTEXT_BOTH);
 989         }
 990 }
 991
 992 static int arm_to_appear_in_schedule(void *block_env, const ir_node *irn)
 993 {
 994         (void) block_env;
 995         if (!is_arm_irn(irn))
 996                 return -1;
 997
 998         return 1;
 999 }
1000
1001 /**
1002  * Initializes the code generator interface.
1003  */
1004 static const arch_code_generator_if_t *arm_get_code_generator_if(void *self)
1005 {
1006         (void) self;
1007         return &arm_code_gen_if;
1008 }
1009
1010 list_sched_selector_t arm_sched_selector;
1011
1012 /**
1013  * Returns the reg_pressure scheduler with to_appear_in_schedule() over\loaded
1014  */
1015 static const list_sched_selector_t *arm_get_list_sched_selector(const void *self, list_sched_selector_t *selector)
1016 {
1017         (void) self;
1018         memcpy(&arm_sched_selector, selector, sizeof(arm_sched_selector));
1019         /* arm_sched_selector.exectime              = arm_sched_exectime; */
1020         arm_sched_selector.to_appear_in_schedule = arm_to_appear_in_schedule;
1021         return &arm_sched_selector;
1022
1023 }
1024
1025 static const ilp_sched_selector_t *arm_get_ilp_sched_selector(const void *self)
1026 {
1027         (void) self;
1028         return NULL;
1029 }
1030
1031 /**
1032  * Returns the necessary byte alignment for storing a register of given class.
1033  */
1034 static int arm_get_reg_class_alignment(const arch_register_class_t *cls)
1035 {
1036         (void) cls;
1037         /* ARM is a 32 bit CPU, no need for other alignment */
1038         return 4;
1039 }
1040
1041 static const be_execution_unit_t ***arm_get_allowed_execution_units(const ir_node *irn)
1042 {
1043         (void) irn;
1044         /* TODO */
1045         panic("Unimplemented arm_get_allowed_execution_units()");
1046 }
1047
1048 static const be_machine_t *arm_get_machine(const void *self)
1049 {
1050         (void) self;
1051         /* TODO */
1052         panic("Unimplemented arm_get_machine()");
1053 }
1054
1055 /**
1056  * Return irp irgs in the desired order.
1057  */
1058 static ir_graph **arm_get_irg_list(const void *self, ir_graph ***irg_list)
1059 {
1060         (void) self;
1061         (void) irg_list;
1062         return NULL;
1063 }
1064
1065 /**
1066  * Allows or disallows the creation of Psi nodes for the given Phi nodes.
1067  * @return 1 if allowed, 0 otherwise
1068  */
1069 static int arm_is_mux_allowed(ir_node *sel, ir_node *mux_false,
1070                               ir_node *mux_true)
1071 {
1072         (void) sel;
1073         (void) mux_false;
1074         (void) mux_true;
1075
1076         return 0;
1077 }
1078
1079 static asm_constraint_flags_t arm_parse_asm_constraint(const char **c)
1080 {
1081         /* asm not supported */
1082         (void) c;
1083         return ASM_CONSTRAINT_FLAG_INVALID;
1084 }
1085
1086 static int arm_is_valid_clobber(const char *clobber)
1087 {
1088         (void) clobber;
1089         return 0;
1090 }
1091
1092 /**
1093  * Returns the libFirm configuration parameter for this backend.
1094  */
1095 static const backend_params *arm_get_libfirm_params(void)
1096 {
1097         static const ir_settings_if_conv_t ifconv = {
1098                 4,                    /* maxdepth, doesn't matter for Psi-conversion */
1099                 arm_is_mux_allowed   /* allows or disallows Mux creation for given selector */
1100         };
1101         static ir_settings_arch_dep_t ad = {
1102                 1,    /* allow subs */
1103                 1,        /* Muls are fast enough on ARM but ... */
1104                 31,   /* ... one shift would be possible better */
1105                 NULL, /* no evaluator function */
1106                 0,    /* SMUL is needed, only in Arch M */
1107                 0,    /* UMUL is needed, only in Arch M */
1108                 32,   /* SMUL & UMUL available for 32 bit */
1109         };
1110         static backend_params p = {
1111                 1,     /* need dword lowering */
1112                 0,     /* don't support inline assembler yet */
1113                 NULL,  /* will be set later */
1114                 NULL,  /* but yet no creator function */
1115                 NULL,  /* context for create_intrinsic_fkt */
1116                 NULL,  /* ifconv_info will be set below */
1117                 NULL,  /* float arithmetic mode (TODO) */
1118                 0,     /* no trampoline support: size 0 */
1119                 0,     /* no trampoline support: align 0 */
1120                 NULL,  /* no trampoline support: no trampoline builder */
1121                 4      /* alignment of stack parameter */
1122         };
1123
1124         p.dep_param    = &ad;
1125         p.if_conv_info = &ifconv;
1126         return &p;
1127 }
1128
1129 /* fpu set architectures. */
1130 static const lc_opt_enum_int_items_t arm_fpu_items[] = {
1131         { "softfloat", ARM_FPU_ARCH_SOFTFLOAT },
1132         { "fpe",       ARM_FPU_ARCH_FPE },
1133         { "fpa",       ARM_FPU_ARCH_FPA },
1134         { "vfp1xd",    ARM_FPU_ARCH_VFP_V1xD },
1135         { "vfp1",      ARM_FPU_ARCH_VFP_V1 },
1136         { "vfp2",      ARM_FPU_ARCH_VFP_V2 },
1137         { NULL,        0 }
1138 };
1139
1140 static lc_opt_enum_int_var_t arch_fpu_var = {
1141         &arm_isa_template.fpu_arch, arm_fpu_items
1142 };
1143
1144 static const lc_opt_table_entry_t arm_options[] = {
1145         LC_OPT_ENT_ENUM_INT("fpunit",    "select the floating point unit", &arch_fpu_var),
1146         LC_OPT_ENT_BOOL("gen_reg_names", "use generic register names", &arm_isa_template.gen_reg_names),
1147         LC_OPT_LAST
1148 };
1149
1150 const arch_isa_if_t arm_isa_if = {
1151         arm_init,
1152         arm_done,
1153         NULL,  /* handle_intrinsics */
1154         arm_get_n_reg_class,
1155         arm_get_reg_class,
1156         arm_get_reg_class_for_mode,
1157         arm_get_call_abi,
1158         arm_get_code_generator_if,
1159         arm_get_list_sched_selector,
1160         arm_get_ilp_sched_selector,
1161         arm_get_reg_class_alignment,
1162         arm_get_libfirm_params,
1163         arm_get_allowed_execution_units,
1164         arm_get_machine,
1165         arm_get_irg_list,
1166         NULL,               /* mark remat */
1167         arm_parse_asm_constraint,
1168         arm_is_valid_clobber
1169 };
1170
1171 BE_REGISTER_MODULE_CONSTRUCTOR(be_init_arch_arm);
1172 void be_init_arch_arm(void)
1173 {
1174         lc_opt_entry_t *be_grp = lc_opt_get_grp(firm_opt_get_root(), "be");
1175         lc_opt_entry_t *arm_grp = lc_opt_get_grp(be_grp, "arm");
1176
1177         lc_opt_add_table(arm_grp, arm_options);
1178
1179         be_register_isa_if("arm", &arm_isa_if);
1180
1181         arm_init_transform();
1182         arm_init_emitter();
1183 }