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  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 "lowering.h"
  40 #include "error.h"
  41
  42 #include "bitset.h"
  43 #include "debug.h"
  44 #include "array_t.h"
  45 #include "irtools.h"
  46
  47 #include "../bearch.h"                /* the general register allocator interface */
  48 #include "../benode.h"
  49 #include "../belower.h"
  50 #include "../besched.h"
  51 #include "be.h"
  52 #include "../beabi.h"
  53 #include "../bemachine.h"
  54 #include "../beilpsched.h"
  55 #include "../bemodule.h"
  56 #include "../beirg.h"
  57 #include "../bespillslots.h"
  58 #include "../begnuas.h"
  59 #include "../belistsched.h"
  60
  61 #include "bearch_arm_t.h"
  62
  63 #include "arm_new_nodes.h"           /* arm nodes interface */
  64 #include "gen_arm_regalloc_if.h"     /* the generated interface (register type and class defenitions) */
  65 #include "arm_transform.h"
  66 #include "arm_optimize.h"
  67 #include "arm_emitter.h"
  68 #include "arm_map_regs.h"
  69
  70 #define DEBUG_MODULE "firm.be.arm.isa"
  71
  72 /* TODO: ugly, but we need it to get access to the registers assigned to Phi nodes */
  73 static set *cur_reg_set = NULL;
  74
  75 /**************************************************
  76  *                         _ _              _  __
  77  *                        | | |            (_)/ _|
  78  *  _ __ ___  __ _    __ _| | | ___   ___   _| |_
  79  * | '__/ _ \/ _` |  / _` | | |/ _ \ / __| | |  _|
  80  * | | |  __/ (_| | | (_| | | | (_) | (__  | | |
  81  * |_|  \___|\__, |  \__,_|_|_|\___/ \___| |_|_|
  82  *            __/ |
  83  *           |___/
  84  **************************************************/
  85
  86 static arch_irn_class_t arm_classify(const ir_node *irn)
  87 {
  88         (void) irn;
  89         return 0;
  90 }
  91
  92 static ir_entity *arm_get_frame_entity(const ir_node *irn) {
  93         /* we do NOT transform be_Spill or be_Reload nodes, so we never
  94            have frame access using ARM nodes. */
  95         (void) irn;
  96         return NULL;
  97 }
  98
  99 static void arm_set_frame_entity(ir_node *irn, ir_entity *ent) {
 100         (void) irn;
 101         (void) ent;
 102         panic("arm_set_frame_entity() called. This should not happen.");
 103 }
 104
 105 /**
 106  * This function is called by the generic backend to correct offsets for
 107  * nodes accessing the stack.
 108  */
 109 static void arm_set_stack_bias(ir_node *irn, int bias)
 110 {
 111         (void) irn;
 112         (void) bias;
 113         /* TODO: correct offset if irn accesses the stack */
 114 }
 115
 116 static int arm_get_sp_bias(const ir_node *irn)
 117 {
 118         (void) irn;
 119         return 0;
 120 }
 121
 122 /* fill register allocator interface */
 123
 124 static const arch_irn_ops_t arm_irn_ops = {
 125         get_arm_in_req,
 126         get_arm_out_req,
 127         arm_classify,
 128         arm_get_frame_entity,
 129         arm_set_frame_entity,
 130         arm_set_stack_bias,
 131         arm_get_sp_bias,
 132         NULL,    /* get_inverse             */
 133         NULL,    /* get_op_estimated_cost   */
 134         NULL,    /* possible_memory_operand */
 135         NULL,    /* perform_memory_operand  */
 136 };
 137
 138 /**************************************************
 139  *                _                         _  __
 140  *               | |                       (_)/ _|
 141  *   ___ ___   __| | ___  __ _  ___ _ __    _| |_
 142  *  / __/ _ \ / _` |/ _ \/ _` |/ _ \ '_ \  | |  _|
 143  * | (_| (_) | (_| |  __/ (_| |  __/ | | | | | |
 144  *  \___\___/ \__,_|\___|\__, |\___|_| |_| |_|_|
 145  *                        __/ |
 146  *                       |___/
 147  **************************************************/
 148
 149 /**
 150  * Transforms the standard Firm graph into
 151  * a ARM firm graph.
 152  */
 153 static void arm_prepare_graph(void *self) {
 154         arm_code_gen_t *cg = self;
 155
 156         /* transform nodes into assembler instructions */
 157         arm_transform_graph(cg);
 158
 159         /* do local optimizations (mainly CSE) */
 160         local_optimize_graph(cg->irg);
 161
 162         if (cg->dump)
 163                 be_dump(cg->irg, "-transformed", dump_ir_block_graph_sched);
 164
 165         /* do code placement, to optimize the position of constants */
 166         place_code(cg->irg);
 167
 168         if (cg->dump)
 169                 be_dump(cg->irg, "-place", dump_ir_block_graph_sched);
 170 }
 171
 172 /**
 173  * Called immediately before emit phase.
 174  */
 175 static void arm_finish_irg(void *self)
 176 {
 177         arm_code_gen_t *cg = self;
 178
 179         /* do peephole optimizations and fix stack offsets */
 180         arm_peephole_optimization(cg);
 181 }
 182
 183
 184 static void arm_before_ra(void *self)
 185 {
 186         (void) self;
 187         /* Some stuff you need to do immediately after register allocation */
 188 }
 189
 190 /**
 191  * We transform Spill and Reload here. This needs to be done before
 192  * stack biasing otherwise we would miss the corrected offset for these nodes.
 193  */
 194 static void arm_after_ra(void *self)
 195 {
 196         arm_code_gen_t *cg = self;
 197         be_coalesce_spillslots(cg->birg);
 198 }
 199
 200 /**
 201  * Emits the code, closes the output file and frees
 202  * the code generator interface.
 203  */
 204 static void arm_emit_and_done(void *self) {
 205         arm_code_gen_t *cg = self;
 206         ir_graph       *irg = cg->irg;
 207
 208         arm_gen_routine(cg, irg);
 209
 210         cur_reg_set = NULL;
 211
 212         /* de-allocate code generator */
 213         del_set(cg->reg_set);
 214         free(self);
 215 }
 216
 217 /**
 218  * Move a double floating point value into an integer register.
 219  * Place the move operation into block bl.
 220  *
 221  * Handle some special cases here:
 222  * 1.) A constant: simply split into two
 223  * 2.) A load: simply split into two
 224  */
 225 static ir_node *convert_dbl_to_int(ir_node *bl, ir_node *arg, ir_node *mem,
 226                                    ir_node **resH, ir_node **resL) {
 227         if (is_Const(arg)) {
 228                 tarval *tv = get_Const_tarval(arg);
 229                 unsigned v;
 230
 231                 /* get the upper 32 bits */
 232                 v =            get_tarval_sub_bits(tv, 7);
 233                 v = (v << 8) | get_tarval_sub_bits(tv, 6);
 234                 v = (v << 8) | get_tarval_sub_bits(tv, 5);
 235                 v = (v << 8) | get_tarval_sub_bits(tv, 4);
 236                 *resH = new_Const_long(mode_Is, v);
 237
 238                 /* get the lower 32 bits */
 239                 v =            get_tarval_sub_bits(tv, 3);
 240                 v = (v << 8) | get_tarval_sub_bits(tv, 2);
 241                 v = (v << 8) | get_tarval_sub_bits(tv, 1);
 242                 v = (v << 8) | get_tarval_sub_bits(tv, 0);
 243                 *resL = new_Const_long(mode_Is, v);
 244         } else if (is_Load(skip_Proj(arg))) {
 245                 /* FIXME: handling of low/high depends on LE/BE here */
 246                 panic("Unimplemented convert_dbl_to_int() case");
 247         }
 248         else {
 249                 ir_node *conv;
 250
 251                 conv = new_bd_arm_fpaDbl2GP(NULL, bl, arg, mem);
 252                 /* move high/low */
 253                 *resL = new_r_Proj(bl, conv, mode_Is, pn_arm_fpaDbl2GP_low);
 254                 *resH = new_r_Proj(bl, conv, mode_Is, pn_arm_fpaDbl2GP_high);
 255                 mem   = new_r_Proj(bl, conv, mode_M,  pn_arm_fpaDbl2GP_M);
 256         }
 257         return mem;
 258 }
 259
 260 /**
 261  * Move a single floating point value into an integer register.
 262  * Place the move operation into block bl.
 263  *
 264  * Handle some special cases here:
 265  * 1.) A constant: simply move
 266  * 2.) A load: simply load
 267  */
 268 static ir_node *convert_sng_to_int(ir_node *bl, ir_node *arg)
 269 {
 270         (void) bl;
 271
 272         if (is_Const(arg)) {
 273                 tarval *tv = get_Const_tarval(arg);
 274                 unsigned v;
 275
 276                 /* get the lower 32 bits */
 277                 v =            get_tarval_sub_bits(tv, 3);
 278                 v = (v << 8) | get_tarval_sub_bits(tv, 2);
 279                 v = (v << 8) | get_tarval_sub_bits(tv, 1);
 280                 v = (v << 8) | get_tarval_sub_bits(tv, 0);
 281                 return new_Const_long(mode_Is, v);
 282         } else if (is_Load(skip_Proj(arg))) {
 283                 ir_node *load;
 284
 285                 load = skip_Proj(arg);
 286         }
 287         panic("Unimplemented convert_sng_to_int() case");
 288 }
 289
 290 /**
 291  * Convert the arguments of a call to support the
 292  * ARM calling convention of general purpose AND floating
 293  * point arguments.
 294  */
 295 static void handle_calls(ir_node *call, void *env)
 296 {
 297         arm_code_gen_t *cg = env;
 298         int i, j, n, size, idx, flag, n_param, n_res, first_variadic;
 299         ir_type *mtp, *new_mtd, *new_tp[5];
 300         ir_node *new_in[5], **in;
 301         ir_node *bl;
 302
 303         if (! is_Call(call))
 304                 return;
 305
 306         /* check, if we need conversions */
 307         n = get_Call_n_params(call);
 308         mtp = get_Call_type(call);
 309         assert(get_method_n_params(mtp) == n);
 310
 311         /* it's always enough to handle the first 4 parameters */
 312         if (n > 4)
 313                 n = 4;
 314         flag = size = idx = 0;
 315         bl = get_nodes_block(call);
 316         for (i = 0; i < n; ++i) {
 317                 ir_type *param_tp = get_method_param_type(mtp, i);
 318
 319                 if (is_compound_type(param_tp)) {
 320                         /* an aggregate parameter: bad case */
 321                         assert(0);
 322                 }
 323                 else {
 324                         /* a primitive parameter */
 325                         ir_mode *mode = get_type_mode(param_tp);
 326
 327                         if (mode_is_float(mode)) {
 328                                 if (get_mode_size_bits(mode) > 32) {
 329                                         ir_node *mem = get_Call_mem(call);
 330
 331                                         /* Beware: ARM wants the high part first */
 332                                         size += 2 * 4;
 333                                         new_tp[idx]   = cg->int_tp;
 334                                         new_tp[idx+1] = cg->int_tp;
 335                                         mem = convert_dbl_to_int(bl, get_Call_param(call, i), mem, &new_in[idx], &new_in[idx+1]);
 336                                         idx += 2;
 337                                         set_Call_mem(call, mem);
 338                                 }
 339                                 else {
 340                                         size += 4;
 341                                         new_tp[idx] = cg->int_tp;
 342                                         new_in[idx] = convert_sng_to_int(bl, get_Call_param(call, i));
 343                                         ++idx;
 344                                 }
 345                                 flag = 1;
 346                         }
 347                         else {
 348                                 size += 4;
 349                                 new_tp[idx] = param_tp;
 350                                 new_in[idx] = get_Call_param(call, i);
 351                                 ++idx;
 352                         }
 353                 }
 354
 355                 if (size >= 16)
 356                         break;
 357         }
 358
 359         /* if flag is NOT set, no need to translate the method type */
 360         if (! flag)
 361                 return;
 362
 363         /* construct a new method type */
 364         n       = i;
 365         n_param = get_method_n_params(mtp) - n + idx;
 366         n_res   = get_method_n_ress(mtp);
 367         new_mtd = new_d_type_method(get_type_ident(mtp), n_param, n_res, get_type_dbg_info(mtp));
 368
 369         for (i = 0; i < idx; ++i)
 370                 set_method_param_type(new_mtd, i, new_tp[i]);
 371         for (i = n, j = idx; i < get_method_n_params(mtp); ++i)
 372                 set_method_param_type(new_mtd, j++, get_method_param_type(mtp, i));
 373         for (i = 0; i < n_res; ++i)
 374                 set_method_res_type(new_mtd, i, get_method_res_type(mtp, i));
 375
 376         set_method_calling_convention(new_mtd, get_method_calling_convention(mtp));
 377         first_variadic = get_method_first_variadic_param_index(mtp);
 378         if (first_variadic >= 0)
 379                 set_method_first_variadic_param_index(new_mtd, first_variadic);
 380
 381         if (is_lowered_type(mtp)) {
 382                 mtp = get_associated_type(mtp);
 383         }
 384         set_lowered_type(mtp, new_mtd);
 385
 386         set_Call_type(call, new_mtd);
 387
 388         /* calculate new in array of the Call */
 389         NEW_ARR_A(ir_node *, in, n_param + 2);
 390         for (i = 0; i < idx; ++i)
 391                 in[2 + i] = new_in[i];
 392         for (i = n, j = idx; i < get_method_n_params(mtp); ++i)
 393                 in[2 + j++] = get_Call_param(call, i);
 394
 395         in[0] = get_Call_mem(call);
 396         in[1] = get_Call_ptr(call);
 397
 398         /* finally, change the call inputs */
 399         set_irn_in(call, n_param + 2, in);
 400 }
 401
 402 /**
 403  * Handle graph transformations before the abi converter does its work.
 404  */
 405 static void arm_before_abi(void *self) {
 406         arm_code_gen_t *cg = self;
 407
 408         irg_walk_graph(cg->irg, NULL, handle_calls, cg);
 409 }
 410
 411 /* forward */
 412 static void *arm_cg_init(be_irg_t *birg);
 413
 414 static const arch_code_generator_if_t arm_code_gen_if = {
 415         arm_cg_init,
 416         NULL,               /* get_pic_base */
 417         arm_before_abi,     /* before abi introduce */
 418         arm_prepare_graph,
 419         NULL,               /* spill */
 420         arm_before_ra,      /* before register allocation hook */
 421         arm_after_ra,
 422         arm_finish_irg,
 423         arm_emit_and_done,
 424 };
 425
 426 /**
 427  * Initializes the code generator.
 428  */
 429 static void *arm_cg_init(be_irg_t *birg) {
 430         static ir_type *int_tp = NULL;
 431         arm_isa_t      *isa = (arm_isa_t *)birg->main_env->arch_env;
 432         arm_code_gen_t *cg;
 433
 434         if (! int_tp) {
 435                 /* create an integer type with machine size */
 436                 int_tp = new_type_primitive(new_id_from_chars("int", 3), mode_Is);
 437         }
 438
 439         cg = XMALLOC(arm_code_gen_t);
 440         cg->impl         = &arm_code_gen_if;
 441         cg->irg          = birg->irg;
 442         cg->reg_set      = new_set(arm_cmp_irn_reg_assoc, 1024);
 443         cg->isa          = isa;
 444         cg->birg         = birg;
 445         cg->int_tp       = int_tp;
 446         cg->have_fp_insn = 0;
 447         cg->unknown_gp   = NULL;
 448         cg->unknown_fpa  = NULL;
 449         cg->dump         = (birg->main_env->options->dump_flags & DUMP_BE) ? 1 : 0;
 450
 451         FIRM_DBG_REGISTER(cg->mod, "firm.be.arm.cg");
 452
 453         cur_reg_set = cg->reg_set;
 454
 455         /* enter the current code generator */
 456         isa->cg = cg;
 457
 458         return (arch_code_generator_t *)cg;
 459 }
 460
 461
 462 /**
 463  * Maps all intrinsic calls that the backend support
 464  * and map all instructions the backend did not support
 465  * to runtime calls.
 466  */
 467 static void arm_handle_intrinsics(void) {
 468         ir_type *tp, *int_tp, *uint_tp;
 469         i_record records[8];
 470         int n_records = 0;
 471
 472         runtime_rt rt_iDiv, rt_uDiv, rt_iMod, rt_uMod;
 473
 474 #define ID(x) new_id_from_chars(x, sizeof(x)-1)
 475
 476         int_tp  = new_type_primitive(ID("int"), mode_Is);
 477         uint_tp = new_type_primitive(ID("uint"), mode_Iu);
 478
 479         /* ARM has neither a signed div instruction ... */
 480         {
 481                 i_instr_record *map_Div = &records[n_records++].i_instr;
 482
 483                 tp = new_type_method(ID("rt_iDiv"), 2, 1);
 484                 set_method_param_type(tp, 0, int_tp);
 485                 set_method_param_type(tp, 1, int_tp);
 486                 set_method_res_type(tp, 0, int_tp);
 487
 488                 rt_iDiv.ent             = new_entity(get_glob_type(), ID("__divsi3"), tp);
 489                 set_entity_ld_ident(rt_iDiv.ent, ID("__divsi3"));
 490                 rt_iDiv.mode            = mode_T;
 491                 rt_iDiv.res_mode        = mode_Is;
 492                 rt_iDiv.mem_proj_nr     = pn_Div_M;
 493                 rt_iDiv.regular_proj_nr = pn_Div_X_regular;
 494                 rt_iDiv.exc_proj_nr     = pn_Div_X_except;
 495                 rt_iDiv.exc_mem_proj_nr = pn_Div_M;
 496                 rt_iDiv.res_proj_nr     = pn_Div_res;
 497
 498                 set_entity_visibility(rt_iDiv.ent, visibility_external_allocated);
 499
 500                 map_Div->kind     = INTRINSIC_INSTR;
 501                 map_Div->op       = op_Div;
 502                 map_Div->i_mapper = (i_mapper_func)i_mapper_RuntimeCall;
 503                 map_Div->ctx      = &rt_iDiv;
 504         }
 505         /* ... nor an unsigned div instruction ... */
 506         {
 507                 i_instr_record *map_Div = &records[n_records++].i_instr;
 508
 509                 tp = new_type_method(ID("rt_uDiv"), 2, 1);
 510                 set_method_param_type(tp, 0, uint_tp);
 511                 set_method_param_type(tp, 1, uint_tp);
 512                 set_method_res_type(tp, 0, uint_tp);
 513
 514                 rt_uDiv.ent             = new_entity(get_glob_type(), ID("__udivsi3"), tp);
 515                 set_entity_ld_ident(rt_uDiv.ent, ID("__udivsi3"));
 516                 rt_uDiv.mode            = mode_T;
 517                 rt_uDiv.res_mode        = mode_Iu;
 518                 rt_uDiv.mem_proj_nr     = pn_Div_M;
 519                 rt_uDiv.regular_proj_nr = pn_Div_X_regular;
 520                 rt_uDiv.exc_proj_nr     = pn_Div_X_except;
 521                 rt_uDiv.exc_mem_proj_nr = pn_Div_M;
 522                 rt_uDiv.res_proj_nr     = pn_Div_res;
 523
 524                 set_entity_visibility(rt_uDiv.ent, visibility_external_allocated);
 525
 526                 map_Div->kind     = INTRINSIC_INSTR;
 527                 map_Div->op       = op_Div;
 528                 map_Div->i_mapper = (i_mapper_func)i_mapper_RuntimeCall;
 529                 map_Div->ctx      = &rt_uDiv;
 530         }
 531         /* ... nor a signed mod instruction ... */
 532         {
 533                 i_instr_record *map_Mod = &records[n_records++].i_instr;
 534
 535                 tp = new_type_method(ID("rt_iMod"), 2, 1);
 536                 set_method_param_type(tp, 0, int_tp);
 537                 set_method_param_type(tp, 1, int_tp);
 538                 set_method_res_type(tp, 0, int_tp);
 539
 540                 rt_iMod.ent             = new_entity(get_glob_type(), ID("__modsi3"), tp);
 541                 set_entity_ld_ident(rt_iMod.ent, ID("__modsi3"));
 542                 rt_iMod.mode            = mode_T;
 543                 rt_iMod.res_mode        = mode_Is;
 544                 rt_iMod.mem_proj_nr     = pn_Mod_M;
 545                 rt_iMod.regular_proj_nr = pn_Mod_X_regular;
 546                 rt_iMod.exc_proj_nr     = pn_Mod_X_except;
 547                 rt_iMod.exc_mem_proj_nr = pn_Mod_M;
 548                 rt_iMod.res_proj_nr     = pn_Mod_res;
 549
 550                 set_entity_visibility(rt_iMod.ent, visibility_external_allocated);
 551
 552                 map_Mod->kind     = INTRINSIC_INSTR;
 553                 map_Mod->op       = op_Mod;
 554                 map_Mod->i_mapper = (i_mapper_func)i_mapper_RuntimeCall;
 555                 map_Mod->ctx      = &rt_iMod;
 556         }
 557         /* ... nor an unsigned mod. */
 558         {
 559                 i_instr_record *map_Mod = &records[n_records++].i_instr;
 560
 561                 tp = new_type_method(ID("rt_uMod"), 2, 1);
 562                 set_method_param_type(tp, 0, uint_tp);
 563                 set_method_param_type(tp, 1, uint_tp);
 564                 set_method_res_type(tp, 0, uint_tp);
 565
 566                 rt_uMod.ent             = new_entity(get_glob_type(), ID("__umodsi3"), tp);
 567                 set_entity_ld_ident(rt_uMod.ent, ID("__umodsi3"));
 568                 rt_uMod.mode            = mode_T;
 569                 rt_uMod.res_mode        = mode_Iu;
 570                 rt_uMod.mem_proj_nr     = pn_Mod_M;
 571                 rt_uMod.regular_proj_nr = pn_Mod_X_regular;
 572                 rt_uMod.exc_proj_nr     = pn_Mod_X_except;
 573                 rt_uMod.exc_mem_proj_nr = pn_Mod_M;
 574                 rt_uMod.res_proj_nr     = pn_Mod_res;
 575
 576                 set_entity_visibility(rt_uMod.ent, visibility_external_allocated);
 577
 578                 map_Mod->kind     = INTRINSIC_INSTR;
 579                 map_Mod->op       = op_Mod;
 580                 map_Mod->i_mapper = (i_mapper_func)i_mapper_RuntimeCall;
 581                 map_Mod->ctx      = &rt_uMod;
 582         }
 583
 584         if (n_records > 0)
 585                 lower_intrinsics(records, n_records, /*part_block_used=*/0);
 586 }
 587
 588 /*****************************************************************
 589  *  ____             _                  _   _____  _____
 590  * |  _ \           | |                | | |_   _|/ ____|  /\
 591  * | |_) | __ _  ___| | _____ _ __   __| |   | | | (___   /  \
 592  * |  _ < / _` |/ __| |/ / _ \ '_ \ / _` |   | |  \___ \ / /\ \
 593  * | |_) | (_| | (__|   <  __/ | | | (_| |  _| |_ ____) / ____ \
 594  * |____/ \__,_|\___|_|\_\___|_| |_|\__,_| |_____|_____/_/    \_\
 595  *
 596  *****************************************************************/
 597
 598 static arm_isa_t arm_isa_template = {
 599         {
 600                 &arm_isa_if,           /* isa interface */
 601                 &arm_gp_regs[REG_SP],  /* stack pointer */
 602                 &arm_gp_regs[REG_R11], /* base pointer */
 603                 &arm_reg_classes[CLASS_arm_gp],  /* static link pointer class */
 604                 -1,                    /* stack direction */
 605                 2,                     /* power of two stack alignment for calls, 2^2 == 4 */
 606                 NULL,                  /* main environment */
 607                 7,                     /* spill costs */
 608                 5,                     /* reload costs */
 609         },
 610         0,                     /* use generic register names instead of SP, LR, PC */
 611         ARM_FPU_ARCH_FPE,      /* FPU architecture */
 612         NULL,                  /* current code generator */
 613 };
 614
 615 /**
 616  * Initializes the backend ISA and opens the output file.
 617  */
 618 static arch_env_t *arm_init(FILE *file_handle) {
 619         static int inited = 0;
 620         arm_isa_t *isa;
 621
 622         if (inited)
 623                 return NULL;
 624
 625         isa = XMALLOC(arm_isa_t);
 626         memcpy(isa, &arm_isa_template, sizeof(*isa));
 627
 628         arm_register_init();
 629
 630         isa->cg  = NULL;
 631         be_emit_init(file_handle);
 632
 633         arm_create_opcodes(&arm_irn_ops);
 634         arm_handle_intrinsics();
 635
 636         /* needed for the debug support */
 637         be_gas_emit_switch_section(GAS_SECTION_TEXT);
 638         be_emit_cstring(".Ltext0:\n");
 639         be_emit_write_line();
 640
 641         /* we mark referenced global entities, so we can only emit those which
 642          * are actually referenced. (Note: you mustn't use the type visited flag
 643          * elsewhere in the backend)
 644          */
 645         inc_master_type_visited();
 646
 647         inited = 1;
 648         return &isa->arch_env;
 649 }
 650
 651
 652
 653 /**
 654  * Closes the output file and frees the ISA structure.
 655  */
 656 static void arm_done(void *self) {
 657         arm_isa_t *isa = self;
 658
 659         be_gas_emit_decls(isa->arch_env.main_env, 1);
 660
 661         be_emit_exit();
 662         free(self);
 663 }
 664
 665
 666 /**
 667  * Report the number of register classes.
 668  * If we don't have fp instructions, report only GP
 669  * here to speed up register allocation (and makes dumps
 670  * smaller and more readable).
 671  */
 672 static unsigned arm_get_n_reg_class(void) {
 673         return N_CLASSES;
 674 }
 675
 676 /**
 677  * Return the register class with requested index.
 678  */
 679 static const arch_register_class_t *arm_get_reg_class(unsigned i) {
 680         assert(i < N_CLASSES);
 681         return &arm_reg_classes[i];
 682 }
 683
 684 /**
 685  * Get the register class which shall be used to store a value of a given mode.
 686  * @param self The this pointer.
 687  * @param mode The mode in question.
 688  * @return A register class which can hold values of the given mode.
 689  */
 690 const arch_register_class_t *arm_get_reg_class_for_mode(const ir_mode *mode) {
 691         if (mode_is_float(mode))
 692                 return &arm_reg_classes[CLASS_arm_fpa];
 693         else
 694                 return &arm_reg_classes[CLASS_arm_gp];
 695 }
 696
 697 /**
 698  * Produces the type which sits between the stack args and the locals on the stack.
 699  * it will contain the return address and space to store the old base pointer.
 700  * @return The Firm type modeling the ABI between type.
 701  */
 702 static ir_type *arm_get_between_type(void *self) {
 703         static ir_type *between_type = NULL;
 704         static ir_entity *old_bp_ent = NULL;
 705         (void) self;
 706
 707         if (between_type == NULL) {
 708                 ir_entity *ret_addr_ent;
 709                 ir_type *ret_addr_type = new_type_primitive(new_id_from_str("return_addr"), mode_P);
 710                 ir_type *old_bp_type   = new_type_primitive(new_id_from_str("bp"), mode_P);
 711
 712                 between_type           = new_type_class(new_id_from_str("arm_between_type"));
 713                 old_bp_ent             = new_entity(between_type, new_id_from_str("old_bp"), old_bp_type);
 714                 ret_addr_ent           = new_entity(between_type, new_id_from_str("old_bp"), ret_addr_type);
 715
 716                 set_entity_offset(old_bp_ent, 0);
 717                 set_entity_offset(ret_addr_ent, get_type_size_bytes(old_bp_type));
 718                 set_type_size_bytes(between_type, get_type_size_bytes(old_bp_type) + get_type_size_bytes(ret_addr_type));
 719         }
 720
 721         return between_type;
 722 }
 723
 724
 725 typedef struct {
 726         be_abi_call_flags_bits_t flags;
 727         const arch_env_t *arch_env;
 728         ir_graph *irg;
 729 } arm_abi_env_t;
 730
 731 static void *arm_abi_init(const be_abi_call_t *call, const arch_env_t *arch_env, ir_graph *irg)
 732 {
 733         arm_abi_env_t       *env = XMALLOC(arm_abi_env_t);
 734         be_abi_call_flags_t  fl  = be_abi_call_get_flags(call);
 735         env->flags    = fl.bits;
 736         env->irg      = irg;
 737         env->arch_env = arch_env;
 738         return env;
 739 }
 740
 741 /**
 742  * Generate the routine prologue.
 743  *
 744  * @param self       The callback object.
 745  * @param mem        A pointer to the mem node. Update this if you define new memory.
 746  * @param reg_map    A map mapping all callee_save/ignore/parameter registers to their defining nodes.
 747  * @param stack_bias Points to the current stack bias, can be modified if needed.
 748  *
 749  * @return        The register which shall be used as a stack frame base.
 750  *
 751  * All nodes which define registers in @p reg_map must keep @p reg_map current.
 752  */
 753 static const arch_register_t *arm_abi_prologue(void *self, ir_node **mem, pmap *reg_map, int *stack_bias) {
 754         arm_abi_env_t         *env = self;
 755         ir_node               *store;
 756         ir_graph              *irg;
 757         ir_node               *block;
 758         arch_register_class_t *gp;
 759
 760         ir_node               *fp, *ip, *lr, *pc;
 761         ir_node               *sp = be_abi_reg_map_get(reg_map, env->arch_env->sp);
 762
 763         (void) stack_bias;
 764
 765         if (env->flags.try_omit_fp)
 766                 return env->arch_env->sp;
 767
 768         fp = be_abi_reg_map_get(reg_map, env->arch_env->bp);
 769         ip = be_abi_reg_map_get(reg_map, &arm_gp_regs[REG_R12]);
 770         lr = be_abi_reg_map_get(reg_map, &arm_gp_regs[REG_LR]);
 771         pc = be_abi_reg_map_get(reg_map, &arm_gp_regs[REG_PC]);
 772
 773         gp    = &arm_reg_classes[CLASS_arm_gp];
 774         irg   = env->irg;
 775         block = get_irg_start_block(irg);
 776
 777         /* mark bp register as ignore */
 778         be_set_constr_single_reg_out(get_Proj_pred(fp),
 779                                      get_Proj_proj(fp), env->arch_env->bp,
 780                                      arch_register_req_type_ignore);
 781
 782         /* copy SP to IP (so we can spill it */
 783         ip = be_new_Copy(gp, block, sp);
 784         be_set_constr_single_reg_out(ip, 0, &arm_gp_regs[REG_R12], 0);
 785
 786         /* spill stuff */
 787         store = new_bd_arm_StoreStackM4Inc(NULL, block, sp, fp, ip, lr, pc, *mem);
 788
 789         sp = new_r_Proj(block, store, env->arch_env->sp->reg_class->mode, pn_arm_StoreStackM4Inc_ptr);
 790         arch_set_irn_register(sp, env->arch_env->sp);
 791         *mem = new_r_Proj(block, store, mode_M, pn_arm_StoreStackM4Inc_M);
 792
 793         /* frame pointer is ip-4 (because ip is our old sp value) */
 794         fp = new_bd_arm_Sub_i(NULL, block, ip, get_irn_mode(fp), 4);
 795         arch_set_irn_register(fp, env->arch_env->bp);
 796
 797         /* beware: we change the fp but the StoreStackM4Inc above wants the old
 798          * fp value. We are not allowed to spill or anything in the prolog, so we
 799          * have to enforce some order here. (scheduler/regalloc are too stupid
 800          * to extract this order from register requirements) */
 801         add_irn_dep(fp, store);
 802
 803         fp = be_new_Copy(gp, block, fp); // XXX Gammelfix: only be_ have custom register requirements
 804         be_set_constr_single_reg_out(fp, 0, env->arch_env->bp,
 805                                      arch_register_req_type_ignore);
 806         arch_set_irn_register(fp, env->arch_env->bp);
 807
 808         be_abi_reg_map_set(reg_map, env->arch_env->bp, fp);
 809         be_abi_reg_map_set(reg_map, &arm_gp_regs[REG_R12], ip);
 810         be_abi_reg_map_set(reg_map, env->arch_env->sp, sp);
 811         be_abi_reg_map_set(reg_map, &arm_gp_regs[REG_LR], lr);
 812         be_abi_reg_map_set(reg_map, &arm_gp_regs[REG_PC], pc);
 813
 814         return env->arch_env->bp;
 815 }
 816
 817 /**
 818  * Builds the ARM epilogue
 819  */
 820 static void arm_abi_epilogue(void *self, ir_node *bl, ir_node **mem, pmap *reg_map) {
 821         arm_abi_env_t *env = self;
 822         ir_node *curr_sp = be_abi_reg_map_get(reg_map, env->arch_env->sp);
 823         ir_node *curr_bp = be_abi_reg_map_get(reg_map, env->arch_env->bp);
 824         ir_node *curr_pc = be_abi_reg_map_get(reg_map, &arm_gp_regs[REG_PC]);
 825         ir_node *curr_lr = be_abi_reg_map_get(reg_map, &arm_gp_regs[REG_LR]);
 826
 827         // TODO: Activate Omit fp in epilogue
 828         if (env->flags.try_omit_fp) {
 829                 curr_sp = be_new_IncSP(env->arch_env->sp, bl, curr_sp, BE_STACK_FRAME_SIZE_SHRINK, 0);
 830
 831                 curr_lr = be_new_CopyKeep_single(&arm_reg_classes[CLASS_arm_gp], bl, curr_lr, curr_sp, get_irn_mode(curr_lr));
 832                 be_set_constr_single_reg_out(curr_lr, 0, &arm_gp_regs[REG_LR], 0);
 833
 834                 curr_pc = be_new_Copy(&arm_reg_classes[CLASS_arm_gp], bl, curr_lr );
 835                 be_set_constr_single_reg_out(curr_pc, BE_OUT_POS(0), &arm_gp_regs[REG_PC], 0);
 836         } else {
 837                 ir_node *load_node;
 838
 839                 load_node = new_bd_arm_LoadStackM3Epilogue(NULL, bl, curr_bp, *mem);
 840
 841                 curr_bp = new_r_Proj(bl, load_node, env->arch_env->bp->reg_class->mode, pn_arm_LoadStackM3Epilogue_res0);
 842                 curr_sp = new_r_Proj(bl, load_node, env->arch_env->sp->reg_class->mode, pn_arm_LoadStackM3Epilogue_res1);
 843                 curr_pc = new_r_Proj(bl, load_node, mode_Iu, pn_arm_LoadStackM3Epilogue_res2);
 844                 *mem    = new_r_Proj(bl, load_node, mode_M, pn_arm_LoadStackM3Epilogue_M);
 845                 arch_set_irn_register(curr_bp, env->arch_env->bp);
 846                 arch_set_irn_register(curr_sp, env->arch_env->sp);
 847                 arch_set_irn_register(curr_pc, &arm_gp_regs[REG_PC]);
 848         }
 849         be_abi_reg_map_set(reg_map, env->arch_env->sp, curr_sp);
 850         be_abi_reg_map_set(reg_map, env->arch_env->bp, curr_bp);
 851         be_abi_reg_map_set(reg_map, &arm_gp_regs[REG_LR], curr_lr);
 852         be_abi_reg_map_set(reg_map, &arm_gp_regs[REG_PC], curr_pc);
 853 }
 854
 855 static const be_abi_callbacks_t arm_abi_callbacks = {
 856         arm_abi_init,
 857         free,
 858         arm_get_between_type,
 859         arm_abi_prologue,
 860         arm_abi_epilogue,
 861 };
 862
 863
 864 /**
 865  * Get the ABI restrictions for procedure calls.
 866  * @param self        The this pointer.
 867  * @param method_type The type of the method (procedure) in question.
 868  * @param abi         The abi object to be modified
 869  */
 870 void arm_get_call_abi(const void *self, ir_type *method_type, be_abi_call_t *abi) {
 871         ir_type  *tp;
 872         ir_mode  *mode;
 873         int       i;
 874         int       n = get_method_n_params(method_type);
 875         be_abi_call_flags_t call_flags = be_abi_call_get_flags(abi);
 876         (void) self;
 877
 878         /* set abi flags for calls */
 879         call_flags.bits.left_to_right         = 0;
 880         call_flags.bits.store_args_sequential = 0;
 881         /* call_flags.bits.try_omit_fp     don't change this we can handle both */
 882         call_flags.bits.fp_free               = 0;
 883         call_flags.bits.call_has_imm          = 1;  /* IA32 calls can have immediate address */
 884
 885         /* set stack parameter passing style */
 886         be_abi_call_set_flags(abi, call_flags, &arm_abi_callbacks);
 887
 888         for (i = 0; i < n; i++) {
 889                 /* reg = get reg for param i;          */
 890                 /* be_abi_call_param_reg(abi, i, reg); */
 891                 if (i < 4) {
 892                         be_abi_call_param_reg(abi, i, arm_get_RegParam_reg(i));
 893                 } else {
 894                         tp   = get_method_param_type(method_type, i);
 895                         mode = get_type_mode(tp);
 896                         be_abi_call_param_stack(abi, i, mode, 4, 0, 0);
 897                 }
 898         }
 899
 900         /* set return registers */
 901         n = get_method_n_ress(method_type);
 902
 903         assert(n <= 2 && "more than two results not supported");
 904
 905         /* In case of 64bit returns, we will have two 32bit values */
 906         if (n == 2) {
 907                 tp   = get_method_res_type(method_type, 0);
 908                 mode = get_type_mode(tp);
 909
 910                 assert(!mode_is_float(mode) && "two FP results not supported");
 911
 912                 tp   = get_method_res_type(method_type, 1);
 913                 mode = get_type_mode(tp);
 914
 915                 assert(!mode_is_float(mode) && "mixed INT, FP results not supported");
 916
 917                 be_abi_call_res_reg(abi, 0, &arm_gp_regs[REG_R0]);
 918                 be_abi_call_res_reg(abi, 1, &arm_gp_regs[REG_R1]);
 919         } else if (n == 1) {
 920                 const arch_register_t *reg;
 921
 922                 tp   = get_method_res_type(method_type, 0);
 923                 assert(is_atomic_type(tp));
 924                 mode = get_type_mode(tp);
 925
 926                 reg = mode_is_float(mode) ? &arm_fpa_regs[REG_F0] : &arm_gp_regs[REG_R0];
 927                 be_abi_call_res_reg(abi, 0, reg);
 928         }
 929 }
 930
 931 int arm_to_appear_in_schedule(void *block_env, const ir_node *irn) {
 932         (void) block_env;
 933         if(!is_arm_irn(irn))
 934                 return -1;
 935
 936         return 1;
 937 }
 938
 939 /**
 940  * Initializes the code generator interface.
 941  */
 942 static const arch_code_generator_if_t *arm_get_code_generator_if(void *self) {
 943         (void) self;
 944         return &arm_code_gen_if;
 945 }
 946
 947 list_sched_selector_t arm_sched_selector;
 948
 949 /**
 950  * Returns the reg_pressure scheduler with to_appear_in_schedule() over\loaded
 951  */
 952 static const list_sched_selector_t *arm_get_list_sched_selector(const void *self, list_sched_selector_t *selector) {
 953         (void) self;
 954         memcpy(&arm_sched_selector, selector, sizeof(arm_sched_selector));
 955         /* arm_sched_selector.exectime              = arm_sched_exectime; */
 956         arm_sched_selector.to_appear_in_schedule = arm_to_appear_in_schedule;
 957         return &arm_sched_selector;
 958
 959 }
 960
 961 static const ilp_sched_selector_t *arm_get_ilp_sched_selector(const void *self) {
 962         (void) self;
 963         return NULL;
 964 }
 965
 966 /**
 967  * Returns the necessary byte alignment for storing a register of given class.
 968  */
 969 static int arm_get_reg_class_alignment(const arch_register_class_t *cls)
 970 {
 971         (void) cls;
 972         /* ARM is a 32 bit CPU, no need for other alignment */
 973         return 4;
 974 }
 975
 976 static const be_execution_unit_t ***arm_get_allowed_execution_units(const ir_node *irn) {
 977         (void) irn;
 978         /* TODO */
 979         panic("Unimplemented arm_get_allowed_execution_units()");
 980 }
 981
 982 static const be_machine_t *arm_get_machine(const void *self) {
 983         (void) self;
 984         /* TODO */
 985         panic("Unimplemented arm_get_machine()");
 986 }
 987
 988 /**
 989  * Return irp irgs in the desired order.
 990  */
 991 static ir_graph **arm_get_irg_list(const void *self, ir_graph ***irg_list) {
 992         (void) self;
 993         (void) irg_list;
 994         return NULL;
 995 }
 996
 997 /**
 998  * Allows or disallows the creation of Psi nodes for the given Phi nodes.
 999  * @return 1 if allowed, 0 otherwise
1000  */
1001 static int arm_is_psi_allowed(ir_node *sel, ir_node *phi_list, int i, int j) {
1002         ir_node *cmp, *cmp_a, *phi;
1003         ir_mode *mode;
1004
1005
1006         /* currently Psi support is not implemented */
1007         return 0;
1008
1009 /* we don't want long long Psi */
1010 #define IS_BAD_PSI_MODE(mode) (!mode_is_float(mode) && get_mode_size_bits(mode) > 32)
1011
1012         if (get_irn_mode(sel) != mode_b)
1013                 return 0;
1014
1015         cmp   = get_Proj_pred(sel);
1016         cmp_a = get_Cmp_left(cmp);
1017         mode  = get_irn_mode(cmp_a);
1018
1019         if (IS_BAD_PSI_MODE(mode))
1020                 return 0;
1021
1022         /* check the Phi nodes */
1023         for (phi = phi_list; phi; phi = get_irn_link(phi)) {
1024                 ir_node *pred_i = get_irn_n(phi, i);
1025                 ir_node *pred_j = get_irn_n(phi, j);
1026                 ir_mode *mode_i = get_irn_mode(pred_i);
1027                 ir_mode *mode_j = get_irn_mode(pred_j);
1028
1029                 if (IS_BAD_PSI_MODE(mode_i) || IS_BAD_PSI_MODE(mode_j))
1030                         return 0;
1031         }
1032
1033 #undef IS_BAD_PSI_MODE
1034
1035         return 1;
1036 }
1037
1038 static asm_constraint_flags_t arm_parse_asm_constraint(const char **c)
1039 {
1040         /* asm not supported */
1041         (void) c;
1042         return ASM_CONSTRAINT_FLAG_INVALID;
1043 }
1044
1045 static int arm_is_valid_clobber(const char *clobber)
1046 {
1047         (void) clobber;
1048         return 0;
1049 }
1050
1051 /**
1052  * Returns the libFirm configuration parameter for this backend.
1053  */
1054 static const backend_params *arm_get_libfirm_params(void) {
1055         static const ir_settings_if_conv_t ifconv = {
1056                 4,                    /* maxdepth, doesn't matter for Psi-conversion */
1057                 arm_is_psi_allowed   /* allows or disallows Psi creation for given selector */
1058         };
1059         static ir_settings_arch_dep_t ad = {
1060                 1,    /* allow subs */
1061                 1,        /* Muls are fast enough on ARM but ... */
1062                 31,   /* ... one shift would be possible better */
1063                 NULL, /* no evaluator function */
1064                 0,    /* SMUL is needed, only in Arch M */
1065                 0,    /* UMUL is needed, only in Arch M */
1066                 32,   /* SMUL & UMUL available for 32 bit */
1067         };
1068         static backend_params p = {
1069                 1,     /* need dword lowering */
1070                 0,     /* don't support inline assembler yet */
1071                 NULL,  /* will be set later */
1072                 NULL,  /* but yet no creator function */
1073                 NULL,  /* context for create_intrinsic_fkt */
1074                 NULL,  /* ifconv_info will be set below */
1075                 NULL,  /* float arithmetic mode (TODO) */
1076                 0,     /* no trampoline support: size 0 */
1077                 0,     /* no trampoline support: align 0 */
1078                 NULL,  /* no trampoline support: no trampoline builder */
1079                 4      /* alignment of stack parameter */
1080         };
1081
1082         p.dep_param    = &ad;
1083         p.if_conv_info = &ifconv;
1084         return &p;
1085 }
1086
1087 /* fpu set architectures. */
1088 static const lc_opt_enum_int_items_t arm_fpu_items[] = {
1089         { "softfloat", ARM_FPU_ARCH_SOFTFLOAT },
1090         { "fpe",       ARM_FPU_ARCH_FPE },
1091         { "fpa",       ARM_FPU_ARCH_FPA },
1092         { "vfp1xd",    ARM_FPU_ARCH_VFP_V1xD },
1093         { "vfp1",      ARM_FPU_ARCH_VFP_V1 },
1094         { "vfp2",      ARM_FPU_ARCH_VFP_V2 },
1095         { NULL,        0 }
1096 };
1097
1098 static lc_opt_enum_int_var_t arch_fpu_var = {
1099         &arm_isa_template.fpu_arch, arm_fpu_items
1100 };
1101
1102 static const lc_opt_table_entry_t arm_options[] = {
1103         LC_OPT_ENT_ENUM_INT("fpunit",    "select the floating point unit", &arch_fpu_var),
1104         LC_OPT_ENT_BOOL("gen_reg_names", "use generic register names", &arm_isa_template.gen_reg_names),
1105         LC_OPT_LAST
1106 };
1107
1108 const arch_isa_if_t arm_isa_if = {
1109         arm_init,
1110         arm_done,
1111         NULL,  /* handle_intrinsics */
1112         arm_get_n_reg_class,
1113         arm_get_reg_class,
1114         arm_get_reg_class_for_mode,
1115         arm_get_call_abi,
1116         arm_get_code_generator_if,
1117         arm_get_list_sched_selector,
1118         arm_get_ilp_sched_selector,
1119         arm_get_reg_class_alignment,
1120         arm_get_libfirm_params,
1121         arm_get_allowed_execution_units,
1122         arm_get_machine,
1123         arm_get_irg_list,
1124         NULL,               /* mark remat */
1125         arm_parse_asm_constraint,
1126         arm_is_valid_clobber
1127 };
1128
1129 void be_init_arch_arm(void)
1130 {
1131         lc_opt_entry_t *be_grp = lc_opt_get_grp(firm_opt_get_root(), "be");
1132         lc_opt_entry_t *arm_grp = lc_opt_get_grp(be_grp, "arm");
1133
1134         lc_opt_add_table(arm_grp, arm_options);
1135
1136         be_register_isa_if("arm", &arm_isa_if);
1137
1138         arm_init_transform();
1139         arm_init_emitter();
1140 }
1141
1142 BE_REGISTER_MODULE_CONSTRUCTOR(be_init_arch_arm);