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 "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"
  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 #include "../beflags.h"
  61
  62 #include "bearch_arm_t.h"
  63
  64 #include "arm_new_nodes.h"
  65 #include "gen_arm_regalloc_if.h"
  66 #include "arm_transform.h"
  67 #include "arm_optimize.h"
  68 #include "arm_emitter.h"
  69 #include "arm_map_regs.h"
  70
  71 static arch_irn_class_t arm_classify(const ir_node *irn)
  72 {
  73         (void) irn;
  74         return 0;
  75 }
  76
  77 static ir_entity *arm_get_frame_entity(const ir_node *irn)
  78 {
  79         const arm_attr_t *attr = get_arm_attr_const(irn);
  80
  81         if (is_arm_FrameAddr(irn)) {
  82                 const arm_SymConst_attr_t *attr = get_irn_generic_attr_const(irn);
  83                 return attr->entity;
  84         }
  85         if (attr->is_load_store) {
  86                 const arm_load_store_attr_t *load_store_attr
  87                         = get_arm_load_store_attr_const(irn);
  88                 if (load_store_attr->is_frame_entity) {
  89                         return load_store_attr->entity;
  90                 }
  91         }
  92         return NULL;
  93 }
  94
  95 static void arm_set_frame_entity(ir_node *irn, ir_entity *ent)
  96 {
  97         (void) irn;
  98         (void) ent;
  99         panic("arm_set_frame_entity() called. This should not happen.");
 100 }
 101
 102 /**
 103  * This function is called by the generic backend to correct offsets for
 104  * nodes accessing the stack.
 105  */
 106 static void arm_set_stack_bias(ir_node *irn, int bias)
 107 {
 108         if (is_arm_FrameAddr(irn)) {
 109                 arm_SymConst_attr_t *attr = get_irn_generic_attr(irn);
 110                 attr->fp_offset += bias;
 111         } else {
 112                 arm_load_store_attr_t *attr = get_arm_load_store_attr(irn);
 113                 assert(attr->base.is_load_store);
 114                 attr->offset += bias;
 115         }
 116 }
 117
 118 static int arm_get_sp_bias(const ir_node *irn)
 119 {
 120         /* We don't have any nodes changing the stack pointer.
 121                 TODO: we probably want to support post-/pre increment/decrement later */
 122         (void) irn;
 123         return 0;
 124 }
 125
 126 /* fill register allocator interface */
 127
 128 static const arch_irn_ops_t arm_irn_ops = {
 129         get_arm_in_req,
 130         arm_classify,
 131         arm_get_frame_entity,
 132         arm_set_frame_entity,
 133         arm_set_stack_bias,
 134         arm_get_sp_bias,
 135         NULL,    /* get_inverse             */
 136         NULL,    /* get_op_estimated_cost   */
 137         NULL,    /* possible_memory_operand */
 138         NULL,    /* perform_memory_operand  */
 139 };
 140
 141 /**
 142  * Transforms the standard Firm graph into
 143  * a ARM firm graph.
 144  */
 145 static void arm_prepare_graph(void *self)
 146 {
 147         arm_code_gen_t *cg = self;
 148
 149         /* transform nodes into assembler instructions */
 150         arm_transform_graph(cg);
 151
 152         /* do local optimizations (mainly CSE) */
 153         local_optimize_graph(cg->irg);
 154
 155         if (cg->dump)
 156                 be_dump(cg->irg, "-transformed", dump_ir_block_graph_sched);
 157
 158         /* do code placement, to optimize the position of constants */
 159         place_code(cg->irg);
 160
 161         if (cg->dump)
 162                 be_dump(cg->irg, "-place", dump_ir_block_graph_sched);
 163 }
 164
 165 /**
 166  * Called immediately before emit phase.
 167  */
 168 static void arm_finish_irg(void *self)
 169 {
 170         arm_code_gen_t *cg = self;
 171
 172         /* do peephole optimizations and fix stack offsets */
 173         arm_peephole_optimization(cg);
 174 }
 175
 176 static ir_node *arm_flags_remat(ir_node *node, ir_node *after)
 177 {
 178         ir_node *block;
 179         ir_node *copy;
 180
 181         if (is_Block(after)) {
 182                 block = after;
 183         } else {
 184                 block = get_nodes_block(after);
 185         }
 186         copy = exact_copy(node);
 187         set_nodes_block(copy, block);
 188         sched_add_after(after, copy);
 189         return copy;
 190 }
 191
 192 static void arm_before_ra(void *self)
 193 {
 194         arm_code_gen_t *cg = self;
 195
 196         be_sched_fix_flags(cg->birg, &arm_reg_classes[CLASS_arm_flags],
 197                            &arm_flags_remat);
 198 }
 199
 200 static void transform_Reload(ir_node *node)
 201 {
 202         ir_graph  *irg    = get_irn_irg(node);
 203         ir_node   *block  = get_nodes_block(node);
 204         dbg_info  *dbgi   = get_irn_dbg_info(node);
 205         ir_node   *ptr    = get_irg_frame(irg);
 206         ir_node   *mem    = get_irn_n(node, be_pos_Reload_mem);
 207         ir_mode   *mode   = get_irn_mode(node);
 208         ir_entity *entity = be_get_frame_entity(node);
 209         const arch_register_t *reg;
 210         ir_node   *proj;
 211         ir_node   *load;
 212
 213         ir_node  *sched_point = sched_prev(node);
 214
 215         load = new_bd_arm_Ldr(dbgi, block, ptr, mem, mode, entity, false, 0, true);
 216         sched_add_after(sched_point, load);
 217         sched_remove(node);
 218
 219         proj = new_rd_Proj(dbgi, load, mode, pn_arm_Ldr_res);
 220
 221         reg = arch_get_irn_register(node);
 222         arch_set_irn_register(proj, reg);
 223
 224         exchange(node, proj);
 225 }
 226
 227 static void transform_Spill(ir_node *node)
 228 {
 229         ir_graph  *irg    = get_irn_irg(node);
 230         ir_node   *block  = get_nodes_block(node);
 231         dbg_info  *dbgi   = get_irn_dbg_info(node);
 232         ir_node   *ptr    = get_irg_frame(irg);
 233         ir_node   *mem    = new_NoMem();
 234         ir_node   *val    = get_irn_n(node, be_pos_Spill_val);
 235         ir_mode   *mode   = get_irn_mode(val);
 236         ir_entity *entity = be_get_frame_entity(node);
 237         ir_node   *sched_point;
 238         ir_node   *store;
 239
 240         sched_point = sched_prev(node);
 241         store = new_bd_arm_Str(dbgi, block, ptr, val, mem, mode, entity, false, 0,
 242                                true);
 243
 244         sched_remove(node);
 245         sched_add_after(sched_point, store);
 246
 247         exchange(node, store);
 248 }
 249
 250 static void arm_after_ra_walker(ir_node *block, void *data)
 251 {
 252         ir_node *node, *prev;
 253         (void) data;
 254
 255         for (node = sched_last(block); !sched_is_begin(node); node = prev) {
 256                 prev = sched_prev(node);
 257
 258                 if (be_is_Reload(node)) {
 259                         transform_Reload(node);
 260                 } else if (be_is_Spill(node)) {
 261                         transform_Spill(node);
 262                 }
 263         }
 264 }
 265
 266 static void arm_after_ra(void *self)
 267 {
 268         arm_code_gen_t *cg = self;
 269         be_coalesce_spillslots(cg->birg);
 270
 271         irg_block_walk_graph(cg->irg, NULL, arm_after_ra_walker, NULL);
 272 }
 273
 274 /**
 275  * Emits the code, closes the output file and frees
 276  * the code generator interface.
 277  */
 278 static void arm_emit_and_done(void *self)
 279 {
 280         arm_code_gen_t *cg = self;
 281         ir_graph       *irg = cg->irg;
 282
 283         arm_gen_routine(cg, irg);
 284
 285         /* de-allocate code generator */
 286         del_set(cg->reg_set);
 287         free(self);
 288 }
 289
 290 /**
 291  * Move a double floating point value into an integer register.
 292  * Place the move operation into block bl.
 293  *
 294  * Handle some special cases here:
 295  * 1.) A constant: simply split into two
 296  * 2.) A load: simply split into two
 297  */
 298 static ir_node *convert_dbl_to_int(ir_node *bl, ir_node *arg, ir_node *mem,
 299                                    ir_node **resH, ir_node **resL)
 300 {
 301         if (is_Const(arg)) {
 302                 tarval *tv = get_Const_tarval(arg);
 303                 unsigned v;
 304
 305                 /* get the upper 32 bits */
 306                 v =            get_tarval_sub_bits(tv, 7);
 307                 v = (v << 8) | get_tarval_sub_bits(tv, 6);
 308                 v = (v << 8) | get_tarval_sub_bits(tv, 5);
 309                 v = (v << 8) | get_tarval_sub_bits(tv, 4);
 310                 *resH = new_Const_long(mode_Is, v);
 311
 312                 /* get the lower 32 bits */
 313                 v =            get_tarval_sub_bits(tv, 3);
 314                 v = (v << 8) | get_tarval_sub_bits(tv, 2);
 315                 v = (v << 8) | get_tarval_sub_bits(tv, 1);
 316                 v = (v << 8) | get_tarval_sub_bits(tv, 0);
 317                 *resL = new_Const_long(mode_Is, v);
 318         } else if (is_Load(skip_Proj(arg))) {
 319                 /* FIXME: handling of low/high depends on LE/BE here */
 320                 panic("Unimplemented convert_dbl_to_int() case");
 321         }
 322         else {
 323                 ir_node *conv;
 324
 325                 conv = new_bd_arm_fpaDbl2GP(NULL, bl, arg, mem);
 326                 /* move high/low */
 327                 *resL = new_r_Proj(conv, mode_Is, pn_arm_fpaDbl2GP_low);
 328                 *resH = new_r_Proj(conv, mode_Is, pn_arm_fpaDbl2GP_high);
 329                 mem   = new_r_Proj(conv, mode_M,  pn_arm_fpaDbl2GP_M);
 330         }
 331         return mem;
 332 }
 333
 334 /**
 335  * Move a single floating point value into an integer register.
 336  * Place the move operation into block bl.
 337  *
 338  * Handle some special cases here:
 339  * 1.) A constant: simply move
 340  * 2.) A load: simply load
 341  */
 342 static ir_node *convert_sng_to_int(ir_node *bl, ir_node *arg)
 343 {
 344         (void) bl;
 345
 346         if (is_Const(arg)) {
 347                 tarval *tv = get_Const_tarval(arg);
 348                 unsigned v;
 349
 350                 /* get the lower 32 bits */
 351                 v =            get_tarval_sub_bits(tv, 3);
 352                 v = (v << 8) | get_tarval_sub_bits(tv, 2);
 353                 v = (v << 8) | get_tarval_sub_bits(tv, 1);
 354                 v = (v << 8) | get_tarval_sub_bits(tv, 0);
 355                 return new_Const_long(mode_Is, v);
 356         } else if (is_Load(skip_Proj(arg))) {
 357                 ir_node *load;
 358
 359                 load = skip_Proj(arg);
 360         }
 361         panic("Unimplemented convert_sng_to_int() case");
 362 }
 363
 364 /**
 365  * Convert the arguments of a call to support the
 366  * ARM calling convention of general purpose AND floating
 367  * point arguments.
 368  */
 369 static void handle_calls(ir_node *call, void *env)
 370 {
 371         arm_code_gen_t *cg = env;
 372         int i, j, n, size, idx, flag, n_param, n_res, first_variadic;
 373         ir_type *mtp, *new_mtd, *new_tp[5];
 374         ir_node *new_in[5], **in;
 375         ir_node *bl;
 376
 377         if (! is_Call(call))
 378                 return;
 379
 380         /* check, if we need conversions */
 381         n = get_Call_n_params(call);
 382         mtp = get_Call_type(call);
 383         assert(get_method_n_params(mtp) == n);
 384
 385         /* it's always enough to handle the first 4 parameters */
 386         if (n > 4)
 387                 n = 4;
 388         flag = size = idx = 0;
 389         bl = get_nodes_block(call);
 390         for (i = 0; i < n; ++i) {
 391                 ir_type *param_tp = get_method_param_type(mtp, i);
 392
 393                 if (is_compound_type(param_tp)) {
 394                         /* an aggregate parameter: bad case */
 395                         assert(0);
 396                 }
 397                 else {
 398                         /* a primitive parameter */
 399                         ir_mode *mode = get_type_mode(param_tp);
 400
 401                         if (mode_is_float(mode)) {
 402                                 if (get_mode_size_bits(mode) > 32) {
 403                                         ir_node *mem = get_Call_mem(call);
 404
 405                                         /* Beware: ARM wants the high part first */
 406                                         size += 2 * 4;
 407                                         new_tp[idx]   = cg->int_tp;
 408                                         new_tp[idx+1] = cg->int_tp;
 409                                         mem = convert_dbl_to_int(bl, get_Call_param(call, i), mem, &new_in[idx], &new_in[idx+1]);
 410                                         idx += 2;
 411                                         set_Call_mem(call, mem);
 412                                 }
 413                                 else {
 414                                         size += 4;
 415                                         new_tp[idx] = cg->int_tp;
 416                                         new_in[idx] = convert_sng_to_int(bl, get_Call_param(call, i));
 417                                         ++idx;
 418                                 }
 419                                 flag = 1;
 420                         }
 421                         else {
 422                                 size += 4;
 423                                 new_tp[idx] = param_tp;
 424                                 new_in[idx] = get_Call_param(call, i);
 425                                 ++idx;
 426                         }
 427                 }
 428
 429                 if (size >= 16)
 430                         break;
 431         }
 432
 433         /* if flag is NOT set, no need to translate the method type */
 434         if (! flag)
 435                 return;
 436
 437         /* construct a new method type */
 438         n       = i;
 439         n_param = get_method_n_params(mtp) - n + idx;
 440         n_res   = get_method_n_ress(mtp);
 441         new_mtd = new_d_type_method(n_param, n_res, get_type_dbg_info(mtp));
 442
 443         for (i = 0; i < idx; ++i)
 444                 set_method_param_type(new_mtd, i, new_tp[i]);
 445         for (i = n, j = idx; i < get_method_n_params(mtp); ++i)
 446                 set_method_param_type(new_mtd, j++, get_method_param_type(mtp, i));
 447         for (i = 0; i < n_res; ++i)
 448                 set_method_res_type(new_mtd, i, get_method_res_type(mtp, i));
 449
 450         set_method_calling_convention(new_mtd, get_method_calling_convention(mtp));
 451         first_variadic = get_method_first_variadic_param_index(mtp);
 452         if (first_variadic >= 0)
 453                 set_method_first_variadic_param_index(new_mtd, first_variadic);
 454
 455         if (is_lowered_type(mtp)) {
 456                 mtp = get_associated_type(mtp);
 457         }
 458         set_lowered_type(mtp, new_mtd);
 459
 460         set_Call_type(call, new_mtd);
 461
 462         /* calculate new in array of the Call */
 463         NEW_ARR_A(ir_node *, in, n_param + 2);
 464         for (i = 0; i < idx; ++i)
 465                 in[2 + i] = new_in[i];
 466         for (i = n, j = idx; i < get_method_n_params(mtp); ++i)
 467                 in[2 + j++] = get_Call_param(call, i);
 468
 469         in[0] = get_Call_mem(call);
 470         in[1] = get_Call_ptr(call);
 471
 472         /* finally, change the call inputs */
 473         set_irn_in(call, n_param + 2, in);
 474 }
 475
 476 /**
 477  * Handle graph transformations before the abi converter does its work.
 478  */
 479 static void arm_before_abi(void *self)
 480 {
 481         arm_code_gen_t *cg = self;
 482
 483         irg_walk_graph(cg->irg, NULL, handle_calls, cg);
 484 }
 485
 486 /* forward */
 487 static void *arm_cg_init(be_irg_t *birg);
 488
 489 static const arch_code_generator_if_t arm_code_gen_if = {
 490         arm_cg_init,
 491         NULL,               /* get_pic_base */
 492         arm_before_abi,     /* before abi introduce */
 493         arm_prepare_graph,
 494         NULL,               /* spill */
 495         arm_before_ra,      /* before register allocation hook */
 496         arm_after_ra,
 497         arm_finish_irg,
 498         arm_emit_and_done,
 499 };
 500
 501 /**
 502  * Initializes the code generator.
 503  */
 504 static void *arm_cg_init(be_irg_t *birg)
 505 {
 506         static ir_type *int_tp = NULL;
 507         arm_isa_t      *isa = (arm_isa_t *)birg->main_env->arch_env;
 508         arm_code_gen_t *cg;
 509
 510         if (! int_tp) {
 511                 /* create an integer type with machine size */
 512                 int_tp = new_type_primitive(mode_Is);
 513         }
 514
 515         cg = XMALLOC(arm_code_gen_t);
 516         cg->impl         = &arm_code_gen_if;
 517         cg->irg          = birg->irg;
 518         cg->reg_set      = new_set(arm_cmp_irn_reg_assoc, 1024);
 519         cg->isa          = isa;
 520         cg->birg         = birg;
 521         cg->int_tp       = int_tp;
 522         cg->have_fp_insn = 0;
 523         cg->unknown_gp   = NULL;
 524         cg->unknown_fpa  = NULL;
 525         cg->dump         = (birg->main_env->options->dump_flags & DUMP_BE) ? 1 : 0;
 526
 527         FIRM_DBG_REGISTER(cg->mod, "firm.be.arm.cg");
 528
 529         /* enter the current code generator */
 530         isa->cg = cg;
 531
 532         return (arch_code_generator_t *)cg;
 533 }
 534
 535
 536 /**
 537  * Maps all intrinsic calls that the backend support
 538  * and map all instructions the backend did not support
 539  * to runtime calls.
 540  */
 541 static void arm_handle_intrinsics(void)
 542 {
 543         ir_type *tp, *int_tp, *uint_tp;
 544         i_record records[8];
 545         int n_records = 0;
 546
 547         runtime_rt rt_iDiv, rt_uDiv, rt_iMod, rt_uMod;
 548
 549 #define ID(x) new_id_from_chars(x, sizeof(x)-1)
 550
 551         int_tp  = new_type_primitive(mode_Is);
 552         uint_tp = new_type_primitive(mode_Iu);
 553
 554         /* ARM has neither a signed div instruction ... */
 555         {
 556                 i_instr_record *map_Div = &records[n_records++].i_instr;
 557
 558                 tp = new_type_method(2, 1);
 559                 set_method_param_type(tp, 0, int_tp);
 560                 set_method_param_type(tp, 1, int_tp);
 561                 set_method_res_type(tp, 0, int_tp);
 562
 563                 rt_iDiv.ent             = new_entity(get_glob_type(), ID("__divsi3"), tp);
 564                 set_entity_ld_ident(rt_iDiv.ent, ID("__divsi3"));
 565                 rt_iDiv.mode            = mode_T;
 566                 rt_iDiv.res_mode        = mode_Is;
 567                 rt_iDiv.mem_proj_nr     = pn_Div_M;
 568                 rt_iDiv.regular_proj_nr = pn_Div_X_regular;
 569                 rt_iDiv.exc_proj_nr     = pn_Div_X_except;
 570                 rt_iDiv.exc_mem_proj_nr = pn_Div_M;
 571                 rt_iDiv.res_proj_nr     = pn_Div_res;
 572
 573                 add_entity_linkage(rt_iDiv.ent, IR_LINKAGE_CONSTANT);
 574                 set_entity_visibility(rt_iDiv.ent, ir_visibility_external);
 575
 576                 map_Div->kind     = INTRINSIC_INSTR;
 577                 map_Div->op       = op_Div;
 578                 map_Div->i_mapper = (i_mapper_func)i_mapper_RuntimeCall;
 579                 map_Div->ctx      = &rt_iDiv;
 580         }
 581         /* ... nor an unsigned div instruction ... */
 582         {
 583                 i_instr_record *map_Div = &records[n_records++].i_instr;
 584
 585                 tp = new_type_method(2, 1);
 586                 set_method_param_type(tp, 0, uint_tp);
 587                 set_method_param_type(tp, 1, uint_tp);
 588                 set_method_res_type(tp, 0, uint_tp);
 589
 590                 rt_uDiv.ent             = new_entity(get_glob_type(), ID("__udivsi3"), tp);
 591                 set_entity_ld_ident(rt_uDiv.ent, ID("__udivsi3"));
 592                 rt_uDiv.mode            = mode_T;
 593                 rt_uDiv.res_mode        = mode_Iu;
 594                 rt_uDiv.mem_proj_nr     = pn_Div_M;
 595                 rt_uDiv.regular_proj_nr = pn_Div_X_regular;
 596                 rt_uDiv.exc_proj_nr     = pn_Div_X_except;
 597                 rt_uDiv.exc_mem_proj_nr = pn_Div_M;
 598                 rt_uDiv.res_proj_nr     = pn_Div_res;
 599
 600                 set_entity_visibility(rt_uDiv.ent, ir_visibility_external);
 601
 602                 map_Div->kind     = INTRINSIC_INSTR;
 603                 map_Div->op       = op_Div;
 604                 map_Div->i_mapper = (i_mapper_func)i_mapper_RuntimeCall;
 605                 map_Div->ctx      = &rt_uDiv;
 606         }
 607         /* ... nor a signed mod instruction ... */
 608         {
 609                 i_instr_record *map_Mod = &records[n_records++].i_instr;
 610
 611                 tp = new_type_method(2, 1);
 612                 set_method_param_type(tp, 0, int_tp);
 613                 set_method_param_type(tp, 1, int_tp);
 614                 set_method_res_type(tp, 0, int_tp);
 615
 616                 rt_iMod.ent             = new_entity(get_glob_type(), ID("__modsi3"), tp);
 617                 set_entity_ld_ident(rt_iMod.ent, ID("__modsi3"));
 618                 rt_iMod.mode            = mode_T;
 619                 rt_iMod.res_mode        = mode_Is;
 620                 rt_iMod.mem_proj_nr     = pn_Mod_M;
 621                 rt_iMod.regular_proj_nr = pn_Mod_X_regular;
 622                 rt_iMod.exc_proj_nr     = pn_Mod_X_except;
 623                 rt_iMod.exc_mem_proj_nr = pn_Mod_M;
 624                 rt_iMod.res_proj_nr     = pn_Mod_res;
 625
 626                 set_entity_visibility(rt_iMod.ent, ir_visibility_external);
 627
 628                 map_Mod->kind     = INTRINSIC_INSTR;
 629                 map_Mod->op       = op_Mod;
 630                 map_Mod->i_mapper = (i_mapper_func)i_mapper_RuntimeCall;
 631                 map_Mod->ctx      = &rt_iMod;
 632         }
 633         /* ... nor an unsigned mod. */
 634         {
 635                 i_instr_record *map_Mod = &records[n_records++].i_instr;
 636
 637                 tp = new_type_method(2, 1);
 638                 set_method_param_type(tp, 0, uint_tp);
 639                 set_method_param_type(tp, 1, uint_tp);
 640                 set_method_res_type(tp, 0, uint_tp);
 641
 642                 rt_uMod.ent             = new_entity(get_glob_type(), ID("__umodsi3"), tp);
 643                 set_entity_ld_ident(rt_uMod.ent, ID("__umodsi3"));
 644                 rt_uMod.mode            = mode_T;
 645                 rt_uMod.res_mode        = mode_Iu;
 646                 rt_uMod.mem_proj_nr     = pn_Mod_M;
 647                 rt_uMod.regular_proj_nr = pn_Mod_X_regular;
 648                 rt_uMod.exc_proj_nr     = pn_Mod_X_except;
 649                 rt_uMod.exc_mem_proj_nr = pn_Mod_M;
 650                 rt_uMod.res_proj_nr     = pn_Mod_res;
 651
 652                 set_entity_visibility(rt_uMod.ent, ir_visibility_external);
 653
 654                 map_Mod->kind     = INTRINSIC_INSTR;
 655                 map_Mod->op       = op_Mod;
 656                 map_Mod->i_mapper = (i_mapper_func)i_mapper_RuntimeCall;
 657                 map_Mod->ctx      = &rt_uMod;
 658         }
 659
 660         if (n_records > 0)
 661                 lower_intrinsics(records, n_records, /*part_block_used=*/0);
 662 }
 663
 664 /*****************************************************************
 665  *  ____             _                  _   _____  _____
 666  * |  _ \           | |                | | |_   _|/ ____|  /\
 667  * | |_) | __ _  ___| | _____ _ __   __| |   | | | (___   /  \
 668  * |  _ < / _` |/ __| |/ / _ \ '_ \ / _` |   | |  \___ \ / /\ \
 669  * | |_) | (_| | (__|   <  __/ | | | (_| |  _| |_ ____) / ____ \
 670  * |____/ \__,_|\___|_|\_\___|_| |_|\__,_| |_____|_____/_/    \_\
 671  *
 672  *****************************************************************/
 673
 674 static arm_isa_t arm_isa_template = {
 675         {
 676                 &arm_isa_if,           /* isa interface */
 677                 &arm_gp_regs[REG_SP],  /* stack pointer */
 678                 &arm_gp_regs[REG_R11], /* base pointer */
 679                 &arm_reg_classes[CLASS_arm_gp],  /* static link pointer class */
 680                 -1,                    /* stack direction */
 681                 2,                     /* power of two stack alignment for calls, 2^2 == 4 */
 682                 NULL,                  /* main environment */
 683                 7,                     /* spill costs */
 684                 5,                     /* reload costs */
 685         },
 686         0,                     /* use generic register names instead of SP, LR, PC */
 687         ARM_FPU_ARCH_FPE,      /* FPU architecture */
 688         NULL,                  /* current code generator */
 689 };
 690
 691 /**
 692  * Initializes the backend ISA and opens the output file.
 693  */
 694 static arch_env_t *arm_init(FILE *file_handle)
 695 {
 696         static int inited = 0;
 697         arm_isa_t *isa;
 698
 699         if (inited)
 700                 return NULL;
 701
 702         isa = XMALLOC(arm_isa_t);
 703         memcpy(isa, &arm_isa_template, sizeof(*isa));
 704
 705         arm_register_init();
 706
 707         isa->cg  = NULL;
 708         be_emit_init(file_handle);
 709
 710         arm_create_opcodes(&arm_irn_ops);
 711         arm_handle_intrinsics();
 712
 713         be_gas_emit_types = false;
 714
 715         /* needed for the debug support */
 716         be_gas_emit_switch_section(GAS_SECTION_TEXT);
 717         be_emit_irprintf("%stext0:\n", be_gas_get_private_prefix());
 718         be_emit_write_line();
 719
 720         inited = 1;
 721         return &isa->arch_env;
 722 }
 723
 724
 725
 726 /**
 727  * Closes the output file and frees the ISA structure.
 728  */
 729 static void arm_done(void *self)
 730 {
 731         arm_isa_t *isa = self;
 732
 733         be_gas_emit_decls(isa->arch_env.main_env);
 734
 735         be_emit_exit();
 736         free(self);
 737 }
 738
 739
 740 /**
 741  * Report the number of register classes.
 742  * If we don't have fp instructions, report only GP
 743  * here to speed up register allocation (and makes dumps
 744  * smaller and more readable).
 745  */
 746 static unsigned arm_get_n_reg_class(void)
 747 {
 748         return N_CLASSES;
 749 }
 750
 751 /**
 752  * Return the register class with requested index.
 753  */
 754 static const arch_register_class_t *arm_get_reg_class(unsigned i)
 755 {
 756         assert(i < N_CLASSES);
 757         return &arm_reg_classes[i];
 758 }
 759
 760 /**
 761  * Get the register class which shall be used to store a value of a given mode.
 762  * @param self The this pointer.
 763  * @param mode The mode in question.
 764  * @return A register class which can hold values of the given mode.
 765  */
 766 const arch_register_class_t *arm_get_reg_class_for_mode(const ir_mode *mode)
 767 {
 768         if (mode_is_float(mode))
 769                 return &arm_reg_classes[CLASS_arm_fpa];
 770         else
 771                 return &arm_reg_classes[CLASS_arm_gp];
 772 }
 773
 774 /**
 775  * Produces the type which sits between the stack args and the locals on the stack.
 776  * it will contain the return address and space to store the old base pointer.
 777  * @return The Firm type modeling the ABI between type.
 778  */
 779 static ir_type *arm_get_between_type(void *self)
 780 {
 781         static ir_type *between_type = NULL;
 782         (void) self;
 783
 784         if (between_type == NULL) {
 785                 between_type = new_type_class(new_id_from_str("arm_between_type"));
 786                 set_type_size_bytes(between_type, 0);
 787         }
 788
 789         return between_type;
 790 }
 791
 792
 793 typedef struct {
 794         be_abi_call_flags_bits_t flags;
 795         const arch_env_t *arch_env;
 796         ir_graph *irg;
 797 } arm_abi_env_t;
 798
 799 static void *arm_abi_init(const be_abi_call_t *call, const arch_env_t *arch_env, ir_graph *irg)
 800 {
 801         arm_abi_env_t       *env = XMALLOC(arm_abi_env_t);
 802         be_abi_call_flags_t  fl  = be_abi_call_get_flags(call);
 803         env->flags    = fl.bits;
 804         env->irg      = irg;
 805         env->arch_env = arch_env;
 806         return env;
 807 }
 808
 809 /**
 810  * Generate the routine prologue.
 811  *
 812  * @param self       The callback object.
 813  * @param mem        A pointer to the mem node. Update this if you define new memory.
 814  * @param reg_map    A map mapping all callee_save/ignore/parameter registers to their defining nodes.
 815  * @param stack_bias Points to the current stack bias, can be modified if needed.
 816  *
 817  * @return        The register which shall be used as a stack frame base.
 818  *
 819  * All nodes which define registers in @p reg_map must keep @p reg_map current.
 820  */
 821 static const arch_register_t *arm_abi_prologue(void *self, ir_node **mem, pmap *reg_map, int *stack_bias)
 822 {
 823         arm_abi_env_t         *env = self;
 824         ir_node               *store;
 825         ir_graph              *irg;
 826         ir_node               *block;
 827         arch_register_class_t *gp;
 828
 829         ir_node               *fp, *ip, *lr, *pc;
 830         ir_node               *sp = be_abi_reg_map_get(reg_map, env->arch_env->sp);
 831
 832         (void) stack_bias;
 833
 834         if (env->flags.try_omit_fp)
 835                 return env->arch_env->sp;
 836
 837         fp = be_abi_reg_map_get(reg_map, env->arch_env->bp);
 838         ip = be_abi_reg_map_get(reg_map, &arm_gp_regs[REG_R12]);
 839         lr = be_abi_reg_map_get(reg_map, &arm_gp_regs[REG_LR]);
 840         pc = be_abi_reg_map_get(reg_map, &arm_gp_regs[REG_PC]);
 841
 842         gp    = &arm_reg_classes[CLASS_arm_gp];
 843         irg   = env->irg;
 844         block = get_irg_start_block(irg);
 845
 846         /* mark bp register as ignore */
 847         be_set_constr_single_reg_out(get_Proj_pred(fp),
 848                                      get_Proj_proj(fp), env->arch_env->bp,
 849                                      arch_register_req_type_ignore);
 850
 851         /* copy SP to IP (so we can spill it */
 852         ip = be_new_Copy(gp, block, sp);
 853         be_set_constr_single_reg_out(ip, 0, &arm_gp_regs[REG_R12], 0);
 854
 855         /* spill stuff */
 856         store = new_bd_arm_StoreStackM4Inc(NULL, block, sp, fp, ip, lr, pc, *mem);
 857
 858         sp = new_r_Proj(store, env->arch_env->sp->reg_class->mode, pn_arm_StoreStackM4Inc_ptr);
 859         arch_set_irn_register(sp, env->arch_env->sp);
 860         *mem = new_r_Proj(store, mode_M, pn_arm_StoreStackM4Inc_M);
 861
 862         /* frame pointer is ip-4 (because ip is our old sp value) */
 863         fp = new_bd_arm_Sub_imm(NULL, block, ip, 4, 0);
 864         arch_set_irn_register(fp, env->arch_env->bp);
 865
 866         /* beware: we change the fp but the StoreStackM4Inc above wants the old
 867          * fp value. We are not allowed to spill or anything in the prolog, so we
 868          * have to enforce some order here. (scheduler/regalloc are too stupid
 869          * to extract this order from register requirements) */
 870         add_irn_dep(fp, store);
 871
 872         fp = be_new_Copy(gp, block, fp); // XXX Gammelfix: only be_ have custom register requirements
 873         be_set_constr_single_reg_out(fp, 0, env->arch_env->bp,
 874                                      arch_register_req_type_ignore);
 875         arch_set_irn_register(fp, env->arch_env->bp);
 876
 877         be_abi_reg_map_set(reg_map, env->arch_env->bp, fp);
 878         be_abi_reg_map_set(reg_map, &arm_gp_regs[REG_R12], ip);
 879         be_abi_reg_map_set(reg_map, env->arch_env->sp, sp);
 880         be_abi_reg_map_set(reg_map, &arm_gp_regs[REG_LR], lr);
 881         be_abi_reg_map_set(reg_map, &arm_gp_regs[REG_PC], pc);
 882
 883         return env->arch_env->bp;
 884 }
 885
 886 /**
 887  * Builds the ARM epilogue
 888  */
 889 static void arm_abi_epilogue(void *self, ir_node *bl, ir_node **mem, pmap *reg_map)
 890 {
 891         arm_abi_env_t *env = self;
 892         ir_node *curr_sp = be_abi_reg_map_get(reg_map, env->arch_env->sp);
 893         ir_node *curr_bp = be_abi_reg_map_get(reg_map, env->arch_env->bp);
 894         ir_node *curr_pc = be_abi_reg_map_get(reg_map, &arm_gp_regs[REG_PC]);
 895         ir_node *curr_lr = be_abi_reg_map_get(reg_map, &arm_gp_regs[REG_LR]);
 896
 897         // TODO: Activate Omit fp in epilogue
 898         if (env->flags.try_omit_fp) {
 899                 ir_node *incsp = be_new_IncSP(env->arch_env->sp, bl, curr_sp, BE_STACK_FRAME_SIZE_SHRINK, 0);
 900                 curr_sp = incsp;
 901         } else {
 902                 ir_node *load_node;
 903
 904                 load_node = new_bd_arm_LoadStackM3Epilogue(NULL, bl, curr_bp, *mem);
 905
 906                 curr_bp = new_r_Proj(load_node, env->arch_env->bp->reg_class->mode, pn_arm_LoadStackM3Epilogue_res0);
 907                 curr_sp = new_r_Proj(load_node, env->arch_env->sp->reg_class->mode, pn_arm_LoadStackM3Epilogue_res1);
 908                 curr_pc = new_r_Proj(load_node, mode_Iu, pn_arm_LoadStackM3Epilogue_res2);
 909                 *mem    = new_r_Proj(load_node, mode_M, pn_arm_LoadStackM3Epilogue_M);
 910                 arch_set_irn_register(curr_bp, env->arch_env->bp);
 911                 arch_set_irn_register(curr_sp, env->arch_env->sp);
 912                 arch_set_irn_register(curr_pc, &arm_gp_regs[REG_PC]);
 913         }
 914         be_abi_reg_map_set(reg_map, env->arch_env->sp, curr_sp);
 915         be_abi_reg_map_set(reg_map, env->arch_env->bp, curr_bp);
 916         be_abi_reg_map_set(reg_map, &arm_gp_regs[REG_LR], curr_lr);
 917         be_abi_reg_map_set(reg_map, &arm_gp_regs[REG_PC], curr_pc);
 918 }
 919
 920 static const be_abi_callbacks_t arm_abi_callbacks = {
 921         arm_abi_init,
 922         free,
 923         arm_get_between_type,
 924         arm_abi_prologue,
 925         arm_abi_epilogue,
 926 };
 927
 928
 929 /**
 930  * Get the ABI restrictions for procedure calls.
 931  * @param self        The this pointer.
 932  * @param method_type The type of the method (procedure) in question.
 933  * @param abi         The abi object to be modified
 934  */
 935 void arm_get_call_abi(const void *self, ir_type *method_type, be_abi_call_t *abi)
 936 {
 937         ir_type  *tp;
 938         ir_mode  *mode;
 939         int       i;
 940         int       n = get_method_n_params(method_type);
 941         be_abi_call_flags_t call_flags = be_abi_call_get_flags(abi);
 942         (void) self;
 943
 944         /* set abi flags for calls */
 945         call_flags.bits.left_to_right         = 0;
 946         call_flags.bits.store_args_sequential = 0;
 947         /* call_flags.bits.try_omit_fp     don't change this we can handle both */
 948         call_flags.bits.fp_free               = 0;
 949         call_flags.bits.call_has_imm          = 1;  /* IA32 calls can have immediate address */
 950
 951         /* set stack parameter passing style */
 952         be_abi_call_set_flags(abi, call_flags, &arm_abi_callbacks);
 953
 954         for (i = 0; i < n; i++) {
 955                 /* reg = get reg for param i;          */
 956                 /* be_abi_call_param_reg(abi, i, reg); */
 957                 if (i < 4) {
 958                         be_abi_call_param_reg(abi, i, arm_get_RegParam_reg(i));
 959                 } else {
 960                         tp   = get_method_param_type(method_type, i);
 961                         mode = get_type_mode(tp);
 962                         be_abi_call_param_stack(abi, i, mode, 4, 0, 0);
 963                 }
 964         }
 965
 966         /* set return registers */
 967         n = get_method_n_ress(method_type);
 968
 969         assert(n <= 2 && "more than two results not supported");
 970
 971         /* In case of 64bit returns, we will have two 32bit values */
 972         if (n == 2) {
 973                 tp   = get_method_res_type(method_type, 0);
 974                 mode = get_type_mode(tp);
 975
 976                 assert(!mode_is_float(mode) && "two FP results not supported");
 977
 978                 tp   = get_method_res_type(method_type, 1);
 979                 mode = get_type_mode(tp);
 980
 981                 assert(!mode_is_float(mode) && "mixed INT, FP results not supported");
 982
 983                 be_abi_call_res_reg(abi, 0, &arm_gp_regs[REG_R0]);
 984                 be_abi_call_res_reg(abi, 1, &arm_gp_regs[REG_R1]);
 985         } else if (n == 1) {
 986                 const arch_register_t *reg;
 987
 988                 tp   = get_method_res_type(method_type, 0);
 989                 assert(is_atomic_type(tp));
 990                 mode = get_type_mode(tp);
 991
 992                 reg = mode_is_float(mode) ? &arm_fpa_regs[REG_F0] : &arm_gp_regs[REG_R0];
 993                 be_abi_call_res_reg(abi, 0, reg);
 994         }
 995 }
 996
 997 int arm_to_appear_in_schedule(void *block_env, const ir_node *irn)
 998 {
 999         (void) block_env;
1000         if (!is_arm_irn(irn))
1001                 return -1;
1002
1003         return 1;
1004 }
1005
1006 /**
1007  * Initializes the code generator interface.
1008  */
1009 static const arch_code_generator_if_t *arm_get_code_generator_if(void *self)
1010 {
1011         (void) self;
1012         return &arm_code_gen_if;
1013 }
1014
1015 list_sched_selector_t arm_sched_selector;
1016
1017 /**
1018  * Returns the reg_pressure scheduler with to_appear_in_schedule() over\loaded
1019  */
1020 static const list_sched_selector_t *arm_get_list_sched_selector(const void *self, list_sched_selector_t *selector)
1021 {
1022         (void) self;
1023         memcpy(&arm_sched_selector, selector, sizeof(arm_sched_selector));
1024         /* arm_sched_selector.exectime              = arm_sched_exectime; */
1025         arm_sched_selector.to_appear_in_schedule = arm_to_appear_in_schedule;
1026         return &arm_sched_selector;
1027
1028 }
1029
1030 static const ilp_sched_selector_t *arm_get_ilp_sched_selector(const void *self)
1031 {
1032         (void) self;
1033         return NULL;
1034 }
1035
1036 /**
1037  * Returns the necessary byte alignment for storing a register of given class.
1038  */
1039 static int arm_get_reg_class_alignment(const arch_register_class_t *cls)
1040 {
1041         (void) cls;
1042         /* ARM is a 32 bit CPU, no need for other alignment */
1043         return 4;
1044 }
1045
1046 static const be_execution_unit_t ***arm_get_allowed_execution_units(const ir_node *irn)
1047 {
1048         (void) irn;
1049         /* TODO */
1050         panic("Unimplemented arm_get_allowed_execution_units()");
1051 }
1052
1053 static const be_machine_t *arm_get_machine(const void *self)
1054 {
1055         (void) self;
1056         /* TODO */
1057         panic("Unimplemented arm_get_machine()");
1058 }
1059
1060 /**
1061  * Return irp irgs in the desired order.
1062  */
1063 static ir_graph **arm_get_irg_list(const void *self, ir_graph ***irg_list)
1064 {
1065         (void) self;
1066         (void) irg_list;
1067         return NULL;
1068 }
1069
1070 /**
1071  * Allows or disallows the creation of Psi nodes for the given Phi nodes.
1072  * @return 1 if allowed, 0 otherwise
1073  */
1074 static int arm_is_mux_allowed(ir_node *sel, ir_node *mux_false,
1075                               ir_node *mux_true)
1076 {
1077         (void) sel;
1078         (void) mux_false;
1079         (void) mux_true;
1080
1081         return 0;
1082 }
1083
1084 static asm_constraint_flags_t arm_parse_asm_constraint(const char **c)
1085 {
1086         /* asm not supported */
1087         (void) c;
1088         return ASM_CONSTRAINT_FLAG_INVALID;
1089 }
1090
1091 static int arm_is_valid_clobber(const char *clobber)
1092 {
1093         (void) clobber;
1094         return 0;
1095 }
1096
1097 /**
1098  * Returns the libFirm configuration parameter for this backend.
1099  */
1100 static const backend_params *arm_get_libfirm_params(void)
1101 {
1102         static const ir_settings_if_conv_t ifconv = {
1103                 4,                    /* maxdepth, doesn't matter for Psi-conversion */
1104                 arm_is_mux_allowed   /* allows or disallows Mux creation for given selector */
1105         };
1106         static ir_settings_arch_dep_t ad = {
1107                 1,    /* allow subs */
1108                 1,        /* Muls are fast enough on ARM but ... */
1109                 31,   /* ... one shift would be possible better */
1110                 NULL, /* no evaluator function */
1111                 0,    /* SMUL is needed, only in Arch M */
1112                 0,    /* UMUL is needed, only in Arch M */
1113                 32,   /* SMUL & UMUL available for 32 bit */
1114         };
1115         static backend_params p = {
1116                 1,     /* need dword lowering */
1117                 0,     /* don't support inline assembler yet */
1118                 NULL,  /* will be set later */
1119                 NULL,  /* but yet no creator function */
1120                 NULL,  /* context for create_intrinsic_fkt */
1121                 NULL,  /* ifconv_info will be set below */
1122                 NULL,  /* float arithmetic mode (TODO) */
1123                 0,     /* no trampoline support: size 0 */
1124                 0,     /* no trampoline support: align 0 */
1125                 NULL,  /* no trampoline support: no trampoline builder */
1126                 4      /* alignment of stack parameter */
1127         };
1128
1129         p.dep_param    = &ad;
1130         p.if_conv_info = &ifconv;
1131         return &p;
1132 }
1133
1134 /* fpu set architectures. */
1135 static const lc_opt_enum_int_items_t arm_fpu_items[] = {
1136         { "softfloat", ARM_FPU_ARCH_SOFTFLOAT },
1137         { "fpe",       ARM_FPU_ARCH_FPE },
1138         { "fpa",       ARM_FPU_ARCH_FPA },
1139         { "vfp1xd",    ARM_FPU_ARCH_VFP_V1xD },
1140         { "vfp1",      ARM_FPU_ARCH_VFP_V1 },
1141         { "vfp2",      ARM_FPU_ARCH_VFP_V2 },
1142         { NULL,        0 }
1143 };
1144
1145 static lc_opt_enum_int_var_t arch_fpu_var = {
1146         &arm_isa_template.fpu_arch, arm_fpu_items
1147 };
1148
1149 static const lc_opt_table_entry_t arm_options[] = {
1150         LC_OPT_ENT_ENUM_INT("fpunit",    "select the floating point unit", &arch_fpu_var),
1151         LC_OPT_ENT_BOOL("gen_reg_names", "use generic register names", &arm_isa_template.gen_reg_names),
1152         LC_OPT_LAST
1153 };
1154
1155 const arch_isa_if_t arm_isa_if = {
1156         arm_init,
1157         arm_done,
1158         NULL,  /* handle_intrinsics */
1159         arm_get_n_reg_class,
1160         arm_get_reg_class,
1161         arm_get_reg_class_for_mode,
1162         arm_get_call_abi,
1163         arm_get_code_generator_if,
1164         arm_get_list_sched_selector,
1165         arm_get_ilp_sched_selector,
1166         arm_get_reg_class_alignment,
1167         arm_get_libfirm_params,
1168         arm_get_allowed_execution_units,
1169         arm_get_machine,
1170         arm_get_irg_list,
1171         NULL,               /* mark remat */
1172         arm_parse_asm_constraint,
1173         arm_is_valid_clobber
1174 };
1175
1176 void be_init_arch_arm(void)
1177 {
1178         lc_opt_entry_t *be_grp = lc_opt_get_grp(firm_opt_get_root(), "be");
1179         lc_opt_entry_t *arm_grp = lc_opt_get_grp(be_grp, "arm");
1180
1181         lc_opt_add_table(arm_grp, arm_options);
1182
1183         be_register_isa_if("arm", &arm_isa_if);
1184
1185         arm_init_transform();
1186         arm_init_emitter();
1187 }
1188
1189 BE_REGISTER_MODULE_CONSTRUCTOR(be_init_arch_arm);