nsz Git - libfirm/blob - ir/be/ia32/bearch_ia32.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       This is the main ia32 firm backend driver.
  23  * @author      Christian Wuerdig
  24  */
  25 #include "config.h"
  26
  27 #include "lc_opts.h"
  28 #include "lc_opts_enum.h"
  29
  30 #include <math.h>
  31
  32 #include "irarch.h"
  33 #include "irgwalk.h"
  34 #include "irprog.h"
  35 #include "irprintf.h"
  36 #include "iredges_t.h"
  37 #include "ircons.h"
  38 #include "irflag.h"
  39 #include "irgmod.h"
  40 #include "irgopt.h"
  41 #include "irgopt.h"
  42 #include "irdump.h"
  43 #include "pdeq.h"
  44 #include "pset.h"
  45 #include "debug.h"
  46 #include "error.h"
  47 #include "xmalloc.h"
  48 #include "irtools.h"
  49 #include "iroptimize.h"
  50 #include "instrument.h"
  51 #include "iropt_t.h"
  52 #include "lower_dw.h"
  53 #include "lower_calls.h"
  54 #include "lower_mode_b.h"
  55 #include "lower_softfloat.h"
  56
  57 #include "beabi.h"
  58 #include "beirg.h"
  59 #include "benode.h"
  60 #include "belower.h"
  61 #include "besched.h"
  62 #include "be.h"
  63 #include "be_t.h"
  64 #include "beirgmod.h"
  65 #include "beblocksched.h"
  66 #include "bespillutil.h"
  67 #include "bespillslots.h"
  68 #include "bemodule.h"
  69 #include "begnuas.h"
  70 #include "bestate.h"
  71 #include "beflags.h"
  72 #include "betranshlp.h"
  73 #include "belistsched.h"
  74 #include "beabihelper.h"
  75 #include "bestack.h"
  76
  77 #include "bearch_ia32_t.h"
  78
  79 #include "ia32_new_nodes.h"
  80 #include "gen_ia32_regalloc_if.h"
  81 #include "ia32_common_transform.h"
  82 #include "ia32_transform.h"
  83 #include "ia32_emitter.h"
  84 #include "ia32_optimize.h"
  85 #include "ia32_x87.h"
  86 #include "ia32_dbg_stat.h"
  87 #include "ia32_finish.h"
  88 #include "ia32_fpu.h"
  89 #include "ia32_architecture.h"
  90
  91 #ifdef FIRM_GRGEN_BE
  92 #include "ia32_pbqp_transform.h"
  93
  94 transformer_t be_transformer = TRANSFORMER_DEFAULT;
  95 #endif
  96
  97 ir_mode *ia32_mode_fpcw;
  98 ir_mode *ia32_mode_E;
  99 ir_type *ia32_type_E;
 100
 101 /** The current omit-fp state */
 102 static ir_type *omit_fp_between_type   = NULL;
 103 static ir_type *between_type           = NULL;
 104 static ir_entity *old_bp_ent           = NULL;
 105 static ir_entity *ret_addr_ent         = NULL;
 106 static ir_entity *omit_fp_ret_addr_ent = NULL;
 107
 108 /**
 109  * The environment for the intrinsic mapping.
 110  */
 111 static ia32_intrinsic_env_t intrinsic_env = {
 112         NULL,    /* the isa */
 113         NULL,    /* the irg, these entities belong to */
 114         NULL,    /* entity for __divdi3 library call */
 115         NULL,    /* entity for __moddi3 library call */
 116         NULL,    /* entity for __udivdi3 library call */
 117         NULL,    /* entity for __umoddi3 library call */
 118 };
 119
 120
 121 typedef ir_node *(*create_const_node_func) (dbg_info *dbgi, ir_node *block);
 122
 123 /**
 124  * Used to create per-graph unique pseudo nodes.
 125  */
 126 static inline ir_node *create_const(ir_graph *irg, ir_node **place,
 127                                     create_const_node_func func,
 128                                     const arch_register_t* reg)
 129 {
 130         ir_node *block, *res;
 131
 132         if (*place != NULL)
 133                 return *place;
 134
 135         block = get_irg_start_block(irg);
 136         res = func(NULL, block);
 137         arch_set_irn_register(res, reg);
 138         *place = res;
 139
 140         return res;
 141 }
 142
 143 /* Creates the unique per irg GP NoReg node. */
 144 ir_node *ia32_new_NoReg_gp(ir_graph *irg)
 145 {
 146         ia32_irg_data_t *irg_data = ia32_get_irg_data(irg);
 147         return create_const(irg, &irg_data->noreg_gp, new_bd_ia32_NoReg_GP,
 148                             &ia32_registers[REG_GP_NOREG]);
 149 }
 150
 151 ir_node *ia32_new_NoReg_vfp(ir_graph *irg)
 152 {
 153         ia32_irg_data_t *irg_data = ia32_get_irg_data(irg);
 154         return create_const(irg, &irg_data->noreg_vfp, new_bd_ia32_NoReg_VFP,
 155                             &ia32_registers[REG_VFP_NOREG]);
 156 }
 157
 158 ir_node *ia32_new_NoReg_xmm(ir_graph *irg)
 159 {
 160         ia32_irg_data_t *irg_data = ia32_get_irg_data(irg);
 161         return create_const(irg, &irg_data->noreg_xmm, new_bd_ia32_NoReg_XMM,
 162                             &ia32_registers[REG_XMM_NOREG]);
 163 }
 164
 165 ir_node *ia32_new_Fpu_truncate(ir_graph *irg)
 166 {
 167         ia32_irg_data_t *irg_data = ia32_get_irg_data(irg);
 168         return create_const(irg, &irg_data->fpu_trunc_mode, new_bd_ia32_ChangeCW,
 169                         &ia32_registers[REG_FPCW]);
 170 }
 171
 172
 173 /**
 174  * Returns the admissible noreg register node for input register pos of node irn.
 175  */
 176 static ir_node *ia32_get_admissible_noreg(ir_node *irn, int pos)
 177 {
 178         ir_graph                  *irg = get_irn_irg(irn);
 179         const arch_register_req_t *req = arch_get_irn_register_req_in(irn, pos);
 180
 181         assert(req != NULL && "Missing register requirements");
 182         if (req->cls == &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_gp])
 183                 return ia32_new_NoReg_gp(irg);
 184
 185         if (ia32_cg_config.use_sse2) {
 186                 return ia32_new_NoReg_xmm(irg);
 187         } else {
 188                 return ia32_new_NoReg_vfp(irg);
 189         }
 190 }
 191
 192 static ir_entity *ia32_get_frame_entity(const ir_node *irn)
 193 {
 194         return is_ia32_irn(irn) ? get_ia32_frame_ent(irn) : NULL;
 195 }
 196
 197 static void ia32_set_frame_entity(ir_node *node, ir_entity *entity)
 198 {
 199         if (is_be_node(node))
 200                 be_node_set_frame_entity(node, entity);
 201         else
 202                 set_ia32_frame_ent(node, entity);
 203 }
 204
 205 static void ia32_set_frame_offset(ir_node *irn, int bias)
 206 {
 207         if (get_ia32_frame_ent(irn) == NULL)
 208                 return;
 209
 210         if (is_ia32_Pop(irn) || is_ia32_PopMem(irn)) {
 211                 ir_graph          *irg     = get_irn_irg(irn);
 212                 be_stack_layout_t *layout  = be_get_irg_stack_layout(irg);
 213                 if (layout->sp_relative) {
 214                         /* Pop nodes modify the stack pointer before calculating the
 215                          * destination address, so fix this here
 216                          */
 217                         bias -= 4;
 218                 }
 219         }
 220         add_ia32_am_offs_int(irn, bias);
 221 }
 222
 223 static int ia32_get_sp_bias(const ir_node *node)
 224 {
 225         if (is_ia32_Call(node))
 226                 return -(int)get_ia32_call_attr_const(node)->pop;
 227
 228         if (is_ia32_Push(node))
 229                 return 4;
 230
 231         if (is_ia32_Pop(node) || is_ia32_PopMem(node))
 232                 return -4;
 233
 234         if (is_ia32_Leave(node) || is_ia32_CopyEbpEsp(node)) {
 235                 return SP_BIAS_RESET;
 236         }
 237
 238         return 0;
 239 }
 240
 241 /**
 242  * Build the between type and entities if not already build.
 243  */
 244 static void ia32_build_between_type(void)
 245 {
 246 #define IDENT(s) new_id_from_chars(s, sizeof(s)-1)
 247         if (between_type == NULL) {
 248                 ir_type *old_bp_type   = new_type_primitive(mode_Iu);
 249                 ir_type *ret_addr_type = new_type_primitive(mode_Iu);
 250
 251                 between_type           = new_type_struct(IDENT("ia32_between_type"));
 252                 old_bp_ent             = new_entity(between_type, IDENT("old_bp"), old_bp_type);
 253                 ret_addr_ent           = new_entity(between_type, IDENT("ret_addr"), ret_addr_type);
 254
 255                 set_entity_offset(old_bp_ent, 0);
 256                 set_entity_offset(ret_addr_ent, get_type_size_bytes(old_bp_type));
 257                 set_type_size_bytes(between_type, get_type_size_bytes(old_bp_type) + get_type_size_bytes(ret_addr_type));
 258                 set_type_state(between_type, layout_fixed);
 259
 260                 omit_fp_between_type = new_type_struct(IDENT("ia32_between_type_omit_fp"));
 261                 omit_fp_ret_addr_ent = new_entity(omit_fp_between_type, IDENT("ret_addr"), ret_addr_type);
 262
 263                 set_entity_offset(omit_fp_ret_addr_ent, 0);
 264                 set_type_size_bytes(omit_fp_between_type, get_type_size_bytes(ret_addr_type));
 265                 set_type_state(omit_fp_between_type, layout_fixed);
 266         }
 267 #undef IDENT
 268 }
 269
 270 /**
 271  * Produces the type which sits between the stack args and the locals on the stack.
 272  * it will contain the return address and space to store the old base pointer.
 273  * @return The Firm type modeling the ABI between type.
 274  */
 275 static ir_type *ia32_abi_get_between_type(ir_graph *irg)
 276 {
 277         const be_stack_layout_t *layout = be_get_irg_stack_layout(irg);
 278         ia32_build_between_type();
 279         return layout->sp_relative ? omit_fp_between_type : between_type;
 280 }
 281
 282 /**
 283  * Return the stack entity that contains the return address.
 284  */
 285 ir_entity *ia32_get_return_address_entity(ir_graph *irg)
 286 {
 287         const be_stack_layout_t *layout = be_get_irg_stack_layout(irg);
 288         ia32_build_between_type();
 289         return layout->sp_relative ? omit_fp_ret_addr_ent : ret_addr_ent;
 290 }
 291
 292 /**
 293  * Return the stack entity that contains the frame address.
 294  */
 295 ir_entity *ia32_get_frame_address_entity(ir_graph *irg)
 296 {
 297         const be_stack_layout_t *layout = be_get_irg_stack_layout(irg);
 298         ia32_build_between_type();
 299         return layout->sp_relative ? NULL : old_bp_ent;
 300 }
 301
 302 /**
 303  * Get the estimated cycle count for @p irn.
 304  *
 305  * @param self The this pointer.
 306  * @param irn  The node.
 307  *
 308  * @return     The estimated cycle count for this operation
 309  */
 310 static int ia32_get_op_estimated_cost(const ir_node *irn)
 311 {
 312         int            cost;
 313         ia32_op_type_t op_tp;
 314
 315         if (is_Proj(irn))
 316                 return 0;
 317         if (!is_ia32_irn(irn))
 318                 return 0;
 319
 320         assert(is_ia32_irn(irn));
 321
 322         cost  = get_ia32_latency(irn);
 323         op_tp = get_ia32_op_type(irn);
 324
 325         if (is_ia32_CopyB(irn)) {
 326                 cost = 250;
 327         }
 328         else if (is_ia32_CopyB_i(irn)) {
 329                 int size = get_ia32_copyb_size(irn);
 330                 cost     = 20 + (int)ceil((4/3) * size);
 331         }
 332         /* in case of address mode operations add additional cycles */
 333         else if (op_tp == ia32_AddrModeD || op_tp == ia32_AddrModeS) {
 334                 /*
 335                         In case of stack access and access to fixed addresses add 5 cycles
 336                         (we assume they are in cache), other memory operations cost 20
 337                         cycles.
 338                 */
 339                 if (is_ia32_use_frame(irn) || (
 340                     is_ia32_NoReg_GP(get_irn_n(irn, n_ia32_base)) &&
 341                     is_ia32_NoReg_GP(get_irn_n(irn, n_ia32_index))
 342                     )) {
 343                         cost += 5;
 344                 } else {
 345                         cost += 20;
 346                 }
 347         }
 348
 349         return cost;
 350 }
 351
 352 /**
 353  * Returns the inverse operation if @p irn, recalculating the argument at position @p i.
 354  *
 355  * @param irn       The original operation
 356  * @param i         Index of the argument we want the inverse operation to yield
 357  * @param inverse   struct to be filled with the resulting inverse op
 358  * @param obstack   The obstack to use for allocation of the returned nodes array
 359  * @return          The inverse operation or NULL if operation invertible
 360  */
 361 static arch_inverse_t *ia32_get_inverse(const ir_node *irn, int i, arch_inverse_t *inverse, struct obstack *obst)
 362 {
 363         (void) irn;
 364         (void) i;
 365         (void) inverse;
 366         (void) obst;
 367         return NULL;
 368
 369 #if 0
 370         ir_mode  *mode;
 371         ir_mode  *irn_mode;
 372         ir_node  *block, *noreg, *nomem;
 373         dbg_info *dbgi;
 374
 375         /* we cannot invert non-ia32 irns */
 376         if (! is_ia32_irn(irn))
 377                 return NULL;
 378
 379         /* operand must always be a real operand (not base, index or mem) */
 380         if (i != n_ia32_binary_left && i != n_ia32_binary_right)
 381                 return NULL;
 382
 383         /* we don't invert address mode operations */
 384         if (get_ia32_op_type(irn) != ia32_Normal)
 385                 return NULL;
 386
 387         /* TODO: adjust for new immediates... */
 388         ir_fprintf(stderr, "TODO: fix get_inverse for new immediates (%+F)\n",
 389                    irn);
 390         return NULL;
 391
 392         block    = get_nodes_block(irn);
 393         mode     = get_irn_mode(irn);
 394         irn_mode = get_irn_mode(irn);
 395         noreg    = get_irn_n(irn, 0);
 396         nomem    = get_irg_no_mem(irg);
 397         dbgi     = get_irn_dbg_info(irn);
 398
 399         /* initialize structure */
 400         inverse->nodes = obstack_alloc(obst, 2 * sizeof(inverse->nodes[0]));
 401         inverse->costs = 0;
 402         inverse->n     = 1;
 403
 404         switch (get_ia32_irn_opcode(irn)) {
 405                 case iro_ia32_Add:
 406                         if (get_ia32_immop_type(irn) == ia32_ImmConst) {
 407                                 /* we have an add with a const here */
 408                                 /* invers == add with negated const */
 409                                 inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Add(dbgi, block, noreg, noreg, nomem, get_irn_n(irn, i), noreg);
 410                                 inverse->costs   += 1;
 411                                 copy_ia32_Immop_attr(inverse->nodes[0], (ir_node *)irn);
 412                                 set_ia32_Immop_tarval(inverse->nodes[0], tarval_neg(get_ia32_Immop_tarval(irn)));
 413                                 set_ia32_commutative(inverse->nodes[0]);
 414                         }
 415                         else if (get_ia32_immop_type(irn) == ia32_ImmSymConst) {
 416                                 /* we have an add with a symconst here */
 417                                 /* invers == sub with const */
 418                                 inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Sub(dbgi, block, noreg, noreg, nomem, get_irn_n(irn, i), noreg);
 419                                 inverse->costs   += 2;
 420                                 copy_ia32_Immop_attr(inverse->nodes[0], (ir_node *)irn);
 421                         }
 422                         else {
 423                                 /* normal add: inverse == sub */
 424                                 inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Sub(dbgi, block, noreg, noreg, nomem, (ir_node*) irn, get_irn_n(irn, i ^ 1));
 425                                 inverse->costs   += 2;
 426                         }
 427                         break;
 428                 case iro_ia32_Sub:
 429                         if (get_ia32_immop_type(irn) != ia32_ImmNone) {
 430                                 /* we have a sub with a const/symconst here */
 431                                 /* invers == add with this const */
 432                                 inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Add(dbgi, block, noreg, noreg, nomem, get_irn_n(irn, i), noreg);
 433                                 inverse->costs   += (get_ia32_immop_type(irn) == ia32_ImmSymConst) ? 5 : 1;
 434                                 copy_ia32_Immop_attr(inverse->nodes[0], (ir_node *)irn);
 435                         }
 436                         else {
 437                                 /* normal sub */
 438                                 if (i == n_ia32_binary_left) {
 439                                         inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Add(dbgi, block, noreg, noreg, nomem, (ir_node*) irn, get_irn_n(irn, 3));
 440                                 }
 441                                 else {
 442                                         inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Sub(dbgi, block, noreg, noreg, nomem, get_irn_n(irn, n_ia32_binary_left), (ir_node*) irn);
 443                                 }
 444                                 inverse->costs += 1;
 445                         }
 446                         break;
 447                 case iro_ia32_Xor:
 448                         if (get_ia32_immop_type(irn) != ia32_ImmNone) {
 449                                 /* xor with const: inverse = xor */
 450                                 inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Xor(dbgi, block, noreg, noreg, nomem, get_irn_n(irn, i), noreg);
 451                                 inverse->costs   += (get_ia32_immop_type(irn) == ia32_ImmSymConst) ? 5 : 1;
 452                                 copy_ia32_Immop_attr(inverse->nodes[0], (ir_node *)irn);
 453                         }
 454                         else {
 455                                 /* normal xor */
 456                                 inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Xor(dbgi, block, noreg, noreg, nomem, (ir_node *) irn, get_irn_n(irn, i));
 457                                 inverse->costs   += 1;
 458                         }
 459                         break;
 460                 case iro_ia32_Not: {
 461                         inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Not(dbgi, block, (ir_node*) irn);
 462                         inverse->costs   += 1;
 463                         break;
 464                 }
 465                 case iro_ia32_Neg: {
 466                         inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Neg(dbgi, block, (ir_node*) irn);
 467                         inverse->costs   += 1;
 468                         break;
 469                 }
 470                 default:
 471                         /* inverse operation not supported */
 472                         return NULL;
 473         }
 474
 475         return inverse;
 476 #endif
 477 }
 478
 479 static ir_mode *get_spill_mode_mode(const ir_mode *mode)
 480 {
 481         if (mode_is_float(mode))
 482                 return mode_D;
 483
 484         return mode_Iu;
 485 }
 486
 487 /**
 488  * Get the mode that should be used for spilling value node
 489  */
 490 static ir_mode *get_spill_mode(const ir_node *node)
 491 {
 492         ir_mode *mode = get_irn_mode(node);
 493         return get_spill_mode_mode(mode);
 494 }
 495
 496 /**
 497  * Checks whether an addressmode reload for a node with mode mode is compatible
 498  * with a spillslot of mode spill_mode
 499  */
 500 static int ia32_is_spillmode_compatible(const ir_mode *mode, const ir_mode *spillmode)
 501 {
 502         return !mode_is_float(mode) || mode == spillmode;
 503 }
 504
 505 /**
 506  * Check if irn can load its operand at position i from memory (source addressmode).
 507  * @param irn    The irn to be checked
 508  * @param i      The operands position
 509  * @return Non-Zero if operand can be loaded
 510  */
 511 static int ia32_possible_memory_operand(const ir_node *irn, unsigned int i)
 512 {
 513         ir_node       *op        = get_irn_n(irn, i);
 514         const ir_mode *mode      = get_irn_mode(op);
 515         const ir_mode *spillmode = get_spill_mode(op);
 516
 517         if (!is_ia32_irn(irn)                              ||  /* must be an ia32 irn */
 518             get_ia32_op_type(irn) != ia32_Normal           ||  /* must not already be a addressmode irn */
 519             !ia32_is_spillmode_compatible(mode, spillmode) ||
 520             is_ia32_use_frame(irn))                            /* must not already use frame */
 521                 return 0;
 522
 523         switch (get_ia32_am_support(irn)) {
 524                 case ia32_am_none:
 525                         return 0;
 526
 527                 case ia32_am_unary:
 528                         if (i != n_ia32_unary_op)
 529                                 return 0;
 530                         break;
 531
 532                 case ia32_am_binary:
 533                         switch (i) {
 534                                 case n_ia32_binary_left: {
 535                                         const arch_register_req_t *req;
 536                                         if (!is_ia32_commutative(irn))
 537                                                 return 0;
 538
 539                                         /* we can't swap left/right for limited registers
 540                                          * (As this (currently) breaks constraint handling copies)
 541                                          */
 542                                         req = arch_get_irn_register_req_in(irn, n_ia32_binary_left);
 543                                         if (req->type & arch_register_req_type_limited)
 544                                                 return 0;
 545                                         break;
 546                                 }
 547
 548                                 case n_ia32_binary_right:
 549                                         break;
 550
 551                                 default:
 552                                         return 0;
 553                         }
 554                         break;
 555
 556                 default:
 557                         panic("Unknown AM type");
 558         }
 559
 560         /* HACK: must not already use "real" memory.
 561          * This can happen for Call and Div */
 562         if (!is_NoMem(get_irn_n(irn, n_ia32_mem)))
 563                 return 0;
 564
 565         return 1;
 566 }
 567
 568 static void ia32_perform_memory_operand(ir_node *irn, ir_node *spill,
 569                                         unsigned int i)
 570 {
 571         ir_mode *load_mode;
 572         ir_mode *dest_op_mode;
 573
 574         assert(ia32_possible_memory_operand(irn, i) && "Cannot perform memory operand change");
 575
 576         set_ia32_op_type(irn, ia32_AddrModeS);
 577
 578         load_mode    = get_irn_mode(get_irn_n(irn, i));
 579         dest_op_mode = get_ia32_ls_mode(irn);
 580         if (get_mode_size_bits(load_mode) <= get_mode_size_bits(dest_op_mode)) {
 581                 set_ia32_ls_mode(irn, load_mode);
 582         }
 583         set_ia32_use_frame(irn);
 584         set_ia32_need_stackent(irn);
 585
 586         if (i == n_ia32_binary_left                    &&
 587             get_ia32_am_support(irn) == ia32_am_binary &&
 588             /* immediates are only allowed on the right side */
 589             !is_ia32_Immediate(get_irn_n(irn, n_ia32_binary_right))) {
 590                 ia32_swap_left_right(irn);
 591                 i = n_ia32_binary_right;
 592         }
 593
 594         assert(is_NoMem(get_irn_n(irn, n_ia32_mem)));
 595
 596         set_irn_n(irn, n_ia32_base, get_irg_frame(get_irn_irg(irn)));
 597         set_irn_n(irn, n_ia32_mem,  spill);
 598         set_irn_n(irn, i,           ia32_get_admissible_noreg(irn, i));
 599         set_ia32_is_reload(irn);
 600 }
 601
 602 static const be_abi_callbacks_t ia32_abi_callbacks = {
 603         ia32_abi_get_between_type,
 604 };
 605
 606 /* register allocator interface */
 607 static const arch_irn_ops_t ia32_irn_ops = {
 608         ia32_get_frame_entity,
 609         ia32_set_frame_offset,
 610         ia32_get_sp_bias,
 611         ia32_get_inverse,
 612         ia32_get_op_estimated_cost,
 613         ia32_possible_memory_operand,
 614         ia32_perform_memory_operand,
 615 };
 616
 617 static ir_entity *mcount = NULL;
 618 static int gprof = 0;
 619
 620 static void ia32_before_abi(ir_graph *irg)
 621 {
 622         if (gprof) {
 623                 if (mcount == NULL) {
 624                         ir_type *tp = new_type_method(0, 0);
 625                         ident   *id = new_id_from_str("mcount");
 626                         mcount = new_entity(get_glob_type(), id, tp);
 627                         /* FIXME: enter the right ld_ident here */
 628                         set_entity_ld_ident(mcount, get_entity_ident(mcount));
 629                         set_entity_visibility(mcount, ir_visibility_external);
 630                 }
 631                 instrument_initcall(irg, mcount);
 632         }
 633 }
 634
 635 /**
 636  * Transforms the standard firm graph into
 637  * an ia32 firm graph
 638  */
 639 static void ia32_prepare_graph(ir_graph *irg)
 640 {
 641         ia32_irg_data_t *irg_data = ia32_get_irg_data(irg);
 642
 643 #ifdef FIRM_GRGEN_BE
 644         switch (be_transformer) {
 645         case TRANSFORMER_DEFAULT:
 646                 /* transform remaining nodes into assembler instructions */
 647                 ia32_transform_graph(irg);
 648                 break;
 649
 650         case TRANSFORMER_PBQP:
 651         case TRANSFORMER_RAND:
 652                 /* transform nodes into assembler instructions by PBQP magic */
 653                 ia32_transform_graph_by_pbqp(irg);
 654                 break;
 655
 656         default:
 657                 panic("invalid transformer");
 658         }
 659 #else
 660         ia32_transform_graph(irg);
 661 #endif
 662
 663         /* do local optimizations (mainly CSE) */
 664         optimize_graph_df(irg);
 665         /* backend code expects that outedges are always enabled */
 666         assure_edges(irg);
 667
 668         if (irg_data->dump)
 669                 dump_ir_graph(irg, "transformed");
 670
 671         /* optimize address mode */
 672         ia32_optimize_graph(irg);
 673
 674         /* do code placement, to optimize the position of constants */
 675         place_code(irg);
 676         /* backend code expects that outedges are always enabled */
 677         assure_edges(irg);
 678
 679         if (irg_data->dump)
 680                 dump_ir_graph(irg, "place");
 681 }
 682
 683 ir_node *ia32_turn_back_am(ir_node *node)
 684 {
 685         dbg_info *dbgi  = get_irn_dbg_info(node);
 686         ir_graph *irg   = get_irn_irg(node);
 687         ir_node  *block = get_nodes_block(node);
 688         ir_node  *base  = get_irn_n(node, n_ia32_base);
 689         ir_node  *idx   = get_irn_n(node, n_ia32_index);
 690         ir_node  *mem   = get_irn_n(node, n_ia32_mem);
 691         ir_node  *noreg;
 692
 693         ir_node  *load     = new_bd_ia32_Load(dbgi, block, base, idx, mem);
 694         ir_node  *load_res = new_rd_Proj(dbgi, load, mode_Iu, pn_ia32_Load_res);
 695
 696         ia32_copy_am_attrs(load, node);
 697         if (is_ia32_is_reload(node))
 698                 set_ia32_is_reload(load);
 699         set_irn_n(node, n_ia32_mem, get_irg_no_mem(irg));
 700
 701         switch (get_ia32_am_support(node)) {
 702                 case ia32_am_unary:
 703                         set_irn_n(node, n_ia32_unary_op, load_res);
 704                         break;
 705
 706                 case ia32_am_binary:
 707                         if (is_ia32_Immediate(get_irn_n(node, n_ia32_binary_right))) {
 708                                 set_irn_n(node, n_ia32_binary_left, load_res);
 709                         } else {
 710                                 set_irn_n(node, n_ia32_binary_right, load_res);
 711                         }
 712                         break;
 713
 714                 default:
 715                         panic("Unknown AM type");
 716         }
 717         noreg = ia32_new_NoReg_gp(current_ir_graph);
 718         set_irn_n(node, n_ia32_base,  noreg);
 719         set_irn_n(node, n_ia32_index, noreg);
 720         set_ia32_am_offs_int(node, 0);
 721         set_ia32_am_sc(node, NULL);
 722         set_ia32_am_scale(node, 0);
 723         clear_ia32_am_sc_sign(node);
 724
 725         /* rewire mem-proj */
 726         if (get_irn_mode(node) == mode_T) {
 727                 const ir_edge_t *edge;
 728                 foreach_out_edge(node, edge) {
 729                         ir_node *out = get_edge_src_irn(edge);
 730                         if (get_irn_mode(out) == mode_M) {
 731                                 set_Proj_pred(out, load);
 732                                 set_Proj_proj(out, pn_ia32_Load_M);
 733                                 break;
 734                         }
 735                 }
 736         }
 737
 738         set_ia32_op_type(node, ia32_Normal);
 739         if (sched_is_scheduled(node))
 740                 sched_add_before(node, load);
 741
 742         return load_res;
 743 }
 744
 745 static ir_node *flags_remat(ir_node *node, ir_node *after)
 746 {
 747         /* we should turn back source address mode when rematerializing nodes */
 748         ia32_op_type_t type;
 749         ir_node        *block;
 750         ir_node        *copy;
 751
 752         if (is_Block(after)) {
 753                 block = after;
 754         } else {
 755                 block = get_nodes_block(after);
 756         }
 757
 758         type = get_ia32_op_type(node);
 759         switch (type) {
 760                 case ia32_AddrModeS:
 761                         ia32_turn_back_am(node);
 762                         break;
 763
 764                 case ia32_AddrModeD:
 765                         /* TODO implement this later... */
 766                         panic("found DestAM with flag user %+F this should not happen", node);
 767
 768                 default: assert(type == ia32_Normal); break;
 769         }
 770
 771         copy = exact_copy(node);
 772         set_nodes_block(copy, block);
 773         sched_add_after(after, copy);
 774
 775         return copy;
 776 }
 777
 778 /**
 779  * Called before the register allocator.
 780  */
 781 static void ia32_before_ra(ir_graph *irg)
 782 {
 783         /* setup fpu rounding modes */
 784         ia32_setup_fpu_mode(irg);
 785
 786         /* fixup flags */
 787         be_sched_fix_flags(irg, &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_flags],
 788                            &flags_remat, NULL);
 789
 790         be_add_missing_keeps(irg);
 791 }
 792
 793
 794 /**
 795  * Transforms a be_Reload into a ia32 Load.
 796  */
 797 static void transform_to_Load(ir_node *node)
 798 {
 799         ir_graph *irg        = get_irn_irg(node);
 800         dbg_info *dbgi       = get_irn_dbg_info(node);
 801         ir_node *block       = get_nodes_block(node);
 802         ir_entity *ent       = be_get_frame_entity(node);
 803         ir_mode *mode        = get_irn_mode(node);
 804         ir_mode *spillmode   = get_spill_mode(node);
 805         ir_node *noreg       = ia32_new_NoReg_gp(irg);
 806         ir_node *sched_point = NULL;
 807         ir_node *ptr         = get_irg_frame(irg);
 808         ir_node *mem         = get_irn_n(node, n_be_Reload_mem);
 809         ir_node *new_op, *proj;
 810         const arch_register_t *reg;
 811
 812         if (sched_is_scheduled(node)) {
 813                 sched_point = sched_prev(node);
 814         }
 815
 816         if (mode_is_float(spillmode)) {
 817                 if (ia32_cg_config.use_sse2)
 818                         new_op = new_bd_ia32_xLoad(dbgi, block, ptr, noreg, mem, spillmode);
 819                 else
 820                         new_op = new_bd_ia32_vfld(dbgi, block, ptr, noreg, mem, spillmode);
 821         }
 822         else if (get_mode_size_bits(spillmode) == 128) {
 823                 /* Reload 128 bit SSE registers */
 824                 new_op = new_bd_ia32_xxLoad(dbgi, block, ptr, noreg, mem);
 825         }
 826         else
 827                 new_op = new_bd_ia32_Load(dbgi, block, ptr, noreg, mem);
 828
 829         set_ia32_op_type(new_op, ia32_AddrModeS);
 830         set_ia32_ls_mode(new_op, spillmode);
 831         set_ia32_frame_ent(new_op, ent);
 832         set_ia32_use_frame(new_op);
 833         set_ia32_is_reload(new_op);
 834
 835         DBG_OPT_RELOAD2LD(node, new_op);
 836
 837         proj = new_rd_Proj(dbgi, new_op, mode, pn_ia32_Load_res);
 838
 839         if (sched_point) {
 840                 sched_add_after(sched_point, new_op);
 841                 sched_remove(node);
 842         }
 843
 844         /* copy the register from the old node to the new Load */
 845         reg = arch_get_irn_register(node);
 846         arch_set_irn_register(proj, reg);
 847
 848         SET_IA32_ORIG_NODE(new_op, node);
 849
 850         exchange(node, proj);
 851 }
 852
 853 /**
 854  * Transforms a be_Spill node into a ia32 Store.
 855  */
 856 static void transform_to_Store(ir_node *node)
 857 {
 858         ir_graph *irg  = get_irn_irg(node);
 859         dbg_info *dbgi = get_irn_dbg_info(node);
 860         ir_node *block = get_nodes_block(node);
 861         ir_entity *ent = be_get_frame_entity(node);
 862         const ir_node *spillval = get_irn_n(node, n_be_Spill_val);
 863         ir_mode *mode  = get_spill_mode(spillval);
 864         ir_node *noreg = ia32_new_NoReg_gp(irg);
 865         ir_node *nomem = get_irg_no_mem(irg);
 866         ir_node *ptr   = get_irg_frame(irg);
 867         ir_node *val   = get_irn_n(node, n_be_Spill_val);
 868         ir_node *res;
 869         ir_node *store;
 870         ir_node *sched_point = NULL;
 871
 872         if (sched_is_scheduled(node)) {
 873                 sched_point = sched_prev(node);
 874         }
 875
 876         if (mode_is_float(mode)) {
 877                 if (ia32_cg_config.use_sse2) {
 878                         store = new_bd_ia32_xStore(dbgi, block, ptr, noreg, nomem, val);
 879                         res   = new_r_Proj(store, mode_M, pn_ia32_xStore_M);
 880                 } else {
 881                         store = new_bd_ia32_vfst(dbgi, block, ptr, noreg, nomem, val, mode);
 882                         res   = new_r_Proj(store, mode_M, pn_ia32_vfst_M);
 883                 }
 884         } else if (get_mode_size_bits(mode) == 128) {
 885                 /* Spill 128 bit SSE registers */
 886                 store = new_bd_ia32_xxStore(dbgi, block, ptr, noreg, nomem, val);
 887                 res   = new_r_Proj(store, mode_M, pn_ia32_xxStore_M);
 888         } else if (get_mode_size_bits(mode) == 8) {
 889                 store = new_bd_ia32_Store8Bit(dbgi, block, ptr, noreg, nomem, val);
 890                 res   = new_r_Proj(store, mode_M, pn_ia32_Store8Bit_M);
 891         } else {
 892                 store = new_bd_ia32_Store(dbgi, block, ptr, noreg, nomem, val);
 893                 res   = new_r_Proj(store, mode_M, pn_ia32_Store_M);
 894         }
 895
 896         set_ia32_op_type(store, ia32_AddrModeD);
 897         set_ia32_ls_mode(store, mode);
 898         set_ia32_frame_ent(store, ent);
 899         set_ia32_use_frame(store);
 900         set_ia32_is_spill(store);
 901         SET_IA32_ORIG_NODE(store, node);
 902         DBG_OPT_SPILL2ST(node, store);
 903
 904         if (sched_point) {
 905                 sched_add_after(sched_point, store);
 906                 sched_remove(node);
 907         }
 908
 909         exchange(node, res);
 910 }
 911
 912 static ir_node *create_push(ir_node *node, ir_node *schedpoint, ir_node *sp, ir_node *mem, ir_entity *ent)
 913 {
 914         dbg_info *dbgi  = get_irn_dbg_info(node);
 915         ir_node  *block = get_nodes_block(node);
 916         ir_graph *irg   = get_irn_irg(node);
 917         ir_node  *noreg = ia32_new_NoReg_gp(irg);
 918         ir_node  *frame = get_irg_frame(irg);
 919
 920         ir_node *push = new_bd_ia32_Push(dbgi, block, frame, noreg, mem, noreg, sp);
 921
 922         set_ia32_frame_ent(push, ent);
 923         set_ia32_use_frame(push);
 924         set_ia32_op_type(push, ia32_AddrModeS);
 925         set_ia32_ls_mode(push, mode_Is);
 926         set_ia32_is_spill(push);
 927
 928         sched_add_before(schedpoint, push);
 929         return push;
 930 }
 931
 932 static ir_node *create_pop(ir_node *node, ir_node *schedpoint, ir_node *sp, ir_entity *ent)
 933 {
 934         dbg_info *dbgi  = get_irn_dbg_info(node);
 935         ir_node  *block = get_nodes_block(node);
 936         ir_graph *irg   = get_irn_irg(node);
 937         ir_node  *noreg = ia32_new_NoReg_gp(irg);
 938         ir_node  *frame = get_irg_frame(irg);
 939
 940         ir_node *pop = new_bd_ia32_PopMem(dbgi, block, frame, noreg,
 941                                           get_irg_no_mem(irg), sp);
 942
 943         set_ia32_frame_ent(pop, ent);
 944         set_ia32_use_frame(pop);
 945         set_ia32_op_type(pop, ia32_AddrModeD);
 946         set_ia32_ls_mode(pop, mode_Is);
 947         set_ia32_is_reload(pop);
 948
 949         sched_add_before(schedpoint, pop);
 950
 951         return pop;
 952 }
 953
 954 static ir_node* create_spproj(ir_node *node, ir_node *pred, int pos)
 955 {
 956         dbg_info *dbgi   = get_irn_dbg_info(node);
 957         ir_mode  *spmode = mode_Iu;
 958         const arch_register_t *spreg = &ia32_registers[REG_ESP];
 959         ir_node *sp;
 960
 961         sp = new_rd_Proj(dbgi, pred, spmode, pos);
 962         arch_set_irn_register(sp, spreg);
 963
 964         return sp;
 965 }
 966
 967 /**
 968  * Transform MemPerm, currently we do this the ugly way and produce
 969  * push/pop into/from memory cascades. This is possible without using
 970  * any registers.
 971  */
 972 static void transform_MemPerm(ir_node *node)
 973 {
 974         ir_node         *block = get_nodes_block(node);
 975         ir_graph        *irg   = get_irn_irg(node);
 976         ir_node         *sp    = be_get_initial_reg_value(irg, &ia32_registers[REG_ESP]);
 977         int              arity = be_get_MemPerm_entity_arity(node);
 978         ir_node        **pops  = ALLOCAN(ir_node*, arity);
 979         ir_node         *in[1];
 980         ir_node         *keep;
 981         int              i;
 982         const ir_edge_t *edge;
 983         const ir_edge_t *next;
 984
 985         /* create Pushs */
 986         for (i = 0; i < arity; ++i) {
 987                 ir_entity *inent = be_get_MemPerm_in_entity(node, i);
 988                 ir_entity *outent = be_get_MemPerm_out_entity(node, i);
 989                 ir_type *enttype = get_entity_type(inent);
 990                 unsigned entsize = get_type_size_bytes(enttype);
 991                 unsigned entsize2 = get_type_size_bytes(get_entity_type(outent));
 992                 ir_node *mem = get_irn_n(node, i + 1);
 993                 ir_node *push;
 994
 995                 /* work around cases where entities have different sizes */
 996                 if (entsize2 < entsize)
 997                         entsize = entsize2;
 998                 assert( (entsize == 4 || entsize == 8) && "spillslot on x86 should be 32 or 64 bit");
 999
1000                 push = create_push(node, node, sp, mem, inent);
1001                 sp = create_spproj(node, push, pn_ia32_Push_stack);
1002                 if (entsize == 8) {
1003                         /* add another push after the first one */
1004                         push = create_push(node, node, sp, mem, inent);
1005                         add_ia32_am_offs_int(push, 4);
1006                         sp = create_spproj(node, push, pn_ia32_Push_stack);
1007                 }
1008
1009                 set_irn_n(node, i, new_r_Bad(irg, mode_X));
1010         }
1011
1012         /* create pops */
1013         for (i = arity - 1; i >= 0; --i) {
1014                 ir_entity *inent = be_get_MemPerm_in_entity(node, i);
1015                 ir_entity *outent = be_get_MemPerm_out_entity(node, i);
1016                 ir_type *enttype = get_entity_type(outent);
1017                 unsigned entsize = get_type_size_bytes(enttype);
1018                 unsigned entsize2 = get_type_size_bytes(get_entity_type(inent));
1019                 ir_node *pop;
1020
1021                 /* work around cases where entities have different sizes */
1022                 if (entsize2 < entsize)
1023                         entsize = entsize2;
1024                 assert( (entsize == 4 || entsize == 8) && "spillslot on x86 should be 32 or 64 bit");
1025
1026                 pop = create_pop(node, node, sp, outent);
1027                 sp = create_spproj(node, pop, pn_ia32_Pop_stack);
1028                 if (entsize == 8) {
1029                         add_ia32_am_offs_int(pop, 4);
1030
1031                         /* add another pop after the first one */
1032                         pop = create_pop(node, node, sp, outent);
1033                         sp = create_spproj(node, pop, pn_ia32_Pop_stack);
1034                 }
1035
1036                 pops[i] = pop;
1037         }
1038
1039         in[0] = sp;
1040         keep  = be_new_Keep(block, 1, in);
1041         sched_add_before(node, keep);
1042
1043         /* exchange memprojs */
1044         foreach_out_edge_safe(node, edge, next) {
1045                 ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
1046                 int p = get_Proj_proj(proj);
1047
1048                 assert(p < arity);
1049
1050                 set_Proj_pred(proj, pops[p]);
1051                 set_Proj_proj(proj, pn_ia32_Pop_M);
1052         }
1053
1054         /* remove memperm */
1055         sched_remove(node);
1056         kill_node(node);
1057 }
1058
1059 /**
1060  * Block-Walker: Calls the transform functions Spill and Reload.
1061  */
1062 static void ia32_after_ra_walker(ir_node *block, void *env)
1063 {
1064         ir_node *node, *prev;
1065         (void) env;
1066
1067         /* beware: the schedule is changed here */
1068         for (node = sched_last(block); !sched_is_begin(node); node = prev) {
1069                 prev = sched_prev(node);
1070
1071                 if (be_is_Reload(node)) {
1072                         transform_to_Load(node);
1073                 } else if (be_is_Spill(node)) {
1074                         transform_to_Store(node);
1075                 } else if (be_is_MemPerm(node)) {
1076                         transform_MemPerm(node);
1077                 }
1078         }
1079 }
1080
1081 /**
1082  * Collects nodes that need frame entities assigned.
1083  */
1084 static void ia32_collect_frame_entity_nodes(ir_node *node, void *data)
1085 {
1086         be_fec_env_t  *env = (be_fec_env_t*)data;
1087         const ir_mode *mode;
1088         int            align;
1089
1090         if (be_is_Reload(node) && be_get_frame_entity(node) == NULL) {
1091                 mode  = get_spill_mode_mode(get_irn_mode(node));
1092                 align = get_mode_size_bytes(mode);
1093         } else if (is_ia32_irn(node)         &&
1094                         get_ia32_frame_ent(node) == NULL &&
1095                         is_ia32_use_frame(node)) {
1096                 if (is_ia32_need_stackent(node))
1097                         goto need_stackent;
1098
1099                 switch (get_ia32_irn_opcode(node)) {
1100 need_stackent:
1101                         case iro_ia32_Load: {
1102                                 const ia32_attr_t *attr = get_ia32_attr_const(node);
1103
1104                                 if (attr->data.need_32bit_stackent) {
1105                                         mode = mode_Is;
1106                                 } else if (attr->data.need_64bit_stackent) {
1107                                         mode = mode_Ls;
1108                                 } else {
1109                                         mode = get_ia32_ls_mode(node);
1110                                         if (is_ia32_is_reload(node))
1111                                                 mode = get_spill_mode_mode(mode);
1112                                 }
1113                                 align = get_mode_size_bytes(mode);
1114                                 break;
1115                         }
1116
1117                         case iro_ia32_vfild:
1118                         case iro_ia32_vfld:
1119                         case iro_ia32_xLoad: {
1120                                 mode  = get_ia32_ls_mode(node);
1121                                 align = 4;
1122                                 break;
1123                         }
1124
1125                         case iro_ia32_FldCW: {
1126                                 /* although 2 byte would be enough 4 byte performs best */
1127                                 mode  = mode_Iu;
1128                                 align = 4;
1129                                 break;
1130                         }
1131
1132                         default:
1133 #ifndef NDEBUG
1134                                 panic("unexpected frame user while collection frame entity nodes");
1135
1136                         case iro_ia32_FnstCW:
1137                         case iro_ia32_Store8Bit:
1138                         case iro_ia32_Store:
1139                         case iro_ia32_fst:
1140                         case iro_ia32_fstp:
1141                         case iro_ia32_vfist:
1142                         case iro_ia32_vfisttp:
1143                         case iro_ia32_vfst:
1144                         case iro_ia32_xStore:
1145                         case iro_ia32_xStoreSimple:
1146 #endif
1147                                 return;
1148                 }
1149         } else {
1150                 return;
1151         }
1152         be_node_needs_frame_entity(env, node, mode, align);
1153 }
1154
1155 static int determine_ebp_input(ir_node *ret)
1156 {
1157         const arch_register_t *bp = &ia32_registers[REG_EBP];
1158         int   arity               = get_irn_arity(ret);
1159         int   i;
1160
1161         for (i = 0; i < arity; ++i) {
1162                 ir_node *input = get_irn_n(ret, i);
1163                 if (arch_get_irn_register(input) == bp)
1164                         return i;
1165         }
1166         panic("no ebp input found at %+F", ret);
1167 }
1168
1169 static void introduce_epilog(ir_node *ret)
1170 {
1171         const arch_register_t *sp         = &ia32_registers[REG_ESP];
1172         const arch_register_t *bp         = &ia32_registers[REG_EBP];
1173         ir_graph              *irg        = get_irn_irg(ret);
1174         ir_type               *frame_type = get_irg_frame_type(irg);
1175         unsigned               frame_size = get_type_size_bytes(frame_type);
1176         be_stack_layout_t     *layout     = be_get_irg_stack_layout(irg);
1177         ir_node               *block      = get_nodes_block(ret);
1178         ir_node               *first_sp   = get_irn_n(ret, n_be_Return_sp);
1179         ir_node               *curr_sp    = first_sp;
1180         ir_mode               *mode_gp    = mode_Iu;
1181
1182         if (!layout->sp_relative) {
1183                 int      n_ebp   = determine_ebp_input(ret);
1184                 ir_node *curr_bp = get_irn_n(ret, n_ebp);
1185                 if (ia32_cg_config.use_leave) {
1186                         ir_node *leave = new_bd_ia32_Leave(NULL, block, curr_bp);
1187                         curr_bp        = new_r_Proj(leave, mode_gp, pn_ia32_Leave_frame);
1188                         curr_sp        = new_r_Proj(leave, mode_gp, pn_ia32_Leave_stack);
1189                         arch_set_irn_register(curr_bp, bp);
1190                         arch_set_irn_register(curr_sp, sp);
1191                         sched_add_before(ret, leave);
1192                 } else {
1193                         ir_node *pop;
1194                         ir_node *curr_mem = get_irn_n(ret, n_be_Return_mem);
1195                         /* copy ebp to esp */
1196                         curr_sp = new_bd_ia32_CopyEbpEsp(NULL, block, curr_bp);
1197                         arch_set_irn_register(curr_sp, sp);
1198                         sched_add_before(ret, curr_sp);
1199
1200                         /* pop ebp */
1201                         pop      = new_bd_ia32_PopEbp(NULL, block, curr_mem, curr_sp);
1202                         curr_bp  = new_r_Proj(pop, mode_gp, pn_ia32_PopEbp_res);
1203                         curr_sp  = new_r_Proj(pop, mode_gp, pn_ia32_PopEbp_stack);
1204                         curr_mem = new_r_Proj(pop, mode_M, pn_ia32_Pop_M);
1205                         arch_set_irn_register(curr_bp, bp);
1206                         arch_set_irn_register(curr_sp, sp);
1207                         sched_add_before(ret, pop);
1208
1209                         set_irn_n(ret, n_be_Return_mem, curr_mem);
1210                 }
1211                 set_irn_n(ret, n_ebp, curr_bp);
1212         } else {
1213                 ir_node *incsp = be_new_IncSP(sp, block, curr_sp, -(int)frame_size, 0);
1214                 sched_add_before(ret, incsp);
1215                 curr_sp = incsp;
1216         }
1217         set_irn_n(ret, n_be_Return_sp, curr_sp);
1218
1219         /* keep verifier happy... */
1220         if (get_irn_n_edges(first_sp) == 0 && is_Proj(first_sp)) {
1221                 kill_node(first_sp);
1222         }
1223 }
1224
1225 /**
1226  * put the Prolog code at the beginning, epilog code before each return
1227  */
1228 static void introduce_prolog_epilog(ir_graph *irg)
1229 {
1230         const arch_register_t *sp         = &ia32_registers[REG_ESP];
1231         const arch_register_t *bp         = &ia32_registers[REG_EBP];
1232         ir_node               *start      = get_irg_start(irg);
1233         ir_node               *block      = get_nodes_block(start);
1234         ir_type               *frame_type = get_irg_frame_type(irg);
1235         unsigned               frame_size = get_type_size_bytes(frame_type);
1236         be_stack_layout_t     *layout     = be_get_irg_stack_layout(irg);
1237         ir_node               *initial_sp = be_get_initial_reg_value(irg, sp);
1238         ir_node               *curr_sp    = initial_sp;
1239         ir_mode               *mode_gp    = mode_Iu;
1240
1241         if (!layout->sp_relative) {
1242                 /* push ebp */
1243                 ir_node *mem        = get_irg_initial_mem(irg);
1244                 ir_node *noreg      = ia32_new_NoReg_gp(irg);
1245                 ir_node *initial_bp = be_get_initial_reg_value(irg, bp);
1246                 ir_node *curr_bp    = initial_bp;
1247                 ir_node *push       = new_bd_ia32_Push(NULL, block, noreg, noreg, mem, curr_bp, curr_sp);
1248                 ir_node *incsp;
1249
1250                 curr_sp = new_r_Proj(push, mode_gp, pn_ia32_Push_stack);
1251                 mem     = new_r_Proj(push, mode_M, pn_ia32_Push_M);
1252                 arch_set_irn_register(curr_sp, sp);
1253                 sched_add_after(start, push);
1254
1255                 /* move esp to ebp */
1256                 curr_bp = be_new_Copy(block, curr_sp);
1257                 sched_add_after(push, curr_bp);
1258                 be_set_constr_single_reg_out(curr_bp, 0, bp, arch_register_req_type_ignore);
1259                 curr_sp = be_new_CopyKeep_single(block, curr_sp, curr_bp);
1260                 sched_add_after(curr_bp, curr_sp);
1261                 be_set_constr_single_reg_out(curr_sp, 0, sp, arch_register_req_type_produces_sp);
1262                 edges_reroute(initial_bp, curr_bp);
1263                 set_irn_n(push, n_ia32_Push_val, initial_bp);
1264
1265                 incsp = be_new_IncSP(sp, block, curr_sp, frame_size, 0);
1266                 edges_reroute(initial_sp, incsp);
1267                 set_irn_n(push, n_ia32_Push_stack, initial_sp);
1268                 sched_add_after(curr_sp, incsp);
1269
1270                 /* make sure the initial IncSP is really used by someone */
1271                 if (get_irn_n_edges(incsp) <= 1) {
1272                         ir_node *in[] = { incsp };
1273                         ir_node *keep = be_new_Keep(block, 1, in);
1274                         sched_add_after(incsp, keep);
1275                 }
1276
1277                 layout->initial_bias = -4;
1278         } else {
1279                 ir_node *incsp = be_new_IncSP(sp, block, curr_sp, frame_size, 0);
1280                 edges_reroute(initial_sp, incsp);
1281                 be_set_IncSP_pred(incsp, curr_sp);
1282                 sched_add_after(start, incsp);
1283         }
1284
1285         /* introduce epilog for every return node */
1286         {
1287                 ir_node *end_block = get_irg_end_block(irg);
1288                 int      arity     = get_irn_arity(end_block);
1289                 int      i;
1290
1291                 for (i = 0; i < arity; ++i) {
1292                         ir_node *ret = get_irn_n(end_block, i);
1293                         assert(be_is_Return(ret));
1294                         introduce_epilog(ret);
1295                 }
1296         }
1297 }
1298
1299 /**
1300  * Last touchups for the graph before emit: x87 simulation to replace the
1301  * virtual with real x87 instructions, creating a block schedule and peephole
1302  * optimisations.
1303  */
1304 static void ia32_finish_graph(ir_graph *irg)
1305 {
1306         ia32_irg_data_t   *irg_data     = ia32_get_irg_data(irg);
1307         be_stack_layout_t *stack_layout = be_get_irg_stack_layout(irg);
1308         bool               at_begin     = stack_layout->sp_relative ? true : false;
1309         be_fec_env_t      *fec_env      = be_new_frame_entity_coalescer(irg);
1310
1311         /* create and coalesce frame entities */
1312         irg_walk_graph(irg, NULL, ia32_collect_frame_entity_nodes, fec_env);
1313         be_assign_entities(fec_env, ia32_set_frame_entity, at_begin);
1314         be_free_frame_entity_coalescer(fec_env);
1315
1316         irg_block_walk_graph(irg, NULL, ia32_after_ra_walker, NULL);
1317
1318         introduce_prolog_epilog(irg);
1319
1320         /* fix stack entity offsets */
1321         be_abi_fix_stack_nodes(irg);
1322         be_abi_fix_stack_bias(irg);
1323
1324         /* fix 2-address code constraints */
1325         ia32_finish_irg(irg);
1326
1327         /* we might have to rewrite x87 virtual registers */
1328         if (irg_data->do_x87_sim) {
1329                 ia32_x87_simulate_graph(irg);
1330         }
1331
1332         /* do peephole optimisations */
1333         ia32_peephole_optimization(irg);
1334
1335         be_remove_dead_nodes_from_schedule(irg);
1336
1337         /* create block schedule, this also removes empty blocks which might
1338          * produce critical edges */
1339         irg_data->blk_sched = be_create_block_schedule(irg);
1340 }
1341
1342 /**
1343  * Emits the code, closes the output file and frees
1344  * the code generator interface.
1345  */
1346 static void ia32_emit(ir_graph *irg)
1347 {
1348         if (ia32_cg_config.emit_machcode) {
1349                 ia32_gen_binary_routine(irg);
1350         } else {
1351                 ia32_gen_routine(irg);
1352         }
1353 }
1354
1355 /**
1356  * Returns the node representing the PIC base.
1357  */
1358 static ir_node *ia32_get_pic_base(ir_graph *irg)
1359 {
1360         ia32_irg_data_t *irg_data = ia32_get_irg_data(irg);
1361         ir_node         *block;
1362         ir_node         *get_eip = irg_data->get_eip;
1363         if (get_eip != NULL)
1364                 return get_eip;
1365
1366         block             = get_irg_start_block(irg);
1367         get_eip           = new_bd_ia32_GetEIP(NULL, block);
1368         irg_data->get_eip = get_eip;
1369
1370         return get_eip;
1371 }
1372
1373 /**
1374  * Initializes a IA32 code generator.
1375  */
1376 static void ia32_init_graph(ir_graph *irg)
1377 {
1378         struct obstack  *obst     = be_get_be_obst(irg);
1379         ia32_irg_data_t *irg_data = OALLOCZ(obst, ia32_irg_data_t);
1380
1381         irg_data->dump = (be_options.dump_flags & DUMP_BE) ? 1 : 0;
1382
1383         if (gprof) {
1384                 /* Linux gprof implementation needs base pointer */
1385                 be_options.omit_fp = 0;
1386         }
1387
1388         be_birg_from_irg(irg)->isa_link = irg_data;
1389 }
1390
1391 static const tarval_mode_info mo_integer = {
1392         TVO_HEX,
1393         "0x",
1394         NULL,
1395 };
1396
1397 /*
1398  * set the tarval output mode of all integer modes to decimal
1399  */
1400 static void set_tarval_output_modes(void)
1401 {
1402         size_t i;
1403
1404         for (i = ir_get_n_modes(); i > 0;) {
1405                 ir_mode *mode = ir_get_mode(--i);
1406
1407                 if (mode_is_int(mode))
1408                         set_tarval_mode_output_option(mode, &mo_integer);
1409         }
1410 }
1411
1412 extern const arch_isa_if_t ia32_isa_if;
1413
1414 static void init_asm_constraints(void)
1415 {
1416         be_init_default_asm_constraint_flags();
1417
1418         asm_constraint_flags['a'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1419         asm_constraint_flags['b'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1420         asm_constraint_flags['c'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1421         asm_constraint_flags['d'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1422         asm_constraint_flags['D'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1423         asm_constraint_flags['S'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1424         asm_constraint_flags['Q'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1425         asm_constraint_flags['q'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1426         asm_constraint_flags['A'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1427         asm_constraint_flags['l'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1428         asm_constraint_flags['R'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1429         asm_constraint_flags['r'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1430         asm_constraint_flags['p'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1431         asm_constraint_flags['f'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1432         asm_constraint_flags['t'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1433         asm_constraint_flags['u'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1434         asm_constraint_flags['Y'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1435         asm_constraint_flags['X'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1436         asm_constraint_flags['n'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_IMMEDIATE;
1437         asm_constraint_flags['g'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_IMMEDIATE;
1438
1439         /* no support for autodecrement/autoincrement */
1440         asm_constraint_flags['<'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1441         asm_constraint_flags['>'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1442         /* no float consts */
1443         asm_constraint_flags['E'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1444         asm_constraint_flags['F'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1445         /* makes no sense on x86 */
1446         asm_constraint_flags['s'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1447         /* no support for sse consts yet */
1448         asm_constraint_flags['C'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1449         /* no support for x87 consts yet */
1450         asm_constraint_flags['G'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1451         /* no support for mmx registers yet */
1452         asm_constraint_flags['y'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1453         /* not available in 32bit mode */
1454         asm_constraint_flags['Z'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1455         asm_constraint_flags['e'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1456
1457         /* no code yet to determine register class needed... */
1458         asm_constraint_flags['X'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1459 }
1460
1461 /**
1462  * Check if Mux(sel, mux_true, mux_false) would represent a Max or Min operation
1463  */
1464 static bool mux_is_float_min_max(ir_node *sel, ir_node *mux_true,
1465                                  ir_node *mux_false)
1466 {
1467         ir_node    *cmp_l;
1468         ir_node    *cmp_r;
1469         ir_relation relation;
1470
1471         if (!is_Cmp(sel))
1472                 return false;
1473
1474         cmp_l = get_Cmp_left(sel);
1475         cmp_r = get_Cmp_right(sel);
1476         if (!mode_is_float(get_irn_mode(cmp_l)))
1477                 return false;
1478
1479         /* check for min/max. They're defined as (C-Semantik):
1480          *  min(a, b) = a < b ? a : b
1481          *  or min(a, b) = a <= b ? a : b
1482          *  max(a, b) = a > b ? a : b
1483          *  or max(a, b) = a >= b ? a : b
1484          * (Note we only handle float min/max here)
1485          */
1486         relation = get_Cmp_relation(sel);
1487         switch (relation) {
1488         case ir_relation_greater_equal:
1489         case ir_relation_greater:
1490                 /* this is a max */
1491                 if (cmp_l == mux_true && cmp_r == mux_false)
1492                         return true;
1493                 break;
1494         case ir_relation_less_equal:
1495         case ir_relation_less:
1496                 /* this is a min */
1497                 if (cmp_l == mux_true && cmp_r == mux_false)
1498                         return true;
1499                 break;
1500         case ir_relation_unordered_greater_equal:
1501         case ir_relation_unordered_greater:
1502                 /* this is a min */
1503                 if (cmp_l == mux_false && cmp_r == mux_true)
1504                         return true;
1505                 break;
1506         case ir_relation_unordered_less_equal:
1507         case ir_relation_unordered_less:
1508                 /* this is a max */
1509                 if (cmp_l == mux_false && cmp_r == mux_true)
1510                         return true;
1511                 break;
1512
1513         default:
1514                 break;
1515         }
1516
1517         return false;
1518 }
1519
1520 static bool mux_is_set(ir_node *sel, ir_node *mux_true, ir_node *mux_false)
1521 {
1522         ir_mode *mode = get_irn_mode(mux_true);
1523         (void) sel;
1524
1525         if (!mode_is_int(mode) && !mode_is_reference(mode)
1526                         && mode != mode_b)
1527                 return false;
1528
1529         if (is_Const(mux_true) && is_Const(mux_false)) {
1530                 /* we can create a set plus up two 3 instructions for any combination
1531                  * of constants */
1532                 return true;
1533         }
1534
1535         return false;
1536 }
1537
1538 static bool mux_is_float_const_const(ir_node *sel, ir_node *mux_true,
1539                                      ir_node *mux_false)
1540 {
1541         (void) sel;
1542
1543         if (!mode_is_float(get_irn_mode(mux_true)))
1544                 return false;
1545
1546         return is_Const(mux_true) && is_Const(mux_false);
1547 }
1548
1549 static bool mux_is_doz(ir_node *sel, ir_node *mux_true, ir_node *mux_false)
1550 {
1551         ir_node    *cmp_left;
1552         ir_node    *cmp_right;
1553         ir_node    *sub_left;
1554         ir_node    *sub_right;
1555         ir_mode    *mode;
1556         ir_relation relation;
1557
1558         if (!is_Cmp(sel))
1559                 return false;
1560
1561         mode = get_irn_mode(mux_true);
1562         if (mode_is_signed(mode) || mode_is_float(mode))
1563                 return false;
1564
1565         relation  = get_Cmp_relation(sel);
1566         cmp_left  = get_Cmp_left(sel);
1567         cmp_right = get_Cmp_right(sel);
1568
1569         /* "move" zero constant to false input */
1570         if (is_Const(mux_true) && is_Const_null(mux_true)) {
1571                 ir_node *tmp = mux_false;
1572                 mux_false = mux_true;
1573                 mux_true  = tmp;
1574                 relation = get_negated_relation(relation);
1575         }
1576         if (!is_Const(mux_false) || !is_Const_null(mux_false))
1577                 return false;
1578         if (!is_Sub(mux_true))
1579                 return false;
1580         sub_left  = get_Sub_left(mux_true);
1581         sub_right = get_Sub_right(mux_true);
1582
1583         /* Mux(a >=u b, 0, a-b) */
1584         if ((relation & ir_relation_greater)
1585                         && sub_left == cmp_left && sub_right == cmp_right)
1586                 return true;
1587         /* Mux(a <=u b, 0, b-a) */
1588         if ((relation & ir_relation_less)
1589                         && sub_left == cmp_right && sub_right == cmp_left)
1590                 return true;
1591
1592         return false;
1593 }
1594
1595 static int ia32_is_mux_allowed(ir_node *sel, ir_node *mux_false,
1596                                ir_node *mux_true)
1597 {
1598         ir_mode *mode;
1599
1600         /* middleend can handle some things */
1601         if (ir_is_optimizable_mux(sel, mux_false, mux_true))
1602                 return true;
1603         /* we can handle Set for all modes and compares */
1604         if (mux_is_set(sel, mux_true, mux_false))
1605                 return true;
1606         /* SSE has own min/max operations */
1607         if (ia32_cg_config.use_sse2
1608                         && mux_is_float_min_max(sel, mux_true, mux_false))
1609                 return true;
1610         /* we can handle Mux(?, Const[f], Const[f]) */
1611         if (mux_is_float_const_const(sel, mux_true, mux_false)) {
1612 #ifdef FIRM_GRGEN_BE
1613                 /* well, some code selectors can't handle it */
1614                 if (be_transformer != TRANSFORMER_PBQP
1615                                 || be_transformer != TRANSFORMER_RAND)
1616                         return true;
1617 #else
1618                 return true;
1619 #endif
1620         }
1621
1622         /* no support for 64bit inputs to cmov */
1623         mode = get_irn_mode(mux_true);
1624         if (get_mode_size_bits(mode) > 32)
1625                 return false;
1626         /* we can handle Abs for all modes and compares (except 64bit) */
1627         if (ir_mux_is_abs(sel, mux_false, mux_true) != 0)
1628                 return true;
1629         /* we can't handle MuxF yet */
1630         if (mode_is_float(mode))
1631                 return false;
1632
1633         if (mux_is_doz(sel, mux_true, mux_false))
1634                 return true;
1635
1636         /* Check Cmp before the node */
1637         if (is_Cmp(sel)) {
1638                 ir_mode *cmp_mode = get_irn_mode(get_Cmp_left(sel));
1639
1640                 /* we can't handle 64bit compares */
1641                 if (get_mode_size_bits(cmp_mode) > 32)
1642                         return false;
1643
1644                 /* we can't handle float compares */
1645                 if (mode_is_float(cmp_mode))
1646                         return false;
1647         }
1648
1649         /* did we disable cmov generation? */
1650         if (!ia32_cg_config.use_cmov)
1651                 return false;
1652
1653         /* we can use a cmov */
1654         return true;
1655 }
1656
1657 /**
1658  * Create the trampoline code.
1659  */
1660 static ir_node *ia32_create_trampoline_fkt(ir_node *block, ir_node *mem, ir_node *trampoline, ir_node *env, ir_node *callee)
1661 {
1662         ir_graph *const irg  = get_irn_irg(block);
1663         ir_node  *      p    = trampoline;
1664         ir_mode  *const mode = get_irn_mode(p);
1665         ir_node  *const one  = new_r_Const(irg, get_mode_one(mode_Iu));
1666         ir_node  *const four = new_r_Const_long(irg, mode_Iu, 4);
1667         ir_node  *      st;
1668
1669         /* mov  ecx,<env> */
1670         st  = new_r_Store(block, mem, p, new_r_Const_long(irg, mode_Bu, 0xb9), cons_none);
1671         mem = new_r_Proj(st, mode_M, pn_Store_M);
1672         p   = new_r_Add(block, p, one, mode);
1673         st  = new_r_Store(block, mem, p, env, cons_none);
1674         mem = new_r_Proj(st, mode_M, pn_Store_M);
1675         p   = new_r_Add(block, p, four, mode);
1676         /* jmp  <callee> */
1677         st  = new_r_Store(block, mem, p, new_r_Const_long(irg, mode_Bu, 0xe9), cons_none);
1678         mem = new_r_Proj(st, mode_M, pn_Store_M);
1679         p   = new_r_Add(block, p, one, mode);
1680         st  = new_r_Store(block, mem, p, callee, cons_none);
1681         mem = new_r_Proj(st, mode_M, pn_Store_M);
1682         p   = new_r_Add(block, p, four, mode);
1683
1684         return mem;
1685 }
1686
1687 static const ir_settings_arch_dep_t ia32_arch_dep = {
1688         1,                   /* also use subs */
1689         4,                   /* maximum shifts */
1690         63,                  /* maximum shift amount */
1691         ia32_evaluate_insn,  /* evaluate the instruction sequence */
1692
1693         1,  /* allow Mulhs */
1694         1,  /* allow Mulus */
1695         32, /* Mulh allowed up to 32 bit */
1696 };
1697 static backend_params ia32_backend_params = {
1698         1,     /* support inline assembly */
1699         1,     /* support Rotl nodes */
1700         0,     /* little endian */
1701         1,     /* modulo shift efficient */
1702         0,     /* non-modulo shift not efficient */
1703         &ia32_arch_dep, /* will be set later */
1704         ia32_is_mux_allowed,
1705         32,    /* machine_size */
1706         NULL,  /* float arithmetic mode, will be set below */
1707         NULL,  /* long long type */
1708         NULL,  /* unsigned long long type */
1709         NULL,  /* long double type */
1710         12,    /* size of trampoline code */
1711         4,     /* alignment of trampoline code */
1712         ia32_create_trampoline_fkt,
1713         4      /* alignment of stack parameter */
1714 };
1715
1716 /**
1717  * Initializes the backend ISA.
1718  */
1719 static void ia32_init(void)
1720 {
1721         ir_mode *mode_long_long;
1722         ir_mode *mode_unsigned_long_long;
1723         ir_type *type_long_long;
1724         ir_type *type_unsigned_long_long;
1725
1726         ia32_setup_cg_config();
1727
1728         init_asm_constraints();
1729
1730         ia32_mode_fpcw = new_int_mode("Fpcw", irma_twos_complement, 16, 0, 0);
1731
1732         /* note mantissa is 64bit but with explicitely encoded 1 so the really
1733          * usable part as counted by firm is only 63 bits */
1734         ia32_mode_E = new_float_mode("E", irma_x86_extended_float, 15, 63);
1735         ia32_type_E = new_type_primitive(ia32_mode_E);
1736         set_type_size_bytes(ia32_type_E, 12);
1737         set_type_alignment_bytes(ia32_type_E, 4);
1738
1739         mode_long_long = new_int_mode("long long", irma_twos_complement, 64, 1, 64);
1740         type_long_long = new_type_primitive(mode_long_long);
1741         mode_unsigned_long_long
1742                 = new_int_mode("unsigned long long", irma_twos_complement, 64, 0, 64);
1743         type_unsigned_long_long = new_type_primitive(mode_unsigned_long_long);
1744
1745         ia32_backend_params.type_long_long          = type_long_long;
1746         ia32_backend_params.type_unsigned_long_long = type_unsigned_long_long;
1747
1748         if (ia32_cg_config.use_sse2 || ia32_cg_config.use_softfloat) {
1749                 ia32_backend_params.mode_float_arithmetic = NULL;
1750                 ia32_backend_params.type_long_double = NULL;
1751         } else {
1752                 ia32_backend_params.mode_float_arithmetic = ia32_mode_E;
1753                 ia32_backend_params.type_long_double      = ia32_type_E;
1754         }
1755
1756         ia32_register_init();
1757         obstack_init(&opcodes_obst);
1758         ia32_create_opcodes(&ia32_irn_ops);
1759 }
1760
1761 static void ia32_finish(void)
1762 {
1763         if (between_type != NULL) {
1764                 free_type(between_type);
1765                 between_type = NULL;
1766         }
1767         ia32_free_opcodes();
1768         obstack_free(&opcodes_obst, NULL);
1769 }
1770
1771 /**
1772  * The template that generates a new ISA object.
1773  * Note that this template can be changed by command line
1774  * arguments.
1775  */
1776 static ia32_isa_t ia32_isa_template = {
1777         {
1778                 &ia32_isa_if,            /* isa interface implementation */
1779                 N_IA32_REGISTERS,
1780                 ia32_registers,
1781                 N_IA32_CLASSES,
1782                 ia32_reg_classes,
1783                 &ia32_registers[REG_ESP],  /* stack pointer register */
1784                 &ia32_registers[REG_EBP],  /* base pointer register */
1785                 &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_gp],  /* static link pointer register class */
1786                 2,                       /* power of two stack alignment, 2^2 == 4 */
1787                 NULL,                    /* main environment */
1788                 7,                       /* costs for a spill instruction */
1789                 5,                       /* costs for a reload instruction */
1790                 false,                   /* no custom abi handling */
1791         },
1792         NULL,                    /* tv_ents */
1793         IA32_FPU_ARCH_X87,       /* FPU architecture */
1794 };
1795
1796 static arch_env_t *ia32_begin_codegeneration(const be_main_env_t *env)
1797 {
1798         ia32_isa_t *isa = XMALLOC(ia32_isa_t);
1799
1800         set_tarval_output_modes();
1801
1802         *isa        = ia32_isa_template;
1803         isa->tv_ent = pmap_create();
1804
1805         /* enter the ISA object into the intrinsic environment */
1806         intrinsic_env.isa = isa;
1807
1808         be_emit_init(env->file_handle);
1809         be_gas_begin_compilation_unit(env);
1810
1811         return &isa->base;
1812 }
1813
1814 /**
1815  * Closes the output file and frees the ISA structure.
1816  */
1817 static void ia32_end_codegeneration(void *self)
1818 {
1819         ia32_isa_t *isa = (ia32_isa_t*)self;
1820
1821         /* emit now all global declarations */
1822         be_gas_end_compilation_unit(isa->base.main_env);
1823
1824         be_emit_exit();
1825
1826         pmap_destroy(isa->tv_ent);
1827         free(self);
1828 }
1829
1830 /**
1831  * Returns the register for parameter nr.
1832  */
1833 static const arch_register_t *ia32_get_RegParam_reg(unsigned cc, unsigned nr,
1834                                                     const ir_mode *mode)
1835 {
1836         static const arch_register_t *gpreg_param_reg_fastcall[] = {
1837                 &ia32_registers[REG_ECX],
1838                 &ia32_registers[REG_EDX],
1839                 NULL
1840         };
1841         static const unsigned MAXNUM_GPREG_ARGS = 3;
1842
1843         static const arch_register_t *gpreg_param_reg_regparam[] = {
1844                 &ia32_registers[REG_EAX],
1845                 &ia32_registers[REG_EDX],
1846                 &ia32_registers[REG_ECX]
1847         };
1848
1849         static const arch_register_t *gpreg_param_reg_this[] = {
1850                 &ia32_registers[REG_ECX],
1851                 NULL,
1852                 NULL
1853         };
1854
1855         static const arch_register_t *fpreg_sse_param_reg_std[] = {
1856                 &ia32_registers[REG_XMM0],
1857                 &ia32_registers[REG_XMM1],
1858                 &ia32_registers[REG_XMM2],
1859                 &ia32_registers[REG_XMM3],
1860                 &ia32_registers[REG_XMM4],
1861                 &ia32_registers[REG_XMM5],
1862                 &ia32_registers[REG_XMM6],
1863                 &ia32_registers[REG_XMM7]
1864         };
1865
1866         static const arch_register_t *fpreg_sse_param_reg_this[] = {
1867                 NULL,  /* in case of a "this" pointer, the first parameter must not be a float */
1868         };
1869         static const unsigned MAXNUM_SSE_ARGS = 8;
1870
1871         if ((cc & cc_this_call) && nr == 0)
1872                 return gpreg_param_reg_this[0];
1873
1874         if (! (cc & cc_reg_param))
1875                 return NULL;
1876
1877         if (mode_is_float(mode)) {
1878                 if (!ia32_cg_config.use_sse2 || (cc & cc_fpreg_param) == 0)
1879                         return NULL;
1880                 if (nr >= MAXNUM_SSE_ARGS)
1881                         return NULL;
1882
1883                 if (cc & cc_this_call) {
1884                         return fpreg_sse_param_reg_this[nr];
1885                 }
1886                 return fpreg_sse_param_reg_std[nr];
1887         } else if (mode_is_int(mode) || mode_is_reference(mode)) {
1888                 unsigned num_regparam;
1889
1890                 if (get_mode_size_bits(mode) > 32)
1891                         return NULL;
1892
1893                 if (nr >= MAXNUM_GPREG_ARGS)
1894                         return NULL;
1895
1896                 if (cc & cc_this_call) {
1897                         return gpreg_param_reg_this[nr];
1898                 }
1899                 num_regparam = cc & ~cc_bits;
1900                 if (num_regparam == 0) {
1901                         /* default fastcall */
1902                         return gpreg_param_reg_fastcall[nr];
1903                 }
1904                 if (nr < num_regparam)
1905                         return gpreg_param_reg_regparam[nr];
1906                 return NULL;
1907         }
1908
1909         panic("unknown argument mode");
1910 }
1911
1912 /**
1913  * Get the ABI restrictions for procedure calls.
1914  */
1915 static void ia32_get_call_abi(ir_type *method_type, be_abi_call_t *abi)
1916 {
1917         unsigned  cc;
1918         int       n, i, regnum;
1919         int                 pop_amount = 0;
1920         be_abi_call_flags_t call_flags = be_abi_call_get_flags(abi);
1921
1922         /* set abi flags for calls */
1923         /* call_flags.bits.try_omit_fp                 not changed: can handle both settings */
1924         call_flags.bits.call_has_imm = false;  /* No call immediate, we handle this by ourselves */
1925
1926         /* set parameter passing style */
1927         be_abi_call_set_flags(abi, call_flags, &ia32_abi_callbacks);
1928
1929         cc = get_method_calling_convention(method_type);
1930         if (get_method_variadicity(method_type) == variadicity_variadic) {
1931                 /* pass all parameters of a variadic function on the stack */
1932                 cc = cc_cdecl_set | (cc & cc_this_call);
1933         } else {
1934                 if (get_method_additional_properties(method_type) & mtp_property_private &&
1935                     ia32_cg_config.optimize_cc) {
1936                         /* set the fast calling conventions (allowing up to 3) */
1937                         cc = SET_FASTCALL(cc) | 3;
1938                 }
1939         }
1940
1941         /* we have to pop the shadow parameter ourself for compound calls */
1942         if ( (get_method_calling_convention(method_type) & cc_compound_ret)
1943                         && !(cc & cc_reg_param)) {
1944                 pop_amount += get_mode_size_bytes(mode_P_data);
1945         }
1946
1947         n = get_method_n_params(method_type);
1948         for (i = regnum = 0; i < n; i++) {
1949                 const arch_register_t *reg  = NULL;
1950                 ir_type               *tp   = get_method_param_type(method_type, i);
1951                 ir_mode               *mode = get_type_mode(tp);
1952
1953                 if (mode != NULL) {
1954                         reg  = ia32_get_RegParam_reg(cc, regnum, mode);
1955                 }
1956                 if (reg != NULL) {
1957                         be_abi_call_param_reg(abi, i, reg, ABI_CONTEXT_BOTH);
1958                         ++regnum;
1959                 } else {
1960                         /* Micro optimisation: if the mode is shorter than 4 bytes, load 4 bytes.
1961                          * movl has a shorter opcode than mov[sz][bw]l */
1962                         ir_mode *load_mode = mode;
1963
1964                         if (mode != NULL) {
1965                                 unsigned size = get_mode_size_bytes(mode);
1966
1967                                 if (cc & cc_callee_clear_stk) {
1968                                         pop_amount += (size + 3U) & ~3U;
1969                                 }
1970
1971                                 if (size < 4) load_mode = mode_Iu;
1972                         }
1973
1974                         be_abi_call_param_stack(abi, i, load_mode, 4, 0, 0, ABI_CONTEXT_BOTH);
1975                 }
1976         }
1977
1978         be_abi_call_set_pop(abi, pop_amount);
1979
1980         /* set return registers */
1981         n = get_method_n_ress(method_type);
1982
1983         assert(n <= 2 && "more than two results not supported");
1984
1985         /* In case of 64bit returns, we will have two 32bit values */
1986         if (n == 2) {
1987                 ir_type *tp   = get_method_res_type(method_type, 0);
1988                 ir_mode *mode = get_type_mode(tp);
1989
1990                 assert(!mode_is_float(mode) && "two FP results not supported");
1991
1992                 tp   = get_method_res_type(method_type, 1);
1993                 mode = get_type_mode(tp);
1994
1995                 assert(!mode_is_float(mode) && "mixed INT, FP results not supported");
1996
1997                 be_abi_call_res_reg(abi, 0, &ia32_registers[REG_EAX], ABI_CONTEXT_BOTH);
1998                 be_abi_call_res_reg(abi, 1, &ia32_registers[REG_EDX], ABI_CONTEXT_BOTH);
1999         }
2000         else if (n == 1) {
2001                 ir_type *tp   = get_method_res_type(method_type, 0);
2002                 ir_mode *mode = get_type_mode(tp);
2003                 const arch_register_t *reg;
2004                 assert(is_atomic_type(tp));
2005
2006                 reg = mode_is_float(mode) ? &ia32_registers[REG_VF0] : &ia32_registers[REG_EAX];
2007
2008                 be_abi_call_res_reg(abi, 0, reg, ABI_CONTEXT_BOTH);
2009         }
2010 }
2011
2012 static void ia32_mark_remat(ir_node *node)
2013 {
2014         if (is_ia32_irn(node)) {
2015                 set_ia32_is_remat(node);
2016         }
2017 }
2018
2019 static asm_constraint_flags_t ia32_parse_asm_constraint(const char **c)
2020 {
2021         (void) c;
2022
2023         /* we already added all our simple flags to the flags modifier list in
2024          * init, so this flag we don't know. */
2025         return ASM_CONSTRAINT_FLAG_INVALID;
2026 }
2027
2028 static int ia32_is_valid_clobber(const char *clobber)
2029 {
2030         return ia32_get_clobber_register(clobber) != NULL;
2031 }
2032
2033 static void ia32_lower_for_target(void)
2034 {
2035         size_t i, n_irgs = get_irp_n_irgs();
2036
2037         /* perform doubleword lowering */
2038         lwrdw_param_t lower_dw_params = {
2039                 1,  /* little endian */
2040                 64, /* doubleword size */
2041                 ia32_create_intrinsic_fkt,
2042                 &intrinsic_env,
2043         };
2044
2045         /* lower compound param handling
2046          * Note: we lower compound arguments ourself, since on ia32 we don't
2047          * have hidden parameters but know where to find the structs on the stack.
2048          * (This also forces us to always allocate space for the compound arguments
2049          *  on the callframe and we can't just use an arbitrary position on the
2050          *  stackframe)
2051          */
2052         lower_calls_with_compounds(LF_RETURN_HIDDEN | LF_DONT_LOWER_ARGUMENTS);
2053
2054         /* replace floating point operations by function calls */
2055         if (ia32_cg_config.use_softfloat) {
2056                 lower_floating_point();
2057         }
2058
2059         ir_prepare_dw_lowering(&lower_dw_params);
2060         ir_lower_dw_ops();
2061
2062         for (i = 0; i < n_irgs; ++i) {
2063                 ir_graph *irg = get_irp_irg(i);
2064                 /* lower for mode_b stuff */
2065                 ir_lower_mode_b(irg, mode_Iu);
2066                 /* break up switches with wide ranges */
2067                 lower_switch(irg, 4, 256, false);
2068         }
2069
2070         for (i = 0; i < n_irgs; ++i) {
2071                 ir_graph *irg = get_irp_irg(i);
2072                 /* Turn all small CopyBs into loads/stores, keep medium-sized CopyBs,
2073                  * so we can generate rep movs later, and turn all big CopyBs into
2074                  * memcpy calls. */
2075                 lower_CopyB(irg, 64, 8193, true);
2076         }
2077 }
2078
2079 /**
2080  * Returns the libFirm configuration parameter for this backend.
2081  */
2082 static const backend_params *ia32_get_libfirm_params(void)
2083 {
2084         return &ia32_backend_params;
2085 }
2086
2087 /**
2088  * Check if the given register is callee or caller save.
2089  */
2090 static int ia32_register_saved_by(const arch_register_t *reg, int callee)
2091 {
2092         if (callee) {
2093                 /* check for callee saved */
2094                 if (reg->reg_class == &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_gp]) {
2095                         switch (reg->index) {
2096                         case REG_GP_EBX:
2097                         case REG_GP_ESI:
2098                         case REG_GP_EDI:
2099                         case REG_GP_EBP:
2100                                 return 1;
2101                         default:
2102                                 return 0;
2103                         }
2104                 }
2105         } else {
2106                 /* check for caller saved */
2107                 if (reg->reg_class == &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_gp]) {
2108                         switch (reg->index) {
2109                         case REG_GP_EDX:
2110                         case REG_GP_ECX:
2111                         case REG_GP_EAX:
2112                                 return 1;
2113                         default:
2114                                 return 0;
2115                         }
2116                 } else if (reg->reg_class == &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_xmm]) {
2117                         /* all XMM registers are caller save */
2118                         return reg->index != REG_XMM_NOREG;
2119                 } else if (reg->reg_class == &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_vfp]) {
2120                         /* all VFP registers are caller save */
2121                         return reg->index != REG_VFP_NOREG;
2122                 }
2123         }
2124         return 0;
2125 }
2126
2127 static const lc_opt_enum_int_items_t gas_items[] = {
2128         { "elf",   OBJECT_FILE_FORMAT_ELF    },
2129         { "mingw", OBJECT_FILE_FORMAT_COFF   },
2130         { "macho", OBJECT_FILE_FORMAT_MACH_O },
2131         { NULL,    0 }
2132 };
2133
2134 static lc_opt_enum_int_var_t gas_var = {
2135         (int*) &be_gas_object_file_format, gas_items
2136 };
2137
2138 #ifdef FIRM_GRGEN_BE
2139 static const lc_opt_enum_int_items_t transformer_items[] = {
2140         { "default", TRANSFORMER_DEFAULT },
2141         { "pbqp",    TRANSFORMER_PBQP    },
2142         { "random",  TRANSFORMER_RAND    },
2143         { NULL,      0                   }
2144 };
2145
2146 static lc_opt_enum_int_var_t transformer_var = {
2147         (int*)&be_transformer, transformer_items
2148 };
2149 #endif
2150
2151 static const lc_opt_table_entry_t ia32_options[] = {
2152         LC_OPT_ENT_ENUM_INT("gasmode", "set the GAS compatibility mode", &gas_var),
2153 #ifdef FIRM_GRGEN_BE
2154         LC_OPT_ENT_ENUM_INT("transformer", "the transformer used for code selection", &transformer_var),
2155 #endif
2156         LC_OPT_ENT_INT ("stackalign", "set power of two stack alignment for calls",
2157                         &ia32_isa_template.base.stack_alignment),
2158         LC_OPT_ENT_BOOL("gprof",      "create gprof profiling code",                                    &gprof),
2159         LC_OPT_LAST
2160 };
2161
2162 const arch_isa_if_t ia32_isa_if = {
2163         ia32_init,
2164         ia32_finish,
2165         ia32_get_libfirm_params,
2166         ia32_lower_for_target,
2167         ia32_parse_asm_constraint,
2168         ia32_is_valid_clobber,
2169
2170         ia32_begin_codegeneration,
2171         ia32_end_codegeneration,
2172         ia32_init_graph,
2173         ia32_get_call_abi,
2174         ia32_mark_remat,
2175         ia32_get_pic_base,   /* return node used as base in pic code addresses */
2176         be_new_spill,
2177         be_new_reload,
2178         ia32_register_saved_by,
2179
2180         ia32_handle_intrinsics,
2181         ia32_before_abi,     /* before abi introduce hook */
2182         ia32_prepare_graph,
2183         ia32_before_ra,      /* before register allocation hook */
2184         ia32_finish_graph,   /* called before codegen */
2185         ia32_emit,           /* emit && done */
2186 };
2187
2188 BE_REGISTER_MODULE_CONSTRUCTOR(be_init_arch_ia32)
2189 void be_init_arch_ia32(void)
2190 {
2191         lc_opt_entry_t *be_grp   = lc_opt_get_grp(firm_opt_get_root(), "be");
2192         lc_opt_entry_t *ia32_grp = lc_opt_get_grp(be_grp, "ia32");
2193
2194         lc_opt_add_table(ia32_grp, ia32_options);
2195         be_register_isa_if("ia32", &ia32_isa_if);
2196
2197         ia32_init_emitter();
2198         ia32_init_finish();
2199         ia32_init_optimize();
2200         ia32_init_transform();
2201         ia32_init_x87();
2202         ia32_init_architecture();
2203 }