44f08c62f50d78f00dab6aafa44199e511c22d9c
[libfirm] / 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  * @version     $Id$
25  */
26 #include "config.h"
27
28 #include "lc_opts.h"
29 #include "lc_opts_enum.h"
30
31 #include <math.h>
32
33 #include "pseudo_irg.h"
34 #include "irarch.h"
35 #include "irgwalk.h"
36 #include "irprog.h"
37 #include "irprintf.h"
38 #include "iredges_t.h"
39 #include "ircons.h"
40 #include "irflag.h"
41 #include "irgmod.h"
42 #include "irgopt.h"
43 #include "irbitset.h"
44 #include "irgopt.h"
45 #include "pdeq.h"
46 #include "pset.h"
47 #include "debug.h"
48 #include "error.h"
49 #include "xmalloc.h"
50 #include "irtools.h"
51 #include "iroptimize.h"
52 #include "instrument.h"
53
54 #include "../beabi.h"
55 #include "../beirg_t.h"
56 #include "../benode_t.h"
57 #include "../belower.h"
58 #include "../besched_t.h"
59 #include "be.h"
60 #include "../be_t.h"
61 #include "../beirgmod.h"
62 #include "../be_dbgout.h"
63 #include "../beblocksched.h"
64 #include "../bemachine.h"
65 #include "../beilpsched.h"
66 #include "../bespillslots.h"
67 #include "../bemodule.h"
68 #include "../begnuas.h"
69 #include "../bestate.h"
70 #include "../beflags.h"
71 #include "../betranshlp.h"
72
73 #include "bearch_ia32_t.h"
74
75 #include "ia32_new_nodes.h"
76 #include "gen_ia32_regalloc_if.h"
77 #include "gen_ia32_machine.h"
78 #include "ia32_common_transform.h"
79 #include "ia32_transform.h"
80 #include "ia32_emitter.h"
81 #include "ia32_map_regs.h"
82 #include "ia32_optimize.h"
83 #include "ia32_x87.h"
84 #include "ia32_dbg_stat.h"
85 #include "ia32_finish.h"
86 #include "ia32_util.h"
87 #include "ia32_fpu.h"
88 #include "ia32_architecture.h"
89
90 #ifdef FIRM_GRGEN_BE
91 #include "ia32_pbqp_transform.h"
92
93 transformer_t be_transformer = TRANSFORMER_DEFAULT;
94 #endif
95
96 DEBUG_ONLY(static firm_dbg_module_t *dbg = NULL;)
97
98 /* TODO: ugly */
99 static set *cur_reg_set = NULL;
100
101 ir_mode         *mode_fpcw       = NULL;
102 ia32_code_gen_t *ia32_current_cg = NULL;
103
104 /**
105  * The environment for the intrinsic mapping.
106  */
107 static ia32_intrinsic_env_t intrinsic_env = {
108         NULL,    /* the isa */
109         NULL,    /* the irg, these entities belong to */
110         NULL,    /* entity for __divdi3 library call */
111         NULL,    /* entity for __moddi3 library call */
112         NULL,    /* entity for __udivdi3 library call */
113         NULL,    /* entity for __umoddi3 library call */
114 };
115
116
117 typedef ir_node *(*create_const_node_func) (dbg_info *dbg, ir_node *block);
118
119 static inline ir_node *create_const(ia32_code_gen_t *cg, ir_node **place,
120                                     create_const_node_func func,
121                                     const arch_register_t* reg)
122 {
123         ir_node *block, *res;
124
125         if(*place != NULL)
126                 return *place;
127
128         block = get_irg_start_block(cg->irg);
129         res = func(NULL, block);
130         arch_set_irn_register(res, reg);
131         *place = res;
132
133         add_irn_dep(get_irg_end(cg->irg), res);
134         /* add_irn_dep(get_irg_start(cg->irg), res); */
135
136         return res;
137 }
138
139 /* Creates the unique per irg GP NoReg node. */
140 ir_node *ia32_new_NoReg_gp(ia32_code_gen_t *cg) {
141         return create_const(cg, &cg->noreg_gp, new_bd_ia32_NoReg_GP,
142                             &ia32_gp_regs[REG_GP_NOREG]);
143 }
144
145 ir_node *ia32_new_NoReg_vfp(ia32_code_gen_t *cg) {
146         return create_const(cg, &cg->noreg_vfp, new_bd_ia32_NoReg_VFP,
147                             &ia32_vfp_regs[REG_VFP_NOREG]);
148 }
149
150 ir_node *ia32_new_NoReg_xmm(ia32_code_gen_t *cg) {
151         return create_const(cg, &cg->noreg_xmm, new_bd_ia32_NoReg_XMM,
152                             &ia32_xmm_regs[REG_XMM_NOREG]);
153 }
154
155 ir_node *ia32_new_Unknown_gp(ia32_code_gen_t *cg) {
156         return create_const(cg, &cg->unknown_gp, new_bd_ia32_Unknown_GP,
157                             &ia32_gp_regs[REG_GP_UKNWN]);
158 }
159
160 ir_node *ia32_new_Unknown_vfp(ia32_code_gen_t *cg) {
161         return create_const(cg, &cg->unknown_vfp, new_bd_ia32_Unknown_VFP,
162                             &ia32_vfp_regs[REG_VFP_UKNWN]);
163 }
164
165 ir_node *ia32_new_Unknown_xmm(ia32_code_gen_t *cg) {
166         return create_const(cg, &cg->unknown_xmm, new_bd_ia32_Unknown_XMM,
167                             &ia32_xmm_regs[REG_XMM_UKNWN]);
168 }
169
170 ir_node *ia32_new_Fpu_truncate(ia32_code_gen_t *cg) {
171         return create_const(cg, &cg->fpu_trunc_mode, new_bd_ia32_ChangeCW,
172                         &ia32_fp_cw_regs[REG_FPCW]);
173 }
174
175
176 /**
177  * Returns the admissible noreg register node for input register pos of node irn.
178  */
179 static ir_node *ia32_get_admissible_noreg(ia32_code_gen_t *cg, ir_node *irn, int pos)
180 {
181         const arch_register_req_t *req = arch_get_register_req(irn, pos);
182
183         assert(req != NULL && "Missing register requirements");
184         if (req->cls == &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_gp])
185                 return ia32_new_NoReg_gp(cg);
186
187         if (ia32_cg_config.use_sse2) {
188                 return ia32_new_NoReg_xmm(cg);
189         } else {
190                 return ia32_new_NoReg_vfp(cg);
191         }
192 }
193
194 /**************************************************
195  *                         _ _              _  __
196  *                        | | |            (_)/ _|
197  *  _ __ ___  __ _    __ _| | | ___   ___   _| |_
198  * | '__/ _ \/ _` |  / _` | | |/ _ \ / __| | |  _|
199  * | | |  __/ (_| | | (_| | | | (_) | (__  | | |
200  * |_|  \___|\__, |  \__,_|_|_|\___/ \___| |_|_|
201  *            __/ |
202  *           |___/
203  **************************************************/
204
205 /**
206  * Return register requirements for an ia32 node.
207  * If the node returns a tuple (mode_T) then the proj's
208  * will be asked for this information.
209  */
210 static const arch_register_req_t *ia32_get_irn_reg_req(const ir_node *node,
211                                                                                                            int pos)
212 {
213         ir_mode *mode = get_irn_mode(node);
214         long    node_pos;
215
216         if (mode == mode_X || is_Block(node)) {
217                 return arch_no_register_req;
218         }
219
220         if (mode == mode_T && pos < 0) {
221                 return arch_no_register_req;
222         }
223
224         node_pos = pos == -1 ? 0 : pos;
225         if (is_Proj(node)) {
226                 if (mode == mode_M || pos >= 0) {
227                         return arch_no_register_req;
228                 }
229
230                 node_pos = (pos == -1) ? get_Proj_proj(node) : pos;
231                 node     = skip_Proj_const(node);
232         }
233
234         if (is_ia32_irn(node)) {
235                 const arch_register_req_t *req;
236                 if (pos >= 0)
237                         req = get_ia32_in_req(node, pos);
238                 else
239                         req = get_ia32_out_req(node, node_pos);
240
241                 assert(req != NULL);
242
243                 return req;
244         }
245
246         /* unknowns should be transformed already */
247         return arch_no_register_req;
248 }
249
250 static arch_irn_class_t ia32_classify(const ir_node *irn) {
251         arch_irn_class_t classification = 0;
252
253         irn = skip_Proj_const(irn);
254
255         if (is_cfop(irn))
256                 classification |= arch_irn_class_branch;
257
258         if (! is_ia32_irn(irn))
259                 return classification;
260
261         if (is_ia32_is_reload(irn))
262                 classification |= arch_irn_class_reload;
263
264         if (is_ia32_is_spill(irn))
265                 classification |= arch_irn_class_spill;
266
267         if (is_ia32_is_remat(irn))
268                 classification |= arch_irn_class_remat;
269
270         return classification;
271 }
272
273 /**
274  * The IA32 ABI callback object.
275  */
276 typedef struct {
277         be_abi_call_flags_bits_t flags;  /**< The call flags. */
278         const arch_env_t *aenv;          /**< The architecture environment. */
279         ir_graph *irg;                   /**< The associated graph. */
280 } ia32_abi_env_t;
281
282 static ir_entity *ia32_get_frame_entity(const ir_node *irn) {
283         return is_ia32_irn(irn) ? get_ia32_frame_ent(irn) : NULL;
284 }
285
286 static void ia32_set_frame_entity(ir_node *irn, ir_entity *ent) {
287         set_ia32_frame_ent(irn, ent);
288 }
289
290 static void ia32_set_frame_offset(ir_node *irn, int bias)
291 {
292         if (get_ia32_frame_ent(irn) == NULL)
293                 return;
294
295         if (is_ia32_Pop(irn) || is_ia32_PopMem(irn)) {
296                 ia32_code_gen_t *cg = ia32_current_cg;
297                 int omit_fp = be_abi_omit_fp(cg->birg->abi);
298                 if (omit_fp) {
299                         /* Pop nodes modify the stack pointer before calculating the
300                          * destination address, so fix this here
301                          */
302                         bias -= 4;
303                 }
304         }
305         add_ia32_am_offs_int(irn, bias);
306 }
307
308 static int ia32_get_sp_bias(const ir_node *node)
309 {
310         if (is_ia32_Call(node))
311                 return -(int)get_ia32_call_attr_const(node)->pop;
312
313         if (is_ia32_Push(node))
314                 return 4;
315
316         if (is_ia32_Pop(node) || is_ia32_PopMem(node))
317                 return -4;
318
319         return 0;
320 }
321
322 /**
323  * Generate the routine prologue.
324  *
325  * @param self       The callback object.
326  * @param mem        A pointer to the mem node. Update this if you define new memory.
327  * @param reg_map    A map mapping all callee_save/ignore/parameter registers to their defining nodes.
328  * @param stack_bias Points to the current stack bias, can be modified if needed.
329  *
330  * @return           The register which shall be used as a stack frame base.
331  *
332  * All nodes which define registers in @p reg_map must keep @p reg_map current.
333  */
334 static const arch_register_t *ia32_abi_prologue(void *self, ir_node **mem, pmap *reg_map, int *stack_bias)
335 {
336         ia32_abi_env_t   *env      = self;
337         ia32_code_gen_t  *cg       = ia32_current_cg;
338         const arch_env_t *arch_env = env->aenv;
339
340         if (! env->flags.try_omit_fp) {
341                 ir_graph *irg     = env->irg;
342                 ir_node  *bl      = get_irg_start_block(irg);
343                 ir_node  *curr_sp = be_abi_reg_map_get(reg_map, arch_env->sp);
344                 ir_node  *curr_bp = be_abi_reg_map_get(reg_map, arch_env->bp);
345                 ir_node  *noreg   = ia32_new_NoReg_gp(cg);
346                 ir_node  *push;
347
348                 /* mark bp register as ignore */
349                 be_set_constr_single_reg_out(get_Proj_pred(curr_bp),
350                                 get_Proj_proj(curr_bp), arch_env->bp, arch_register_req_type_ignore);
351
352                 /* push ebp */
353                 push    = new_bd_ia32_Push(NULL, bl, noreg, noreg, *mem, curr_bp, curr_sp);
354                 curr_sp = new_r_Proj(irg, bl, push, get_irn_mode(curr_sp), pn_ia32_Push_stack);
355                 *mem    = new_r_Proj(irg, bl, push, mode_M, pn_ia32_Push_M);
356
357                 /* the push must have SP out register */
358                 arch_set_irn_register(curr_sp, arch_env->sp);
359
360                 /* this modifies the stack bias, because we pushed 32bit */
361                 *stack_bias -= 4;
362
363                 /* move esp to ebp */
364                 curr_bp = be_new_Copy(arch_env->bp->reg_class, irg, bl, curr_sp);
365                 be_set_constr_single_reg_out(curr_bp, 0, arch_env->bp,
366                                              arch_register_req_type_ignore);
367
368                 /* beware: the copy must be done before any other sp use */
369                 curr_sp = be_new_CopyKeep_single(arch_env->sp->reg_class, irg, bl, curr_sp, curr_bp, get_irn_mode(curr_sp));
370                 be_set_constr_single_reg_out(curr_sp, 0, arch_env->sp,
371                                                      arch_register_req_type_produces_sp);
372
373                 be_abi_reg_map_set(reg_map, arch_env->sp, curr_sp);
374                 be_abi_reg_map_set(reg_map, arch_env->bp, curr_bp);
375
376                 return arch_env->bp;
377         }
378
379         return arch_env->sp;
380 }
381
382 /**
383  * Generate the routine epilogue.
384  * @param self    The callback object.
385  * @param bl      The block for the epilog
386  * @param mem     A pointer to the mem node. Update this if you define new memory.
387  * @param reg_map A map mapping all callee_save/ignore/parameter registers to their defining nodes.
388  * @return        The register which shall be used as a stack frame base.
389  *
390  * All nodes which define registers in @p reg_map must keep @p reg_map current.
391  */
392 static void ia32_abi_epilogue(void *self, ir_node *bl, ir_node **mem, pmap *reg_map)
393 {
394         ia32_abi_env_t   *env      = self;
395         const arch_env_t *arch_env = env->aenv;
396         ir_node          *curr_sp  = be_abi_reg_map_get(reg_map, arch_env->sp);
397         ir_node          *curr_bp  = be_abi_reg_map_get(reg_map, arch_env->bp);
398         ir_graph         *irg      = env->irg;
399
400         if (env->flags.try_omit_fp) {
401                 /* simply remove the stack frame here */
402                 curr_sp = be_new_IncSP(arch_env->sp, irg, bl, curr_sp, BE_STACK_FRAME_SIZE_SHRINK, 0);
403         } else {
404                 ir_mode *mode_bp = arch_env->bp->reg_class->mode;
405
406                 if (ia32_cg_config.use_leave) {
407                         ir_node *leave;
408
409                         /* leave */
410                         leave   = new_bd_ia32_Leave(NULL, bl, curr_bp);
411                         curr_bp = new_r_Proj(irg, bl, leave, mode_bp, pn_ia32_Leave_frame);
412                         curr_sp = new_r_Proj(irg, bl, leave, get_irn_mode(curr_sp), pn_ia32_Leave_stack);
413                 } else {
414                         ir_node *pop;
415
416                         /* the old SP is not needed anymore (kill the proj) */
417                         assert(is_Proj(curr_sp));
418                         kill_node(curr_sp);
419
420                         /* copy ebp to esp */
421                         curr_sp = be_new_Copy(&ia32_reg_classes[CLASS_ia32_gp], irg, bl, curr_bp);
422                         arch_set_irn_register(curr_sp, arch_env->sp);
423                         be_set_constr_single_reg_out(curr_sp, 0, arch_env->sp,
424                                                          arch_register_req_type_ignore);
425
426                         /* pop ebp */
427                         pop     = new_bd_ia32_PopEbp(NULL, bl, *mem, curr_sp);
428                         curr_bp = new_r_Proj(irg, bl, pop, mode_bp, pn_ia32_Pop_res);
429                         curr_sp = new_r_Proj(irg, bl, pop, get_irn_mode(curr_sp), pn_ia32_Pop_stack);
430
431                         *mem = new_r_Proj(irg, bl, pop, mode_M, pn_ia32_Pop_M);
432                 }
433                 arch_set_irn_register(curr_sp, arch_env->sp);
434                 arch_set_irn_register(curr_bp, arch_env->bp);
435         }
436
437         be_abi_reg_map_set(reg_map, arch_env->sp, curr_sp);
438         be_abi_reg_map_set(reg_map, arch_env->bp, curr_bp);
439 }
440
441 /**
442  * Initialize the callback object.
443  * @param call The call object.
444  * @param aenv The architecture environment.
445  * @param irg  The graph with the method.
446  * @return     Some pointer. This pointer is passed to all other callback functions as self object.
447  */
448 static void *ia32_abi_init(const be_abi_call_t *call, const arch_env_t *aenv, ir_graph *irg)
449 {
450         ia32_abi_env_t      *env = XMALLOC(ia32_abi_env_t);
451         be_abi_call_flags_t  fl  = be_abi_call_get_flags(call);
452         env->flags = fl.bits;
453         env->irg   = irg;
454         env->aenv  = aenv;
455         return env;
456 }
457
458 /**
459  * Destroy the callback object.
460  * @param self The callback object.
461  */
462 static void ia32_abi_done(void *self) {
463         free(self);
464 }
465
466 /**
467  * Produces the type which sits between the stack args and the locals on the stack.
468  * it will contain the return address and space to store the old base pointer.
469  * @return The Firm type modeling the ABI between type.
470  */
471 static ir_type *ia32_abi_get_between_type(void *self)
472 {
473 #define IDENT(s) new_id_from_chars(s, sizeof(s)-1)
474         static ir_type *omit_fp_between_type = NULL;
475         static ir_type *between_type         = NULL;
476
477         ia32_abi_env_t *env = self;
478
479         if (! between_type) {
480                 ir_entity *old_bp_ent;
481                 ir_entity *ret_addr_ent;
482                 ir_entity *omit_fp_ret_addr_ent;
483
484                 ir_type *old_bp_type   = new_type_primitive(IDENT("bp"), mode_Iu);
485                 ir_type *ret_addr_type = new_type_primitive(IDENT("return_addr"), mode_Iu);
486
487                 between_type           = new_type_struct(IDENT("ia32_between_type"));
488                 old_bp_ent             = new_entity(between_type, IDENT("old_bp"), old_bp_type);
489                 ret_addr_ent           = new_entity(between_type, IDENT("ret_addr"), ret_addr_type);
490
491                 set_entity_offset(old_bp_ent, 0);
492                 set_entity_offset(ret_addr_ent, get_type_size_bytes(old_bp_type));
493                 set_type_size_bytes(between_type, get_type_size_bytes(old_bp_type) + get_type_size_bytes(ret_addr_type));
494                 set_type_state(between_type, layout_fixed);
495
496                 omit_fp_between_type = new_type_struct(IDENT("ia32_between_type_omit_fp"));
497                 omit_fp_ret_addr_ent = new_entity(omit_fp_between_type, IDENT("ret_addr"), ret_addr_type);
498
499                 set_entity_offset(omit_fp_ret_addr_ent, 0);
500                 set_type_size_bytes(omit_fp_between_type, get_type_size_bytes(ret_addr_type));
501                 set_type_state(omit_fp_between_type, layout_fixed);
502         }
503
504         return env->flags.try_omit_fp ? omit_fp_between_type : between_type;
505 #undef IDENT
506 }
507
508 /**
509  * Get the estimated cycle count for @p irn.
510  *
511  * @param self The this pointer.
512  * @param irn  The node.
513  *
514  * @return     The estimated cycle count for this operation
515  */
516 static int ia32_get_op_estimated_cost(const ir_node *irn)
517 {
518         int            cost;
519         ia32_op_type_t op_tp;
520
521         if (is_Proj(irn))
522                 return 0;
523         if (!is_ia32_irn(irn))
524                 return 0;
525
526         assert(is_ia32_irn(irn));
527
528         cost  = get_ia32_latency(irn);
529         op_tp = get_ia32_op_type(irn);
530
531         if (is_ia32_CopyB(irn)) {
532                 cost = 250;
533         }
534         else if (is_ia32_CopyB_i(irn)) {
535                 int size = get_ia32_copyb_size(irn);
536                 cost     = 20 + (int)ceil((4/3) * size);
537         }
538         /* in case of address mode operations add additional cycles */
539         else if (op_tp == ia32_AddrModeD || op_tp == ia32_AddrModeS) {
540                 /*
541                         In case of stack access and access to fixed addresses add 5 cycles
542                         (we assume they are in cache), other memory operations cost 20
543                         cycles.
544                 */
545                 if (is_ia32_use_frame(irn) || (
546                         is_ia32_NoReg_GP(get_irn_n(irn, n_ia32_base)) &&
547                         is_ia32_NoReg_GP(get_irn_n(irn, n_ia32_index))
548                     )) {
549                         cost += 5;
550                 } else {
551                         cost += 20;
552                 }
553         }
554
555         return cost;
556 }
557
558 /**
559  * Returns the inverse operation if @p irn, recalculating the argument at position @p i.
560  *
561  * @param irn       The original operation
562  * @param i         Index of the argument we want the inverse operation to yield
563  * @param inverse   struct to be filled with the resulting inverse op
564  * @param obstack   The obstack to use for allocation of the returned nodes array
565  * @return          The inverse operation or NULL if operation invertible
566  */
567 static arch_inverse_t *ia32_get_inverse(const ir_node *irn, int i, arch_inverse_t *inverse, struct obstack *obst) {
568         ir_mode  *mode;
569         ir_mode  *irn_mode;
570         ir_node  *block, *noreg, *nomem;
571         dbg_info *dbg;
572
573         /* we cannot invert non-ia32 irns */
574         if (! is_ia32_irn(irn))
575                 return NULL;
576
577         /* operand must always be a real operand (not base, index or mem) */
578         if (i != n_ia32_binary_left && i != n_ia32_binary_right)
579                 return NULL;
580
581         /* we don't invert address mode operations */
582         if (get_ia32_op_type(irn) != ia32_Normal)
583                 return NULL;
584
585         /* TODO: adjust for new immediates... */
586         ir_fprintf(stderr, "TODO: fix get_inverse for new immediates (%+F)\n",
587                    irn);
588         return NULL;
589
590         block    = get_nodes_block(irn);
591         mode     = get_irn_mode(irn);
592         irn_mode = get_irn_mode(irn);
593         noreg    = get_irn_n(irn, 0);
594         nomem    = new_NoMem();
595         dbg      = get_irn_dbg_info(irn);
596
597         /* initialize structure */
598         inverse->nodes = obstack_alloc(obst, 2 * sizeof(inverse->nodes[0]));
599         inverse->costs = 0;
600         inverse->n     = 1;
601
602         switch (get_ia32_irn_opcode(irn)) {
603                 case iro_ia32_Add:
604 #if 0
605                         if (get_ia32_immop_type(irn) == ia32_ImmConst) {
606                                 /* we have an add with a const here */
607                                 /* invers == add with negated const */
608                                 inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Add(dbg, block, noreg, noreg, nomem, get_irn_n(irn, i), noreg);
609                                 inverse->costs   += 1;
610                                 copy_ia32_Immop_attr(inverse->nodes[0], (ir_node *)irn);
611                                 set_ia32_Immop_tarval(inverse->nodes[0], tarval_neg(get_ia32_Immop_tarval(irn)));
612                                 set_ia32_commutative(inverse->nodes[0]);
613                         }
614                         else if (get_ia32_immop_type(irn) == ia32_ImmSymConst) {
615                                 /* we have an add with a symconst here */
616                                 /* invers == sub with const */
617                                 inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Sub(dbg, block, noreg, noreg, nomem, get_irn_n(irn, i), noreg);
618                                 inverse->costs   += 2;
619                                 copy_ia32_Immop_attr(inverse->nodes[0], (ir_node *)irn);
620                         }
621                         else {
622                                 /* normal add: inverse == sub */
623                                 inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Sub(dbg, block, noreg, noreg, nomem, (ir_node*) irn, get_irn_n(irn, i ^ 1));
624                                 inverse->costs   += 2;
625                         }
626 #endif
627                         break;
628                 case iro_ia32_Sub:
629 #if 0
630                         if (get_ia32_immop_type(irn) != ia32_ImmNone) {
631                                 /* we have a sub with a const/symconst here */
632                                 /* invers == add with this const */
633                                 inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Add(dbg, block, noreg, noreg, nomem, get_irn_n(irn, i), noreg);
634                                 inverse->costs   += (get_ia32_immop_type(irn) == ia32_ImmSymConst) ? 5 : 1;
635                                 copy_ia32_Immop_attr(inverse->nodes[0], (ir_node *)irn);
636                         }
637                         else {
638                                 /* normal sub */
639                                 if (i == n_ia32_binary_left) {
640                                         inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Add(dbg, block, noreg, noreg, nomem, (ir_node*) irn, get_irn_n(irn, 3));
641                                 }
642                                 else {
643                                         inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Sub(dbg, block, noreg, noreg, nomem, get_irn_n(irn, n_ia32_binary_left), (ir_node*) irn);
644                                 }
645                                 inverse->costs += 1;
646                         }
647 #endif
648                         break;
649                 case iro_ia32_Xor:
650 #if 0
651                         if (get_ia32_immop_type(irn) != ia32_ImmNone) {
652                                 /* xor with const: inverse = xor */
653                                 inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Xor(dbg, block, noreg, noreg, nomem, get_irn_n(irn, i), noreg);
654                                 inverse->costs   += (get_ia32_immop_type(irn) == ia32_ImmSymConst) ? 5 : 1;
655                                 copy_ia32_Immop_attr(inverse->nodes[0], (ir_node *)irn);
656                         }
657                         else {
658                                 /* normal xor */
659                                 inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Xor(dbg, block, noreg, noreg, nomem, (ir_node *) irn, get_irn_n(irn, i));
660                                 inverse->costs   += 1;
661                         }
662 #endif
663                         break;
664                 case iro_ia32_Not: {
665                         inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Not(dbg, block, (ir_node*) irn);
666                         inverse->costs   += 1;
667                         break;
668                 }
669                 case iro_ia32_Neg: {
670                         inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Neg(dbg, block, (ir_node*) irn);
671                         inverse->costs   += 1;
672                         break;
673                 }
674                 default:
675                         /* inverse operation not supported */
676                         return NULL;
677         }
678
679         return inverse;
680 }
681
682 static ir_mode *get_spill_mode_mode(const ir_mode *mode)
683 {
684         if(mode_is_float(mode))
685                 return mode_D;
686
687         return mode_Iu;
688 }
689
690 /**
691  * Get the mode that should be used for spilling value node
692  */
693 static ir_mode *get_spill_mode(const ir_node *node)
694 {
695         ir_mode *mode = get_irn_mode(node);
696         return get_spill_mode_mode(mode);
697 }
698
699 /**
700  * Checks whether an addressmode reload for a node with mode mode is compatible
701  * with a spillslot of mode spill_mode
702  */
703 static int ia32_is_spillmode_compatible(const ir_mode *mode, const ir_mode *spillmode)
704 {
705         return !mode_is_float(mode) || mode == spillmode;
706 }
707
708 /**
709  * Check if irn can load its operand at position i from memory (source addressmode).
710  * @param irn    The irn to be checked
711  * @param i      The operands position
712  * @return Non-Zero if operand can be loaded
713  */
714 static int ia32_possible_memory_operand(const ir_node *irn, unsigned int i)
715 {
716         ir_node       *op        = get_irn_n(irn, i);
717         const ir_mode *mode      = get_irn_mode(op);
718         const ir_mode *spillmode = get_spill_mode(op);
719
720         if (!is_ia32_irn(irn)                              ||  /* must be an ia32 irn */
721             get_ia32_op_type(irn) != ia32_Normal           ||  /* must not already be a addressmode irn */
722             !ia32_is_spillmode_compatible(mode, spillmode) ||
723             is_ia32_use_frame(irn))                            /* must not already use frame */
724                 return 0;
725
726         switch (get_ia32_am_support(irn)) {
727                 case ia32_am_none:
728                         return 0;
729
730                 case ia32_am_unary:
731                         if (i != n_ia32_unary_op)
732                                 return 0;
733                         break;
734
735                 case ia32_am_binary:
736                         switch (i) {
737                                 case n_ia32_binary_left: {
738                                         const arch_register_req_t *req;
739                                         if (!is_ia32_commutative(irn))
740                                                 return 0;
741
742                                         /* we can't swap left/right for limited registers
743                                          * (As this (currently) breaks constraint handling copies)
744                                          */
745                                         req = get_ia32_in_req(irn, n_ia32_binary_left);
746                                         if (req->type & arch_register_req_type_limited)
747                                                 return 0;
748                                         break;
749                                 }
750
751                                 case n_ia32_binary_right:
752                                         break;
753
754                                 default:
755                                         return 0;
756                         }
757                         break;
758
759                 default:
760                         panic("Unknown AM type");
761         }
762
763         /* HACK: must not already use "real" memory.
764          * This can happen for Call and Div */
765         if (!is_NoMem(get_irn_n(irn, n_ia32_mem)))
766                 return 0;
767
768         return 1;
769 }
770
771 static void ia32_perform_memory_operand(ir_node *irn, ir_node *spill,
772                                         unsigned int i)
773 {
774         ir_mode *load_mode;
775         ir_mode *dest_op_mode;
776
777         assert(ia32_possible_memory_operand(irn, i) && "Cannot perform memory operand change");
778
779         set_ia32_op_type(irn, ia32_AddrModeS);
780
781         load_mode    = get_irn_mode(get_irn_n(irn, i));
782         dest_op_mode = get_ia32_ls_mode(irn);
783         if (get_mode_size_bits(load_mode) <= get_mode_size_bits(dest_op_mode)) {
784                 set_ia32_ls_mode(irn, load_mode);
785         }
786         set_ia32_use_frame(irn);
787         set_ia32_need_stackent(irn);
788
789         if (i == n_ia32_binary_left                    &&
790             get_ia32_am_support(irn) == ia32_am_binary &&
791             /* immediates are only allowed on the right side */
792             !is_ia32_Immediate(get_irn_n(irn, n_ia32_binary_right))) {
793                 ia32_swap_left_right(irn);
794                 i = n_ia32_binary_right;
795         }
796
797         assert(is_NoMem(get_irn_n(irn, n_ia32_mem)));
798
799         set_irn_n(irn, n_ia32_base, get_irg_frame(get_irn_irg(irn)));
800         set_irn_n(irn, n_ia32_mem,  spill);
801         set_irn_n(irn, i,           ia32_get_admissible_noreg(ia32_current_cg, irn, i));
802         set_ia32_is_reload(irn);
803 }
804
805 static const be_abi_callbacks_t ia32_abi_callbacks = {
806         ia32_abi_init,
807         ia32_abi_done,
808         ia32_abi_get_between_type,
809         ia32_abi_prologue,
810         ia32_abi_epilogue
811 };
812
813 /* fill register allocator interface */
814
815 static const arch_irn_ops_t ia32_irn_ops = {
816         ia32_get_irn_reg_req,
817         ia32_classify,
818         ia32_get_frame_entity,
819         ia32_set_frame_entity,
820         ia32_set_frame_offset,
821         ia32_get_sp_bias,
822         ia32_get_inverse,
823         ia32_get_op_estimated_cost,
824         ia32_possible_memory_operand,
825         ia32_perform_memory_operand,
826 };
827
828 /**************************************************
829  *                _                         _  __
830  *               | |                       (_)/ _|
831  *   ___ ___   __| | ___  __ _  ___ _ __    _| |_
832  *  / __/ _ \ / _` |/ _ \/ _` |/ _ \ '_ \  | |  _|
833  * | (_| (_) | (_| |  __/ (_| |  __/ | | | | | |
834  *  \___\___/ \__,_|\___|\__, |\___|_| |_| |_|_|
835  *                        __/ |
836  *                       |___/
837  **************************************************/
838
839 static ir_entity *mcount = NULL;
840
841 #define ID(s) new_id_from_chars(s, sizeof(s) - 1)
842
843 static void ia32_before_abi(void *self) {
844         lower_mode_b_config_t lower_mode_b_config = {
845                 mode_Iu,  /* lowered mode */
846                 mode_Bu,  /* preferred mode for set */
847                 0,        /* don't lower direct compares */
848         };
849         ia32_code_gen_t *cg = self;
850
851         ir_lower_mode_b(cg->irg, &lower_mode_b_config);
852         if (cg->dump)
853                 be_dump(cg->irg, "-lower_modeb", dump_ir_block_graph_sched);
854         if (cg->gprof) {
855                 if (mcount == NULL) {
856                         ir_type *tp = new_type_method(ID("FKT.mcount"), 0, 0);
857                         mcount = new_entity(get_glob_type(), ID("mcount"), tp);
858                         /* FIXME: enter the right ld_ident here */
859                         set_entity_ld_ident(mcount, get_entity_ident(mcount));
860                         set_entity_visibility(mcount, visibility_external_allocated);
861                 }
862                 instrument_initcall(cg->irg, mcount);
863         }
864 }
865
866 /**
867  * Transforms the standard firm graph into
868  * an ia32 firm graph
869  */
870 static void ia32_prepare_graph(void *self)
871 {
872         ia32_code_gen_t *cg  = self;
873         ir_graph        *irg = cg->irg;
874
875         /* do local optimizations */
876         optimize_graph_df(irg);
877
878         /* we have to do cfopt+remove_critical_edges as we can't have Bad-blocks
879          * or critical edges in the backend */
880         optimize_cf(irg);
881         remove_critical_cf_edges(irg);
882
883         /* TODO: we often have dead code reachable through out-edges here. So for
884          * now we rebuild edges (as we need correct user count for code selection)
885          */
886 #if 1
887         edges_deactivate(cg->irg);
888         edges_activate(cg->irg);
889 #endif
890
891         if (cg->dump)
892                 be_dump(cg->irg, "-pre_transform", dump_ir_block_graph_sched);
893
894         switch (be_transformer) {
895         case TRANSFORMER_DEFAULT:
896                 /* transform remaining nodes into assembler instructions */
897                 ia32_transform_graph(cg);
898                 break;
899
900 #ifdef FIRM_GRGEN_BE
901         case TRANSFORMER_PBQP:
902         case TRANSFORMER_RAND:
903                 /* transform nodes into assembler instructions by PBQP magic */
904                 ia32_transform_graph_by_pbqp(cg);
905                 break;
906 #endif
907
908         default:
909                 panic("invalid transformer");
910         }
911
912         /* do local optimizations (mainly CSE) */
913         optimize_graph_df(cg->irg);
914
915         if (cg->dump)
916                 be_dump(cg->irg, "-transformed", dump_ir_block_graph_sched);
917
918         /* optimize address mode */
919         ia32_optimize_graph(cg);
920
921         /* do code placement, to optimize the position of constants */
922         place_code(cg->irg);
923
924         if (cg->dump)
925                 be_dump(cg->irg, "-place", dump_ir_block_graph_sched);
926 }
927
928 ir_node *turn_back_am(ir_node *node)
929 {
930         ir_graph *irg   = current_ir_graph;
931         dbg_info *dbgi  = get_irn_dbg_info(node);
932         ir_node  *block = get_nodes_block(node);
933         ir_node  *base  = get_irn_n(node, n_ia32_base);
934         ir_node  *index = get_irn_n(node, n_ia32_index);
935         ir_node  *mem   = get_irn_n(node, n_ia32_mem);
936         ir_node  *noreg;
937
938         ir_node  *load     = new_bd_ia32_Load(dbgi, block, base, index, mem);
939         ir_node  *load_res = new_rd_Proj(dbgi, irg, block, load, mode_Iu, pn_ia32_Load_res);
940
941         ia32_copy_am_attrs(load, node);
942         if (is_ia32_is_reload(node))
943                 set_ia32_is_reload(load);
944         set_irn_n(node, n_ia32_mem, new_NoMem());
945
946         switch (get_ia32_am_support(node)) {
947                 case ia32_am_unary:
948                         set_irn_n(node, n_ia32_unary_op, load_res);
949                         break;
950
951                 case ia32_am_binary:
952                         if (is_ia32_Immediate(get_irn_n(node, n_ia32_binary_right))) {
953                                 set_irn_n(node, n_ia32_binary_left, load_res);
954                         } else {
955                                 set_irn_n(node, n_ia32_binary_right, load_res);
956                         }
957                         break;
958
959                 default:
960                         panic("Unknown AM type");
961         }
962         noreg = ia32_new_NoReg_gp(ia32_current_cg);
963         set_irn_n(node, n_ia32_base,  noreg);
964         set_irn_n(node, n_ia32_index, noreg);
965         set_ia32_am_offs_int(node, 0);
966         set_ia32_am_sc(node, NULL);
967         set_ia32_am_scale(node, 0);
968         clear_ia32_am_sc_sign(node);
969
970         /* rewire mem-proj */
971         if (get_irn_mode(node) == mode_T) {
972                 const ir_edge_t *edge;
973                 foreach_out_edge(node, edge) {
974                         ir_node *out = get_edge_src_irn(edge);
975                         if (get_irn_mode(out) == mode_M) {
976                                 set_Proj_pred(out, load);
977                                 set_Proj_proj(out, pn_ia32_Load_M);
978                                 break;
979                         }
980                 }
981         }
982
983         set_ia32_op_type(node, ia32_Normal);
984         if (sched_is_scheduled(node))
985                 sched_add_before(node, load);
986
987         return load_res;
988 }
989
990 static ir_node *flags_remat(ir_node *node, ir_node *after)
991 {
992         /* we should turn back source address mode when rematerializing nodes */
993         ia32_op_type_t type;
994         ir_node        *block;
995         ir_node        *copy;
996
997         if (is_Block(after)) {
998                 block = after;
999         } else {
1000                 block = get_nodes_block(after);
1001         }
1002
1003         type = get_ia32_op_type(node);
1004         switch (type) {
1005                 case ia32_AddrModeS:
1006                         turn_back_am(node);
1007                         break;
1008
1009                 case ia32_AddrModeD:
1010                         /* TODO implement this later... */
1011                         panic("found DestAM with flag user %+F this should not happen", node);
1012                         break;
1013
1014                 default: assert(type == ia32_Normal); break;
1015         }
1016
1017         copy = exact_copy(node);
1018         set_nodes_block(copy, block);
1019         sched_add_after(after, copy);
1020
1021         return copy;
1022 }
1023
1024 /**
1025  * Called before the register allocator.
1026  */
1027 static void ia32_before_ra(void *self) {
1028         ia32_code_gen_t *cg = self;
1029
1030         /* setup fpu rounding modes */
1031         ia32_setup_fpu_mode(cg);
1032
1033         /* fixup flags */
1034         be_sched_fix_flags(cg->birg, &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_flags],
1035                            &flags_remat);
1036
1037         ia32_add_missing_keeps(cg);
1038 }
1039
1040
1041 /**
1042  * Transforms a be_Reload into a ia32 Load.
1043  */
1044 static void transform_to_Load(ia32_code_gen_t *cg, ir_node *node) {
1045         ir_graph *irg        = get_irn_irg(node);
1046         dbg_info *dbg        = get_irn_dbg_info(node);
1047         ir_node *block       = get_nodes_block(node);
1048         ir_entity *ent       = be_get_frame_entity(node);
1049         ir_mode *mode        = get_irn_mode(node);
1050         ir_mode *spillmode   = get_spill_mode(node);
1051         ir_node *noreg       = ia32_new_NoReg_gp(cg);
1052         ir_node *sched_point = NULL;
1053         ir_node *ptr         = get_irg_frame(irg);
1054         ir_node *mem         = get_irn_n(node, be_pos_Reload_mem);
1055         ir_node *new_op, *proj;
1056         const arch_register_t *reg;
1057
1058         if (sched_is_scheduled(node)) {
1059                 sched_point = sched_prev(node);
1060         }
1061
1062         if (mode_is_float(spillmode)) {
1063                 if (ia32_cg_config.use_sse2)
1064                         new_op = new_bd_ia32_xLoad(dbg, block, ptr, noreg, mem, spillmode);
1065                 else
1066                         new_op = new_bd_ia32_vfld(dbg, block, ptr, noreg, mem, spillmode);
1067         }
1068         else if (get_mode_size_bits(spillmode) == 128) {
1069                 /* Reload 128 bit SSE registers */
1070                 new_op = new_bd_ia32_xxLoad(dbg, block, ptr, noreg, mem);
1071         }
1072         else
1073                 new_op = new_bd_ia32_Load(dbg, block, ptr, noreg, mem);
1074
1075         set_ia32_op_type(new_op, ia32_AddrModeS);
1076         set_ia32_ls_mode(new_op, spillmode);
1077         set_ia32_frame_ent(new_op, ent);
1078         set_ia32_use_frame(new_op);
1079         set_ia32_is_reload(new_op);
1080
1081         DBG_OPT_RELOAD2LD(node, new_op);
1082
1083         proj = new_rd_Proj(dbg, irg, block, new_op, mode, pn_ia32_Load_res);
1084
1085         if (sched_point) {
1086                 sched_add_after(sched_point, new_op);
1087                 sched_remove(node);
1088         }
1089
1090         /* copy the register from the old node to the new Load */
1091         reg = arch_get_irn_register(node);
1092         arch_set_irn_register(proj, reg);
1093
1094         SET_IA32_ORIG_NODE(new_op, node);
1095
1096         exchange(node, proj);
1097 }
1098
1099 /**
1100  * Transforms a be_Spill node into a ia32 Store.
1101  */
1102 static void transform_to_Store(ia32_code_gen_t *cg, ir_node *node) {
1103         ir_graph *irg  = get_irn_irg(node);
1104         dbg_info *dbg  = get_irn_dbg_info(node);
1105         ir_node *block = get_nodes_block(node);
1106         ir_entity *ent = be_get_frame_entity(node);
1107         const ir_node *spillval = get_irn_n(node, be_pos_Spill_val);
1108         ir_mode *mode  = get_spill_mode(spillval);
1109         ir_node *noreg = ia32_new_NoReg_gp(cg);
1110         ir_node *nomem = new_NoMem();
1111         ir_node *ptr   = get_irg_frame(irg);
1112         ir_node *val   = get_irn_n(node, be_pos_Spill_val);
1113         ir_node *store;
1114         ir_node *sched_point = NULL;
1115
1116         if (sched_is_scheduled(node)) {
1117                 sched_point = sched_prev(node);
1118         }
1119
1120         /* No need to spill unknown values... */
1121         if(is_ia32_Unknown_GP(val) ||
1122                 is_ia32_Unknown_VFP(val) ||
1123                 is_ia32_Unknown_XMM(val)) {
1124                 store = nomem;
1125                 if(sched_point)
1126                         sched_remove(node);
1127
1128                 exchange(node, store);
1129                 return;
1130         }
1131
1132         if (mode_is_float(mode)) {
1133                 if (ia32_cg_config.use_sse2)
1134                         store = new_bd_ia32_xStore(dbg, block, ptr, noreg, nomem, val);
1135                 else
1136                         store = new_bd_ia32_vfst(dbg, block, ptr, noreg, nomem, val, mode);
1137         } else if (get_mode_size_bits(mode) == 128) {
1138                 /* Spill 128 bit SSE registers */
1139                 store = new_bd_ia32_xxStore(dbg, block, ptr, noreg, nomem, val);
1140         } else if (get_mode_size_bits(mode) == 8) {
1141                 store = new_bd_ia32_Store8Bit(dbg, block, ptr, noreg, nomem, val);
1142         } else {
1143                 store = new_bd_ia32_Store(dbg, block, ptr, noreg, nomem, val);
1144         }
1145
1146         set_ia32_op_type(store, ia32_AddrModeD);
1147         set_ia32_ls_mode(store, mode);
1148         set_ia32_frame_ent(store, ent);
1149         set_ia32_use_frame(store);
1150         set_ia32_is_spill(store);
1151         SET_IA32_ORIG_NODE(store, node);
1152         DBG_OPT_SPILL2ST(node, store);
1153
1154         if (sched_point) {
1155                 sched_add_after(sched_point, store);
1156                 sched_remove(node);
1157         }
1158
1159         exchange(node, store);
1160 }
1161
1162 static ir_node *create_push(ia32_code_gen_t *cg, ir_node *node, ir_node *schedpoint, ir_node *sp, ir_node *mem, ir_entity *ent) {
1163         dbg_info *dbg = get_irn_dbg_info(node);
1164         ir_node *block = get_nodes_block(node);
1165         ir_node *noreg = ia32_new_NoReg_gp(cg);
1166         ir_graph *irg = get_irn_irg(node);
1167         ir_node *frame = get_irg_frame(irg);
1168
1169         ir_node *push = new_bd_ia32_Push(dbg, block, frame, noreg, mem, noreg, sp);
1170
1171         set_ia32_frame_ent(push, ent);
1172         set_ia32_use_frame(push);
1173         set_ia32_op_type(push, ia32_AddrModeS);
1174         set_ia32_ls_mode(push, mode_Is);
1175         set_ia32_is_spill(push);
1176
1177         sched_add_before(schedpoint, push);
1178         return push;
1179 }
1180
1181 static ir_node *create_pop(ia32_code_gen_t *cg, ir_node *node, ir_node *schedpoint, ir_node *sp, ir_entity *ent) {
1182         dbg_info *dbg = get_irn_dbg_info(node);
1183         ir_node *block = get_nodes_block(node);
1184         ir_node *noreg = ia32_new_NoReg_gp(cg);
1185         ir_graph *irg = get_irn_irg(node);
1186         ir_node *frame = get_irg_frame(irg);
1187
1188         ir_node *pop = new_bd_ia32_PopMem(dbg, block, frame, noreg, new_NoMem(), sp);
1189
1190         set_ia32_frame_ent(pop, ent);
1191         set_ia32_use_frame(pop);
1192         set_ia32_op_type(pop, ia32_AddrModeD);
1193         set_ia32_ls_mode(pop, mode_Is);
1194         set_ia32_is_reload(pop);
1195
1196         sched_add_before(schedpoint, pop);
1197
1198         return pop;
1199 }
1200
1201 static ir_node* create_spproj(ir_node *node, ir_node *pred, int pos)
1202 {
1203         ir_graph *irg = get_irn_irg(node);
1204         dbg_info *dbg = get_irn_dbg_info(node);
1205         ir_node *block = get_nodes_block(node);
1206         ir_mode *spmode = mode_Iu;
1207         const arch_register_t *spreg = &ia32_gp_regs[REG_ESP];
1208         ir_node *sp;
1209
1210         sp = new_rd_Proj(dbg, irg, block, pred, spmode, pos);
1211         arch_set_irn_register(sp, spreg);
1212
1213         return sp;
1214 }
1215
1216 /**
1217  * Transform MemPerm, currently we do this the ugly way and produce
1218  * push/pop into/from memory cascades. This is possible without using
1219  * any registers.
1220  */
1221 static void transform_MemPerm(ia32_code_gen_t *cg, ir_node *node)
1222 {
1223         ir_graph        *irg   = get_irn_irg(node);
1224         ir_node         *block = get_nodes_block(node);
1225         ir_node         *sp    = be_abi_get_ignore_irn(cg->birg->abi, &ia32_gp_regs[REG_ESP]);
1226         int              arity = be_get_MemPerm_entity_arity(node);
1227         ir_node        **pops  = ALLOCAN(ir_node*, arity);
1228         ir_node         *in[1];
1229         ir_node         *keep;
1230         int              i;
1231         const ir_edge_t *edge;
1232         const ir_edge_t *next;
1233
1234         /* create Pushs */
1235         for(i = 0; i < arity; ++i) {
1236                 ir_entity *inent = be_get_MemPerm_in_entity(node, i);
1237                 ir_entity *outent = be_get_MemPerm_out_entity(node, i);
1238                 ir_type *enttype = get_entity_type(inent);
1239                 unsigned entsize = get_type_size_bytes(enttype);
1240                 unsigned entsize2 = get_type_size_bytes(get_entity_type(outent));
1241                 ir_node *mem = get_irn_n(node, i + 1);
1242                 ir_node *push;
1243
1244                 /* work around cases where entities have different sizes */
1245                 if(entsize2 < entsize)
1246                         entsize = entsize2;
1247                 assert( (entsize == 4 || entsize == 8) && "spillslot on x86 should be 32 or 64 bit");
1248
1249                 push = create_push(cg, node, node, sp, mem, inent);
1250                 sp = create_spproj(node, push, pn_ia32_Push_stack);
1251                 if(entsize == 8) {
1252                         /* add another push after the first one */
1253                         push = create_push(cg, node, node, sp, mem, inent);
1254                         add_ia32_am_offs_int(push, 4);
1255                         sp = create_spproj(node, push, pn_ia32_Push_stack);
1256                 }
1257
1258                 set_irn_n(node, i, new_Bad());
1259         }
1260
1261         /* create pops */
1262         for(i = arity - 1; i >= 0; --i) {
1263                 ir_entity *inent = be_get_MemPerm_in_entity(node, i);
1264                 ir_entity *outent = be_get_MemPerm_out_entity(node, i);
1265                 ir_type *enttype = get_entity_type(outent);
1266                 unsigned entsize = get_type_size_bytes(enttype);
1267                 unsigned entsize2 = get_type_size_bytes(get_entity_type(inent));
1268                 ir_node *pop;
1269
1270                 /* work around cases where entities have different sizes */
1271                 if(entsize2 < entsize)
1272                         entsize = entsize2;
1273                 assert( (entsize == 4 || entsize == 8) && "spillslot on x86 should be 32 or 64 bit");
1274
1275                 pop = create_pop(cg, node, node, sp, outent);
1276                 sp = create_spproj(node, pop, pn_ia32_Pop_stack);
1277                 if(entsize == 8) {
1278                         add_ia32_am_offs_int(pop, 4);
1279
1280                         /* add another pop after the first one */
1281                         pop = create_pop(cg, node, node, sp, outent);
1282                         sp = create_spproj(node, pop, pn_ia32_Pop_stack);
1283                 }
1284
1285                 pops[i] = pop;
1286         }
1287
1288         in[0] = sp;
1289         keep  = be_new_Keep(&ia32_reg_classes[CLASS_ia32_gp], irg, block, 1, in);
1290         sched_add_before(node, keep);
1291
1292         /* exchange memprojs */
1293         foreach_out_edge_safe(node, edge, next) {
1294                 ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
1295                 int p = get_Proj_proj(proj);
1296
1297                 assert(p < arity);
1298
1299                 set_Proj_pred(proj, pops[p]);
1300                 set_Proj_proj(proj, pn_ia32_Pop_M);
1301         }
1302
1303         /* remove memperm */
1304         arity = get_irn_arity(node);
1305         for(i = 0; i < arity; ++i) {
1306                 set_irn_n(node, i, new_Bad());
1307         }
1308         sched_remove(node);
1309 }
1310
1311 /**
1312  * Block-Walker: Calls the transform functions Spill and Reload.
1313  */
1314 static void ia32_after_ra_walker(ir_node *block, void *env) {
1315         ir_node *node, *prev;
1316         ia32_code_gen_t *cg = env;
1317
1318         /* beware: the schedule is changed here */
1319         for (node = sched_last(block); !sched_is_begin(node); node = prev) {
1320                 prev = sched_prev(node);
1321
1322                 if (be_is_Reload(node)) {
1323                         transform_to_Load(cg, node);
1324                 } else if (be_is_Spill(node)) {
1325                         transform_to_Store(cg, node);
1326                 } else if (be_is_MemPerm(node)) {
1327                         transform_MemPerm(cg, node);
1328                 }
1329         }
1330 }
1331
1332 /**
1333  * Collects nodes that need frame entities assigned.
1334  */
1335 static void ia32_collect_frame_entity_nodes(ir_node *node, void *data)
1336 {
1337         be_fec_env_t  *env = data;
1338         const ir_mode *mode;
1339         int            align;
1340
1341         if (be_is_Reload(node) && be_get_frame_entity(node) == NULL) {
1342                 mode  = get_spill_mode_mode(get_irn_mode(node));
1343                 align = get_mode_size_bytes(mode);
1344         } else if (is_ia32_irn(node)         &&
1345                         get_ia32_frame_ent(node) == NULL &&
1346                         is_ia32_use_frame(node)) {
1347                 if (is_ia32_need_stackent(node))
1348                         goto need_stackent;
1349
1350                 switch (get_ia32_irn_opcode(node)) {
1351 need_stackent:
1352                         case iro_ia32_Load: {
1353                                 const ia32_attr_t *attr = get_ia32_attr_const(node);
1354
1355                                 if (attr->data.need_32bit_stackent) {
1356                                         mode = mode_Is;
1357                                 } else if (attr->data.need_64bit_stackent) {
1358                                         mode = mode_Ls;
1359                                 } else {
1360                                         mode = get_ia32_ls_mode(node);
1361                                         if (is_ia32_is_reload(node))
1362                                                 mode = get_spill_mode_mode(mode);
1363                                 }
1364                                 align = get_mode_size_bytes(mode);
1365                                 break;
1366                         }
1367
1368                         case iro_ia32_vfild:
1369                         case iro_ia32_vfld:
1370                         case iro_ia32_xLoad: {
1371                                 mode  = get_ia32_ls_mode(node);
1372                                 align = 4;
1373                                 break;
1374                         }
1375
1376                         case iro_ia32_FldCW: {
1377                                 /* although 2 byte would be enough 4 byte performs best */
1378                                 mode  = mode_Iu;
1379                                 align = 4;
1380                                 break;
1381                         }
1382
1383                         default:
1384 #ifndef NDEBUG
1385                                 panic("unexpected frame user while collection frame entity nodes");
1386
1387                         case iro_ia32_FnstCW:
1388                         case iro_ia32_Store8Bit:
1389                         case iro_ia32_Store:
1390                         case iro_ia32_fst:
1391                         case iro_ia32_fstp:
1392                         case iro_ia32_vfist:
1393                         case iro_ia32_vfisttp:
1394                         case iro_ia32_vfst:
1395                         case iro_ia32_xStore:
1396                         case iro_ia32_xStoreSimple:
1397 #endif
1398                                 return;
1399                 }
1400         } else {
1401                 return;
1402         }
1403         be_node_needs_frame_entity(env, node, mode, align);
1404 }
1405
1406 /**
1407  * We transform Spill and Reload here. This needs to be done before
1408  * stack biasing otherwise we would miss the corrected offset for these nodes.
1409  */
1410 static void ia32_after_ra(void *self) {
1411         ia32_code_gen_t *cg = self;
1412         ir_graph *irg = cg->irg;
1413         be_fec_env_t *fec_env = be_new_frame_entity_coalescer(cg->birg);
1414
1415         /* create and coalesce frame entities */
1416         irg_walk_graph(irg, NULL, ia32_collect_frame_entity_nodes, fec_env);
1417         be_assign_entities(fec_env);
1418         be_free_frame_entity_coalescer(fec_env);
1419
1420         irg_block_walk_graph(irg, NULL, ia32_after_ra_walker, cg);
1421 }
1422
1423 /**
1424  * Last touchups for the graph before emit: x87 simulation to replace the
1425  * virtual with real x87 instructions, creating a block schedule and peephole
1426  * optimisations.
1427  */
1428 static void ia32_finish(void *self) {
1429         ia32_code_gen_t *cg = self;
1430         ir_graph        *irg = cg->irg;
1431
1432         ia32_finish_irg(irg, cg);
1433
1434         /* we might have to rewrite x87 virtual registers */
1435         if (cg->do_x87_sim) {
1436                 x87_simulate_graph(cg->birg);
1437         }
1438
1439         /* do peephole optimisations */
1440         ia32_peephole_optimization(cg);
1441
1442         /* create block schedule, this also removes empty blocks which might
1443          * produce critical edges */
1444         cg->blk_sched = be_create_block_schedule(irg, cg->birg->exec_freq);
1445 }
1446
1447 /**
1448  * Emits the code, closes the output file and frees
1449  * the code generator interface.
1450  */
1451 static void ia32_codegen(void *self) {
1452         ia32_code_gen_t *cg = self;
1453         ir_graph        *irg = cg->irg;
1454
1455         ia32_gen_routine(cg, irg);
1456
1457         cur_reg_set = NULL;
1458
1459         /* remove it from the isa */
1460         cg->isa->cg = NULL;
1461
1462         assert(ia32_current_cg == cg);
1463         ia32_current_cg = NULL;
1464
1465         /* de-allocate code generator */
1466         del_set(cg->reg_set);
1467         free(cg);
1468 }
1469
1470 /**
1471  * Returns the node representing the PIC base.
1472  */
1473 static ir_node *ia32_get_pic_base(void *self) {
1474         ir_node         *block;
1475         ia32_code_gen_t *cg      = self;
1476         ir_node         *get_eip = cg->get_eip;
1477         if (get_eip != NULL)
1478                 return get_eip;
1479
1480         block       = get_irg_start_block(cg->irg);
1481         get_eip     = new_bd_ia32_GetEIP(NULL, block);
1482         cg->get_eip = get_eip;
1483
1484         be_dep_on_frame(get_eip);
1485         return get_eip;
1486 }
1487
1488 static void *ia32_cg_init(be_irg_t *birg);
1489
1490 static const arch_code_generator_if_t ia32_code_gen_if = {
1491         ia32_cg_init,
1492         ia32_get_pic_base,   /* return node used as base in pic code addresses */
1493         ia32_before_abi,     /* before abi introduce hook */
1494         ia32_prepare_graph,
1495         NULL,                /* spill */
1496         ia32_before_ra,      /* before register allocation hook */
1497         ia32_after_ra,       /* after register allocation hook */
1498         ia32_finish,         /* called before codegen */
1499         ia32_codegen         /* emit && done */
1500 };
1501
1502 /**
1503  * Initializes a IA32 code generator.
1504  */
1505 static void *ia32_cg_init(be_irg_t *birg) {
1506         ia32_isa_t      *isa = (ia32_isa_t *)birg->main_env->arch_env;
1507         ia32_code_gen_t *cg  = XMALLOCZ(ia32_code_gen_t);
1508
1509         cg->impl      = &ia32_code_gen_if;
1510         cg->irg       = birg->irg;
1511         cg->reg_set   = new_set(ia32_cmp_irn_reg_assoc, 1024);
1512         cg->isa       = isa;
1513         cg->birg      = birg;
1514         cg->blk_sched = NULL;
1515         cg->dump      = (birg->main_env->options->dump_flags & DUMP_BE) ? 1 : 0;
1516         cg->gprof     = (birg->main_env->options->gprof) ? 1 : 0;
1517
1518         if (cg->gprof) {
1519                 /* Linux gprof implementation needs base pointer */
1520                 birg->main_env->options->omit_fp = 0;
1521         }
1522
1523         /* enter it */
1524         isa->cg = cg;
1525
1526 #ifndef NDEBUG
1527         if (isa->name_obst) {
1528                 obstack_free(isa->name_obst, NULL);
1529                 obstack_init(isa->name_obst);
1530         }
1531 #endif /* NDEBUG */
1532
1533         cur_reg_set = cg->reg_set;
1534
1535         assert(ia32_current_cg == NULL);
1536         ia32_current_cg = cg;
1537
1538         return (arch_code_generator_t *)cg;
1539 }
1540
1541
1542
1543 /*****************************************************************
1544  *  ____             _                  _   _____  _____
1545  * |  _ \           | |                | | |_   _|/ ____|  /\
1546  * | |_) | __ _  ___| | _____ _ __   __| |   | | | (___   /  \
1547  * |  _ < / _` |/ __| |/ / _ \ '_ \ / _` |   | |  \___ \ / /\ \
1548  * | |_) | (_| | (__|   <  __/ | | | (_| |  _| |_ ____) / ____ \
1549  * |____/ \__,_|\___|_|\_\___|_| |_|\__,_| |_____|_____/_/    \_\
1550  *
1551  *****************************************************************/
1552
1553 /**
1554  * Set output modes for GCC
1555  */
1556 static const tarval_mode_info mo_integer = {
1557         TVO_HEX,
1558         "0x",
1559         NULL,
1560 };
1561
1562 /*
1563  * set the tarval output mode of all integer modes to decimal
1564  */
1565 static void set_tarval_output_modes(void)
1566 {
1567         int i;
1568
1569         for (i = get_irp_n_modes() - 1; i >= 0; --i) {
1570                 ir_mode *mode = get_irp_mode(i);
1571
1572                 if (mode_is_int(mode))
1573                         set_tarval_mode_output_option(mode, &mo_integer);
1574         }
1575 }
1576
1577 const arch_isa_if_t ia32_isa_if;
1578
1579 /**
1580  * The template that generates a new ISA object.
1581  * Note that this template can be changed by command line
1582  * arguments.
1583  */
1584 static ia32_isa_t ia32_isa_template = {
1585         {
1586                 &ia32_isa_if,            /* isa interface implementation */
1587                 &ia32_gp_regs[REG_ESP],  /* stack pointer register */
1588                 &ia32_gp_regs[REG_EBP],  /* base pointer register */
1589                 -1,                      /* stack direction */
1590                 2,                       /* power of two stack alignment, 2^2 == 4 */
1591                 NULL,                    /* main environment */
1592                 7,                       /* costs for a spill instruction */
1593                 5,                       /* costs for a reload instruction */
1594         },
1595         NULL,                    /* 16bit register names */
1596         NULL,                    /* 8bit register names */
1597         NULL,                    /* 8bit register names high */
1598         NULL,                    /* types */
1599         NULL,                    /* tv_ents */
1600         NULL,                    /* current code generator */
1601         NULL,                    /* abstract machine */
1602 #ifndef NDEBUG
1603         NULL,                    /* name obstack */
1604 #endif
1605 };
1606
1607 static void init_asm_constraints(void)
1608 {
1609         be_init_default_asm_constraint_flags();
1610
1611         asm_constraint_flags['a'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1612         asm_constraint_flags['b'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1613         asm_constraint_flags['c'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1614         asm_constraint_flags['d'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1615         asm_constraint_flags['D'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1616         asm_constraint_flags['S'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1617         asm_constraint_flags['Q'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1618         asm_constraint_flags['q'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1619         asm_constraint_flags['A'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1620         asm_constraint_flags['l'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1621         asm_constraint_flags['R'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1622         asm_constraint_flags['r'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1623         asm_constraint_flags['p'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1624         asm_constraint_flags['f'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1625         asm_constraint_flags['t'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1626         asm_constraint_flags['u'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1627         asm_constraint_flags['Y'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1628         asm_constraint_flags['X'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1629         asm_constraint_flags['n'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_IMMEDIATE;
1630         asm_constraint_flags['g'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_IMMEDIATE;
1631
1632         /* no support for autodecrement/autoincrement */
1633         asm_constraint_flags['<'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1634         asm_constraint_flags['>'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1635         /* no float consts */
1636         asm_constraint_flags['E'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1637         asm_constraint_flags['F'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1638         /* makes no sense on x86 */
1639         asm_constraint_flags['s'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1640         /* no support for sse consts yet */
1641         asm_constraint_flags['C'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1642         /* no support for x87 consts yet */
1643         asm_constraint_flags['G'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1644         /* no support for mmx registers yet */
1645         asm_constraint_flags['y'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1646         /* not available in 32bit mode */
1647         asm_constraint_flags['Z'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1648         asm_constraint_flags['e'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1649
1650         /* no code yet to determine register class needed... */
1651         asm_constraint_flags['X'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1652 }
1653
1654 /**
1655  * Initializes the backend ISA.
1656  */
1657 static arch_env_t *ia32_init(FILE *file_handle) {
1658         static int inited = 0;
1659         ia32_isa_t *isa;
1660         int        i, n;
1661
1662         if (inited)
1663                 return NULL;
1664         inited = 1;
1665
1666         set_tarval_output_modes();
1667
1668         isa = XMALLOC(ia32_isa_t);
1669         memcpy(isa, &ia32_isa_template, sizeof(*isa));
1670
1671         if(mode_fpcw == NULL) {
1672                 mode_fpcw = new_ir_mode("Fpcw", irms_int_number, 16, 0, irma_none, 0);
1673         }
1674
1675         ia32_register_init();
1676         ia32_create_opcodes(&ia32_irn_ops);
1677
1678         be_emit_init(file_handle);
1679         isa->regs_16bit     = pmap_create();
1680         isa->regs_8bit      = pmap_create();
1681         isa->regs_8bit_high = pmap_create();
1682         isa->types          = pmap_create();
1683         isa->tv_ent         = pmap_create();
1684         isa->cpu            = ia32_init_machine_description();
1685
1686         ia32_build_16bit_reg_map(isa->regs_16bit);
1687         ia32_build_8bit_reg_map(isa->regs_8bit);
1688         ia32_build_8bit_reg_map_high(isa->regs_8bit_high);
1689
1690 #ifndef NDEBUG
1691         isa->name_obst = XMALLOC(struct obstack);
1692         obstack_init(isa->name_obst);
1693 #endif /* NDEBUG */
1694
1695         /* enter the ISA object into the intrinsic environment */
1696         intrinsic_env.isa = isa;
1697
1698         /* emit asm includes */
1699         n = get_irp_n_asms();
1700         for (i = 0; i < n; ++i) {
1701                 be_emit_cstring("#APP\n");
1702                 be_emit_ident(get_irp_asm(i));
1703                 be_emit_cstring("\n#NO_APP\n");
1704         }
1705
1706         /* needed for the debug support */
1707         be_gas_emit_switch_section(GAS_SECTION_TEXT);
1708         be_emit_cstring(".Ltext0:\n");
1709         be_emit_write_line();
1710
1711         /* we mark referenced global entities, so we can only emit those which
1712          * are actually referenced. (Note: you mustn't use the type visited flag
1713          * elsewhere in the backend)
1714          */
1715         inc_master_type_visited();
1716
1717         return &isa->arch_env;
1718 }
1719
1720
1721
1722 /**
1723  * Closes the output file and frees the ISA structure.
1724  */
1725 static void ia32_done(void *self) {
1726         ia32_isa_t *isa = self;
1727
1728         /* emit now all global declarations */
1729         be_gas_emit_decls(isa->arch_env.main_env, 1);
1730
1731         pmap_destroy(isa->regs_16bit);
1732         pmap_destroy(isa->regs_8bit);
1733         pmap_destroy(isa->regs_8bit_high);
1734         pmap_destroy(isa->tv_ent);
1735         pmap_destroy(isa->types);
1736
1737 #ifndef NDEBUG
1738         obstack_free(isa->name_obst, NULL);
1739 #endif /* NDEBUG */
1740
1741         be_emit_exit();
1742
1743         free(self);
1744 }
1745
1746
1747 /**
1748  * Return the number of register classes for this architecture.
1749  * We report always these:
1750  *  - the general purpose registers
1751  *  - the SSE floating point register set
1752  *  - the virtual floating point registers
1753  *  - the SSE vector register set
1754  */
1755 static unsigned ia32_get_n_reg_class(const void *self) {
1756         (void) self;
1757         return N_CLASSES;
1758 }
1759
1760 /**
1761  * Return the register class for index i.
1762  */
1763 static const arch_register_class_t *ia32_get_reg_class(const void *self,
1764                                                        unsigned i)
1765 {
1766         (void) self;
1767         assert(i < N_CLASSES);
1768         return &ia32_reg_classes[i];
1769 }
1770
1771 /**
1772  * Get the register class which shall be used to store a value of a given mode.
1773  * @param self The this pointer.
1774  * @param mode The mode in question.
1775  * @return A register class which can hold values of the given mode.
1776  */
1777 const arch_register_class_t *ia32_get_reg_class_for_mode(const void *self,
1778                 const ir_mode *mode)
1779 {
1780         (void) self;
1781
1782         if (mode_is_float(mode)) {
1783                 return ia32_cg_config.use_sse2 ? &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_xmm] : &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_vfp];
1784         }
1785         else
1786                 return &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_gp];
1787 }
1788
1789 /**
1790  * Get the ABI restrictions for procedure calls.
1791  * @param self        The this pointer.
1792  * @param method_type The type of the method (procedure) in question.
1793  * @param abi         The abi object to be modified
1794  */
1795 static void ia32_get_call_abi(const void *self, ir_type *method_type,
1796                               be_abi_call_t *abi)
1797 {
1798         ir_type  *tp;
1799         ir_mode  *mode;
1800         unsigned  cc;
1801         int       n, i, regnum;
1802         int                 pop_amount = 0;
1803         be_abi_call_flags_t call_flags = be_abi_call_get_flags(abi);
1804
1805         (void) self;
1806
1807         /* set abi flags for calls */
1808         call_flags.bits.left_to_right         = 0;  /* always last arg first on stack */
1809         call_flags.bits.store_args_sequential = 0;
1810         /* call_flags.bits.try_omit_fp                 not changed: can handle both settings */
1811         call_flags.bits.fp_free               = 0;  /* the frame pointer is fixed in IA32 */
1812         call_flags.bits.call_has_imm          = 0;  /* No call immediates, we handle this by ourselves */
1813
1814         /* set parameter passing style */
1815         be_abi_call_set_flags(abi, call_flags, &ia32_abi_callbacks);
1816
1817         if (get_method_variadicity(method_type) == variadicity_variadic) {
1818                 /* pass all parameters of a variadic function on the stack */
1819                 cc = cc_cdecl_set;
1820         } else {
1821                 cc = get_method_calling_convention(method_type);
1822                 if (get_method_additional_properties(method_type) & mtp_property_private &&
1823                     ia32_cg_config.optimize_cc) {
1824                         /* set the calling conventions to register parameter */
1825                         cc = (cc & ~cc_bits) | cc_reg_param;
1826                 }
1827         }
1828
1829         /* we have to pop the shadow parameter ourself for compound calls */
1830         if( (get_method_calling_convention(method_type) & cc_compound_ret)
1831                         && !(cc & cc_reg_param)) {
1832                 pop_amount += get_mode_size_bytes(mode_P_data);
1833         }
1834
1835         n = get_method_n_params(method_type);
1836         for (i = regnum = 0; i < n; i++) {
1837                 ir_mode               *mode;
1838                 const arch_register_t *reg = NULL;
1839
1840                 tp   = get_method_param_type(method_type, i);
1841                 mode = get_type_mode(tp);
1842                 if (mode != NULL) {
1843                         reg  = ia32_get_RegParam_reg(cc, regnum, mode);
1844                 }
1845                 if (reg != NULL) {
1846                         be_abi_call_param_reg(abi, i, reg);
1847                         ++regnum;
1848                 } else {
1849                         /* Micro optimisation: if the mode is shorter than 4 bytes, load 4 bytes.
1850                          * movl has a shorter opcode than mov[sz][bw]l */
1851                         ir_mode *load_mode = mode;
1852
1853                         if (mode != NULL) {
1854                                 unsigned size = get_mode_size_bytes(mode);
1855
1856                                 if (cc & cc_callee_clear_stk) {
1857                                         pop_amount += (size + 3U) & ~3U;
1858                                 }
1859
1860                                 if (size < 4) load_mode = mode_Iu;
1861                         }
1862
1863                         be_abi_call_param_stack(abi, i, load_mode, 4, 0, 0);
1864                 }
1865         }
1866
1867         be_abi_call_set_pop(abi, pop_amount);
1868
1869         /* set return registers */
1870         n = get_method_n_ress(method_type);
1871
1872         assert(n <= 2 && "more than two results not supported");
1873
1874         /* In case of 64bit returns, we will have two 32bit values */
1875         if (n == 2) {
1876                 tp   = get_method_res_type(method_type, 0);
1877                 mode = get_type_mode(tp);
1878
1879                 assert(!mode_is_float(mode) && "two FP results not supported");
1880
1881                 tp   = get_method_res_type(method_type, 1);
1882                 mode = get_type_mode(tp);
1883
1884                 assert(!mode_is_float(mode) && "mixed INT, FP results not supported");
1885
1886                 be_abi_call_res_reg(abi, 0, &ia32_gp_regs[REG_EAX]);
1887                 be_abi_call_res_reg(abi, 1, &ia32_gp_regs[REG_EDX]);
1888         }
1889         else if (n == 1) {
1890                 const arch_register_t *reg;
1891
1892                 tp   = get_method_res_type(method_type, 0);
1893                 assert(is_atomic_type(tp));
1894                 mode = get_type_mode(tp);
1895
1896                 reg = mode_is_float(mode) ? &ia32_vfp_regs[REG_VF0] : &ia32_gp_regs[REG_EAX];
1897
1898                 be_abi_call_res_reg(abi, 0, reg);
1899         }
1900 }
1901
1902 int ia32_to_appear_in_schedule(void *block_env, const ir_node *irn)
1903 {
1904         (void) block_env;
1905
1906         if(!is_ia32_irn(irn)) {
1907                 return -1;
1908         }
1909
1910         if(is_ia32_NoReg_GP(irn) || is_ia32_NoReg_VFP(irn) || is_ia32_NoReg_XMM(irn)
1911                 || is_ia32_Unknown_GP(irn) || is_ia32_Unknown_XMM(irn)
1912                 || is_ia32_Unknown_VFP(irn) || is_ia32_ChangeCW(irn)
1913                 || is_ia32_Immediate(irn))
1914                 return 0;
1915
1916         return 1;
1917 }
1918
1919 /**
1920  * Initializes the code generator interface.
1921  */
1922 static const arch_code_generator_if_t *ia32_get_code_generator_if(void *self)
1923 {
1924         (void) self;
1925         return &ia32_code_gen_if;
1926 }
1927
1928 /**
1929  * Returns the estimated execution time of an ia32 irn.
1930  */
1931 static sched_timestep_t ia32_sched_exectime(void *env, const ir_node *irn) {
1932         (void) env;
1933         return is_ia32_irn(irn) ? ia32_get_op_estimated_cost(irn) : 1;
1934 }
1935
1936 list_sched_selector_t ia32_sched_selector;
1937
1938 /**
1939  * Returns the reg_pressure scheduler with to_appear_in_schedule() overloaded
1940  */
1941 static const list_sched_selector_t *ia32_get_list_sched_selector(
1942                 const void *self, list_sched_selector_t *selector)
1943 {
1944         (void) self;
1945         memcpy(&ia32_sched_selector, selector, sizeof(ia32_sched_selector));
1946         ia32_sched_selector.exectime              = ia32_sched_exectime;
1947         ia32_sched_selector.to_appear_in_schedule = ia32_to_appear_in_schedule;
1948         return &ia32_sched_selector;
1949 }
1950
1951 static const ilp_sched_selector_t *ia32_get_ilp_sched_selector(const void *self)
1952 {
1953         (void) self;
1954         return NULL;
1955 }
1956
1957 /**
1958  * Returns the necessary byte alignment for storing a register of given class.
1959  */
1960 static int ia32_get_reg_class_alignment(const void *self,
1961                                         const arch_register_class_t *cls)
1962 {
1963         ir_mode *mode = arch_register_class_mode(cls);
1964         int bytes     = get_mode_size_bytes(mode);
1965         (void) self;
1966
1967         if (mode_is_float(mode) && bytes > 8)
1968                 return 16;
1969         return bytes;
1970 }
1971
1972 static const be_execution_unit_t ***ia32_get_allowed_execution_units(
1973                 const void *self, const ir_node *irn)
1974 {
1975         static const be_execution_unit_t *_allowed_units_BRANCH[] = {
1976                 &ia32_execution_units_BRANCH[IA32_EXECUNIT_TP_BRANCH_BRANCH1],
1977                 &ia32_execution_units_BRANCH[IA32_EXECUNIT_TP_BRANCH_BRANCH2],
1978                 NULL,
1979         };
1980         static const be_execution_unit_t *_allowed_units_GP[] = {
1981                 &ia32_execution_units_GP[IA32_EXECUNIT_TP_GP_GP_EAX],
1982                 &ia32_execution_units_GP[IA32_EXECUNIT_TP_GP_GP_EBX],
1983                 &ia32_execution_units_GP[IA32_EXECUNIT_TP_GP_GP_ECX],
1984                 &ia32_execution_units_GP[IA32_EXECUNIT_TP_GP_GP_EDX],
1985                 &ia32_execution_units_GP[IA32_EXECUNIT_TP_GP_GP_ESI],
1986                 &ia32_execution_units_GP[IA32_EXECUNIT_TP_GP_GP_EDI],
1987                 &ia32_execution_units_GP[IA32_EXECUNIT_TP_GP_GP_EBP],
1988                 NULL,
1989         };
1990         static const be_execution_unit_t *_allowed_units_DUMMY[] = {
1991                 &be_machine_execution_units_DUMMY[0],
1992                 NULL,
1993         };
1994         static const be_execution_unit_t **_units_callret[] = {
1995                 _allowed_units_BRANCH,
1996                 NULL
1997         };
1998         static const be_execution_unit_t **_units_other[] = {
1999                 _allowed_units_GP,
2000                 NULL
2001         };
2002         static const be_execution_unit_t **_units_dummy[] = {
2003                 _allowed_units_DUMMY,
2004                 NULL
2005         };
2006         const be_execution_unit_t ***ret;
2007         (void) self;
2008
2009         if (is_ia32_irn(irn)) {
2010                 ret = get_ia32_exec_units(irn);
2011         } else if (is_be_node(irn)) {
2012                 if (be_is_Return(irn)) {
2013                         ret = _units_callret;
2014                 } else if (be_is_Barrier(irn)) {
2015                         ret = _units_dummy;
2016                 } else {
2017                         ret = _units_other;
2018                 }
2019         }
2020         else {
2021                 ret = _units_dummy;
2022         }
2023
2024         return ret;
2025 }
2026
2027 /**
2028  * Return the abstract ia32 machine.
2029  */
2030 static const be_machine_t *ia32_get_machine(const void *self) {
2031         const ia32_isa_t *isa = self;
2032         return isa->cpu;
2033 }
2034
2035 /**
2036  * Return irp irgs in the desired order.
2037  */
2038 static ir_graph **ia32_get_irg_list(const void *self, ir_graph ***irg_list)
2039 {
2040         (void) self;
2041         (void) irg_list;
2042         return NULL;
2043 }
2044
2045 static void ia32_mark_remat(const void *self, ir_node *node) {
2046         (void) self;
2047         if (is_ia32_irn(node)) {
2048                 set_ia32_is_remat(node);
2049         }
2050 }
2051
2052 /**
2053  * Check for Abs or -Abs.
2054  */
2055 static int psi_is_Abs_or_Nabs(ir_node *cmp, ir_node *sel, ir_node *t, ir_node *f) {
2056         ir_node *l, *r;
2057         pn_Cmp  pnc;
2058
2059         if (cmp == NULL)
2060                 return 0;
2061
2062         /* must be <, <=, >=, > */
2063         pnc = get_Proj_proj(sel);
2064         if (pnc != pn_Cmp_Ge && pnc != pn_Cmp_Gt &&
2065                 pnc != pn_Cmp_Le && pnc != pn_Cmp_Lt)
2066                 return 0;
2067
2068         l = get_Cmp_left(cmp);
2069         r = get_Cmp_right(cmp);
2070
2071         /* must be x cmp 0 */
2072         if ((l != t && l != f) || !is_Const(r) || !is_Const_null(r))
2073                 return 0;
2074
2075         if ((!is_Minus(t) || get_Minus_op(t) != f) &&
2076                 (!is_Minus(f) || get_Minus_op(f) != t))
2077                 return 0;
2078         return 1;
2079 }
2080
2081 /**
2082  * Check for Abs only
2083  */
2084 static int psi_is_Abs(ir_node *cmp, ir_node *sel, ir_node *t, ir_node *f) {
2085         ir_node *l, *r;
2086         pn_Cmp  pnc;
2087
2088         if (cmp == NULL)
2089                 return 0;
2090
2091         /* must be <, <=, >=, > */
2092         pnc = get_Proj_proj(sel);
2093         if (pnc != pn_Cmp_Ge && pnc != pn_Cmp_Gt &&
2094                 pnc != pn_Cmp_Le && pnc != pn_Cmp_Lt)
2095                 return 0;
2096
2097         l = get_Cmp_left(cmp);
2098         r = get_Cmp_right(cmp);
2099
2100         /* must be x cmp 0 */
2101         if ((l != t && l != f) || !is_Const(r) || !is_Const_null(r))
2102                 return 0;
2103
2104         if ((!is_Minus(t) || get_Minus_op(t) != f) &&
2105                 (!is_Minus(f) || get_Minus_op(f) != t))
2106                 return 0;
2107
2108         if (pnc & pn_Cmp_Gt) {
2109                 /* x >= 0 ? -x : x is NABS */
2110                 if (is_Minus(t))
2111                         return 0;
2112         } else {
2113                 /* x < 0 ? x : -x is NABS */
2114                 if (is_Minus(f))
2115                         return 0;
2116         }
2117         return 1;
2118 }
2119
2120
2121 /**
2122  * Allows or disallows the creation of Mux nodes for the given Phi nodes.
2123  *
2124  * @param sel        A selector of a Cond.
2125  * @param phi_list   List of Phi nodes about to be converted (linked via get_Phi_next() field)
2126  * @param i          First data predecessor involved in if conversion
2127  * @param j          Second data predecessor involved in if conversion
2128  *
2129  * @return 1 if allowed, 0 otherwise
2130  */
2131 static int ia32_is_mux_allowed(ir_node *sel, ir_node *phi_list, int i, int j)
2132 {
2133         ir_node *phi;
2134         ir_node *cmp;
2135         pn_Cmp  pn;
2136         ir_node *cl, *cr;
2137
2138         /* we can't handle Muxs with 64bit compares yet */
2139         if (is_Proj(sel)) {
2140                 cmp = get_Proj_pred(sel);
2141                 if (is_Cmp(cmp)) {
2142                         ir_node *left     = get_Cmp_left(cmp);
2143                         ir_mode *cmp_mode = get_irn_mode(left);
2144                         if (!mode_is_float(cmp_mode) && get_mode_size_bits(cmp_mode) > 32) {
2145                                 /* 64bit Abs IS supported */
2146                                 for (phi = phi_list; phi; phi = get_Phi_next(phi)) {
2147                                         ir_node *t = get_Phi_pred(phi, i);
2148                                         ir_node *f = get_Phi_pred(phi, j);
2149
2150                                         if (! psi_is_Abs(cmp, sel, t, f))
2151                                                 return 0;
2152                                 }
2153                                 return 1;
2154                         }
2155                 } else {
2156                         /* we do not support nodes without Cmp yet */
2157                         return 0;
2158                 }
2159         } else {
2160                 /* we do not support nodes without Cmp yet */
2161                 return 0;
2162         }
2163
2164         pn = get_Proj_proj(sel);
2165         cl = get_Cmp_left(cmp);
2166         cr = get_Cmp_right(cmp);
2167
2168         if (ia32_cg_config.use_cmov) {
2169                 if (ia32_cg_config.use_sse2) {
2170                         /* check the Phi nodes: no 64bit and no floating point cmov */
2171                         for (phi = phi_list; phi; phi = get_Phi_next(phi)) {
2172                                 ir_mode *mode = get_irn_mode(phi);
2173
2174                                 if (mode_is_float(mode)) {
2175                                         /* check for Min, Max */
2176                                         ir_node *t = get_Phi_pred(phi, i);
2177                                         ir_node *f = get_Phi_pred(phi, j);
2178
2179                                         /* SSE2 supports Min & Max */
2180                                         if (pn == pn_Cmp_Lt || pn == pn_Cmp_Le || pn == pn_Cmp_Ge || pn == pn_Cmp_Gt) {
2181                                                 if (cl == t && cr == f) {
2182                                                         /* Mux(a <=/>= b, a, b) => MIN, MAX */
2183                                                         continue;
2184                                                 } else if (cl == f && cr == t) {
2185                                                         /* Mux(a <=/>= b, b, a) => MAX, MIN */
2186                                                         continue;
2187                                                 }
2188                                         }
2189                                         return 0;
2190                                 } else if (get_mode_size_bits(mode) > 32) {
2191                                         /* no 64bit cmov */
2192                                         return 0;
2193                                 }
2194                         }
2195                 } else {
2196                         /* check the Phi nodes: no 64bit and no floating point cmov */
2197                         for (phi = phi_list; phi; phi = get_Phi_next(phi)) {
2198                                 ir_mode *mode = get_irn_mode(phi);
2199
2200                                 if (mode_is_float(mode)) {
2201                                         ir_node *t = get_Phi_pred(phi, i);
2202                                         ir_node *f = get_Phi_pred(phi, j);
2203
2204                                         /* always support Mux(!float, C1, C2) */
2205                                         if (is_Const(t) && is_Const(f) && !mode_is_float(get_irn_mode(cl)))
2206                                                 continue;
2207                                         /* only abs or nabs supported */
2208                                         if (! psi_is_Abs_or_Nabs(cmp, sel, t, f))
2209                                                 return 0;
2210                                 } else if (get_mode_size_bits(mode) > 32)
2211                                         return 0;
2212                         }
2213                 }
2214
2215                 return 1;
2216         } else { /* No Cmov, only some special cases */
2217
2218                 /* Now some supported cases here */
2219                 for (phi = phi_list; phi; phi = get_Phi_next(phi)) {
2220                         ir_mode *mode = get_irn_mode(phi);
2221                         ir_node *t, *f;
2222
2223                         t = get_Phi_pred(phi, i);
2224                         f = get_Phi_pred(phi, j);
2225
2226                         if (mode_is_float(mode)) {
2227                                 /* always support Mux(!float, C1, C2) */
2228                                 if (is_Const(t) && is_Const(f) && !mode_is_float(get_irn_mode(cl)))
2229                                         continue;
2230                                 /* only abs or nabs supported */
2231                                 if (! psi_is_Abs_or_Nabs(cmp, sel, t, f))
2232                                         return 0;
2233                         } else if (get_mode_size_bits(mode) > 32) {
2234                                 /* no 64bit yet */
2235                                 return 0;
2236                         }
2237
2238                         if (is_Const(t) && is_Const(f)) {
2239                                 if ((is_Const_null(t) && is_Const_one(f)) || (is_Const_one(t) && is_Const_null(f))) {
2240                                         /* always support Mux(x, C1, C2) */
2241                                         continue;
2242                                 }
2243                         } else if (pn == pn_Cmp_Lt || pn == pn_Cmp_Le || pn == pn_Cmp_Ge || pn == pn_Cmp_Gt) {
2244 #if 0
2245                                 if (cl == t && cr == f) {
2246                                         /* Mux(a <=/>= b, a, b) => Min, Max */
2247                                         continue;
2248                                 }
2249                                 if (cl == f && cr == t) {
2250                                         /* Mux(a <=/>= b, b, a) => Max, Min */
2251                                         continue;
2252                                 }
2253 #endif
2254                                 if ((pn & pn_Cmp_Gt) && !mode_is_signed(mode) &&
2255                                     is_Const(f) && is_Const_null(f) && is_Sub(t) &&
2256                                     get_Sub_left(t) == cl && get_Sub_right(t) == cr) {
2257                                         /* Mux(a >=u b, a - b, 0) unsigned Doz */
2258                                         continue;
2259                                 }
2260                                 if ((pn & pn_Cmp_Lt) && !mode_is_signed(mode) &&
2261                                     is_Const(t) && is_Const_null(t) && is_Sub(f) &&
2262                                     get_Sub_left(f) == cl && get_Sub_right(f) == cr) {
2263                                         /* Mux(a <=u b, 0, a - b) unsigned Doz */
2264                                         continue;
2265                                 }
2266                                 if (is_Const(cr) && is_Const_null(cr)) {
2267                                         if (cl == t && is_Minus(f) && get_Minus_op(f) == cl) {
2268                                                 /* Mux(a <=/>= 0 ? a : -a) Nabs/Abs */
2269                                                 continue;
2270                                         } else if (cl == f && is_Minus(t) && get_Minus_op(t) == cl) {
2271                                                 /* Mux(a <=/>= 0 ? -a : a) Abs/Nabs */
2272                                                 continue;
2273                                         }
2274                                 }
2275                         }
2276                         return 0;
2277                 }
2278                 /* all checks passed */
2279                 return 1;
2280         }
2281         return 0;
2282 }
2283
2284 static asm_constraint_flags_t ia32_parse_asm_constraint(const void *self, const char **c)
2285 {
2286         (void) self;
2287         (void) c;
2288
2289         /* we already added all our simple flags to the flags modifier list in
2290          * init, so this flag we don't know. */
2291         return ASM_CONSTRAINT_FLAG_INVALID;
2292 }
2293
2294 static int ia32_is_valid_clobber(const void *self, const char *clobber)
2295 {
2296         (void) self;
2297
2298         return ia32_get_clobber_register(clobber) != NULL;
2299 }
2300
2301 /**
2302  * Create the trampoline code.
2303  */
2304 static ir_node *ia32_create_trampoline_fkt(ir_node *block, ir_node *mem, ir_node *trampoline, ir_node *env, ir_node *callee)
2305 {
2306         ir_graph *irg    = get_Block_irg(block);
2307         ir_node  *st, *p = trampoline;
2308         ir_mode *mode    = get_irn_mode(p);
2309
2310         /* mov  ecx,<env> */
2311         st  = new_r_Store(irg, block, mem, p, new_Const_long(mode_Bu, 0xb9), 0);
2312         mem = new_r_Proj(irg, block, st, mode_M, pn_Store_M);
2313         p   = new_r_Add(irg, block, p, new_Const_long(mode_Iu, 1), mode);
2314         st  = new_r_Store(irg, block, mem, p, env, 0);
2315         mem = new_r_Proj(irg, block, st, mode_M, pn_Store_M);
2316         p   = new_r_Add(irg, block, p, new_Const_long(mode_Iu, 4), mode);
2317         /* jmp  <callee> */
2318         st  = new_r_Store(irg, block, mem, p, new_Const_long(mode_Bu, 0xe9), 0);
2319         mem = new_r_Proj(irg, block, st, mode_M, pn_Store_M);
2320         p   = new_r_Add(irg, block, p, new_Const_long(mode_Iu, 1), mode);
2321         st  = new_r_Store(irg, block, mem, p, callee, 0);
2322         mem = new_r_Proj(irg, block, st, mode_M, pn_Store_M);
2323         p   = new_r_Add(irg, block, p, new_Const_long(mode_Iu, 4), mode);
2324
2325         return mem;
2326 }
2327
2328 /**
2329  * Returns the libFirm configuration parameter for this backend.
2330  */
2331 static const backend_params *ia32_get_libfirm_params(void) {
2332         static const ir_settings_if_conv_t ifconv = {
2333                 4,                    /* maxdepth, doesn't matter for Mux-conversion */
2334                 ia32_is_mux_allowed   /* allows or disallows Mux creation for given selector */
2335         };
2336         static const ir_settings_arch_dep_t ad = {
2337                 1,                   /* also use subs */
2338                 4,                   /* maximum shifts */
2339                 31,                  /* maximum shift amount */
2340                 ia32_evaluate_insn,  /* evaluate the instruction sequence */
2341
2342                 1,  /* allow Mulhs */
2343                 1,  /* allow Mulus */
2344                 32, /* Mulh allowed up to 32 bit */
2345         };
2346         static backend_params p = {
2347                 1,     /* need dword lowering */
2348                 1,     /* support inline assembly */
2349                 NULL,  /* will be set later */
2350                 ia32_create_intrinsic_fkt,
2351                 &intrinsic_env,  /* context for ia32_create_intrinsic_fkt */
2352                 NULL,  /* ifconv info will be set below */
2353                 NULL,  /* float arithmetic mode, will be set below */
2354                 12,    /* size of trampoline code */
2355                 4,     /* alignment of trampoline code */
2356                 ia32_create_trampoline_fkt,
2357         };
2358
2359         ia32_setup_cg_config();
2360
2361         /* doesn't really belong here, but this is the earliest place the backend
2362          * is called... */
2363         init_asm_constraints();
2364
2365         p.dep_param             = &ad;
2366         p.if_conv_info          = &ifconv;
2367         p.mode_float_arithmetic = mode_E;
2368         return &p;
2369 }
2370
2371 static const lc_opt_enum_int_items_t gas_items[] = {
2372         { "elf",     GAS_FLAVOUR_ELF },
2373         { "mingw",   GAS_FLAVOUR_MINGW  },
2374         { "yasm",    GAS_FLAVOUR_YASM   },
2375         { "macho",   GAS_FLAVOUR_MACH_O },
2376         { NULL,      0 }
2377 };
2378
2379 static lc_opt_enum_int_var_t gas_var = {
2380         (int*) &be_gas_flavour, gas_items
2381 };
2382
2383 #ifdef FIRM_GRGEN_BE
2384 static const lc_opt_enum_int_items_t transformer_items[] = {
2385         { "default", TRANSFORMER_DEFAULT },
2386         { "pbqp",    TRANSFORMER_PBQP    },
2387         { "random",  TRANSFORMER_RAND    },
2388         { NULL,      0                   }
2389 };
2390
2391 static lc_opt_enum_int_var_t transformer_var = {
2392         (int*)&be_transformer, transformer_items
2393 };
2394 #endif
2395
2396 static const lc_opt_table_entry_t ia32_options[] = {
2397         LC_OPT_ENT_ENUM_INT("gasmode", "set the GAS compatibility mode", &gas_var),
2398 #ifdef FIRM_GRGEN_BE
2399         LC_OPT_ENT_ENUM_INT("transformer", "the transformer used for code selection", &transformer_var),
2400 #endif
2401         LC_OPT_ENT_INT("stackalign", "set power of two stack alignment for calls",
2402                        &ia32_isa_template.arch_env.stack_alignment),
2403         LC_OPT_LAST
2404 };
2405
2406 const arch_isa_if_t ia32_isa_if = {
2407         ia32_init,
2408         ia32_done,
2409         ia32_handle_intrinsics,
2410         ia32_get_n_reg_class,
2411         ia32_get_reg_class,
2412         ia32_get_reg_class_for_mode,
2413         ia32_get_call_abi,
2414         ia32_get_code_generator_if,
2415         ia32_get_list_sched_selector,
2416         ia32_get_ilp_sched_selector,
2417         ia32_get_reg_class_alignment,
2418         ia32_get_libfirm_params,
2419         ia32_get_allowed_execution_units,
2420         ia32_get_machine,
2421         ia32_get_irg_list,
2422         ia32_mark_remat,
2423         ia32_parse_asm_constraint,
2424         ia32_is_valid_clobber
2425 };
2426
2427 void be_init_arch_ia32(void)
2428 {
2429         lc_opt_entry_t *be_grp   = lc_opt_get_grp(firm_opt_get_root(), "be");
2430         lc_opt_entry_t *ia32_grp = lc_opt_get_grp(be_grp, "ia32");
2431
2432         lc_opt_add_table(ia32_grp, ia32_options);
2433         be_register_isa_if("ia32", &ia32_isa_if);
2434
2435         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.be.ia32.cg");
2436
2437         ia32_init_emitter();
2438         ia32_init_finish();
2439         ia32_init_optimize();
2440         ia32_init_transform();
2441         ia32_init_x87();
2442         ia32_init_architecture();
2443 }
2444
2445 BE_REGISTER_MODULE_CONSTRUCTOR(be_init_arch_ia32);