4a2856c18161da1e3bf30b0675676f9d524a4158
[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 #ifdef HAVE_CONFIG_H
27 #include "config.h"
28 #endif
29
30 #include "lc_opts.h"
31 #include "lc_opts_enum.h"
32
33 #include <math.h>
34
35 #include "pseudo_irg.h"
36 #include "irarch.h"
37 #include "irgwalk.h"
38 #include "irprog.h"
39 #include "irprintf.h"
40 #include "iredges_t.h"
41 #include "ircons.h"
42 #include "irflag.h"
43 #include "irgmod.h"
44 #include "irgopt.h"
45 #include "irbitset.h"
46 #include "irgopt.h"
47 #include "pdeq.h"
48 #include "pset.h"
49 #include "debug.h"
50 #include "error.h"
51 #include "xmalloc.h"
52 #include "irtools.h"
53 #include "iroptimize.h"
54 #include "instrument.h"
55
56 #include "../beabi.h"
57 #include "../beirg_t.h"
58 #include "../benode_t.h"
59 #include "../belower.h"
60 #include "../besched_t.h"
61 #include "be.h"
62 #include "../be_t.h"
63 #include "../beirgmod.h"
64 #include "../be_dbgout.h"
65 #include "../beblocksched.h"
66 #include "../bemachine.h"
67 #include "../beilpsched.h"
68 #include "../bespillslots.h"
69 #include "../bemodule.h"
70 #include "../begnuas.h"
71 #include "../bestate.h"
72 #include "../beflags.h"
73
74 #include "bearch_ia32_t.h"
75
76 #include "ia32_new_nodes.h"
77 #include "gen_ia32_regalloc_if.h"
78 #include "gen_ia32_machine.h"
79 #include "ia32_common_transform.h"
80 #include "ia32_transform.h"
81 #include "ia32_emitter.h"
82 #include "ia32_map_regs.h"
83 #include "ia32_optimize.h"
84 #include "ia32_x87.h"
85 #include "ia32_dbg_stat.h"
86 #include "ia32_finish.h"
87 #include "ia32_util.h"
88 #include "ia32_fpu.h"
89 #include "ia32_architecture.h"
90
91 #ifdef FIRM_GRGEN_BE
92 #include "ia32_pbqp_transform.h"
93 #endif
94
95 DEBUG_ONLY(static firm_dbg_module_t *dbg = NULL;)
96
97 /* TODO: ugly */
98 static set *cur_reg_set = NULL;
99
100 ir_mode         *mode_fpcw       = NULL;
101 ia32_code_gen_t *ia32_current_cg = NULL;
102
103 /**
104  * The environment for the intrinsic mapping.
105  */
106 static ia32_intrinsic_env_t intrinsic_env = {
107         NULL,    /* the isa */
108         NULL,    /* the irg, these entities belong to */
109         NULL,    /* entity for first div operand (move into FPU) */
110         NULL,    /* entity for second div operand (move into FPU) */
111         NULL,    /* entity for converts ll -> d */
112         NULL,    /* entity for converts d -> ll */
113         NULL,    /* entity for __divdi3 library call */
114         NULL,    /* entity for __moddi3 library call */
115         NULL,    /* entity for __udivdi3 library call */
116         NULL,    /* entity for __umoddi3 library call */
117         NULL,    /* bias value for conversion from float to unsigned 64 */
118 };
119
120
121 typedef ir_node *(*create_const_node_func) (dbg_info *dbg, ir_graph *irg, ir_node *block);
122
123 static INLINE ir_node *create_const(ia32_code_gen_t *cg, ir_node **place,
124                                     create_const_node_func func,
125                                     const arch_register_t* reg)
126 {
127         ir_node *block, *res;
128
129         if(*place != NULL)
130                 return *place;
131
132         block = get_irg_start_block(cg->irg);
133         res = func(NULL, cg->irg, block);
134         arch_set_irn_register(cg->arch_env, res, reg);
135         *place = res;
136
137         add_irn_dep(get_irg_end(cg->irg), res);
138         /* add_irn_dep(get_irg_start(cg->irg), res); */
139
140         return res;
141 }
142
143 /* Creates the unique per irg GP NoReg node. */
144 ir_node *ia32_new_NoReg_gp(ia32_code_gen_t *cg) {
145         return create_const(cg, &cg->noreg_gp, new_rd_ia32_NoReg_GP,
146                             &ia32_gp_regs[REG_GP_NOREG]);
147 }
148
149 ir_node *ia32_new_NoReg_vfp(ia32_code_gen_t *cg) {
150         return create_const(cg, &cg->noreg_vfp, new_rd_ia32_NoReg_VFP,
151                             &ia32_vfp_regs[REG_VFP_NOREG]);
152 }
153
154 ir_node *ia32_new_NoReg_xmm(ia32_code_gen_t *cg) {
155         return create_const(cg, &cg->noreg_xmm, new_rd_ia32_NoReg_XMM,
156                             &ia32_xmm_regs[REG_XMM_NOREG]);
157 }
158
159 ir_node *ia32_new_Unknown_gp(ia32_code_gen_t *cg) {
160         return create_const(cg, &cg->unknown_gp, new_rd_ia32_Unknown_GP,
161                             &ia32_gp_regs[REG_GP_UKNWN]);
162 }
163
164 ir_node *ia32_new_Unknown_vfp(ia32_code_gen_t *cg) {
165         return create_const(cg, &cg->unknown_vfp, new_rd_ia32_Unknown_VFP,
166                             &ia32_vfp_regs[REG_VFP_UKNWN]);
167 }
168
169 ir_node *ia32_new_Unknown_xmm(ia32_code_gen_t *cg) {
170         return create_const(cg, &cg->unknown_xmm, new_rd_ia32_Unknown_XMM,
171                             &ia32_xmm_regs[REG_XMM_UKNWN]);
172 }
173
174 ir_node *ia32_new_Fpu_truncate(ia32_code_gen_t *cg) {
175         return create_const(cg, &cg->fpu_trunc_mode, new_rd_ia32_ChangeCW,
176                         &ia32_fp_cw_regs[REG_FPCW]);
177 }
178
179
180 /**
181  * Returns the admissible noreg register node for input register pos of node irn.
182  */
183 ir_node *ia32_get_admissible_noreg(ia32_code_gen_t *cg, ir_node *irn, int pos) {
184         const arch_register_req_t *req;
185
186         req = arch_get_register_req(cg->arch_env, irn, pos);
187         assert(req != NULL && "Missing register requirements");
188         if (req->cls == &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_gp])
189                 return ia32_new_NoReg_gp(cg);
190
191         if (ia32_cg_config.use_sse2) {
192                 return ia32_new_NoReg_xmm(cg);
193         } else {
194                 return ia32_new_NoReg_vfp(cg);
195         }
196 }
197
198 /**************************************************
199  *                         _ _              _  __
200  *                        | | |            (_)/ _|
201  *  _ __ ___  __ _    __ _| | | ___   ___   _| |_
202  * | '__/ _ \/ _` |  / _` | | |/ _ \ / __| | |  _|
203  * | | |  __/ (_| | | (_| | | | (_) | (__  | | |
204  * |_|  \___|\__, |  \__,_|_|_|\___/ \___| |_|_|
205  *            __/ |
206  *           |___/
207  **************************************************/
208
209 /**
210  * Return register requirements for an ia32 node.
211  * If the node returns a tuple (mode_T) then the proj's
212  * will be asked for this information.
213  */
214 static const arch_register_req_t *ia32_get_irn_reg_req(const ir_node *node,
215                                                                                                            int pos)
216 {
217         ir_mode *mode = get_irn_mode(node);
218         long    node_pos;
219
220         if (mode == mode_X || is_Block(node)) {
221                 return arch_no_register_req;
222         }
223
224         if (mode == mode_T && pos < 0) {
225                 return arch_no_register_req;
226         }
227
228         node_pos = pos == -1 ? 0 : pos;
229         if (is_Proj(node)) {
230                 if (mode == mode_M || pos >= 0) {
231                         return arch_no_register_req;
232                 }
233
234                 node_pos = (pos == -1) ? get_Proj_proj(node) : pos;
235                 node     = skip_Proj_const(node);
236         }
237
238         if (is_ia32_irn(node)) {
239                 const arch_register_req_t *req;
240                 if (pos >= 0)
241                         req = get_ia32_in_req(node, pos);
242                 else
243                         req = get_ia32_out_req(node, node_pos);
244
245                 assert(req != NULL);
246
247                 return req;
248         }
249
250         /* unknowns should be transformed already */
251         assert(!is_Unknown(node));
252         return arch_no_register_req;
253 }
254
255 static void ia32_set_irn_reg(ir_node *irn, const arch_register_t *reg)
256 {
257         int    pos = 0;
258
259         if (get_irn_mode(irn) == mode_X) {
260                 return;
261         }
262
263         if (is_Proj(irn)) {
264                 pos = get_Proj_proj(irn);
265                 irn = skip_Proj(irn);
266         }
267
268         if (is_ia32_irn(irn)) {
269                 const arch_register_t **slots;
270
271                 slots      = get_ia32_slots(irn);
272                 slots[pos] = reg;
273         } else {
274                 ia32_set_firm_reg(irn, reg, cur_reg_set);
275         }
276 }
277
278 static const arch_register_t *ia32_get_irn_reg(const ir_node *irn)
279 {
280         int pos = 0;
281         const arch_register_t *reg = NULL;
282
283         if (is_Proj(irn)) {
284
285                 if (get_irn_mode(irn) == mode_X) {
286                         return NULL;
287                 }
288
289                 pos = get_Proj_proj(irn);
290                 irn = skip_Proj_const(irn);
291         }
292
293         if (is_ia32_irn(irn)) {
294                 const arch_register_t **slots;
295                 slots = get_ia32_slots(irn);
296                 assert(pos < get_ia32_n_res(irn));
297                 reg   = slots[pos];
298         } else {
299                 reg = ia32_get_firm_reg(irn, cur_reg_set);
300         }
301
302         return reg;
303 }
304
305 static arch_irn_class_t ia32_classify(const ir_node *irn) {
306         arch_irn_class_t classification = arch_irn_class_normal;
307
308         irn = skip_Proj_const(irn);
309
310         if (is_cfop(irn))
311                 classification |= arch_irn_class_branch;
312
313         if (! is_ia32_irn(irn))
314                 return classification & ~arch_irn_class_normal;
315
316         if (is_ia32_Ld(irn))
317                 classification |= arch_irn_class_load;
318
319         if (is_ia32_St(irn))
320                 classification |= arch_irn_class_store;
321
322         if (is_ia32_is_reload(irn))
323                 classification |= arch_irn_class_reload;
324
325         if (is_ia32_is_spill(irn))
326                 classification |= arch_irn_class_spill;
327
328         if (is_ia32_is_remat(irn))
329                 classification |= arch_irn_class_remat;
330
331         return classification;
332 }
333
334 static arch_irn_flags_t ia32_get_flags(const ir_node *irn) {
335         arch_irn_flags_t flags = arch_irn_flags_none;
336
337         if (is_Unknown(irn))
338                 return arch_irn_flags_ignore;
339
340         if(is_Proj(irn) && mode_is_datab(get_irn_mode(irn))) {
341                 ir_node *pred = get_Proj_pred(irn);
342
343                 if(is_ia32_irn(pred)) {
344                         flags = get_ia32_out_flags(pred, get_Proj_proj(irn));
345                 }
346
347                 irn = pred;
348         }
349
350         if (is_ia32_irn(irn)) {
351                 flags |= get_ia32_flags(irn);
352         }
353
354         return flags;
355 }
356
357 /**
358  * The IA32 ABI callback object.
359  */
360 typedef struct {
361         be_abi_call_flags_bits_t flags;  /**< The call flags. */
362         const arch_env_t *aenv;          /**< The architecture environment. */
363         ir_graph *irg;                   /**< The associated graph. */
364 } ia32_abi_env_t;
365
366 static ir_entity *ia32_get_frame_entity(const ir_node *irn) {
367         return is_ia32_irn(irn) ? get_ia32_frame_ent(irn) : NULL;
368 }
369
370 static void ia32_set_frame_entity(ir_node *irn, ir_entity *ent) {
371         set_ia32_frame_ent(irn, ent);
372 }
373
374 static void ia32_set_frame_offset(ir_node *irn, int bias)
375 {
376         if (get_ia32_frame_ent(irn) == NULL)
377                 return;
378
379         if (is_ia32_Pop(irn) || is_ia32_PopMem(irn)) {
380                 ia32_code_gen_t *cg = ia32_current_cg;
381                 int omit_fp = be_abi_omit_fp(cg->birg->abi);
382                 if (omit_fp) {
383                         /* Pop nodes modify the stack pointer before calculating the
384                          * destination address, so fix this here
385                          */
386                         bias -= 4;
387                 }
388         }
389         add_ia32_am_offs_int(irn, bias);
390 }
391
392 static int ia32_get_sp_bias(const ir_node *node)
393 {
394         if (is_ia32_Push(node))
395                 return 4;
396
397         if (is_ia32_Pop(node) || is_ia32_PopMem(node))
398                 return -4;
399
400         return 0;
401 }
402
403 /**
404  * Put all registers which are saved by the prologue/epilogue in a set.
405  *
406  * @param self  The callback object.
407  * @param s     The result set.
408  */
409 static void ia32_abi_dont_save_regs(void *self, pset *s)
410 {
411         ia32_abi_env_t *env = self;
412         if(env->flags.try_omit_fp)
413                 pset_insert_ptr(s, env->aenv->bp);
414 }
415
416 /**
417  * Generate the routine prologue.
418  *
419  * @param self       The callback object.
420  * @param mem        A pointer to the mem node. Update this if you define new memory.
421  * @param reg_map    A map mapping all callee_save/ignore/parameter registers to their defining nodes.
422  * @param stack_bias Points to the current stack bias, can be modified if needed.
423  *
424  * @return           The register which shall be used as a stack frame base.
425  *
426  * All nodes which define registers in @p reg_map must keep @p reg_map current.
427  */
428 static const arch_register_t *ia32_abi_prologue(void *self, ir_node **mem, pmap *reg_map, int *stack_bias)
429 {
430         ia32_abi_env_t   *env      = self;
431         ia32_code_gen_t  *cg       = ia32_current_cg;
432         const arch_env_t *arch_env = env->aenv;
433
434         if (! env->flags.try_omit_fp) {
435                 ir_graph *irg     =env->irg;
436                 ir_node  *bl      = get_irg_start_block(irg);
437                 ir_node  *curr_sp = be_abi_reg_map_get(reg_map, arch_env->sp);
438                 ir_node  *curr_bp = be_abi_reg_map_get(reg_map, arch_env->bp);
439                 ir_node  *noreg = ia32_new_NoReg_gp(cg);
440                 ir_node  *push;
441
442                 /* ALL nodes representing bp must be set to ignore. */
443                 be_node_set_flags(get_Proj_pred(curr_bp), BE_OUT_POS(get_Proj_proj(curr_bp)), arch_irn_flags_ignore);
444
445                 /* push ebp */
446                 push    = new_rd_ia32_Push(NULL, irg, bl, noreg, noreg, *mem, curr_bp, curr_sp);
447                 curr_sp = new_r_Proj(irg, bl, push, get_irn_mode(curr_sp), pn_ia32_Push_stack);
448                 *mem    = new_r_Proj(irg, bl, push, mode_M, pn_ia32_Push_M);
449
450                 /* the push must have SP out register */
451                 arch_set_irn_register(arch_env, curr_sp, arch_env->sp);
452                 set_ia32_flags(push, arch_irn_flags_ignore);
453
454                 /* this modifies the stack bias, because we pushed 32bit */
455                 *stack_bias -= 4;
456
457                 /* move esp to ebp */
458                 curr_bp  = be_new_Copy(arch_env->bp->reg_class, irg, bl, curr_sp);
459                 be_set_constr_single_reg(curr_bp, BE_OUT_POS(0), arch_env->bp);
460                 arch_set_irn_register(arch_env, curr_bp, arch_env->bp);
461                 be_node_set_flags(curr_bp, BE_OUT_POS(0), arch_irn_flags_ignore);
462
463                 /* beware: the copy must be done before any other sp use */
464                 curr_sp = be_new_CopyKeep_single(arch_env->sp->reg_class, irg, bl, curr_sp, curr_bp, get_irn_mode(curr_sp));
465                 be_set_constr_single_reg(curr_sp, BE_OUT_POS(0), arch_env->sp);
466                 arch_set_irn_register(arch_env, curr_sp, arch_env->sp);
467                 be_node_set_flags(curr_sp, BE_OUT_POS(0), arch_irn_flags_ignore);
468
469                 be_abi_reg_map_set(reg_map, arch_env->sp, curr_sp);
470                 be_abi_reg_map_set(reg_map, arch_env->bp, curr_bp);
471
472                 return arch_env->bp;
473         }
474
475         return arch_env->sp;
476 }
477
478 /**
479  * Generate the routine epilogue.
480  * @param self    The callback object.
481  * @param bl      The block for the epilog
482  * @param mem     A pointer to the mem node. Update this if you define new memory.
483  * @param reg_map A map mapping all callee_save/ignore/parameter registers to their defining nodes.
484  * @return        The register which shall be used as a stack frame base.
485  *
486  * All nodes which define registers in @p reg_map must keep @p reg_map current.
487  */
488 static void ia32_abi_epilogue(void *self, ir_node *bl, ir_node **mem, pmap *reg_map)
489 {
490         ia32_abi_env_t   *env      = self;
491         const arch_env_t *arch_env = env->aenv;
492         ir_node          *curr_sp  = be_abi_reg_map_get(reg_map, arch_env->sp);
493         ir_node          *curr_bp  = be_abi_reg_map_get(reg_map, arch_env->bp);
494         ir_graph         *irg      = env->irg;
495
496         if (env->flags.try_omit_fp) {
497                 /* simply remove the stack frame here */
498                 curr_sp = be_new_IncSP(arch_env->sp, irg, bl, curr_sp, BE_STACK_FRAME_SIZE_SHRINK, 0);
499         } else {
500                 ir_mode *mode_bp = arch_env->bp->reg_class->mode;
501
502                 if (ia32_cg_config.use_leave) {
503                         ir_node *leave;
504
505                         /* leave */
506                         leave   = new_rd_ia32_Leave(NULL, irg, bl, curr_bp);
507                         set_ia32_flags(leave, arch_irn_flags_ignore);
508                         curr_bp = new_r_Proj(irg, bl, leave, mode_bp, pn_ia32_Leave_frame);
509                         curr_sp = new_r_Proj(irg, bl, leave, get_irn_mode(curr_sp), pn_ia32_Leave_stack);
510                 } else {
511                         ir_node *pop;
512
513                         /* the old SP is not needed anymore (kill the proj) */
514                         assert(is_Proj(curr_sp));
515                         kill_node(curr_sp);
516
517                         /* copy ebp to esp */
518                         curr_sp = be_new_Copy(&ia32_reg_classes[CLASS_ia32_gp], irg, bl, curr_bp);
519                         arch_set_irn_register(arch_env, curr_sp, arch_env->sp);
520                         be_node_set_flags(curr_sp, BE_OUT_POS(0), arch_irn_flags_ignore);
521
522                         /* pop ebp */
523                         pop     = new_rd_ia32_Pop(NULL, env->irg, bl, *mem, curr_sp);
524                         set_ia32_flags(pop, arch_irn_flags_ignore);
525                         curr_bp = new_r_Proj(irg, bl, pop, mode_bp, pn_ia32_Pop_res);
526                         curr_sp = new_r_Proj(irg, bl, pop, get_irn_mode(curr_sp), pn_ia32_Pop_stack);
527
528                         *mem = new_r_Proj(irg, bl, pop, mode_M, pn_ia32_Pop_M);
529                 }
530                 arch_set_irn_register(arch_env, curr_sp, arch_env->sp);
531                 arch_set_irn_register(arch_env, curr_bp, arch_env->bp);
532         }
533
534         be_abi_reg_map_set(reg_map, arch_env->sp, curr_sp);
535         be_abi_reg_map_set(reg_map, arch_env->bp, curr_bp);
536 }
537
538 /**
539  * Initialize the callback object.
540  * @param call The call object.
541  * @param aenv The architecture environment.
542  * @param irg  The graph with the method.
543  * @return     Some pointer. This pointer is passed to all other callback functions as self object.
544  */
545 static void *ia32_abi_init(const be_abi_call_t *call, const arch_env_t *aenv, ir_graph *irg)
546 {
547         ia32_abi_env_t *env    = xmalloc(sizeof(env[0]));
548         be_abi_call_flags_t fl = be_abi_call_get_flags(call);
549         env->flags = fl.bits;
550         env->irg   = irg;
551         env->aenv  = aenv;
552         return env;
553 }
554
555 /**
556  * Destroy the callback object.
557  * @param self The callback object.
558  */
559 static void ia32_abi_done(void *self) {
560         free(self);
561 }
562
563 /**
564  * Produces the type which sits between the stack args and the locals on the stack.
565  * it will contain the return address and space to store the old base pointer.
566  * @return The Firm type modeling the ABI between type.
567  */
568 static ir_type *ia32_abi_get_between_type(void *self)
569 {
570 #define IDENT(s) new_id_from_chars(s, sizeof(s)-1)
571         static ir_type *omit_fp_between_type = NULL;
572         static ir_type *between_type         = NULL;
573
574         ia32_abi_env_t *env = self;
575
576         if (! between_type) {
577                 ir_entity *old_bp_ent;
578                 ir_entity *ret_addr_ent;
579                 ir_entity *omit_fp_ret_addr_ent;
580
581                 ir_type *old_bp_type   = new_type_primitive(IDENT("bp"), mode_Iu);
582                 ir_type *ret_addr_type = new_type_primitive(IDENT("return_addr"), mode_Iu);
583
584                 between_type           = new_type_struct(IDENT("ia32_between_type"));
585                 old_bp_ent             = new_entity(between_type, IDENT("old_bp"), old_bp_type);
586                 ret_addr_ent           = new_entity(between_type, IDENT("ret_addr"), ret_addr_type);
587
588                 set_entity_offset(old_bp_ent, 0);
589                 set_entity_offset(ret_addr_ent, get_type_size_bytes(old_bp_type));
590                 set_type_size_bytes(between_type, get_type_size_bytes(old_bp_type) + get_type_size_bytes(ret_addr_type));
591                 set_type_state(between_type, layout_fixed);
592
593                 omit_fp_between_type = new_type_struct(IDENT("ia32_between_type_omit_fp"));
594                 omit_fp_ret_addr_ent = new_entity(omit_fp_between_type, IDENT("ret_addr"), ret_addr_type);
595
596                 set_entity_offset(omit_fp_ret_addr_ent, 0);
597                 set_type_size_bytes(omit_fp_between_type, get_type_size_bytes(ret_addr_type));
598                 set_type_state(omit_fp_between_type, layout_fixed);
599         }
600
601         return env->flags.try_omit_fp ? omit_fp_between_type : between_type;
602 #undef IDENT
603 }
604
605 /**
606  * Get the estimated cycle count for @p irn.
607  *
608  * @param self The this pointer.
609  * @param irn  The node.
610  *
611  * @return     The estimated cycle count for this operation
612  */
613 static int ia32_get_op_estimated_cost(const ir_node *irn)
614 {
615         int            cost;
616         ia32_op_type_t op_tp;
617
618         if (is_Proj(irn))
619                 return 0;
620         if (!is_ia32_irn(irn))
621                 return 0;
622
623         assert(is_ia32_irn(irn));
624
625         cost  = get_ia32_latency(irn);
626         op_tp = get_ia32_op_type(irn);
627
628         if (is_ia32_CopyB(irn)) {
629                 cost = 250;
630         }
631         else if (is_ia32_CopyB_i(irn)) {
632                 int size = get_ia32_copyb_size(irn);
633                 cost     = 20 + (int)ceil((4/3) * size);
634         }
635         /* in case of address mode operations add additional cycles */
636         else if (op_tp == ia32_AddrModeD || op_tp == ia32_AddrModeS) {
637                 /*
638                         In case of stack access and access to fixed addresses add 5 cycles
639                         (we assume they are in cache), other memory operations cost 20
640                         cycles.
641                 */
642                 if (is_ia32_use_frame(irn) || (
643                         is_ia32_NoReg_GP(get_irn_n(irn, n_ia32_base)) &&
644                         is_ia32_NoReg_GP(get_irn_n(irn, n_ia32_index))
645                     )) {
646                         cost += 5;
647                 } else {
648                         cost += 20;
649                 }
650         }
651
652         return cost;
653 }
654
655 /**
656  * Returns the inverse operation if @p irn, recalculating the argument at position @p i.
657  *
658  * @param irn       The original operation
659  * @param i         Index of the argument we want the inverse operation to yield
660  * @param inverse   struct to be filled with the resulting inverse op
661  * @param obstack   The obstack to use for allocation of the returned nodes array
662  * @return          The inverse operation or NULL if operation invertible
663  */
664 static arch_inverse_t *ia32_get_inverse(const ir_node *irn, int i, arch_inverse_t *inverse, struct obstack *obst) {
665         ir_graph *irg;
666         ir_mode  *mode;
667         ir_mode  *irn_mode;
668         ir_node  *block, *noreg, *nomem;
669         dbg_info *dbg;
670
671         /* we cannot invert non-ia32 irns */
672         if (! is_ia32_irn(irn))
673                 return NULL;
674
675         /* operand must always be a real operand (not base, index or mem) */
676         if (i != n_ia32_binary_left && i != n_ia32_binary_right)
677                 return NULL;
678
679         /* we don't invert address mode operations */
680         if (get_ia32_op_type(irn) != ia32_Normal)
681                 return NULL;
682
683         /* TODO: adjust for new immediates... */
684         ir_fprintf(stderr, "TODO: fix get_inverse for new immediates (%+F)\n",
685                    irn);
686         return NULL;
687
688         irg      = get_irn_irg(irn);
689         block    = get_nodes_block(irn);
690         mode     = get_irn_mode(irn);
691         irn_mode = get_irn_mode(irn);
692         noreg    = get_irn_n(irn, 0);
693         nomem    = new_r_NoMem(irg);
694         dbg      = get_irn_dbg_info(irn);
695
696         /* initialize structure */
697         inverse->nodes = obstack_alloc(obst, 2 * sizeof(inverse->nodes[0]));
698         inverse->costs = 0;
699         inverse->n     = 1;
700
701         switch (get_ia32_irn_opcode(irn)) {
702                 case iro_ia32_Add:
703 #if 0
704                         if (get_ia32_immop_type(irn) == ia32_ImmConst) {
705                                 /* we have an add with a const here */
706                                 /* invers == add with negated const */
707                                 inverse->nodes[0] = new_rd_ia32_Add(dbg, irg, block, noreg, noreg, nomem, get_irn_n(irn, i), noreg);
708                                 inverse->costs   += 1;
709                                 copy_ia32_Immop_attr(inverse->nodes[0], (ir_node *)irn);
710                                 set_ia32_Immop_tarval(inverse->nodes[0], tarval_neg(get_ia32_Immop_tarval(irn)));
711                                 set_ia32_commutative(inverse->nodes[0]);
712                         }
713                         else if (get_ia32_immop_type(irn) == ia32_ImmSymConst) {
714                                 /* we have an add with a symconst here */
715                                 /* invers == sub with const */
716                                 inverse->nodes[0] = new_rd_ia32_Sub(dbg, irg, block, noreg, noreg, nomem, get_irn_n(irn, i), noreg);
717                                 inverse->costs   += 2;
718                                 copy_ia32_Immop_attr(inverse->nodes[0], (ir_node *)irn);
719                         }
720                         else {
721                                 /* normal add: inverse == sub */
722                                 inverse->nodes[0] = new_rd_ia32_Sub(dbg, irg, block, noreg, noreg, nomem, (ir_node*) irn, get_irn_n(irn, i ^ 1));
723                                 inverse->costs   += 2;
724                         }
725 #endif
726                         break;
727                 case iro_ia32_Sub:
728 #if 0
729                         if (get_ia32_immop_type(irn) != ia32_ImmNone) {
730                                 /* we have a sub with a const/symconst here */
731                                 /* invers == add with this const */
732                                 inverse->nodes[0] = new_rd_ia32_Add(dbg, irg, block, noreg, noreg, nomem, get_irn_n(irn, i), noreg);
733                                 inverse->costs   += (get_ia32_immop_type(irn) == ia32_ImmSymConst) ? 5 : 1;
734                                 copy_ia32_Immop_attr(inverse->nodes[0], (ir_node *)irn);
735                         }
736                         else {
737                                 /* normal sub */
738                                 if (i == n_ia32_binary_left) {
739                                         inverse->nodes[0] = new_rd_ia32_Add(dbg, irg, block, noreg, noreg, nomem, (ir_node*) irn, get_irn_n(irn, 3));
740                                 }
741                                 else {
742                                         inverse->nodes[0] = new_rd_ia32_Sub(dbg, irg, block, noreg, noreg, nomem, get_irn_n(irn, n_ia32_binary_left), (ir_node*) irn);
743                                 }
744                                 inverse->costs += 1;
745                         }
746 #endif
747                         break;
748                 case iro_ia32_Xor:
749 #if 0
750                         if (get_ia32_immop_type(irn) != ia32_ImmNone) {
751                                 /* xor with const: inverse = xor */
752                                 inverse->nodes[0] = new_rd_ia32_Xor(dbg, irg, block, noreg, noreg, nomem, get_irn_n(irn, i), noreg);
753                                 inverse->costs   += (get_ia32_immop_type(irn) == ia32_ImmSymConst) ? 5 : 1;
754                                 copy_ia32_Immop_attr(inverse->nodes[0], (ir_node *)irn);
755                         }
756                         else {
757                                 /* normal xor */
758                                 inverse->nodes[0] = new_rd_ia32_Xor(dbg, irg, block, noreg, noreg, nomem, (ir_node *) irn, get_irn_n(irn, i));
759                                 inverse->costs   += 1;
760                         }
761 #endif
762                         break;
763                 case iro_ia32_Not: {
764                         inverse->nodes[0] = new_rd_ia32_Not(dbg, irg, block, (ir_node*) irn);
765                         inverse->costs   += 1;
766                         break;
767                 }
768                 case iro_ia32_Neg: {
769                         inverse->nodes[0] = new_rd_ia32_Neg(dbg, irg, block, (ir_node*) irn);
770                         inverse->costs   += 1;
771                         break;
772                 }
773                 default:
774                         /* inverse operation not supported */
775                         return NULL;
776         }
777
778         return inverse;
779 }
780
781 static ir_mode *get_spill_mode_mode(const ir_mode *mode)
782 {
783         if(mode_is_float(mode))
784                 return mode_D;
785
786         return mode_Iu;
787 }
788
789 /**
790  * Get the mode that should be used for spilling value node
791  */
792 static ir_mode *get_spill_mode(const ir_node *node)
793 {
794         ir_mode *mode = get_irn_mode(node);
795         return get_spill_mode_mode(mode);
796 }
797
798 /**
799  * Checks whether an addressmode reload for a node with mode mode is compatible
800  * with a spillslot of mode spill_mode
801  */
802 static int ia32_is_spillmode_compatible(const ir_mode *mode, const ir_mode *spillmode)
803 {
804         if(mode_is_float(mode)) {
805                 return mode == spillmode;
806         } else {
807                 return 1;
808         }
809 }
810
811 /**
812  * Check if irn can load its operand at position i from memory (source addressmode).
813  * @param self   Pointer to irn ops itself
814  * @param irn    The irn to be checked
815  * @param i      The operands position
816  * @return Non-Zero if operand can be loaded
817  */
818 static int ia32_possible_memory_operand(const ir_node *irn, unsigned int i) {
819         ir_node *op = get_irn_n(irn, i);
820         const ir_mode *mode = get_irn_mode(op);
821         const ir_mode *spillmode = get_spill_mode(op);
822
823         if (
824                 (i != n_ia32_binary_left && i != n_ia32_binary_right) || /* a "real" operand position must be requested */
825                 ! is_ia32_irn(irn)                                    ||  /* must be an ia32 irn */
826                 get_ia32_am_arity(irn) != ia32_am_binary              ||  /* must be a binary operation TODO is this necessary? */
827                 get_ia32_op_type(irn) != ia32_Normal                  ||  /* must not already be a addressmode irn */
828                 ! (get_ia32_am_support(irn) & ia32_am_Source)         ||  /* must be capable of source addressmode */
829                 ! ia32_is_spillmode_compatible(mode, spillmode)       ||
830                 is_ia32_use_frame(irn))                                  /* must not already use frame */
831                 return 0;
832
833         if (i == n_ia32_binary_left) {
834                 const arch_register_req_t *req;
835                 if(!is_ia32_commutative(irn))
836                         return 0;
837                 /* we can't swap left/right for limited registers
838                  * (As this (currently) breaks constraint handling copies)
839                  */
840                 req = get_ia32_in_req(irn, n_ia32_binary_left);
841                 if (req->type & arch_register_req_type_limited) {
842                         return 0;
843                 }
844         }
845
846         return 1;
847 }
848
849 static void ia32_perform_memory_operand(ir_node *irn, ir_node *spill,
850                                         unsigned int i)
851 {
852         ir_mode *load_mode;
853         ir_mode *dest_op_mode;
854
855         ia32_code_gen_t *cg = ia32_current_cg;
856
857         assert(ia32_possible_memory_operand(irn, i) && "Cannot perform memory operand change");
858
859         if (i == n_ia32_binary_left) {
860                 ia32_swap_left_right(irn);
861         }
862
863         set_ia32_op_type(irn, ia32_AddrModeS);
864
865         load_mode    = get_irn_mode(get_irn_n(irn, i));
866         dest_op_mode = get_ia32_ls_mode(irn);
867         if (get_mode_size_bits(load_mode) <= get_mode_size_bits(dest_op_mode)) {
868                 set_ia32_ls_mode(irn, load_mode);
869         }
870         set_ia32_use_frame(irn);
871         set_ia32_need_stackent(irn);
872
873         set_irn_n(irn, n_ia32_base, get_irg_frame(get_irn_irg(irn)));
874         set_irn_n(irn, n_ia32_binary_right, ia32_get_admissible_noreg(cg, irn, n_ia32_binary_right));
875         set_irn_n(irn, n_ia32_mem, spill);
876         set_ia32_is_reload(irn);
877
878         /* immediates are only allowed on the right side */
879         if (i == n_ia32_binary_left && is_ia32_Immediate(get_irn_n(irn, n_ia32_binary_left))) {
880                 ia32_swap_left_right(irn);
881         }
882 }
883
884 static const be_abi_callbacks_t ia32_abi_callbacks = {
885         ia32_abi_init,
886         ia32_abi_done,
887         ia32_abi_get_between_type,
888         ia32_abi_dont_save_regs,
889         ia32_abi_prologue,
890         ia32_abi_epilogue
891 };
892
893 /* fill register allocator interface */
894
895 static const arch_irn_ops_t ia32_irn_ops = {
896         ia32_get_irn_reg_req,
897         ia32_set_irn_reg,
898         ia32_get_irn_reg,
899         ia32_classify,
900         ia32_get_flags,
901         ia32_get_frame_entity,
902         ia32_set_frame_entity,
903         ia32_set_frame_offset,
904         ia32_get_sp_bias,
905         ia32_get_inverse,
906         ia32_get_op_estimated_cost,
907         ia32_possible_memory_operand,
908         ia32_perform_memory_operand,
909 };
910
911 /**************************************************
912  *                _                         _  __
913  *               | |                       (_)/ _|
914  *   ___ ___   __| | ___  __ _  ___ _ __    _| |_
915  *  / __/ _ \ / _` |/ _ \/ _` |/ _ \ '_ \  | |  _|
916  * | (_| (_) | (_| |  __/ (_| |  __/ | | | | | |
917  *  \___\___/ \__,_|\___|\__, |\___|_| |_| |_|_|
918  *                        __/ |
919  *                       |___/
920  **************************************************/
921
922 static ir_entity *mcount = NULL;
923
924 #define ID(s) new_id_from_chars(s, sizeof(s) - 1)
925
926 static void ia32_before_abi(void *self) {
927         lower_mode_b_config_t lower_mode_b_config = {
928                 mode_Iu,  /* lowered mode */
929                 mode_Bu,  /* preferred mode for set */
930                 0,        /* don't lower direct compares */
931         };
932         ia32_code_gen_t *cg = self;
933
934         ir_lower_mode_b(cg->irg, &lower_mode_b_config);
935         if (cg->dump)
936                 be_dump(cg->irg, "-lower_modeb", dump_ir_block_graph_sched);
937         if (cg->gprof) {
938                 if (mcount == NULL) {
939                         ir_type *tp = new_type_method(ID("FKT.mcount"), 0, 0);
940                         mcount = new_entity(get_glob_type(), ID("mcount"), tp);
941                         /* FIXME: enter the right ld_ident here */
942                         set_entity_ld_ident(mcount, get_entity_ident(mcount));
943                         set_entity_visibility(mcount, visibility_external_allocated);
944                 }
945                 instrument_initcall(cg->irg, mcount);
946         }
947 }
948
949 transformer_t be_transformer = TRANSFORMER_DEFAULT;
950
951 /**
952  * Transforms the standard firm graph into
953  * an ia32 firm graph
954  */
955 static void ia32_prepare_graph(void *self) {
956         ia32_code_gen_t *cg = self;
957
958         /* do local optimizations */
959         optimize_graph_df(cg->irg);
960
961         /* TODO: we often have dead code reachable through out-edges here. So for
962          * now we rebuild edges (as we need correct user count for code selection)
963          */
964 #if 1
965         edges_deactivate(cg->irg);
966         edges_activate(cg->irg);
967 #endif
968
969         if (cg->dump)
970                 be_dump(cg->irg, "-pre_transform", dump_ir_block_graph_sched);
971
972         switch (be_transformer) {
973                 case TRANSFORMER_DEFAULT:
974                         /* transform remaining nodes into assembler instructions */
975                         ia32_transform_graph(cg);
976                         break;
977
978 #ifdef FIRM_GRGEN_BE
979                 case TRANSFORMER_PBQP:
980                 case TRANSFORMER_RAND:
981                         /* transform nodes into assembler instructions by PBQP magic */
982                         ia32_transform_graph_by_pbqp(cg);
983                         break;
984 #endif
985
986                 default: panic("invalid transformer");
987         }
988
989         /* do local optimizations (mainly CSE) */
990         optimize_graph_df(cg->irg);
991
992         if (cg->dump)
993                 be_dump(cg->irg, "-transformed", dump_ir_block_graph_sched);
994
995         /* optimize address mode */
996         ia32_optimize_graph(cg);
997
998         if (cg->dump)
999                 be_dump(cg->irg, "-am", dump_ir_block_graph_sched);
1000
1001         /* do code placement, to optimize the position of constants */
1002         place_code(cg->irg);
1003
1004         if (cg->dump)
1005                 be_dump(cg->irg, "-place", dump_ir_block_graph_sched);
1006 }
1007
1008 /**
1009  * Dummy functions for hooks we don't need but which must be filled.
1010  */
1011 static void ia32_before_sched(void *self) {
1012         (void) self;
1013 }
1014
1015 static void turn_back_am(ir_node *node)
1016 {
1017         ir_graph *irg   = current_ir_graph;
1018         dbg_info *dbgi  = get_irn_dbg_info(node);
1019         ir_node  *block = get_nodes_block(node);
1020         ir_node  *base  = get_irn_n(node, n_ia32_base);
1021         ir_node  *index = get_irn_n(node, n_ia32_index);
1022         ir_node  *mem   = get_irn_n(node, n_ia32_mem);
1023         ir_node  *noreg;
1024
1025         ir_node  *load     = new_rd_ia32_Load(dbgi, irg, block, base, index, mem);
1026         ir_node  *load_res = new_rd_Proj(dbgi, irg, block, load, mode_Iu, pn_ia32_Load_res);
1027
1028         ia32_copy_am_attrs(load, node);
1029         if (is_ia32_is_reload(node))
1030                 set_ia32_is_reload(load);
1031         set_irn_n(node, n_ia32_mem, new_NoMem());
1032
1033         switch (get_ia32_am_arity(node)) {
1034                 case ia32_am_unary:
1035                         set_irn_n(node, n_ia32_unary_op, load_res);
1036                         break;
1037
1038                 case ia32_am_binary:
1039                         if (is_ia32_Immediate(get_irn_n(node, n_ia32_binary_right))) {
1040                                 assert(is_ia32_Cmp(node)  || is_ia32_Cmp8Bit(node) ||
1041                                        is_ia32_Test(node) || is_ia32_Test8Bit(node));
1042                                 set_irn_n(node, n_ia32_binary_left, load_res);
1043                         } else {
1044                                 set_irn_n(node, n_ia32_binary_right, load_res);
1045                         }
1046                         break;
1047
1048                 case ia32_am_ternary:
1049                         set_irn_n(node, n_ia32_binary_right, load_res);
1050                         break;
1051
1052                 default:
1053                         panic("Unknown arity");
1054         }
1055         noreg = ia32_new_NoReg_gp(ia32_current_cg);
1056         set_irn_n(node, n_ia32_base,  noreg);
1057         set_irn_n(node, n_ia32_index, noreg);
1058         set_ia32_am_offs_int(node, 0);
1059         set_ia32_am_sc(node, NULL);
1060         set_ia32_am_scale(node, 0);
1061         clear_ia32_am_sc_sign(node);
1062
1063         /* rewire mem-proj */
1064         if (get_irn_mode(node) == mode_T) {
1065                 const ir_edge_t *edge;
1066                 foreach_out_edge(node, edge) {
1067                         ir_node *out = get_edge_src_irn(edge);
1068                         if (get_irn_mode(out) == mode_M) {
1069                                 set_Proj_pred(out, load);
1070                                 set_Proj_proj(out, pn_ia32_Load_M);
1071                                 break;
1072                         }
1073                 }
1074         }
1075
1076         set_ia32_op_type(node, ia32_Normal);
1077         if (sched_is_scheduled(node))
1078                 sched_add_before(node, load);
1079 }
1080
1081 static ir_node *flags_remat(ir_node *node, ir_node *after)
1082 {
1083         /* we should turn back source address mode when rematerializing nodes */
1084         ia32_op_type_t type;
1085         ir_node        *block;
1086         ir_node        *copy;
1087
1088         if (is_Block(after)) {
1089                 block = after;
1090         } else {
1091                 block = get_nodes_block(after);
1092         }
1093
1094         type = get_ia32_op_type(node);
1095         switch (type) {
1096                 case ia32_AddrModeS:
1097                         turn_back_am(node);
1098                         break;
1099
1100                 case ia32_AddrModeD:
1101                         /* TODO implement this later... */
1102                         panic("found DestAM with flag user %+F this should not happen", node);
1103                         break;
1104
1105                 default: assert(type == ia32_Normal); break;
1106         }
1107
1108         copy = exact_copy(node);
1109         set_nodes_block(copy, block);
1110         sched_add_after(after, copy);
1111
1112         return copy;
1113 }
1114
1115 /**
1116  * Called before the register allocator.
1117  */
1118 static void ia32_before_ra(void *self) {
1119         ia32_code_gen_t *cg = self;
1120
1121         /* setup fpu rounding modes */
1122         ia32_setup_fpu_mode(cg);
1123
1124         /* fixup flags */
1125         be_sched_fix_flags(cg->birg, &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_flags],
1126                            &flags_remat);
1127
1128         ia32_add_missing_keeps(cg);
1129 }
1130
1131
1132 /**
1133  * Transforms a be_Reload into a ia32 Load.
1134  */
1135 static void transform_to_Load(ia32_code_gen_t *cg, ir_node *node) {
1136         ir_graph *irg        = get_irn_irg(node);
1137         dbg_info *dbg        = get_irn_dbg_info(node);
1138         ir_node *block       = get_nodes_block(node);
1139         ir_entity *ent       = be_get_frame_entity(node);
1140         ir_mode *mode        = get_irn_mode(node);
1141         ir_mode *spillmode   = get_spill_mode(node);
1142         ir_node *noreg       = ia32_new_NoReg_gp(cg);
1143         ir_node *sched_point = NULL;
1144         ir_node *ptr         = get_irg_frame(irg);
1145         ir_node *mem         = get_irn_n(node, be_pos_Reload_mem);
1146         ir_node *new_op, *proj;
1147         const arch_register_t *reg;
1148
1149         if (sched_is_scheduled(node)) {
1150                 sched_point = sched_prev(node);
1151         }
1152
1153         if (mode_is_float(spillmode)) {
1154                 if (ia32_cg_config.use_sse2)
1155                         new_op = new_rd_ia32_xLoad(dbg, irg, block, ptr, noreg, mem, spillmode);
1156                 else
1157                         new_op = new_rd_ia32_vfld(dbg, irg, block, ptr, noreg, mem, spillmode);
1158         }
1159         else if (get_mode_size_bits(spillmode) == 128) {
1160                 /* Reload 128 bit SSE registers */
1161                 new_op = new_rd_ia32_xxLoad(dbg, irg, block, ptr, noreg, mem);
1162         }
1163         else
1164                 new_op = new_rd_ia32_Load(dbg, irg, block, ptr, noreg, mem);
1165
1166         set_ia32_op_type(new_op, ia32_AddrModeS);
1167         set_ia32_ls_mode(new_op, spillmode);
1168         set_ia32_frame_ent(new_op, ent);
1169         set_ia32_use_frame(new_op);
1170         set_ia32_is_reload(new_op);
1171
1172         DBG_OPT_RELOAD2LD(node, new_op);
1173
1174         proj = new_rd_Proj(dbg, irg, block, new_op, mode, pn_ia32_Load_res);
1175
1176         if (sched_point) {
1177                 sched_add_after(sched_point, new_op);
1178                 sched_remove(node);
1179         }
1180
1181         /* copy the register from the old node to the new Load */
1182         reg = arch_get_irn_register(cg->arch_env, node);
1183         arch_set_irn_register(cg->arch_env, new_op, reg);
1184
1185         SET_IA32_ORIG_NODE(new_op, ia32_get_old_node_name(cg, node));
1186
1187         exchange(node, proj);
1188 }
1189
1190 /**
1191  * Transforms a be_Spill node into a ia32 Store.
1192  */
1193 static void transform_to_Store(ia32_code_gen_t *cg, ir_node *node) {
1194         ir_graph *irg  = get_irn_irg(node);
1195         dbg_info *dbg  = get_irn_dbg_info(node);
1196         ir_node *block = get_nodes_block(node);
1197         ir_entity *ent = be_get_frame_entity(node);
1198         const ir_node *spillval = get_irn_n(node, be_pos_Spill_val);
1199         ir_mode *mode  = get_spill_mode(spillval);
1200         ir_node *noreg = ia32_new_NoReg_gp(cg);
1201         ir_node *nomem = new_rd_NoMem(irg);
1202         ir_node *ptr   = get_irg_frame(irg);
1203         ir_node *val   = get_irn_n(node, be_pos_Spill_val);
1204         ir_node *store;
1205         ir_node *sched_point = NULL;
1206
1207         if (sched_is_scheduled(node)) {
1208                 sched_point = sched_prev(node);
1209         }
1210
1211         /* No need to spill unknown values... */
1212         if(is_ia32_Unknown_GP(val) ||
1213                 is_ia32_Unknown_VFP(val) ||
1214                 is_ia32_Unknown_XMM(val)) {
1215                 store = nomem;
1216                 if(sched_point)
1217                         sched_remove(node);
1218
1219                 exchange(node, store);
1220                 return;
1221         }
1222
1223         if (mode_is_float(mode)) {
1224                 if (ia32_cg_config.use_sse2)
1225                         store = new_rd_ia32_xStore(dbg, irg, block, ptr, noreg, nomem, val);
1226                 else
1227                         store = new_rd_ia32_vfst(dbg, irg, block, ptr, noreg, nomem, val, mode);
1228         } else if (get_mode_size_bits(mode) == 128) {
1229                 /* Spill 128 bit SSE registers */
1230                 store = new_rd_ia32_xxStore(dbg, irg, block, ptr, noreg, nomem, val);
1231         } else if (get_mode_size_bits(mode) == 8) {
1232                 store = new_rd_ia32_Store8Bit(dbg, irg, block, ptr, noreg, nomem, val);
1233         } else {
1234                 store = new_rd_ia32_Store(dbg, irg, block, ptr, noreg, nomem, val);
1235         }
1236
1237         set_ia32_op_type(store, ia32_AddrModeD);
1238         set_ia32_ls_mode(store, mode);
1239         set_ia32_frame_ent(store, ent);
1240         set_ia32_use_frame(store);
1241         set_ia32_is_spill(store);
1242         SET_IA32_ORIG_NODE(store, ia32_get_old_node_name(cg, node));
1243         DBG_OPT_SPILL2ST(node, store);
1244
1245         if (sched_point) {
1246                 sched_add_after(sched_point, store);
1247                 sched_remove(node);
1248         }
1249
1250         exchange(node, store);
1251 }
1252
1253 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) {
1254         ir_graph *irg = get_irn_irg(node);
1255         dbg_info *dbg = get_irn_dbg_info(node);
1256         ir_node *block = get_nodes_block(node);
1257         ir_node *noreg = ia32_new_NoReg_gp(cg);
1258         ir_node *frame = get_irg_frame(irg);
1259
1260         ir_node *push = new_rd_ia32_Push(dbg, irg, block, frame, noreg, mem, noreg, sp);
1261
1262         set_ia32_frame_ent(push, ent);
1263         set_ia32_use_frame(push);
1264         set_ia32_op_type(push, ia32_AddrModeS);
1265         set_ia32_ls_mode(push, mode_Is);
1266
1267         sched_add_before(schedpoint, push);
1268         return push;
1269 }
1270
1271 static ir_node *create_pop(ia32_code_gen_t *cg, ir_node *node, ir_node *schedpoint, ir_node *sp, ir_entity *ent) {
1272         ir_graph *irg = get_irn_irg(node);
1273         dbg_info *dbg = get_irn_dbg_info(node);
1274         ir_node *block = get_nodes_block(node);
1275         ir_node *noreg = ia32_new_NoReg_gp(cg);
1276         ir_node *frame = get_irg_frame(irg);
1277
1278         ir_node *pop = new_rd_ia32_PopMem(dbg, irg, block, frame, noreg, new_NoMem(), sp);
1279
1280         set_ia32_frame_ent(pop, ent);
1281         set_ia32_use_frame(pop);
1282         set_ia32_op_type(pop, ia32_AddrModeD);
1283         set_ia32_ls_mode(pop, mode_Is);
1284
1285         sched_add_before(schedpoint, pop);
1286
1287         return pop;
1288 }
1289
1290 static ir_node* create_spproj(ia32_code_gen_t *cg, ir_node *node, ir_node *pred, int pos) {
1291         ir_graph *irg = get_irn_irg(node);
1292         dbg_info *dbg = get_irn_dbg_info(node);
1293         ir_node *block = get_nodes_block(node);
1294         ir_mode *spmode = mode_Iu;
1295         const arch_register_t *spreg = &ia32_gp_regs[REG_ESP];
1296         ir_node *sp;
1297
1298         sp = new_rd_Proj(dbg, irg, block, pred, spmode, pos);
1299         arch_set_irn_register(cg->arch_env, sp, spreg);
1300
1301         return sp;
1302 }
1303
1304 /**
1305  * Transform MemPerm, currently we do this the ugly way and produce
1306  * push/pop into/from memory cascades. This is possible without using
1307  * any registers.
1308  */
1309 static void transform_MemPerm(ia32_code_gen_t *cg, ir_node *node) {
1310         ir_graph *irg = get_irn_irg(node);
1311         ir_node *block = get_nodes_block(node);
1312         ir_node *in[1];
1313         ir_node *keep;
1314         int i, arity;
1315         ir_node *sp = be_abi_get_ignore_irn(cg->birg->abi, &ia32_gp_regs[REG_ESP]);
1316         const ir_edge_t *edge;
1317         const ir_edge_t *next;
1318         ir_node **pops;
1319
1320         arity = be_get_MemPerm_entity_arity(node);
1321         pops = alloca(arity * sizeof(pops[0]));
1322
1323         /* create Pushs */
1324         for(i = 0; i < arity; ++i) {
1325                 ir_entity *inent = be_get_MemPerm_in_entity(node, i);
1326                 ir_entity *outent = be_get_MemPerm_out_entity(node, i);
1327                 ir_type *enttype = get_entity_type(inent);
1328                 unsigned entsize = get_type_size_bytes(enttype);
1329                 unsigned entsize2 = get_type_size_bytes(get_entity_type(outent));
1330                 ir_node *mem = get_irn_n(node, i + 1);
1331                 ir_node *push;
1332
1333                 /* work around cases where entities have different sizes */
1334                 if(entsize2 < entsize)
1335                         entsize = entsize2;
1336                 assert( (entsize == 4 || entsize == 8) && "spillslot on x86 should be 32 or 64 bit");
1337
1338                 push = create_push(cg, node, node, sp, mem, inent);
1339                 sp = create_spproj(cg, node, push, pn_ia32_Push_stack);
1340                 if(entsize == 8) {
1341                         /* add another push after the first one */
1342                         push = create_push(cg, node, node, sp, mem, inent);
1343                         add_ia32_am_offs_int(push, 4);
1344                         sp = create_spproj(cg, node, push, pn_ia32_Push_stack);
1345                 }
1346
1347                 set_irn_n(node, i, new_Bad());
1348         }
1349
1350         /* create pops */
1351         for(i = arity - 1; i >= 0; --i) {
1352                 ir_entity *inent = be_get_MemPerm_in_entity(node, i);
1353                 ir_entity *outent = be_get_MemPerm_out_entity(node, i);
1354                 ir_type *enttype = get_entity_type(outent);
1355                 unsigned entsize = get_type_size_bytes(enttype);
1356                 unsigned entsize2 = get_type_size_bytes(get_entity_type(inent));
1357                 ir_node *pop;
1358
1359                 /* work around cases where entities have different sizes */
1360                 if(entsize2 < entsize)
1361                         entsize = entsize2;
1362                 assert( (entsize == 4 || entsize == 8) && "spillslot on x86 should be 32 or 64 bit");
1363
1364                 pop = create_pop(cg, node, node, sp, outent);
1365                 sp = create_spproj(cg, node, pop, pn_ia32_Pop_stack);
1366                 if(entsize == 8) {
1367                         add_ia32_am_offs_int(pop, 4);
1368
1369                         /* add another pop after the first one */
1370                         pop = create_pop(cg, node, node, sp, outent);
1371                         sp = create_spproj(cg, node, pop, pn_ia32_Pop_stack);
1372                 }
1373
1374                 pops[i] = pop;
1375         }
1376
1377         in[0] = sp;
1378         keep  = be_new_Keep(&ia32_reg_classes[CLASS_ia32_gp], irg, block, 1, in);
1379         sched_add_before(node, keep);
1380
1381         /* exchange memprojs */
1382         foreach_out_edge_safe(node, edge, next) {
1383                 ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
1384                 int p = get_Proj_proj(proj);
1385
1386                 assert(p < arity);
1387
1388                 set_Proj_pred(proj, pops[p]);
1389                 set_Proj_proj(proj, pn_ia32_Pop_M);
1390         }
1391
1392         /* remove memperm */
1393         arity = get_irn_arity(node);
1394         for(i = 0; i < arity; ++i) {
1395                 set_irn_n(node, i, new_Bad());
1396         }
1397         sched_remove(node);
1398 }
1399
1400 /**
1401  * Block-Walker: Calls the transform functions Spill and Reload.
1402  */
1403 static void ia32_after_ra_walker(ir_node *block, void *env) {
1404         ir_node *node, *prev;
1405         ia32_code_gen_t *cg = env;
1406
1407         /* beware: the schedule is changed here */
1408         for (node = sched_last(block); !sched_is_begin(node); node = prev) {
1409                 prev = sched_prev(node);
1410
1411                 if (be_is_Reload(node)) {
1412                         transform_to_Load(cg, node);
1413                 } else if (be_is_Spill(node)) {
1414                         transform_to_Store(cg, node);
1415                 } else if (be_is_MemPerm(node)) {
1416                         transform_MemPerm(cg, node);
1417                 }
1418         }
1419 }
1420
1421 /**
1422  * Collects nodes that need frame entities assigned.
1423  */
1424 static void ia32_collect_frame_entity_nodes(ir_node *node, void *data)
1425 {
1426         be_fec_env_t *env = data;
1427
1428         if (be_is_Reload(node) && be_get_frame_entity(node) == NULL) {
1429                 const ir_mode *mode = get_spill_mode_mode(get_irn_mode(node));
1430                 int align = get_mode_size_bytes(mode);
1431                 be_node_needs_frame_entity(env, node, mode, align);
1432         } else if(is_ia32_irn(node) && get_ia32_frame_ent(node) == NULL
1433                   && is_ia32_use_frame(node)) {
1434                 if (is_ia32_need_stackent(node) || is_ia32_Load(node)) {
1435                         const ir_mode     *mode  = get_ia32_ls_mode(node);
1436                         const ia32_attr_t *attr  = get_ia32_attr_const(node);
1437                         int                align;
1438
1439                         if (is_ia32_is_reload(node)) {
1440                                 mode = get_spill_mode_mode(mode);
1441                         }
1442
1443                         if(attr->data.need_64bit_stackent) {
1444                                 mode = mode_Ls;
1445                         }
1446                         if(attr->data.need_32bit_stackent) {
1447                                 mode = mode_Is;
1448                         }
1449                         align = get_mode_size_bytes(mode);
1450                         be_node_needs_frame_entity(env, node, mode, align);
1451                 } else if (is_ia32_vfild(node) || is_ia32_xLoad(node)
1452                            || is_ia32_vfld(node)) {
1453                         const ir_mode *mode  = get_ia32_ls_mode(node);
1454                         int            align = 4;
1455                         be_node_needs_frame_entity(env, node, mode, align);
1456                 } else if(is_ia32_FldCW(node)) {
1457                         /* although 2 byte would be enough 4 byte performs best */
1458                         const ir_mode *mode  = mode_Iu;
1459                         int            align = 4;
1460                         be_node_needs_frame_entity(env, node, mode, align);
1461                 } else {
1462 #ifndef NDEBUG
1463                         assert(is_ia32_St(node) ||
1464                                    is_ia32_xStoreSimple(node) ||
1465                                    is_ia32_vfst(node) ||
1466                                    is_ia32_vfist(node) ||
1467                                    is_ia32_vfisttp(node) ||
1468                                is_ia32_FnstCW(node));
1469 #endif
1470                 }
1471         }
1472 }
1473
1474 /**
1475  * We transform Spill and Reload here. This needs to be done before
1476  * stack biasing otherwise we would miss the corrected offset for these nodes.
1477  */
1478 static void ia32_after_ra(void *self) {
1479         ia32_code_gen_t *cg = self;
1480         ir_graph *irg = cg->irg;
1481         be_fec_env_t *fec_env = be_new_frame_entity_coalescer(cg->birg);
1482
1483         /* create and coalesce frame entities */
1484         irg_walk_graph(irg, NULL, ia32_collect_frame_entity_nodes, fec_env);
1485         be_assign_entities(fec_env);
1486         be_free_frame_entity_coalescer(fec_env);
1487
1488         irg_block_walk_graph(irg, NULL, ia32_after_ra_walker, cg);
1489 }
1490
1491 /**
1492  * Last touchups for the graph before emit: x87 simulation to replace the
1493  * virtual with real x87 instructions, creating a block schedule and peephole
1494  * optimisations.
1495  */
1496 static void ia32_finish(void *self) {
1497         ia32_code_gen_t *cg = self;
1498         ir_graph        *irg = cg->irg;
1499
1500         ia32_finish_irg(irg, cg);
1501
1502         /* we might have to rewrite x87 virtual registers */
1503         if (cg->do_x87_sim) {
1504                 x87_simulate_graph(cg->arch_env, cg->birg);
1505         }
1506
1507         /* do peephole optimisations */
1508         ia32_peephole_optimization(cg);
1509
1510         /* create block schedule, this also removes empty blocks which might
1511          * produce critical edges */
1512         cg->blk_sched = be_create_block_schedule(irg, cg->birg->exec_freq);
1513 }
1514
1515 /**
1516  * Emits the code, closes the output file and frees
1517  * the code generator interface.
1518  */
1519 static void ia32_codegen(void *self) {
1520         ia32_code_gen_t *cg = self;
1521         ir_graph        *irg = cg->irg;
1522
1523         ia32_gen_routine(cg, irg);
1524
1525         cur_reg_set = NULL;
1526
1527         /* remove it from the isa */
1528         cg->isa->cg = NULL;
1529
1530         assert(ia32_current_cg == cg);
1531         ia32_current_cg = NULL;
1532
1533         /* de-allocate code generator */
1534         del_set(cg->reg_set);
1535         free(cg);
1536 }
1537
1538 /**
1539  * Returns the node representing the PIC base.
1540  */
1541 static ir_node *ia32_get_pic_base(void *self) {
1542         ir_node         *block;
1543         ia32_code_gen_t *cg      = self;
1544         ir_node         *get_eip = cg->get_eip;
1545         if (get_eip != NULL)
1546                 return get_eip;
1547
1548         block       = get_irg_start_block(cg->irg);
1549         get_eip     = new_rd_ia32_GetEIP(NULL, cg->irg, block);
1550         cg->get_eip = get_eip;
1551
1552         add_irn_dep(get_eip, get_irg_frame(cg->irg));
1553
1554         return get_eip;
1555 }
1556
1557 static void *ia32_cg_init(be_irg_t *birg);
1558
1559 static const arch_code_generator_if_t ia32_code_gen_if = {
1560         ia32_cg_init,
1561         ia32_get_pic_base,   /* return node used as base in pic code addresses */
1562         ia32_before_abi,     /* before abi introduce hook */
1563         ia32_prepare_graph,
1564         NULL,                /* spill */
1565         ia32_before_sched,   /* before scheduling hook */
1566         ia32_before_ra,      /* before register allocation hook */
1567         ia32_after_ra,       /* after register allocation hook */
1568         ia32_finish,         /* called before codegen */
1569         ia32_codegen         /* emit && done */
1570 };
1571
1572 /**
1573  * Initializes a IA32 code generator.
1574  */
1575 static void *ia32_cg_init(be_irg_t *birg) {
1576         ia32_isa_t      *isa = (ia32_isa_t *)birg->main_env->arch_env;
1577         ia32_code_gen_t *cg  = xcalloc(1, sizeof(*cg));
1578
1579         cg->impl      = &ia32_code_gen_if;
1580         cg->irg       = birg->irg;
1581         cg->reg_set   = new_set(ia32_cmp_irn_reg_assoc, 1024);
1582         cg->isa       = isa;
1583         cg->arch_env  = birg->main_env->arch_env;
1584         cg->birg      = birg;
1585         cg->blk_sched = NULL;
1586         cg->dump      = (birg->main_env->options->dump_flags & DUMP_BE) ? 1 : 0;
1587         cg->gprof     = (birg->main_env->options->gprof) ? 1 : 0;
1588
1589         if (cg->gprof) {
1590                 /* Linux gprof implementation needs base pointer */
1591                 birg->main_env->options->omit_fp = 0;
1592         }
1593
1594         /* enter it */
1595         isa->cg = cg;
1596
1597 #ifndef NDEBUG
1598         if (isa->name_obst) {
1599                 obstack_free(isa->name_obst, NULL);
1600                 obstack_init(isa->name_obst);
1601         }
1602 #endif /* NDEBUG */
1603
1604         cur_reg_set = cg->reg_set;
1605
1606         assert(ia32_current_cg == NULL);
1607         ia32_current_cg = cg;
1608
1609         return (arch_code_generator_t *)cg;
1610 }
1611
1612
1613
1614 /*****************************************************************
1615  *  ____             _                  _   _____  _____
1616  * |  _ \           | |                | | |_   _|/ ____|  /\
1617  * | |_) | __ _  ___| | _____ _ __   __| |   | | | (___   /  \
1618  * |  _ < / _` |/ __| |/ / _ \ '_ \ / _` |   | |  \___ \ / /\ \
1619  * | |_) | (_| | (__|   <  __/ | | | (_| |  _| |_ ____) / ____ \
1620  * |____/ \__,_|\___|_|\_\___|_| |_|\__,_| |_____|_____/_/    \_\
1621  *
1622  *****************************************************************/
1623
1624 /**
1625  * Set output modes for GCC
1626  */
1627 static const tarval_mode_info mo_integer = {
1628         TVO_HEX,
1629         "0x",
1630         NULL,
1631 };
1632
1633 /*
1634  * set the tarval output mode of all integer modes to decimal
1635  */
1636 static void set_tarval_output_modes(void)
1637 {
1638         int i;
1639
1640         for (i = get_irp_n_modes() - 1; i >= 0; --i) {
1641                 ir_mode *mode = get_irp_mode(i);
1642
1643                 if (mode_is_int(mode))
1644                         set_tarval_mode_output_option(mode, &mo_integer);
1645         }
1646 }
1647
1648 const arch_isa_if_t ia32_isa_if;
1649
1650 /**
1651  * The template that generates a new ISA object.
1652  * Note that this template can be changed by command line
1653  * arguments.
1654  */
1655 static ia32_isa_t ia32_isa_template = {
1656         {
1657                 &ia32_isa_if,            /* isa interface implementation */
1658                 &ia32_gp_regs[REG_ESP],  /* stack pointer register */
1659                 &ia32_gp_regs[REG_EBP],  /* base pointer register */
1660                 -1,                      /* stack direction */
1661                 2,                       /* power of two stack alignment, 2^2 == 4 */
1662                 NULL,                    /* main environment */
1663                 7,                       /* costs for a spill instruction */
1664                 5,                       /* costs for a reload instruction */
1665         },
1666         NULL,                    /* 16bit register names */
1667         NULL,                    /* 8bit register names */
1668         NULL,                    /* 8bit register names high */
1669         NULL,                    /* types */
1670         NULL,                    /* tv_ents */
1671         NULL,                    /* current code generator */
1672         NULL,                    /* abstract machine */
1673 #ifndef NDEBUG
1674         NULL,                    /* name obstack */
1675 #endif
1676 };
1677
1678 static void init_asm_constraints(void)
1679 {
1680         be_init_default_asm_constraint_flags();
1681
1682         asm_constraint_flags['a'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1683         asm_constraint_flags['b'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1684         asm_constraint_flags['c'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1685         asm_constraint_flags['d'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1686         asm_constraint_flags['D'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1687         asm_constraint_flags['S'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1688         asm_constraint_flags['Q'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1689         asm_constraint_flags['q'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1690         asm_constraint_flags['A'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1691         asm_constraint_flags['l'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1692         asm_constraint_flags['R'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1693         asm_constraint_flags['r'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1694         asm_constraint_flags['p'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1695         asm_constraint_flags['f'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1696         asm_constraint_flags['t'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1697         asm_constraint_flags['u'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1698         asm_constraint_flags['Y'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1699         asm_constraint_flags['X'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1700         asm_constraint_flags['n'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_IMMEDIATE;
1701         asm_constraint_flags['g'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_IMMEDIATE;
1702
1703         /* no support for autodecrement/autoincrement */
1704         asm_constraint_flags['<'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1705         asm_constraint_flags['>'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1706         /* no float consts */
1707         asm_constraint_flags['E'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1708         asm_constraint_flags['F'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1709         /* makes no sense on x86 */
1710         asm_constraint_flags['s'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1711         /* no support for sse consts yet */
1712         asm_constraint_flags['C'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1713         /* no support for x87 consts yet */
1714         asm_constraint_flags['G'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1715         /* no support for mmx registers yet */
1716         asm_constraint_flags['y'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1717         /* not available in 32bit mode */
1718         asm_constraint_flags['Z'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1719         asm_constraint_flags['e'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1720
1721         /* no code yet to determine register class needed... */
1722         asm_constraint_flags['X'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1723 }
1724
1725 /**
1726  * Initializes the backend ISA.
1727  */
1728 static arch_env_t *ia32_init(FILE *file_handle) {
1729         static int inited = 0;
1730         ia32_isa_t *isa;
1731         int        i, n;
1732
1733         if (inited)
1734                 return NULL;
1735         inited = 1;
1736
1737         set_tarval_output_modes();
1738
1739         isa = xmalloc(sizeof(*isa));
1740         memcpy(isa, &ia32_isa_template, sizeof(*isa));
1741
1742         if(mode_fpcw == NULL) {
1743                 mode_fpcw = new_ir_mode("Fpcw", irms_int_number, 16, 0, irma_none, 0);
1744         }
1745
1746         ia32_register_init();
1747         ia32_create_opcodes(&ia32_irn_ops);
1748
1749         be_emit_init(file_handle);
1750         isa->regs_16bit     = pmap_create();
1751         isa->regs_8bit      = pmap_create();
1752         isa->regs_8bit_high = pmap_create();
1753         isa->types          = pmap_create();
1754         isa->tv_ent         = pmap_create();
1755         isa->cpu            = ia32_init_machine_description();
1756
1757         ia32_build_16bit_reg_map(isa->regs_16bit);
1758         ia32_build_8bit_reg_map(isa->regs_8bit);
1759         ia32_build_8bit_reg_map_high(isa->regs_8bit_high);
1760
1761 #ifndef NDEBUG
1762         isa->name_obst = xmalloc(sizeof(*isa->name_obst));
1763         obstack_init(isa->name_obst);
1764 #endif /* NDEBUG */
1765
1766         /* enter the ISA object into the intrinsic environment */
1767         intrinsic_env.isa = isa;
1768         ia32_handle_intrinsics();
1769
1770         /* emit asm includes */
1771         n = get_irp_n_asms();
1772         for (i = 0; i < n; ++i) {
1773                 be_emit_cstring("#APP\n");
1774                 be_emit_ident(get_irp_asm(i));
1775                 be_emit_cstring("\n#NO_APP\n");
1776         }
1777
1778         /* needed for the debug support */
1779         be_gas_emit_switch_section(GAS_SECTION_TEXT);
1780         be_emit_cstring(".Ltext0:\n");
1781         be_emit_write_line();
1782
1783         /* we mark referenced global entities, so we can only emit those which
1784          * are actually referenced. (Note: you mustn't use the type visited flag
1785          * elsewhere in the backend)
1786          */
1787         inc_master_type_visited();
1788
1789         return &isa->arch_env;
1790 }
1791
1792
1793
1794 /**
1795  * Closes the output file and frees the ISA structure.
1796  */
1797 static void ia32_done(void *self) {
1798         ia32_isa_t *isa = self;
1799
1800         /* emit now all global declarations */
1801         be_gas_emit_decls(isa->arch_env.main_env, 1);
1802
1803         pmap_destroy(isa->regs_16bit);
1804         pmap_destroy(isa->regs_8bit);
1805         pmap_destroy(isa->regs_8bit_high);
1806         pmap_destroy(isa->tv_ent);
1807         pmap_destroy(isa->types);
1808
1809 #ifndef NDEBUG
1810         obstack_free(isa->name_obst, NULL);
1811 #endif /* NDEBUG */
1812
1813         be_emit_exit();
1814
1815         free(self);
1816 }
1817
1818
1819 /**
1820  * Return the number of register classes for this architecture.
1821  * We report always these:
1822  *  - the general purpose registers
1823  *  - the SSE floating point register set
1824  *  - the virtual floating point registers
1825  *  - the SSE vector register set
1826  */
1827 static unsigned ia32_get_n_reg_class(const void *self) {
1828         (void) self;
1829         return N_CLASSES;
1830 }
1831
1832 /**
1833  * Return the register class for index i.
1834  */
1835 static const arch_register_class_t *ia32_get_reg_class(const void *self,
1836                                                        unsigned i)
1837 {
1838         (void) self;
1839         assert(i < N_CLASSES);
1840         return &ia32_reg_classes[i];
1841 }
1842
1843 /**
1844  * Get the register class which shall be used to store a value of a given mode.
1845  * @param self The this pointer.
1846  * @param mode The mode in question.
1847  * @return A register class which can hold values of the given mode.
1848  */
1849 const arch_register_class_t *ia32_get_reg_class_for_mode(const void *self,
1850                 const ir_mode *mode)
1851 {
1852         (void) self;
1853
1854         if (mode_is_float(mode)) {
1855                 return ia32_cg_config.use_sse2 ? &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_xmm] : &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_vfp];
1856         }
1857         else
1858                 return &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_gp];
1859 }
1860
1861 /**
1862  * Get the ABI restrictions for procedure calls.
1863  * @param self        The this pointer.
1864  * @param method_type The type of the method (procedure) in question.
1865  * @param abi         The abi object to be modified
1866  */
1867 static void ia32_get_call_abi(const void *self, ir_type *method_type,
1868                               be_abi_call_t *abi)
1869 {
1870         ir_type  *tp;
1871         ir_mode  *mode;
1872         unsigned  cc;
1873         int       n, i, regnum;
1874         int                 pop_amount = 0;
1875         be_abi_call_flags_t call_flags = be_abi_call_get_flags(abi);
1876
1877         (void) self;
1878
1879         /* set abi flags for calls */
1880         call_flags.bits.left_to_right         = 0;  /* always last arg first on stack */
1881         call_flags.bits.store_args_sequential = 0;
1882         /* call_flags.bits.try_omit_fp                 not changed: can handle both settings */
1883         call_flags.bits.fp_free               = 0;  /* the frame pointer is fixed in IA32 */
1884         call_flags.bits.call_has_imm          = 1;  /* No call immediates, we handle this by ourselves */
1885
1886         /* set parameter passing style */
1887         be_abi_call_set_flags(abi, call_flags, &ia32_abi_callbacks);
1888
1889         if (get_method_variadicity(method_type) == variadicity_variadic) {
1890                 /* pass all parameters of a variadic function on the stack */
1891                 cc = cc_cdecl_set;
1892         } else {
1893                 cc = get_method_calling_convention(method_type);
1894                 if (get_method_additional_properties(method_type) & mtp_property_private &&
1895                     ia32_cg_config.optimize_cc) {
1896                         /* set the calling conventions to register parameter */
1897                         cc = (cc & ~cc_bits) | cc_reg_param;
1898                 }
1899         }
1900
1901         /* we have to pop the shadow parameter ourself for compound calls */
1902         if( (get_method_calling_convention(method_type) & cc_compound_ret)
1903                         && !(cc & cc_reg_param)) {
1904                 pop_amount += get_mode_size_bytes(mode_P_data);
1905         }
1906
1907         n = get_method_n_params(method_type);
1908         for (i = regnum = 0; i < n; i++) {
1909                 ir_mode               *mode;
1910                 const arch_register_t *reg = NULL;
1911
1912                 tp   = get_method_param_type(method_type, i);
1913                 mode = get_type_mode(tp);
1914                 if (mode != NULL) {
1915                         reg  = ia32_get_RegParam_reg(cc, regnum, mode);
1916                 }
1917                 if (reg != NULL) {
1918                         be_abi_call_param_reg(abi, i, reg);
1919                         ++regnum;
1920                 } else {
1921                         /* Micro optimisation: if the mode is shorter than 4 bytes, load 4 bytes.
1922                          * movl has a shorter opcode than mov[sz][bw]l */
1923                         ir_mode *load_mode = mode;
1924
1925                         if (mode != NULL) {
1926                                 unsigned size = get_mode_size_bytes(mode);
1927
1928                                 if (cc & cc_callee_clear_stk) {
1929                                         pop_amount += (size + 3U) & ~3U;
1930                                 }
1931
1932                                 if (size < 4) load_mode = mode_Iu;
1933                         }
1934
1935                         be_abi_call_param_stack(abi, i, load_mode, 4, 0, 0);
1936                 }
1937         }
1938
1939         be_abi_call_set_pop(abi, pop_amount);
1940
1941         /* set return registers */
1942         n = get_method_n_ress(method_type);
1943
1944         assert(n <= 2 && "more than two results not supported");
1945
1946         /* In case of 64bit returns, we will have two 32bit values */
1947         if (n == 2) {
1948                 tp   = get_method_res_type(method_type, 0);
1949                 mode = get_type_mode(tp);
1950
1951                 assert(!mode_is_float(mode) && "two FP results not supported");
1952
1953                 tp   = get_method_res_type(method_type, 1);
1954                 mode = get_type_mode(tp);
1955
1956                 assert(!mode_is_float(mode) && "mixed INT, FP results not supported");
1957
1958                 be_abi_call_res_reg(abi, 0, &ia32_gp_regs[REG_EAX]);
1959                 be_abi_call_res_reg(abi, 1, &ia32_gp_regs[REG_EDX]);
1960         }
1961         else if (n == 1) {
1962                 const arch_register_t *reg;
1963
1964                 tp   = get_method_res_type(method_type, 0);
1965                 assert(is_atomic_type(tp));
1966                 mode = get_type_mode(tp);
1967
1968                 reg = mode_is_float(mode) ? &ia32_vfp_regs[REG_VF0] : &ia32_gp_regs[REG_EAX];
1969
1970                 be_abi_call_res_reg(abi, 0, reg);
1971         }
1972 }
1973
1974 int ia32_to_appear_in_schedule(void *block_env, const ir_node *irn)
1975 {
1976         (void) block_env;
1977
1978         if(!is_ia32_irn(irn)) {
1979                 return -1;
1980         }
1981
1982         if(is_ia32_NoReg_GP(irn) || is_ia32_NoReg_VFP(irn) || is_ia32_NoReg_XMM(irn)
1983                 || is_ia32_Unknown_GP(irn) || is_ia32_Unknown_XMM(irn)
1984                 || is_ia32_Unknown_VFP(irn) || is_ia32_ChangeCW(irn)
1985                 || is_ia32_Immediate(irn))
1986                 return 0;
1987
1988         return 1;
1989 }
1990
1991 /**
1992  * Initializes the code generator interface.
1993  */
1994 static const arch_code_generator_if_t *ia32_get_code_generator_if(void *self)
1995 {
1996         (void) self;
1997         return &ia32_code_gen_if;
1998 }
1999
2000 /**
2001  * Returns the estimated execution time of an ia32 irn.
2002  */
2003 static sched_timestep_t ia32_sched_exectime(void *env, const ir_node *irn) {
2004         (void) env;
2005         return is_ia32_irn(irn) ? ia32_get_op_estimated_cost(irn) : 1;
2006 }
2007
2008 list_sched_selector_t ia32_sched_selector;
2009
2010 /**
2011  * Returns the reg_pressure scheduler with to_appear_in_schedule() overloaded
2012  */
2013 static const list_sched_selector_t *ia32_get_list_sched_selector(
2014                 const void *self, list_sched_selector_t *selector)
2015 {
2016         (void) self;
2017         memcpy(&ia32_sched_selector, selector, sizeof(ia32_sched_selector));
2018         ia32_sched_selector.exectime              = ia32_sched_exectime;
2019         ia32_sched_selector.to_appear_in_schedule = ia32_to_appear_in_schedule;
2020         return &ia32_sched_selector;
2021 }
2022
2023 static const ilp_sched_selector_t *ia32_get_ilp_sched_selector(const void *self)
2024 {
2025         (void) self;
2026         return NULL;
2027 }
2028
2029 /**
2030  * Returns the necessary byte alignment for storing a register of given class.
2031  */
2032 static int ia32_get_reg_class_alignment(const void *self,
2033                                         const arch_register_class_t *cls)
2034 {
2035         ir_mode *mode = arch_register_class_mode(cls);
2036         int bytes     = get_mode_size_bytes(mode);
2037         (void) self;
2038
2039         if (mode_is_float(mode) && bytes > 8)
2040                 return 16;
2041         return bytes;
2042 }
2043
2044 static const be_execution_unit_t ***ia32_get_allowed_execution_units(
2045                 const void *self, const ir_node *irn)
2046 {
2047         static const be_execution_unit_t *_allowed_units_BRANCH[] = {
2048                 &ia32_execution_units_BRANCH[IA32_EXECUNIT_TP_BRANCH_BRANCH1],
2049                 &ia32_execution_units_BRANCH[IA32_EXECUNIT_TP_BRANCH_BRANCH2],
2050                 NULL,
2051         };
2052         static const be_execution_unit_t *_allowed_units_GP[] = {
2053                 &ia32_execution_units_GP[IA32_EXECUNIT_TP_GP_GP_EAX],
2054                 &ia32_execution_units_GP[IA32_EXECUNIT_TP_GP_GP_EBX],
2055                 &ia32_execution_units_GP[IA32_EXECUNIT_TP_GP_GP_ECX],
2056                 &ia32_execution_units_GP[IA32_EXECUNIT_TP_GP_GP_EDX],
2057                 &ia32_execution_units_GP[IA32_EXECUNIT_TP_GP_GP_ESI],
2058                 &ia32_execution_units_GP[IA32_EXECUNIT_TP_GP_GP_EDI],
2059                 &ia32_execution_units_GP[IA32_EXECUNIT_TP_GP_GP_EBP],
2060                 NULL,
2061         };
2062         static const be_execution_unit_t *_allowed_units_DUMMY[] = {
2063                 &be_machine_execution_units_DUMMY[0],
2064                 NULL,
2065         };
2066         static const be_execution_unit_t **_units_callret[] = {
2067                 _allowed_units_BRANCH,
2068                 NULL
2069         };
2070         static const be_execution_unit_t **_units_other[] = {
2071                 _allowed_units_GP,
2072                 NULL
2073         };
2074         static const be_execution_unit_t **_units_dummy[] = {
2075                 _allowed_units_DUMMY,
2076                 NULL
2077         };
2078         const be_execution_unit_t ***ret;
2079         (void) self;
2080
2081         if (is_ia32_irn(irn)) {
2082                 ret = get_ia32_exec_units(irn);
2083         }
2084         else if (is_be_node(irn)) {
2085                 if (be_is_Call(irn) || be_is_Return(irn)) {
2086                         ret = _units_callret;
2087                 }
2088                 else if (be_is_Barrier(irn)) {
2089                         ret = _units_dummy;
2090                 }
2091                 else {
2092                          ret = _units_other;
2093                 }
2094         }
2095         else {
2096                 ret = _units_dummy;
2097         }
2098
2099         return ret;
2100 }
2101
2102 /**
2103  * Return the abstract ia32 machine.
2104  */
2105 static const be_machine_t *ia32_get_machine(const void *self) {
2106         const ia32_isa_t *isa = self;
2107         return isa->cpu;
2108 }
2109
2110 /**
2111  * Return irp irgs in the desired order.
2112  */
2113 static ir_graph **ia32_get_irg_list(const void *self, ir_graph ***irg_list)
2114 {
2115         (void) self;
2116         (void) irg_list;
2117         return NULL;
2118 }
2119
2120 static void ia32_mark_remat(const void *self, ir_node *node) {
2121         (void) self;
2122         if (is_ia32_irn(node)) {
2123                 set_ia32_is_remat(node);
2124         }
2125 }
2126
2127 /**
2128  * Allows or disallows the creation of Psi nodes for the given Phi nodes.
2129  * @return 1 if allowed, 0 otherwise
2130  */
2131 static int ia32_is_psi_allowed(ir_node *sel, ir_node *phi_list, int i, int j)
2132 {
2133         ir_node *phi;
2134         ir_node *cmp = NULL;
2135
2136         /* we can't handle psis with 64bit compares yet */
2137         if (is_Proj(sel)) {
2138                 cmp = get_Proj_pred(sel);
2139                 if (is_Cmp(cmp)) {
2140                         ir_node *left     = get_Cmp_left(cmp);
2141                         ir_mode *cmp_mode = get_irn_mode(left);
2142                         if (!mode_is_float(cmp_mode) && get_mode_size_bits(cmp_mode) > 32)
2143                                 return 0;
2144                 } else {
2145                         cmp = NULL;
2146                 }
2147         }
2148
2149         if (ia32_cg_config.use_cmov) {
2150                 if (ia32_cg_config.use_sse2 && cmp != NULL) {
2151                         pn_Cmp pn   = get_Proj_proj(sel);
2152                         ir_node *cl = get_Cmp_left(cmp);
2153                         ir_node *cr = get_Cmp_right(cmp);
2154
2155                         /* check the Phi nodes: no 64bit and no floating point cmov */
2156                         for (phi = phi_list; phi; phi = get_Phi_next(phi)) {
2157                                 ir_mode *mode = get_irn_mode(phi);
2158
2159                                 if (mode_is_float(mode)) {
2160                                         /* check for Min, Max */
2161                                         ir_node *t = get_Phi_pred(phi, i);
2162                                         ir_node *f = get_Phi_pred(phi, j);
2163                                         int res    = 0;
2164
2165                                         /* SSE2 supports Min & Max */
2166                                         if (pn == pn_Cmp_Lt || pn == pn_Cmp_Le || pn == pn_Cmp_Ge || pn == pn_Cmp_Gt) {
2167                                                 if (cl == t && cr == f) {
2168                                                         /* Psi(a <=/>= b, a, b) => MIN, MAX */
2169                                                         res = 1;
2170                                                 } else if (cl == f && cr == t) {
2171                                                         /* Psi(a <=/>= b, b, a) => MAX, MIN */
2172                                                         res = 1;
2173                                                 }
2174                                         }
2175                                         if (! res)
2176                                                 return 0;
2177
2178                                 } else if (get_mode_size_bits(mode) > 32)
2179                                         return 0;
2180                         }
2181                 } else {
2182                         /* check the Phi nodes: no 64bit and no floating point cmov */
2183                         for (phi = phi_list; phi; phi = get_Phi_next(phi)) {
2184                                 ir_mode *mode = get_irn_mode(phi);
2185
2186                                 if (mode_is_float(mode) || get_mode_size_bits(mode) > 32)
2187                                         return 0;
2188                         }
2189                 }
2190
2191                 return 1;
2192         } else {
2193                 ir_node *cl, *cr;
2194                 pn_Cmp  pn;
2195
2196                 /* No cmov, only some special cases */
2197                 if (cmp == NULL)
2198                         return 0;
2199
2200                 /* Now some supported cases here */
2201                 pn = get_Proj_proj(sel);
2202                 cl = get_Cmp_left(cmp);
2203                 cr = get_Cmp_right(cmp);
2204
2205                 for (phi = phi_list; phi; phi = get_Phi_next(phi)) {
2206                         ir_mode *mode = get_irn_mode(phi);
2207                         int res = 0;
2208                         ir_node *t, *f;
2209
2210                         t = get_Phi_pred(phi, i);
2211                         f = get_Phi_pred(phi, j);
2212
2213                         /* no floating point and no 64bit yet */
2214                         if (mode_is_float(mode) || get_mode_size_bits(mode) > 32)
2215                                 return 0;
2216
2217                         if (is_Const(t) && is_Const(f)) {
2218                                 if ((is_Const_null(t) && is_Const_one(f)) || (is_Const_one(t) && is_Const_null(f))) {
2219                                         /* always support Psi(x, C1, C2) */
2220                                         res = 1;
2221                                 }
2222                         } else if (pn == pn_Cmp_Lt || pn == pn_Cmp_Le || pn == pn_Cmp_Ge || pn == pn_Cmp_Gt) {
2223                                 if (0) {
2224 #if 0
2225                                 } else if (cl == t && cr == f) {
2226                                         /* Psi(a <=/>= b, a, b) => Min, Max */
2227                                         res = 1;
2228                                 } else if (cl == f && cr == t) {
2229                                         /* Psi(a <=/>= b, b, a) => Max, Min */
2230                                         res = 1;
2231 #endif
2232                                 } else if ((pn & pn_Cmp_Gt) && !mode_is_signed(mode) &&
2233                                            is_Const(f) && is_Const_null(f) && is_Sub(t) &&
2234                                            get_Sub_left(t) == cl && get_Sub_right(t) == cr) {
2235                                         /* Psi(a >=u b, a - b, 0) unsigned Doz */
2236                                         res = 1;
2237                                 } else if ((pn & pn_Cmp_Lt) && !mode_is_signed(mode) &&
2238                                            is_Const(t) && is_Const_null(t) && is_Sub(f) &&
2239                                            get_Sub_left(f) == cl && get_Sub_right(f) == cr) {
2240                                         /* Psi(a <=u b, 0, a - b) unsigned Doz */
2241                                         res = 1;
2242                                 } else if (is_Const(cr) && is_Const_null(cr)) {
2243                                         if (cl == t && is_Minus(f) && get_Minus_op(f) == cl) {
2244                                                 /* Psi(a <=/>= 0 ? a : -a) Nabs/Abs */
2245                                                 res = 1;
2246                                         } else if (cl == f && is_Minus(t) && get_Minus_op(t) == cl) {
2247                                                 /* Psi(a <=/>= 0 ? -a : a) Abs/Nabs */
2248                                                 res = 1;
2249                                         }
2250                                 }
2251                         }
2252                         if (! res)
2253                                 return 0;
2254                 }
2255                 /* all checks passed */
2256                 return 1;
2257         }
2258         return 0;
2259 }
2260
2261 static asm_constraint_flags_t ia32_parse_asm_constraint(const void *self, const char **c)
2262 {
2263         (void) self;
2264         (void) c;
2265
2266         /* we already added all our simple flags to the flags modifier list in
2267          * init, so this flag we don't know. */
2268         return ASM_CONSTRAINT_FLAG_INVALID;
2269 }
2270
2271 static int ia32_is_valid_clobber(const void *self, const char *clobber)
2272 {
2273         (void) self;
2274
2275         return ia32_get_clobber_register(clobber) != NULL;
2276 }
2277
2278 /**
2279  * Returns the libFirm configuration parameter for this backend.
2280  */
2281 static const backend_params *ia32_get_libfirm_params(void) {
2282         static const ir_settings_if_conv_t ifconv = {
2283                 4,                    /* maxdepth, doesn't matter for Psi-conversion */
2284                 ia32_is_psi_allowed   /* allows or disallows Psi creation for given selector */
2285         };
2286         static const ir_settings_arch_dep_t ad = {
2287                 1,                   /* also use subs */
2288                 4,                   /* maximum shifts */
2289                 31,                  /* maximum shift amount */
2290                 ia32_evaluate_insn,  /* evaluate the instruction sequence */
2291
2292                 1,  /* allow Mulhs */
2293                 1,  /* allow Mulus */
2294                 32  /* Mulh allowed up to 32 bit */
2295         };
2296         static backend_params p = {
2297                 1,     /* need dword lowering */
2298                 1,     /* support inline assembly */
2299                 0,     /* no immediate floating point mode. */
2300                 NULL,  /* no additional opcodes */
2301                 NULL,  /* will be set later */
2302                 ia32_create_intrinsic_fkt,
2303                 &intrinsic_env,  /* context for ia32_create_intrinsic_fkt */
2304                 NULL,  /* will be set below */
2305                 NULL   /* will be set below */
2306         };
2307
2308         ia32_setup_cg_config();
2309
2310         /* doesn't really belong here, but this is the earliest place the backend
2311          * is called... */
2312         init_asm_constraints();
2313
2314         p.dep_param    = &ad;
2315         p.if_conv_info = &ifconv;
2316         return &p;
2317 }
2318
2319 static const lc_opt_enum_int_items_t gas_items[] = {
2320         { "elf",     GAS_FLAVOUR_ELF },
2321         { "mingw",   GAS_FLAVOUR_MINGW  },
2322         { "yasm",    GAS_FLAVOUR_YASM   },
2323         { "macho",   GAS_FLAVOUR_MACH_O },
2324         { NULL,      0 }
2325 };
2326
2327 static lc_opt_enum_int_var_t gas_var = {
2328         (int*) &be_gas_flavour, gas_items
2329 };
2330
2331 static const lc_opt_enum_int_items_t transformer_items[] = {
2332         { "default", TRANSFORMER_DEFAULT },
2333 #ifdef FIRM_GRGEN_BE
2334         { "pbqp",    TRANSFORMER_PBQP    },
2335         { "random",  TRANSFORMER_RAND    },
2336 #endif
2337         { NULL,      0                   }
2338 };
2339
2340 static lc_opt_enum_int_var_t transformer_var = {
2341         (int*)&be_transformer, transformer_items
2342 };
2343
2344 static const lc_opt_table_entry_t ia32_options[] = {
2345         LC_OPT_ENT_ENUM_INT("gasmode", "set the GAS compatibility mode", &gas_var),
2346         LC_OPT_ENT_ENUM_INT("transformer", "the transformer used for code selection", &transformer_var),
2347         LC_OPT_ENT_INT("stackalign", "set power of two stack alignment for calls",
2348                        &ia32_isa_template.arch_env.stack_alignment),
2349         LC_OPT_LAST
2350 };
2351
2352 const arch_isa_if_t ia32_isa_if = {
2353         ia32_init,
2354         ia32_done,
2355         ia32_get_n_reg_class,
2356         ia32_get_reg_class,
2357         ia32_get_reg_class_for_mode,
2358         ia32_get_call_abi,
2359         ia32_get_code_generator_if,
2360         ia32_get_list_sched_selector,
2361         ia32_get_ilp_sched_selector,
2362         ia32_get_reg_class_alignment,
2363         ia32_get_libfirm_params,
2364         ia32_get_allowed_execution_units,
2365         ia32_get_machine,
2366         ia32_get_irg_list,
2367         ia32_mark_remat,
2368         ia32_parse_asm_constraint,
2369         ia32_is_valid_clobber
2370 };
2371
2372 void ia32_init_emitter(void);
2373 void ia32_init_finish(void);
2374 void ia32_init_optimize(void);
2375 void ia32_init_transform(void);
2376 void ia32_init_x87(void);
2377
2378 void be_init_arch_ia32(void)
2379 {
2380         lc_opt_entry_t *be_grp   = lc_opt_get_grp(firm_opt_get_root(), "be");
2381         lc_opt_entry_t *ia32_grp = lc_opt_get_grp(be_grp, "ia32");
2382
2383         lc_opt_add_table(ia32_grp, ia32_options);
2384         be_register_isa_if("ia32", &ia32_isa_if);
2385
2386         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.be.ia32.cg");
2387
2388         ia32_init_emitter();
2389         ia32_init_finish();
2390         ia32_init_optimize();
2391         ia32_init_transform();
2392         ia32_init_x87();
2393         ia32_init_architecture();
2394 }
2395
2396 BE_REGISTER_MODULE_CONSTRUCTOR(be_init_arch_ia32);