Complement r22830.
[libfirm] / ir / be / ia32 / bearch_ia32.c
1 /*
2  * Copyright (C) 1995-2008 University of Karlsruhe.  All right reserved.
3  *
4  * This file is part of libFirm.
5  *
6  * This file may be distributed and/or modified under the terms of the
7  * GNU General Public License version 2 as published by the Free Software
8  * Foundation and appearing in the file LICENSE.GPL included in the
9  * packaging of this file.
10  *
11  * Licensees holding valid libFirm Professional Edition licenses may use
12  * this file in accordance with the libFirm Commercial License.
13  * Agreement provided with the Software.
14  *
15  * This file is provided AS IS with NO WARRANTY OF ANY KIND, INCLUDING THE
16  * WARRANTY OF DESIGN, MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
17  * PURPOSE.
18  */
19
20 /**
21  * @file
22  * @brief       This is the main ia32 firm backend driver.
23  * @author      Christian Wuerdig
24  * @version     $Id$
25  */
26 #include "config.h"
27
28 #include "lc_opts.h"
29 #include "lc_opts_enum.h"
30
31 #include <math.h>
32
33 #include "pseudo_irg.h"
34 #include "irarch.h"
35 #include "irgwalk.h"
36 #include "irprog.h"
37 #include "irprintf.h"
38 #include "iredges_t.h"
39 #include "ircons.h"
40 #include "irflag.h"
41 #include "irgmod.h"
42 #include "irgopt.h"
43 #include "irbitset.h"
44 #include "irgopt.h"
45 #include "pdeq.h"
46 #include "pset.h"
47 #include "debug.h"
48 #include "error.h"
49 #include "xmalloc.h"
50 #include "irtools.h"
51 #include "iroptimize.h"
52 #include "instrument.h"
53
54 #include "../beabi.h"
55 #include "../beirg_t.h"
56 #include "../benode_t.h"
57 #include "../belower.h"
58 #include "../besched_t.h"
59 #include "be.h"
60 #include "../be_t.h"
61 #include "../beirgmod.h"
62 #include "../be_dbgout.h"
63 #include "../beblocksched.h"
64 #include "../bemachine.h"
65 #include "../beilpsched.h"
66 #include "../bespillslots.h"
67 #include "../bemodule.h"
68 #include "../begnuas.h"
69 #include "../bestate.h"
70 #include "../beflags.h"
71 #include "../betranshlp.h"
72
73 #include "bearch_ia32_t.h"
74
75 #include "ia32_new_nodes.h"
76 #include "gen_ia32_regalloc_if.h"
77 #include "gen_ia32_machine.h"
78 #include "ia32_common_transform.h"
79 #include "ia32_transform.h"
80 #include "ia32_emitter.h"
81 #include "ia32_map_regs.h"
82 #include "ia32_optimize.h"
83 #include "ia32_x87.h"
84 #include "ia32_dbg_stat.h"
85 #include "ia32_finish.h"
86 #include "ia32_util.h"
87 #include "ia32_fpu.h"
88 #include "ia32_architecture.h"
89
90 #ifdef FIRM_GRGEN_BE
91 #include "ia32_pbqp_transform.h"
92 #endif
93
94 DEBUG_ONLY(static firm_dbg_module_t *dbg = NULL;)
95
96 /* TODO: ugly */
97 static set *cur_reg_set = NULL;
98
99 ir_mode         *mode_fpcw       = NULL;
100 ia32_code_gen_t *ia32_current_cg = NULL;
101
102 /**
103  * The environment for the intrinsic mapping.
104  */
105 static ia32_intrinsic_env_t intrinsic_env = {
106         NULL,    /* the isa */
107         NULL,    /* the irg, these entities belong to */
108         NULL,    /* entity for first div operand (move into FPU) */
109         NULL,    /* entity for second div operand (move into FPU) */
110         NULL,    /* entity for converts ll -> d */
111         NULL,    /* entity for converts d -> ll */
112         NULL,    /* entity for __divdi3 library call */
113         NULL,    /* entity for __moddi3 library call */
114         NULL,    /* entity for __udivdi3 library call */
115         NULL,    /* entity for __umoddi3 library call */
116         NULL,    /* bias value for conversion from float to unsigned 64 */
117 };
118
119
120 typedef ir_node *(*create_const_node_func) (dbg_info *dbg, ir_graph *irg, ir_node *block);
121
122 static INLINE ir_node *create_const(ia32_code_gen_t *cg, ir_node **place,
123                                     create_const_node_func func,
124                                     const arch_register_t* reg)
125 {
126         ir_node *block, *res;
127
128         if(*place != NULL)
129                 return *place;
130
131         block = get_irg_start_block(cg->irg);
132         res = func(NULL, cg->irg, block);
133         arch_set_irn_register(res, reg);
134         *place = res;
135
136         add_irn_dep(get_irg_end(cg->irg), res);
137         /* add_irn_dep(get_irg_start(cg->irg), res); */
138
139         return res;
140 }
141
142 /* Creates the unique per irg GP NoReg node. */
143 ir_node *ia32_new_NoReg_gp(ia32_code_gen_t *cg) {
144         return create_const(cg, &cg->noreg_gp, new_rd_ia32_NoReg_GP,
145                             &ia32_gp_regs[REG_GP_NOREG]);
146 }
147
148 ir_node *ia32_new_NoReg_vfp(ia32_code_gen_t *cg) {
149         return create_const(cg, &cg->noreg_vfp, new_rd_ia32_NoReg_VFP,
150                             &ia32_vfp_regs[REG_VFP_NOREG]);
151 }
152
153 ir_node *ia32_new_NoReg_xmm(ia32_code_gen_t *cg) {
154         return create_const(cg, &cg->noreg_xmm, new_rd_ia32_NoReg_XMM,
155                             &ia32_xmm_regs[REG_XMM_NOREG]);
156 }
157
158 ir_node *ia32_new_Unknown_gp(ia32_code_gen_t *cg) {
159         return create_const(cg, &cg->unknown_gp, new_rd_ia32_Unknown_GP,
160                             &ia32_gp_regs[REG_GP_UKNWN]);
161 }
162
163 ir_node *ia32_new_Unknown_vfp(ia32_code_gen_t *cg) {
164         return create_const(cg, &cg->unknown_vfp, new_rd_ia32_Unknown_VFP,
165                             &ia32_vfp_regs[REG_VFP_UKNWN]);
166 }
167
168 ir_node *ia32_new_Unknown_xmm(ia32_code_gen_t *cg) {
169         return create_const(cg, &cg->unknown_xmm, new_rd_ia32_Unknown_XMM,
170                             &ia32_xmm_regs[REG_XMM_UKNWN]);
171 }
172
173 ir_node *ia32_new_Fpu_truncate(ia32_code_gen_t *cg) {
174         return create_const(cg, &cg->fpu_trunc_mode, new_rd_ia32_ChangeCW,
175                         &ia32_fp_cw_regs[REG_FPCW]);
176 }
177
178
179 /**
180  * Returns the admissible noreg register node for input register pos of node irn.
181  */
182 static ir_node *ia32_get_admissible_noreg(ia32_code_gen_t *cg, ir_node *irn, int pos)
183 {
184         const arch_register_req_t *req = arch_get_register_req(irn, pos);
185
186         assert(req != NULL && "Missing register requirements");
187         if (req->cls == &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_gp])
188                 return ia32_new_NoReg_gp(cg);
189
190         if (ia32_cg_config.use_sse2) {
191                 return ia32_new_NoReg_xmm(cg);
192         } else {
193                 return ia32_new_NoReg_vfp(cg);
194         }
195 }
196
197 /**************************************************
198  *                         _ _              _  __
199  *                        | | |            (_)/ _|
200  *  _ __ ___  __ _    __ _| | | ___   ___   _| |_
201  * | '__/ _ \/ _` |  / _` | | |/ _ \ / __| | |  _|
202  * | | |  __/ (_| | | (_| | | | (_) | (__  | | |
203  * |_|  \___|\__, |  \__,_|_|_|\___/ \___| |_|_|
204  *            __/ |
205  *           |___/
206  **************************************************/
207
208 /**
209  * Return register requirements for an ia32 node.
210  * If the node returns a tuple (mode_T) then the proj's
211  * will be asked for this information.
212  */
213 static const arch_register_req_t *ia32_get_irn_reg_req(const ir_node *node,
214                                                                                                            int pos)
215 {
216         ir_mode *mode = get_irn_mode(node);
217         long    node_pos;
218
219         if (mode == mode_X || is_Block(node)) {
220                 return arch_no_register_req;
221         }
222
223         if (mode == mode_T && pos < 0) {
224                 return arch_no_register_req;
225         }
226
227         node_pos = pos == -1 ? 0 : pos;
228         if (is_Proj(node)) {
229                 if (mode == mode_M || pos >= 0) {
230                         return arch_no_register_req;
231                 }
232
233                 node_pos = (pos == -1) ? get_Proj_proj(node) : pos;
234                 node     = skip_Proj_const(node);
235         }
236
237         if (is_ia32_irn(node)) {
238                 const arch_register_req_t *req;
239                 if (pos >= 0)
240                         req = get_ia32_in_req(node, pos);
241                 else
242                         req = get_ia32_out_req(node, node_pos);
243
244                 assert(req != NULL);
245
246                 return req;
247         }
248
249         /* unknowns should be transformed already */
250         assert(!is_Unknown(node));
251         return arch_no_register_req;
252 }
253
254 static void ia32_set_irn_reg(ir_node *irn, const arch_register_t *reg)
255 {
256         int    pos = 0;
257
258         if (get_irn_mode(irn) == mode_X) {
259                 return;
260         }
261
262         if (is_Proj(irn)) {
263                 pos = get_Proj_proj(irn);
264                 irn = skip_Proj(irn);
265         }
266
267         if (is_ia32_irn(irn)) {
268                 const arch_register_t **slots;
269
270                 slots      = get_ia32_slots(irn);
271                 slots[pos] = reg;
272         } else {
273                 ia32_set_firm_reg(irn, reg, cur_reg_set);
274         }
275 }
276
277 static const arch_register_t *ia32_get_irn_reg(const ir_node *irn)
278 {
279         int pos = 0;
280
281         if (is_Proj(irn)) {
282                 if (get_irn_mode(irn) == mode_X) {
283                         return NULL;
284                 }
285
286                 pos = get_Proj_proj(irn);
287                 irn = skip_Proj_const(irn);
288         }
289
290         if (is_ia32_irn(irn)) {
291                 const arch_register_t **slots = get_ia32_slots(irn);
292                 assert(pos < get_ia32_n_res(irn));
293                 return slots[pos];
294         } else {
295                 return ia32_get_firm_reg(irn, cur_reg_set);
296         }
297 }
298
299 static arch_irn_class_t ia32_classify(const ir_node *irn) {
300         arch_irn_class_t classification = 0;
301
302         irn = skip_Proj_const(irn);
303
304         if (is_cfop(irn))
305                 classification |= arch_irn_class_branch;
306
307         if (! is_ia32_irn(irn))
308                 return classification;
309
310         if (is_ia32_is_reload(irn))
311                 classification |= arch_irn_class_reload;
312
313         if (is_ia32_is_spill(irn))
314                 classification |= arch_irn_class_spill;
315
316         if (is_ia32_is_remat(irn))
317                 classification |= arch_irn_class_remat;
318
319         return classification;
320 }
321
322 static arch_irn_flags_t ia32_get_flags(const ir_node *irn) {
323         arch_irn_flags_t flags = arch_irn_flags_none;
324
325         if (is_Unknown(irn))
326                 return arch_irn_flags_ignore;
327
328         if(is_Proj(irn) && mode_is_datab(get_irn_mode(irn))) {
329                 ir_node *pred = get_Proj_pred(irn);
330
331                 if(is_ia32_irn(pred)) {
332                         flags = get_ia32_out_flags(pred, get_Proj_proj(irn));
333                 }
334
335                 irn = pred;
336         }
337
338         if (is_ia32_irn(irn)) {
339                 flags |= get_ia32_flags(irn);
340         }
341
342         return flags;
343 }
344
345 /**
346  * The IA32 ABI callback object.
347  */
348 typedef struct {
349         be_abi_call_flags_bits_t flags;  /**< The call flags. */
350         const arch_env_t *aenv;          /**< The architecture environment. */
351         ir_graph *irg;                   /**< The associated graph. */
352 } ia32_abi_env_t;
353
354 static ir_entity *ia32_get_frame_entity(const ir_node *irn) {
355         return is_ia32_irn(irn) ? get_ia32_frame_ent(irn) : NULL;
356 }
357
358 static void ia32_set_frame_entity(ir_node *irn, ir_entity *ent) {
359         set_ia32_frame_ent(irn, ent);
360 }
361
362 static void ia32_set_frame_offset(ir_node *irn, int bias)
363 {
364         if (get_ia32_frame_ent(irn) == NULL)
365                 return;
366
367         if (is_ia32_Pop(irn) || is_ia32_PopMem(irn)) {
368                 ia32_code_gen_t *cg = ia32_current_cg;
369                 int omit_fp = be_abi_omit_fp(cg->birg->abi);
370                 if (omit_fp) {
371                         /* Pop nodes modify the stack pointer before calculating the
372                          * destination address, so fix this here
373                          */
374                         bias -= 4;
375                 }
376         }
377         add_ia32_am_offs_int(irn, bias);
378 }
379
380 static int ia32_get_sp_bias(const ir_node *node)
381 {
382         if (is_ia32_Call(node))
383                 return -(int)get_ia32_call_attr_const(node)->pop;
384
385         if (is_ia32_Push(node))
386                 return 4;
387
388         if (is_ia32_Pop(node) || is_ia32_PopMem(node))
389                 return -4;
390
391         return 0;
392 }
393
394 /**
395  * Put all registers which are saved by the prologue/epilogue in a set.
396  *
397  * @param self  The callback object.
398  * @param s     The result set.
399  */
400 static void ia32_abi_dont_save_regs(void *self, pset *s)
401 {
402         ia32_abi_env_t *env = self;
403         if(env->flags.try_omit_fp)
404                 pset_insert_ptr(s, env->aenv->bp);
405 }
406
407 /**
408  * Generate the routine prologue.
409  *
410  * @param self       The callback object.
411  * @param mem        A pointer to the mem node. Update this if you define new memory.
412  * @param reg_map    A map mapping all callee_save/ignore/parameter registers to their defining nodes.
413  * @param stack_bias Points to the current stack bias, can be modified if needed.
414  *
415  * @return           The register which shall be used as a stack frame base.
416  *
417  * All nodes which define registers in @p reg_map must keep @p reg_map current.
418  */
419 static const arch_register_t *ia32_abi_prologue(void *self, ir_node **mem, pmap *reg_map, int *stack_bias)
420 {
421         ia32_abi_env_t   *env      = self;
422         ia32_code_gen_t  *cg       = ia32_current_cg;
423         const arch_env_t *arch_env = env->aenv;
424
425         if (! env->flags.try_omit_fp) {
426                 ir_graph *irg     =env->irg;
427                 ir_node  *bl      = get_irg_start_block(irg);
428                 ir_node  *curr_sp = be_abi_reg_map_get(reg_map, arch_env->sp);
429                 ir_node  *curr_bp = be_abi_reg_map_get(reg_map, arch_env->bp);
430                 ir_node  *noreg = ia32_new_NoReg_gp(cg);
431                 ir_node  *push;
432
433                 /* ALL nodes representing bp must be set to ignore. */
434                 be_node_set_flags(get_Proj_pred(curr_bp), BE_OUT_POS(get_Proj_proj(curr_bp)), arch_irn_flags_ignore);
435
436                 /* push ebp */
437                 push    = new_rd_ia32_Push(NULL, irg, bl, noreg, noreg, *mem, curr_bp, curr_sp);
438                 curr_sp = new_r_Proj(irg, bl, push, get_irn_mode(curr_sp), pn_ia32_Push_stack);
439                 *mem    = new_r_Proj(irg, bl, push, mode_M, pn_ia32_Push_M);
440
441                 /* the push must have SP out register */
442                 arch_set_irn_register(curr_sp, arch_env->sp);
443                 set_ia32_flags(push, arch_irn_flags_ignore);
444
445                 /* this modifies the stack bias, because we pushed 32bit */
446                 *stack_bias -= 4;
447
448                 /* move esp to ebp */
449                 curr_bp  = be_new_Copy(arch_env->bp->reg_class, irg, bl, curr_sp);
450                 be_set_constr_single_reg(curr_bp, BE_OUT_POS(0), arch_env->bp);
451                 arch_set_irn_register(curr_bp, arch_env->bp);
452                 be_node_set_flags(curr_bp, BE_OUT_POS(0), arch_irn_flags_ignore);
453
454                 /* beware: the copy must be done before any other sp use */
455                 curr_sp = be_new_CopyKeep_single(arch_env->sp->reg_class, irg, bl, curr_sp, curr_bp, get_irn_mode(curr_sp));
456                 be_set_constr_single_reg(curr_sp, BE_OUT_POS(0), arch_env->sp);
457                 arch_set_irn_register(curr_sp, arch_env->sp);
458                 be_node_set_flags(curr_sp, BE_OUT_POS(0), arch_irn_flags_ignore);
459
460                 be_abi_reg_map_set(reg_map, arch_env->sp, curr_sp);
461                 be_abi_reg_map_set(reg_map, arch_env->bp, curr_bp);
462
463                 return arch_env->bp;
464         }
465
466         return arch_env->sp;
467 }
468
469 /**
470  * Generate the routine epilogue.
471  * @param self    The callback object.
472  * @param bl      The block for the epilog
473  * @param mem     A pointer to the mem node. Update this if you define new memory.
474  * @param reg_map A map mapping all callee_save/ignore/parameter registers to their defining nodes.
475  * @return        The register which shall be used as a stack frame base.
476  *
477  * All nodes which define registers in @p reg_map must keep @p reg_map current.
478  */
479 static void ia32_abi_epilogue(void *self, ir_node *bl, ir_node **mem, pmap *reg_map)
480 {
481         ia32_abi_env_t   *env      = self;
482         const arch_env_t *arch_env = env->aenv;
483         ir_node          *curr_sp  = be_abi_reg_map_get(reg_map, arch_env->sp);
484         ir_node          *curr_bp  = be_abi_reg_map_get(reg_map, arch_env->bp);
485         ir_graph         *irg      = env->irg;
486
487         if (env->flags.try_omit_fp) {
488                 /* simply remove the stack frame here */
489                 curr_sp = be_new_IncSP(arch_env->sp, irg, bl, curr_sp, BE_STACK_FRAME_SIZE_SHRINK, 0);
490         } else {
491                 ir_mode *mode_bp = arch_env->bp->reg_class->mode;
492
493                 if (ia32_cg_config.use_leave) {
494                         ir_node *leave;
495
496                         /* leave */
497                         leave   = new_rd_ia32_Leave(NULL, irg, bl, curr_bp);
498                         set_ia32_flags(leave, arch_irn_flags_ignore);
499                         curr_bp = new_r_Proj(irg, bl, leave, mode_bp, pn_ia32_Leave_frame);
500                         curr_sp = new_r_Proj(irg, bl, leave, get_irn_mode(curr_sp), pn_ia32_Leave_stack);
501                 } else {
502                         ir_node *pop;
503
504                         /* the old SP is not needed anymore (kill the proj) */
505                         assert(is_Proj(curr_sp));
506                         kill_node(curr_sp);
507
508                         /* copy ebp to esp */
509                         curr_sp = be_new_Copy(&ia32_reg_classes[CLASS_ia32_gp], irg, bl, curr_bp);
510                         arch_set_irn_register(curr_sp, arch_env->sp);
511                         be_node_set_flags(curr_sp, BE_OUT_POS(0), arch_irn_flags_ignore);
512
513                         /* pop ebp */
514                         pop     = new_rd_ia32_Pop(NULL, env->irg, bl, *mem, curr_sp);
515                         set_ia32_flags(pop, arch_irn_flags_ignore);
516                         curr_bp = new_r_Proj(irg, bl, pop, mode_bp, pn_ia32_Pop_res);
517                         curr_sp = new_r_Proj(irg, bl, pop, get_irn_mode(curr_sp), pn_ia32_Pop_stack);
518
519                         *mem = new_r_Proj(irg, bl, pop, mode_M, pn_ia32_Pop_M);
520                 }
521                 arch_set_irn_register(curr_sp, arch_env->sp);
522                 arch_set_irn_register(curr_bp, arch_env->bp);
523         }
524
525         be_abi_reg_map_set(reg_map, arch_env->sp, curr_sp);
526         be_abi_reg_map_set(reg_map, arch_env->bp, curr_bp);
527 }
528
529 /**
530  * Initialize the callback object.
531  * @param call The call object.
532  * @param aenv The architecture environment.
533  * @param irg  The graph with the method.
534  * @return     Some pointer. This pointer is passed to all other callback functions as self object.
535  */
536 static void *ia32_abi_init(const be_abi_call_t *call, const arch_env_t *aenv, ir_graph *irg)
537 {
538         ia32_abi_env_t      *env = XMALLOC(ia32_abi_env_t);
539         be_abi_call_flags_t  fl  = be_abi_call_get_flags(call);
540         env->flags = fl.bits;
541         env->irg   = irg;
542         env->aenv  = aenv;
543         return env;
544 }
545
546 /**
547  * Destroy the callback object.
548  * @param self The callback object.
549  */
550 static void ia32_abi_done(void *self) {
551         free(self);
552 }
553
554 /**
555  * Produces the type which sits between the stack args and the locals on the stack.
556  * it will contain the return address and space to store the old base pointer.
557  * @return The Firm type modeling the ABI between type.
558  */
559 static ir_type *ia32_abi_get_between_type(void *self)
560 {
561 #define IDENT(s) new_id_from_chars(s, sizeof(s)-1)
562         static ir_type *omit_fp_between_type = NULL;
563         static ir_type *between_type         = NULL;
564
565         ia32_abi_env_t *env = self;
566
567         if (! between_type) {
568                 ir_entity *old_bp_ent;
569                 ir_entity *ret_addr_ent;
570                 ir_entity *omit_fp_ret_addr_ent;
571
572                 ir_type *old_bp_type   = new_type_primitive(IDENT("bp"), mode_Iu);
573                 ir_type *ret_addr_type = new_type_primitive(IDENT("return_addr"), mode_Iu);
574
575                 between_type           = new_type_struct(IDENT("ia32_between_type"));
576                 old_bp_ent             = new_entity(between_type, IDENT("old_bp"), old_bp_type);
577                 ret_addr_ent           = new_entity(between_type, IDENT("ret_addr"), ret_addr_type);
578
579                 set_entity_offset(old_bp_ent, 0);
580                 set_entity_offset(ret_addr_ent, get_type_size_bytes(old_bp_type));
581                 set_type_size_bytes(between_type, get_type_size_bytes(old_bp_type) + get_type_size_bytes(ret_addr_type));
582                 set_type_state(between_type, layout_fixed);
583
584                 omit_fp_between_type = new_type_struct(IDENT("ia32_between_type_omit_fp"));
585                 omit_fp_ret_addr_ent = new_entity(omit_fp_between_type, IDENT("ret_addr"), ret_addr_type);
586
587                 set_entity_offset(omit_fp_ret_addr_ent, 0);
588                 set_type_size_bytes(omit_fp_between_type, get_type_size_bytes(ret_addr_type));
589                 set_type_state(omit_fp_between_type, layout_fixed);
590         }
591
592         return env->flags.try_omit_fp ? omit_fp_between_type : between_type;
593 #undef IDENT
594 }
595
596 /**
597  * Get the estimated cycle count for @p irn.
598  *
599  * @param self The this pointer.
600  * @param irn  The node.
601  *
602  * @return     The estimated cycle count for this operation
603  */
604 static int ia32_get_op_estimated_cost(const ir_node *irn)
605 {
606         int            cost;
607         ia32_op_type_t op_tp;
608
609         if (is_Proj(irn))
610                 return 0;
611         if (!is_ia32_irn(irn))
612                 return 0;
613
614         assert(is_ia32_irn(irn));
615
616         cost  = get_ia32_latency(irn);
617         op_tp = get_ia32_op_type(irn);
618
619         if (is_ia32_CopyB(irn)) {
620                 cost = 250;
621         }
622         else if (is_ia32_CopyB_i(irn)) {
623                 int size = get_ia32_copyb_size(irn);
624                 cost     = 20 + (int)ceil((4/3) * size);
625         }
626         /* in case of address mode operations add additional cycles */
627         else if (op_tp == ia32_AddrModeD || op_tp == ia32_AddrModeS) {
628                 /*
629                         In case of stack access and access to fixed addresses add 5 cycles
630                         (we assume they are in cache), other memory operations cost 20
631                         cycles.
632                 */
633                 if (is_ia32_use_frame(irn) || (
634                         is_ia32_NoReg_GP(get_irn_n(irn, n_ia32_base)) &&
635                         is_ia32_NoReg_GP(get_irn_n(irn, n_ia32_index))
636                     )) {
637                         cost += 5;
638                 } else {
639                         cost += 20;
640                 }
641         }
642
643         return cost;
644 }
645
646 /**
647  * Returns the inverse operation if @p irn, recalculating the argument at position @p i.
648  *
649  * @param irn       The original operation
650  * @param i         Index of the argument we want the inverse operation to yield
651  * @param inverse   struct to be filled with the resulting inverse op
652  * @param obstack   The obstack to use for allocation of the returned nodes array
653  * @return          The inverse operation or NULL if operation invertible
654  */
655 static arch_inverse_t *ia32_get_inverse(const ir_node *irn, int i, arch_inverse_t *inverse, struct obstack *obst) {
656         ir_graph *irg;
657         ir_mode  *mode;
658         ir_mode  *irn_mode;
659         ir_node  *block, *noreg, *nomem;
660         dbg_info *dbg;
661
662         /* we cannot invert non-ia32 irns */
663         if (! is_ia32_irn(irn))
664                 return NULL;
665
666         /* operand must always be a real operand (not base, index or mem) */
667         if (i != n_ia32_binary_left && i != n_ia32_binary_right)
668                 return NULL;
669
670         /* we don't invert address mode operations */
671         if (get_ia32_op_type(irn) != ia32_Normal)
672                 return NULL;
673
674         /* TODO: adjust for new immediates... */
675         ir_fprintf(stderr, "TODO: fix get_inverse for new immediates (%+F)\n",
676                    irn);
677         return NULL;
678
679         irg      = get_irn_irg(irn);
680         block    = get_nodes_block(irn);
681         mode     = get_irn_mode(irn);
682         irn_mode = get_irn_mode(irn);
683         noreg    = get_irn_n(irn, 0);
684         nomem    = new_r_NoMem(irg);
685         dbg      = get_irn_dbg_info(irn);
686
687         /* initialize structure */
688         inverse->nodes = obstack_alloc(obst, 2 * sizeof(inverse->nodes[0]));
689         inverse->costs = 0;
690         inverse->n     = 1;
691
692         switch (get_ia32_irn_opcode(irn)) {
693                 case iro_ia32_Add:
694 #if 0
695                         if (get_ia32_immop_type(irn) == ia32_ImmConst) {
696                                 /* we have an add with a const here */
697                                 /* invers == add with negated const */
698                                 inverse->nodes[0] = new_rd_ia32_Add(dbg, irg, block, noreg, noreg, nomem, get_irn_n(irn, i), noreg);
699                                 inverse->costs   += 1;
700                                 copy_ia32_Immop_attr(inverse->nodes[0], (ir_node *)irn);
701                                 set_ia32_Immop_tarval(inverse->nodes[0], tarval_neg(get_ia32_Immop_tarval(irn)));
702                                 set_ia32_commutative(inverse->nodes[0]);
703                         }
704                         else if (get_ia32_immop_type(irn) == ia32_ImmSymConst) {
705                                 /* we have an add with a symconst here */
706                                 /* invers == sub with const */
707                                 inverse->nodes[0] = new_rd_ia32_Sub(dbg, irg, block, noreg, noreg, nomem, get_irn_n(irn, i), noreg);
708                                 inverse->costs   += 2;
709                                 copy_ia32_Immop_attr(inverse->nodes[0], (ir_node *)irn);
710                         }
711                         else {
712                                 /* normal add: inverse == sub */
713                                 inverse->nodes[0] = new_rd_ia32_Sub(dbg, irg, block, noreg, noreg, nomem, (ir_node*) irn, get_irn_n(irn, i ^ 1));
714                                 inverse->costs   += 2;
715                         }
716 #endif
717                         break;
718                 case iro_ia32_Sub:
719 #if 0
720                         if (get_ia32_immop_type(irn) != ia32_ImmNone) {
721                                 /* we have a sub with a const/symconst here */
722                                 /* invers == add with this const */
723                                 inverse->nodes[0] = new_rd_ia32_Add(dbg, irg, block, noreg, noreg, nomem, get_irn_n(irn, i), noreg);
724                                 inverse->costs   += (get_ia32_immop_type(irn) == ia32_ImmSymConst) ? 5 : 1;
725                                 copy_ia32_Immop_attr(inverse->nodes[0], (ir_node *)irn);
726                         }
727                         else {
728                                 /* normal sub */
729                                 if (i == n_ia32_binary_left) {
730                                         inverse->nodes[0] = new_rd_ia32_Add(dbg, irg, block, noreg, noreg, nomem, (ir_node*) irn, get_irn_n(irn, 3));
731                                 }
732                                 else {
733                                         inverse->nodes[0] = new_rd_ia32_Sub(dbg, irg, block, noreg, noreg, nomem, get_irn_n(irn, n_ia32_binary_left), (ir_node*) irn);
734                                 }
735                                 inverse->costs += 1;
736                         }
737 #endif
738                         break;
739                 case iro_ia32_Xor:
740 #if 0
741                         if (get_ia32_immop_type(irn) != ia32_ImmNone) {
742                                 /* xor with const: inverse = xor */
743                                 inverse->nodes[0] = new_rd_ia32_Xor(dbg, irg, block, noreg, noreg, nomem, get_irn_n(irn, i), noreg);
744                                 inverse->costs   += (get_ia32_immop_type(irn) == ia32_ImmSymConst) ? 5 : 1;
745                                 copy_ia32_Immop_attr(inverse->nodes[0], (ir_node *)irn);
746                         }
747                         else {
748                                 /* normal xor */
749                                 inverse->nodes[0] = new_rd_ia32_Xor(dbg, irg, block, noreg, noreg, nomem, (ir_node *) irn, get_irn_n(irn, i));
750                                 inverse->costs   += 1;
751                         }
752 #endif
753                         break;
754                 case iro_ia32_Not: {
755                         inverse->nodes[0] = new_rd_ia32_Not(dbg, irg, block, (ir_node*) irn);
756                         inverse->costs   += 1;
757                         break;
758                 }
759                 case iro_ia32_Neg: {
760                         inverse->nodes[0] = new_rd_ia32_Neg(dbg, irg, block, (ir_node*) irn);
761                         inverse->costs   += 1;
762                         break;
763                 }
764                 default:
765                         /* inverse operation not supported */
766                         return NULL;
767         }
768
769         return inverse;
770 }
771
772 static ir_mode *get_spill_mode_mode(const ir_mode *mode)
773 {
774         if(mode_is_float(mode))
775                 return mode_D;
776
777         return mode_Iu;
778 }
779
780 /**
781  * Get the mode that should be used for spilling value node
782  */
783 static ir_mode *get_spill_mode(const ir_node *node)
784 {
785         ir_mode *mode = get_irn_mode(node);
786         return get_spill_mode_mode(mode);
787 }
788
789 /**
790  * Checks whether an addressmode reload for a node with mode mode is compatible
791  * with a spillslot of mode spill_mode
792  */
793 static int ia32_is_spillmode_compatible(const ir_mode *mode, const ir_mode *spillmode)
794 {
795         return !mode_is_float(mode) || mode == spillmode;
796 }
797
798 /**
799  * Check if irn can load its operand at position i from memory (source addressmode).
800  * @param irn    The irn to be checked
801  * @param i      The operands position
802  * @return Non-Zero if operand can be loaded
803  */
804 static int ia32_possible_memory_operand(const ir_node *irn, unsigned int i)
805 {
806         ir_node       *op        = get_irn_n(irn, i);
807         const ir_mode *mode      = get_irn_mode(op);
808         const ir_mode *spillmode = get_spill_mode(op);
809
810         if (!is_ia32_irn(irn)                              ||  /* must be an ia32 irn */
811             get_ia32_op_type(irn) != ia32_Normal           ||  /* must not already be a addressmode irn */
812             !ia32_is_spillmode_compatible(mode, spillmode) ||
813             is_ia32_use_frame(irn))                            /* must not already use frame */
814                 return 0;
815
816         switch (get_ia32_am_support(irn)) {
817                 case ia32_am_none:
818                         return 0;
819
820                 case ia32_am_unary:
821                         if (i != n_ia32_unary_op)
822                                 return 0;
823                         break;
824
825                 case ia32_am_binary:
826                         switch (i) {
827                                 case n_ia32_binary_left: {
828                                         const arch_register_req_t *req;
829                                         if (!is_ia32_commutative(irn))
830                                                 return 0;
831
832                                         /* we can't swap left/right for limited registers
833                                          * (As this (currently) breaks constraint handling copies)
834                                          */
835                                         req = get_ia32_in_req(irn, n_ia32_binary_left);
836                                         if (req->type & arch_register_req_type_limited)
837                                                 return 0;
838                                         break;
839                                 }
840
841                                 case n_ia32_binary_right:
842                                         break;
843
844                                 default:
845                                         return 0;
846                         }
847                         break;
848
849                 default:
850                         panic("Unknown AM type");
851         }
852
853         /* HACK: must not already use "real" memory.
854          * This can happen for Call and Div */
855         if (!is_NoMem(get_irn_n(irn, n_ia32_mem)))
856                 return 0;
857
858         return 1;
859 }
860
861 static void ia32_perform_memory_operand(ir_node *irn, ir_node *spill,
862                                         unsigned int i)
863 {
864         ir_mode *load_mode;
865         ir_mode *dest_op_mode;
866
867         assert(ia32_possible_memory_operand(irn, i) && "Cannot perform memory operand change");
868
869         set_ia32_op_type(irn, ia32_AddrModeS);
870
871         load_mode    = get_irn_mode(get_irn_n(irn, i));
872         dest_op_mode = get_ia32_ls_mode(irn);
873         if (get_mode_size_bits(load_mode) <= get_mode_size_bits(dest_op_mode)) {
874                 set_ia32_ls_mode(irn, load_mode);
875         }
876         set_ia32_use_frame(irn);
877         set_ia32_need_stackent(irn);
878
879         if (i == n_ia32_binary_left                    &&
880             get_ia32_am_support(irn) == ia32_am_binary &&
881             /* immediates are only allowed on the right side */
882             !is_ia32_Immediate(get_irn_n(irn, n_ia32_binary_right))) {
883                 ia32_swap_left_right(irn);
884                 i = n_ia32_binary_right;
885         }
886
887         assert(is_NoMem(get_irn_n(irn, n_ia32_mem)));
888
889         set_irn_n(irn, n_ia32_base, get_irg_frame(get_irn_irg(irn)));
890         set_irn_n(irn, n_ia32_mem,  spill);
891         set_irn_n(irn, i,           ia32_get_admissible_noreg(ia32_current_cg, irn, i));
892         set_ia32_is_reload(irn);
893 }
894
895 static const be_abi_callbacks_t ia32_abi_callbacks = {
896         ia32_abi_init,
897         ia32_abi_done,
898         ia32_abi_get_between_type,
899         ia32_abi_dont_save_regs,
900         ia32_abi_prologue,
901         ia32_abi_epilogue
902 };
903
904 /* fill register allocator interface */
905
906 static const arch_irn_ops_t ia32_irn_ops = {
907         ia32_get_irn_reg_req,
908         ia32_set_irn_reg,
909         ia32_get_irn_reg,
910         ia32_classify,
911         ia32_get_flags,
912         ia32_get_frame_entity,
913         ia32_set_frame_entity,
914         ia32_set_frame_offset,
915         ia32_get_sp_bias,
916         ia32_get_inverse,
917         ia32_get_op_estimated_cost,
918         ia32_possible_memory_operand,
919         ia32_perform_memory_operand,
920 };
921
922 /**************************************************
923  *                _                         _  __
924  *               | |                       (_)/ _|
925  *   ___ ___   __| | ___  __ _  ___ _ __    _| |_
926  *  / __/ _ \ / _` |/ _ \/ _` |/ _ \ '_ \  | |  _|
927  * | (_| (_) | (_| |  __/ (_| |  __/ | | | | | |
928  *  \___\___/ \__,_|\___|\__, |\___|_| |_| |_|_|
929  *                        __/ |
930  *                       |___/
931  **************************************************/
932
933 static ir_entity *mcount = NULL;
934
935 #define ID(s) new_id_from_chars(s, sizeof(s) - 1)
936
937 static void ia32_before_abi(void *self) {
938         lower_mode_b_config_t lower_mode_b_config = {
939                 mode_Iu,  /* lowered mode */
940                 mode_Bu,  /* preferred mode for set */
941                 0,        /* don't lower direct compares */
942         };
943         ia32_code_gen_t *cg = self;
944
945         ir_lower_mode_b(cg->irg, &lower_mode_b_config);
946         if (cg->dump)
947                 be_dump(cg->irg, "-lower_modeb", dump_ir_block_graph_sched);
948         if (cg->gprof) {
949                 if (mcount == NULL) {
950                         ir_type *tp = new_type_method(ID("FKT.mcount"), 0, 0);
951                         mcount = new_entity(get_glob_type(), ID("mcount"), tp);
952                         /* FIXME: enter the right ld_ident here */
953                         set_entity_ld_ident(mcount, get_entity_ident(mcount));
954                         set_entity_visibility(mcount, visibility_external_allocated);
955                 }
956                 instrument_initcall(cg->irg, mcount);
957         }
958 }
959
960 transformer_t be_transformer = TRANSFORMER_DEFAULT;
961
962 /**
963  * Transforms the standard firm graph into
964  * an ia32 firm graph
965  */
966 static void ia32_prepare_graph(void *self) {
967         ia32_code_gen_t *cg = self;
968
969         /* do local optimizations */
970         optimize_graph_df(cg->irg);
971
972         /* TODO: we often have dead code reachable through out-edges here. So for
973          * now we rebuild edges (as we need correct user count for code selection)
974          */
975 #if 1
976         edges_deactivate(cg->irg);
977         edges_activate(cg->irg);
978 #endif
979
980         if (cg->dump)
981                 be_dump(cg->irg, "-pre_transform", dump_ir_block_graph_sched);
982
983         switch (be_transformer) {
984                 case TRANSFORMER_DEFAULT:
985                         /* transform remaining nodes into assembler instructions */
986                         ia32_transform_graph(cg);
987                         break;
988
989 #ifdef FIRM_GRGEN_BE
990                 case TRANSFORMER_PBQP:
991                 case TRANSFORMER_RAND:
992                         /* transform nodes into assembler instructions by PBQP magic */
993                         ia32_transform_graph_by_pbqp(cg);
994                         break;
995 #endif
996
997                 default: panic("invalid transformer");
998         }
999
1000         /* do local optimizations (mainly CSE) */
1001         optimize_graph_df(cg->irg);
1002
1003         if (cg->dump)
1004                 be_dump(cg->irg, "-transformed", dump_ir_block_graph_sched);
1005
1006         /* optimize address mode */
1007         ia32_optimize_graph(cg);
1008
1009         if (cg->dump)
1010                 be_dump(cg->irg, "-am", dump_ir_block_graph_sched);
1011
1012         /* do code placement, to optimize the position of constants */
1013         place_code(cg->irg);
1014
1015         if (cg->dump)
1016                 be_dump(cg->irg, "-place", dump_ir_block_graph_sched);
1017 }
1018
1019 /**
1020  * Dummy functions for hooks we don't need but which must be filled.
1021  */
1022 static void ia32_before_sched(void *self) {
1023         (void) self;
1024 }
1025
1026 ir_node *turn_back_am(ir_node *node)
1027 {
1028         ir_graph *irg   = current_ir_graph;
1029         dbg_info *dbgi  = get_irn_dbg_info(node);
1030         ir_node  *block = get_nodes_block(node);
1031         ir_node  *base  = get_irn_n(node, n_ia32_base);
1032         ir_node  *index = get_irn_n(node, n_ia32_index);
1033         ir_node  *mem   = get_irn_n(node, n_ia32_mem);
1034         ir_node  *noreg;
1035
1036         ir_node  *load     = new_rd_ia32_Load(dbgi, irg, block, base, index, mem);
1037         ir_node  *load_res = new_rd_Proj(dbgi, irg, block, load, mode_Iu, pn_ia32_Load_res);
1038
1039         ia32_copy_am_attrs(load, node);
1040         if (is_ia32_is_reload(node))
1041                 set_ia32_is_reload(load);
1042         set_irn_n(node, n_ia32_mem, new_NoMem());
1043
1044         switch (get_ia32_am_support(node)) {
1045                 case ia32_am_unary:
1046                         set_irn_n(node, n_ia32_unary_op, load_res);
1047                         break;
1048
1049                 case ia32_am_binary:
1050                         if (is_ia32_Immediate(get_irn_n(node, n_ia32_binary_right))) {
1051                                 set_irn_n(node, n_ia32_binary_left, load_res);
1052                         } else {
1053                                 set_irn_n(node, n_ia32_binary_right, load_res);
1054                         }
1055                         break;
1056
1057                 default:
1058                         panic("Unknown AM type");
1059         }
1060         noreg = ia32_new_NoReg_gp(ia32_current_cg);
1061         set_irn_n(node, n_ia32_base,  noreg);
1062         set_irn_n(node, n_ia32_index, noreg);
1063         set_ia32_am_offs_int(node, 0);
1064         set_ia32_am_sc(node, NULL);
1065         set_ia32_am_scale(node, 0);
1066         clear_ia32_am_sc_sign(node);
1067
1068         /* rewire mem-proj */
1069         if (get_irn_mode(node) == mode_T) {
1070                 const ir_edge_t *edge;
1071                 foreach_out_edge(node, edge) {
1072                         ir_node *out = get_edge_src_irn(edge);
1073                         if (get_irn_mode(out) == mode_M) {
1074                                 set_Proj_pred(out, load);
1075                                 set_Proj_proj(out, pn_ia32_Load_M);
1076                                 break;
1077                         }
1078                 }
1079         }
1080
1081         set_ia32_op_type(node, ia32_Normal);
1082         if (sched_is_scheduled(node))
1083                 sched_add_before(node, load);
1084
1085         return load_res;
1086 }
1087
1088 static ir_node *flags_remat(ir_node *node, ir_node *after)
1089 {
1090         /* we should turn back source address mode when rematerializing nodes */
1091         ia32_op_type_t type;
1092         ir_node        *block;
1093         ir_node        *copy;
1094
1095         if (is_Block(after)) {
1096                 block = after;
1097         } else {
1098                 block = get_nodes_block(after);
1099         }
1100
1101         type = get_ia32_op_type(node);
1102         switch (type) {
1103                 case ia32_AddrModeS:
1104                         turn_back_am(node);
1105                         break;
1106
1107                 case ia32_AddrModeD:
1108                         /* TODO implement this later... */
1109                         panic("found DestAM with flag user %+F this should not happen", node);
1110                         break;
1111
1112                 default: assert(type == ia32_Normal); break;
1113         }
1114
1115         copy = exact_copy(node);
1116         set_nodes_block(copy, block);
1117         sched_add_after(after, copy);
1118
1119         return copy;
1120 }
1121
1122 /**
1123  * Called before the register allocator.
1124  */
1125 static void ia32_before_ra(void *self) {
1126         ia32_code_gen_t *cg = self;
1127
1128         /* setup fpu rounding modes */
1129         ia32_setup_fpu_mode(cg);
1130
1131         /* fixup flags */
1132         be_sched_fix_flags(cg->birg, &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_flags],
1133                            &flags_remat);
1134
1135         ia32_add_missing_keeps(cg);
1136 }
1137
1138
1139 /**
1140  * Transforms a be_Reload into a ia32 Load.
1141  */
1142 static void transform_to_Load(ia32_code_gen_t *cg, ir_node *node) {
1143         ir_graph *irg        = get_irn_irg(node);
1144         dbg_info *dbg        = get_irn_dbg_info(node);
1145         ir_node *block       = get_nodes_block(node);
1146         ir_entity *ent       = be_get_frame_entity(node);
1147         ir_mode *mode        = get_irn_mode(node);
1148         ir_mode *spillmode   = get_spill_mode(node);
1149         ir_node *noreg       = ia32_new_NoReg_gp(cg);
1150         ir_node *sched_point = NULL;
1151         ir_node *ptr         = get_irg_frame(irg);
1152         ir_node *mem         = get_irn_n(node, be_pos_Reload_mem);
1153         ir_node *new_op, *proj;
1154         const arch_register_t *reg;
1155
1156         if (sched_is_scheduled(node)) {
1157                 sched_point = sched_prev(node);
1158         }
1159
1160         if (mode_is_float(spillmode)) {
1161                 if (ia32_cg_config.use_sse2)
1162                         new_op = new_rd_ia32_xLoad(dbg, irg, block, ptr, noreg, mem, spillmode);
1163                 else
1164                         new_op = new_rd_ia32_vfld(dbg, irg, block, ptr, noreg, mem, spillmode);
1165         }
1166         else if (get_mode_size_bits(spillmode) == 128) {
1167                 /* Reload 128 bit SSE registers */
1168                 new_op = new_rd_ia32_xxLoad(dbg, irg, block, ptr, noreg, mem);
1169         }
1170         else
1171                 new_op = new_rd_ia32_Load(dbg, irg, block, ptr, noreg, mem);
1172
1173         set_ia32_op_type(new_op, ia32_AddrModeS);
1174         set_ia32_ls_mode(new_op, spillmode);
1175         set_ia32_frame_ent(new_op, ent);
1176         set_ia32_use_frame(new_op);
1177         set_ia32_is_reload(new_op);
1178
1179         DBG_OPT_RELOAD2LD(node, new_op);
1180
1181         proj = new_rd_Proj(dbg, irg, block, new_op, mode, pn_ia32_Load_res);
1182
1183         if (sched_point) {
1184                 sched_add_after(sched_point, new_op);
1185                 sched_remove(node);
1186         }
1187
1188         /* copy the register from the old node to the new Load */
1189         reg = arch_get_irn_register(node);
1190         arch_set_irn_register(new_op, reg);
1191
1192         SET_IA32_ORIG_NODE(new_op, ia32_get_old_node_name(cg, node));
1193
1194         exchange(node, proj);
1195 }
1196
1197 /**
1198  * Transforms a be_Spill node into a ia32 Store.
1199  */
1200 static void transform_to_Store(ia32_code_gen_t *cg, ir_node *node) {
1201         ir_graph *irg  = get_irn_irg(node);
1202         dbg_info *dbg  = get_irn_dbg_info(node);
1203         ir_node *block = get_nodes_block(node);
1204         ir_entity *ent = be_get_frame_entity(node);
1205         const ir_node *spillval = get_irn_n(node, be_pos_Spill_val);
1206         ir_mode *mode  = get_spill_mode(spillval);
1207         ir_node *noreg = ia32_new_NoReg_gp(cg);
1208         ir_node *nomem = new_rd_NoMem(irg);
1209         ir_node *ptr   = get_irg_frame(irg);
1210         ir_node *val   = get_irn_n(node, be_pos_Spill_val);
1211         ir_node *store;
1212         ir_node *sched_point = NULL;
1213
1214         if (sched_is_scheduled(node)) {
1215                 sched_point = sched_prev(node);
1216         }
1217
1218         /* No need to spill unknown values... */
1219         if(is_ia32_Unknown_GP(val) ||
1220                 is_ia32_Unknown_VFP(val) ||
1221                 is_ia32_Unknown_XMM(val)) {
1222                 store = nomem;
1223                 if(sched_point)
1224                         sched_remove(node);
1225
1226                 exchange(node, store);
1227                 return;
1228         }
1229
1230         if (mode_is_float(mode)) {
1231                 if (ia32_cg_config.use_sse2)
1232                         store = new_rd_ia32_xStore(dbg, irg, block, ptr, noreg, nomem, val);
1233                 else
1234                         store = new_rd_ia32_vfst(dbg, irg, block, ptr, noreg, nomem, val, mode);
1235         } else if (get_mode_size_bits(mode) == 128) {
1236                 /* Spill 128 bit SSE registers */
1237                 store = new_rd_ia32_xxStore(dbg, irg, block, ptr, noreg, nomem, val);
1238         } else if (get_mode_size_bits(mode) == 8) {
1239                 store = new_rd_ia32_Store8Bit(dbg, irg, block, ptr, noreg, nomem, val);
1240         } else {
1241                 store = new_rd_ia32_Store(dbg, irg, block, ptr, noreg, nomem, val);
1242         }
1243
1244         set_ia32_op_type(store, ia32_AddrModeD);
1245         set_ia32_ls_mode(store, mode);
1246         set_ia32_frame_ent(store, ent);
1247         set_ia32_use_frame(store);
1248         set_ia32_is_spill(store);
1249         SET_IA32_ORIG_NODE(store, ia32_get_old_node_name(cg, node));
1250         DBG_OPT_SPILL2ST(node, store);
1251
1252         if (sched_point) {
1253                 sched_add_after(sched_point, store);
1254                 sched_remove(node);
1255         }
1256
1257         exchange(node, store);
1258 }
1259
1260 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) {
1261         ir_graph *irg = get_irn_irg(node);
1262         dbg_info *dbg = get_irn_dbg_info(node);
1263         ir_node *block = get_nodes_block(node);
1264         ir_node *noreg = ia32_new_NoReg_gp(cg);
1265         ir_node *frame = get_irg_frame(irg);
1266
1267         ir_node *push = new_rd_ia32_Push(dbg, irg, block, frame, noreg, mem, noreg, sp);
1268
1269         set_ia32_frame_ent(push, ent);
1270         set_ia32_use_frame(push);
1271         set_ia32_op_type(push, ia32_AddrModeS);
1272         set_ia32_ls_mode(push, mode_Is);
1273         set_ia32_is_spill(push);
1274
1275         sched_add_before(schedpoint, push);
1276         return push;
1277 }
1278
1279 static ir_node *create_pop(ia32_code_gen_t *cg, ir_node *node, ir_node *schedpoint, ir_node *sp, ir_entity *ent) {
1280         ir_graph *irg = get_irn_irg(node);
1281         dbg_info *dbg = get_irn_dbg_info(node);
1282         ir_node *block = get_nodes_block(node);
1283         ir_node *noreg = ia32_new_NoReg_gp(cg);
1284         ir_node *frame = get_irg_frame(irg);
1285
1286         ir_node *pop = new_rd_ia32_PopMem(dbg, irg, block, frame, noreg, new_NoMem(), sp);
1287
1288         set_ia32_frame_ent(pop, ent);
1289         set_ia32_use_frame(pop);
1290         set_ia32_op_type(pop, ia32_AddrModeD);
1291         set_ia32_ls_mode(pop, mode_Is);
1292         set_ia32_is_reload(pop);
1293
1294         sched_add_before(schedpoint, pop);
1295
1296         return pop;
1297 }
1298
1299 static ir_node* create_spproj(ir_node *node, ir_node *pred, int pos)
1300 {
1301         ir_graph *irg = get_irn_irg(node);
1302         dbg_info *dbg = get_irn_dbg_info(node);
1303         ir_node *block = get_nodes_block(node);
1304         ir_mode *spmode = mode_Iu;
1305         const arch_register_t *spreg = &ia32_gp_regs[REG_ESP];
1306         ir_node *sp;
1307
1308         sp = new_rd_Proj(dbg, irg, block, pred, spmode, pos);
1309         arch_set_irn_register(sp, spreg);
1310
1311         return sp;
1312 }
1313
1314 /**
1315  * Transform MemPerm, currently we do this the ugly way and produce
1316  * push/pop into/from memory cascades. This is possible without using
1317  * any registers.
1318  */
1319 static void transform_MemPerm(ia32_code_gen_t *cg, ir_node *node) {
1320         ir_graph *irg = get_irn_irg(node);
1321         ir_node *block = get_nodes_block(node);
1322         ir_node *in[1];
1323         ir_node *keep;
1324         int i, arity;
1325         ir_node *sp = be_abi_get_ignore_irn(cg->birg->abi, &ia32_gp_regs[REG_ESP]);
1326         const ir_edge_t *edge;
1327         const ir_edge_t *next;
1328         ir_node **pops;
1329
1330         arity = be_get_MemPerm_entity_arity(node);
1331         pops = alloca(arity * sizeof(pops[0]));
1332
1333         /* create Pushs */
1334         for(i = 0; i < arity; ++i) {
1335                 ir_entity *inent = be_get_MemPerm_in_entity(node, i);
1336                 ir_entity *outent = be_get_MemPerm_out_entity(node, i);
1337                 ir_type *enttype = get_entity_type(inent);
1338                 unsigned entsize = get_type_size_bytes(enttype);
1339                 unsigned entsize2 = get_type_size_bytes(get_entity_type(outent));
1340                 ir_node *mem = get_irn_n(node, i + 1);
1341                 ir_node *push;
1342
1343                 /* work around cases where entities have different sizes */
1344                 if(entsize2 < entsize)
1345                         entsize = entsize2;
1346                 assert( (entsize == 4 || entsize == 8) && "spillslot on x86 should be 32 or 64 bit");
1347
1348                 push = create_push(cg, node, node, sp, mem, inent);
1349                 sp = create_spproj(node, push, pn_ia32_Push_stack);
1350                 if(entsize == 8) {
1351                         /* add another push after the first one */
1352                         push = create_push(cg, node, node, sp, mem, inent);
1353                         add_ia32_am_offs_int(push, 4);
1354                         sp = create_spproj(node, push, pn_ia32_Push_stack);
1355                 }
1356
1357                 set_irn_n(node, i, new_Bad());
1358         }
1359
1360         /* create pops */
1361         for(i = arity - 1; i >= 0; --i) {
1362                 ir_entity *inent = be_get_MemPerm_in_entity(node, i);
1363                 ir_entity *outent = be_get_MemPerm_out_entity(node, i);
1364                 ir_type *enttype = get_entity_type(outent);
1365                 unsigned entsize = get_type_size_bytes(enttype);
1366                 unsigned entsize2 = get_type_size_bytes(get_entity_type(inent));
1367                 ir_node *pop;
1368
1369                 /* work around cases where entities have different sizes */
1370                 if(entsize2 < entsize)
1371                         entsize = entsize2;
1372                 assert( (entsize == 4 || entsize == 8) && "spillslot on x86 should be 32 or 64 bit");
1373
1374                 pop = create_pop(cg, node, node, sp, outent);
1375                 sp = create_spproj(node, pop, pn_ia32_Pop_stack);
1376                 if(entsize == 8) {
1377                         add_ia32_am_offs_int(pop, 4);
1378
1379                         /* add another pop after the first one */
1380                         pop = create_pop(cg, node, node, sp, outent);
1381                         sp = create_spproj(node, pop, pn_ia32_Pop_stack);
1382                 }
1383
1384                 pops[i] = pop;
1385         }
1386
1387         in[0] = sp;
1388         keep  = be_new_Keep(&ia32_reg_classes[CLASS_ia32_gp], irg, block, 1, in);
1389         sched_add_before(node, keep);
1390
1391         /* exchange memprojs */
1392         foreach_out_edge_safe(node, edge, next) {
1393                 ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
1394                 int p = get_Proj_proj(proj);
1395
1396                 assert(p < arity);
1397
1398                 set_Proj_pred(proj, pops[p]);
1399                 set_Proj_proj(proj, pn_ia32_Pop_M);
1400         }
1401
1402         /* remove memperm */
1403         arity = get_irn_arity(node);
1404         for(i = 0; i < arity; ++i) {
1405                 set_irn_n(node, i, new_Bad());
1406         }
1407         sched_remove(node);
1408 }
1409
1410 /**
1411  * Block-Walker: Calls the transform functions Spill and Reload.
1412  */
1413 static void ia32_after_ra_walker(ir_node *block, void *env) {
1414         ir_node *node, *prev;
1415         ia32_code_gen_t *cg = env;
1416
1417         /* beware: the schedule is changed here */
1418         for (node = sched_last(block); !sched_is_begin(node); node = prev) {
1419                 prev = sched_prev(node);
1420
1421                 if (be_is_Reload(node)) {
1422                         transform_to_Load(cg, node);
1423                 } else if (be_is_Spill(node)) {
1424                         transform_to_Store(cg, node);
1425                 } else if (be_is_MemPerm(node)) {
1426                         transform_MemPerm(cg, node);
1427                 }
1428         }
1429 }
1430
1431 /**
1432  * Collects nodes that need frame entities assigned.
1433  */
1434 static void ia32_collect_frame_entity_nodes(ir_node *node, void *data)
1435 {
1436         be_fec_env_t  *env = data;
1437         const ir_mode *mode;
1438         int            align;
1439
1440         if (be_is_Reload(node) && be_get_frame_entity(node) == NULL) {
1441                 mode  = get_spill_mode_mode(get_irn_mode(node));
1442                 align = get_mode_size_bytes(mode);
1443         } else if (is_ia32_irn(node)         &&
1444                         get_ia32_frame_ent(node) == NULL &&
1445                         is_ia32_use_frame(node)) {
1446                 if (is_ia32_need_stackent(node))
1447                         goto need_stackent;
1448
1449                 switch (get_ia32_irn_opcode(node)) {
1450 need_stackent:
1451                         case iro_ia32_Load: {
1452                                 const ia32_attr_t *attr = get_ia32_attr_const(node);
1453
1454                                 if (attr->data.need_32bit_stackent) {
1455                                         mode = mode_Is;
1456                                 } else if (attr->data.need_64bit_stackent) {
1457                                         mode = mode_Ls;
1458                                 } else {
1459                                         mode = get_ia32_ls_mode(node);
1460                                         if (is_ia32_is_reload(node))
1461                                                 mode = get_spill_mode_mode(mode);
1462                                 }
1463                                 align = get_mode_size_bytes(mode);
1464                                 break;
1465                         }
1466
1467                         case iro_ia32_vfild:
1468                         case iro_ia32_vfld:
1469                         case iro_ia32_xLoad: {
1470                                 mode  = get_ia32_ls_mode(node);
1471                                 align = 4;
1472                                 break;
1473                         }
1474
1475                         case iro_ia32_FldCW: {
1476                                 /* although 2 byte would be enough 4 byte performs best */
1477                                 mode  = mode_Iu;
1478                                 align = 4;
1479                                 break;
1480                         }
1481
1482                         default:
1483 #ifndef NDEBUG
1484                                 panic("unexpected frame user while collection frame entity nodes");
1485
1486                         case iro_ia32_FnstCW:
1487                         case iro_ia32_Store8Bit:
1488                         case iro_ia32_Store:
1489                         case iro_ia32_fst:
1490                         case iro_ia32_fstp:
1491                         case iro_ia32_vfist:
1492                         case iro_ia32_vfisttp:
1493                         case iro_ia32_vfst:
1494                         case iro_ia32_xStore:
1495                         case iro_ia32_xStoreSimple:
1496 #endif
1497                                 return;
1498                 }
1499         } else {
1500                 return;
1501         }
1502         be_node_needs_frame_entity(env, node, mode, align);
1503 }
1504
1505 /**
1506  * We transform Spill and Reload here. This needs to be done before
1507  * stack biasing otherwise we would miss the corrected offset for these nodes.
1508  */
1509 static void ia32_after_ra(void *self) {
1510         ia32_code_gen_t *cg = self;
1511         ir_graph *irg = cg->irg;
1512         be_fec_env_t *fec_env = be_new_frame_entity_coalescer(cg->birg);
1513
1514         /* create and coalesce frame entities */
1515         irg_walk_graph(irg, NULL, ia32_collect_frame_entity_nodes, fec_env);
1516         be_assign_entities(fec_env);
1517         be_free_frame_entity_coalescer(fec_env);
1518
1519         irg_block_walk_graph(irg, NULL, ia32_after_ra_walker, cg);
1520 }
1521
1522 /**
1523  * Last touchups for the graph before emit: x87 simulation to replace the
1524  * virtual with real x87 instructions, creating a block schedule and peephole
1525  * optimisations.
1526  */
1527 static void ia32_finish(void *self) {
1528         ia32_code_gen_t *cg = self;
1529         ir_graph        *irg = cg->irg;
1530
1531         ia32_finish_irg(irg, cg);
1532
1533         /* we might have to rewrite x87 virtual registers */
1534         if (cg->do_x87_sim) {
1535                 x87_simulate_graph(cg->birg);
1536         }
1537
1538         /* do peephole optimisations */
1539         ia32_peephole_optimization(cg);
1540
1541         /* create block schedule, this also removes empty blocks which might
1542          * produce critical edges */
1543         cg->blk_sched = be_create_block_schedule(irg, cg->birg->exec_freq);
1544 }
1545
1546 /**
1547  * Emits the code, closes the output file and frees
1548  * the code generator interface.
1549  */
1550 static void ia32_codegen(void *self) {
1551         ia32_code_gen_t *cg = self;
1552         ir_graph        *irg = cg->irg;
1553
1554         ia32_gen_routine(cg, irg);
1555
1556         cur_reg_set = NULL;
1557
1558         /* remove it from the isa */
1559         cg->isa->cg = NULL;
1560
1561         assert(ia32_current_cg == cg);
1562         ia32_current_cg = NULL;
1563
1564         /* de-allocate code generator */
1565         del_set(cg->reg_set);
1566         free(cg);
1567 }
1568
1569 /**
1570  * Returns the node representing the PIC base.
1571  */
1572 static ir_node *ia32_get_pic_base(void *self) {
1573         ir_node         *block;
1574         ia32_code_gen_t *cg      = self;
1575         ir_node         *get_eip = cg->get_eip;
1576         if (get_eip != NULL)
1577                 return get_eip;
1578
1579         block       = get_irg_start_block(cg->irg);
1580         get_eip     = new_rd_ia32_GetEIP(NULL, cg->irg, block);
1581         cg->get_eip = get_eip;
1582
1583         be_dep_on_frame(get_eip);
1584         return get_eip;
1585 }
1586
1587 static void *ia32_cg_init(be_irg_t *birg);
1588
1589 static const arch_code_generator_if_t ia32_code_gen_if = {
1590         ia32_cg_init,
1591         ia32_get_pic_base,   /* return node used as base in pic code addresses */
1592         ia32_before_abi,     /* before abi introduce hook */
1593         ia32_prepare_graph,
1594         NULL,                /* spill */
1595         ia32_before_sched,   /* before scheduling hook */
1596         ia32_before_ra,      /* before register allocation hook */
1597         ia32_after_ra,       /* after register allocation hook */
1598         ia32_finish,         /* called before codegen */
1599         ia32_codegen         /* emit && done */
1600 };
1601
1602 /**
1603  * Initializes a IA32 code generator.
1604  */
1605 static void *ia32_cg_init(be_irg_t *birg) {
1606         ia32_isa_t      *isa = (ia32_isa_t *)birg->main_env->arch_env;
1607         ia32_code_gen_t *cg  = XMALLOCZ(ia32_code_gen_t);
1608
1609         cg->impl      = &ia32_code_gen_if;
1610         cg->irg       = birg->irg;
1611         cg->reg_set   = new_set(ia32_cmp_irn_reg_assoc, 1024);
1612         cg->isa       = isa;
1613         cg->birg      = birg;
1614         cg->blk_sched = NULL;
1615         cg->dump      = (birg->main_env->options->dump_flags & DUMP_BE) ? 1 : 0;
1616         cg->gprof     = (birg->main_env->options->gprof) ? 1 : 0;
1617
1618         if (cg->gprof) {
1619                 /* Linux gprof implementation needs base pointer */
1620                 birg->main_env->options->omit_fp = 0;
1621         }
1622
1623         /* enter it */
1624         isa->cg = cg;
1625
1626 #ifndef NDEBUG
1627         if (isa->name_obst) {
1628                 obstack_free(isa->name_obst, NULL);
1629                 obstack_init(isa->name_obst);
1630         }
1631 #endif /* NDEBUG */
1632
1633         cur_reg_set = cg->reg_set;
1634
1635         assert(ia32_current_cg == NULL);
1636         ia32_current_cg = cg;
1637
1638         return (arch_code_generator_t *)cg;
1639 }
1640
1641
1642
1643 /*****************************************************************
1644  *  ____             _                  _   _____  _____
1645  * |  _ \           | |                | | |_   _|/ ____|  /\
1646  * | |_) | __ _  ___| | _____ _ __   __| |   | | | (___   /  \
1647  * |  _ < / _` |/ __| |/ / _ \ '_ \ / _` |   | |  \___ \ / /\ \
1648  * | |_) | (_| | (__|   <  __/ | | | (_| |  _| |_ ____) / ____ \
1649  * |____/ \__,_|\___|_|\_\___|_| |_|\__,_| |_____|_____/_/    \_\
1650  *
1651  *****************************************************************/
1652
1653 /**
1654  * Set output modes for GCC
1655  */
1656 static const tarval_mode_info mo_integer = {
1657         TVO_HEX,
1658         "0x",
1659         NULL,
1660 };
1661
1662 /*
1663  * set the tarval output mode of all integer modes to decimal
1664  */
1665 static void set_tarval_output_modes(void)
1666 {
1667         int i;
1668
1669         for (i = get_irp_n_modes() - 1; i >= 0; --i) {
1670                 ir_mode *mode = get_irp_mode(i);
1671
1672                 if (mode_is_int(mode))
1673                         set_tarval_mode_output_option(mode, &mo_integer);
1674         }
1675 }
1676
1677 const arch_isa_if_t ia32_isa_if;
1678
1679 /**
1680  * The template that generates a new ISA object.
1681  * Note that this template can be changed by command line
1682  * arguments.
1683  */
1684 static ia32_isa_t ia32_isa_template = {
1685         {
1686                 &ia32_isa_if,            /* isa interface implementation */
1687                 &ia32_gp_regs[REG_ESP],  /* stack pointer register */
1688                 &ia32_gp_regs[REG_EBP],  /* base pointer register */
1689                 -1,                      /* stack direction */
1690                 2,                       /* power of two stack alignment, 2^2 == 4 */
1691                 NULL,                    /* main environment */
1692                 7,                       /* costs for a spill instruction */
1693                 5,                       /* costs for a reload instruction */
1694         },
1695         NULL,                    /* 16bit register names */
1696         NULL,                    /* 8bit register names */
1697         NULL,                    /* 8bit register names high */
1698         NULL,                    /* types */
1699         NULL,                    /* tv_ents */
1700         NULL,                    /* current code generator */
1701         NULL,                    /* abstract machine */
1702 #ifndef NDEBUG
1703         NULL,                    /* name obstack */
1704 #endif
1705 };
1706
1707 static void init_asm_constraints(void)
1708 {
1709         be_init_default_asm_constraint_flags();
1710
1711         asm_constraint_flags['a'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1712         asm_constraint_flags['b'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1713         asm_constraint_flags['c'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1714         asm_constraint_flags['d'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1715         asm_constraint_flags['D'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1716         asm_constraint_flags['S'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1717         asm_constraint_flags['Q'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1718         asm_constraint_flags['q'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1719         asm_constraint_flags['A'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1720         asm_constraint_flags['l'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1721         asm_constraint_flags['R'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1722         asm_constraint_flags['r'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1723         asm_constraint_flags['p'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1724         asm_constraint_flags['f'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1725         asm_constraint_flags['t'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1726         asm_constraint_flags['u'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1727         asm_constraint_flags['Y'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1728         asm_constraint_flags['X'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1729         asm_constraint_flags['n'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_IMMEDIATE;
1730         asm_constraint_flags['g'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_IMMEDIATE;
1731
1732         /* no support for autodecrement/autoincrement */
1733         asm_constraint_flags['<'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1734         asm_constraint_flags['>'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1735         /* no float consts */
1736         asm_constraint_flags['E'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1737         asm_constraint_flags['F'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1738         /* makes no sense on x86 */
1739         asm_constraint_flags['s'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1740         /* no support for sse consts yet */
1741         asm_constraint_flags['C'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1742         /* no support for x87 consts yet */
1743         asm_constraint_flags['G'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1744         /* no support for mmx registers yet */
1745         asm_constraint_flags['y'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1746         /* not available in 32bit mode */
1747         asm_constraint_flags['Z'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1748         asm_constraint_flags['e'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1749
1750         /* no code yet to determine register class needed... */
1751         asm_constraint_flags['X'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1752 }
1753
1754 /**
1755  * Initializes the backend ISA.
1756  */
1757 static arch_env_t *ia32_init(FILE *file_handle) {
1758         static int inited = 0;
1759         ia32_isa_t *isa;
1760         int        i, n;
1761
1762         if (inited)
1763                 return NULL;
1764         inited = 1;
1765
1766         set_tarval_output_modes();
1767
1768         isa = XMALLOC(ia32_isa_t);
1769         memcpy(isa, &ia32_isa_template, sizeof(*isa));
1770
1771         if(mode_fpcw == NULL) {
1772                 mode_fpcw = new_ir_mode("Fpcw", irms_int_number, 16, 0, irma_none, 0);
1773         }
1774
1775         ia32_register_init();
1776         ia32_create_opcodes(&ia32_irn_ops);
1777
1778         be_emit_init(file_handle);
1779         isa->regs_16bit     = pmap_create();
1780         isa->regs_8bit      = pmap_create();
1781         isa->regs_8bit_high = pmap_create();
1782         isa->types          = pmap_create();
1783         isa->tv_ent         = pmap_create();
1784         isa->cpu            = ia32_init_machine_description();
1785
1786         ia32_build_16bit_reg_map(isa->regs_16bit);
1787         ia32_build_8bit_reg_map(isa->regs_8bit);
1788         ia32_build_8bit_reg_map_high(isa->regs_8bit_high);
1789
1790 #ifndef NDEBUG
1791         isa->name_obst = XMALLOC(struct obstack);
1792         obstack_init(isa->name_obst);
1793 #endif /* NDEBUG */
1794
1795         /* enter the ISA object into the intrinsic environment */
1796         intrinsic_env.isa = isa;
1797         ia32_handle_intrinsics();
1798
1799         /* emit asm includes */
1800         n = get_irp_n_asms();
1801         for (i = 0; i < n; ++i) {
1802                 be_emit_cstring("#APP\n");
1803                 be_emit_ident(get_irp_asm(i));
1804                 be_emit_cstring("\n#NO_APP\n");
1805         }
1806
1807         /* needed for the debug support */
1808         be_gas_emit_switch_section(GAS_SECTION_TEXT);
1809         be_emit_cstring(".Ltext0:\n");
1810         be_emit_write_line();
1811
1812         /* we mark referenced global entities, so we can only emit those which
1813          * are actually referenced. (Note: you mustn't use the type visited flag
1814          * elsewhere in the backend)
1815          */
1816         inc_master_type_visited();
1817
1818         return &isa->arch_env;
1819 }
1820
1821
1822
1823 /**
1824  * Closes the output file and frees the ISA structure.
1825  */
1826 static void ia32_done(void *self) {
1827         ia32_isa_t *isa = self;
1828
1829         /* emit now all global declarations */
1830         be_gas_emit_decls(isa->arch_env.main_env, 1);
1831
1832         pmap_destroy(isa->regs_16bit);
1833         pmap_destroy(isa->regs_8bit);
1834         pmap_destroy(isa->regs_8bit_high);
1835         pmap_destroy(isa->tv_ent);
1836         pmap_destroy(isa->types);
1837
1838 #ifndef NDEBUG
1839         obstack_free(isa->name_obst, NULL);
1840 #endif /* NDEBUG */
1841
1842         be_emit_exit();
1843
1844         free(self);
1845 }
1846
1847
1848 /**
1849  * Return the number of register classes for this architecture.
1850  * We report always these:
1851  *  - the general purpose registers
1852  *  - the SSE floating point register set
1853  *  - the virtual floating point registers
1854  *  - the SSE vector register set
1855  */
1856 static unsigned ia32_get_n_reg_class(const void *self) {
1857         (void) self;
1858         return N_CLASSES;
1859 }
1860
1861 /**
1862  * Return the register class for index i.
1863  */
1864 static const arch_register_class_t *ia32_get_reg_class(const void *self,
1865                                                        unsigned i)
1866 {
1867         (void) self;
1868         assert(i < N_CLASSES);
1869         return &ia32_reg_classes[i];
1870 }
1871
1872 /**
1873  * Get the register class which shall be used to store a value of a given mode.
1874  * @param self The this pointer.
1875  * @param mode The mode in question.
1876  * @return A register class which can hold values of the given mode.
1877  */
1878 const arch_register_class_t *ia32_get_reg_class_for_mode(const void *self,
1879                 const ir_mode *mode)
1880 {
1881         (void) self;
1882
1883         if (mode_is_float(mode)) {
1884                 return ia32_cg_config.use_sse2 ? &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_xmm] : &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_vfp];
1885         }
1886         else
1887                 return &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_gp];
1888 }
1889
1890 /**
1891  * Get the ABI restrictions for procedure calls.
1892  * @param self        The this pointer.
1893  * @param method_type The type of the method (procedure) in question.
1894  * @param abi         The abi object to be modified
1895  */
1896 static void ia32_get_call_abi(const void *self, ir_type *method_type,
1897                               be_abi_call_t *abi)
1898 {
1899         ir_type  *tp;
1900         ir_mode  *mode;
1901         unsigned  cc;
1902         int       n, i, regnum;
1903         int                 pop_amount = 0;
1904         be_abi_call_flags_t call_flags = be_abi_call_get_flags(abi);
1905
1906         (void) self;
1907
1908         /* set abi flags for calls */
1909         call_flags.bits.left_to_right         = 0;  /* always last arg first on stack */
1910         call_flags.bits.store_args_sequential = 0;
1911         /* call_flags.bits.try_omit_fp                 not changed: can handle both settings */
1912         call_flags.bits.fp_free               = 0;  /* the frame pointer is fixed in IA32 */
1913         call_flags.bits.call_has_imm          = 0;  /* No call immediates, we handle this by ourselves */
1914
1915         /* set parameter passing style */
1916         be_abi_call_set_flags(abi, call_flags, &ia32_abi_callbacks);
1917
1918         if (get_method_variadicity(method_type) == variadicity_variadic) {
1919                 /* pass all parameters of a variadic function on the stack */
1920                 cc = cc_cdecl_set;
1921         } else {
1922                 cc = get_method_calling_convention(method_type);
1923                 if (get_method_additional_properties(method_type) & mtp_property_private &&
1924                     ia32_cg_config.optimize_cc) {
1925                         /* set the calling conventions to register parameter */
1926                         cc = (cc & ~cc_bits) | cc_reg_param;
1927                 }
1928         }
1929
1930         /* we have to pop the shadow parameter ourself for compound calls */
1931         if( (get_method_calling_convention(method_type) & cc_compound_ret)
1932                         && !(cc & cc_reg_param)) {
1933                 pop_amount += get_mode_size_bytes(mode_P_data);
1934         }
1935
1936         n = get_method_n_params(method_type);
1937         for (i = regnum = 0; i < n; i++) {
1938                 ir_mode               *mode;
1939                 const arch_register_t *reg = NULL;
1940
1941                 tp   = get_method_param_type(method_type, i);
1942                 mode = get_type_mode(tp);
1943                 if (mode != NULL) {
1944                         reg  = ia32_get_RegParam_reg(cc, regnum, mode);
1945                 }
1946                 if (reg != NULL) {
1947                         be_abi_call_param_reg(abi, i, reg);
1948                         ++regnum;
1949                 } else {
1950                         /* Micro optimisation: if the mode is shorter than 4 bytes, load 4 bytes.
1951                          * movl has a shorter opcode than mov[sz][bw]l */
1952                         ir_mode *load_mode = mode;
1953
1954                         if (mode != NULL) {
1955                                 unsigned size = get_mode_size_bytes(mode);
1956
1957                                 if (cc & cc_callee_clear_stk) {
1958                                         pop_amount += (size + 3U) & ~3U;
1959                                 }
1960
1961                                 if (size < 4) load_mode = mode_Iu;
1962                         }
1963
1964                         be_abi_call_param_stack(abi, i, load_mode, 4, 0, 0);
1965                 }
1966         }
1967
1968         be_abi_call_set_pop(abi, pop_amount);
1969
1970         /* set return registers */
1971         n = get_method_n_ress(method_type);
1972
1973         assert(n <= 2 && "more than two results not supported");
1974
1975         /* In case of 64bit returns, we will have two 32bit values */
1976         if (n == 2) {
1977                 tp   = get_method_res_type(method_type, 0);
1978                 mode = get_type_mode(tp);
1979
1980                 assert(!mode_is_float(mode) && "two FP results not supported");
1981
1982                 tp   = get_method_res_type(method_type, 1);
1983                 mode = get_type_mode(tp);
1984
1985                 assert(!mode_is_float(mode) && "mixed INT, FP results not supported");
1986
1987                 be_abi_call_res_reg(abi, 0, &ia32_gp_regs[REG_EAX]);
1988                 be_abi_call_res_reg(abi, 1, &ia32_gp_regs[REG_EDX]);
1989         }
1990         else if (n == 1) {
1991                 const arch_register_t *reg;
1992
1993                 tp   = get_method_res_type(method_type, 0);
1994                 assert(is_atomic_type(tp));
1995                 mode = get_type_mode(tp);
1996
1997                 reg = mode_is_float(mode) ? &ia32_vfp_regs[REG_VF0] : &ia32_gp_regs[REG_EAX];
1998
1999                 be_abi_call_res_reg(abi, 0, reg);
2000         }
2001 }
2002
2003 int ia32_to_appear_in_schedule(void *block_env, const ir_node *irn)
2004 {
2005         (void) block_env;
2006
2007         if(!is_ia32_irn(irn)) {
2008                 return -1;
2009         }
2010
2011         if(is_ia32_NoReg_GP(irn) || is_ia32_NoReg_VFP(irn) || is_ia32_NoReg_XMM(irn)
2012                 || is_ia32_Unknown_GP(irn) || is_ia32_Unknown_XMM(irn)
2013                 || is_ia32_Unknown_VFP(irn) || is_ia32_ChangeCW(irn)
2014                 || is_ia32_Immediate(irn))
2015                 return 0;
2016
2017         return 1;
2018 }
2019
2020 /**
2021  * Initializes the code generator interface.
2022  */
2023 static const arch_code_generator_if_t *ia32_get_code_generator_if(void *self)
2024 {
2025         (void) self;
2026         return &ia32_code_gen_if;
2027 }
2028
2029 /**
2030  * Returns the estimated execution time of an ia32 irn.
2031  */
2032 static sched_timestep_t ia32_sched_exectime(void *env, const ir_node *irn) {
2033         (void) env;
2034         return is_ia32_irn(irn) ? ia32_get_op_estimated_cost(irn) : 1;
2035 }
2036
2037 list_sched_selector_t ia32_sched_selector;
2038
2039 /**
2040  * Returns the reg_pressure scheduler with to_appear_in_schedule() overloaded
2041  */
2042 static const list_sched_selector_t *ia32_get_list_sched_selector(
2043                 const void *self, list_sched_selector_t *selector)
2044 {
2045         (void) self;
2046         memcpy(&ia32_sched_selector, selector, sizeof(ia32_sched_selector));
2047         ia32_sched_selector.exectime              = ia32_sched_exectime;
2048         ia32_sched_selector.to_appear_in_schedule = ia32_to_appear_in_schedule;
2049         return &ia32_sched_selector;
2050 }
2051
2052 static const ilp_sched_selector_t *ia32_get_ilp_sched_selector(const void *self)
2053 {
2054         (void) self;
2055         return NULL;
2056 }
2057
2058 /**
2059  * Returns the necessary byte alignment for storing a register of given class.
2060  */
2061 static int ia32_get_reg_class_alignment(const void *self,
2062                                         const arch_register_class_t *cls)
2063 {
2064         ir_mode *mode = arch_register_class_mode(cls);
2065         int bytes     = get_mode_size_bytes(mode);
2066         (void) self;
2067
2068         if (mode_is_float(mode) && bytes > 8)
2069                 return 16;
2070         return bytes;
2071 }
2072
2073 static const be_execution_unit_t ***ia32_get_allowed_execution_units(
2074                 const void *self, const ir_node *irn)
2075 {
2076         static const be_execution_unit_t *_allowed_units_BRANCH[] = {
2077                 &ia32_execution_units_BRANCH[IA32_EXECUNIT_TP_BRANCH_BRANCH1],
2078                 &ia32_execution_units_BRANCH[IA32_EXECUNIT_TP_BRANCH_BRANCH2],
2079                 NULL,
2080         };
2081         static const be_execution_unit_t *_allowed_units_GP[] = {
2082                 &ia32_execution_units_GP[IA32_EXECUNIT_TP_GP_GP_EAX],
2083                 &ia32_execution_units_GP[IA32_EXECUNIT_TP_GP_GP_EBX],
2084                 &ia32_execution_units_GP[IA32_EXECUNIT_TP_GP_GP_ECX],
2085                 &ia32_execution_units_GP[IA32_EXECUNIT_TP_GP_GP_EDX],
2086                 &ia32_execution_units_GP[IA32_EXECUNIT_TP_GP_GP_ESI],
2087                 &ia32_execution_units_GP[IA32_EXECUNIT_TP_GP_GP_EDI],
2088                 &ia32_execution_units_GP[IA32_EXECUNIT_TP_GP_GP_EBP],
2089                 NULL,
2090         };
2091         static const be_execution_unit_t *_allowed_units_DUMMY[] = {
2092                 &be_machine_execution_units_DUMMY[0],
2093                 NULL,
2094         };
2095         static const be_execution_unit_t **_units_callret[] = {
2096                 _allowed_units_BRANCH,
2097                 NULL
2098         };
2099         static const be_execution_unit_t **_units_other[] = {
2100                 _allowed_units_GP,
2101                 NULL
2102         };
2103         static const be_execution_unit_t **_units_dummy[] = {
2104                 _allowed_units_DUMMY,
2105                 NULL
2106         };
2107         const be_execution_unit_t ***ret;
2108         (void) self;
2109
2110         if (is_ia32_irn(irn)) {
2111                 ret = get_ia32_exec_units(irn);
2112         } else if (is_be_node(irn)) {
2113                 if (be_is_Return(irn)) {
2114                         ret = _units_callret;
2115                 } else if (be_is_Barrier(irn)) {
2116                         ret = _units_dummy;
2117                 } else {
2118                         ret = _units_other;
2119                 }
2120         }
2121         else {
2122                 ret = _units_dummy;
2123         }
2124
2125         return ret;
2126 }
2127
2128 /**
2129  * Return the abstract ia32 machine.
2130  */
2131 static const be_machine_t *ia32_get_machine(const void *self) {
2132         const ia32_isa_t *isa = self;
2133         return isa->cpu;
2134 }
2135
2136 /**
2137  * Return irp irgs in the desired order.
2138  */
2139 static ir_graph **ia32_get_irg_list(const void *self, ir_graph ***irg_list)
2140 {
2141         (void) self;
2142         (void) irg_list;
2143         return NULL;
2144 }
2145
2146 static void ia32_mark_remat(const void *self, ir_node *node) {
2147         (void) self;
2148         if (is_ia32_irn(node)) {
2149                 set_ia32_is_remat(node);
2150         }
2151 }
2152
2153 /**
2154  * Allows or disallows the creation of Psi nodes for the given Phi nodes.
2155  * @return 1 if allowed, 0 otherwise
2156  */
2157 static int ia32_is_psi_allowed(ir_node *sel, ir_node *phi_list, int i, int j)
2158 {
2159         ir_node *phi;
2160         ir_node *cmp = NULL;
2161
2162         /* we can't handle psis with 64bit compares yet */
2163         if (is_Proj(sel)) {
2164                 cmp = get_Proj_pred(sel);
2165                 if (is_Cmp(cmp)) {
2166                         ir_node *left     = get_Cmp_left(cmp);
2167                         ir_mode *cmp_mode = get_irn_mode(left);
2168                         if (!mode_is_float(cmp_mode) && get_mode_size_bits(cmp_mode) > 32)
2169                                 return 0;
2170                 } else {
2171                         cmp = NULL;
2172                 }
2173         }
2174
2175         if (ia32_cg_config.use_cmov) {
2176                 if (ia32_cg_config.use_sse2 && cmp != NULL) {
2177                         pn_Cmp pn   = get_Proj_proj(sel);
2178                         ir_node *cl = get_Cmp_left(cmp);
2179                         ir_node *cr = get_Cmp_right(cmp);
2180
2181                         /* check the Phi nodes: no 64bit and no floating point cmov */
2182                         for (phi = phi_list; phi; phi = get_Phi_next(phi)) {
2183                                 ir_mode *mode = get_irn_mode(phi);
2184
2185                                 if (mode_is_float(mode)) {
2186                                         /* check for Min, Max */
2187                                         ir_node *t = get_Phi_pred(phi, i);
2188                                         ir_node *f = get_Phi_pred(phi, j);
2189                                         int res    = 0;
2190
2191                                         /* SSE2 supports Min & Max */
2192                                         if (pn == pn_Cmp_Lt || pn == pn_Cmp_Le || pn == pn_Cmp_Ge || pn == pn_Cmp_Gt) {
2193                                                 if (cl == t && cr == f) {
2194                                                         /* Psi(a <=/>= b, a, b) => MIN, MAX */
2195                                                         res = 1;
2196                                                 } else if (cl == f && cr == t) {
2197                                                         /* Psi(a <=/>= b, b, a) => MAX, MIN */
2198                                                         res = 1;
2199                                                 }
2200                                         }
2201                                         if (! res)
2202                                                 return 0;
2203
2204                                 } else if (get_mode_size_bits(mode) > 32)
2205                                         return 0;
2206                         }
2207                 } else {
2208                         /* check the Phi nodes: no 64bit and no floating point cmov */
2209                         for (phi = phi_list; phi; phi = get_Phi_next(phi)) {
2210                                 ir_mode *mode = get_irn_mode(phi);
2211
2212                                 if (mode_is_float(mode) || get_mode_size_bits(mode) > 32)
2213                                         return 0;
2214                         }
2215                 }
2216
2217                 return 1;
2218         } else {
2219                 ir_node *cl, *cr;
2220                 pn_Cmp  pn;
2221
2222                 /* No cmov, only some special cases */
2223                 if (cmp == NULL)
2224                         return 0;
2225
2226                 /* Now some supported cases here */
2227                 pn = get_Proj_proj(sel);
2228                 cl = get_Cmp_left(cmp);
2229                 cr = get_Cmp_right(cmp);
2230
2231                 for (phi = phi_list; phi; phi = get_Phi_next(phi)) {
2232                         ir_mode *mode = get_irn_mode(phi);
2233                         int res = 0;
2234                         ir_node *t, *f;
2235
2236                         t = get_Phi_pred(phi, i);
2237                         f = get_Phi_pred(phi, j);
2238
2239                         /* no floating point and no 64bit yet */
2240                         if (mode_is_float(mode) || get_mode_size_bits(mode) > 32)
2241                                 return 0;
2242
2243                         if (is_Const(t) && is_Const(f)) {
2244                                 if ((is_Const_null(t) && is_Const_one(f)) || (is_Const_one(t) && is_Const_null(f))) {
2245                                         /* always support Psi(x, C1, C2) */
2246                                         res = 1;
2247                                 }
2248                         } else if (pn == pn_Cmp_Lt || pn == pn_Cmp_Le || pn == pn_Cmp_Ge || pn == pn_Cmp_Gt) {
2249                                 if (0) {
2250 #if 0
2251                                 } else if (cl == t && cr == f) {
2252                                         /* Psi(a <=/>= b, a, b) => Min, Max */
2253                                         res = 1;
2254                                 } else if (cl == f && cr == t) {
2255                                         /* Psi(a <=/>= b, b, a) => Max, Min */
2256                                         res = 1;
2257 #endif
2258                                 } else if ((pn & pn_Cmp_Gt) && !mode_is_signed(mode) &&
2259                                            is_Const(f) && is_Const_null(f) && is_Sub(t) &&
2260                                            get_Sub_left(t) == cl && get_Sub_right(t) == cr) {
2261                                         /* Psi(a >=u b, a - b, 0) unsigned Doz */
2262                                         res = 1;
2263                                 } else if ((pn & pn_Cmp_Lt) && !mode_is_signed(mode) &&
2264                                            is_Const(t) && is_Const_null(t) && is_Sub(f) &&
2265                                            get_Sub_left(f) == cl && get_Sub_right(f) == cr) {
2266                                         /* Psi(a <=u b, 0, a - b) unsigned Doz */
2267                                         res = 1;
2268                                 } else if (is_Const(cr) && is_Const_null(cr)) {
2269                                         if (cl == t && is_Minus(f) && get_Minus_op(f) == cl) {
2270                                                 /* Psi(a <=/>= 0 ? a : -a) Nabs/Abs */
2271                                                 res = 1;
2272                                         } else if (cl == f && is_Minus(t) && get_Minus_op(t) == cl) {
2273                                                 /* Psi(a <=/>= 0 ? -a : a) Abs/Nabs */
2274                                                 res = 1;
2275                                         }
2276                                 }
2277                         }
2278                         if (! res)
2279                                 return 0;
2280                 }
2281                 /* all checks passed */
2282                 return 1;
2283         }
2284         return 0;
2285 }
2286
2287 static asm_constraint_flags_t ia32_parse_asm_constraint(const void *self, const char **c)
2288 {
2289         (void) self;
2290         (void) c;
2291
2292         /* we already added all our simple flags to the flags modifier list in
2293          * init, so this flag we don't know. */
2294         return ASM_CONSTRAINT_FLAG_INVALID;
2295 }
2296
2297 static int ia32_is_valid_clobber(const void *self, const char *clobber)
2298 {
2299         (void) self;
2300
2301         return ia32_get_clobber_register(clobber) != NULL;
2302 }
2303
2304 /**
2305  * Returns the libFirm configuration parameter for this backend.
2306  */
2307 static const backend_params *ia32_get_libfirm_params(void) {
2308         static const ir_settings_if_conv_t ifconv = {
2309                 4,                    /* maxdepth, doesn't matter for Psi-conversion */
2310                 ia32_is_psi_allowed   /* allows or disallows Psi creation for given selector */
2311         };
2312         static const ir_settings_arch_dep_t ad = {
2313                 1,                   /* also use subs */
2314                 4,                   /* maximum shifts */
2315                 31,                  /* maximum shift amount */
2316                 ia32_evaluate_insn,  /* evaluate the instruction sequence */
2317
2318                 1,  /* allow Mulhs */
2319                 1,  /* allow Mulus */
2320                 32  /* Mulh allowed up to 32 bit */
2321         };
2322         static backend_params p = {
2323                 1,     /* need dword lowering */
2324                 1,     /* support inline assembly */
2325                 0,     /* no immediate floating point mode. */
2326                 NULL,  /* no additional opcodes */
2327                 NULL,  /* will be set later */
2328                 ia32_create_intrinsic_fkt,
2329                 &intrinsic_env,  /* context for ia32_create_intrinsic_fkt */
2330                 NULL,  /* will be set below */
2331                 NULL   /* will be set below */
2332         };
2333
2334         ia32_setup_cg_config();
2335
2336         /* doesn't really belong here, but this is the earliest place the backend
2337          * is called... */
2338         init_asm_constraints();
2339
2340         p.dep_param    = &ad;
2341         p.if_conv_info = &ifconv;
2342         return &p;
2343 }
2344
2345 static const lc_opt_enum_int_items_t gas_items[] = {
2346         { "elf",     GAS_FLAVOUR_ELF },
2347         { "mingw",   GAS_FLAVOUR_MINGW  },
2348         { "yasm",    GAS_FLAVOUR_YASM   },
2349         { "macho",   GAS_FLAVOUR_MACH_O },
2350         { NULL,      0 }
2351 };
2352
2353 static lc_opt_enum_int_var_t gas_var = {
2354         (int*) &be_gas_flavour, gas_items
2355 };
2356
2357 static const lc_opt_enum_int_items_t transformer_items[] = {
2358         { "default", TRANSFORMER_DEFAULT },
2359 #ifdef FIRM_GRGEN_BE
2360         { "pbqp",    TRANSFORMER_PBQP    },
2361         { "random",  TRANSFORMER_RAND    },
2362 #endif
2363         { NULL,      0                   }
2364 };
2365
2366 static lc_opt_enum_int_var_t transformer_var = {
2367         (int*)&be_transformer, transformer_items
2368 };
2369
2370 static const lc_opt_table_entry_t ia32_options[] = {
2371         LC_OPT_ENT_ENUM_INT("gasmode", "set the GAS compatibility mode", &gas_var),
2372         LC_OPT_ENT_ENUM_INT("transformer", "the transformer used for code selection", &transformer_var),
2373         LC_OPT_ENT_INT("stackalign", "set power of two stack alignment for calls",
2374                        &ia32_isa_template.arch_env.stack_alignment),
2375         LC_OPT_LAST
2376 };
2377
2378 const arch_isa_if_t ia32_isa_if = {
2379         ia32_init,
2380         ia32_done,
2381         ia32_get_n_reg_class,
2382         ia32_get_reg_class,
2383         ia32_get_reg_class_for_mode,
2384         ia32_get_call_abi,
2385         ia32_get_code_generator_if,
2386         ia32_get_list_sched_selector,
2387         ia32_get_ilp_sched_selector,
2388         ia32_get_reg_class_alignment,
2389         ia32_get_libfirm_params,
2390         ia32_get_allowed_execution_units,
2391         ia32_get_machine,
2392         ia32_get_irg_list,
2393         ia32_mark_remat,
2394         ia32_parse_asm_constraint,
2395         ia32_is_valid_clobber
2396 };
2397
2398 void ia32_init_emitter(void);
2399 void ia32_init_finish(void);
2400 void ia32_init_optimize(void);
2401 void ia32_init_transform(void);
2402 void ia32_init_x87(void);
2403
2404 void be_init_arch_ia32(void)
2405 {
2406         lc_opt_entry_t *be_grp   = lc_opt_get_grp(firm_opt_get_root(), "be");
2407         lc_opt_entry_t *ia32_grp = lc_opt_get_grp(be_grp, "ia32");
2408
2409         lc_opt_add_table(ia32_grp, ia32_options);
2410         be_register_isa_if("ia32", &ia32_isa_if);
2411
2412         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.be.ia32.cg");
2413
2414         ia32_init_emitter();
2415         ia32_init_finish();
2416         ia32_init_optimize();
2417         ia32_init_transform();
2418         ia32_init_x87();
2419         ia32_init_architecture();
2420 }
2421
2422 BE_REGISTER_MODULE_CONSTRUCTOR(be_init_arch_ia32);