ba40feef0acb099a6418baade7ac6ccf8f364c93
[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 #include "iropt_t.h"
54
55 #include "../beabi.h"
56 #include "../beirg.h"
57 #include "../benode.h"
58 #include "../belower.h"
59 #include "../besched.h"
60 #include "be.h"
61 #include "../be_t.h"
62 #include "../beirgmod.h"
63 #include "../be_dbgout.h"
64 #include "../beblocksched.h"
65 #include "../bemachine.h"
66 #include "../beilpsched.h"
67 #include "../bespillslots.h"
68 #include "../bemodule.h"
69 #include "../begnuas.h"
70 #include "../bestate.h"
71 #include "../beflags.h"
72 #include "../betranshlp.h"
73 #include "../belistsched.h"
74
75 #include "bearch_ia32_t.h"
76
77 #include "ia32_new_nodes.h"
78 #include "gen_ia32_regalloc_if.h"
79 #include "gen_ia32_machine.h"
80 #include "ia32_common_transform.h"
81 #include "ia32_transform.h"
82 #include "ia32_emitter.h"
83 #include "ia32_map_regs.h"
84 #include "ia32_optimize.h"
85 #include "ia32_x87.h"
86 #include "ia32_dbg_stat.h"
87 #include "ia32_finish.h"
88 #include "ia32_util.h"
89 #include "ia32_fpu.h"
90 #include "ia32_architecture.h"
91
92 #ifdef FIRM_GRGEN_BE
93 #include "ia32_pbqp_transform.h"
94
95 transformer_t be_transformer = TRANSFORMER_DEFAULT;
96 #endif
97
98 DEBUG_ONLY(static firm_dbg_module_t *dbg = NULL;)
99
100 ir_mode         *mode_fpcw       = NULL;
101 ia32_code_gen_t *ia32_current_cg = NULL;
102
103 /** The current omit-fp state */
104 static unsigned ia32_curr_fp_ommitted  = 0;
105 static ir_type *omit_fp_between_type   = NULL;
106 static ir_type *between_type           = NULL;
107 static ir_entity *old_bp_ent           = NULL;
108 static ir_entity *ret_addr_ent         = NULL;
109 static ir_entity *omit_fp_ret_addr_ent = NULL;
110
111 /**
112  * The environment for the intrinsic mapping.
113  */
114 static ia32_intrinsic_env_t intrinsic_env = {
115         NULL,    /* the isa */
116         NULL,    /* the irg, these entities belong to */
117         NULL,    /* entity for __divdi3 library call */
118         NULL,    /* entity for __moddi3 library call */
119         NULL,    /* entity for __udivdi3 library call */
120         NULL,    /* entity for __umoddi3 library call */
121 };
122
123
124 typedef ir_node *(*create_const_node_func) (dbg_info *dbg, ir_node *block);
125
126 /**
127  * Used to create per-graph unique pseudo nodes.
128  */
129 static inline ir_node *create_const(ia32_code_gen_t *cg, ir_node **place,
130                                     create_const_node_func func,
131                                     const arch_register_t* reg)
132 {
133         ir_node *block, *res;
134
135         if (*place != NULL)
136                 return *place;
137
138         block = get_irg_start_block(cg->irg);
139         res = func(NULL, block);
140         arch_set_irn_register(res, reg);
141         *place = res;
142
143         return res;
144 }
145
146 /* Creates the unique per irg GP NoReg node. */
147 ir_node *ia32_new_NoReg_gp(ia32_code_gen_t *cg)
148 {
149         return create_const(cg, &cg->noreg_gp, new_bd_ia32_NoReg_GP,
150                             &ia32_gp_regs[REG_GP_NOREG]);
151 }
152
153 ir_node *ia32_new_NoReg_vfp(ia32_code_gen_t *cg)
154 {
155         return create_const(cg, &cg->noreg_vfp, new_bd_ia32_NoReg_VFP,
156                             &ia32_vfp_regs[REG_VFP_NOREG]);
157 }
158
159 ir_node *ia32_new_NoReg_xmm(ia32_code_gen_t *cg)
160 {
161         return create_const(cg, &cg->noreg_xmm, new_bd_ia32_NoReg_XMM,
162                             &ia32_xmm_regs[REG_XMM_NOREG]);
163 }
164
165 ir_node *ia32_new_Fpu_truncate(ia32_code_gen_t *cg)
166 {
167         return create_const(cg, &cg->fpu_trunc_mode, new_bd_ia32_ChangeCW,
168                         &ia32_fp_cw_regs[REG_FPCW]);
169 }
170
171
172 /**
173  * Returns the admissible noreg register node for input register pos of node irn.
174  */
175 static ir_node *ia32_get_admissible_noreg(ia32_code_gen_t *cg, ir_node *irn, int pos)
176 {
177         const arch_register_req_t *req = arch_get_register_req(irn, pos);
178
179         assert(req != NULL && "Missing register requirements");
180         if (req->cls == &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_gp])
181                 return ia32_new_NoReg_gp(cg);
182
183         if (ia32_cg_config.use_sse2) {
184                 return ia32_new_NoReg_xmm(cg);
185         } else {
186                 return ia32_new_NoReg_vfp(cg);
187         }
188 }
189
190 /**************************************************
191  *                         _ _              _  __
192  *                        | | |            (_)/ _|
193  *  _ __ ___  __ _    __ _| | | ___   ___   _| |_
194  * | '__/ _ \/ _` |  / _` | | |/ _ \ / __| | |  _|
195  * | | |  __/ (_| | | (_| | | | (_) | (__  | | |
196  * |_|  \___|\__, |  \__,_|_|_|\___/ \___| |_|_|
197  *            __/ |
198  *           |___/
199  **************************************************/
200
201 static const arch_register_req_t *get_ia32_SwitchJmp_out_req(
202                 const ir_node *node, int pos)
203 {
204         (void) node;
205         (void) pos;
206         return arch_no_register_req;
207 }
208
209 static arch_irn_class_t ia32_classify(const ir_node *irn)
210 {
211         arch_irn_class_t classification = 0;
212
213         assert(is_ia32_irn(irn));
214
215         if (is_ia32_is_reload(irn))
216                 classification |= arch_irn_class_reload;
217
218         if (is_ia32_is_spill(irn))
219                 classification |= arch_irn_class_spill;
220
221         if (is_ia32_is_remat(irn))
222                 classification |= arch_irn_class_remat;
223
224         return classification;
225 }
226
227 /**
228  * The IA32 ABI callback object.
229  */
230 typedef struct {
231         be_abi_call_flags_bits_t flags;  /**< The call flags. */
232         const arch_env_t *aenv;          /**< The architecture environment. */
233         ir_graph *irg;                   /**< The associated graph. */
234 } ia32_abi_env_t;
235
236 static ir_entity *ia32_get_frame_entity(const ir_node *irn)
237 {
238         return is_ia32_irn(irn) ? get_ia32_frame_ent(irn) : NULL;
239 }
240
241 static void ia32_set_frame_entity(ir_node *irn, ir_entity *ent)
242 {
243         set_ia32_frame_ent(irn, ent);
244 }
245
246 static void ia32_set_frame_offset(ir_node *irn, int bias)
247 {
248         if (get_ia32_frame_ent(irn) == NULL)
249                 return;
250
251         if (is_ia32_Pop(irn) || is_ia32_PopMem(irn)) {
252                 ia32_code_gen_t *cg = ia32_current_cg;
253                 int omit_fp = be_abi_omit_fp(cg->birg->abi);
254                 if (omit_fp) {
255                         /* Pop nodes modify the stack pointer before calculating the
256                          * destination address, so fix this here
257                          */
258                         bias -= 4;
259                 }
260         }
261         add_ia32_am_offs_int(irn, bias);
262 }
263
264 static int ia32_get_sp_bias(const ir_node *node)
265 {
266         if (is_ia32_Call(node))
267                 return -(int)get_ia32_call_attr_const(node)->pop;
268
269         if (is_ia32_Push(node))
270                 return 4;
271
272         if (is_ia32_Pop(node) || is_ia32_PopMem(node))
273                 return -4;
274
275         return 0;
276 }
277
278 /**
279  * Generate the routine prologue.
280  *
281  * @param self       The callback object.
282  * @param mem        A pointer to the mem node. Update this if you define new memory.
283  * @param reg_map    A map mapping all callee_save/ignore/parameter registers to their defining nodes.
284  * @param stack_bias Points to the current stack bias, can be modified if needed.
285  *
286  * @return           The register which shall be used as a stack frame base.
287  *
288  * All nodes which define registers in @p reg_map must keep @p reg_map current.
289  */
290 static const arch_register_t *ia32_abi_prologue(void *self, ir_node **mem, pmap *reg_map, int *stack_bias)
291 {
292         ia32_abi_env_t   *env      = self;
293         ia32_code_gen_t  *cg       = ia32_current_cg;
294         const arch_env_t *arch_env = env->aenv;
295
296         ia32_curr_fp_ommitted = env->flags.try_omit_fp;
297         if (! env->flags.try_omit_fp) {
298                 ir_node  *bl      = get_irg_start_block(env->irg);
299                 ir_node  *curr_sp = be_abi_reg_map_get(reg_map, arch_env->sp);
300                 ir_node  *curr_bp = be_abi_reg_map_get(reg_map, arch_env->bp);
301                 ir_node  *noreg   = ia32_new_NoReg_gp(cg);
302                 ir_node  *push;
303
304                 /* mark bp register as ignore */
305                 be_set_constr_single_reg_out(get_Proj_pred(curr_bp),
306                                 get_Proj_proj(curr_bp), arch_env->bp, arch_register_req_type_ignore);
307
308                 /* push ebp */
309                 push    = new_bd_ia32_Push(NULL, bl, noreg, noreg, *mem, curr_bp, curr_sp);
310                 curr_sp = new_r_Proj(push, get_irn_mode(curr_sp), pn_ia32_Push_stack);
311                 *mem    = new_r_Proj(push, mode_M, pn_ia32_Push_M);
312
313                 /* the push must have SP out register */
314                 arch_set_irn_register(curr_sp, arch_env->sp);
315
316                 /* this modifies the stack bias, because we pushed 32bit */
317                 *stack_bias -= 4;
318
319                 /* move esp to ebp */
320                 curr_bp = be_new_Copy(arch_env->bp->reg_class, bl, curr_sp);
321                 be_set_constr_single_reg_out(curr_bp, 0, arch_env->bp,
322                                              arch_register_req_type_ignore);
323
324                 /* beware: the copy must be done before any other sp use */
325                 curr_sp = be_new_CopyKeep_single(arch_env->sp->reg_class, bl, curr_sp, curr_bp, get_irn_mode(curr_sp));
326                 be_set_constr_single_reg_out(curr_sp, 0, arch_env->sp,
327                                                      arch_register_req_type_produces_sp);
328
329                 be_abi_reg_map_set(reg_map, arch_env->sp, curr_sp);
330                 be_abi_reg_map_set(reg_map, arch_env->bp, curr_bp);
331
332                 return arch_env->bp;
333         }
334
335         return arch_env->sp;
336 }
337
338 /**
339  * Generate the routine epilogue.
340  * @param self    The callback object.
341  * @param bl      The block for the epilog
342  * @param mem     A pointer to the mem node. Update this if you define new memory.
343  * @param reg_map A map mapping all callee_save/ignore/parameter registers to their defining nodes.
344  * @return        The register which shall be used as a stack frame base.
345  *
346  * All nodes which define registers in @p reg_map must keep @p reg_map current.
347  */
348 static void ia32_abi_epilogue(void *self, ir_node *bl, ir_node **mem, pmap *reg_map)
349 {
350         ia32_abi_env_t   *env      = self;
351         const arch_env_t *arch_env = env->aenv;
352         ir_node          *curr_sp  = be_abi_reg_map_get(reg_map, arch_env->sp);
353         ir_node          *curr_bp  = be_abi_reg_map_get(reg_map, arch_env->bp);
354
355         if (env->flags.try_omit_fp) {
356                 /* simply remove the stack frame here */
357                 curr_sp = be_new_IncSP(arch_env->sp, bl, curr_sp, BE_STACK_FRAME_SIZE_SHRINK, 0);
358         } else {
359                 ir_mode *mode_bp = arch_env->bp->reg_class->mode;
360
361                 if (ia32_cg_config.use_leave) {
362                         ir_node *leave;
363
364                         /* leave */
365                         leave   = new_bd_ia32_Leave(NULL, bl, curr_bp);
366                         curr_bp = new_r_Proj(leave, mode_bp, pn_ia32_Leave_frame);
367                         curr_sp = new_r_Proj(leave, get_irn_mode(curr_sp), pn_ia32_Leave_stack);
368                 } else {
369                         ir_node *pop;
370
371                         /* the old SP is not needed anymore (kill the proj) */
372                         assert(is_Proj(curr_sp));
373                         kill_node(curr_sp);
374
375                         /* copy ebp to esp */
376                         curr_sp = be_new_Copy(&ia32_reg_classes[CLASS_ia32_gp], bl, curr_bp);
377                         arch_set_irn_register(curr_sp, arch_env->sp);
378                         be_set_constr_single_reg_out(curr_sp, 0, arch_env->sp,
379                                                          arch_register_req_type_ignore);
380
381                         /* pop ebp */
382                         pop     = new_bd_ia32_PopEbp(NULL, bl, *mem, curr_sp);
383                         curr_bp = new_r_Proj(pop, mode_bp, pn_ia32_Pop_res);
384                         curr_sp = new_r_Proj(pop, get_irn_mode(curr_sp), pn_ia32_Pop_stack);
385
386                         *mem = new_r_Proj(pop, mode_M, pn_ia32_Pop_M);
387                 }
388                 arch_set_irn_register(curr_sp, arch_env->sp);
389                 arch_set_irn_register(curr_bp, arch_env->bp);
390         }
391
392         be_abi_reg_map_set(reg_map, arch_env->sp, curr_sp);
393         be_abi_reg_map_set(reg_map, arch_env->bp, curr_bp);
394 }
395
396 /**
397  * Initialize the callback object.
398  * @param call The call object.
399  * @param aenv The architecture environment.
400  * @param irg  The graph with the method.
401  * @return     Some pointer. This pointer is passed to all other callback functions as self object.
402  */
403 static void *ia32_abi_init(const be_abi_call_t *call, const arch_env_t *aenv, ir_graph *irg)
404 {
405         ia32_abi_env_t      *env = XMALLOC(ia32_abi_env_t);
406         be_abi_call_flags_t  fl  = be_abi_call_get_flags(call);
407         env->flags = fl.bits;
408         env->irg   = irg;
409         env->aenv  = aenv;
410         return env;
411 }
412
413 /**
414  * Destroy the callback object.
415  * @param self The callback object.
416  */
417 static void ia32_abi_done(void *self)
418 {
419         free(self);
420 }
421
422 /**
423  * Build the between type and entities if not already build.
424  */
425 static void ia32_build_between_type(void)
426 {
427 #define IDENT(s) new_id_from_chars(s, sizeof(s)-1)
428         if (! between_type) {
429                 ir_type *old_bp_type   = new_type_primitive(mode_Iu);
430                 ir_type *ret_addr_type = new_type_primitive(mode_Iu);
431
432                 between_type           = new_type_struct(IDENT("ia32_between_type"));
433                 old_bp_ent             = new_entity(between_type, IDENT("old_bp"), old_bp_type);
434                 ret_addr_ent           = new_entity(between_type, IDENT("ret_addr"), ret_addr_type);
435
436                 set_entity_offset(old_bp_ent, 0);
437                 set_entity_offset(ret_addr_ent, get_type_size_bytes(old_bp_type));
438                 set_type_size_bytes(between_type, get_type_size_bytes(old_bp_type) + get_type_size_bytes(ret_addr_type));
439                 set_type_state(between_type, layout_fixed);
440
441                 omit_fp_between_type = new_type_struct(IDENT("ia32_between_type_omit_fp"));
442                 omit_fp_ret_addr_ent = new_entity(omit_fp_between_type, IDENT("ret_addr"), ret_addr_type);
443
444                 set_entity_offset(omit_fp_ret_addr_ent, 0);
445                 set_type_size_bytes(omit_fp_between_type, get_type_size_bytes(ret_addr_type));
446                 set_type_state(omit_fp_between_type, layout_fixed);
447         }
448 #undef IDENT
449 }
450
451 /**
452  * Produces the type which sits between the stack args and the locals on the stack.
453  * it will contain the return address and space to store the old base pointer.
454  * @return The Firm type modeling the ABI between type.
455  */
456 static ir_type *ia32_abi_get_between_type(void *self)
457 {
458         ia32_abi_env_t *env = self;
459
460         ia32_build_between_type();
461         return env->flags.try_omit_fp ? omit_fp_between_type : between_type;
462 }
463
464 /**
465  * Return the stack entity that contains the return address.
466  */
467 ir_entity *ia32_get_return_address_entity(void)
468 {
469         ia32_build_between_type();
470         return ia32_curr_fp_ommitted ? omit_fp_ret_addr_ent : ret_addr_ent;
471 }
472
473 /**
474  * Return the stack entity that contains the frame address.
475  */
476 ir_entity *ia32_get_frame_address_entity(void)
477 {
478         ia32_build_between_type();
479         return ia32_curr_fp_ommitted ? NULL : old_bp_ent;
480 }
481
482 /**
483  * Get the estimated cycle count for @p irn.
484  *
485  * @param self The this pointer.
486  * @param irn  The node.
487  *
488  * @return     The estimated cycle count for this operation
489  */
490 static int ia32_get_op_estimated_cost(const ir_node *irn)
491 {
492         int            cost;
493         ia32_op_type_t op_tp;
494
495         if (is_Proj(irn))
496                 return 0;
497         if (!is_ia32_irn(irn))
498                 return 0;
499
500         assert(is_ia32_irn(irn));
501
502         cost  = get_ia32_latency(irn);
503         op_tp = get_ia32_op_type(irn);
504
505         if (is_ia32_CopyB(irn)) {
506                 cost = 250;
507         }
508         else if (is_ia32_CopyB_i(irn)) {
509                 int size = get_ia32_copyb_size(irn);
510                 cost     = 20 + (int)ceil((4/3) * size);
511         }
512         /* in case of address mode operations add additional cycles */
513         else if (op_tp == ia32_AddrModeD || op_tp == ia32_AddrModeS) {
514                 /*
515                         In case of stack access and access to fixed addresses add 5 cycles
516                         (we assume they are in cache), other memory operations cost 20
517                         cycles.
518                 */
519                 if (is_ia32_use_frame(irn) || (
520                         is_ia32_NoReg_GP(get_irn_n(irn, n_ia32_base)) &&
521                         is_ia32_NoReg_GP(get_irn_n(irn, n_ia32_index))
522                     )) {
523                         cost += 5;
524                 } else {
525                         cost += 20;
526                 }
527         }
528
529         return cost;
530 }
531
532 /**
533  * Returns the inverse operation if @p irn, recalculating the argument at position @p i.
534  *
535  * @param irn       The original operation
536  * @param i         Index of the argument we want the inverse operation to yield
537  * @param inverse   struct to be filled with the resulting inverse op
538  * @param obstack   The obstack to use for allocation of the returned nodes array
539  * @return          The inverse operation or NULL if operation invertible
540  */
541 static arch_inverse_t *ia32_get_inverse(const ir_node *irn, int i, arch_inverse_t *inverse, struct obstack *obst)
542 {
543         (void) irn;
544         (void) i;
545         (void) inverse;
546         (void) obst;
547         return NULL;
548
549 #if 0
550         ir_mode  *mode;
551         ir_mode  *irn_mode;
552         ir_node  *block, *noreg, *nomem;
553         dbg_info *dbg;
554
555         /* we cannot invert non-ia32 irns */
556         if (! is_ia32_irn(irn))
557                 return NULL;
558
559         /* operand must always be a real operand (not base, index or mem) */
560         if (i != n_ia32_binary_left && i != n_ia32_binary_right)
561                 return NULL;
562
563         /* we don't invert address mode operations */
564         if (get_ia32_op_type(irn) != ia32_Normal)
565                 return NULL;
566
567         /* TODO: adjust for new immediates... */
568         ir_fprintf(stderr, "TODO: fix get_inverse for new immediates (%+F)\n",
569                    irn);
570         return NULL;
571
572         block    = get_nodes_block(irn);
573         mode     = get_irn_mode(irn);
574         irn_mode = get_irn_mode(irn);
575         noreg    = get_irn_n(irn, 0);
576         nomem    = new_NoMem();
577         dbg      = get_irn_dbg_info(irn);
578
579         /* initialize structure */
580         inverse->nodes = obstack_alloc(obst, 2 * sizeof(inverse->nodes[0]));
581         inverse->costs = 0;
582         inverse->n     = 1;
583
584         switch (get_ia32_irn_opcode(irn)) {
585                 case iro_ia32_Add:
586 #if 0
587                         if (get_ia32_immop_type(irn) == ia32_ImmConst) {
588                                 /* we have an add with a const here */
589                                 /* invers == add with negated const */
590                                 inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Add(dbg, block, noreg, noreg, nomem, get_irn_n(irn, i), noreg);
591                                 inverse->costs   += 1;
592                                 copy_ia32_Immop_attr(inverse->nodes[0], (ir_node *)irn);
593                                 set_ia32_Immop_tarval(inverse->nodes[0], tarval_neg(get_ia32_Immop_tarval(irn)));
594                                 set_ia32_commutative(inverse->nodes[0]);
595                         }
596                         else if (get_ia32_immop_type(irn) == ia32_ImmSymConst) {
597                                 /* we have an add with a symconst here */
598                                 /* invers == sub with const */
599                                 inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Sub(dbg, block, noreg, noreg, nomem, get_irn_n(irn, i), noreg);
600                                 inverse->costs   += 2;
601                                 copy_ia32_Immop_attr(inverse->nodes[0], (ir_node *)irn);
602                         }
603                         else {
604                                 /* normal add: inverse == sub */
605                                 inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Sub(dbg, block, noreg, noreg, nomem, (ir_node*) irn, get_irn_n(irn, i ^ 1));
606                                 inverse->costs   += 2;
607                         }
608 #endif
609                         break;
610                 case iro_ia32_Sub:
611 #if 0
612                         if (get_ia32_immop_type(irn) != ia32_ImmNone) {
613                                 /* we have a sub with a const/symconst here */
614                                 /* invers == add with this const */
615                                 inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Add(dbg, block, noreg, noreg, nomem, get_irn_n(irn, i), noreg);
616                                 inverse->costs   += (get_ia32_immop_type(irn) == ia32_ImmSymConst) ? 5 : 1;
617                                 copy_ia32_Immop_attr(inverse->nodes[0], (ir_node *)irn);
618                         }
619                         else {
620                                 /* normal sub */
621                                 if (i == n_ia32_binary_left) {
622                                         inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Add(dbg, block, noreg, noreg, nomem, (ir_node*) irn, get_irn_n(irn, 3));
623                                 }
624                                 else {
625                                         inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Sub(dbg, block, noreg, noreg, nomem, get_irn_n(irn, n_ia32_binary_left), (ir_node*) irn);
626                                 }
627                                 inverse->costs += 1;
628                         }
629 #endif
630                         break;
631                 case iro_ia32_Xor:
632 #if 0
633                         if (get_ia32_immop_type(irn) != ia32_ImmNone) {
634                                 /* xor with const: inverse = xor */
635                                 inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Xor(dbg, block, noreg, noreg, nomem, get_irn_n(irn, i), noreg);
636                                 inverse->costs   += (get_ia32_immop_type(irn) == ia32_ImmSymConst) ? 5 : 1;
637                                 copy_ia32_Immop_attr(inverse->nodes[0], (ir_node *)irn);
638                         }
639                         else {
640                                 /* normal xor */
641                                 inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Xor(dbg, block, noreg, noreg, nomem, (ir_node *) irn, get_irn_n(irn, i));
642                                 inverse->costs   += 1;
643                         }
644 #endif
645                         break;
646                 case iro_ia32_Not: {
647                         inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Not(dbg, block, (ir_node*) irn);
648                         inverse->costs   += 1;
649                         break;
650                 }
651                 case iro_ia32_Neg: {
652                         inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Neg(dbg, block, (ir_node*) irn);
653                         inverse->costs   += 1;
654                         break;
655                 }
656                 default:
657                         /* inverse operation not supported */
658                         return NULL;
659         }
660
661         return inverse;
662 #endif
663 }
664
665 static ir_mode *get_spill_mode_mode(const ir_mode *mode)
666 {
667         if (mode_is_float(mode))
668                 return mode_D;
669
670         return mode_Iu;
671 }
672
673 /**
674  * Get the mode that should be used for spilling value node
675  */
676 static ir_mode *get_spill_mode(const ir_node *node)
677 {
678         ir_mode *mode = get_irn_mode(node);
679         return get_spill_mode_mode(mode);
680 }
681
682 /**
683  * Checks whether an addressmode reload for a node with mode mode is compatible
684  * with a spillslot of mode spill_mode
685  */
686 static int ia32_is_spillmode_compatible(const ir_mode *mode, const ir_mode *spillmode)
687 {
688         return !mode_is_float(mode) || mode == spillmode;
689 }
690
691 /**
692  * Check if irn can load its operand at position i from memory (source addressmode).
693  * @param irn    The irn to be checked
694  * @param i      The operands position
695  * @return Non-Zero if operand can be loaded
696  */
697 static int ia32_possible_memory_operand(const ir_node *irn, unsigned int i)
698 {
699         ir_node       *op        = get_irn_n(irn, i);
700         const ir_mode *mode      = get_irn_mode(op);
701         const ir_mode *spillmode = get_spill_mode(op);
702
703         if (!is_ia32_irn(irn)                              ||  /* must be an ia32 irn */
704             get_ia32_op_type(irn) != ia32_Normal           ||  /* must not already be a addressmode irn */
705             !ia32_is_spillmode_compatible(mode, spillmode) ||
706             is_ia32_use_frame(irn))                            /* must not already use frame */
707                 return 0;
708
709         switch (get_ia32_am_support(irn)) {
710                 case ia32_am_none:
711                         return 0;
712
713                 case ia32_am_unary:
714                         if (i != n_ia32_unary_op)
715                                 return 0;
716                         break;
717
718                 case ia32_am_binary:
719                         switch (i) {
720                                 case n_ia32_binary_left: {
721                                         const arch_register_req_t *req;
722                                         if (!is_ia32_commutative(irn))
723                                                 return 0;
724
725                                         /* we can't swap left/right for limited registers
726                                          * (As this (currently) breaks constraint handling copies)
727                                          */
728                                         req = get_ia32_in_req(irn, n_ia32_binary_left);
729                                         if (req->type & arch_register_req_type_limited)
730                                                 return 0;
731                                         break;
732                                 }
733
734                                 case n_ia32_binary_right:
735                                         break;
736
737                                 default:
738                                         return 0;
739                         }
740                         break;
741
742                 default:
743                         panic("Unknown AM type");
744         }
745
746         /* HACK: must not already use "real" memory.
747          * This can happen for Call and Div */
748         if (!is_NoMem(get_irn_n(irn, n_ia32_mem)))
749                 return 0;
750
751         return 1;
752 }
753
754 static void ia32_perform_memory_operand(ir_node *irn, ir_node *spill,
755                                         unsigned int i)
756 {
757         ir_mode *load_mode;
758         ir_mode *dest_op_mode;
759
760         assert(ia32_possible_memory_operand(irn, i) && "Cannot perform memory operand change");
761
762         set_ia32_op_type(irn, ia32_AddrModeS);
763
764         load_mode    = get_irn_mode(get_irn_n(irn, i));
765         dest_op_mode = get_ia32_ls_mode(irn);
766         if (get_mode_size_bits(load_mode) <= get_mode_size_bits(dest_op_mode)) {
767                 set_ia32_ls_mode(irn, load_mode);
768         }
769         set_ia32_use_frame(irn);
770         set_ia32_need_stackent(irn);
771
772         if (i == n_ia32_binary_left                    &&
773             get_ia32_am_support(irn) == ia32_am_binary &&
774             /* immediates are only allowed on the right side */
775             !is_ia32_Immediate(get_irn_n(irn, n_ia32_binary_right))) {
776                 ia32_swap_left_right(irn);
777                 i = n_ia32_binary_right;
778         }
779
780         assert(is_NoMem(get_irn_n(irn, n_ia32_mem)));
781
782         set_irn_n(irn, n_ia32_base, get_irg_frame(get_irn_irg(irn)));
783         set_irn_n(irn, n_ia32_mem,  spill);
784         set_irn_n(irn, i,           ia32_get_admissible_noreg(ia32_current_cg, irn, i));
785         set_ia32_is_reload(irn);
786 }
787
788 static const be_abi_callbacks_t ia32_abi_callbacks = {
789         ia32_abi_init,
790         ia32_abi_done,
791         ia32_abi_get_between_type,
792         ia32_abi_prologue,
793         ia32_abi_epilogue
794 };
795
796 /* register allocator interface */
797 static const arch_irn_ops_t ia32_irn_ops = {
798         get_ia32_in_req,
799         ia32_classify,
800         ia32_get_frame_entity,
801         ia32_set_frame_entity,
802         ia32_set_frame_offset,
803         ia32_get_sp_bias,
804         ia32_get_inverse,
805         ia32_get_op_estimated_cost,
806         ia32_possible_memory_operand,
807         ia32_perform_memory_operand,
808 };
809
810 /* special register allocator interface for SwitchJmp
811    as it possibly has a WIDE range of Proj numbers.
812    We don't want to allocate output for register constraints for
813    all these. */
814 static const arch_irn_ops_t ia32_SwitchJmp_irn_ops = {
815         /* Note: we also use SwitchJmp_out_req for the inputs too:
816            This is because the bearch API has a conceptual problem at the moment.
817            Querying for negative proj numbers which can happen for switchs
818            isn't possible and will result in inputs getting queried */
819         get_ia32_SwitchJmp_out_req,
820         ia32_classify,
821         ia32_get_frame_entity,
822         ia32_set_frame_entity,
823         ia32_set_frame_offset,
824         ia32_get_sp_bias,
825         ia32_get_inverse,
826         ia32_get_op_estimated_cost,
827         ia32_possible_memory_operand,
828         ia32_perform_memory_operand,
829 };
830
831 /**************************************************
832  *                _                         _  __
833  *               | |                       (_)/ _|
834  *   ___ ___   __| | ___  __ _  ___ _ __    _| |_
835  *  / __/ _ \ / _` |/ _ \/ _` |/ _ \ '_ \  | |  _|
836  * | (_| (_) | (_| |  __/ (_| |  __/ | | | | | |
837  *  \___\___/ \__,_|\___|\__, |\___|_| |_| |_|_|
838  *                        __/ |
839  *                       |___/
840  **************************************************/
841
842 static ir_entity *mcount = NULL;
843
844 #define ID(s) new_id_from_chars(s, sizeof(s) - 1)
845
846 static void ia32_before_abi(void *self)
847 {
848         lower_mode_b_config_t lower_mode_b_config = {
849                 mode_Iu,  /* lowered mode */
850                 mode_Bu,  /* preferred mode for set */
851                 0,        /* don't lower direct compares */
852         };
853         ia32_code_gen_t *cg = self;
854
855         ir_lower_mode_b(cg->irg, &lower_mode_b_config);
856         if (cg->dump)
857                 be_dump(cg->irg, "-lower_modeb", dump_ir_block_graph_sched);
858
859         if (cg->gprof) {
860                 if (mcount == NULL) {
861                         ir_type *tp = new_type_method(0, 0);
862                         mcount = new_entity(get_glob_type(), ID("mcount"), tp);
863                         /* FIXME: enter the right ld_ident here */
864                         set_entity_ld_ident(mcount, get_entity_ident(mcount));
865                         set_entity_visibility(mcount, ir_visibility_external);
866                 }
867                 instrument_initcall(cg->irg, mcount);
868         }
869 }
870
871 /**
872  * Transforms the standard firm graph into
873  * an ia32 firm graph
874  */
875 static void ia32_prepare_graph(void *self)
876 {
877         ia32_code_gen_t *cg = self;
878
879 #ifdef FIRM_GRGEN_BE
880         switch (be_transformer) {
881         case TRANSFORMER_DEFAULT:
882                 /* transform remaining nodes into assembler instructions */
883                 ia32_transform_graph(cg);
884                 break;
885
886         case TRANSFORMER_PBQP:
887         case TRANSFORMER_RAND:
888                 /* transform nodes into assembler instructions by PBQP magic */
889                 ia32_transform_graph_by_pbqp(cg);
890                 break;
891
892         default:
893                 panic("invalid transformer");
894         }
895 #else
896         ia32_transform_graph(cg);
897 #endif
898
899         /* do local optimizations (mainly CSE) */
900         optimize_graph_df(cg->irg);
901
902         if (cg->dump)
903                 be_dump(cg->irg, "-transformed", dump_ir_block_graph_sched);
904
905         /* optimize address mode */
906         ia32_optimize_graph(cg);
907
908         /* do code placement, to optimize the position of constants */
909         place_code(cg->irg);
910
911         if (cg->dump)
912                 be_dump(cg->irg, "-place", dump_ir_block_graph_sched);
913 }
914
915 ir_node *turn_back_am(ir_node *node)
916 {
917         dbg_info *dbgi  = get_irn_dbg_info(node);
918         ir_node  *block = get_nodes_block(node);
919         ir_node  *base  = get_irn_n(node, n_ia32_base);
920         ir_node  *index = get_irn_n(node, n_ia32_index);
921         ir_node  *mem   = get_irn_n(node, n_ia32_mem);
922         ir_node  *noreg;
923
924         ir_node  *load     = new_bd_ia32_Load(dbgi, block, base, index, mem);
925         ir_node  *load_res = new_rd_Proj(dbgi, load, mode_Iu, pn_ia32_Load_res);
926
927         ia32_copy_am_attrs(load, node);
928         if (is_ia32_is_reload(node))
929                 set_ia32_is_reload(load);
930         set_irn_n(node, n_ia32_mem, new_NoMem());
931
932         switch (get_ia32_am_support(node)) {
933                 case ia32_am_unary:
934                         set_irn_n(node, n_ia32_unary_op, load_res);
935                         break;
936
937                 case ia32_am_binary:
938                         if (is_ia32_Immediate(get_irn_n(node, n_ia32_binary_right))) {
939                                 set_irn_n(node, n_ia32_binary_left, load_res);
940                         } else {
941                                 set_irn_n(node, n_ia32_binary_right, load_res);
942                         }
943                         break;
944
945                 default:
946                         panic("Unknown AM type");
947         }
948         noreg = ia32_new_NoReg_gp(ia32_current_cg);
949         set_irn_n(node, n_ia32_base,  noreg);
950         set_irn_n(node, n_ia32_index, noreg);
951         set_ia32_am_offs_int(node, 0);
952         set_ia32_am_sc(node, NULL);
953         set_ia32_am_scale(node, 0);
954         clear_ia32_am_sc_sign(node);
955
956         /* rewire mem-proj */
957         if (get_irn_mode(node) == mode_T) {
958                 const ir_edge_t *edge;
959                 foreach_out_edge(node, edge) {
960                         ir_node *out = get_edge_src_irn(edge);
961                         if (get_irn_mode(out) == mode_M) {
962                                 set_Proj_pred(out, load);
963                                 set_Proj_proj(out, pn_ia32_Load_M);
964                                 break;
965                         }
966                 }
967         }
968
969         set_ia32_op_type(node, ia32_Normal);
970         if (sched_is_scheduled(node))
971                 sched_add_before(node, load);
972
973         return load_res;
974 }
975
976 static ir_node *flags_remat(ir_node *node, ir_node *after)
977 {
978         /* we should turn back source address mode when rematerializing nodes */
979         ia32_op_type_t type;
980         ir_node        *block;
981         ir_node        *copy;
982
983         if (is_Block(after)) {
984                 block = after;
985         } else {
986                 block = get_nodes_block(after);
987         }
988
989         type = get_ia32_op_type(node);
990         switch (type) {
991                 case ia32_AddrModeS:
992                         turn_back_am(node);
993                         break;
994
995                 case ia32_AddrModeD:
996                         /* TODO implement this later... */
997                         panic("found DestAM with flag user %+F this should not happen", node);
998                         break;
999
1000                 default: assert(type == ia32_Normal); break;
1001         }
1002
1003         copy = exact_copy(node);
1004         set_nodes_block(copy, block);
1005         sched_add_after(after, copy);
1006
1007         return copy;
1008 }
1009
1010 /**
1011  * Called before the register allocator.
1012  */
1013 static void ia32_before_ra(void *self)
1014 {
1015         ia32_code_gen_t *cg = self;
1016
1017         /* setup fpu rounding modes */
1018         ia32_setup_fpu_mode(cg);
1019
1020         /* fixup flags */
1021         be_sched_fix_flags(cg->birg, &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_flags],
1022                            &flags_remat);
1023
1024         ia32_add_missing_keeps(cg);
1025 }
1026
1027
1028 /**
1029  * Transforms a be_Reload into a ia32 Load.
1030  */
1031 static void transform_to_Load(ia32_code_gen_t *cg, ir_node *node)
1032 {
1033         ir_graph *irg        = get_irn_irg(node);
1034         dbg_info *dbg        = get_irn_dbg_info(node);
1035         ir_node *block       = get_nodes_block(node);
1036         ir_entity *ent       = be_get_frame_entity(node);
1037         ir_mode *mode        = get_irn_mode(node);
1038         ir_mode *spillmode   = get_spill_mode(node);
1039         ir_node *noreg       = ia32_new_NoReg_gp(cg);
1040         ir_node *sched_point = NULL;
1041         ir_node *ptr         = get_irg_frame(irg);
1042         ir_node *mem         = get_irn_n(node, be_pos_Reload_mem);
1043         ir_node *new_op, *proj;
1044         const arch_register_t *reg;
1045
1046         if (sched_is_scheduled(node)) {
1047                 sched_point = sched_prev(node);
1048         }
1049
1050         if (mode_is_float(spillmode)) {
1051                 if (ia32_cg_config.use_sse2)
1052                         new_op = new_bd_ia32_xLoad(dbg, block, ptr, noreg, mem, spillmode);
1053                 else
1054                         new_op = new_bd_ia32_vfld(dbg, block, ptr, noreg, mem, spillmode);
1055         }
1056         else if (get_mode_size_bits(spillmode) == 128) {
1057                 /* Reload 128 bit SSE registers */
1058                 new_op = new_bd_ia32_xxLoad(dbg, block, ptr, noreg, mem);
1059         }
1060         else
1061                 new_op = new_bd_ia32_Load(dbg, block, ptr, noreg, mem);
1062
1063         set_ia32_op_type(new_op, ia32_AddrModeS);
1064         set_ia32_ls_mode(new_op, spillmode);
1065         set_ia32_frame_ent(new_op, ent);
1066         set_ia32_use_frame(new_op);
1067         set_ia32_is_reload(new_op);
1068
1069         DBG_OPT_RELOAD2LD(node, new_op);
1070
1071         proj = new_rd_Proj(dbg, new_op, mode, pn_ia32_Load_res);
1072
1073         if (sched_point) {
1074                 sched_add_after(sched_point, new_op);
1075                 sched_remove(node);
1076         }
1077
1078         /* copy the register from the old node to the new Load */
1079         reg = arch_get_irn_register(node);
1080         arch_set_irn_register(proj, reg);
1081
1082         SET_IA32_ORIG_NODE(new_op, node);
1083
1084         exchange(node, proj);
1085 }
1086
1087 /**
1088  * Transforms a be_Spill node into a ia32 Store.
1089  */
1090 static void transform_to_Store(ia32_code_gen_t *cg, ir_node *node)
1091 {
1092         ir_graph *irg  = get_irn_irg(node);
1093         dbg_info *dbg  = get_irn_dbg_info(node);
1094         ir_node *block = get_nodes_block(node);
1095         ir_entity *ent = be_get_frame_entity(node);
1096         const ir_node *spillval = get_irn_n(node, be_pos_Spill_val);
1097         ir_mode *mode  = get_spill_mode(spillval);
1098         ir_node *noreg = ia32_new_NoReg_gp(cg);
1099         ir_node *nomem = new_NoMem();
1100         ir_node *ptr   = get_irg_frame(irg);
1101         ir_node *val   = get_irn_n(node, be_pos_Spill_val);
1102         ir_node *store;
1103         ir_node *sched_point = NULL;
1104
1105         if (sched_is_scheduled(node)) {
1106                 sched_point = sched_prev(node);
1107         }
1108
1109         if (mode_is_float(mode)) {
1110                 if (ia32_cg_config.use_sse2)
1111                         store = new_bd_ia32_xStore(dbg, block, ptr, noreg, nomem, val);
1112                 else
1113                         store = new_bd_ia32_vfst(dbg, block, ptr, noreg, nomem, val, mode);
1114         } else if (get_mode_size_bits(mode) == 128) {
1115                 /* Spill 128 bit SSE registers */
1116                 store = new_bd_ia32_xxStore(dbg, block, ptr, noreg, nomem, val);
1117         } else if (get_mode_size_bits(mode) == 8) {
1118                 store = new_bd_ia32_Store8Bit(dbg, block, ptr, noreg, nomem, val);
1119         } else {
1120                 store = new_bd_ia32_Store(dbg, block, ptr, noreg, nomem, val);
1121         }
1122
1123         set_ia32_op_type(store, ia32_AddrModeD);
1124         set_ia32_ls_mode(store, mode);
1125         set_ia32_frame_ent(store, ent);
1126         set_ia32_use_frame(store);
1127         set_ia32_is_spill(store);
1128         SET_IA32_ORIG_NODE(store, node);
1129         DBG_OPT_SPILL2ST(node, store);
1130
1131         if (sched_point) {
1132                 sched_add_after(sched_point, store);
1133                 sched_remove(node);
1134         }
1135
1136         exchange(node, store);
1137 }
1138
1139 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)
1140 {
1141         dbg_info *dbg = get_irn_dbg_info(node);
1142         ir_node *block = get_nodes_block(node);
1143         ir_node *noreg = ia32_new_NoReg_gp(cg);
1144         ir_graph *irg = get_irn_irg(node);
1145         ir_node *frame = get_irg_frame(irg);
1146
1147         ir_node *push = new_bd_ia32_Push(dbg, block, frame, noreg, mem, noreg, sp);
1148
1149         set_ia32_frame_ent(push, ent);
1150         set_ia32_use_frame(push);
1151         set_ia32_op_type(push, ia32_AddrModeS);
1152         set_ia32_ls_mode(push, mode_Is);
1153         set_ia32_is_spill(push);
1154
1155         sched_add_before(schedpoint, push);
1156         return push;
1157 }
1158
1159 static ir_node *create_pop(ia32_code_gen_t *cg, ir_node *node, ir_node *schedpoint, ir_node *sp, ir_entity *ent)
1160 {
1161         dbg_info *dbg = get_irn_dbg_info(node);
1162         ir_node *block = get_nodes_block(node);
1163         ir_node *noreg = ia32_new_NoReg_gp(cg);
1164         ir_graph *irg  = get_irn_irg(node);
1165         ir_node *frame = get_irg_frame(irg);
1166
1167         ir_node *pop = new_bd_ia32_PopMem(dbg, block, frame, noreg, new_NoMem(), sp);
1168
1169         set_ia32_frame_ent(pop, ent);
1170         set_ia32_use_frame(pop);
1171         set_ia32_op_type(pop, ia32_AddrModeD);
1172         set_ia32_ls_mode(pop, mode_Is);
1173         set_ia32_is_reload(pop);
1174
1175         sched_add_before(schedpoint, pop);
1176
1177         return pop;
1178 }
1179
1180 static ir_node* create_spproj(ir_node *node, ir_node *pred, int pos)
1181 {
1182         dbg_info *dbg = get_irn_dbg_info(node);
1183         ir_mode *spmode = mode_Iu;
1184         const arch_register_t *spreg = &ia32_gp_regs[REG_ESP];
1185         ir_node *sp;
1186
1187         sp = new_rd_Proj(dbg, pred, spmode, pos);
1188         arch_set_irn_register(sp, spreg);
1189
1190         return sp;
1191 }
1192
1193 /**
1194  * Transform MemPerm, currently we do this the ugly way and produce
1195  * push/pop into/from memory cascades. This is possible without using
1196  * any registers.
1197  */
1198 static void transform_MemPerm(ia32_code_gen_t *cg, ir_node *node)
1199 {
1200         ir_node         *block = get_nodes_block(node);
1201         ir_node         *sp    = be_abi_get_ignore_irn(cg->birg->abi, &ia32_gp_regs[REG_ESP]);
1202         int              arity = be_get_MemPerm_entity_arity(node);
1203         ir_node        **pops  = ALLOCAN(ir_node*, arity);
1204         ir_node         *in[1];
1205         ir_node         *keep;
1206         int              i;
1207         const ir_edge_t *edge;
1208         const ir_edge_t *next;
1209
1210         /* create Pushs */
1211         for (i = 0; i < arity; ++i) {
1212                 ir_entity *inent = be_get_MemPerm_in_entity(node, i);
1213                 ir_entity *outent = be_get_MemPerm_out_entity(node, i);
1214                 ir_type *enttype = get_entity_type(inent);
1215                 unsigned entsize = get_type_size_bytes(enttype);
1216                 unsigned entsize2 = get_type_size_bytes(get_entity_type(outent));
1217                 ir_node *mem = get_irn_n(node, i + 1);
1218                 ir_node *push;
1219
1220                 /* work around cases where entities have different sizes */
1221                 if (entsize2 < entsize)
1222                         entsize = entsize2;
1223                 assert( (entsize == 4 || entsize == 8) && "spillslot on x86 should be 32 or 64 bit");
1224
1225                 push = create_push(cg, node, node, sp, mem, inent);
1226                 sp = create_spproj(node, push, pn_ia32_Push_stack);
1227                 if (entsize == 8) {
1228                         /* add another push after the first one */
1229                         push = create_push(cg, node, node, sp, mem, inent);
1230                         add_ia32_am_offs_int(push, 4);
1231                         sp = create_spproj(node, push, pn_ia32_Push_stack);
1232                 }
1233
1234                 set_irn_n(node, i, new_Bad());
1235         }
1236
1237         /* create pops */
1238         for (i = arity - 1; i >= 0; --i) {
1239                 ir_entity *inent = be_get_MemPerm_in_entity(node, i);
1240                 ir_entity *outent = be_get_MemPerm_out_entity(node, i);
1241                 ir_type *enttype = get_entity_type(outent);
1242                 unsigned entsize = get_type_size_bytes(enttype);
1243                 unsigned entsize2 = get_type_size_bytes(get_entity_type(inent));
1244                 ir_node *pop;
1245
1246                 /* work around cases where entities have different sizes */
1247                 if (entsize2 < entsize)
1248                         entsize = entsize2;
1249                 assert( (entsize == 4 || entsize == 8) && "spillslot on x86 should be 32 or 64 bit");
1250
1251                 pop = create_pop(cg, node, node, sp, outent);
1252                 sp = create_spproj(node, pop, pn_ia32_Pop_stack);
1253                 if (entsize == 8) {
1254                         add_ia32_am_offs_int(pop, 4);
1255
1256                         /* add another pop after the first one */
1257                         pop = create_pop(cg, node, node, sp, outent);
1258                         sp = create_spproj(node, pop, pn_ia32_Pop_stack);
1259                 }
1260
1261                 pops[i] = pop;
1262         }
1263
1264         in[0] = sp;
1265         keep  = be_new_Keep(block, 1, in);
1266         sched_add_before(node, keep);
1267
1268         /* exchange memprojs */
1269         foreach_out_edge_safe(node, edge, next) {
1270                 ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
1271                 int p = get_Proj_proj(proj);
1272
1273                 assert(p < arity);
1274
1275                 set_Proj_pred(proj, pops[p]);
1276                 set_Proj_proj(proj, pn_ia32_Pop_M);
1277         }
1278
1279         /* remove memperm */
1280         arity = get_irn_arity(node);
1281         for (i = 0; i < arity; ++i) {
1282                 set_irn_n(node, i, new_Bad());
1283         }
1284         sched_remove(node);
1285 }
1286
1287 /**
1288  * Block-Walker: Calls the transform functions Spill and Reload.
1289  */
1290 static void ia32_after_ra_walker(ir_node *block, void *env)
1291 {
1292         ir_node *node, *prev;
1293         ia32_code_gen_t *cg = env;
1294
1295         /* beware: the schedule is changed here */
1296         for (node = sched_last(block); !sched_is_begin(node); node = prev) {
1297                 prev = sched_prev(node);
1298
1299                 if (be_is_Reload(node)) {
1300                         transform_to_Load(cg, node);
1301                 } else if (be_is_Spill(node)) {
1302                         transform_to_Store(cg, node);
1303                 } else if (be_is_MemPerm(node)) {
1304                         transform_MemPerm(cg, node);
1305                 }
1306         }
1307 }
1308
1309 /**
1310  * Collects nodes that need frame entities assigned.
1311  */
1312 static void ia32_collect_frame_entity_nodes(ir_node *node, void *data)
1313 {
1314         be_fec_env_t  *env = data;
1315         const ir_mode *mode;
1316         int            align;
1317
1318         if (be_is_Reload(node) && be_get_frame_entity(node) == NULL) {
1319                 mode  = get_spill_mode_mode(get_irn_mode(node));
1320                 align = get_mode_size_bytes(mode);
1321         } else if (is_ia32_irn(node)         &&
1322                         get_ia32_frame_ent(node) == NULL &&
1323                         is_ia32_use_frame(node)) {
1324                 if (is_ia32_need_stackent(node))
1325                         goto need_stackent;
1326
1327                 switch (get_ia32_irn_opcode(node)) {
1328 need_stackent:
1329                         case iro_ia32_Load: {
1330                                 const ia32_attr_t *attr = get_ia32_attr_const(node);
1331
1332                                 if (attr->data.need_32bit_stackent) {
1333                                         mode = mode_Is;
1334                                 } else if (attr->data.need_64bit_stackent) {
1335                                         mode = mode_Ls;
1336                                 } else {
1337                                         mode = get_ia32_ls_mode(node);
1338                                         if (is_ia32_is_reload(node))
1339                                                 mode = get_spill_mode_mode(mode);
1340                                 }
1341                                 align = get_mode_size_bytes(mode);
1342                                 break;
1343                         }
1344
1345                         case iro_ia32_vfild:
1346                         case iro_ia32_vfld:
1347                         case iro_ia32_xLoad: {
1348                                 mode  = get_ia32_ls_mode(node);
1349                                 align = 4;
1350                                 break;
1351                         }
1352
1353                         case iro_ia32_FldCW: {
1354                                 /* although 2 byte would be enough 4 byte performs best */
1355                                 mode  = mode_Iu;
1356                                 align = 4;
1357                                 break;
1358                         }
1359
1360                         default:
1361 #ifndef NDEBUG
1362                                 panic("unexpected frame user while collection frame entity nodes");
1363
1364                         case iro_ia32_FnstCW:
1365                         case iro_ia32_Store8Bit:
1366                         case iro_ia32_Store:
1367                         case iro_ia32_fst:
1368                         case iro_ia32_fstp:
1369                         case iro_ia32_vfist:
1370                         case iro_ia32_vfisttp:
1371                         case iro_ia32_vfst:
1372                         case iro_ia32_xStore:
1373                         case iro_ia32_xStoreSimple:
1374 #endif
1375                                 return;
1376                 }
1377         } else {
1378                 return;
1379         }
1380         be_node_needs_frame_entity(env, node, mode, align);
1381 }
1382
1383 /**
1384  * We transform Spill and Reload here. This needs to be done before
1385  * stack biasing otherwise we would miss the corrected offset for these nodes.
1386  */
1387 static void ia32_after_ra(void *self)
1388 {
1389         ia32_code_gen_t *cg = self;
1390         ir_graph *irg = cg->irg;
1391         be_fec_env_t *fec_env = be_new_frame_entity_coalescer(cg->birg);
1392
1393         /* create and coalesce frame entities */
1394         irg_walk_graph(irg, NULL, ia32_collect_frame_entity_nodes, fec_env);
1395         be_assign_entities(fec_env);
1396         be_free_frame_entity_coalescer(fec_env);
1397
1398         irg_block_walk_graph(irg, NULL, ia32_after_ra_walker, cg);
1399 }
1400
1401 /**
1402  * Last touchups for the graph before emit: x87 simulation to replace the
1403  * virtual with real x87 instructions, creating a block schedule and peephole
1404  * optimisations.
1405  */
1406 static void ia32_finish(void *self)
1407 {
1408         ia32_code_gen_t *cg = self;
1409         ir_graph        *irg = cg->irg;
1410
1411         ia32_finish_irg(irg, cg);
1412
1413         /* we might have to rewrite x87 virtual registers */
1414         if (cg->do_x87_sim) {
1415                 x87_simulate_graph(cg->birg);
1416         }
1417
1418         /* do peephole optimisations */
1419         ia32_peephole_optimization(cg);
1420
1421         /* create block schedule, this also removes empty blocks which might
1422          * produce critical edges */
1423         cg->blk_sched = be_create_block_schedule(irg, cg->birg->exec_freq);
1424 }
1425
1426 /**
1427  * Emits the code, closes the output file and frees
1428  * the code generator interface.
1429  */
1430 static void ia32_codegen(void *self)
1431 {
1432         ia32_code_gen_t *cg = self;
1433         ir_graph        *irg = cg->irg;
1434
1435         if (ia32_cg_config.emit_machcode) {
1436                 ia32_gen_binary_routine(cg, irg);
1437         } else {
1438                 ia32_gen_routine(cg, irg);
1439         }
1440
1441         /* remove it from the isa */
1442         cg->isa->cg = NULL;
1443
1444         assert(ia32_current_cg == cg);
1445         ia32_current_cg = NULL;
1446
1447         /* de-allocate code generator */
1448         free(cg);
1449 }
1450
1451 /**
1452  * Returns the node representing the PIC base.
1453  */
1454 static ir_node *ia32_get_pic_base(void *self)
1455 {
1456         ir_node         *block;
1457         ia32_code_gen_t *cg      = self;
1458         ir_node         *get_eip = cg->get_eip;
1459         if (get_eip != NULL)
1460                 return get_eip;
1461
1462         block       = get_irg_start_block(cg->irg);
1463         get_eip     = new_bd_ia32_GetEIP(NULL, block);
1464         cg->get_eip = get_eip;
1465
1466         be_dep_on_frame(get_eip);
1467         return get_eip;
1468 }
1469
1470 static void *ia32_cg_init(be_irg_t *birg);
1471
1472 static const arch_code_generator_if_t ia32_code_gen_if = {
1473         ia32_cg_init,
1474         ia32_get_pic_base,   /* return node used as base in pic code addresses */
1475         ia32_before_abi,     /* before abi introduce hook */
1476         ia32_prepare_graph,
1477         NULL,                /* spill */
1478         ia32_before_ra,      /* before register allocation hook */
1479         ia32_after_ra,       /* after register allocation hook */
1480         ia32_finish,         /* called before codegen */
1481         ia32_codegen         /* emit && done */
1482 };
1483
1484 /**
1485  * Initializes a IA32 code generator.
1486  */
1487 static void *ia32_cg_init(be_irg_t *birg)
1488 {
1489         ia32_isa_t      *isa = (ia32_isa_t *)birg->main_env->arch_env;
1490         ia32_code_gen_t *cg  = XMALLOCZ(ia32_code_gen_t);
1491
1492         cg->impl      = &ia32_code_gen_if;
1493         cg->irg       = birg->irg;
1494         cg->isa       = isa;
1495         cg->birg      = birg;
1496         cg->blk_sched = NULL;
1497         cg->dump      = (birg->main_env->options->dump_flags & DUMP_BE) ? 1 : 0;
1498         cg->gprof     = (birg->main_env->options->gprof) ? 1 : 0;
1499
1500         if (cg->gprof) {
1501                 /* Linux gprof implementation needs base pointer */
1502                 birg->main_env->options->omit_fp = 0;
1503         }
1504
1505         /* enter it */
1506         isa->cg = cg;
1507
1508 #ifndef NDEBUG
1509         if (isa->name_obst) {
1510                 obstack_free(isa->name_obst, NULL);
1511                 obstack_init(isa->name_obst);
1512         }
1513 #endif /* NDEBUG */
1514
1515         assert(ia32_current_cg == NULL);
1516         ia32_current_cg = cg;
1517
1518         return (arch_code_generator_t *)cg;
1519 }
1520
1521
1522
1523 /*****************************************************************
1524  *  ____             _                  _   _____  _____
1525  * |  _ \           | |                | | |_   _|/ ____|  /\
1526  * | |_) | __ _  ___| | _____ _ __   __| |   | | | (___   /  \
1527  * |  _ < / _` |/ __| |/ / _ \ '_ \ / _` |   | |  \___ \ / /\ \
1528  * | |_) | (_| | (__|   <  __/ | | | (_| |  _| |_ ____) / ____ \
1529  * |____/ \__,_|\___|_|\_\___|_| |_|\__,_| |_____|_____/_/    \_\
1530  *
1531  *****************************************************************/
1532
1533 /**
1534  * Set output modes for GCC
1535  */
1536 static const tarval_mode_info mo_integer = {
1537         TVO_HEX,
1538         "0x",
1539         NULL,
1540 };
1541
1542 /*
1543  * set the tarval output mode of all integer modes to decimal
1544  */
1545 static void set_tarval_output_modes(void)
1546 {
1547         int i;
1548
1549         for (i = get_irp_n_modes() - 1; i >= 0; --i) {
1550                 ir_mode *mode = get_irp_mode(i);
1551
1552                 if (mode_is_int(mode))
1553                         set_tarval_mode_output_option(mode, &mo_integer);
1554         }
1555 }
1556
1557 const arch_isa_if_t ia32_isa_if;
1558
1559 /**
1560  * The template that generates a new ISA object.
1561  * Note that this template can be changed by command line
1562  * arguments.
1563  */
1564 static ia32_isa_t ia32_isa_template = {
1565         {
1566                 &ia32_isa_if,            /* isa interface implementation */
1567                 &ia32_gp_regs[REG_ESP],  /* stack pointer register */
1568                 &ia32_gp_regs[REG_EBP],  /* base pointer register */
1569                 &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_gp],  /* static link pointer register class */
1570                 -1,                      /* stack direction */
1571                 2,                       /* power of two stack alignment, 2^2 == 4 */
1572                 NULL,                    /* main environment */
1573                 7,                       /* costs for a spill instruction */
1574                 5,                       /* costs for a reload instruction */
1575         },
1576         NULL,                    /* 16bit register names */
1577         NULL,                    /* 8bit register names */
1578         NULL,                    /* 8bit register names high */
1579         NULL,                    /* types */
1580         NULL,                    /* tv_ents */
1581         NULL,                    /* current code generator */
1582         NULL,                    /* abstract machine */
1583 #ifndef NDEBUG
1584         NULL,                    /* name obstack */
1585 #endif
1586 };
1587
1588 static void init_asm_constraints(void)
1589 {
1590         be_init_default_asm_constraint_flags();
1591
1592         asm_constraint_flags['a'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1593         asm_constraint_flags['b'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1594         asm_constraint_flags['c'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1595         asm_constraint_flags['d'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1596         asm_constraint_flags['D'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1597         asm_constraint_flags['S'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1598         asm_constraint_flags['Q'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1599         asm_constraint_flags['q'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1600         asm_constraint_flags['A'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1601         asm_constraint_flags['l'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1602         asm_constraint_flags['R'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1603         asm_constraint_flags['r'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1604         asm_constraint_flags['p'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1605         asm_constraint_flags['f'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1606         asm_constraint_flags['t'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1607         asm_constraint_flags['u'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1608         asm_constraint_flags['Y'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1609         asm_constraint_flags['X'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1610         asm_constraint_flags['n'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_IMMEDIATE;
1611         asm_constraint_flags['g'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_IMMEDIATE;
1612
1613         /* no support for autodecrement/autoincrement */
1614         asm_constraint_flags['<'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1615         asm_constraint_flags['>'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1616         /* no float consts */
1617         asm_constraint_flags['E'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1618         asm_constraint_flags['F'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1619         /* makes no sense on x86 */
1620         asm_constraint_flags['s'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1621         /* no support for sse consts yet */
1622         asm_constraint_flags['C'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1623         /* no support for x87 consts yet */
1624         asm_constraint_flags['G'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1625         /* no support for mmx registers yet */
1626         asm_constraint_flags['y'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1627         /* not available in 32bit mode */
1628         asm_constraint_flags['Z'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1629         asm_constraint_flags['e'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1630
1631         /* no code yet to determine register class needed... */
1632         asm_constraint_flags['X'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1633 }
1634
1635 /**
1636  * Initializes the backend ISA.
1637  */
1638 static arch_env_t *ia32_init(FILE *file_handle)
1639 {
1640         static int inited = 0;
1641         ia32_isa_t *isa;
1642         int        i, n;
1643
1644         if (inited)
1645                 return NULL;
1646         inited = 1;
1647
1648         set_tarval_output_modes();
1649
1650         isa = XMALLOC(ia32_isa_t);
1651         memcpy(isa, &ia32_isa_template, sizeof(*isa));
1652
1653         if (mode_fpcw == NULL) {
1654                 mode_fpcw = new_ir_mode("Fpcw", irms_int_number, 16, 0, irma_none, 0);
1655         }
1656
1657         ia32_register_init();
1658         ia32_create_opcodes(&ia32_irn_ops);
1659         /* special handling for SwitchJmp */
1660         op_ia32_SwitchJmp->ops.be_ops = &ia32_SwitchJmp_irn_ops;
1661
1662         be_emit_init(file_handle);
1663         isa->regs_16bit     = pmap_create();
1664         isa->regs_8bit      = pmap_create();
1665         isa->regs_8bit_high = pmap_create();
1666         isa->types          = pmap_create();
1667         isa->tv_ent         = pmap_create();
1668         isa->cpu            = ia32_init_machine_description();
1669
1670         ia32_build_16bit_reg_map(isa->regs_16bit);
1671         ia32_build_8bit_reg_map(isa->regs_8bit);
1672         ia32_build_8bit_reg_map_high(isa->regs_8bit_high);
1673
1674 #ifndef NDEBUG
1675         isa->name_obst = XMALLOC(struct obstack);
1676         obstack_init(isa->name_obst);
1677 #endif /* NDEBUG */
1678
1679         /* enter the ISA object into the intrinsic environment */
1680         intrinsic_env.isa = isa;
1681
1682         /* emit asm includes */
1683         n = get_irp_n_asms();
1684         for (i = 0; i < n; ++i) {
1685                 be_emit_cstring("#APP\n");
1686                 be_emit_ident(get_irp_asm(i));
1687                 be_emit_cstring("\n#NO_APP\n");
1688         }
1689
1690         /* needed for the debug support */
1691         be_gas_emit_switch_section(GAS_SECTION_TEXT);
1692         be_emit_irprintf("%stext0:\n", be_gas_get_private_prefix());
1693         be_emit_write_line();
1694
1695         return &isa->arch_env;
1696 }
1697
1698
1699
1700 /**
1701  * Closes the output file and frees the ISA structure.
1702  */
1703 static void ia32_done(void *self)
1704 {
1705         ia32_isa_t *isa = self;
1706
1707         /* emit now all global declarations */
1708         be_gas_emit_decls(isa->arch_env.main_env);
1709
1710         pmap_destroy(isa->regs_16bit);
1711         pmap_destroy(isa->regs_8bit);
1712         pmap_destroy(isa->regs_8bit_high);
1713         pmap_destroy(isa->tv_ent);
1714         pmap_destroy(isa->types);
1715
1716 #ifndef NDEBUG
1717         obstack_free(isa->name_obst, NULL);
1718 #endif /* NDEBUG */
1719
1720         be_emit_exit();
1721
1722         free(self);
1723 }
1724
1725
1726 /**
1727  * Return the number of register classes for this architecture.
1728  * We report always these:
1729  *  - the general purpose registers
1730  *  - the SSE floating point register set
1731  *  - the virtual floating point registers
1732  *  - the SSE vector register set
1733  */
1734 static unsigned ia32_get_n_reg_class(void)
1735 {
1736         return N_CLASSES;
1737 }
1738
1739 /**
1740  * Return the register class for index i.
1741  */
1742 static const arch_register_class_t *ia32_get_reg_class(unsigned i)
1743 {
1744         assert(i < N_CLASSES);
1745         return &ia32_reg_classes[i];
1746 }
1747
1748 /**
1749  * Get the register class which shall be used to store a value of a given mode.
1750  * @param self The this pointer.
1751  * @param mode The mode in question.
1752  * @return A register class which can hold values of the given mode.
1753  */
1754 static const arch_register_class_t *ia32_get_reg_class_for_mode(const ir_mode *mode)
1755 {
1756         if (mode_is_float(mode)) {
1757                 return ia32_cg_config.use_sse2 ? &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_xmm] : &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_vfp];
1758         }
1759         else
1760                 return &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_gp];
1761 }
1762
1763 /**
1764  * Returns the register for parameter nr.
1765  */
1766 static const arch_register_t *ia32_get_RegParam_reg(unsigned cc, unsigned nr,
1767                                                     const ir_mode *mode)
1768 {
1769         static const arch_register_t *gpreg_param_reg_fastcall[] = {
1770                 &ia32_gp_regs[REG_ECX],
1771                 &ia32_gp_regs[REG_EDX],
1772                 NULL
1773         };
1774         static const unsigned MAXNUM_GPREG_ARGS = 3;
1775
1776         static const arch_register_t *gpreg_param_reg_regparam[] = {
1777                 &ia32_gp_regs[REG_EAX],
1778                 &ia32_gp_regs[REG_EDX],
1779                 &ia32_gp_regs[REG_ECX]
1780         };
1781
1782         static const arch_register_t *gpreg_param_reg_this[] = {
1783                 &ia32_gp_regs[REG_ECX],
1784                 NULL,
1785                 NULL
1786         };
1787
1788         static const arch_register_t *fpreg_sse_param_reg_std[] = {
1789                 &ia32_xmm_regs[REG_XMM0],
1790                 &ia32_xmm_regs[REG_XMM1],
1791                 &ia32_xmm_regs[REG_XMM2],
1792                 &ia32_xmm_regs[REG_XMM3],
1793                 &ia32_xmm_regs[REG_XMM4],
1794                 &ia32_xmm_regs[REG_XMM5],
1795                 &ia32_xmm_regs[REG_XMM6],
1796                 &ia32_xmm_regs[REG_XMM7]
1797         };
1798
1799         static const arch_register_t *fpreg_sse_param_reg_this[] = {
1800                 NULL,  /* in case of a "this" pointer, the first parameter must not be a float */
1801         };
1802         static const unsigned MAXNUM_SSE_ARGS = 8;
1803
1804         if ((cc & cc_this_call) && nr == 0)
1805                 return gpreg_param_reg_this[0];
1806
1807         if (! (cc & cc_reg_param))
1808                 return NULL;
1809
1810         if (mode_is_float(mode)) {
1811                 if (!ia32_cg_config.use_sse2 || (cc & cc_fpreg_param) == 0)
1812                         return NULL;
1813                 if (nr >= MAXNUM_SSE_ARGS)
1814                         return NULL;
1815
1816                 if (cc & cc_this_call) {
1817                         return fpreg_sse_param_reg_this[nr];
1818                 }
1819                 return fpreg_sse_param_reg_std[nr];
1820         } else if (mode_is_int(mode) || mode_is_reference(mode)) {
1821                 unsigned num_regparam;
1822
1823                 if (get_mode_size_bits(mode) > 32)
1824                         return NULL;
1825
1826                 if (nr >= MAXNUM_GPREG_ARGS)
1827                         return NULL;
1828
1829                 if (cc & cc_this_call) {
1830                         return gpreg_param_reg_this[nr];
1831                 }
1832                 num_regparam = cc & ~cc_bits;
1833                 if (num_regparam == 0) {
1834                         /* default fastcall */
1835                         return gpreg_param_reg_fastcall[nr];
1836                 }
1837                 if (nr < num_regparam)
1838                         return gpreg_param_reg_regparam[nr];
1839                 return NULL;
1840         }
1841
1842         panic("unknown argument mode");
1843 }
1844
1845 /**
1846  * Get the ABI restrictions for procedure calls.
1847  * @param self        The this pointer.
1848  * @param method_type The type of the method (procedure) in question.
1849  * @param abi         The abi object to be modified
1850  */
1851 static void ia32_get_call_abi(const void *self, ir_type *method_type,
1852                               be_abi_call_t *abi)
1853 {
1854         ir_type  *tp;
1855         ir_mode  *mode;
1856         unsigned  cc;
1857         int       n, i, regnum;
1858         int                 pop_amount = 0;
1859         be_abi_call_flags_t call_flags = be_abi_call_get_flags(abi);
1860
1861         (void) self;
1862
1863         /* set abi flags for calls */
1864         call_flags.bits.left_to_right         = 0;  /* always last arg first on stack */
1865         call_flags.bits.store_args_sequential = 0;
1866         /* call_flags.bits.try_omit_fp                 not changed: can handle both settings */
1867         call_flags.bits.fp_free               = 0;  /* the frame pointer is fixed in IA32 */
1868         call_flags.bits.call_has_imm          = 0;  /* No call immediate, we handle this by ourselves */
1869
1870         /* set parameter passing style */
1871         be_abi_call_set_flags(abi, call_flags, &ia32_abi_callbacks);
1872
1873         cc = get_method_calling_convention(method_type);
1874         if (get_method_variadicity(method_type) == variadicity_variadic) {
1875                 /* pass all parameters of a variadic function on the stack */
1876                 cc = cc_cdecl_set | (cc & cc_this_call);
1877         } else {
1878                 if (get_method_additional_properties(method_type) & mtp_property_private &&
1879                     ia32_cg_config.optimize_cc) {
1880                         /* set the fast calling conventions (allowing up to 3) */
1881                         cc = SET_FASTCALL(cc) | 3;
1882                 }
1883         }
1884
1885         /* we have to pop the shadow parameter ourself for compound calls */
1886         if ( (get_method_calling_convention(method_type) & cc_compound_ret)
1887                         && !(cc & cc_reg_param)) {
1888                 pop_amount += get_mode_size_bytes(mode_P_data);
1889         }
1890
1891         n = get_method_n_params(method_type);
1892         for (i = regnum = 0; i < n; i++) {
1893                 ir_mode               *mode;
1894                 const arch_register_t *reg = NULL;
1895
1896                 tp   = get_method_param_type(method_type, i);
1897                 mode = get_type_mode(tp);
1898                 if (mode != NULL) {
1899                         reg  = ia32_get_RegParam_reg(cc, regnum, mode);
1900                 }
1901                 if (reg != NULL) {
1902                         be_abi_call_param_reg(abi, i, reg, ABI_CONTEXT_BOTH);
1903                         ++regnum;
1904                 } else {
1905                         /* Micro optimisation: if the mode is shorter than 4 bytes, load 4 bytes.
1906                          * movl has a shorter opcode than mov[sz][bw]l */
1907                         ir_mode *load_mode = mode;
1908
1909                         if (mode != NULL) {
1910                                 unsigned size = get_mode_size_bytes(mode);
1911
1912                                 if (cc & cc_callee_clear_stk) {
1913                                         pop_amount += (size + 3U) & ~3U;
1914                                 }
1915
1916                                 if (size < 4) load_mode = mode_Iu;
1917                         }
1918
1919                         be_abi_call_param_stack(abi, i, load_mode, 4, 0, 0, ABI_CONTEXT_BOTH);
1920                 }
1921         }
1922
1923         be_abi_call_set_pop(abi, pop_amount);
1924
1925         /* set return registers */
1926         n = get_method_n_ress(method_type);
1927
1928         assert(n <= 2 && "more than two results not supported");
1929
1930         /* In case of 64bit returns, we will have two 32bit values */
1931         if (n == 2) {
1932                 tp   = get_method_res_type(method_type, 0);
1933                 mode = get_type_mode(tp);
1934
1935                 assert(!mode_is_float(mode) && "two FP results not supported");
1936
1937                 tp   = get_method_res_type(method_type, 1);
1938                 mode = get_type_mode(tp);
1939
1940                 assert(!mode_is_float(mode) && "mixed INT, FP results not supported");
1941
1942                 be_abi_call_res_reg(abi, 0, &ia32_gp_regs[REG_EAX], ABI_CONTEXT_BOTH);
1943                 be_abi_call_res_reg(abi, 1, &ia32_gp_regs[REG_EDX], ABI_CONTEXT_BOTH);
1944         }
1945         else if (n == 1) {
1946                 const arch_register_t *reg;
1947
1948                 tp   = get_method_res_type(method_type, 0);
1949                 assert(is_atomic_type(tp));
1950                 mode = get_type_mode(tp);
1951
1952                 reg = mode_is_float(mode) ? &ia32_vfp_regs[REG_VF0] : &ia32_gp_regs[REG_EAX];
1953
1954                 be_abi_call_res_reg(abi, 0, reg, ABI_CONTEXT_BOTH);
1955         }
1956 }
1957
1958 static int ia32_to_appear_in_schedule(void *block_env, const ir_node *irn)
1959 {
1960         (void) block_env;
1961
1962         if (!is_ia32_irn(irn)) {
1963                 return -1;
1964         }
1965
1966         if (is_ia32_NoReg_GP(irn) || is_ia32_NoReg_VFP(irn) || is_ia32_NoReg_XMM(irn)
1967             || is_ia32_ChangeCW(irn) || is_ia32_Immediate(irn))
1968                 return 0;
1969
1970         return 1;
1971 }
1972
1973 /**
1974  * Initializes the code generator interface.
1975  */
1976 static const arch_code_generator_if_t *ia32_get_code_generator_if(void *self)
1977 {
1978         (void) self;
1979         return &ia32_code_gen_if;
1980 }
1981
1982 /**
1983  * Returns the estimated execution time of an ia32 irn.
1984  */
1985 static sched_timestep_t ia32_sched_exectime(void *env, const ir_node *irn)
1986 {
1987         (void) env;
1988         return is_ia32_irn(irn) ? ia32_get_op_estimated_cost(irn) : 1;
1989 }
1990
1991 list_sched_selector_t ia32_sched_selector;
1992
1993 /**
1994  * Returns the reg_pressure scheduler with to_appear_in_schedule() overloaded
1995  */
1996 static const list_sched_selector_t *ia32_get_list_sched_selector(
1997                 const void *self, list_sched_selector_t *selector)
1998 {
1999         (void) self;
2000         memcpy(&ia32_sched_selector, selector, sizeof(ia32_sched_selector));
2001         ia32_sched_selector.exectime              = ia32_sched_exectime;
2002         ia32_sched_selector.to_appear_in_schedule = ia32_to_appear_in_schedule;
2003         return &ia32_sched_selector;
2004 }
2005
2006 static const ilp_sched_selector_t *ia32_get_ilp_sched_selector(const void *self)
2007 {
2008         (void) self;
2009         return NULL;
2010 }
2011
2012 /**
2013  * Returns the necessary byte alignment for storing a register of given class.
2014  */
2015 static int ia32_get_reg_class_alignment(const arch_register_class_t *cls)
2016 {
2017         ir_mode *mode = arch_register_class_mode(cls);
2018         int bytes     = get_mode_size_bytes(mode);
2019
2020         if (mode_is_float(mode) && bytes > 8)
2021                 return 16;
2022         return bytes;
2023 }
2024
2025 static const be_execution_unit_t ***ia32_get_allowed_execution_units(
2026                 const ir_node *irn)
2027 {
2028         static const be_execution_unit_t *_allowed_units_BRANCH[] = {
2029                 &ia32_execution_units_BRANCH[IA32_EXECUNIT_TP_BRANCH_BRANCH1],
2030                 &ia32_execution_units_BRANCH[IA32_EXECUNIT_TP_BRANCH_BRANCH2],
2031                 NULL,
2032         };
2033         static const be_execution_unit_t *_allowed_units_GP[] = {
2034                 &ia32_execution_units_GP[IA32_EXECUNIT_TP_GP_GP_EAX],
2035                 &ia32_execution_units_GP[IA32_EXECUNIT_TP_GP_GP_EBX],
2036                 &ia32_execution_units_GP[IA32_EXECUNIT_TP_GP_GP_ECX],
2037                 &ia32_execution_units_GP[IA32_EXECUNIT_TP_GP_GP_EDX],
2038                 &ia32_execution_units_GP[IA32_EXECUNIT_TP_GP_GP_ESI],
2039                 &ia32_execution_units_GP[IA32_EXECUNIT_TP_GP_GP_EDI],
2040                 &ia32_execution_units_GP[IA32_EXECUNIT_TP_GP_GP_EBP],
2041                 NULL,
2042         };
2043         static const be_execution_unit_t *_allowed_units_DUMMY[] = {
2044                 &be_machine_execution_units_DUMMY[0],
2045                 NULL,
2046         };
2047         static const be_execution_unit_t **_units_callret[] = {
2048                 _allowed_units_BRANCH,
2049                 NULL
2050         };
2051         static const be_execution_unit_t **_units_other[] = {
2052                 _allowed_units_GP,
2053                 NULL
2054         };
2055         static const be_execution_unit_t **_units_dummy[] = {
2056                 _allowed_units_DUMMY,
2057                 NULL
2058         };
2059         const be_execution_unit_t ***ret;
2060
2061         if (is_ia32_irn(irn)) {
2062                 ret = get_ia32_exec_units(irn);
2063         } else if (is_be_node(irn)) {
2064                 if (be_is_Return(irn)) {
2065                         ret = _units_callret;
2066                 } else if (be_is_Barrier(irn)) {
2067                         ret = _units_dummy;
2068                 } else {
2069                         ret = _units_other;
2070                 }
2071         }
2072         else {
2073                 ret = _units_dummy;
2074         }
2075
2076         return ret;
2077 }
2078
2079 /**
2080  * Return the abstract ia32 machine.
2081  */
2082 static const be_machine_t *ia32_get_machine(const void *self)
2083 {
2084         const ia32_isa_t *isa = self;
2085         return isa->cpu;
2086 }
2087
2088 /**
2089  * Return irp irgs in the desired order.
2090  */
2091 static ir_graph **ia32_get_irg_list(const void *self, ir_graph ***irg_list)
2092 {
2093         (void) self;
2094         (void) irg_list;
2095         return NULL;
2096 }
2097
2098 static void ia32_mark_remat(ir_node *node)
2099 {
2100         if (is_ia32_irn(node)) {
2101                 set_ia32_is_remat(node);
2102         }
2103 }
2104
2105 /**
2106  * Check if Mux(sel, t, f) would represent an Abs (or -Abs).
2107  */
2108 static bool mux_is_abs(ir_node *sel, ir_node *mux_true, ir_node *mux_false)
2109 {
2110         ir_node *cmp_left;
2111         ir_node *cmp_right;
2112         ir_node *cmp;
2113         pn_Cmp  pnc;
2114
2115         if (!is_Proj(sel))
2116                 return false;
2117         cmp = get_Proj_pred(sel);
2118         if (!is_Cmp(cmp))
2119                 return false;
2120
2121         /* must be <, <=, >=, > */
2122         pnc = get_Proj_proj(sel);
2123         switch (pnc) {
2124         case pn_Cmp_Ge:
2125         case pn_Cmp_Gt:
2126         case pn_Cmp_Le:
2127         case pn_Cmp_Lt:
2128         case pn_Cmp_Uge:
2129         case pn_Cmp_Ug:
2130         case pn_Cmp_Ul:
2131         case pn_Cmp_Ule:
2132                 break;
2133         default:
2134                 return false;
2135         }
2136
2137         if (!is_negated_value(mux_true, mux_false))
2138                 return false;
2139
2140         /* must be x cmp 0 */
2141         cmp_right = get_Cmp_right(cmp);
2142         if (!is_Const(cmp_right) || !is_Const_null(cmp_right))
2143                 return 0;
2144
2145         cmp_left = get_Cmp_left(cmp);
2146         if (cmp_left != mux_true && cmp_left != mux_false)
2147                 return false;
2148
2149         return true;
2150 }
2151
2152 /**
2153  * Check if Mux(sel, mux_true, mux_false) would represent a Max or Min operation
2154  */
2155 static bool mux_is_float_min_max(ir_node *sel, ir_node *mux_true,
2156                                  ir_node *mux_false)
2157 {
2158         ir_node *cmp_l;
2159         ir_node *cmp_r;
2160         ir_node *cmp;
2161         pn_Cmp  pnc;
2162
2163         if (!is_Proj(sel))
2164                 return false;
2165         cmp = get_Proj_pred(sel);
2166         if (!is_Cmp(cmp))
2167                 return false;
2168
2169         cmp_l = get_Cmp_left(cmp);
2170         cmp_r = get_Cmp_right(cmp);
2171         if (!mode_is_float(get_irn_mode(cmp_l)))
2172                 return false;
2173
2174         /* check for min/max. They're defined as (C-Semantik):
2175          *  min(a, b) = a < b ? a : b
2176          *  or min(a, b) = a <= b ? a : b
2177          *  max(a, b) = a > b ? a : b
2178          *  or max(a, b) = a >= b ? a : b
2179          * (Note we only handle float min/max here)
2180          */
2181         pnc = get_Proj_proj(sel);
2182         switch (pnc) {
2183         case pn_Cmp_Ge:
2184         case pn_Cmp_Gt:
2185                 /* this is a max */
2186                 if (cmp_l == mux_true && cmp_r == mux_false)
2187                         return true;
2188                 break;
2189         case pn_Cmp_Le:
2190         case pn_Cmp_Lt:
2191                 /* this is a min */
2192                 if (cmp_l == mux_true && cmp_r == mux_false)
2193                         return true;
2194                 break;
2195         case pn_Cmp_Uge:
2196         case pn_Cmp_Ug:
2197                 /* this is a min */
2198                 if (cmp_l == mux_false && cmp_r == mux_true)
2199                         return true;
2200                 break;
2201         case pn_Cmp_Ule:
2202         case pn_Cmp_Ul:
2203                 /* this is a max */
2204                 if (cmp_l == mux_false && cmp_r == mux_true)
2205                         return true;
2206                 break;
2207
2208         default:
2209                 break;
2210         }
2211
2212         return false;
2213 }
2214
2215 static bool mux_is_set(ir_node *sel, ir_node *mux_true, ir_node *mux_false)
2216 {
2217         ir_mode *mode = get_irn_mode(mux_true);
2218         (void) sel;
2219
2220         if (!mode_is_int(mode) && !mode_is_reference(mode)
2221                         && mode != mode_b)
2222                 return false;
2223
2224         if (is_Const(mux_true) && is_Const(mux_false)) {
2225                 /* we can create a set plus up two 3 instructions for any combination of constants */
2226                 return true;
2227         }
2228
2229         return false;
2230 }
2231
2232 static bool mux_is_float_const_const(ir_node *sel, ir_node *mux_true,
2233                                      ir_node *mux_false)
2234 {
2235         (void) sel;
2236
2237         if (!mode_is_float(get_irn_mode(mux_true)))
2238                 return false;
2239
2240         return is_Const(mux_true) && is_Const(mux_false);
2241 }
2242
2243 static bool mux_is_doz(ir_node *sel, ir_node *mux_true, ir_node *mux_false)
2244 {
2245         ir_node *cmp;
2246         ir_node *cmp_left;
2247         ir_node *cmp_right;
2248         ir_mode *mode;
2249         long     pn;
2250
2251         if (!is_Proj(sel))
2252                 return false;
2253
2254         cmp = get_Proj_pred(sel);
2255         if (!is_Cmp(cmp))
2256                 return false;
2257
2258         mode = get_irn_mode(mux_true);
2259         if (mode_is_signed(mode) || mode_is_float(mode))
2260                 return false;
2261
2262         pn        = get_Proj_proj(sel);
2263         cmp_left  = get_Cmp_left(cmp);
2264         cmp_right = get_Cmp_right(cmp);
2265         if ((pn & pn_Cmp_Gt) &&
2266                 is_Const(mux_false) && is_Const_null(mux_false) && is_Sub(mux_true) &&
2267                 get_Sub_left(mux_true) == cmp_left &&
2268                 get_Sub_right(mux_true) == cmp_right) {
2269                 /* Mux(a >=u b, a - b, 0) unsigned Doz */
2270                 return true;
2271         }
2272         if ((pn & pn_Cmp_Lt) &&
2273                 is_Const(mux_true) && is_Const_null(mux_true) && is_Sub(mux_false) &&
2274                 get_Sub_left(mux_false) == cmp_left &&
2275                 get_Sub_right(mux_false) == cmp_right) {
2276                 /* Mux(a <=u b, 0, a - b) unsigned Doz */
2277                 return true;
2278         }
2279
2280         return false;
2281 }
2282
2283 static int ia32_is_mux_allowed(ir_node *sel, ir_node *mux_false,
2284                                ir_node *mux_true)
2285 {
2286         ir_mode *mode;
2287
2288         /* we can handle Abs for all modes and compares */
2289         if (mux_is_abs(sel, mux_true, mux_false))
2290                 return true;
2291         /* we can handle Set for all modes and compares */
2292         if (mux_is_set(sel, mux_true, mux_false))
2293                 return true;
2294         /* SSE has own min/max operations */
2295         if (ia32_cg_config.use_sse2
2296                         && mux_is_float_min_max(sel, mux_true, mux_false))
2297                 return true;
2298         /* we can handle Mux(?, Const[f], Const[f]) */
2299         if (mux_is_float_const_const(sel, mux_true, mux_false)) {
2300 #ifdef FIRM_GRGEN_BE
2301                 /* well, some code selectors can't handle it */
2302                 if (be_transformer != TRANSFORMER_PBQP
2303                                 || be_transformer != TRANSFORMER_RAND)
2304                         return true;
2305 #else
2306                 return true;
2307 #endif
2308         }
2309
2310         /* no support for 64bit inputs to cmov */
2311         mode = get_irn_mode(mux_true);
2312         if (get_mode_size_bits(mode) > 32)
2313                 return false;
2314         /* we can't handle MuxF yet */
2315         if (mode_is_float(mode))
2316                 return false;
2317
2318         if (mux_is_doz(sel, mux_true, mux_false))
2319                 return true;
2320
2321         /* Check Cmp before the node */
2322         if (is_Proj(sel)) {
2323                 ir_node *cmp = get_Proj_pred(sel);
2324                 if (is_Cmp(cmp)) {
2325                         ir_mode *cmp_mode = get_irn_mode(get_Cmp_left(cmp));
2326
2327                         /* we can't handle 64bit compares */
2328                         if (get_mode_size_bits(cmp_mode) > 32)
2329                                 return false;
2330
2331                         /* we can't handle float compares */
2332                         if (mode_is_float(cmp_mode))
2333                                 return false;
2334                 }
2335         }
2336
2337         /* did we disable cmov generation? */
2338         if (!ia32_cg_config.use_cmov)
2339                 return false;
2340
2341         /* we can use a cmov */
2342         return true;
2343 }
2344
2345 static asm_constraint_flags_t ia32_parse_asm_constraint(const char **c)
2346 {
2347         (void) c;
2348
2349         /* we already added all our simple flags to the flags modifier list in
2350          * init, so this flag we don't know. */
2351         return ASM_CONSTRAINT_FLAG_INVALID;
2352 }
2353
2354 static int ia32_is_valid_clobber(const char *clobber)
2355 {
2356         return ia32_get_clobber_register(clobber) != NULL;
2357 }
2358
2359 /**
2360  * Create the trampoline code.
2361  */
2362 static ir_node *ia32_create_trampoline_fkt(ir_node *block, ir_node *mem, ir_node *trampoline, ir_node *env, ir_node *callee)
2363 {
2364         ir_node  *st, *p = trampoline;
2365         ir_mode *mode    = get_irn_mode(p);
2366
2367         /* mov  ecx,<env> */
2368         st  = new_r_Store(block, mem, p, new_Const_long(mode_Bu, 0xb9), 0);
2369         mem = new_r_Proj(st, mode_M, pn_Store_M);
2370         p   = new_r_Add(block, p, new_Const_long(mode_Iu, 1), mode);
2371         st  = new_r_Store(block, mem, p, env, 0);
2372         mem = new_r_Proj(st, mode_M, pn_Store_M);
2373         p   = new_r_Add(block, p, new_Const_long(mode_Iu, 4), mode);
2374         /* jmp  <callee> */
2375         st  = new_r_Store(block, mem, p, new_Const_long(mode_Bu, 0xe9), 0);
2376         mem = new_r_Proj(st, mode_M, pn_Store_M);
2377         p   = new_r_Add(block, p, new_Const_long(mode_Iu, 1), mode);
2378         st  = new_r_Store(block, mem, p, callee, 0);
2379         mem = new_r_Proj(st, mode_M, pn_Store_M);
2380         p   = new_r_Add(block, p, new_Const_long(mode_Iu, 4), mode);
2381
2382         return mem;
2383 }
2384
2385 /**
2386  * Returns the libFirm configuration parameter for this backend.
2387  */
2388 static const backend_params *ia32_get_libfirm_params(void)
2389 {
2390         static const ir_settings_if_conv_t ifconv = {
2391                 4,                    /* maxdepth, doesn't matter for Mux-conversion */
2392                 ia32_is_mux_allowed   /* allows or disallows Mux creation for given selector */
2393         };
2394         static const ir_settings_arch_dep_t ad = {
2395                 1,                   /* also use subs */
2396                 4,                   /* maximum shifts */
2397                 31,                  /* maximum shift amount */
2398                 ia32_evaluate_insn,  /* evaluate the instruction sequence */
2399
2400                 1,  /* allow Mulhs */
2401                 1,  /* allow Mulus */
2402                 32, /* Mulh allowed up to 32 bit */
2403         };
2404         static backend_params p = {
2405                 1,     /* need dword lowering */
2406                 1,     /* support inline assembly */
2407                 NULL,  /* will be set later */
2408                 ia32_create_intrinsic_fkt,
2409                 &intrinsic_env,  /* context for ia32_create_intrinsic_fkt */
2410                 NULL,  /* ifconv info will be set below */
2411                 NULL,  /* float arithmetic mode, will be set below */
2412                 12,    /* size of trampoline code */
2413                 4,     /* alignment of trampoline code */
2414                 ia32_create_trampoline_fkt,
2415                 4      /* alignment of stack parameter */
2416         };
2417
2418         ia32_setup_cg_config();
2419
2420         /* doesn't really belong here, but this is the earliest place the backend
2421          * is called... */
2422         init_asm_constraints();
2423
2424         p.dep_param    = &ad;
2425         p.if_conv_info = &ifconv;
2426         if (! ia32_cg_config.use_sse2)
2427                 p.mode_float_arithmetic = mode_E;
2428         return &p;
2429 }
2430
2431 static const lc_opt_enum_int_items_t gas_items[] = {
2432         { "elf",   OBJECT_FILE_FORMAT_ELF    },
2433         { "mingw", OBJECT_FILE_FORMAT_COFF   },
2434         { "macho", OBJECT_FILE_FORMAT_MACH_O },
2435         { NULL,    0 }
2436 };
2437
2438 static lc_opt_enum_int_var_t gas_var = {
2439         (int*) &be_gas_object_file_format, gas_items
2440 };
2441
2442 #ifdef FIRM_GRGEN_BE
2443 static const lc_opt_enum_int_items_t transformer_items[] = {
2444         { "default", TRANSFORMER_DEFAULT },
2445         { "pbqp",    TRANSFORMER_PBQP    },
2446         { "random",  TRANSFORMER_RAND    },
2447         { NULL,      0                   }
2448 };
2449
2450 static lc_opt_enum_int_var_t transformer_var = {
2451         (int*)&be_transformer, transformer_items
2452 };
2453 #endif
2454
2455 static const lc_opt_table_entry_t ia32_options[] = {
2456         LC_OPT_ENT_ENUM_INT("gasmode", "set the GAS compatibility mode", &gas_var),
2457 #ifdef FIRM_GRGEN_BE
2458         LC_OPT_ENT_ENUM_INT("transformer", "the transformer used for code selection", &transformer_var),
2459 #endif
2460         LC_OPT_ENT_INT("stackalign", "set power of two stack alignment for calls",
2461                        &ia32_isa_template.arch_env.stack_alignment),
2462         LC_OPT_LAST
2463 };
2464
2465 const arch_isa_if_t ia32_isa_if = {
2466         ia32_init,
2467         ia32_done,
2468         ia32_handle_intrinsics,
2469         ia32_get_n_reg_class,
2470         ia32_get_reg_class,
2471         ia32_get_reg_class_for_mode,
2472         ia32_get_call_abi,
2473         ia32_get_code_generator_if,
2474         ia32_get_list_sched_selector,
2475         ia32_get_ilp_sched_selector,
2476         ia32_get_reg_class_alignment,
2477         ia32_get_libfirm_params,
2478         ia32_get_allowed_execution_units,
2479         ia32_get_machine,
2480         ia32_get_irg_list,
2481         ia32_mark_remat,
2482         ia32_parse_asm_constraint,
2483         ia32_is_valid_clobber
2484 };
2485
2486 BE_REGISTER_MODULE_CONSTRUCTOR(be_init_arch_ia32);
2487 void be_init_arch_ia32(void)
2488 {
2489         lc_opt_entry_t *be_grp   = lc_opt_get_grp(firm_opt_get_root(), "be");
2490         lc_opt_entry_t *ia32_grp = lc_opt_get_grp(be_grp, "ia32");
2491
2492         lc_opt_add_table(ia32_grp, ia32_options);
2493         be_register_isa_if("ia32", &ia32_isa_if);
2494
2495         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.be.ia32.cg");
2496
2497         ia32_init_emitter();
2498         ia32_init_finish();
2499         ia32_init_optimize();
2500         ia32_init_transform();
2501         ia32_init_x87();
2502         ia32_init_architecture();
2503 }