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