fdf9abf0473b6ecd45776a093a77cf34fba6ab52
[libfirm] / ir / be / ia32 / bearch_ia32.c
1 /*
2  * Copyright (C) 1995-2008 University of Karlsruhe.  All right reserved.
3  *
4  * This file is part of libFirm.
5  *
6  * This file may be distributed and/or modified under the terms of the
7  * GNU General Public License version 2 as published by the Free Software
8  * Foundation and appearing in the file LICENSE.GPL included in the
9  * packaging of this file.
10  *
11  * Licensees holding valid libFirm Professional Edition licenses may use
12  * this file in accordance with the libFirm Commercial License.
13  * Agreement provided with the Software.
14  *
15  * This file is provided AS IS with NO WARRANTY OF ANY KIND, INCLUDING THE
16  * WARRANTY OF DESIGN, MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
17  * PURPOSE.
18  */
19
20 /**
21  * @file
22  * @brief       This is the main ia32 firm backend driver.
23  * @author      Christian Wuerdig
24  * @version     $Id$
25  */
26 #ifdef HAVE_CONFIG_H
27 #include "config.h"
28 #endif
29
30 #include "lc_opts.h"
31 #include "lc_opts_enum.h"
32
33 #include <math.h>
34
35 #include "pseudo_irg.h"
36 #include "irarch.h"
37 #include "irgwalk.h"
38 #include "irprog.h"
39 #include "irprintf.h"
40 #include "iredges_t.h"
41 #include "ircons.h"
42 #include "irflag.h"
43 #include "irgmod.h"
44 #include "irgopt.h"
45 #include "irbitset.h"
46 #include "irgopt.h"
47 #include "pdeq.h"
48 #include "pset.h"
49 #include "debug.h"
50 #include "error.h"
51 #include "xmalloc.h"
52 #include "irtools.h"
53 #include "iroptimize.h"
54 #include "instrument.h"
55
56 #include "../beabi.h"
57 #include "../beirg_t.h"
58 #include "../benode_t.h"
59 #include "../belower.h"
60 #include "../besched_t.h"
61 #include "be.h"
62 #include "../be_t.h"
63 #include "../beirgmod.h"
64 #include "../be_dbgout.h"
65 #include "../beblocksched.h"
66 #include "../bemachine.h"
67 #include "../beilpsched.h"
68 #include "../bespillslots.h"
69 #include "../bemodule.h"
70 #include "../begnuas.h"
71 #include "../bestate.h"
72 #include "../beflags.h"
73
74 #include "bearch_ia32_t.h"
75
76 #include "ia32_new_nodes.h"
77 #include "gen_ia32_regalloc_if.h"
78 #include "gen_ia32_machine.h"
79 #include "ia32_common_transform.h"
80 #include "ia32_transform.h"
81 #include "ia32_emitter.h"
82 #include "ia32_map_regs.h"
83 #include "ia32_optimize.h"
84 #include "ia32_x87.h"
85 #include "ia32_dbg_stat.h"
86 #include "ia32_finish.h"
87 #include "ia32_util.h"
88 #include "ia32_fpu.h"
89 #include "ia32_architecture.h"
90
91 #ifdef FIRM_GRGEN_BE
92 #include "ia32_pbqp_transform.h"
93 #endif
94
95 DEBUG_ONLY(static firm_dbg_module_t *dbg = NULL;)
96
97 /* TODO: ugly */
98 static set *cur_reg_set = NULL;
99
100 ir_mode         *mode_fpcw       = NULL;
101 ia32_code_gen_t *ia32_current_cg = NULL;
102
103 /**
104  * The environment for the intrinsic mapping.
105  */
106 static ia32_intrinsic_env_t intrinsic_env = {
107         NULL,    /* the isa */
108         NULL,    /* the irg, these entities belong to */
109         NULL,    /* entity for first div operand (move into FPU) */
110         NULL,    /* entity for second div operand (move into FPU) */
111         NULL,    /* entity for converts ll -> d */
112         NULL,    /* entity for converts d -> ll */
113         NULL,    /* entity for __divdi3 library call */
114         NULL,    /* entity for __moddi3 library call */
115         NULL,    /* entity for __udivdi3 library call */
116         NULL,    /* entity for __umoddi3 library call */
117         NULL,    /* bias value for conversion from float to unsigned 64 */
118 };
119
120
121 typedef ir_node *(*create_const_node_func) (dbg_info *dbg, ir_graph *irg, ir_node *block);
122
123 static INLINE ir_node *create_const(ia32_code_gen_t *cg, ir_node **place,
124                                     create_const_node_func func,
125                                     const arch_register_t* reg)
126 {
127         ir_node *block, *res;
128
129         if(*place != NULL)
130                 return *place;
131
132         block = get_irg_start_block(cg->irg);
133         res = func(NULL, cg->irg, block);
134         arch_set_irn_register(cg->arch_env, res, reg);
135         *place = res;
136
137         add_irn_dep(get_irg_end(cg->irg), res);
138         /* add_irn_dep(get_irg_start(cg->irg), res); */
139
140         return res;
141 }
142
143 /* Creates the unique per irg GP NoReg node. */
144 ir_node *ia32_new_NoReg_gp(ia32_code_gen_t *cg) {
145         return create_const(cg, &cg->noreg_gp, new_rd_ia32_NoReg_GP,
146                             &ia32_gp_regs[REG_GP_NOREG]);
147 }
148
149 ir_node *ia32_new_NoReg_vfp(ia32_code_gen_t *cg) {
150         return create_const(cg, &cg->noreg_vfp, new_rd_ia32_NoReg_VFP,
151                             &ia32_vfp_regs[REG_VFP_NOREG]);
152 }
153
154 ir_node *ia32_new_NoReg_xmm(ia32_code_gen_t *cg) {
155         return create_const(cg, &cg->noreg_xmm, new_rd_ia32_NoReg_XMM,
156                             &ia32_xmm_regs[REG_XMM_NOREG]);
157 }
158
159 ir_node *ia32_new_Unknown_gp(ia32_code_gen_t *cg) {
160         return create_const(cg, &cg->unknown_gp, new_rd_ia32_Unknown_GP,
161                             &ia32_gp_regs[REG_GP_UKNWN]);
162 }
163
164 ir_node *ia32_new_Unknown_vfp(ia32_code_gen_t *cg) {
165         return create_const(cg, &cg->unknown_vfp, new_rd_ia32_Unknown_VFP,
166                             &ia32_vfp_regs[REG_VFP_UKNWN]);
167 }
168
169 ir_node *ia32_new_Unknown_xmm(ia32_code_gen_t *cg) {
170         return create_const(cg, &cg->unknown_xmm, new_rd_ia32_Unknown_XMM,
171                             &ia32_xmm_regs[REG_XMM_UKNWN]);
172 }
173
174 ir_node *ia32_new_Fpu_truncate(ia32_code_gen_t *cg) {
175         return create_const(cg, &cg->fpu_trunc_mode, new_rd_ia32_ChangeCW,
176                         &ia32_fp_cw_regs[REG_FPCW]);
177 }
178
179
180 /**
181  * Returns the admissible noreg register node for input register pos of node irn.
182  */
183 ir_node *ia32_get_admissible_noreg(ia32_code_gen_t *cg, ir_node *irn, int pos) {
184         const arch_register_req_t *req;
185
186         req = arch_get_register_req(cg->arch_env, irn, pos);
187         assert(req != NULL && "Missing register requirements");
188         if (req->cls == &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_gp])
189                 return ia32_new_NoReg_gp(cg);
190
191         if (ia32_cg_config.use_sse2) {
192                 return ia32_new_NoReg_xmm(cg);
193         } else {
194                 return ia32_new_NoReg_vfp(cg);
195         }
196 }
197
198 /**************************************************
199  *                         _ _              _  __
200  *                        | | |            (_)/ _|
201  *  _ __ ___  __ _    __ _| | | ___   ___   _| |_
202  * | '__/ _ \/ _` |  / _` | | |/ _ \ / __| | |  _|
203  * | | |  __/ (_| | | (_| | | | (_) | (__  | | |
204  * |_|  \___|\__, |  \__,_|_|_|\___/ \___| |_|_|
205  *            __/ |
206  *           |___/
207  **************************************************/
208
209 /**
210  * Return register requirements for an ia32 node.
211  * If the node returns a tuple (mode_T) then the proj's
212  * will be asked for this information.
213  */
214 static const arch_register_req_t *ia32_get_irn_reg_req(const ir_node *node,
215                                                                                                            int pos)
216 {
217         ir_mode *mode = get_irn_mode(node);
218         long    node_pos;
219
220         if (mode == mode_X || is_Block(node)) {
221                 return arch_no_register_req;
222         }
223
224         if (mode == mode_T && pos < 0) {
225                 return arch_no_register_req;
226         }
227
228         node_pos = pos == -1 ? 0 : pos;
229         if (is_Proj(node)) {
230                 if (mode == mode_M || pos >= 0) {
231                         return arch_no_register_req;
232                 }
233
234                 node_pos = (pos == -1) ? get_Proj_proj(node) : pos;
235                 node     = skip_Proj_const(node);
236         }
237
238         if (is_ia32_irn(node)) {
239                 const arch_register_req_t *req;
240                 if (pos >= 0)
241                         req = get_ia32_in_req(node, pos);
242                 else
243                         req = get_ia32_out_req(node, node_pos);
244
245                 assert(req != NULL);
246
247                 return req;
248         }
249
250         /* unknowns should be transformed already */
251         assert(!is_Unknown(node));
252         return arch_no_register_req;
253 }
254
255 static void ia32_set_irn_reg(ir_node *irn, const arch_register_t *reg)
256 {
257         int    pos = 0;
258
259         if (get_irn_mode(irn) == mode_X) {
260                 return;
261         }
262
263         if (is_Proj(irn)) {
264                 pos = get_Proj_proj(irn);
265                 irn = skip_Proj(irn);
266         }
267
268         if (is_ia32_irn(irn)) {
269                 const arch_register_t **slots;
270
271                 slots      = get_ia32_slots(irn);
272                 slots[pos] = reg;
273         } else {
274                 ia32_set_firm_reg(irn, reg, cur_reg_set);
275         }
276 }
277
278 static const arch_register_t *ia32_get_irn_reg(const ir_node *irn)
279 {
280         int pos = 0;
281         const arch_register_t *reg = NULL;
282
283         if (is_Proj(irn)) {
284
285                 if (get_irn_mode(irn) == mode_X) {
286                         return NULL;
287                 }
288
289                 pos = get_Proj_proj(irn);
290                 irn = skip_Proj_const(irn);
291         }
292
293         if (is_ia32_irn(irn)) {
294                 const arch_register_t **slots;
295                 slots = get_ia32_slots(irn);
296                 assert(pos < get_ia32_n_res(irn));
297                 reg   = slots[pos];
298         } else {
299                 reg = ia32_get_firm_reg(irn, cur_reg_set);
300         }
301
302         return reg;
303 }
304
305 static arch_irn_class_t ia32_classify(const ir_node *irn) {
306         arch_irn_class_t classification = arch_irn_class_normal;
307
308         irn = skip_Proj_const(irn);
309
310         if (is_cfop(irn))
311                 classification |= arch_irn_class_branch;
312
313         if (! is_ia32_irn(irn))
314                 return classification & ~arch_irn_class_normal;
315
316         if (is_ia32_Ld(irn))
317                 classification |= arch_irn_class_load;
318
319         if (is_ia32_St(irn))
320                 classification |= arch_irn_class_store;
321
322         if (is_ia32_need_stackent(irn))
323                 classification |= arch_irn_class_reload;
324
325         return classification;
326 }
327
328 static arch_irn_flags_t ia32_get_flags(const ir_node *irn) {
329         arch_irn_flags_t flags = arch_irn_flags_none;
330
331         if (is_Unknown(irn))
332                 return arch_irn_flags_ignore;
333
334         if(is_Proj(irn) && mode_is_datab(get_irn_mode(irn))) {
335                 ir_node *pred = get_Proj_pred(irn);
336
337                 if(is_ia32_irn(pred)) {
338                         flags = get_ia32_out_flags(pred, get_Proj_proj(irn));
339                 }
340
341                 irn = pred;
342         }
343
344         if (is_ia32_irn(irn)) {
345                 flags |= get_ia32_flags(irn);
346         }
347
348         return flags;
349 }
350
351 /**
352  * The IA32 ABI callback object.
353  */
354 typedef struct {
355         be_abi_call_flags_bits_t flags;  /**< The call flags. */
356         const arch_env_t *aenv;          /**< The architecture environment. */
357         ir_graph *irg;                   /**< The associated graph. */
358 } ia32_abi_env_t;
359
360 static ir_entity *ia32_get_frame_entity(const ir_node *irn) {
361         return is_ia32_irn(irn) ? get_ia32_frame_ent(irn) : NULL;
362 }
363
364 static void ia32_set_frame_entity(ir_node *irn, ir_entity *ent) {
365         set_ia32_frame_ent(irn, ent);
366 }
367
368 static void ia32_set_frame_offset(ir_node *irn, int bias)
369 {
370         if (get_ia32_frame_ent(irn) == NULL)
371                 return;
372
373         if (is_ia32_Pop(irn) || is_ia32_PopMem(irn)) {
374                 ia32_code_gen_t *cg = ia32_current_cg;
375                 int omit_fp = be_abi_omit_fp(cg->birg->abi);
376                 if (omit_fp) {
377                         /* Pop nodes modify the stack pointer before calculating the
378                          * destination address, so fix this here
379                          */
380                         bias -= 4;
381                 }
382         }
383         add_ia32_am_offs_int(irn, bias);
384 }
385
386 static int ia32_get_sp_bias(const ir_node *node)
387 {
388         if (is_ia32_Push(node))
389                 return 4;
390
391         if (is_ia32_Pop(node) || is_ia32_PopMem(node))
392                 return -4;
393
394         return 0;
395 }
396
397 /**
398  * Put all registers which are saved by the prologue/epilogue in a set.
399  *
400  * @param self  The callback object.
401  * @param s     The result set.
402  */
403 static void ia32_abi_dont_save_regs(void *self, pset *s)
404 {
405         ia32_abi_env_t *env = self;
406         if(env->flags.try_omit_fp)
407                 pset_insert_ptr(s, env->aenv->bp);
408 }
409
410 /**
411  * Generate the routine prologue.
412  *
413  * @param self       The callback object.
414  * @param mem        A pointer to the mem node. Update this if you define new memory.
415  * @param reg_map    A map mapping all callee_save/ignore/parameter registers to their defining nodes.
416  * @param stack_bias Points to the current stack bias, can be modified if needed.
417  *
418  * @return           The register which shall be used as a stack frame base.
419  *
420  * All nodes which define registers in @p reg_map must keep @p reg_map current.
421  */
422 static const arch_register_t *ia32_abi_prologue(void *self, ir_node **mem, pmap *reg_map, int *stack_bias)
423 {
424         ia32_abi_env_t   *env      = self;
425         ia32_code_gen_t  *cg       = ia32_current_cg;
426         const arch_env_t *arch_env = env->aenv;
427
428         if (! env->flags.try_omit_fp) {
429                 ir_graph *irg     =env->irg;
430                 ir_node  *bl      = get_irg_start_block(irg);
431                 ir_node  *curr_sp = be_abi_reg_map_get(reg_map, arch_env->sp);
432                 ir_node  *curr_bp = be_abi_reg_map_get(reg_map, arch_env->bp);
433                 ir_node  *noreg = ia32_new_NoReg_gp(cg);
434                 ir_node  *push;
435
436                 /* ALL nodes representing bp must be set to ignore. */
437                 be_node_set_flags(get_Proj_pred(curr_bp), BE_OUT_POS(get_Proj_proj(curr_bp)), arch_irn_flags_ignore);
438
439                 /* push ebp */
440                 push    = new_rd_ia32_Push(NULL, irg, bl, noreg, noreg, *mem, curr_bp, curr_sp);
441                 curr_sp = new_r_Proj(irg, bl, push, get_irn_mode(curr_sp), pn_ia32_Push_stack);
442                 *mem    = new_r_Proj(irg, bl, push, mode_M, pn_ia32_Push_M);
443
444                 /* the push must have SP out register */
445                 arch_set_irn_register(arch_env, curr_sp, arch_env->sp);
446                 set_ia32_flags(push, arch_irn_flags_ignore);
447
448                 /* this modifies the stack bias, because we pushed 32bit */
449                 *stack_bias -= 4;
450
451                 /* move esp to ebp */
452                 curr_bp  = be_new_Copy(arch_env->bp->reg_class, irg, bl, curr_sp);
453                 be_set_constr_single_reg(curr_bp, BE_OUT_POS(0), arch_env->bp);
454                 arch_set_irn_register(arch_env, curr_bp, arch_env->bp);
455                 be_node_set_flags(curr_bp, BE_OUT_POS(0), arch_irn_flags_ignore);
456
457                 /* beware: the copy must be done before any other sp use */
458                 curr_sp = be_new_CopyKeep_single(arch_env->sp->reg_class, irg, bl, curr_sp, curr_bp, get_irn_mode(curr_sp));
459                 be_set_constr_single_reg(curr_sp, BE_OUT_POS(0), arch_env->sp);
460                 arch_set_irn_register(arch_env, curr_sp, arch_env->sp);
461                 be_node_set_flags(curr_sp, BE_OUT_POS(0), arch_irn_flags_ignore);
462
463                 be_abi_reg_map_set(reg_map, arch_env->sp, curr_sp);
464                 be_abi_reg_map_set(reg_map, arch_env->bp, curr_bp);
465
466                 return arch_env->bp;
467         }
468
469         return arch_env->sp;
470 }
471
472 /**
473  * Generate the routine epilogue.
474  * @param self    The callback object.
475  * @param bl      The block for the epilog
476  * @param mem     A pointer to the mem node. Update this if you define new memory.
477  * @param reg_map A map mapping all callee_save/ignore/parameter registers to their defining nodes.
478  * @return        The register which shall be used as a stack frame base.
479  *
480  * All nodes which define registers in @p reg_map must keep @p reg_map current.
481  */
482 static void ia32_abi_epilogue(void *self, ir_node *bl, ir_node **mem, pmap *reg_map)
483 {
484         ia32_abi_env_t   *env      = self;
485         const arch_env_t *arch_env = env->aenv;
486         ir_node          *curr_sp  = be_abi_reg_map_get(reg_map, arch_env->sp);
487         ir_node          *curr_bp  = be_abi_reg_map_get(reg_map, arch_env->bp);
488         ir_graph         *irg      = env->irg;
489
490         if (env->flags.try_omit_fp) {
491                 /* simply remove the stack frame here */
492                 curr_sp = be_new_IncSP(arch_env->sp, irg, bl, curr_sp, BE_STACK_FRAME_SIZE_SHRINK, 0);
493         } else {
494                 ir_mode *mode_bp = arch_env->bp->reg_class->mode;
495
496                 if (ia32_cg_config.use_leave) {
497                         ir_node *leave;
498
499                         /* leave */
500                         leave   = new_rd_ia32_Leave(NULL, irg, bl, curr_bp);
501                         set_ia32_flags(leave, arch_irn_flags_ignore);
502                         curr_bp = new_r_Proj(irg, bl, leave, mode_bp, pn_ia32_Leave_frame);
503                         curr_sp = new_r_Proj(irg, bl, leave, get_irn_mode(curr_sp), pn_ia32_Leave_stack);
504                 } else {
505                         ir_node *pop;
506
507                         /* the old SP is not needed anymore (kill the proj) */
508                         assert(is_Proj(curr_sp));
509                         kill_node(curr_sp);
510
511                         /* copy ebp to esp */
512                         curr_sp = be_new_Copy(&ia32_reg_classes[CLASS_ia32_gp], irg, bl, curr_bp);
513                         arch_set_irn_register(arch_env, curr_sp, arch_env->sp);
514                         be_node_set_flags(curr_sp, BE_OUT_POS(0), arch_irn_flags_ignore);
515
516                         /* pop ebp */
517                         pop     = new_rd_ia32_Pop(NULL, env->irg, bl, *mem, curr_sp);
518                         set_ia32_flags(pop, arch_irn_flags_ignore);
519                         curr_bp = new_r_Proj(irg, bl, pop, mode_bp, pn_ia32_Pop_res);
520                         curr_sp = new_r_Proj(irg, bl, pop, get_irn_mode(curr_sp), pn_ia32_Pop_stack);
521
522                         *mem = new_r_Proj(irg, bl, pop, mode_M, pn_ia32_Pop_M);
523                 }
524                 arch_set_irn_register(arch_env, curr_sp, arch_env->sp);
525                 arch_set_irn_register(arch_env, curr_bp, arch_env->bp);
526         }
527
528         be_abi_reg_map_set(reg_map, arch_env->sp, curr_sp);
529         be_abi_reg_map_set(reg_map, arch_env->bp, curr_bp);
530 }
531
532 /**
533  * Initialize the callback object.
534  * @param call The call object.
535  * @param aenv The architecture environment.
536  * @param irg  The graph with the method.
537  * @return     Some pointer. This pointer is passed to all other callback functions as self object.
538  */
539 static void *ia32_abi_init(const be_abi_call_t *call, const arch_env_t *aenv, ir_graph *irg)
540 {
541         ia32_abi_env_t *env    = xmalloc(sizeof(env[0]));
542         be_abi_call_flags_t fl = be_abi_call_get_flags(call);
543         env->flags = fl.bits;
544         env->irg   = irg;
545         env->aenv  = aenv;
546         return env;
547 }
548
549 /**
550  * Destroy the callback object.
551  * @param self The callback object.
552  */
553 static void ia32_abi_done(void *self) {
554         free(self);
555 }
556
557 /**
558  * Produces the type which sits between the stack args and the locals on the stack.
559  * it will contain the return address and space to store the old base pointer.
560  * @return The Firm type modeling the ABI between type.
561  */
562 static ir_type *ia32_abi_get_between_type(void *self)
563 {
564 #define IDENT(s) new_id_from_chars(s, sizeof(s)-1)
565         static ir_type *omit_fp_between_type = NULL;
566         static ir_type *between_type         = NULL;
567
568         ia32_abi_env_t *env = self;
569
570         if (! between_type) {
571                 ir_entity *old_bp_ent;
572                 ir_entity *ret_addr_ent;
573                 ir_entity *omit_fp_ret_addr_ent;
574
575                 ir_type *old_bp_type   = new_type_primitive(IDENT("bp"), mode_Iu);
576                 ir_type *ret_addr_type = new_type_primitive(IDENT("return_addr"), mode_Iu);
577
578                 between_type           = new_type_struct(IDENT("ia32_between_type"));
579                 old_bp_ent             = new_entity(between_type, IDENT("old_bp"), old_bp_type);
580                 ret_addr_ent           = new_entity(between_type, IDENT("ret_addr"), ret_addr_type);
581
582                 set_entity_offset(old_bp_ent, 0);
583                 set_entity_offset(ret_addr_ent, get_type_size_bytes(old_bp_type));
584                 set_type_size_bytes(between_type, get_type_size_bytes(old_bp_type) + get_type_size_bytes(ret_addr_type));
585                 set_type_state(between_type, layout_fixed);
586
587                 omit_fp_between_type = new_type_struct(IDENT("ia32_between_type_omit_fp"));
588                 omit_fp_ret_addr_ent = new_entity(omit_fp_between_type, IDENT("ret_addr"), ret_addr_type);
589
590                 set_entity_offset(omit_fp_ret_addr_ent, 0);
591                 set_type_size_bytes(omit_fp_between_type, get_type_size_bytes(ret_addr_type));
592                 set_type_state(omit_fp_between_type, layout_fixed);
593         }
594
595         return env->flags.try_omit_fp ? omit_fp_between_type : between_type;
596 #undef IDENT
597 }
598
599 /**
600  * Get the estimated cycle count for @p irn.
601  *
602  * @param self The this pointer.
603  * @param irn  The node.
604  *
605  * @return     The estimated cycle count for this operation
606  */
607 static int ia32_get_op_estimated_cost(const ir_node *irn)
608 {
609         int            cost;
610         ia32_op_type_t op_tp;
611
612         if (is_Proj(irn))
613                 return 0;
614         if (!is_ia32_irn(irn))
615                 return 0;
616
617         assert(is_ia32_irn(irn));
618
619         cost  = get_ia32_latency(irn);
620         op_tp = get_ia32_op_type(irn);
621
622         if (is_ia32_CopyB(irn)) {
623                 cost = 250;
624         }
625         else if (is_ia32_CopyB_i(irn)) {
626                 int size = get_ia32_copyb_size(irn);
627                 cost     = 20 + (int)ceil((4/3) * size);
628         }
629         /* in case of address mode operations add additional cycles */
630         else if (op_tp == ia32_AddrModeD || op_tp == ia32_AddrModeS) {
631                 /*
632                         In case of stack access and access to fixed addresses add 5 cycles
633                         (we assume they are in cache), other memory operations cost 20
634                         cycles.
635                 */
636                 if (is_ia32_use_frame(irn) || (
637                         is_ia32_NoReg_GP(get_irn_n(irn, n_ia32_base)) &&
638                         is_ia32_NoReg_GP(get_irn_n(irn, n_ia32_index))
639                     )) {
640                         cost += 5;
641                 } else {
642                         cost += 20;
643                 }
644         }
645
646         return cost;
647 }
648
649 /**
650  * Returns the inverse operation if @p irn, recalculating the argument at position @p i.
651  *
652  * @param irn       The original operation
653  * @param i         Index of the argument we want the inverse operation to yield
654  * @param inverse   struct to be filled with the resulting inverse op
655  * @param obstack   The obstack to use for allocation of the returned nodes array
656  * @return          The inverse operation or NULL if operation invertible
657  */
658 static arch_inverse_t *ia32_get_inverse(const ir_node *irn, int i, arch_inverse_t *inverse, struct obstack *obst) {
659         ir_graph *irg;
660         ir_mode  *mode;
661         ir_mode  *irn_mode;
662         ir_node  *block, *noreg, *nomem;
663         dbg_info *dbg;
664
665         /* we cannot invert non-ia32 irns */
666         if (! is_ia32_irn(irn))
667                 return NULL;
668
669         /* operand must always be a real operand (not base, index or mem) */
670         if (i != n_ia32_binary_left && i != n_ia32_binary_right)
671                 return NULL;
672
673         /* we don't invert address mode operations */
674         if (get_ia32_op_type(irn) != ia32_Normal)
675                 return NULL;
676
677         /* TODO: adjust for new immediates... */
678         ir_fprintf(stderr, "TODO: fix get_inverse for new immediates (%+F)\n",
679                    irn);
680         return NULL;
681
682         irg      = get_irn_irg(irn);
683         block    = get_nodes_block(irn);
684         mode     = get_irn_mode(irn);
685         irn_mode = get_irn_mode(irn);
686         noreg    = get_irn_n(irn, 0);
687         nomem    = new_r_NoMem(irg);
688         dbg      = get_irn_dbg_info(irn);
689
690         /* initialize structure */
691         inverse->nodes = obstack_alloc(obst, 2 * sizeof(inverse->nodes[0]));
692         inverse->costs = 0;
693         inverse->n     = 1;
694
695         switch (get_ia32_irn_opcode(irn)) {
696                 case iro_ia32_Add:
697 #if 0
698                         if (get_ia32_immop_type(irn) == ia32_ImmConst) {
699                                 /* we have an add with a const here */
700                                 /* invers == add with negated const */
701                                 inverse->nodes[0] = new_rd_ia32_Add(dbg, irg, block, noreg, noreg, nomem, get_irn_n(irn, i), noreg);
702                                 inverse->costs   += 1;
703                                 copy_ia32_Immop_attr(inverse->nodes[0], (ir_node *)irn);
704                                 set_ia32_Immop_tarval(inverse->nodes[0], tarval_neg(get_ia32_Immop_tarval(irn)));
705                                 set_ia32_commutative(inverse->nodes[0]);
706                         }
707                         else if (get_ia32_immop_type(irn) == ia32_ImmSymConst) {
708                                 /* we have an add with a symconst here */
709                                 /* invers == sub with const */
710                                 inverse->nodes[0] = new_rd_ia32_Sub(dbg, irg, block, noreg, noreg, nomem, get_irn_n(irn, i), noreg);
711                                 inverse->costs   += 2;
712                                 copy_ia32_Immop_attr(inverse->nodes[0], (ir_node *)irn);
713                         }
714                         else {
715                                 /* normal add: inverse == sub */
716                                 inverse->nodes[0] = new_rd_ia32_Sub(dbg, irg, block, noreg, noreg, nomem, (ir_node*) irn, get_irn_n(irn, i ^ 1));
717                                 inverse->costs   += 2;
718                         }
719 #endif
720                         break;
721                 case iro_ia32_Sub:
722 #if 0
723                         if (get_ia32_immop_type(irn) != ia32_ImmNone) {
724                                 /* we have a sub with a const/symconst here */
725                                 /* invers == add with this const */
726                                 inverse->nodes[0] = new_rd_ia32_Add(dbg, irg, block, noreg, noreg, nomem, get_irn_n(irn, i), noreg);
727                                 inverse->costs   += (get_ia32_immop_type(irn) == ia32_ImmSymConst) ? 5 : 1;
728                                 copy_ia32_Immop_attr(inverse->nodes[0], (ir_node *)irn);
729                         }
730                         else {
731                                 /* normal sub */
732                                 if (i == n_ia32_binary_left) {
733                                         inverse->nodes[0] = new_rd_ia32_Add(dbg, irg, block, noreg, noreg, nomem, (ir_node*) irn, get_irn_n(irn, 3));
734                                 }
735                                 else {
736                                         inverse->nodes[0] = new_rd_ia32_Sub(dbg, irg, block, noreg, noreg, nomem, get_irn_n(irn, n_ia32_binary_left), (ir_node*) irn);
737                                 }
738                                 inverse->costs += 1;
739                         }
740 #endif
741                         break;
742                 case iro_ia32_Xor:
743 #if 0
744                         if (get_ia32_immop_type(irn) != ia32_ImmNone) {
745                                 /* xor with const: inverse = xor */
746                                 inverse->nodes[0] = new_rd_ia32_Xor(dbg, irg, block, noreg, noreg, nomem, get_irn_n(irn, i), noreg);
747                                 inverse->costs   += (get_ia32_immop_type(irn) == ia32_ImmSymConst) ? 5 : 1;
748                                 copy_ia32_Immop_attr(inverse->nodes[0], (ir_node *)irn);
749                         }
750                         else {
751                                 /* normal xor */
752                                 inverse->nodes[0] = new_rd_ia32_Xor(dbg, irg, block, noreg, noreg, nomem, (ir_node *) irn, get_irn_n(irn, i));
753                                 inverse->costs   += 1;
754                         }
755 #endif
756                         break;
757                 case iro_ia32_Not: {
758                         inverse->nodes[0] = new_rd_ia32_Not(dbg, irg, block, (ir_node*) irn);
759                         inverse->costs   += 1;
760                         break;
761                 }
762                 case iro_ia32_Neg: {
763                         inverse->nodes[0] = new_rd_ia32_Neg(dbg, irg, block, (ir_node*) irn);
764                         inverse->costs   += 1;
765                         break;
766                 }
767                 default:
768                         /* inverse operation not supported */
769                         return NULL;
770         }
771
772         return inverse;
773 }
774
775 static ir_mode *get_spill_mode_mode(const ir_mode *mode)
776 {
777         if(mode_is_float(mode))
778                 return mode_D;
779
780         return mode_Iu;
781 }
782
783 /**
784  * Get the mode that should be used for spilling value node
785  */
786 static ir_mode *get_spill_mode(const ir_node *node)
787 {
788         ir_mode *mode = get_irn_mode(node);
789         return get_spill_mode_mode(mode);
790 }
791
792 /**
793  * Checks whether an addressmode reload for a node with mode mode is compatible
794  * with a spillslot of mode spill_mode
795  */
796 static int ia32_is_spillmode_compatible(const ir_mode *mode, const ir_mode *spillmode)
797 {
798         if(mode_is_float(mode)) {
799                 return mode == spillmode;
800         } else {
801                 return 1;
802         }
803 }
804
805 /**
806  * Check if irn can load its operand at position i from memory (source addressmode).
807  * @param self   Pointer to irn ops itself
808  * @param irn    The irn to be checked
809  * @param i      The operands position
810  * @return Non-Zero if operand can be loaded
811  */
812 static int ia32_possible_memory_operand(const ir_node *irn, unsigned int i) {
813         ir_node *op = get_irn_n(irn, i);
814         const ir_mode *mode = get_irn_mode(op);
815         const ir_mode *spillmode = get_spill_mode(op);
816
817         if (
818                 (i != n_ia32_binary_left && i != n_ia32_binary_right) || /* a "real" operand position must be requested */
819                 ! is_ia32_irn(irn)                                    ||  /* must be an ia32 irn */
820                 get_ia32_am_arity(irn) != ia32_am_binary              ||  /* must be a binary operation TODO is this necessary? */
821                 get_ia32_op_type(irn) != ia32_Normal                  ||  /* must not already be a addressmode irn */
822                 ! (get_ia32_am_support(irn) & ia32_am_Source)         ||  /* must be capable of source addressmode */
823                 ! ia32_is_spillmode_compatible(mode, spillmode)       ||
824                 is_ia32_use_frame(irn))                                  /* must not already use frame */
825                 return 0;
826
827         if (i == n_ia32_binary_left) {
828                 const arch_register_req_t *req;
829                 if(!is_ia32_commutative(irn))
830                         return 0;
831                 /* we can't swap left/right for limited registers
832                  * (As this (currently) breaks constraint handling copies)
833                  */
834                 req = get_ia32_in_req(irn, n_ia32_binary_left);
835                 if (req->type & arch_register_req_type_limited) {
836                         return 0;
837                 }
838         }
839
840         return 1;
841 }
842
843 static void ia32_perform_memory_operand(ir_node *irn, ir_node *spill,
844                                         unsigned int i)
845 {
846         ir_mode *load_mode;
847         ir_mode *dest_op_mode;
848
849         ia32_code_gen_t *cg = ia32_current_cg;
850
851         assert(ia32_possible_memory_operand(irn, i) && "Cannot perform memory operand change");
852
853         if (i == n_ia32_binary_left) {
854                 ia32_swap_left_right(irn);
855         }
856
857         set_ia32_op_type(irn, ia32_AddrModeS);
858
859         load_mode    = get_irn_mode(get_irn_n(irn, i));
860         dest_op_mode = get_ia32_ls_mode(irn);
861         if (get_mode_size_bits(load_mode) <= get_mode_size_bits(dest_op_mode)) {
862                 set_ia32_ls_mode(irn, load_mode);
863         }
864         set_ia32_use_frame(irn);
865         set_ia32_need_stackent(irn);
866
867         set_irn_n(irn, n_ia32_base, get_irg_frame(get_irn_irg(irn)));
868         set_irn_n(irn, n_ia32_binary_right, ia32_get_admissible_noreg(cg, irn, n_ia32_binary_right));
869         set_irn_n(irn, n_ia32_mem, spill);
870         set_ia32_is_reload(irn);
871
872         /* immediates are only allowed on the right side */
873         if (i == n_ia32_binary_left && is_ia32_Immediate(get_irn_n(irn, n_ia32_binary_left))) {
874                 ia32_swap_left_right(irn);
875         }
876 }
877
878 static const be_abi_callbacks_t ia32_abi_callbacks = {
879         ia32_abi_init,
880         ia32_abi_done,
881         ia32_abi_get_between_type,
882         ia32_abi_dont_save_regs,
883         ia32_abi_prologue,
884         ia32_abi_epilogue
885 };
886
887 /* fill register allocator interface */
888
889 static const arch_irn_ops_t ia32_irn_ops = {
890         ia32_get_irn_reg_req,
891         ia32_set_irn_reg,
892         ia32_get_irn_reg,
893         ia32_classify,
894         ia32_get_flags,
895         ia32_get_frame_entity,
896         ia32_set_frame_entity,
897         ia32_set_frame_offset,
898         ia32_get_sp_bias,
899         ia32_get_inverse,
900         ia32_get_op_estimated_cost,
901         ia32_possible_memory_operand,
902         ia32_perform_memory_operand,
903 };
904
905 /**************************************************
906  *                _                         _  __
907  *               | |                       (_)/ _|
908  *   ___ ___   __| | ___  __ _  ___ _ __    _| |_
909  *  / __/ _ \ / _` |/ _ \/ _` |/ _ \ '_ \  | |  _|
910  * | (_| (_) | (_| |  __/ (_| |  __/ | | | | | |
911  *  \___\___/ \__,_|\___|\__, |\___|_| |_| |_|_|
912  *                        __/ |
913  *                       |___/
914  **************************************************/
915
916 static ir_entity *mcount = NULL;
917
918 #define ID(s) new_id_from_chars(s, sizeof(s) - 1)
919
920 static void ia32_before_abi(void *self) {
921         lower_mode_b_config_t lower_mode_b_config = {
922                 mode_Iu,  /* lowered mode */
923                 mode_Bu,  /* prefered mode for set */
924                 0,        /* don't lower direct compares */
925         };
926         ia32_code_gen_t *cg = self;
927
928         ir_lower_mode_b(cg->irg, &lower_mode_b_config);
929         if (cg->dump)
930                 be_dump(cg->irg, "-lower_modeb", dump_ir_block_graph_sched);
931         if (cg->gprof) {
932                 if (mcount == NULL) {
933                         ir_type *tp = new_type_method(ID("FKT.mcount"), 0, 0);
934                         mcount = new_entity(get_glob_type(), ID("mcount"), tp);
935                         /* FIXME: enter the right ld_ident here */
936                         set_entity_ld_ident(mcount, get_entity_ident(mcount));
937                         set_entity_visibility(mcount, visibility_external_allocated);
938                 }
939                 instrument_initcall(cg->irg, mcount);
940         }
941 }
942
943 transformer_t be_transformer = TRANSFORMER_DEFAULT;
944
945 /**
946  * Transforms the standard firm graph into
947  * an ia32 firm graph
948  */
949 static void ia32_prepare_graph(void *self) {
950         ia32_code_gen_t *cg = self;
951
952         /* do local optimizations */
953         optimize_graph_df(cg->irg);
954
955         /* TODO: we often have dead code reachable through out-edges here. So for
956          * now we rebuild edges (as we need correct user count for code selection)
957          */
958 #if 1
959         edges_deactivate(cg->irg);
960         edges_activate(cg->irg);
961 #endif
962
963         if (cg->dump)
964                 be_dump(cg->irg, "-pre_transform", dump_ir_block_graph_sched);
965
966         switch (be_transformer) {
967                 case TRANSFORMER_DEFAULT:
968                         /* transform remaining nodes into assembler instructions */
969                         ia32_transform_graph(cg);
970                         break;
971
972 #ifdef FIRM_GRGEN_BE
973                 case TRANSFORMER_PBQP:
974                 case TRANSFORMER_RAND:
975                         // disable CSE, because of two-step node-construction
976                         set_opt_cse(0);
977
978                         /* transform nodes into assembler instructions by PBQP magic */
979                         ia32_transform_graph_by_pbqp(cg);
980
981                         set_opt_cse(1);
982                         break;
983 #endif
984
985                 default: panic("invalid transformer");
986         }
987
988         /* do local optimizations (mainly CSE) */
989         optimize_graph_df(cg->irg);
990
991         if (cg->dump)
992                 be_dump(cg->irg, "-transformed", dump_ir_block_graph_sched);
993
994         /* optimize address mode */
995         ia32_optimize_graph(cg);
996
997         if (cg->dump)
998                 be_dump(cg->irg, "-am", dump_ir_block_graph_sched);
999
1000         /* do code placement, to optimize the position of constants */
1001         place_code(cg->irg);
1002
1003         if (cg->dump)
1004                 be_dump(cg->irg, "-place", dump_ir_block_graph_sched);
1005 }
1006
1007 /**
1008  * Dummy functions for hooks we don't need but which must be filled.
1009  */
1010 static void ia32_before_sched(void *self) {
1011         (void) self;
1012 }
1013
1014 static void turn_back_am(ir_node *node)
1015 {
1016         ir_graph *irg   = current_ir_graph;
1017         dbg_info *dbgi  = get_irn_dbg_info(node);
1018         ir_node  *block = get_nodes_block(node);
1019         ir_node  *base  = get_irn_n(node, n_ia32_base);
1020         ir_node  *index = get_irn_n(node, n_ia32_index);
1021         ir_node  *mem   = get_irn_n(node, n_ia32_mem);
1022         ir_node  *noreg = ia32_new_NoReg_gp(ia32_current_cg);
1023         ir_node  *load;
1024         ir_node  *load_res;
1025         ir_node  *mem_proj;
1026         const ir_edge_t *edge;
1027
1028         load     = new_rd_ia32_Load(dbgi, irg, block, base, index, mem);
1029         load_res = new_rd_Proj(dbgi, irg, block, load, mode_Iu, pn_ia32_Load_res);
1030
1031         ia32_copy_am_attrs(load, node);
1032         if (is_ia32_is_reload(node))
1033                 set_ia32_is_reload(load);
1034         set_irn_n(node, n_ia32_mem, new_NoMem());
1035
1036         switch (get_ia32_am_arity(node)) {
1037                 case ia32_am_unary:
1038                         set_irn_n(node, n_ia32_unary_op, load_res);
1039                         break;
1040
1041                 case ia32_am_binary:
1042                         if (is_ia32_Immediate(get_irn_n(node, n_ia32_Cmp_right))) {
1043                                 assert(is_ia32_Cmp(node)  || is_ia32_Cmp8Bit(node) ||
1044                                        is_ia32_Test(node) || is_ia32_Test8Bit(node));
1045                                 set_irn_n(node, n_ia32_binary_left, load_res);
1046                         } else {
1047                                 set_irn_n(node, n_ia32_binary_right, load_res);
1048                         }
1049                         break;
1050
1051                 case ia32_am_ternary:
1052                         set_irn_n(node, n_ia32_binary_right, load_res);
1053                         break;
1054
1055                 default: break;
1056         }
1057         set_irn_n(node, n_ia32_base, noreg);
1058         set_irn_n(node, n_ia32_index, noreg);
1059         set_ia32_am_offs_int(node, 0);
1060         set_ia32_am_sc(node, NULL);
1061         set_ia32_am_scale(node, 0);
1062         clear_ia32_am_sc_sign(node);
1063
1064         /* rewire mem-proj */
1065         if (get_irn_mode(node) == mode_T) {
1066                 mem_proj = NULL;
1067                 foreach_out_edge(node, edge) {
1068                         ir_node *out = get_edge_src_irn(edge);
1069                         if(get_irn_mode(out) == mode_M) {
1070                                 assert(mem_proj == NULL);
1071                                 mem_proj = out;
1072                         }
1073                 }
1074
1075                 if(mem_proj != NULL) {
1076                         set_Proj_pred(mem_proj, load);
1077                         set_Proj_proj(mem_proj, pn_ia32_Load_M);
1078                 }
1079         }
1080
1081         set_ia32_op_type(node, ia32_Normal);
1082         if (sched_is_scheduled(node))
1083                 sched_add_before(node, load);
1084 }
1085
1086 static ir_node *flags_remat(ir_node *node, ir_node *after)
1087 {
1088         /* we should turn back source address mode when rematerializing nodes */
1089         ia32_op_type_t type;
1090         ir_node        *block;
1091         ir_node        *copy;
1092
1093         if (is_Block(after)) {
1094                 block = after;
1095         } else {
1096                 block = get_nodes_block(after);
1097         }
1098
1099         type = get_ia32_op_type(node);
1100         switch (type) {
1101                 case ia32_AddrModeS:
1102                         turn_back_am(node);
1103                         break;
1104
1105                 case ia32_AddrModeD:
1106                         /* TODO implement this later... */
1107                         panic("found DestAM with flag user %+F this should not happen", node);
1108                         break;
1109
1110                 default: assert(type == ia32_Normal); break;
1111         }
1112
1113         copy = exact_copy(node);
1114         set_nodes_block(copy, block);
1115         sched_add_after(after, copy);
1116
1117         return copy;
1118 }
1119
1120 /**
1121  * Called before the register allocator.
1122  */
1123 static void ia32_before_ra(void *self) {
1124         ia32_code_gen_t *cg = self;
1125
1126         /* setup fpu rounding modes */
1127         ia32_setup_fpu_mode(cg);
1128
1129         /* fixup flags */
1130         be_sched_fix_flags(cg->birg, &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_flags],
1131                            &flags_remat);
1132
1133         ia32_add_missing_keeps(cg);
1134 }
1135
1136
1137 /**
1138  * Transforms a be_Reload into a ia32 Load.
1139  */
1140 static void transform_to_Load(ia32_code_gen_t *cg, ir_node *node) {
1141         ir_graph *irg        = get_irn_irg(node);
1142         dbg_info *dbg        = get_irn_dbg_info(node);
1143         ir_node *block       = get_nodes_block(node);
1144         ir_entity *ent       = be_get_frame_entity(node);
1145         ir_mode *mode        = get_irn_mode(node);
1146         ir_mode *spillmode   = get_spill_mode(node);
1147         ir_node *noreg       = ia32_new_NoReg_gp(cg);
1148         ir_node *sched_point = NULL;
1149         ir_node *ptr         = get_irg_frame(irg);
1150         ir_node *mem         = get_irn_n(node, be_pos_Reload_mem);
1151         ir_node *new_op, *proj;
1152         const arch_register_t *reg;
1153
1154         if (sched_is_scheduled(node)) {
1155                 sched_point = sched_prev(node);
1156         }
1157
1158         if (mode_is_float(spillmode)) {
1159                 if (ia32_cg_config.use_sse2)
1160                         new_op = new_rd_ia32_xLoad(dbg, irg, block, ptr, noreg, mem, spillmode);
1161                 else
1162                         new_op = new_rd_ia32_vfld(dbg, irg, block, ptr, noreg, mem, spillmode);
1163         }
1164         else if (get_mode_size_bits(spillmode) == 128) {
1165                 /* Reload 128 bit SSE registers */
1166                 new_op = new_rd_ia32_xxLoad(dbg, irg, block, ptr, noreg, mem);
1167         }
1168         else
1169                 new_op = new_rd_ia32_Load(dbg, irg, block, ptr, noreg, mem);
1170
1171         set_ia32_op_type(new_op, ia32_AddrModeS);
1172         set_ia32_ls_mode(new_op, spillmode);
1173         set_ia32_frame_ent(new_op, ent);
1174         set_ia32_use_frame(new_op);
1175         set_ia32_is_reload(new_op);
1176
1177         DBG_OPT_RELOAD2LD(node, new_op);
1178
1179         proj = new_rd_Proj(dbg, irg, block, new_op, mode, pn_ia32_Load_res);
1180
1181         if (sched_point) {
1182                 sched_add_after(sched_point, new_op);
1183                 sched_remove(node);
1184         }
1185
1186         /* copy the register from the old node to the new Load */
1187         reg = arch_get_irn_register(cg->arch_env, node);
1188         arch_set_irn_register(cg->arch_env, new_op, reg);
1189
1190         SET_IA32_ORIG_NODE(new_op, ia32_get_old_node_name(cg, node));
1191
1192         exchange(node, proj);
1193 }
1194
1195 /**
1196  * Transforms a be_Spill node into a ia32 Store.
1197  */
1198 static void transform_to_Store(ia32_code_gen_t *cg, ir_node *node) {
1199         ir_graph *irg  = get_irn_irg(node);
1200         dbg_info *dbg  = get_irn_dbg_info(node);
1201         ir_node *block = get_nodes_block(node);
1202         ir_entity *ent = be_get_frame_entity(node);
1203         const ir_node *spillval = get_irn_n(node, be_pos_Spill_val);
1204         ir_mode *mode  = get_spill_mode(spillval);
1205         ir_node *noreg = ia32_new_NoReg_gp(cg);
1206         ir_node *nomem = new_rd_NoMem(irg);
1207         ir_node *ptr   = get_irg_frame(irg);
1208         ir_node *val   = get_irn_n(node, be_pos_Spill_val);
1209         ir_node *store;
1210         ir_node *sched_point = NULL;
1211
1212         if (sched_is_scheduled(node)) {
1213                 sched_point = sched_prev(node);
1214         }
1215
1216         /* No need to spill unknown values... */
1217         if(is_ia32_Unknown_GP(val) ||
1218                 is_ia32_Unknown_VFP(val) ||
1219                 is_ia32_Unknown_XMM(val)) {
1220                 store = nomem;
1221                 if(sched_point)
1222                         sched_remove(node);
1223
1224                 exchange(node, store);
1225                 return;
1226         }
1227
1228         if (mode_is_float(mode)) {
1229                 if (ia32_cg_config.use_sse2)
1230                         store = new_rd_ia32_xStore(dbg, irg, block, ptr, noreg, nomem, val);
1231                 else
1232                         store = new_rd_ia32_vfst(dbg, irg, block, ptr, noreg, nomem, val, mode);
1233         } else if (get_mode_size_bits(mode) == 128) {
1234                 /* Spill 128 bit SSE registers */
1235                 store = new_rd_ia32_xxStore(dbg, irg, block, ptr, noreg, nomem, val);
1236         } else if (get_mode_size_bits(mode) == 8) {
1237                 store = new_rd_ia32_Store8Bit(dbg, irg, block, ptr, noreg, nomem, val);
1238         } else {
1239                 store = new_rd_ia32_Store(dbg, irg, block, ptr, noreg, nomem, val);
1240         }
1241
1242         set_ia32_op_type(store, ia32_AddrModeD);
1243         set_ia32_ls_mode(store, mode);
1244         set_ia32_frame_ent(store, ent);
1245         set_ia32_use_frame(store);
1246         set_ia32_is_spill(store);
1247         SET_IA32_ORIG_NODE(store, ia32_get_old_node_name(cg, node));
1248         DBG_OPT_SPILL2ST(node, store);
1249
1250         if (sched_point) {
1251                 sched_add_after(sched_point, store);
1252                 sched_remove(node);
1253         }
1254
1255         exchange(node, store);
1256 }
1257
1258 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) {
1259         ir_graph *irg = get_irn_irg(node);
1260         dbg_info *dbg = get_irn_dbg_info(node);
1261         ir_node *block = get_nodes_block(node);
1262         ir_node *noreg = ia32_new_NoReg_gp(cg);
1263         ir_node *frame = get_irg_frame(irg);
1264
1265         ir_node *push = new_rd_ia32_Push(dbg, irg, block, frame, noreg, mem, noreg, sp);
1266
1267         set_ia32_frame_ent(push, ent);
1268         set_ia32_use_frame(push);
1269         set_ia32_op_type(push, ia32_AddrModeS);
1270         set_ia32_ls_mode(push, mode_Is);
1271
1272         sched_add_before(schedpoint, push);
1273         return push;
1274 }
1275
1276 static ir_node *create_pop(ia32_code_gen_t *cg, ir_node *node, ir_node *schedpoint, ir_node *sp, ir_entity *ent) {
1277         ir_graph *irg = get_irn_irg(node);
1278         dbg_info *dbg = get_irn_dbg_info(node);
1279         ir_node *block = get_nodes_block(node);
1280         ir_node *noreg = ia32_new_NoReg_gp(cg);
1281         ir_node *frame = get_irg_frame(irg);
1282
1283         ir_node *pop = new_rd_ia32_PopMem(dbg, irg, block, frame, noreg, new_NoMem(), sp);
1284
1285         set_ia32_frame_ent(pop, ent);
1286         set_ia32_use_frame(pop);
1287         set_ia32_op_type(pop, ia32_AddrModeD);
1288         set_ia32_ls_mode(pop, mode_Is);
1289
1290         sched_add_before(schedpoint, pop);
1291
1292         return pop;
1293 }
1294
1295 static ir_node* create_spproj(ia32_code_gen_t *cg, ir_node *node, ir_node *pred, int pos) {
1296         ir_graph *irg = get_irn_irg(node);
1297         dbg_info *dbg = get_irn_dbg_info(node);
1298         ir_node *block = get_nodes_block(node);
1299         ir_mode *spmode = mode_Iu;
1300         const arch_register_t *spreg = &ia32_gp_regs[REG_ESP];
1301         ir_node *sp;
1302
1303         sp = new_rd_Proj(dbg, irg, block, pred, spmode, pos);
1304         arch_set_irn_register(cg->arch_env, sp, spreg);
1305
1306         return sp;
1307 }
1308
1309 /**
1310  * Transform MemPerm, currently we do this the ugly way and produce
1311  * push/pop into/from memory cascades. This is possible without using
1312  * any registers.
1313  */
1314 static void transform_MemPerm(ia32_code_gen_t *cg, ir_node *node) {
1315         ir_graph *irg = get_irn_irg(node);
1316         ir_node *block = get_nodes_block(node);
1317         ir_node *in[1];
1318         ir_node *keep;
1319         int i, arity;
1320         ir_node *sp = be_abi_get_ignore_irn(cg->birg->abi, &ia32_gp_regs[REG_ESP]);
1321         const ir_edge_t *edge;
1322         const ir_edge_t *next;
1323         ir_node **pops;
1324
1325         arity = be_get_MemPerm_entity_arity(node);
1326         pops = alloca(arity * sizeof(pops[0]));
1327
1328         /* create Pushs */
1329         for(i = 0; i < arity; ++i) {
1330                 ir_entity *inent = be_get_MemPerm_in_entity(node, i);
1331                 ir_entity *outent = be_get_MemPerm_out_entity(node, i);
1332                 ir_type *enttype = get_entity_type(inent);
1333                 unsigned entsize = get_type_size_bytes(enttype);
1334                 unsigned entsize2 = get_type_size_bytes(get_entity_type(outent));
1335                 ir_node *mem = get_irn_n(node, i + 1);
1336                 ir_node *push;
1337
1338                 /* work around cases where entities have different sizes */
1339                 if(entsize2 < entsize)
1340                         entsize = entsize2;
1341                 assert( (entsize == 4 || entsize == 8) && "spillslot on x86 should be 32 or 64 bit");
1342
1343                 push = create_push(cg, node, node, sp, mem, inent);
1344                 sp = create_spproj(cg, node, push, pn_ia32_Push_stack);
1345                 if(entsize == 8) {
1346                         /* add another push after the first one */
1347                         push = create_push(cg, node, node, sp, mem, inent);
1348                         add_ia32_am_offs_int(push, 4);
1349                         sp = create_spproj(cg, node, push, pn_ia32_Push_stack);
1350                 }
1351
1352                 set_irn_n(node, i, new_Bad());
1353         }
1354
1355         /* create pops */
1356         for(i = arity - 1; i >= 0; --i) {
1357                 ir_entity *inent = be_get_MemPerm_in_entity(node, i);
1358                 ir_entity *outent = be_get_MemPerm_out_entity(node, i);
1359                 ir_type *enttype = get_entity_type(outent);
1360                 unsigned entsize = get_type_size_bytes(enttype);
1361                 unsigned entsize2 = get_type_size_bytes(get_entity_type(inent));
1362                 ir_node *pop;
1363
1364                 /* work around cases where entities have different sizes */
1365                 if(entsize2 < entsize)
1366                         entsize = entsize2;
1367                 assert( (entsize == 4 || entsize == 8) && "spillslot on x86 should be 32 or 64 bit");
1368
1369                 pop = create_pop(cg, node, node, sp, outent);
1370                 sp = create_spproj(cg, node, pop, pn_ia32_Pop_stack);
1371                 if(entsize == 8) {
1372                         add_ia32_am_offs_int(pop, 4);
1373
1374                         /* add another pop after the first one */
1375                         pop = create_pop(cg, node, node, sp, outent);
1376                         sp = create_spproj(cg, node, pop, pn_ia32_Pop_stack);
1377                 }
1378
1379                 pops[i] = pop;
1380         }
1381
1382         in[0] = sp;
1383         keep  = be_new_Keep(&ia32_reg_classes[CLASS_ia32_gp], irg, block, 1, in);
1384         sched_add_before(node, keep);
1385
1386         /* exchange memprojs */
1387         foreach_out_edge_safe(node, edge, next) {
1388                 ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
1389                 int p = get_Proj_proj(proj);
1390
1391                 assert(p < arity);
1392
1393                 set_Proj_pred(proj, pops[p]);
1394                 set_Proj_proj(proj, pn_ia32_Pop_M);
1395         }
1396
1397         /* remove memperm */
1398         arity = get_irn_arity(node);
1399         for(i = 0; i < arity; ++i) {
1400                 set_irn_n(node, i, new_Bad());
1401         }
1402         sched_remove(node);
1403 }
1404
1405 /**
1406  * Block-Walker: Calls the transform functions Spill and Reload.
1407  */
1408 static void ia32_after_ra_walker(ir_node *block, void *env) {
1409         ir_node *node, *prev;
1410         ia32_code_gen_t *cg = env;
1411
1412         /* beware: the schedule is changed here */
1413         for (node = sched_last(block); !sched_is_begin(node); node = prev) {
1414                 prev = sched_prev(node);
1415
1416                 if (be_is_Reload(node)) {
1417                         transform_to_Load(cg, node);
1418                 } else if (be_is_Spill(node)) {
1419                         transform_to_Store(cg, node);
1420                 } else if (be_is_MemPerm(node)) {
1421                         transform_MemPerm(cg, node);
1422                 }
1423         }
1424 }
1425
1426 /**
1427  * Collects nodes that need frame entities assigned.
1428  */
1429 static void ia32_collect_frame_entity_nodes(ir_node *node, void *data)
1430 {
1431         be_fec_env_t *env = data;
1432
1433         if (be_is_Reload(node) && be_get_frame_entity(node) == NULL) {
1434                 const ir_mode *mode = get_spill_mode_mode(get_irn_mode(node));
1435                 int align = get_mode_size_bytes(mode);
1436                 be_node_needs_frame_entity(env, node, mode, align);
1437         } else if(is_ia32_irn(node) && get_ia32_frame_ent(node) == NULL
1438                   && is_ia32_use_frame(node)) {
1439                 if (is_ia32_need_stackent(node) || is_ia32_Load(node)) {
1440                         const ir_mode     *mode  = get_ia32_ls_mode(node);
1441                         const ia32_attr_t *attr  = get_ia32_attr_const(node);
1442                         int                align;
1443
1444                         if (is_ia32_is_reload(node)) {
1445                                 mode = get_spill_mode_mode(mode);
1446                         }
1447
1448                         if(attr->data.need_64bit_stackent) {
1449                                 mode = mode_Ls;
1450                         }
1451                         if(attr->data.need_32bit_stackent) {
1452                                 mode = mode_Is;
1453                         }
1454                         align = get_mode_size_bytes(mode);
1455                         be_node_needs_frame_entity(env, node, mode, align);
1456                 } else if (is_ia32_vfild(node) || is_ia32_xLoad(node)
1457                            || is_ia32_vfld(node)) {
1458                         const ir_mode *mode  = get_ia32_ls_mode(node);
1459                         int            align = 4;
1460                         be_node_needs_frame_entity(env, node, mode, align);
1461                 } else if(is_ia32_FldCW(node)) {
1462                         /* although 2 byte would be enough 4 byte performs best */
1463                         const ir_mode *mode  = mode_Iu;
1464                         int            align = 4;
1465                         be_node_needs_frame_entity(env, node, mode, align);
1466                 } else {
1467 #ifndef NDEBUG
1468                         assert(is_ia32_St(node) ||
1469                                    is_ia32_xStoreSimple(node) ||
1470                                    is_ia32_vfst(node) ||
1471                                    is_ia32_vfist(node) ||
1472                                    is_ia32_vfisttp(node) ||
1473                                is_ia32_FnstCW(node));
1474 #endif
1475                 }
1476         }
1477 }
1478
1479 /**
1480  * We transform Spill and Reload here. This needs to be done before
1481  * stack biasing otherwise we would miss the corrected offset for these nodes.
1482  */
1483 static void ia32_after_ra(void *self) {
1484         ia32_code_gen_t *cg = self;
1485         ir_graph *irg = cg->irg;
1486         be_fec_env_t *fec_env = be_new_frame_entity_coalescer(cg->birg);
1487
1488         /* create and coalesce frame entities */
1489         irg_walk_graph(irg, NULL, ia32_collect_frame_entity_nodes, fec_env);
1490         be_assign_entities(fec_env);
1491         be_free_frame_entity_coalescer(fec_env);
1492
1493         irg_block_walk_graph(irg, NULL, ia32_after_ra_walker, cg);
1494 }
1495
1496 /**
1497  * Last touchups for the graph before emit: x87 simulation to replace the
1498  * virtual with real x87 instructions, creating a block schedule and peephole
1499  * optimisations.
1500  */
1501 static void ia32_finish(void *self) {
1502         ia32_code_gen_t *cg = self;
1503         ir_graph        *irg = cg->irg;
1504
1505         ia32_finish_irg(irg, cg);
1506
1507         /* we might have to rewrite x87 virtual registers */
1508         if (cg->do_x87_sim) {
1509                 x87_simulate_graph(cg->arch_env, cg->birg);
1510         }
1511
1512         /* do peephole optimisations */
1513         ia32_peephole_optimization(cg);
1514
1515         /* create block schedule, this also removes empty blocks which might
1516          * produce critical edges */
1517         cg->blk_sched = be_create_block_schedule(irg, cg->birg->exec_freq);
1518 }
1519
1520 /**
1521  * Emits the code, closes the output file and frees
1522  * the code generator interface.
1523  */
1524 static void ia32_codegen(void *self) {
1525         ia32_code_gen_t *cg = self;
1526         ir_graph        *irg = cg->irg;
1527
1528         ia32_gen_routine(cg, irg);
1529
1530         cur_reg_set = NULL;
1531
1532         /* remove it from the isa */
1533         cg->isa->cg = NULL;
1534
1535         assert(ia32_current_cg == cg);
1536         ia32_current_cg = NULL;
1537
1538         /* de-allocate code generator */
1539         del_set(cg->reg_set);
1540         free(cg);
1541 }
1542
1543 /**
1544  * Returns the node representing the PIC base.
1545  */
1546 static ir_node *ia32_get_pic_base(void *self) {
1547         ir_node         *block;
1548         ia32_code_gen_t *cg      = self;
1549         ir_node         *get_eip = cg->get_eip;
1550         if (get_eip != NULL)
1551                 return get_eip;
1552
1553         block       = get_irg_start_block(cg->irg);
1554         get_eip     = new_rd_ia32_GetEIP(NULL, cg->irg, block);
1555         cg->get_eip = get_eip;
1556
1557         add_irn_dep(get_eip, get_irg_frame(cg->irg));
1558
1559         return get_eip;
1560 }
1561
1562 static void *ia32_cg_init(be_irg_t *birg);
1563
1564 static const arch_code_generator_if_t ia32_code_gen_if = {
1565         ia32_cg_init,
1566         ia32_get_pic_base,   /* return node used as base in pic code addresses */
1567         ia32_before_abi,     /* before abi introduce hook */
1568         ia32_prepare_graph,
1569         NULL,                /* spill */
1570         ia32_before_sched,   /* before scheduling hook */
1571         ia32_before_ra,      /* before register allocation hook */
1572         ia32_after_ra,       /* after register allocation hook */
1573         ia32_finish,         /* called before codegen */
1574         ia32_codegen         /* emit && done */
1575 };
1576
1577 /**
1578  * Initializes a IA32 code generator.
1579  */
1580 static void *ia32_cg_init(be_irg_t *birg) {
1581         ia32_isa_t      *isa = (ia32_isa_t *)birg->main_env->arch_env;
1582         ia32_code_gen_t *cg  = xcalloc(1, sizeof(*cg));
1583
1584         cg->impl      = &ia32_code_gen_if;
1585         cg->irg       = birg->irg;
1586         cg->reg_set   = new_set(ia32_cmp_irn_reg_assoc, 1024);
1587         cg->isa       = isa;
1588         cg->arch_env  = birg->main_env->arch_env;
1589         cg->birg      = birg;
1590         cg->blk_sched = NULL;
1591         cg->dump      = (birg->main_env->options->dump_flags & DUMP_BE) ? 1 : 0;
1592         cg->gprof     = (birg->main_env->options->gprof) ? 1 : 0;
1593
1594         if (cg->gprof) {
1595                 /* Linux gprof implementation needs base pointer */
1596                 birg->main_env->options->omit_fp = 0;
1597         }
1598
1599         /* enter it */
1600         isa->cg = cg;
1601
1602 #ifndef NDEBUG
1603         if (isa->name_obst) {
1604                 obstack_free(isa->name_obst, NULL);
1605                 obstack_init(isa->name_obst);
1606         }
1607 #endif /* NDEBUG */
1608
1609         cur_reg_set = cg->reg_set;
1610
1611         assert(ia32_current_cg == NULL);
1612         ia32_current_cg = cg;
1613
1614         return (arch_code_generator_t *)cg;
1615 }
1616
1617
1618
1619 /*****************************************************************
1620  *  ____             _                  _   _____  _____
1621  * |  _ \           | |                | | |_   _|/ ____|  /\
1622  * | |_) | __ _  ___| | _____ _ __   __| |   | | | (___   /  \
1623  * |  _ < / _` |/ __| |/ / _ \ '_ \ / _` |   | |  \___ \ / /\ \
1624  * | |_) | (_| | (__|   <  __/ | | | (_| |  _| |_ ____) / ____ \
1625  * |____/ \__,_|\___|_|\_\___|_| |_|\__,_| |_____|_____/_/    \_\
1626  *
1627  *****************************************************************/
1628
1629 /**
1630  * Set output modes for GCC
1631  */
1632 static const tarval_mode_info mo_integer = {
1633         TVO_HEX,
1634         "0x",
1635         NULL,
1636 };
1637
1638 /*
1639  * set the tarval output mode of all integer modes to decimal
1640  */
1641 static void set_tarval_output_modes(void)
1642 {
1643         int i;
1644
1645         for (i = get_irp_n_modes() - 1; i >= 0; --i) {
1646                 ir_mode *mode = get_irp_mode(i);
1647
1648                 if (mode_is_int(mode))
1649                         set_tarval_mode_output_option(mode, &mo_integer);
1650         }
1651 }
1652
1653 const arch_isa_if_t ia32_isa_if;
1654
1655 /**
1656  * The template that generates a new ISA object.
1657  * Note that this template can be changed by command line
1658  * arguments.
1659  */
1660 static ia32_isa_t ia32_isa_template = {
1661         {
1662                 &ia32_isa_if,            /* isa interface implementation */
1663                 &ia32_gp_regs[REG_ESP],  /* stack pointer register */
1664                 &ia32_gp_regs[REG_EBP],  /* base pointer register */
1665                 -1,                      /* stack direction */
1666                 2,                       /* power of two stack alignment, 2^2 == 4 */
1667                 NULL,                    /* main environment */
1668                 7,                       /* costs for a spill instruction */
1669                 5,                       /* costs for a reload instruction */
1670         },
1671         NULL,                    /* 16bit register names */
1672         NULL,                    /* 8bit register names */
1673         NULL,                    /* 8bit register names high */
1674         NULL,                    /* types */
1675         NULL,                    /* tv_ents */
1676         NULL,                    /* current code generator */
1677         NULL,                    /* abstract machine */
1678 #ifndef NDEBUG
1679         NULL,                    /* name obstack */
1680 #endif
1681 };
1682
1683 static void init_asm_constraints(void)
1684 {
1685         be_init_default_asm_constraint_flags();
1686
1687         asm_constraint_flags['a'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1688         asm_constraint_flags['b'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1689         asm_constraint_flags['c'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1690         asm_constraint_flags['d'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1691         asm_constraint_flags['D'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1692         asm_constraint_flags['S'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1693         asm_constraint_flags['Q'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1694         asm_constraint_flags['q'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1695         asm_constraint_flags['A'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1696         asm_constraint_flags['l'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1697         asm_constraint_flags['R'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1698         asm_constraint_flags['r'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1699         asm_constraint_flags['p'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1700         asm_constraint_flags['f'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1701         asm_constraint_flags['t'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1702         asm_constraint_flags['u'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1703         asm_constraint_flags['Y'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1704         asm_constraint_flags['X'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1705         asm_constraint_flags['n'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_IMMEDIATE;
1706         asm_constraint_flags['g'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_IMMEDIATE;
1707
1708         /* no support for autodecrement/autoincrement */
1709         asm_constraint_flags['<'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1710         asm_constraint_flags['>'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1711         /* no float consts */
1712         asm_constraint_flags['E'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1713         asm_constraint_flags['F'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1714         /* makes no sense on x86 */
1715         asm_constraint_flags['s'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1716         /* no support for sse consts yet */
1717         asm_constraint_flags['C'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1718         /* no support for x87 consts yet */
1719         asm_constraint_flags['G'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1720         /* no support for mmx registers yet */
1721         asm_constraint_flags['y'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1722         /* not available in 32bit mode */
1723         asm_constraint_flags['Z'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1724         asm_constraint_flags['e'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1725
1726         /* no code yet to determine register class needed... */
1727         asm_constraint_flags['X'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1728 }
1729
1730 /**
1731  * Initializes the backend ISA.
1732  */
1733 static arch_env_t *ia32_init(FILE *file_handle) {
1734         static int inited = 0;
1735         ia32_isa_t *isa;
1736         int        i, n;
1737
1738         if (inited)
1739                 return NULL;
1740         inited = 1;
1741
1742         set_tarval_output_modes();
1743
1744         isa = xmalloc(sizeof(*isa));
1745         memcpy(isa, &ia32_isa_template, sizeof(*isa));
1746
1747         if(mode_fpcw == NULL) {
1748                 mode_fpcw = new_ir_mode("Fpcw", irms_int_number, 16, 0, irma_none, 0);
1749         }
1750
1751         ia32_register_init();
1752         ia32_create_opcodes(&ia32_irn_ops);
1753
1754         be_emit_init(file_handle);
1755         isa->regs_16bit     = pmap_create();
1756         isa->regs_8bit      = pmap_create();
1757         isa->regs_8bit_high = pmap_create();
1758         isa->types          = pmap_create();
1759         isa->tv_ent         = pmap_create();
1760         isa->cpu            = ia32_init_machine_description();
1761
1762         ia32_build_16bit_reg_map(isa->regs_16bit);
1763         ia32_build_8bit_reg_map(isa->regs_8bit);
1764         ia32_build_8bit_reg_map_high(isa->regs_8bit_high);
1765
1766 #ifndef NDEBUG
1767         isa->name_obst = xmalloc(sizeof(*isa->name_obst));
1768         obstack_init(isa->name_obst);
1769 #endif /* NDEBUG */
1770
1771         /* enter the ISA object into the intrinsic environment */
1772         intrinsic_env.isa = isa;
1773         ia32_handle_intrinsics();
1774
1775         /* emit asm includes */
1776         n = get_irp_n_asms();
1777         for (i = 0; i < n; ++i) {
1778                 be_emit_cstring("#APP\n");
1779                 be_emit_ident(get_irp_asm(i));
1780                 be_emit_cstring("\n#NO_APP\n");
1781         }
1782
1783         /* needed for the debug support */
1784         be_gas_emit_switch_section(GAS_SECTION_TEXT);
1785         be_emit_cstring(".Ltext0:\n");
1786         be_emit_write_line();
1787
1788         /* we mark referenced global entities, so we can only emit those which
1789          * are actually referenced. (Note: you mustn't use the type visited flag
1790          * elsewhere in the backend)
1791          */
1792         inc_master_type_visited();
1793
1794         return &isa->arch_env;
1795 }
1796
1797
1798
1799 /**
1800  * Closes the output file and frees the ISA structure.
1801  */
1802 static void ia32_done(void *self) {
1803         ia32_isa_t *isa = self;
1804
1805         /* emit now all global declarations */
1806         be_gas_emit_decls(isa->arch_env.main_env, 1);
1807
1808         pmap_destroy(isa->regs_16bit);
1809         pmap_destroy(isa->regs_8bit);
1810         pmap_destroy(isa->regs_8bit_high);
1811         pmap_destroy(isa->tv_ent);
1812         pmap_destroy(isa->types);
1813
1814 #ifndef NDEBUG
1815         obstack_free(isa->name_obst, NULL);
1816 #endif /* NDEBUG */
1817
1818         be_emit_exit();
1819
1820         free(self);
1821 }
1822
1823
1824 /**
1825  * Return the number of register classes for this architecture.
1826  * We report always these:
1827  *  - the general purpose registers
1828  *  - the SSE floating point register set
1829  *  - the virtual floating point registers
1830  *  - the SSE vector register set
1831  */
1832 static unsigned ia32_get_n_reg_class(const void *self) {
1833         (void) self;
1834         return N_CLASSES;
1835 }
1836
1837 /**
1838  * Return the register class for index i.
1839  */
1840 static const arch_register_class_t *ia32_get_reg_class(const void *self,
1841                                                        unsigned i)
1842 {
1843         (void) self;
1844         assert(i < N_CLASSES);
1845         return &ia32_reg_classes[i];
1846 }
1847
1848 /**
1849  * Get the register class which shall be used to store a value of a given mode.
1850  * @param self The this pointer.
1851  * @param mode The mode in question.
1852  * @return A register class which can hold values of the given mode.
1853  */
1854 const arch_register_class_t *ia32_get_reg_class_for_mode(const void *self,
1855                 const ir_mode *mode)
1856 {
1857         (void) self;
1858
1859         if (mode_is_float(mode)) {
1860                 return ia32_cg_config.use_sse2 ? &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_xmm] : &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_vfp];
1861         }
1862         else
1863                 return &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_gp];
1864 }
1865
1866 /**
1867  * Get the ABI restrictions for procedure calls.
1868  * @param self        The this pointer.
1869  * @param method_type The type of the method (procedure) in question.
1870  * @param abi         The abi object to be modified
1871  */
1872 static void ia32_get_call_abi(const void *self, ir_type *method_type,
1873                               be_abi_call_t *abi)
1874 {
1875         ir_type  *tp;
1876         ir_mode  *mode;
1877         unsigned  cc;
1878         int       n, i, regnum;
1879         int                 pop_amount = 0;
1880         be_abi_call_flags_t call_flags = be_abi_call_get_flags(abi);
1881
1882         (void) self;
1883
1884         /* set abi flags for calls */
1885         call_flags.bits.left_to_right         = 0;  /* always last arg first on stack */
1886         call_flags.bits.store_args_sequential = 0;
1887         /* call_flags.bits.try_omit_fp                 not changed: can handle both settings */
1888         call_flags.bits.fp_free               = 0;  /* the frame pointer is fixed in IA32 */
1889         call_flags.bits.call_has_imm          = 1;  /* No call immediates, we handle this by ourselves */
1890
1891         /* set parameter passing style */
1892         be_abi_call_set_flags(abi, call_flags, &ia32_abi_callbacks);
1893
1894         if (get_method_variadicity(method_type) == variadicity_variadic) {
1895                 /* pass all parameters of a variadic function on the stack */
1896                 cc = cc_cdecl_set;
1897         } else {
1898                 cc = get_method_calling_convention(method_type);
1899                 if (get_method_additional_properties(method_type) & mtp_property_private &&
1900                     ia32_cg_config.optimize_cc) {
1901                         /* set the calling conventions to register parameter */
1902                         cc = (cc & ~cc_bits) | cc_reg_param;
1903                 }
1904         }
1905
1906         /* we have to pop the shadow parameter ourself for compound calls */
1907         if( (get_method_calling_convention(method_type) & cc_compound_ret)
1908                         && !(cc & cc_reg_param)) {
1909                 pop_amount += get_mode_size_bytes(mode_P_data);
1910         }
1911
1912         n = get_method_n_params(method_type);
1913         for (i = regnum = 0; i < n; i++) {
1914                 ir_mode               *mode;
1915                 const arch_register_t *reg = NULL;
1916
1917                 tp   = get_method_param_type(method_type, i);
1918                 mode = get_type_mode(tp);
1919                 if (mode != NULL) {
1920                         reg  = ia32_get_RegParam_reg(cc, regnum, mode);
1921                 }
1922                 if (reg != NULL) {
1923                         be_abi_call_param_reg(abi, i, reg);
1924                         ++regnum;
1925                 } else {
1926                         /* Micro optimisation: if the mode is shorter than 4 bytes, load 4 bytes.
1927                          * movl has a shorter opcode than mov[sz][bw]l */
1928                         ir_mode *load_mode = mode;
1929
1930                         if (mode != NULL) {
1931                                 unsigned size = get_mode_size_bytes(mode);
1932
1933                                 if (cc & cc_callee_clear_stk) {
1934                                         pop_amount += (size + 3U) & ~3U;
1935                                 }
1936
1937                                 if (size < 4) load_mode = mode_Iu;
1938                         }
1939
1940                         be_abi_call_param_stack(abi, i, load_mode, 4, 0, 0);
1941                 }
1942         }
1943
1944         be_abi_call_set_pop(abi, pop_amount);
1945
1946         /* set return registers */
1947         n = get_method_n_ress(method_type);
1948
1949         assert(n <= 2 && "more than two results not supported");
1950
1951         /* In case of 64bit returns, we will have two 32bit values */
1952         if (n == 2) {
1953                 tp   = get_method_res_type(method_type, 0);
1954                 mode = get_type_mode(tp);
1955
1956                 assert(!mode_is_float(mode) && "two FP results not supported");
1957
1958                 tp   = get_method_res_type(method_type, 1);
1959                 mode = get_type_mode(tp);
1960
1961                 assert(!mode_is_float(mode) && "mixed INT, FP results not supported");
1962
1963                 be_abi_call_res_reg(abi, 0, &ia32_gp_regs[REG_EAX]);
1964                 be_abi_call_res_reg(abi, 1, &ia32_gp_regs[REG_EDX]);
1965         }
1966         else if (n == 1) {
1967                 const arch_register_t *reg;
1968
1969                 tp   = get_method_res_type(method_type, 0);
1970                 assert(is_atomic_type(tp));
1971                 mode = get_type_mode(tp);
1972
1973                 reg = mode_is_float(mode) ? &ia32_vfp_regs[REG_VF0] : &ia32_gp_regs[REG_EAX];
1974
1975                 be_abi_call_res_reg(abi, 0, reg);
1976         }
1977 }
1978
1979 int ia32_to_appear_in_schedule(void *block_env, const ir_node *irn)
1980 {
1981         (void) block_env;
1982
1983         if(!is_ia32_irn(irn)) {
1984                 return -1;
1985         }
1986
1987         if(is_ia32_NoReg_GP(irn) || is_ia32_NoReg_VFP(irn) || is_ia32_NoReg_XMM(irn)
1988                 || is_ia32_Unknown_GP(irn) || is_ia32_Unknown_XMM(irn)
1989                 || is_ia32_Unknown_VFP(irn) || is_ia32_ChangeCW(irn)
1990                 || is_ia32_Immediate(irn))
1991                 return 0;
1992
1993         return 1;
1994 }
1995
1996 /**
1997  * Initializes the code generator interface.
1998  */
1999 static const arch_code_generator_if_t *ia32_get_code_generator_if(void *self)
2000 {
2001         (void) self;
2002         return &ia32_code_gen_if;
2003 }
2004
2005 /**
2006  * Returns the estimated execution time of an ia32 irn.
2007  */
2008 static sched_timestep_t ia32_sched_exectime(void *env, const ir_node *irn) {
2009         (void) env;
2010         return is_ia32_irn(irn) ? ia32_get_op_estimated_cost(irn) : 1;
2011 }
2012
2013 list_sched_selector_t ia32_sched_selector;
2014
2015 /**
2016  * Returns the reg_pressure scheduler with to_appear_in_schedule() overloaded
2017  */
2018 static const list_sched_selector_t *ia32_get_list_sched_selector(
2019                 const void *self, list_sched_selector_t *selector)
2020 {
2021         (void) self;
2022         memcpy(&ia32_sched_selector, selector, sizeof(ia32_sched_selector));
2023         ia32_sched_selector.exectime              = ia32_sched_exectime;
2024         ia32_sched_selector.to_appear_in_schedule = ia32_to_appear_in_schedule;
2025         return &ia32_sched_selector;
2026 }
2027
2028 static const ilp_sched_selector_t *ia32_get_ilp_sched_selector(const void *self)
2029 {
2030         (void) self;
2031         return NULL;
2032 }
2033
2034 /**
2035  * Returns the necessary byte alignment for storing a register of given class.
2036  */
2037 static int ia32_get_reg_class_alignment(const void *self,
2038                                         const arch_register_class_t *cls)
2039 {
2040         ir_mode *mode = arch_register_class_mode(cls);
2041         int bytes     = get_mode_size_bytes(mode);
2042         (void) self;
2043
2044         if (mode_is_float(mode) && bytes > 8)
2045                 return 16;
2046         return bytes;
2047 }
2048
2049 static const be_execution_unit_t ***ia32_get_allowed_execution_units(
2050                 const void *self, const ir_node *irn)
2051 {
2052         static const be_execution_unit_t *_allowed_units_BRANCH[] = {
2053                 &ia32_execution_units_BRANCH[IA32_EXECUNIT_TP_BRANCH_BRANCH1],
2054                 &ia32_execution_units_BRANCH[IA32_EXECUNIT_TP_BRANCH_BRANCH2],
2055                 NULL,
2056         };
2057         static const be_execution_unit_t *_allowed_units_GP[] = {
2058                 &ia32_execution_units_GP[IA32_EXECUNIT_TP_GP_GP_EAX],
2059                 &ia32_execution_units_GP[IA32_EXECUNIT_TP_GP_GP_EBX],
2060                 &ia32_execution_units_GP[IA32_EXECUNIT_TP_GP_GP_ECX],
2061                 &ia32_execution_units_GP[IA32_EXECUNIT_TP_GP_GP_EDX],
2062                 &ia32_execution_units_GP[IA32_EXECUNIT_TP_GP_GP_ESI],
2063                 &ia32_execution_units_GP[IA32_EXECUNIT_TP_GP_GP_EDI],
2064                 &ia32_execution_units_GP[IA32_EXECUNIT_TP_GP_GP_EBP],
2065                 NULL,
2066         };
2067         static const be_execution_unit_t *_allowed_units_DUMMY[] = {
2068                 &be_machine_execution_units_DUMMY[0],
2069                 NULL,
2070         };
2071         static const be_execution_unit_t **_units_callret[] = {
2072                 _allowed_units_BRANCH,
2073                 NULL
2074         };
2075         static const be_execution_unit_t **_units_other[] = {
2076                 _allowed_units_GP,
2077                 NULL
2078         };
2079         static const be_execution_unit_t **_units_dummy[] = {
2080                 _allowed_units_DUMMY,
2081                 NULL
2082         };
2083         const be_execution_unit_t ***ret;
2084         (void) self;
2085
2086         if (is_ia32_irn(irn)) {
2087                 ret = get_ia32_exec_units(irn);
2088         }
2089         else if (is_be_node(irn)) {
2090                 if (be_is_Call(irn) || be_is_Return(irn)) {
2091                         ret = _units_callret;
2092                 }
2093                 else if (be_is_Barrier(irn)) {
2094                         ret = _units_dummy;
2095                 }
2096                 else {
2097                          ret = _units_other;
2098                 }
2099         }
2100         else {
2101                 ret = _units_dummy;
2102         }
2103
2104         return ret;
2105 }
2106
2107 /**
2108  * Return the abstract ia32 machine.
2109  */
2110 static const be_machine_t *ia32_get_machine(const void *self) {
2111         const ia32_isa_t *isa = self;
2112         return isa->cpu;
2113 }
2114
2115 /**
2116  * Return irp irgs in the desired order.
2117  */
2118 static ir_graph **ia32_get_irg_list(const void *self, ir_graph ***irg_list)
2119 {
2120         (void) self;
2121         (void) irg_list;
2122         return NULL;
2123 }
2124
2125 static void ia32_mark_remat(const void *self, ir_node *node) {
2126         (void) self;
2127         if (is_ia32_irn(node)) {
2128                 set_ia32_is_remat(node);
2129         }
2130 }
2131
2132 /**
2133  * Allows or disallows the creation of Psi nodes for the given Phi nodes.
2134  * @return 1 if allowed, 0 otherwise
2135  */
2136 static int ia32_is_psi_allowed(ir_node *sel, ir_node *phi_list, int i, int j)
2137 {
2138         ir_node *phi;
2139         ir_node *cmp = NULL;
2140
2141         /* we can't handle psis with 64bit compares yet */
2142         if (is_Proj(sel)) {
2143                 cmp = get_Proj_pred(sel);
2144                 if (is_Cmp(cmp)) {
2145                         ir_node *left     = get_Cmp_left(cmp);
2146                         ir_mode *cmp_mode = get_irn_mode(left);
2147                         if (!mode_is_float(cmp_mode) && get_mode_size_bits(cmp_mode) > 32)
2148                                 return 0;
2149                 } else {
2150                         cmp = NULL;
2151                 }
2152         }
2153
2154         if (ia32_cg_config.use_cmov) {
2155                 if (ia32_cg_config.use_sse2 && cmp != NULL) {
2156                         pn_Cmp pn   = get_Proj_proj(sel);
2157                         ir_node *cl = get_Cmp_left(cmp);
2158                         ir_node *cr = get_Cmp_right(cmp);
2159
2160                         /* check the Phi nodes: no 64bit and no floating point cmov */
2161                         for (phi = phi_list; phi; phi = get_Phi_next(phi)) {
2162                                 ir_mode *mode = get_irn_mode(phi);
2163
2164                                 if (mode_is_float(mode)) {
2165                                         /* check for Min, Max */
2166                                         ir_node *t = get_Phi_pred(phi, i);
2167                                         ir_node *f = get_Phi_pred(phi, j);
2168                                         int res    = 0;
2169
2170                                         /* SSE2 supports Min & Max */
2171                                         if (pn == pn_Cmp_Lt || pn == pn_Cmp_Le || pn == pn_Cmp_Ge || pn == pn_Cmp_Gt) {
2172                                                 if (cl == t && cr == f) {
2173                                                         /* Psi(a <=/>= b, a, b) => MIN, MAX */
2174                                                         res = 1;
2175                                                 } else if (cl == f && cr == t) {
2176                                                         /* Psi(a <=/>= b, b, a) => MAX, MIN */
2177                                                         res = 1;
2178                                                 }
2179                                         }
2180                                         if (! res)
2181                                                 return 0;
2182
2183                                 } else if (get_mode_size_bits(mode) > 32)
2184                                         return 0;
2185                         }
2186                 } else {
2187                         /* check the Phi nodes: no 64bit and no floating point cmov */
2188                         for (phi = phi_list; phi; phi = get_Phi_next(phi)) {
2189                                 ir_mode *mode = get_irn_mode(phi);
2190
2191                                 if (mode_is_float(mode) || get_mode_size_bits(mode) > 32)
2192                                         return 0;
2193                         }
2194                 }
2195
2196                 return 1;
2197         } else {
2198                 ir_node *cl, *cr;
2199                 pn_Cmp  pn;
2200
2201                 /* No cmov, only some special cases */
2202                 if (cmp == NULL)
2203                         return 0;
2204
2205                 /* Now some supported cases here */
2206                 pn = get_Proj_proj(sel);
2207                 cl = get_Cmp_left(cmp);
2208                 cr = get_Cmp_right(cmp);
2209
2210                 for (phi = phi_list; phi; phi = get_Phi_next(phi)) {
2211                         ir_mode *mode = get_irn_mode(phi);
2212                         int res = 0;
2213                         ir_node *t, *f;
2214
2215                         t = get_Phi_pred(phi, i);
2216                         f = get_Phi_pred(phi, j);
2217
2218                         /* no floating point and no 64bit yet */
2219                         if (mode_is_float(mode) || get_mode_size_bits(mode) > 32)
2220                                 return 0;
2221
2222                         if (is_Const(t) && is_Const(f)) {
2223                                 if ((is_Const_null(t) && is_Const_one(f)) || (is_Const_one(t) && is_Const_null(f))) {
2224                                         /* always support Psi(x, C1, C2) */
2225                                         res = 1;
2226                                 }
2227                         } else if (pn == pn_Cmp_Lt || pn == pn_Cmp_Le || pn == pn_Cmp_Ge || pn == pn_Cmp_Gt) {
2228                                 if (0) {
2229 #if 0
2230                                 } else if (cl == t && cr == f) {
2231                                         /* Psi(a <=/>= b, a, b) => Min, Max */
2232                                         res = 1;
2233                                 } else if (cl == f && cr == t) {
2234                                         /* Psi(a <=/>= b, b, a) => Max, Min */
2235                                         res = 1;
2236 #endif
2237                                 } else if ((pn & pn_Cmp_Gt) && !mode_is_signed(mode) &&
2238                                            is_Const(f) && is_Const_null(f) && is_Sub(t) &&
2239                                            get_Sub_left(t) == cl && get_Sub_right(t) == cr) {
2240                                         /* Psi(a >=u b, a - b, 0) unsigned Doz */
2241                                         res = 1;
2242                                 } else if ((pn & pn_Cmp_Lt) && !mode_is_signed(mode) &&
2243                                            is_Const(t) && is_Const_null(t) && is_Sub(f) &&
2244                                            get_Sub_left(f) == cl && get_Sub_right(f) == cr) {
2245                                         /* Psi(a <=u b, 0, a - b) unsigned Doz */
2246                                         res = 1;
2247                                 } else if (is_Const(cr) && is_Const_null(cr)) {
2248                                         if (cl == t && is_Minus(f) && get_Minus_op(f) == cl) {
2249                                                 /* Psi(a <=/>= 0 ? a : -a) Nabs/Abs */
2250                                                 res = 1;
2251                                         } else if (cl == f && is_Minus(t) && get_Minus_op(t) == cl) {
2252                                                 /* Psi(a <=/>= 0 ? -a : a) Abs/Nabs */
2253                                                 res = 1;
2254                                         }
2255                                 }
2256                         }
2257                         if (! res)
2258                                 return 0;
2259                 }
2260                 /* all checks passed */
2261                 return 1;
2262         }
2263         return 0;
2264 }
2265
2266 static asm_constraint_flags_t ia32_parse_asm_constraint(const void *self, const char **c)
2267 {
2268         (void) self;
2269         (void) c;
2270
2271         /* we already added all our simple flags to the flags modifier list in
2272          * init, so this flag we don't know. */
2273         return ASM_CONSTRAINT_FLAG_INVALID;
2274 }
2275
2276 static int ia32_is_valid_clobber(const void *self, const char *clobber)
2277 {
2278         (void) self;
2279
2280         return ia32_get_clobber_register(clobber) != NULL;
2281 }
2282
2283 /**
2284  * Returns the libFirm configuration parameter for this backend.
2285  */
2286 static const backend_params *ia32_get_libfirm_params(void) {
2287         static const ir_settings_if_conv_t ifconv = {
2288                 4,                    /* maxdepth, doesn't matter for Psi-conversion */
2289                 ia32_is_psi_allowed   /* allows or disallows Psi creation for given selector */
2290         };
2291         static const ir_settings_arch_dep_t ad = {
2292                 1,                   /* also use subs */
2293                 4,                   /* maximum shifts */
2294                 31,                  /* maximum shift amount */
2295                 ia32_evaluate_insn,  /* evaluate the instruction sequence */
2296
2297                 1,  /* allow Mulhs */
2298                 1,  /* allow Mulus */
2299                 32  /* Mulh allowed up to 32 bit */
2300         };
2301         static backend_params p = {
2302                 1,     /* need dword lowering */
2303                 1,     /* support inline assembly */
2304                 0,     /* no immediate floating point mode. */
2305                 NULL,  /* no additional opcodes */
2306                 NULL,  /* will be set later */
2307                 ia32_create_intrinsic_fkt,
2308                 &intrinsic_env,  /* context for ia32_create_intrinsic_fkt */
2309                 NULL,  /* will be set below */
2310                 NULL   /* will be set below */
2311         };
2312
2313         ia32_setup_cg_config();
2314
2315         /* doesn't really belong here, but this is the earliest place the backend
2316          * is called... */
2317         init_asm_constraints();
2318
2319         p.dep_param    = &ad;
2320         p.if_conv_info = &ifconv;
2321         return &p;
2322 }
2323
2324 static const lc_opt_enum_int_items_t gas_items[] = {
2325         { "elf",     GAS_FLAVOUR_ELF },
2326         { "mingw",   GAS_FLAVOUR_MINGW  },
2327         { "yasm",    GAS_FLAVOUR_YASM   },
2328         { "macho",   GAS_FLAVOUR_MACH_O },
2329         { NULL,      0 }
2330 };
2331
2332 static lc_opt_enum_int_var_t gas_var = {
2333         (int*) &be_gas_flavour, gas_items
2334 };
2335
2336 static const lc_opt_enum_int_items_t transformer_items[] = {
2337         { "default", TRANSFORMER_DEFAULT },
2338 #ifdef FIRM_GRGEN_BE
2339         { "pbqp",    TRANSFORMER_PBQP    },
2340         { "random",  TRANSFORMER_RAND    },
2341 #endif
2342         { NULL,      0                   }
2343 };
2344
2345 static lc_opt_enum_int_var_t transformer_var = {
2346         (int*)&be_transformer, transformer_items
2347 };
2348
2349 static const lc_opt_table_entry_t ia32_options[] = {
2350         LC_OPT_ENT_ENUM_INT("gasmode", "set the GAS compatibility mode", &gas_var),
2351         LC_OPT_ENT_ENUM_INT("transformer", "the transformer used for code selection", &transformer_var),
2352         LC_OPT_ENT_INT("stackalign", "set power of two stack alignment for calls",
2353                        &ia32_isa_template.arch_env.stack_alignment),
2354         LC_OPT_LAST
2355 };
2356
2357 const arch_isa_if_t ia32_isa_if = {
2358         ia32_init,
2359         ia32_done,
2360         ia32_get_n_reg_class,
2361         ia32_get_reg_class,
2362         ia32_get_reg_class_for_mode,
2363         ia32_get_call_abi,
2364         ia32_get_code_generator_if,
2365         ia32_get_list_sched_selector,
2366         ia32_get_ilp_sched_selector,
2367         ia32_get_reg_class_alignment,
2368         ia32_get_libfirm_params,
2369         ia32_get_allowed_execution_units,
2370         ia32_get_machine,
2371         ia32_get_irg_list,
2372         ia32_mark_remat,
2373         ia32_parse_asm_constraint,
2374         ia32_is_valid_clobber
2375 };
2376
2377 void ia32_init_emitter(void);
2378 void ia32_init_finish(void);
2379 void ia32_init_optimize(void);
2380 void ia32_init_transform(void);
2381 void ia32_init_x87(void);
2382
2383 void be_init_arch_ia32(void)
2384 {
2385         lc_opt_entry_t *be_grp   = lc_opt_get_grp(firm_opt_get_root(), "be");
2386         lc_opt_entry_t *ia32_grp = lc_opt_get_grp(be_grp, "ia32");
2387
2388         lc_opt_add_table(ia32_grp, ia32_options);
2389         be_register_isa_if("ia32", &ia32_isa_if);
2390
2391         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.be.ia32.cg");
2392
2393         ia32_init_emitter();
2394         ia32_init_finish();
2395         ia32_init_optimize();
2396         ia32_init_transform();
2397         ia32_init_x87();
2398         ia32_init_architecture();
2399 }
2400
2401 BE_REGISTER_MODULE_CONSTRUCTOR(be_init_arch_ia32);