nsz Git - libfirm/blob - ir/be/ia32/bearch_ia32.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 1995-2008 University of Karlsruhe.  All right reserved.
   3  *
   4  * This file is part of libFirm.
   5  *
   6  * This file may be distributed and/or modified under the terms of the
   7  * GNU General Public License version 2 as published by the Free Software
   8  * Foundation and appearing in the file LICENSE.GPL included in the
   9  * packaging of this file.
  10  *
  11  * Licensees holding valid libFirm Professional Edition licenses may use
  12  * this file in accordance with the libFirm Commercial License.
  13  * Agreement provided with the Software.
  14  *
  15  * This file is provided AS IS with NO WARRANTY OF ANY KIND, INCLUDING THE
  16  * WARRANTY OF DESIGN, MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
  17  * PURPOSE.
  18  */
  19
  20 /**
  21  * @file
  22  * @brief       This is the main ia32 firm backend driver.
  23  * @author      Christian Wuerdig
  24  * @version     $Id$
  25  */
  26 #include "config.h"
  27
  28 #include "lc_opts.h"
  29 #include "lc_opts_enum.h"
  30
  31 #include <math.h>
  32
  33 #include "irarch.h"
  34 #include "irgwalk.h"
  35 #include "irprog.h"
  36 #include "irprintf.h"
  37 #include "iredges_t.h"
  38 #include "ircons.h"
  39 #include "irflag.h"
  40 #include "irgmod.h"
  41 #include "irgopt.h"
  42 #include "irbitset.h"
  43 #include "irgopt.h"
  44 #include "irdump.h"
  45 #include "pdeq.h"
  46 #include "pset.h"
  47 #include "debug.h"
  48 #include "error.h"
  49 #include "xmalloc.h"
  50 #include "irtools.h"
  51 #include "iroptimize.h"
  52 #include "instrument.h"
  53 #include "iropt_t.h"
  54 #include "lower_dw.h"
  55 #include "lower_calls.h"
  56
  57 #include "../beabi.h"
  58 #include "../beirg.h"
  59 #include "../benode.h"
  60 #include "../belower.h"
  61 #include "../besched.h"
  62 #include "be.h"
  63 #include "../be_t.h"
  64 #include "../beirgmod.h"
  65 #include "../be_dbgout.h"
  66 #include "../beblocksched.h"
  67 #include "../bemachine.h"
  68 #include "../bespillslots.h"
  69 #include "../bemodule.h"
  70 #include "../begnuas.h"
  71 #include "../bestate.h"
  72 #include "../beflags.h"
  73 #include "../betranshlp.h"
  74 #include "../belistsched.h"
  75 #include "../beabihelper.h"
  76
  77 #include "bearch_ia32_t.h"
  78
  79 #include "ia32_new_nodes.h"
  80 #include "gen_ia32_regalloc_if.h"
  81 #include "gen_ia32_machine.h"
  82 #include "ia32_common_transform.h"
  83 #include "ia32_transform.h"
  84 #include "ia32_emitter.h"
  85 #include "ia32_optimize.h"
  86 #include "ia32_x87.h"
  87 #include "ia32_dbg_stat.h"
  88 #include "ia32_finish.h"
  89 #include "ia32_fpu.h"
  90 #include "ia32_architecture.h"
  91
  92 #ifdef FIRM_GRGEN_BE
  93 #include "ia32_pbqp_transform.h"
  94
  95 transformer_t be_transformer = TRANSFORMER_DEFAULT;
  96 #endif
  97
  98 ir_mode *ia32_mode_fpcw = NULL;
  99
 100 /** The current omit-fp state */
 101 static ir_type *omit_fp_between_type   = NULL;
 102 static ir_type *between_type           = NULL;
 103 static ir_entity *old_bp_ent           = NULL;
 104 static ir_entity *ret_addr_ent         = NULL;
 105 static ir_entity *omit_fp_ret_addr_ent = NULL;
 106
 107 /**
 108  * The environment for the intrinsic mapping.
 109  */
 110 static ia32_intrinsic_env_t intrinsic_env = {
 111         NULL,    /* the isa */
 112         NULL,    /* the irg, these entities belong to */
 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 };
 118
 119
 120 typedef ir_node *(*create_const_node_func) (dbg_info *dbgi, ir_node *block);
 121
 122 /**
 123  * Used to create per-graph unique pseudo nodes.
 124  */
 125 static inline ir_node *create_const(ir_graph *irg, ir_node **place,
 126                                     create_const_node_func func,
 127                                     const arch_register_t* reg)
 128 {
 129         ir_node *block, *res;
 130
 131         if (*place != NULL)
 132                 return *place;
 133
 134         block = get_irg_start_block(irg);
 135         res = func(NULL, block);
 136         arch_set_irn_register(res, reg);
 137         *place = res;
 138
 139         return res;
 140 }
 141
 142 /* Creates the unique per irg GP NoReg node. */
 143 ir_node *ia32_new_NoReg_gp(ir_graph *irg)
 144 {
 145         ia32_irg_data_t *irg_data = ia32_get_irg_data(irg);
 146         return create_const(irg, &irg_data->noreg_gp, new_bd_ia32_NoReg_GP,
 147                             &ia32_registers[REG_GP_NOREG]);
 148 }
 149
 150 ir_node *ia32_new_NoReg_vfp(ir_graph *irg)
 151 {
 152         ia32_irg_data_t *irg_data = ia32_get_irg_data(irg);
 153         return create_const(irg, &irg_data->noreg_vfp, new_bd_ia32_NoReg_VFP,
 154                             &ia32_registers[REG_VFP_NOREG]);
 155 }
 156
 157 ir_node *ia32_new_NoReg_xmm(ir_graph *irg)
 158 {
 159         ia32_irg_data_t *irg_data = ia32_get_irg_data(irg);
 160         return create_const(irg, &irg_data->noreg_xmm, new_bd_ia32_NoReg_XMM,
 161                             &ia32_registers[REG_XMM_NOREG]);
 162 }
 163
 164 ir_node *ia32_new_Fpu_truncate(ir_graph *irg)
 165 {
 166         ia32_irg_data_t *irg_data = ia32_get_irg_data(irg);
 167         return create_const(irg, &irg_data->fpu_trunc_mode, new_bd_ia32_ChangeCW,
 168                         &ia32_registers[REG_FPCW]);
 169 }
 170
 171
 172 /**
 173  * Returns the admissible noreg register node for input register pos of node irn.
 174  */
 175 static ir_node *ia32_get_admissible_noreg(ir_node *irn, int pos)
 176 {
 177         ir_graph                  *irg = get_irn_irg(irn);
 178         const arch_register_req_t *req = arch_get_register_req(irn, pos);
 179
 180         assert(req != NULL && "Missing register requirements");
 181         if (req->cls == &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_gp])
 182                 return ia32_new_NoReg_gp(irg);
 183
 184         if (ia32_cg_config.use_sse2) {
 185                 return ia32_new_NoReg_xmm(irg);
 186         } else {
 187                 return ia32_new_NoReg_vfp(irg);
 188         }
 189 }
 190
 191 static arch_irn_class_t ia32_classify(const ir_node *irn)
 192 {
 193         arch_irn_class_t classification = arch_irn_class_none;
 194
 195         assert(is_ia32_irn(irn));
 196
 197         if (is_ia32_is_reload(irn))
 198                 classification |= arch_irn_class_reload;
 199
 200         if (is_ia32_is_spill(irn))
 201                 classification |= arch_irn_class_spill;
 202
 203         if (is_ia32_is_remat(irn))
 204                 classification |= arch_irn_class_remat;
 205
 206         return classification;
 207 }
 208
 209 /**
 210  * The IA32 ABI callback object.
 211  */
 212 typedef struct {
 213         be_abi_call_flags_bits_t flags;  /**< The call flags. */
 214         ir_graph *irg;                   /**< The associated graph. */
 215 } ia32_abi_env_t;
 216
 217 static ir_entity *ia32_get_frame_entity(const ir_node *irn)
 218 {
 219         return is_ia32_irn(irn) ? get_ia32_frame_ent(irn) : NULL;
 220 }
 221
 222 static void ia32_set_frame_entity(ir_node *node, ir_entity *entity)
 223 {
 224         if (is_be_node(node))
 225                 be_node_set_frame_entity(node, entity);
 226         else
 227                 set_ia32_frame_ent(node, entity);
 228 }
 229
 230 static void ia32_set_frame_offset(ir_node *irn, int bias)
 231 {
 232         if (get_ia32_frame_ent(irn) == NULL)
 233                 return;
 234
 235         if (is_ia32_Pop(irn) || is_ia32_PopMem(irn)) {
 236                 ir_graph          *irg     = get_irn_irg(irn);
 237                 be_stack_layout_t *layout  = be_get_irg_stack_layout(irg);
 238                 if (layout->sp_relative) {
 239                         /* Pop nodes modify the stack pointer before calculating the
 240                          * destination address, so fix this here
 241                          */
 242                         bias -= 4;
 243                 }
 244         }
 245         add_ia32_am_offs_int(irn, bias);
 246 }
 247
 248 static int ia32_get_sp_bias(const ir_node *node)
 249 {
 250         if (is_ia32_Call(node))
 251                 return -(int)get_ia32_call_attr_const(node)->pop;
 252
 253         if (is_ia32_Push(node))
 254                 return 4;
 255
 256         if (is_ia32_Pop(node) || is_ia32_PopMem(node))
 257                 return -4;
 258
 259         if (is_ia32_Leave(node) || is_ia32_CopyEbpEsp(node)) {
 260                 return SP_BIAS_RESET;
 261         }
 262
 263         return 0;
 264 }
 265
 266 /**
 267  * Build the between type and entities if not already build.
 268  */
 269 static void ia32_build_between_type(void)
 270 {
 271 #define IDENT(s) new_id_from_chars(s, sizeof(s)-1)
 272         if (! between_type) {
 273                 ir_type *old_bp_type   = new_type_primitive(mode_Iu);
 274                 ir_type *ret_addr_type = new_type_primitive(mode_Iu);
 275
 276                 between_type           = new_type_struct(IDENT("ia32_between_type"));
 277                 old_bp_ent             = new_entity(between_type, IDENT("old_bp"), old_bp_type);
 278                 ret_addr_ent           = new_entity(between_type, IDENT("ret_addr"), ret_addr_type);
 279
 280                 set_entity_offset(old_bp_ent, 0);
 281                 set_entity_offset(ret_addr_ent, get_type_size_bytes(old_bp_type));
 282                 set_type_size_bytes(between_type, get_type_size_bytes(old_bp_type) + get_type_size_bytes(ret_addr_type));
 283                 set_type_state(between_type, layout_fixed);
 284
 285                 omit_fp_between_type = new_type_struct(IDENT("ia32_between_type_omit_fp"));
 286                 omit_fp_ret_addr_ent = new_entity(omit_fp_between_type, IDENT("ret_addr"), ret_addr_type);
 287
 288                 set_entity_offset(omit_fp_ret_addr_ent, 0);
 289                 set_type_size_bytes(omit_fp_between_type, get_type_size_bytes(ret_addr_type));
 290                 set_type_state(omit_fp_between_type, layout_fixed);
 291         }
 292 #undef IDENT
 293 }
 294
 295 /**
 296  * Produces the type which sits between the stack args and the locals on the stack.
 297  * it will contain the return address and space to store the old base pointer.
 298  * @return The Firm type modeling the ABI between type.
 299  */
 300 static ir_type *ia32_abi_get_between_type(ir_graph *irg)
 301 {
 302         const be_stack_layout_t *layout = be_get_irg_stack_layout(irg);
 303         ia32_build_between_type();
 304         return layout->sp_relative ? omit_fp_between_type : between_type;
 305 }
 306
 307 /**
 308  * Return the stack entity that contains the return address.
 309  */
 310 ir_entity *ia32_get_return_address_entity(ir_graph *irg)
 311 {
 312         const be_stack_layout_t *layout = be_get_irg_stack_layout(irg);
 313         ia32_build_between_type();
 314         return layout->sp_relative ? omit_fp_ret_addr_ent : ret_addr_ent;
 315 }
 316
 317 /**
 318  * Return the stack entity that contains the frame address.
 319  */
 320 ir_entity *ia32_get_frame_address_entity(ir_graph *irg)
 321 {
 322         const be_stack_layout_t *layout = be_get_irg_stack_layout(irg);
 323         ia32_build_between_type();
 324         return layout->sp_relative ? NULL : old_bp_ent;
 325 }
 326
 327 /**
 328  * Get the estimated cycle count for @p irn.
 329  *
 330  * @param self The this pointer.
 331  * @param irn  The node.
 332  *
 333  * @return     The estimated cycle count for this operation
 334  */
 335 static int ia32_get_op_estimated_cost(const ir_node *irn)
 336 {
 337         int            cost;
 338         ia32_op_type_t op_tp;
 339
 340         if (is_Proj(irn))
 341                 return 0;
 342         if (!is_ia32_irn(irn))
 343                 return 0;
 344
 345         assert(is_ia32_irn(irn));
 346
 347         cost  = get_ia32_latency(irn);
 348         op_tp = get_ia32_op_type(irn);
 349
 350         if (is_ia32_CopyB(irn)) {
 351                 cost = 250;
 352         }
 353         else if (is_ia32_CopyB_i(irn)) {
 354                 int size = get_ia32_copyb_size(irn);
 355                 cost     = 20 + (int)ceil((4/3) * size);
 356         }
 357         /* in case of address mode operations add additional cycles */
 358         else if (op_tp == ia32_AddrModeD || op_tp == ia32_AddrModeS) {
 359                 /*
 360                         In case of stack access and access to fixed addresses add 5 cycles
 361                         (we assume they are in cache), other memory operations cost 20
 362                         cycles.
 363                 */
 364                 if (is_ia32_use_frame(irn) || (
 365                     is_ia32_NoReg_GP(get_irn_n(irn, n_ia32_base)) &&
 366                     is_ia32_NoReg_GP(get_irn_n(irn, n_ia32_index))
 367                     )) {
 368                         cost += 5;
 369                 } else {
 370                         cost += 20;
 371                 }
 372         }
 373
 374         return cost;
 375 }
 376
 377 /**
 378  * Returns the inverse operation if @p irn, recalculating the argument at position @p i.
 379  *
 380  * @param irn       The original operation
 381  * @param i         Index of the argument we want the inverse operation to yield
 382  * @param inverse   struct to be filled with the resulting inverse op
 383  * @param obstack   The obstack to use for allocation of the returned nodes array
 384  * @return          The inverse operation or NULL if operation invertible
 385  */
 386 static arch_inverse_t *ia32_get_inverse(const ir_node *irn, int i, arch_inverse_t *inverse, struct obstack *obst)
 387 {
 388         (void) irn;
 389         (void) i;
 390         (void) inverse;
 391         (void) obst;
 392         return NULL;
 393
 394 #if 0
 395         ir_mode  *mode;
 396         ir_mode  *irn_mode;
 397         ir_node  *block, *noreg, *nomem;
 398         dbg_info *dbgi;
 399
 400         /* we cannot invert non-ia32 irns */
 401         if (! is_ia32_irn(irn))
 402                 return NULL;
 403
 404         /* operand must always be a real operand (not base, index or mem) */
 405         if (i != n_ia32_binary_left && i != n_ia32_binary_right)
 406                 return NULL;
 407
 408         /* we don't invert address mode operations */
 409         if (get_ia32_op_type(irn) != ia32_Normal)
 410                 return NULL;
 411
 412         /* TODO: adjust for new immediates... */
 413         ir_fprintf(stderr, "TODO: fix get_inverse for new immediates (%+F)\n",
 414                    irn);
 415         return NULL;
 416
 417         block    = get_nodes_block(irn);
 418         mode     = get_irn_mode(irn);
 419         irn_mode = get_irn_mode(irn);
 420         noreg    = get_irn_n(irn, 0);
 421         nomem    = get_irg_no_mem(irg);
 422         dbgi     = get_irn_dbg_info(irn);
 423
 424         /* initialize structure */
 425         inverse->nodes = obstack_alloc(obst, 2 * sizeof(inverse->nodes[0]));
 426         inverse->costs = 0;
 427         inverse->n     = 1;
 428
 429         switch (get_ia32_irn_opcode(irn)) {
 430                 case iro_ia32_Add:
 431                         if (get_ia32_immop_type(irn) == ia32_ImmConst) {
 432                                 /* we have an add with a const here */
 433                                 /* invers == add with negated const */
 434                                 inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Add(dbgi, block, noreg, noreg, nomem, get_irn_n(irn, i), noreg);
 435                                 inverse->costs   += 1;
 436                                 copy_ia32_Immop_attr(inverse->nodes[0], (ir_node *)irn);
 437                                 set_ia32_Immop_tarval(inverse->nodes[0], tarval_neg(get_ia32_Immop_tarval(irn)));
 438                                 set_ia32_commutative(inverse->nodes[0]);
 439                         }
 440                         else if (get_ia32_immop_type(irn) == ia32_ImmSymConst) {
 441                                 /* we have an add with a symconst here */
 442                                 /* invers == sub with const */
 443                                 inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Sub(dbgi, block, noreg, noreg, nomem, get_irn_n(irn, i), noreg);
 444                                 inverse->costs   += 2;
 445                                 copy_ia32_Immop_attr(inverse->nodes[0], (ir_node *)irn);
 446                         }
 447                         else {
 448                                 /* normal add: inverse == sub */
 449                                 inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Sub(dbgi, block, noreg, noreg, nomem, (ir_node*) irn, get_irn_n(irn, i ^ 1));
 450                                 inverse->costs   += 2;
 451                         }
 452                         break;
 453                 case iro_ia32_Sub:
 454                         if (get_ia32_immop_type(irn) != ia32_ImmNone) {
 455                                 /* we have a sub with a const/symconst here */
 456                                 /* invers == add with this const */
 457                                 inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Add(dbgi, block, noreg, noreg, nomem, get_irn_n(irn, i), noreg);
 458                                 inverse->costs   += (get_ia32_immop_type(irn) == ia32_ImmSymConst) ? 5 : 1;
 459                                 copy_ia32_Immop_attr(inverse->nodes[0], (ir_node *)irn);
 460                         }
 461                         else {
 462                                 /* normal sub */
 463                                 if (i == n_ia32_binary_left) {
 464                                         inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Add(dbgi, block, noreg, noreg, nomem, (ir_node*) irn, get_irn_n(irn, 3));
 465                                 }
 466                                 else {
 467                                         inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Sub(dbgi, block, noreg, noreg, nomem, get_irn_n(irn, n_ia32_binary_left), (ir_node*) irn);
 468                                 }
 469                                 inverse->costs += 1;
 470                         }
 471                         break;
 472                 case iro_ia32_Xor:
 473                         if (get_ia32_immop_type(irn) != ia32_ImmNone) {
 474                                 /* xor with const: inverse = xor */
 475                                 inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Xor(dbgi, block, noreg, noreg, nomem, get_irn_n(irn, i), noreg);
 476                                 inverse->costs   += (get_ia32_immop_type(irn) == ia32_ImmSymConst) ? 5 : 1;
 477                                 copy_ia32_Immop_attr(inverse->nodes[0], (ir_node *)irn);
 478                         }
 479                         else {
 480                                 /* normal xor */
 481                                 inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Xor(dbgi, block, noreg, noreg, nomem, (ir_node *) irn, get_irn_n(irn, i));
 482                                 inverse->costs   += 1;
 483                         }
 484                         break;
 485                 case iro_ia32_Not: {
 486                         inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Not(dbgi, block, (ir_node*) irn);
 487                         inverse->costs   += 1;
 488                         break;
 489                 }
 490                 case iro_ia32_Neg: {
 491                         inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Neg(dbgi, block, (ir_node*) irn);
 492                         inverse->costs   += 1;
 493                         break;
 494                 }
 495                 default:
 496                         /* inverse operation not supported */
 497                         return NULL;
 498         }
 499
 500         return inverse;
 501 #endif
 502 }
 503
 504 static ir_mode *get_spill_mode_mode(const ir_mode *mode)
 505 {
 506         if (mode_is_float(mode))
 507                 return mode_D;
 508
 509         return mode_Iu;
 510 }
 511
 512 /**
 513  * Get the mode that should be used for spilling value node
 514  */
 515 static ir_mode *get_spill_mode(const ir_node *node)
 516 {
 517         ir_mode *mode = get_irn_mode(node);
 518         return get_spill_mode_mode(mode);
 519 }
 520
 521 /**
 522  * Checks whether an addressmode reload for a node with mode mode is compatible
 523  * with a spillslot of mode spill_mode
 524  */
 525 static int ia32_is_spillmode_compatible(const ir_mode *mode, const ir_mode *spillmode)
 526 {
 527         return !mode_is_float(mode) || mode == spillmode;
 528 }
 529
 530 /**
 531  * Check if irn can load its operand at position i from memory (source addressmode).
 532  * @param irn    The irn to be checked
 533  * @param i      The operands position
 534  * @return Non-Zero if operand can be loaded
 535  */
 536 static int ia32_possible_memory_operand(const ir_node *irn, unsigned int i)
 537 {
 538         ir_node       *op        = get_irn_n(irn, i);
 539         const ir_mode *mode      = get_irn_mode(op);
 540         const ir_mode *spillmode = get_spill_mode(op);
 541
 542         if (!is_ia32_irn(irn)                              ||  /* must be an ia32 irn */
 543             get_ia32_op_type(irn) != ia32_Normal           ||  /* must not already be a addressmode irn */
 544             !ia32_is_spillmode_compatible(mode, spillmode) ||
 545             is_ia32_use_frame(irn))                            /* must not already use frame */
 546                 return 0;
 547
 548         switch (get_ia32_am_support(irn)) {
 549                 case ia32_am_none:
 550                         return 0;
 551
 552                 case ia32_am_unary:
 553                         if (i != n_ia32_unary_op)
 554                                 return 0;
 555                         break;
 556
 557                 case ia32_am_binary:
 558                         switch (i) {
 559                                 case n_ia32_binary_left: {
 560                                         const arch_register_req_t *req;
 561                                         if (!is_ia32_commutative(irn))
 562                                                 return 0;
 563
 564                                         /* we can't swap left/right for limited registers
 565                                          * (As this (currently) breaks constraint handling copies)
 566                                          */
 567                                         req = arch_get_in_register_req(irn, n_ia32_binary_left);
 568                                         if (req->type & arch_register_req_type_limited)
 569                                                 return 0;
 570                                         break;
 571                                 }
 572
 573                                 case n_ia32_binary_right:
 574                                         break;
 575
 576                                 default:
 577                                         return 0;
 578                         }
 579                         break;
 580
 581                 default:
 582                         panic("Unknown AM type");
 583         }
 584
 585         /* HACK: must not already use "real" memory.
 586          * This can happen for Call and Div */
 587         if (!is_NoMem(get_irn_n(irn, n_ia32_mem)))
 588                 return 0;
 589
 590         return 1;
 591 }
 592
 593 static void ia32_perform_memory_operand(ir_node *irn, ir_node *spill,
 594                                         unsigned int i)
 595 {
 596         ir_mode *load_mode;
 597         ir_mode *dest_op_mode;
 598
 599         assert(ia32_possible_memory_operand(irn, i) && "Cannot perform memory operand change");
 600
 601         set_ia32_op_type(irn, ia32_AddrModeS);
 602
 603         load_mode    = get_irn_mode(get_irn_n(irn, i));
 604         dest_op_mode = get_ia32_ls_mode(irn);
 605         if (get_mode_size_bits(load_mode) <= get_mode_size_bits(dest_op_mode)) {
 606                 set_ia32_ls_mode(irn, load_mode);
 607         }
 608         set_ia32_use_frame(irn);
 609         set_ia32_need_stackent(irn);
 610
 611         if (i == n_ia32_binary_left                    &&
 612             get_ia32_am_support(irn) == ia32_am_binary &&
 613             /* immediates are only allowed on the right side */
 614             !is_ia32_Immediate(get_irn_n(irn, n_ia32_binary_right))) {
 615                 ia32_swap_left_right(irn);
 616                 i = n_ia32_binary_right;
 617         }
 618
 619         assert(is_NoMem(get_irn_n(irn, n_ia32_mem)));
 620
 621         set_irn_n(irn, n_ia32_base, get_irg_frame(get_irn_irg(irn)));
 622         set_irn_n(irn, n_ia32_mem,  spill);
 623         set_irn_n(irn, i,           ia32_get_admissible_noreg(irn, i));
 624         set_ia32_is_reload(irn);
 625 }
 626
 627 static const be_abi_callbacks_t ia32_abi_callbacks = {
 628         ia32_abi_get_between_type,
 629 };
 630
 631 /* register allocator interface */
 632 static const arch_irn_ops_t ia32_irn_ops = {
 633         ia32_classify,
 634         ia32_get_frame_entity,
 635         ia32_set_frame_offset,
 636         ia32_get_sp_bias,
 637         ia32_get_inverse,
 638         ia32_get_op_estimated_cost,
 639         ia32_possible_memory_operand,
 640         ia32_perform_memory_operand,
 641 };
 642
 643 static ir_entity *mcount = NULL;
 644 static int gprof = 0;
 645
 646 static void ia32_before_abi(ir_graph *irg)
 647 {
 648         if (gprof) {
 649                 if (mcount == NULL) {
 650                         ir_type *tp = new_type_method(0, 0);
 651                         ident   *id = new_id_from_str("mcount");
 652                         mcount = new_entity(get_glob_type(), id, tp);
 653                         /* FIXME: enter the right ld_ident here */
 654                         set_entity_ld_ident(mcount, get_entity_ident(mcount));
 655                         set_entity_visibility(mcount, ir_visibility_external);
 656                 }
 657                 instrument_initcall(irg, mcount);
 658         }
 659 }
 660
 661 /**
 662  * Transforms the standard firm graph into
 663  * an ia32 firm graph
 664  */
 665 static void ia32_prepare_graph(ir_graph *irg)
 666 {
 667         ia32_irg_data_t *irg_data = ia32_get_irg_data(irg);
 668
 669 #ifdef FIRM_GRGEN_BE
 670         switch (be_transformer) {
 671         case TRANSFORMER_DEFAULT:
 672                 /* transform remaining nodes into assembler instructions */
 673                 ia32_transform_graph(irg);
 674                 break;
 675
 676         case TRANSFORMER_PBQP:
 677         case TRANSFORMER_RAND:
 678                 /* transform nodes into assembler instructions by PBQP magic */
 679                 ia32_transform_graph_by_pbqp(irg);
 680                 break;
 681
 682         default:
 683                 panic("invalid transformer");
 684         }
 685 #else
 686         ia32_transform_graph(irg);
 687 #endif
 688
 689         /* do local optimizations (mainly CSE) */
 690         optimize_graph_df(irg);
 691
 692         if (irg_data->dump)
 693                 dump_ir_graph(irg, "transformed");
 694
 695         /* optimize address mode */
 696         ia32_optimize_graph(irg);
 697
 698         /* do code placement, to optimize the position of constants */
 699         place_code(irg);
 700
 701         if (irg_data->dump)
 702                 dump_ir_graph(irg, "place");
 703 }
 704
 705 ir_node *ia32_turn_back_am(ir_node *node)
 706 {
 707         dbg_info *dbgi  = get_irn_dbg_info(node);
 708         ir_graph *irg   = get_irn_irg(node);
 709         ir_node  *block = get_nodes_block(node);
 710         ir_node  *base  = get_irn_n(node, n_ia32_base);
 711         ir_node  *idx   = get_irn_n(node, n_ia32_index);
 712         ir_node  *mem   = get_irn_n(node, n_ia32_mem);
 713         ir_node  *noreg;
 714
 715         ir_node  *load     = new_bd_ia32_Load(dbgi, block, base, idx, mem);
 716         ir_node  *load_res = new_rd_Proj(dbgi, load, mode_Iu, pn_ia32_Load_res);
 717
 718         ia32_copy_am_attrs(load, node);
 719         if (is_ia32_is_reload(node))
 720                 set_ia32_is_reload(load);
 721         set_irn_n(node, n_ia32_mem, get_irg_no_mem(irg));
 722
 723         switch (get_ia32_am_support(node)) {
 724                 case ia32_am_unary:
 725                         set_irn_n(node, n_ia32_unary_op, load_res);
 726                         break;
 727
 728                 case ia32_am_binary:
 729                         if (is_ia32_Immediate(get_irn_n(node, n_ia32_binary_right))) {
 730                                 set_irn_n(node, n_ia32_binary_left, load_res);
 731                         } else {
 732                                 set_irn_n(node, n_ia32_binary_right, load_res);
 733                         }
 734                         break;
 735
 736                 default:
 737                         panic("Unknown AM type");
 738         }
 739         noreg = ia32_new_NoReg_gp(current_ir_graph);
 740         set_irn_n(node, n_ia32_base,  noreg);
 741         set_irn_n(node, n_ia32_index, noreg);
 742         set_ia32_am_offs_int(node, 0);
 743         set_ia32_am_sc(node, NULL);
 744         set_ia32_am_scale(node, 0);
 745         clear_ia32_am_sc_sign(node);
 746
 747         /* rewire mem-proj */
 748         if (get_irn_mode(node) == mode_T) {
 749                 const ir_edge_t *edge;
 750                 foreach_out_edge(node, edge) {
 751                         ir_node *out = get_edge_src_irn(edge);
 752                         if (get_irn_mode(out) == mode_M) {
 753                                 set_Proj_pred(out, load);
 754                                 set_Proj_proj(out, pn_ia32_Load_M);
 755                                 break;
 756                         }
 757                 }
 758         }
 759
 760         set_ia32_op_type(node, ia32_Normal);
 761         if (sched_is_scheduled(node))
 762                 sched_add_before(node, load);
 763
 764         return load_res;
 765 }
 766
 767 static ir_node *flags_remat(ir_node *node, ir_node *after)
 768 {
 769         /* we should turn back source address mode when rematerializing nodes */
 770         ia32_op_type_t type;
 771         ir_node        *block;
 772         ir_node        *copy;
 773
 774         if (is_Block(after)) {
 775                 block = after;
 776         } else {
 777                 block = get_nodes_block(after);
 778         }
 779
 780         type = get_ia32_op_type(node);
 781         switch (type) {
 782                 case ia32_AddrModeS:
 783                         ia32_turn_back_am(node);
 784                         break;
 785
 786                 case ia32_AddrModeD:
 787                         /* TODO implement this later... */
 788                         panic("found DestAM with flag user %+F this should not happen", node);
 789
 790                 default: assert(type == ia32_Normal); break;
 791         }
 792
 793         copy = exact_copy(node);
 794         set_nodes_block(copy, block);
 795         sched_add_after(after, copy);
 796
 797         return copy;
 798 }
 799
 800 /**
 801  * Called before the register allocator.
 802  */
 803 static void ia32_before_ra(ir_graph *irg)
 804 {
 805         /* setup fpu rounding modes */
 806         ia32_setup_fpu_mode(irg);
 807
 808         /* fixup flags */
 809         be_sched_fix_flags(irg, &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_flags],
 810                            &flags_remat, NULL);
 811
 812         be_add_missing_keeps(irg);
 813 }
 814
 815
 816 /**
 817  * Transforms a be_Reload into a ia32 Load.
 818  */
 819 static void transform_to_Load(ir_node *node)
 820 {
 821         ir_graph *irg        = get_irn_irg(node);
 822         dbg_info *dbgi       = get_irn_dbg_info(node);
 823         ir_node *block       = get_nodes_block(node);
 824         ir_entity *ent       = be_get_frame_entity(node);
 825         ir_mode *mode        = get_irn_mode(node);
 826         ir_mode *spillmode   = get_spill_mode(node);
 827         ir_node *noreg       = ia32_new_NoReg_gp(irg);
 828         ir_node *sched_point = NULL;
 829         ir_node *ptr         = get_irg_frame(irg);
 830         ir_node *mem         = get_irn_n(node, n_be_Reload_mem);
 831         ir_node *new_op, *proj;
 832         const arch_register_t *reg;
 833
 834         if (sched_is_scheduled(node)) {
 835                 sched_point = sched_prev(node);
 836         }
 837
 838         if (mode_is_float(spillmode)) {
 839                 if (ia32_cg_config.use_sse2)
 840                         new_op = new_bd_ia32_xLoad(dbgi, block, ptr, noreg, mem, spillmode);
 841                 else
 842                         new_op = new_bd_ia32_vfld(dbgi, block, ptr, noreg, mem, spillmode);
 843         }
 844         else if (get_mode_size_bits(spillmode) == 128) {
 845                 /* Reload 128 bit SSE registers */
 846                 new_op = new_bd_ia32_xxLoad(dbgi, block, ptr, noreg, mem);
 847         }
 848         else
 849                 new_op = new_bd_ia32_Load(dbgi, block, ptr, noreg, mem);
 850
 851         set_ia32_op_type(new_op, ia32_AddrModeS);
 852         set_ia32_ls_mode(new_op, spillmode);
 853         set_ia32_frame_ent(new_op, ent);
 854         set_ia32_use_frame(new_op);
 855         set_ia32_is_reload(new_op);
 856
 857         DBG_OPT_RELOAD2LD(node, new_op);
 858
 859         proj = new_rd_Proj(dbgi, new_op, mode, pn_ia32_Load_res);
 860
 861         if (sched_point) {
 862                 sched_add_after(sched_point, new_op);
 863                 sched_remove(node);
 864         }
 865
 866         /* copy the register from the old node to the new Load */
 867         reg = arch_get_irn_register(node);
 868         arch_set_irn_register(proj, reg);
 869
 870         SET_IA32_ORIG_NODE(new_op, node);
 871
 872         exchange(node, proj);
 873 }
 874
 875 /**
 876  * Transforms a be_Spill node into a ia32 Store.
 877  */
 878 static void transform_to_Store(ir_node *node)
 879 {
 880         ir_graph *irg  = get_irn_irg(node);
 881         dbg_info *dbgi = get_irn_dbg_info(node);
 882         ir_node *block = get_nodes_block(node);
 883         ir_entity *ent = be_get_frame_entity(node);
 884         const ir_node *spillval = get_irn_n(node, n_be_Spill_val);
 885         ir_mode *mode  = get_spill_mode(spillval);
 886         ir_node *noreg = ia32_new_NoReg_gp(irg);
 887         ir_node *nomem = get_irg_no_mem(irg);
 888         ir_node *ptr   = get_irg_frame(irg);
 889         ir_node *val   = get_irn_n(node, n_be_Spill_val);
 890         ir_node *res;
 891         ir_node *store;
 892         ir_node *sched_point = NULL;
 893
 894         if (sched_is_scheduled(node)) {
 895                 sched_point = sched_prev(node);
 896         }
 897
 898         if (mode_is_float(mode)) {
 899                 if (ia32_cg_config.use_sse2) {
 900                         store = new_bd_ia32_xStore(dbgi, block, ptr, noreg, nomem, val);
 901                         res   = new_r_Proj(store, mode_M, pn_ia32_xStore_M);
 902                 } else {
 903                         store = new_bd_ia32_vfst(dbgi, block, ptr, noreg, nomem, val, mode);
 904                         res   = new_r_Proj(store, mode_M, pn_ia32_vfst_M);
 905                 }
 906         } else if (get_mode_size_bits(mode) == 128) {
 907                 /* Spill 128 bit SSE registers */
 908                 store = new_bd_ia32_xxStore(dbgi, block, ptr, noreg, nomem, val);
 909                 res   = new_r_Proj(store, mode_M, pn_ia32_xxStore_M);
 910         } else if (get_mode_size_bits(mode) == 8) {
 911                 store = new_bd_ia32_Store8Bit(dbgi, block, ptr, noreg, nomem, val);
 912                 res   = new_r_Proj(store, mode_M, pn_ia32_Store8Bit_M);
 913         } else {
 914                 store = new_bd_ia32_Store(dbgi, block, ptr, noreg, nomem, val);
 915                 res   = new_r_Proj(store, mode_M, pn_ia32_Store_M);
 916         }
 917
 918         set_ia32_op_type(store, ia32_AddrModeD);
 919         set_ia32_ls_mode(store, mode);
 920         set_ia32_frame_ent(store, ent);
 921         set_ia32_use_frame(store);
 922         set_ia32_is_spill(store);
 923         SET_IA32_ORIG_NODE(store, node);
 924         DBG_OPT_SPILL2ST(node, store);
 925
 926         if (sched_point) {
 927                 sched_add_after(sched_point, store);
 928                 sched_remove(node);
 929         }
 930
 931         exchange(node, res);
 932 }
 933
 934 static ir_node *create_push(ir_node *node, ir_node *schedpoint, ir_node *sp, ir_node *mem, ir_entity *ent)
 935 {
 936         dbg_info *dbgi  = get_irn_dbg_info(node);
 937         ir_node  *block = get_nodes_block(node);
 938         ir_graph *irg   = get_irn_irg(node);
 939         ir_node  *noreg = ia32_new_NoReg_gp(irg);
 940         ir_node  *frame = get_irg_frame(irg);
 941
 942         ir_node *push = new_bd_ia32_Push(dbgi, block, frame, noreg, mem, noreg, sp);
 943
 944         set_ia32_frame_ent(push, ent);
 945         set_ia32_use_frame(push);
 946         set_ia32_op_type(push, ia32_AddrModeS);
 947         set_ia32_ls_mode(push, mode_Is);
 948         set_ia32_is_spill(push);
 949
 950         sched_add_before(schedpoint, push);
 951         return push;
 952 }
 953
 954 static ir_node *create_pop(ir_node *node, ir_node *schedpoint, ir_node *sp, ir_entity *ent)
 955 {
 956         dbg_info *dbgi  = get_irn_dbg_info(node);
 957         ir_node  *block = get_nodes_block(node);
 958         ir_graph *irg   = get_irn_irg(node);
 959         ir_node  *noreg = ia32_new_NoReg_gp(irg);
 960         ir_node  *frame = get_irg_frame(irg);
 961
 962         ir_node *pop = new_bd_ia32_PopMem(dbgi, block, frame, noreg,
 963                                           get_irg_no_mem(irg), sp);
 964
 965         set_ia32_frame_ent(pop, ent);
 966         set_ia32_use_frame(pop);
 967         set_ia32_op_type(pop, ia32_AddrModeD);
 968         set_ia32_ls_mode(pop, mode_Is);
 969         set_ia32_is_reload(pop);
 970
 971         sched_add_before(schedpoint, pop);
 972
 973         return pop;
 974 }
 975
 976 static ir_node* create_spproj(ir_node *node, ir_node *pred, int pos)
 977 {
 978         dbg_info *dbgi   = get_irn_dbg_info(node);
 979         ir_mode  *spmode = mode_Iu;
 980         const arch_register_t *spreg = &ia32_registers[REG_ESP];
 981         ir_node *sp;
 982
 983         sp = new_rd_Proj(dbgi, pred, spmode, pos);
 984         arch_set_irn_register(sp, spreg);
 985
 986         return sp;
 987 }
 988
 989 /**
 990  * Transform MemPerm, currently we do this the ugly way and produce
 991  * push/pop into/from memory cascades. This is possible without using
 992  * any registers.
 993  */
 994 static void transform_MemPerm(ir_node *node)
 995 {
 996         ir_node         *block = get_nodes_block(node);
 997         ir_graph        *irg   = get_irn_irg(node);
 998         ir_node         *sp    = be_get_initial_reg_value(irg, &ia32_registers[REG_ESP]);
 999         int              arity = be_get_MemPerm_entity_arity(node);
1000         ir_node        **pops  = ALLOCAN(ir_node*, arity);
1001         ir_node         *in[1];
1002         ir_node         *keep;
1003         int              i;
1004         const ir_edge_t *edge;
1005         const ir_edge_t *next;
1006
1007         /* create Pushs */
1008         for (i = 0; i < arity; ++i) {
1009                 ir_entity *inent = be_get_MemPerm_in_entity(node, i);
1010                 ir_entity *outent = be_get_MemPerm_out_entity(node, i);
1011                 ir_type *enttype = get_entity_type(inent);
1012                 unsigned entsize = get_type_size_bytes(enttype);
1013                 unsigned entsize2 = get_type_size_bytes(get_entity_type(outent));
1014                 ir_node *mem = get_irn_n(node, i + 1);
1015                 ir_node *push;
1016
1017                 /* work around cases where entities have different sizes */
1018                 if (entsize2 < entsize)
1019                         entsize = entsize2;
1020                 assert( (entsize == 4 || entsize == 8) && "spillslot on x86 should be 32 or 64 bit");
1021
1022                 push = create_push(node, node, sp, mem, inent);
1023                 sp = create_spproj(node, push, pn_ia32_Push_stack);
1024                 if (entsize == 8) {
1025                         /* add another push after the first one */
1026                         push = create_push(node, node, sp, mem, inent);
1027                         add_ia32_am_offs_int(push, 4);
1028                         sp = create_spproj(node, push, pn_ia32_Push_stack);
1029                 }
1030
1031                 set_irn_n(node, i, new_r_Bad(irg, mode_X));
1032         }
1033
1034         /* create pops */
1035         for (i = arity - 1; i >= 0; --i) {
1036                 ir_entity *inent = be_get_MemPerm_in_entity(node, i);
1037                 ir_entity *outent = be_get_MemPerm_out_entity(node, i);
1038                 ir_type *enttype = get_entity_type(outent);
1039                 unsigned entsize = get_type_size_bytes(enttype);
1040                 unsigned entsize2 = get_type_size_bytes(get_entity_type(inent));
1041                 ir_node *pop;
1042
1043                 /* work around cases where entities have different sizes */
1044                 if (entsize2 < entsize)
1045                         entsize = entsize2;
1046                 assert( (entsize == 4 || entsize == 8) && "spillslot on x86 should be 32 or 64 bit");
1047
1048                 pop = create_pop(node, node, sp, outent);
1049                 sp = create_spproj(node, pop, pn_ia32_Pop_stack);
1050                 if (entsize == 8) {
1051                         add_ia32_am_offs_int(pop, 4);
1052
1053                         /* add another pop after the first one */
1054                         pop = create_pop(node, node, sp, outent);
1055                         sp = create_spproj(node, pop, pn_ia32_Pop_stack);
1056                 }
1057
1058                 pops[i] = pop;
1059         }
1060
1061         in[0] = sp;
1062         keep  = be_new_Keep(block, 1, in);
1063         sched_add_before(node, keep);
1064
1065         /* exchange memprojs */
1066         foreach_out_edge_safe(node, edge, next) {
1067                 ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
1068                 int p = get_Proj_proj(proj);
1069
1070                 assert(p < arity);
1071
1072                 set_Proj_pred(proj, pops[p]);
1073                 set_Proj_proj(proj, pn_ia32_Pop_M);
1074         }
1075
1076         /* remove memperm */
1077         sched_remove(node);
1078         kill_node(node);
1079 }
1080
1081 /**
1082  * Block-Walker: Calls the transform functions Spill and Reload.
1083  */
1084 static void ia32_after_ra_walker(ir_node *block, void *env)
1085 {
1086         ir_node *node, *prev;
1087         (void) env;
1088
1089         /* beware: the schedule is changed here */
1090         for (node = sched_last(block); !sched_is_begin(node); node = prev) {
1091                 prev = sched_prev(node);
1092
1093                 if (be_is_Reload(node)) {
1094                         transform_to_Load(node);
1095                 } else if (be_is_Spill(node)) {
1096                         transform_to_Store(node);
1097                 } else if (be_is_MemPerm(node)) {
1098                         transform_MemPerm(node);
1099                 }
1100         }
1101 }
1102
1103 /**
1104  * Collects nodes that need frame entities assigned.
1105  */
1106 static void ia32_collect_frame_entity_nodes(ir_node *node, void *data)
1107 {
1108         be_fec_env_t  *env = (be_fec_env_t*)data;
1109         const ir_mode *mode;
1110         int            align;
1111
1112         if (be_is_Reload(node) && be_get_frame_entity(node) == NULL) {
1113                 mode  = get_spill_mode_mode(get_irn_mode(node));
1114                 align = get_mode_size_bytes(mode);
1115         } else if (is_ia32_irn(node)         &&
1116                         get_ia32_frame_ent(node) == NULL &&
1117                         is_ia32_use_frame(node)) {
1118                 if (is_ia32_need_stackent(node))
1119                         goto need_stackent;
1120
1121                 switch (get_ia32_irn_opcode(node)) {
1122 need_stackent:
1123                         case iro_ia32_Load: {
1124                                 const ia32_attr_t *attr = get_ia32_attr_const(node);
1125
1126                                 if (attr->data.need_32bit_stackent) {
1127                                         mode = mode_Is;
1128                                 } else if (attr->data.need_64bit_stackent) {
1129                                         mode = mode_Ls;
1130                                 } else {
1131                                         mode = get_ia32_ls_mode(node);
1132                                         if (is_ia32_is_reload(node))
1133                                                 mode = get_spill_mode_mode(mode);
1134                                 }
1135                                 align = get_mode_size_bytes(mode);
1136                                 break;
1137                         }
1138
1139                         case iro_ia32_vfild:
1140                         case iro_ia32_vfld:
1141                         case iro_ia32_xLoad: {
1142                                 mode  = get_ia32_ls_mode(node);
1143                                 align = 4;
1144                                 break;
1145                         }
1146
1147                         case iro_ia32_FldCW: {
1148                                 /* although 2 byte would be enough 4 byte performs best */
1149                                 mode  = mode_Iu;
1150                                 align = 4;
1151                                 break;
1152                         }
1153
1154                         default:
1155 #ifndef NDEBUG
1156                                 panic("unexpected frame user while collection frame entity nodes");
1157
1158                         case iro_ia32_FnstCW:
1159                         case iro_ia32_Store8Bit:
1160                         case iro_ia32_Store:
1161                         case iro_ia32_fst:
1162                         case iro_ia32_fstp:
1163                         case iro_ia32_vfist:
1164                         case iro_ia32_vfisttp:
1165                         case iro_ia32_vfst:
1166                         case iro_ia32_xStore:
1167                         case iro_ia32_xStoreSimple:
1168 #endif
1169                                 return;
1170                 }
1171         } else {
1172                 return;
1173         }
1174         be_node_needs_frame_entity(env, node, mode, align);
1175 }
1176
1177 static int determine_ebp_input(ir_node *ret)
1178 {
1179         const arch_register_t *bp = &ia32_registers[REG_EBP];
1180         int   arity               = get_irn_arity(ret);
1181         int   i;
1182
1183         for (i = 0; i < arity; ++i) {
1184                 ir_node *input = get_irn_n(ret, i);
1185                 if (arch_get_irn_register(input) == bp)
1186                         return i;
1187         }
1188         panic("no ebp input found at %+F", ret);
1189 }
1190
1191 static void introduce_epilog(ir_node *ret)
1192 {
1193         const arch_register_t *sp         = &ia32_registers[REG_ESP];
1194         const arch_register_t *bp         = &ia32_registers[REG_EBP];
1195         ir_graph              *irg        = get_irn_irg(ret);
1196         ir_type               *frame_type = get_irg_frame_type(irg);
1197         unsigned               frame_size = get_type_size_bytes(frame_type);
1198         be_stack_layout_t     *layout     = be_get_irg_stack_layout(irg);
1199         ir_node               *block      = get_nodes_block(ret);
1200         ir_node               *first_sp   = get_irn_n(ret, n_be_Return_sp);
1201         ir_node               *curr_sp    = first_sp;
1202         ir_mode               *mode_gp    = mode_Iu;
1203
1204         if (!layout->sp_relative) {
1205                 int      n_ebp   = determine_ebp_input(ret);
1206                 ir_node *curr_bp = get_irn_n(ret, n_ebp);
1207                 if (ia32_cg_config.use_leave) {
1208                         ir_node *leave = new_bd_ia32_Leave(NULL, block, curr_bp);
1209                         curr_bp        = new_r_Proj(leave, mode_gp, pn_ia32_Leave_frame);
1210                         curr_sp        = new_r_Proj(leave, mode_gp, pn_ia32_Leave_stack);
1211                         arch_set_irn_register(curr_bp, bp);
1212                         arch_set_irn_register(curr_sp, sp);
1213                         sched_add_before(ret, leave);
1214                 } else {
1215                         ir_node *pop;
1216                         ir_node *curr_mem = get_irn_n(ret, n_be_Return_mem);
1217                         /* copy ebp to esp */
1218                         curr_sp = new_bd_ia32_CopyEbpEsp(NULL, block, curr_bp);
1219                         arch_set_irn_register(curr_sp, sp);
1220                         sched_add_before(ret, curr_sp);
1221
1222                         /* pop ebp */
1223                         pop      = new_bd_ia32_PopEbp(NULL, block, curr_mem, curr_sp);
1224                         curr_bp  = new_r_Proj(pop, mode_gp, pn_ia32_PopEbp_res);
1225                         curr_sp  = new_r_Proj(pop, mode_gp, pn_ia32_PopEbp_stack);
1226                         curr_mem = new_r_Proj(pop, mode_M, pn_ia32_Pop_M);
1227                         arch_set_irn_register(curr_bp, bp);
1228                         arch_set_irn_register(curr_sp, sp);
1229                         sched_add_before(ret, pop);
1230
1231                         set_irn_n(ret, n_be_Return_mem, curr_mem);
1232                 }
1233                 set_irn_n(ret, n_ebp, curr_bp);
1234         } else {
1235                 ir_node *incsp = be_new_IncSP(sp, block, curr_sp, -(int)frame_size, 0);
1236                 sched_add_before(ret, incsp);
1237                 curr_sp = incsp;
1238         }
1239         set_irn_n(ret, n_be_Return_sp, curr_sp);
1240
1241         /* keep verifier happy... */
1242         if (get_irn_n_edges(first_sp) == 0 && is_Proj(first_sp)) {
1243                 kill_node(first_sp);
1244         }
1245 }
1246
1247 /**
1248  * put the Prolog code at the beginning, epilog code before each return
1249  */
1250 static void introduce_prolog_epilog(ir_graph *irg)
1251 {
1252         const arch_register_t *sp         = &ia32_registers[REG_ESP];
1253         const arch_register_t *bp         = &ia32_registers[REG_EBP];
1254         ir_node               *start      = get_irg_start(irg);
1255         ir_node               *block      = get_nodes_block(start);
1256         ir_type               *frame_type = get_irg_frame_type(irg);
1257         unsigned               frame_size = get_type_size_bytes(frame_type);
1258         be_stack_layout_t     *layout     = be_get_irg_stack_layout(irg);
1259         ir_node               *initial_sp = be_get_initial_reg_value(irg, sp);
1260         ir_node               *curr_sp    = initial_sp;
1261         ir_mode               *mode_gp    = mode_Iu;
1262
1263         if (!layout->sp_relative) {
1264                 /* push ebp */
1265                 ir_node *mem        = get_irg_initial_mem(irg);
1266                 ir_node *noreg      = ia32_new_NoReg_gp(irg);
1267                 ir_node *initial_bp = be_get_initial_reg_value(irg, bp);
1268                 ir_node *curr_bp    = initial_bp;
1269                 ir_node *push       = new_bd_ia32_Push(NULL, block, noreg, noreg, mem, curr_bp, curr_sp);
1270                 ir_node *incsp;
1271
1272                 curr_sp = new_r_Proj(push, mode_gp, pn_ia32_Push_stack);
1273                 mem     = new_r_Proj(push, mode_M, pn_ia32_Push_M);
1274                 arch_set_irn_register(curr_sp, sp);
1275                 sched_add_after(start, push);
1276
1277                 /* move esp to ebp */
1278                 curr_bp = be_new_Copy(bp->reg_class, block, curr_sp);
1279                 sched_add_after(push, curr_bp);
1280                 be_set_constr_single_reg_out(curr_bp, 0, bp, arch_register_req_type_ignore);
1281                 curr_sp = be_new_CopyKeep_single(sp->reg_class, block, curr_sp, curr_bp, mode_gp);
1282                 sched_add_after(curr_bp, curr_sp);
1283                 be_set_constr_single_reg_out(curr_sp, 0, sp, arch_register_req_type_produces_sp);
1284                 edges_reroute(initial_bp, curr_bp);
1285                 set_irn_n(push, n_ia32_Push_val, initial_bp);
1286
1287                 incsp = be_new_IncSP(sp, block, curr_sp, frame_size, 0);
1288                 edges_reroute(initial_sp, incsp);
1289                 set_irn_n(push, n_ia32_Push_stack, initial_sp);
1290                 sched_add_after(curr_sp, incsp);
1291
1292                 layout->initial_bias = -4;
1293         } else {
1294                 ir_node *incsp = be_new_IncSP(sp, block, curr_sp, frame_size, 0);
1295                 edges_reroute(initial_sp, incsp);
1296                 be_set_IncSP_pred(incsp, curr_sp);
1297                 sched_add_after(start, incsp);
1298         }
1299
1300         /* introduce epilog for every return node */
1301         {
1302                 ir_node *end_block = get_irg_end_block(irg);
1303                 int      arity     = get_irn_arity(end_block);
1304                 int      i;
1305
1306                 for (i = 0; i < arity; ++i) {
1307                         ir_node *ret = get_irn_n(end_block, i);
1308                         assert(be_is_Return(ret));
1309                         introduce_epilog(ret);
1310                 }
1311         }
1312 }
1313
1314 /**
1315  * We transform Spill and Reload here. This needs to be done before
1316  * stack biasing otherwise we would miss the corrected offset for these nodes.
1317  */
1318 static void ia32_after_ra(ir_graph *irg)
1319 {
1320         be_stack_layout_t *stack_layout = be_get_irg_stack_layout(irg);
1321         bool               at_begin     = stack_layout->sp_relative ? true : false;
1322         be_fec_env_t      *fec_env      = be_new_frame_entity_coalescer(irg);
1323
1324         /* create and coalesce frame entities */
1325         irg_walk_graph(irg, NULL, ia32_collect_frame_entity_nodes, fec_env);
1326         be_assign_entities(fec_env, ia32_set_frame_entity, at_begin);
1327         be_free_frame_entity_coalescer(fec_env);
1328
1329         irg_block_walk_graph(irg, NULL, ia32_after_ra_walker, NULL);
1330
1331         introduce_prolog_epilog(irg);
1332 }
1333
1334 /**
1335  * Last touchups for the graph before emit: x87 simulation to replace the
1336  * virtual with real x87 instructions, creating a block schedule and peephole
1337  * optimisations.
1338  */
1339 static void ia32_finish(ir_graph *irg)
1340 {
1341         ia32_irg_data_t *irg_data = ia32_get_irg_data(irg);
1342
1343         ia32_finish_irg(irg);
1344
1345         /* we might have to rewrite x87 virtual registers */
1346         if (irg_data->do_x87_sim) {
1347                 ia32_x87_simulate_graph(irg);
1348         }
1349
1350         /* do peephole optimisations */
1351         ia32_peephole_optimization(irg);
1352
1353         /* create block schedule, this also removes empty blocks which might
1354          * produce critical edges */
1355         irg_data->blk_sched = be_create_block_schedule(irg);
1356 }
1357
1358 /**
1359  * Emits the code, closes the output file and frees
1360  * the code generator interface.
1361  */
1362 static void ia32_emit(ir_graph *irg)
1363 {
1364         if (ia32_cg_config.emit_machcode) {
1365                 ia32_gen_binary_routine(irg);
1366         } else {
1367                 ia32_gen_routine(irg);
1368         }
1369 }
1370
1371 /**
1372  * Returns the node representing the PIC base.
1373  */
1374 static ir_node *ia32_get_pic_base(ir_graph *irg)
1375 {
1376         ia32_irg_data_t *irg_data = ia32_get_irg_data(irg);
1377         ir_node         *block;
1378         ir_node         *get_eip = irg_data->get_eip;
1379         if (get_eip != NULL)
1380                 return get_eip;
1381
1382         block             = get_irg_start_block(irg);
1383         get_eip           = new_bd_ia32_GetEIP(NULL, block);
1384         irg_data->get_eip = get_eip;
1385
1386         return get_eip;
1387 }
1388
1389 /**
1390  * Initializes a IA32 code generator.
1391  */
1392 static void ia32_init_graph(ir_graph *irg)
1393 {
1394         struct obstack  *obst     = be_get_be_obst(irg);
1395         ia32_irg_data_t *irg_data = OALLOCZ(obst, ia32_irg_data_t);
1396
1397         irg_data->dump = (be_get_irg_options(irg)->dump_flags & DUMP_BE) ? 1 : 0;
1398
1399         if (gprof) {
1400                 /* Linux gprof implementation needs base pointer */
1401                 be_get_irg_options(irg)->omit_fp = 0;
1402         }
1403
1404         be_birg_from_irg(irg)->isa_link = irg_data;
1405 }
1406
1407
1408 /**
1409  * Set output modes for GCC
1410  */
1411 static const tarval_mode_info mo_integer = {
1412         TVO_HEX,
1413         "0x",
1414         NULL,
1415 };
1416
1417 /*
1418  * set the tarval output mode of all integer modes to decimal
1419  */
1420 static void set_tarval_output_modes(void)
1421 {
1422         size_t i;
1423
1424         for (i = get_irp_n_modes(); i > 0;) {
1425                 ir_mode *mode = get_irp_mode(--i);
1426
1427                 if (mode_is_int(mode))
1428                         set_tarval_mode_output_option(mode, &mo_integer);
1429         }
1430 }
1431
1432 extern const arch_isa_if_t ia32_isa_if;
1433
1434 /**
1435  * The template that generates a new ISA object.
1436  * Note that this template can be changed by command line
1437  * arguments.
1438  */
1439 static ia32_isa_t ia32_isa_template = {
1440         {
1441                 &ia32_isa_if,            /* isa interface implementation */
1442                 N_IA32_REGISTERS,
1443                 ia32_registers,
1444                 N_IA32_CLASSES,
1445                 ia32_reg_classes,
1446                 &ia32_registers[REG_ESP],  /* stack pointer register */
1447                 &ia32_registers[REG_EBP],  /* base pointer register */
1448                 &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_gp],  /* static link pointer register class */
1449                 2,                       /* power of two stack alignment, 2^2 == 4 */
1450                 NULL,                    /* main environment */
1451                 7,                       /* costs for a spill instruction */
1452                 5,                       /* costs for a reload instruction */
1453                 false,                   /* no custom abi handling */
1454         },
1455         NULL,                    /* types */
1456         NULL,                    /* tv_ents */
1457         NULL,                    /* abstract machine */
1458 };
1459
1460 static void init_asm_constraints(void)
1461 {
1462         be_init_default_asm_constraint_flags();
1463
1464         asm_constraint_flags['a'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1465         asm_constraint_flags['b'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1466         asm_constraint_flags['c'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1467         asm_constraint_flags['d'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1468         asm_constraint_flags['D'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1469         asm_constraint_flags['S'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1470         asm_constraint_flags['Q'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1471         asm_constraint_flags['q'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1472         asm_constraint_flags['A'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1473         asm_constraint_flags['l'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1474         asm_constraint_flags['R'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1475         asm_constraint_flags['r'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1476         asm_constraint_flags['p'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1477         asm_constraint_flags['f'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1478         asm_constraint_flags['t'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1479         asm_constraint_flags['u'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1480         asm_constraint_flags['Y'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1481         asm_constraint_flags['X'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1482         asm_constraint_flags['n'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_IMMEDIATE;
1483         asm_constraint_flags['g'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_IMMEDIATE;
1484
1485         /* no support for autodecrement/autoincrement */
1486         asm_constraint_flags['<'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1487         asm_constraint_flags['>'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1488         /* no float consts */
1489         asm_constraint_flags['E'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1490         asm_constraint_flags['F'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1491         /* makes no sense on x86 */
1492         asm_constraint_flags['s'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1493         /* no support for sse consts yet */
1494         asm_constraint_flags['C'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1495         /* no support for x87 consts yet */
1496         asm_constraint_flags['G'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1497         /* no support for mmx registers yet */
1498         asm_constraint_flags['y'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1499         /* not available in 32bit mode */
1500         asm_constraint_flags['Z'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1501         asm_constraint_flags['e'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1502
1503         /* no code yet to determine register class needed... */
1504         asm_constraint_flags['X'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1505 }
1506
1507 /**
1508  * Initializes the backend ISA.
1509  */
1510 static arch_env_t *ia32_init(FILE *file_handle)
1511 {
1512         ia32_isa_t *isa = XMALLOC(ia32_isa_t);
1513
1514         set_tarval_output_modes();
1515
1516         *isa = ia32_isa_template;
1517
1518         if (ia32_mode_fpcw == NULL) {
1519                 ia32_mode_fpcw = new_ir_mode("Fpcw", irms_int_number, 16, 0, irma_none, 0);
1520         }
1521
1522         ia32_register_init();
1523         ia32_create_opcodes(&ia32_irn_ops);
1524
1525         be_emit_init(file_handle);
1526         isa->types          = pmap_create();
1527         isa->tv_ent         = pmap_create();
1528         isa->cpu            = ia32_init_machine_description();
1529
1530         /* enter the ISA object into the intrinsic environment */
1531         intrinsic_env.isa = isa;
1532
1533         return &isa->base;
1534 }
1535
1536
1537
1538 /**
1539  * Closes the output file and frees the ISA structure.
1540  */
1541 static void ia32_done(void *self)
1542 {
1543         ia32_isa_t *isa = (ia32_isa_t*)self;
1544
1545         /* emit now all global declarations */
1546         be_gas_emit_decls(isa->base.main_env);
1547
1548         pmap_destroy(isa->tv_ent);
1549         pmap_destroy(isa->types);
1550
1551         be_emit_exit();
1552
1553         free(self);
1554 }
1555
1556
1557 /**
1558  * Get the register class which shall be used to store a value of a given mode.
1559  * @param self The this pointer.
1560  * @param mode The mode in question.
1561  * @return A register class which can hold values of the given mode.
1562  */
1563 static const arch_register_class_t *ia32_get_reg_class_for_mode(const ir_mode *mode)
1564 {
1565         if (mode_is_float(mode)) {
1566                 return ia32_cg_config.use_sse2 ? &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_xmm] : &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_vfp];
1567         }
1568         else
1569                 return &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_gp];
1570 }
1571
1572 /**
1573  * Returns the register for parameter nr.
1574  */
1575 static const arch_register_t *ia32_get_RegParam_reg(unsigned cc, unsigned nr,
1576                                                     const ir_mode *mode)
1577 {
1578         static const arch_register_t *gpreg_param_reg_fastcall[] = {
1579                 &ia32_registers[REG_ECX],
1580                 &ia32_registers[REG_EDX],
1581                 NULL
1582         };
1583         static const unsigned MAXNUM_GPREG_ARGS = 3;
1584
1585         static const arch_register_t *gpreg_param_reg_regparam[] = {
1586                 &ia32_registers[REG_EAX],
1587                 &ia32_registers[REG_EDX],
1588                 &ia32_registers[REG_ECX]
1589         };
1590
1591         static const arch_register_t *gpreg_param_reg_this[] = {
1592                 &ia32_registers[REG_ECX],
1593                 NULL,
1594                 NULL
1595         };
1596
1597         static const arch_register_t *fpreg_sse_param_reg_std[] = {
1598                 &ia32_registers[REG_XMM0],
1599                 &ia32_registers[REG_XMM1],
1600                 &ia32_registers[REG_XMM2],
1601                 &ia32_registers[REG_XMM3],
1602                 &ia32_registers[REG_XMM4],
1603                 &ia32_registers[REG_XMM5],
1604                 &ia32_registers[REG_XMM6],
1605                 &ia32_registers[REG_XMM7]
1606         };
1607
1608         static const arch_register_t *fpreg_sse_param_reg_this[] = {
1609                 NULL,  /* in case of a "this" pointer, the first parameter must not be a float */
1610         };
1611         static const unsigned MAXNUM_SSE_ARGS = 8;
1612
1613         if ((cc & cc_this_call) && nr == 0)
1614                 return gpreg_param_reg_this[0];
1615
1616         if (! (cc & cc_reg_param))
1617                 return NULL;
1618
1619         if (mode_is_float(mode)) {
1620                 if (!ia32_cg_config.use_sse2 || (cc & cc_fpreg_param) == 0)
1621                         return NULL;
1622                 if (nr >= MAXNUM_SSE_ARGS)
1623                         return NULL;
1624
1625                 if (cc & cc_this_call) {
1626                         return fpreg_sse_param_reg_this[nr];
1627                 }
1628                 return fpreg_sse_param_reg_std[nr];
1629         } else if (mode_is_int(mode) || mode_is_reference(mode)) {
1630                 unsigned num_regparam;
1631
1632                 if (get_mode_size_bits(mode) > 32)
1633                         return NULL;
1634
1635                 if (nr >= MAXNUM_GPREG_ARGS)
1636                         return NULL;
1637
1638                 if (cc & cc_this_call) {
1639                         return gpreg_param_reg_this[nr];
1640                 }
1641                 num_regparam = cc & ~cc_bits;
1642                 if (num_regparam == 0) {
1643                         /* default fastcall */
1644                         return gpreg_param_reg_fastcall[nr];
1645                 }
1646                 if (nr < num_regparam)
1647                         return gpreg_param_reg_regparam[nr];
1648                 return NULL;
1649         }
1650
1651         panic("unknown argument mode");
1652 }
1653
1654 /**
1655  * Get the ABI restrictions for procedure calls.
1656  * @param self        The this pointer.
1657  * @param method_type The type of the method (procedure) in question.
1658  * @param abi         The abi object to be modified
1659  */
1660 static void ia32_get_call_abi(const void *self, ir_type *method_type,
1661                               be_abi_call_t *abi)
1662 {
1663         unsigned  cc;
1664         int       n, i, regnum;
1665         int                 pop_amount = 0;
1666         be_abi_call_flags_t call_flags = be_abi_call_get_flags(abi);
1667
1668         (void) self;
1669
1670         /* set abi flags for calls */
1671         call_flags.bits.store_args_sequential = 0;
1672         /* call_flags.bits.try_omit_fp                 not changed: can handle both settings */
1673         call_flags.bits.fp_free               = 0;  /* the frame pointer is fixed in IA32 */
1674         call_flags.bits.call_has_imm          = 0;  /* No call immediate, we handle this by ourselves */
1675
1676         /* set parameter passing style */
1677         be_abi_call_set_flags(abi, call_flags, &ia32_abi_callbacks);
1678
1679         cc = get_method_calling_convention(method_type);
1680         if (get_method_variadicity(method_type) == variadicity_variadic) {
1681                 /* pass all parameters of a variadic function on the stack */
1682                 cc = cc_cdecl_set | (cc & cc_this_call);
1683         } else {
1684                 if (get_method_additional_properties(method_type) & mtp_property_private &&
1685                     ia32_cg_config.optimize_cc) {
1686                         /* set the fast calling conventions (allowing up to 3) */
1687                         cc = SET_FASTCALL(cc) | 3;
1688                 }
1689         }
1690
1691         /* we have to pop the shadow parameter ourself for compound calls */
1692         if ( (get_method_calling_convention(method_type) & cc_compound_ret)
1693                         && !(cc & cc_reg_param)) {
1694                 pop_amount += get_mode_size_bytes(mode_P_data);
1695         }
1696
1697         n = get_method_n_params(method_type);
1698         for (i = regnum = 0; i < n; i++) {
1699                 const arch_register_t *reg  = NULL;
1700                 ir_type               *tp   = get_method_param_type(method_type, i);
1701                 ir_mode               *mode = get_type_mode(tp);
1702
1703                 if (mode != NULL) {
1704                         reg  = ia32_get_RegParam_reg(cc, regnum, mode);
1705                 }
1706                 if (reg != NULL) {
1707                         be_abi_call_param_reg(abi, i, reg, ABI_CONTEXT_BOTH);
1708                         ++regnum;
1709                 } else {
1710                         /* Micro optimisation: if the mode is shorter than 4 bytes, load 4 bytes.
1711                          * movl has a shorter opcode than mov[sz][bw]l */
1712                         ir_mode *load_mode = mode;
1713
1714                         if (mode != NULL) {
1715                                 unsigned size = get_mode_size_bytes(mode);
1716
1717                                 if (cc & cc_callee_clear_stk) {
1718                                         pop_amount += (size + 3U) & ~3U;
1719                                 }
1720
1721                                 if (size < 4) load_mode = mode_Iu;
1722                         }
1723
1724                         be_abi_call_param_stack(abi, i, load_mode, 4, 0, 0, ABI_CONTEXT_BOTH);
1725                 }
1726         }
1727
1728         be_abi_call_set_pop(abi, pop_amount);
1729
1730         /* set return registers */
1731         n = get_method_n_ress(method_type);
1732
1733         assert(n <= 2 && "more than two results not supported");
1734
1735         /* In case of 64bit returns, we will have two 32bit values */
1736         if (n == 2) {
1737                 ir_type *tp   = get_method_res_type(method_type, 0);
1738                 ir_mode *mode = get_type_mode(tp);
1739
1740                 assert(!mode_is_float(mode) && "two FP results not supported");
1741
1742                 tp   = get_method_res_type(method_type, 1);
1743                 mode = get_type_mode(tp);
1744
1745                 assert(!mode_is_float(mode) && "mixed INT, FP results not supported");
1746
1747                 be_abi_call_res_reg(abi, 0, &ia32_registers[REG_EAX], ABI_CONTEXT_BOTH);
1748                 be_abi_call_res_reg(abi, 1, &ia32_registers[REG_EDX], ABI_CONTEXT_BOTH);
1749         }
1750         else if (n == 1) {
1751                 ir_type *tp   = get_method_res_type(method_type, 0);
1752                 ir_mode *mode = get_type_mode(tp);
1753                 const arch_register_t *reg;
1754                 assert(is_atomic_type(tp));
1755
1756                 reg = mode_is_float(mode) ? &ia32_registers[REG_VF0] : &ia32_registers[REG_EAX];
1757
1758                 be_abi_call_res_reg(abi, 0, reg, ABI_CONTEXT_BOTH);
1759         }
1760 }
1761
1762 /**
1763  * Returns the necessary byte alignment for storing a register of given class.
1764  */
1765 static int ia32_get_reg_class_alignment(const arch_register_class_t *cls)
1766 {
1767         ir_mode *mode = arch_register_class_mode(cls);
1768         int bytes     = get_mode_size_bytes(mode);
1769
1770         if (mode_is_float(mode) && bytes > 8)
1771                 return 16;
1772         return bytes;
1773 }
1774
1775 /**
1776  * Return irp irgs in the desired order.
1777  */
1778 static ir_graph **ia32_get_irg_list(const void *self, ir_graph ***irg_list)
1779 {
1780         (void) self;
1781         (void) irg_list;
1782         return NULL;
1783 }
1784
1785 static void ia32_mark_remat(ir_node *node)
1786 {
1787         if (is_ia32_irn(node)) {
1788                 set_ia32_is_remat(node);
1789         }
1790 }
1791
1792 /**
1793  * Check if Mux(sel, mux_true, mux_false) would represent a Max or Min operation
1794  */
1795 static bool mux_is_float_min_max(ir_node *sel, ir_node *mux_true,
1796                                  ir_node *mux_false)
1797 {
1798         ir_node    *cmp_l;
1799         ir_node    *cmp_r;
1800         ir_relation relation;
1801
1802         if (!is_Cmp(sel))
1803                 return false;
1804
1805         cmp_l = get_Cmp_left(sel);
1806         cmp_r = get_Cmp_right(sel);
1807         if (!mode_is_float(get_irn_mode(cmp_l)))
1808                 return false;
1809
1810         /* check for min/max. They're defined as (C-Semantik):
1811          *  min(a, b) = a < b ? a : b
1812          *  or min(a, b) = a <= b ? a : b
1813          *  max(a, b) = a > b ? a : b
1814          *  or max(a, b) = a >= b ? a : b
1815          * (Note we only handle float min/max here)
1816          */
1817         relation = get_Cmp_relation(sel);
1818         switch (relation) {
1819         case ir_relation_greater_equal:
1820         case ir_relation_greater:
1821                 /* this is a max */
1822                 if (cmp_l == mux_true && cmp_r == mux_false)
1823                         return true;
1824                 break;
1825         case ir_relation_less_equal:
1826         case ir_relation_less:
1827                 /* this is a min */
1828                 if (cmp_l == mux_true && cmp_r == mux_false)
1829                         return true;
1830                 break;
1831         case ir_relation_unordered_greater_equal:
1832         case ir_relation_unordered_greater:
1833                 /* this is a min */
1834                 if (cmp_l == mux_false && cmp_r == mux_true)
1835                         return true;
1836                 break;
1837         case ir_relation_unordered_less_equal:
1838         case ir_relation_unordered_less:
1839                 /* this is a max */
1840                 if (cmp_l == mux_false && cmp_r == mux_true)
1841                         return true;
1842                 break;
1843
1844         default:
1845                 break;
1846         }
1847
1848         return false;
1849 }
1850
1851 static bool mux_is_set(ir_node *sel, ir_node *mux_true, ir_node *mux_false)
1852 {
1853         ir_mode *mode = get_irn_mode(mux_true);
1854         (void) sel;
1855
1856         if (!mode_is_int(mode) && !mode_is_reference(mode)
1857                         && mode != mode_b)
1858                 return false;
1859
1860         if (is_Const(mux_true) && is_Const(mux_false)) {
1861                 /* we can create a set plus up two 3 instructions for any combination
1862                  * of constants */
1863                 return true;
1864         }
1865
1866         return false;
1867 }
1868
1869 static bool mux_is_float_const_const(ir_node *sel, ir_node *mux_true,
1870                                      ir_node *mux_false)
1871 {
1872         (void) sel;
1873
1874         if (!mode_is_float(get_irn_mode(mux_true)))
1875                 return false;
1876
1877         return is_Const(mux_true) && is_Const(mux_false);
1878 }
1879
1880 static bool mux_is_doz(ir_node *sel, ir_node *mux_true, ir_node *mux_false)
1881 {
1882         ir_node    *cmp_left;
1883         ir_node    *cmp_right;
1884         ir_node    *sub_left;
1885         ir_node    *sub_right;
1886         ir_mode    *mode;
1887         ir_relation relation;
1888
1889         if (!is_Cmp(sel))
1890                 return false;
1891
1892         mode = get_irn_mode(mux_true);
1893         if (mode_is_signed(mode) || mode_is_float(mode))
1894                 return false;
1895
1896         relation  = get_Cmp_relation(sel);
1897         cmp_left  = get_Cmp_left(sel);
1898         cmp_right = get_Cmp_right(sel);
1899
1900         /* "move" zero constant to false input */
1901         if (is_Const(mux_true) && is_Const_null(mux_true)) {
1902                 ir_node *tmp = mux_false;
1903                 mux_false = mux_true;
1904                 mux_true  = tmp;
1905                 relation = get_negated_relation(relation);
1906         }
1907         if (!is_Const(mux_false) || !is_Const_null(mux_false))
1908                 return false;
1909         if (!is_Sub(mux_true))
1910                 return false;
1911         sub_left  = get_Sub_left(mux_true);
1912         sub_right = get_Sub_right(mux_true);
1913
1914         /* Mux(a >=u b, 0, a-b) */
1915         if ((relation & ir_relation_greater)
1916                         && sub_left == cmp_left && sub_right == cmp_right)
1917                 return true;
1918         /* Mux(a <=u b, 0, b-a) */
1919         if ((relation & ir_relation_less)
1920                         && sub_left == cmp_right && sub_right == cmp_left)
1921                 return true;
1922
1923         return false;
1924 }
1925
1926 static int ia32_is_mux_allowed(ir_node *sel, ir_node *mux_false,
1927                                ir_node *mux_true)
1928 {
1929         ir_mode *mode;
1930
1931         /* we can handle Set for all modes and compares */
1932         if (mux_is_set(sel, mux_true, mux_false))
1933                 return true;
1934         /* SSE has own min/max operations */
1935         if (ia32_cg_config.use_sse2
1936                         && mux_is_float_min_max(sel, mux_true, mux_false))
1937                 return true;
1938         /* we can handle Mux(?, Const[f], Const[f]) */
1939         if (mux_is_float_const_const(sel, mux_true, mux_false)) {
1940 #ifdef FIRM_GRGEN_BE
1941                 /* well, some code selectors can't handle it */
1942                 if (be_transformer != TRANSFORMER_PBQP
1943                                 || be_transformer != TRANSFORMER_RAND)
1944                         return true;
1945 #else
1946                 return true;
1947 #endif
1948         }
1949
1950         /* no support for 64bit inputs to cmov */
1951         mode = get_irn_mode(mux_true);
1952         if (get_mode_size_bits(mode) > 32)
1953                 return false;
1954         /* we can handle Abs for all modes and compares (except 64bit) */
1955         if (ir_mux_is_abs(sel, mux_true, mux_false) != 0)
1956                 return true;
1957         /* we can't handle MuxF yet */
1958         if (mode_is_float(mode))
1959                 return false;
1960
1961         if (mux_is_doz(sel, mux_true, mux_false))
1962                 return true;
1963
1964         /* Check Cmp before the node */
1965         if (is_Cmp(sel)) {
1966                 ir_mode *cmp_mode = get_irn_mode(get_Cmp_left(sel));
1967
1968                 /* we can't handle 64bit compares */
1969                 if (get_mode_size_bits(cmp_mode) > 32)
1970                         return false;
1971
1972                 /* we can't handle float compares */
1973                 if (mode_is_float(cmp_mode))
1974                         return false;
1975         }
1976
1977         /* did we disable cmov generation? */
1978         if (!ia32_cg_config.use_cmov)
1979                 return false;
1980
1981         /* we can use a cmov */
1982         return true;
1983 }
1984
1985 static asm_constraint_flags_t ia32_parse_asm_constraint(const char **c)
1986 {
1987         (void) c;
1988
1989         /* we already added all our simple flags to the flags modifier list in
1990          * init, so this flag we don't know. */
1991         return ASM_CONSTRAINT_FLAG_INVALID;
1992 }
1993
1994 static int ia32_is_valid_clobber(const char *clobber)
1995 {
1996         return ia32_get_clobber_register(clobber) != NULL;
1997 }
1998
1999 static ir_node *ia32_create_set(ir_node *cond)
2000 {
2001         /* ia32-set function produces 8-bit results which have to be converted */
2002         ir_node *set   = ir_create_mux_set(cond, mode_Bu);
2003         ir_node *block = get_nodes_block(set);
2004         return new_r_Conv(block, set, mode_Iu);
2005 }
2006
2007 static void ia32_lower_for_target(void)
2008 {
2009         size_t i, n_irgs = get_irp_n_irgs();
2010         lower_mode_b_config_t lower_mode_b_config = {
2011                 mode_Iu,  /* lowered mode */
2012                 ia32_create_set,
2013                 0,        /* don't lower direct compares */
2014         };
2015
2016         /* perform doubleword lowering */
2017         lwrdw_param_t lower_dw_params = {
2018                 1,  /* little endian */
2019                 64, /* doubleword size */
2020                 ia32_create_intrinsic_fkt,
2021                 &intrinsic_env,
2022         };
2023
2024         /* lower compound param handling */
2025         lower_calls_with_compounds(LF_RETURN_HIDDEN);
2026
2027         ir_prepare_dw_lowering(&lower_dw_params);
2028         ir_lower_dw_ops();
2029
2030         for (i = 0; i < n_irgs; ++i) {
2031                 ir_graph *irg = get_irp_irg(i);
2032                 /* lower for mode_b stuff */
2033                 ir_lower_mode_b(irg, &lower_mode_b_config);
2034                 /* break up switches with wide ranges */
2035                 lower_switch(irg, 4, 256, false);
2036         }
2037 }
2038
2039 /**
2040  * Create the trampoline code.
2041  */
2042 static ir_node *ia32_create_trampoline_fkt(ir_node *block, ir_node *mem, ir_node *trampoline, ir_node *env, ir_node *callee)
2043 {
2044         ir_graph *irg  = get_irn_irg(block);
2045         ir_node  *p    = trampoline;
2046         ir_mode  *mode = get_irn_mode(p);
2047         ir_node  *st;
2048
2049         /* mov  ecx,<env> */
2050         st  = new_r_Store(block, mem, p, new_r_Const_long(irg, mode_Bu, 0xb9), cons_none);
2051         mem = new_r_Proj(st, mode_M, pn_Store_M);
2052         p   = new_r_Add(block, p, new_r_Const_long(irg, mode_Iu, 1), mode);
2053         st  = new_r_Store(block, mem, p, env, cons_none);
2054         mem = new_r_Proj(st, mode_M, pn_Store_M);
2055         p   = new_r_Add(block, p, new_r_Const_long(irg, mode_Iu, 4), mode);
2056         /* jmp  <callee> */
2057         st  = new_r_Store(block, mem, p, new_r_Const_long(irg, mode_Bu, 0xe9), cons_none);
2058         mem = new_r_Proj(st, mode_M, pn_Store_M);
2059         p   = new_r_Add(block, p, new_r_Const_long(irg, mode_Iu, 1), mode);
2060         st  = new_r_Store(block, mem, p, callee, cons_none);
2061         mem = new_r_Proj(st, mode_M, pn_Store_M);
2062         p   = new_r_Add(block, p, new_r_Const_long(irg, mode_Iu, 4), mode);
2063
2064         return mem;
2065 }
2066
2067 /**
2068  * Returns the libFirm configuration parameter for this backend.
2069  */
2070 static const backend_params *ia32_get_libfirm_params(void)
2071 {
2072         static const ir_settings_arch_dep_t ad = {
2073                 1,                   /* also use subs */
2074                 4,                   /* maximum shifts */
2075                 63,                  /* maximum shift amount */
2076                 ia32_evaluate_insn,  /* evaluate the instruction sequence */
2077
2078                 1,  /* allow Mulhs */
2079                 1,  /* allow Mulus */
2080                 32, /* Mulh allowed up to 32 bit */
2081         };
2082         static backend_params p = {
2083                 1,     /* support inline assembly */
2084                 1,     /* support Rotl nodes */
2085                 0,     /* little endian */
2086                 1,     /* modulo shift efficient */
2087                 0,     /* non-modulo shift not efficient */
2088                 &ad,   /* will be set later */
2089                 ia32_is_mux_allowed,
2090                 32,    /* machine_size */
2091                 NULL,  /* float arithmetic mode, will be set below */
2092                 NULL,  /* long long type */
2093                 NULL,  /* unsigned long long type */
2094                 NULL,  /* long double type */
2095                 12,    /* size of trampoline code */
2096                 4,     /* alignment of trampoline code */
2097                 ia32_create_trampoline_fkt,
2098                 4      /* alignment of stack parameter */
2099         };
2100         ir_mode *mode_long_long
2101                 = new_ir_mode("long long", irms_int_number, 64, 1, irma_twos_complement,
2102                               64);
2103         ir_type *type_long_long = new_type_primitive(mode_long_long);
2104         ir_mode *mode_unsigned_long_long
2105                 = new_ir_mode("unsigned long long", irms_int_number, 64, 0,
2106                               irma_twos_complement, 64);
2107         ir_type *type_unsigned_long_long
2108                 = new_type_primitive(mode_unsigned_long_long);
2109
2110         ia32_setup_cg_config();
2111
2112         /* doesn't really belong here, but this is the earliest place the backend
2113          * is called... */
2114         init_asm_constraints();
2115
2116         p.type_long_long          = type_long_long;
2117         p.type_unsigned_long_long = type_unsigned_long_long;
2118
2119         if (! ia32_cg_config.use_sse2) {
2120                 p.mode_float_arithmetic = mode_E;
2121                 ir_mode *mode = new_ir_mode("long double", irms_float_number, 80, 1,
2122                                             irma_ieee754, 0);
2123                 ir_type *type = new_type_primitive(mode);
2124                 set_type_size_bytes(type, 12);
2125                 set_type_alignment_bytes(type, 4);
2126                 p.type_long_double = type;
2127         } else {
2128                 p.mode_float_arithmetic = NULL;
2129                 p.type_long_double = NULL;
2130         }
2131         return &p;
2132 }
2133
2134 /**
2135  * Check if the given register is callee or caller save.
2136  */
2137 static int ia32_register_saved_by(const arch_register_t *reg, int callee)
2138 {
2139         if (callee) {
2140                 /* check for callee saved */
2141                 if (reg->reg_class == &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_gp]) {
2142                         switch (reg->index) {
2143                         case REG_GP_EBX:
2144                         case REG_GP_ESI:
2145                         case REG_GP_EDI:
2146                         case REG_GP_EBP:
2147                                 return 1;
2148                         default:
2149                                 return 0;
2150                         }
2151                 }
2152         } else {
2153                 /* check for caller saved */
2154                 if (reg->reg_class == &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_gp]) {
2155                         switch (reg->index) {
2156                         case REG_GP_EDX:
2157                         case REG_GP_ECX:
2158                         case REG_GP_EAX:
2159                                 return 1;
2160                         default:
2161                                 return 0;
2162                         }
2163                 } else if (reg->reg_class == &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_xmm]) {
2164                         /* all XMM registers are caller save */
2165                         return reg->index != REG_XMM_NOREG;
2166                 } else if (reg->reg_class == &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_vfp]) {
2167                         /* all VFP registers are caller save */
2168                         return reg->index != REG_VFP_NOREG;
2169                 }
2170         }
2171         return 0;
2172 }
2173
2174 static const lc_opt_enum_int_items_t gas_items[] = {
2175         { "elf",   OBJECT_FILE_FORMAT_ELF    },
2176         { "mingw", OBJECT_FILE_FORMAT_COFF   },
2177         { "macho", OBJECT_FILE_FORMAT_MACH_O },
2178         { NULL,    0 }
2179 };
2180
2181 static lc_opt_enum_int_var_t gas_var = {
2182         (int*) &be_gas_object_file_format, gas_items
2183 };
2184
2185 #ifdef FIRM_GRGEN_BE
2186 static const lc_opt_enum_int_items_t transformer_items[] = {
2187         { "default", TRANSFORMER_DEFAULT },
2188         { "pbqp",    TRANSFORMER_PBQP    },
2189         { "random",  TRANSFORMER_RAND    },
2190         { NULL,      0                   }
2191 };
2192
2193 static lc_opt_enum_int_var_t transformer_var = {
2194         (int*)&be_transformer, transformer_items
2195 };
2196 #endif
2197
2198 static const lc_opt_table_entry_t ia32_options[] = {
2199         LC_OPT_ENT_ENUM_INT("gasmode", "set the GAS compatibility mode", &gas_var),
2200 #ifdef FIRM_GRGEN_BE
2201         LC_OPT_ENT_ENUM_INT("transformer", "the transformer used for code selection", &transformer_var),
2202 #endif
2203         LC_OPT_ENT_INT ("stackalign", "set power of two stack alignment for calls",
2204                         &ia32_isa_template.base.stack_alignment),
2205         LC_OPT_ENT_BOOL("gprof",      "create gprof profiling code",                                    &gprof),
2206         LC_OPT_LAST
2207 };
2208
2209 const arch_isa_if_t ia32_isa_if = {
2210         ia32_init,
2211         ia32_lower_for_target,
2212         ia32_done,
2213         ia32_handle_intrinsics,
2214         ia32_get_reg_class_for_mode,
2215         ia32_get_call_abi,
2216         ia32_get_reg_class_alignment,
2217         ia32_get_libfirm_params,
2218         ia32_get_irg_list,
2219         ia32_mark_remat,
2220         ia32_parse_asm_constraint,
2221         ia32_is_valid_clobber,
2222
2223         ia32_init_graph,
2224         ia32_get_pic_base,   /* return node used as base in pic code addresses */
2225         ia32_before_abi,     /* before abi introduce hook */
2226         ia32_prepare_graph,
2227         ia32_before_ra,      /* before register allocation hook */
2228         ia32_after_ra,       /* after register allocation hook */
2229         ia32_finish,         /* called before codegen */
2230         ia32_emit,           /* emit && done */
2231         ia32_register_saved_by,
2232 };
2233
2234 BE_REGISTER_MODULE_CONSTRUCTOR(be_init_arch_ia32)
2235 void be_init_arch_ia32(void)
2236 {
2237         lc_opt_entry_t *be_grp   = lc_opt_get_grp(firm_opt_get_root(), "be");
2238         lc_opt_entry_t *ia32_grp = lc_opt_get_grp(be_grp, "ia32");
2239
2240         lc_opt_add_table(ia32_grp, ia32_options);
2241         be_register_isa_if("ia32", &ia32_isa_if);
2242
2243         ia32_init_emitter();
2244         ia32_init_finish();
2245         ia32_init_optimize();
2246         ia32_init_transform();
2247         ia32_init_x87();
2248         ia32_init_architecture();
2249 }