refactoring: set_frame_entity is a special callbacks for users of the advanced spills...
[libfirm] / ir / be / ia32 / bearch_ia32.c
1 /*
2  * Copyright (C) 1995-2008 University of Karlsruhe.  All right reserved.
3  *
4  * This file is part of libFirm.
5  *
6  * This file may be distributed and/or modified under the terms of the
7  * GNU General Public License version 2 as published by the Free Software
8  * Foundation and appearing in the file LICENSE.GPL included in the
9  * packaging of this file.
10  *
11  * Licensees holding valid libFirm Professional Edition licenses may use
12  * this file in accordance with the libFirm Commercial License.
13  * Agreement provided with the Software.
14  *
15  * This file is provided AS IS with NO WARRANTY OF ANY KIND, INCLUDING THE
16  * WARRANTY OF DESIGN, MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
17  * PURPOSE.
18  */
19
20 /**
21  * @file
22  * @brief       This is the main ia32 firm backend driver.
23  * @author      Christian Wuerdig
24  * @version     $Id$
25  */
26 #include "config.h"
27
28 #include "lc_opts.h"
29 #include "lc_opts_enum.h"
30
31 #include <math.h>
32
33 #include "pseudo_irg.h"
34 #include "irarch.h"
35 #include "irgwalk.h"
36 #include "irprog.h"
37 #include "irprintf.h"
38 #include "iredges_t.h"
39 #include "ircons.h"
40 #include "irflag.h"
41 #include "irgmod.h"
42 #include "irgopt.h"
43 #include "irbitset.h"
44 #include "irgopt.h"
45 #include "irdump.h"
46 #include "pdeq.h"
47 #include "pset.h"
48 #include "debug.h"
49 #include "error.h"
50 #include "xmalloc.h"
51 #include "irtools.h"
52 #include "iroptimize.h"
53 #include "instrument.h"
54 #include "iropt_t.h"
55
56 #include "../beabi.h"
57 #include "../beirg.h"
58 #include "../benode.h"
59 #include "../belower.h"
60 #include "../besched.h"
61 #include "be.h"
62 #include "../be_t.h"
63 #include "../beirgmod.h"
64 #include "../be_dbgout.h"
65 #include "../beblocksched.h"
66 #include "../bemachine.h"
67 #include "../beilpsched.h"
68 #include "../bespillslots.h"
69 #include "../bemodule.h"
70 #include "../begnuas.h"
71 #include "../bestate.h"
72 #include "../beflags.h"
73 #include "../betranshlp.h"
74 #include "../belistsched.h"
75
76 #include "bearch_ia32_t.h"
77
78 #include "ia32_new_nodes.h"
79 #include "gen_ia32_regalloc_if.h"
80 #include "gen_ia32_machine.h"
81 #include "ia32_common_transform.h"
82 #include "ia32_transform.h"
83 #include "ia32_emitter.h"
84 #include "ia32_map_regs.h"
85 #include "ia32_optimize.h"
86 #include "ia32_x87.h"
87 #include "ia32_dbg_stat.h"
88 #include "ia32_finish.h"
89 #include "ia32_util.h"
90 #include "ia32_fpu.h"
91 #include "ia32_architecture.h"
92
93 #ifdef FIRM_GRGEN_BE
94 #include "ia32_pbqp_transform.h"
95
96 transformer_t be_transformer = TRANSFORMER_DEFAULT;
97 #endif
98
99 DEBUG_ONLY(static firm_dbg_module_t *dbg = NULL;)
100
101 ir_mode         *mode_fpcw       = NULL;
102 ia32_code_gen_t *ia32_current_cg = NULL;
103
104 /** The current omit-fp state */
105 static unsigned ia32_curr_fp_ommitted  = 0;
106 static ir_type *omit_fp_between_type   = NULL;
107 static ir_type *between_type           = NULL;
108 static ir_entity *old_bp_ent           = NULL;
109 static ir_entity *ret_addr_ent         = NULL;
110 static ir_entity *omit_fp_ret_addr_ent = NULL;
111
112 /**
113  * The environment for the intrinsic mapping.
114  */
115 static ia32_intrinsic_env_t intrinsic_env = {
116         NULL,    /* the isa */
117         NULL,    /* the irg, these entities belong to */
118         NULL,    /* entity for __divdi3 library call */
119         NULL,    /* entity for __moddi3 library call */
120         NULL,    /* entity for __udivdi3 library call */
121         NULL,    /* entity for __umoddi3 library call */
122 };
123
124
125 typedef ir_node *(*create_const_node_func) (dbg_info *dbg, ir_node *block);
126
127 /**
128  * Used to create per-graph unique pseudo nodes.
129  */
130 static inline ir_node *create_const(ia32_code_gen_t *cg, ir_node **place,
131                                     create_const_node_func func,
132                                     const arch_register_t* reg)
133 {
134         ir_node *block, *res;
135
136         if (*place != NULL)
137                 return *place;
138
139         block = get_irg_start_block(cg->irg);
140         res = func(NULL, block);
141         arch_set_irn_register(res, reg);
142         *place = res;
143
144         return res;
145 }
146
147 /* Creates the unique per irg GP NoReg node. */
148 ir_node *ia32_new_NoReg_gp(ia32_code_gen_t *cg)
149 {
150         return create_const(cg, &cg->noreg_gp, new_bd_ia32_NoReg_GP,
151                             &ia32_gp_regs[REG_GP_NOREG]);
152 }
153
154 ir_node *ia32_new_NoReg_vfp(ia32_code_gen_t *cg)
155 {
156         return create_const(cg, &cg->noreg_vfp, new_bd_ia32_NoReg_VFP,
157                             &ia32_vfp_regs[REG_VFP_NOREG]);
158 }
159
160 ir_node *ia32_new_NoReg_xmm(ia32_code_gen_t *cg)
161 {
162         return create_const(cg, &cg->noreg_xmm, new_bd_ia32_NoReg_XMM,
163                             &ia32_xmm_regs[REG_XMM_NOREG]);
164 }
165
166 ir_node *ia32_new_Fpu_truncate(ia32_code_gen_t *cg)
167 {
168         return create_const(cg, &cg->fpu_trunc_mode, new_bd_ia32_ChangeCW,
169                         &ia32_fp_cw_regs[REG_FPCW]);
170 }
171
172
173 /**
174  * Returns the admissible noreg register node for input register pos of node irn.
175  */
176 static ir_node *ia32_get_admissible_noreg(ia32_code_gen_t *cg, ir_node *irn, int pos)
177 {
178         const arch_register_req_t *req = arch_get_register_req(irn, pos);
179
180         assert(req != NULL && "Missing register requirements");
181         if (req->cls == &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_gp])
182                 return ia32_new_NoReg_gp(cg);
183
184         if (ia32_cg_config.use_sse2) {
185                 return ia32_new_NoReg_xmm(cg);
186         } else {
187                 return ia32_new_NoReg_vfp(cg);
188         }
189 }
190
191
192 static const arch_register_req_t *get_ia32_SwitchJmp_out_req(
193                 const ir_node *node, int pos)
194 {
195         (void) node;
196         (void) pos;
197         return arch_no_register_req;
198 }
199
200 static arch_irn_class_t ia32_classify(const ir_node *irn)
201 {
202         arch_irn_class_t classification = 0;
203
204         assert(is_ia32_irn(irn));
205
206         if (is_ia32_is_reload(irn))
207                 classification |= arch_irn_class_reload;
208
209         if (is_ia32_is_spill(irn))
210                 classification |= arch_irn_class_spill;
211
212         if (is_ia32_is_remat(irn))
213                 classification |= arch_irn_class_remat;
214
215         return classification;
216 }
217
218 /**
219  * The IA32 ABI callback object.
220  */
221 typedef struct {
222         be_abi_call_flags_bits_t flags;  /**< The call flags. */
223         const arch_env_t *aenv;          /**< The architecture environment. */
224         ir_graph *irg;                   /**< The associated graph. */
225 } ia32_abi_env_t;
226
227 static ir_entity *ia32_get_frame_entity(const ir_node *irn)
228 {
229         return is_ia32_irn(irn) ? get_ia32_frame_ent(irn) : NULL;
230 }
231
232 static void ia32_set_frame_entity(ir_node *node, ir_entity *entity)
233 {
234         if (is_be_node(node))
235                 be_node_set_frame_entity(node, entity);
236         else
237                 set_ia32_frame_ent(node, entity);
238 }
239
240 static void ia32_set_frame_offset(ir_node *irn, int bias)
241 {
242         if (get_ia32_frame_ent(irn) == NULL)
243                 return;
244
245         if (is_ia32_Pop(irn) || is_ia32_PopMem(irn)) {
246                 ir_graph          *irg     = get_irn_irg(irn);
247                 be_stack_layout_t *layout  = be_get_irg_stack_layout(irg);
248                 if (layout->sp_relative) {
249                         /* Pop nodes modify the stack pointer before calculating the
250                          * destination address, so fix this here
251                          */
252                         bias -= 4;
253                 }
254         }
255         add_ia32_am_offs_int(irn, bias);
256 }
257
258 static int ia32_get_sp_bias(const ir_node *node)
259 {
260         if (is_ia32_Call(node))
261                 return -(int)get_ia32_call_attr_const(node)->pop;
262
263         if (is_ia32_Push(node))
264                 return 4;
265
266         if (is_ia32_Pop(node) || is_ia32_PopMem(node))
267                 return -4;
268
269         return 0;
270 }
271
272 /**
273  * Generate the routine prologue.
274  *
275  * @param self       The callback object.
276  * @param mem        A pointer to the mem node. Update this if you define new memory.
277  * @param reg_map    A map mapping all callee_save/ignore/parameter registers to their defining nodes.
278  * @param stack_bias Points to the current stack bias, can be modified if needed.
279  *
280  * @return           The register which shall be used as a stack frame base.
281  *
282  * All nodes which define registers in @p reg_map must keep @p reg_map current.
283  */
284 static const arch_register_t *ia32_abi_prologue(void *self, ir_node **mem, pmap *reg_map, int *stack_bias)
285 {
286         ia32_abi_env_t   *env      = self;
287         ia32_code_gen_t  *cg       = ia32_current_cg;
288         const arch_env_t *arch_env = env->aenv;
289
290         ia32_curr_fp_ommitted = env->flags.try_omit_fp;
291         if (! env->flags.try_omit_fp) {
292                 ir_node  *bl      = get_irg_start_block(env->irg);
293                 ir_node  *curr_sp = be_abi_reg_map_get(reg_map, arch_env->sp);
294                 ir_node  *curr_bp = be_abi_reg_map_get(reg_map, arch_env->bp);
295                 ir_node  *noreg   = ia32_new_NoReg_gp(cg);
296                 ir_node  *push;
297
298                 /* mark bp register as ignore */
299                 be_set_constr_single_reg_out(get_Proj_pred(curr_bp),
300                                 get_Proj_proj(curr_bp), arch_env->bp, arch_register_req_type_ignore);
301
302                 /* push ebp */
303                 push    = new_bd_ia32_Push(NULL, bl, noreg, noreg, *mem, curr_bp, curr_sp);
304                 curr_sp = new_r_Proj(push, get_irn_mode(curr_sp), pn_ia32_Push_stack);
305                 *mem    = new_r_Proj(push, mode_M, pn_ia32_Push_M);
306
307                 /* the push must have SP out register */
308                 arch_set_irn_register(curr_sp, arch_env->sp);
309
310                 /* this modifies the stack bias, because we pushed 32bit */
311                 *stack_bias -= 4;
312
313                 /* move esp to ebp */
314                 curr_bp = be_new_Copy(arch_env->bp->reg_class, bl, curr_sp);
315                 be_set_constr_single_reg_out(curr_bp, 0, arch_env->bp,
316                                              arch_register_req_type_ignore);
317
318                 /* beware: the copy must be done before any other sp use */
319                 curr_sp = be_new_CopyKeep_single(arch_env->sp->reg_class, bl, curr_sp, curr_bp, get_irn_mode(curr_sp));
320                 be_set_constr_single_reg_out(curr_sp, 0, arch_env->sp,
321                                                      arch_register_req_type_produces_sp);
322
323                 be_abi_reg_map_set(reg_map, arch_env->sp, curr_sp);
324                 be_abi_reg_map_set(reg_map, arch_env->bp, curr_bp);
325
326                 return arch_env->bp;
327         }
328
329         return arch_env->sp;
330 }
331
332 /**
333  * Generate the routine epilogue.
334  * @param self    The callback object.
335  * @param bl      The block for the epilog
336  * @param mem     A pointer to the mem node. Update this if you define new memory.
337  * @param reg_map A map mapping all callee_save/ignore/parameter registers to their defining nodes.
338  * @return        The register which shall be used as a stack frame base.
339  *
340  * All nodes which define registers in @p reg_map must keep @p reg_map current.
341  */
342 static void ia32_abi_epilogue(void *self, ir_node *bl, ir_node **mem, pmap *reg_map)
343 {
344         ia32_abi_env_t   *env      = self;
345         const arch_env_t *arch_env = env->aenv;
346         ir_node          *curr_sp  = be_abi_reg_map_get(reg_map, arch_env->sp);
347         ir_node          *curr_bp  = be_abi_reg_map_get(reg_map, arch_env->bp);
348
349         if (env->flags.try_omit_fp) {
350                 /* simply remove the stack frame here */
351                 curr_sp = be_new_IncSP(arch_env->sp, bl, curr_sp, BE_STACK_FRAME_SIZE_SHRINK, 0);
352         } else {
353                 ir_mode *mode_bp = arch_env->bp->reg_class->mode;
354
355                 if (ia32_cg_config.use_leave) {
356                         ir_node *leave;
357
358                         /* leave */
359                         leave   = new_bd_ia32_Leave(NULL, bl, curr_bp);
360                         curr_bp = new_r_Proj(leave, mode_bp, pn_ia32_Leave_frame);
361                         curr_sp = new_r_Proj(leave, get_irn_mode(curr_sp), pn_ia32_Leave_stack);
362                 } else {
363                         ir_node *pop;
364
365                         /* the old SP is not needed anymore (kill the proj) */
366                         assert(is_Proj(curr_sp));
367                         kill_node(curr_sp);
368
369                         /* copy ebp to esp */
370                         curr_sp = be_new_Copy(&ia32_reg_classes[CLASS_ia32_gp], bl, curr_bp);
371                         arch_set_irn_register(curr_sp, arch_env->sp);
372                         be_set_constr_single_reg_out(curr_sp, 0, arch_env->sp,
373                                                          arch_register_req_type_ignore);
374
375                         /* pop ebp */
376                         pop     = new_bd_ia32_PopEbp(NULL, bl, *mem, curr_sp);
377                         curr_bp = new_r_Proj(pop, mode_bp, pn_ia32_Pop_res);
378                         curr_sp = new_r_Proj(pop, get_irn_mode(curr_sp), pn_ia32_Pop_stack);
379
380                         *mem = new_r_Proj(pop, mode_M, pn_ia32_Pop_M);
381                 }
382                 arch_set_irn_register(curr_sp, arch_env->sp);
383                 arch_set_irn_register(curr_bp, arch_env->bp);
384         }
385
386         be_abi_reg_map_set(reg_map, arch_env->sp, curr_sp);
387         be_abi_reg_map_set(reg_map, arch_env->bp, curr_bp);
388 }
389
390 /**
391  * Initialize the callback object.
392  * @param call The call object.
393  * @param aenv The architecture environment.
394  * @param irg  The graph with the method.
395  * @return     Some pointer. This pointer is passed to all other callback functions as self object.
396  */
397 static void *ia32_abi_init(const be_abi_call_t *call, const arch_env_t *aenv, ir_graph *irg)
398 {
399         ia32_abi_env_t      *env = XMALLOC(ia32_abi_env_t);
400         be_abi_call_flags_t  fl  = be_abi_call_get_flags(call);
401         env->flags = fl.bits;
402         env->irg   = irg;
403         env->aenv  = aenv;
404         return env;
405 }
406
407 /**
408  * Destroy the callback object.
409  * @param self The callback object.
410  */
411 static void ia32_abi_done(void *self)
412 {
413         free(self);
414 }
415
416 /**
417  * Build the between type and entities if not already build.
418  */
419 static void ia32_build_between_type(void)
420 {
421 #define IDENT(s) new_id_from_chars(s, sizeof(s)-1)
422         if (! between_type) {
423                 ir_type *old_bp_type   = new_type_primitive(mode_Iu);
424                 ir_type *ret_addr_type = new_type_primitive(mode_Iu);
425
426                 between_type           = new_type_struct(IDENT("ia32_between_type"));
427                 old_bp_ent             = new_entity(between_type, IDENT("old_bp"), old_bp_type);
428                 ret_addr_ent           = new_entity(between_type, IDENT("ret_addr"), ret_addr_type);
429
430                 set_entity_offset(old_bp_ent, 0);
431                 set_entity_offset(ret_addr_ent, get_type_size_bytes(old_bp_type));
432                 set_type_size_bytes(between_type, get_type_size_bytes(old_bp_type) + get_type_size_bytes(ret_addr_type));
433                 set_type_state(between_type, layout_fixed);
434
435                 omit_fp_between_type = new_type_struct(IDENT("ia32_between_type_omit_fp"));
436                 omit_fp_ret_addr_ent = new_entity(omit_fp_between_type, IDENT("ret_addr"), ret_addr_type);
437
438                 set_entity_offset(omit_fp_ret_addr_ent, 0);
439                 set_type_size_bytes(omit_fp_between_type, get_type_size_bytes(ret_addr_type));
440                 set_type_state(omit_fp_between_type, layout_fixed);
441         }
442 #undef IDENT
443 }
444
445 /**
446  * Produces the type which sits between the stack args and the locals on the stack.
447  * it will contain the return address and space to store the old base pointer.
448  * @return The Firm type modeling the ABI between type.
449  */
450 static ir_type *ia32_abi_get_between_type(void *self)
451 {
452         ia32_abi_env_t *env = self;
453
454         ia32_build_between_type();
455         return env->flags.try_omit_fp ? omit_fp_between_type : between_type;
456 }
457
458 /**
459  * Return the stack entity that contains the return address.
460  */
461 ir_entity *ia32_get_return_address_entity(void)
462 {
463         ia32_build_between_type();
464         return ia32_curr_fp_ommitted ? omit_fp_ret_addr_ent : ret_addr_ent;
465 }
466
467 /**
468  * Return the stack entity that contains the frame address.
469  */
470 ir_entity *ia32_get_frame_address_entity(void)
471 {
472         ia32_build_between_type();
473         return ia32_curr_fp_ommitted ? NULL : old_bp_ent;
474 }
475
476 /**
477  * Get the estimated cycle count for @p irn.
478  *
479  * @param self The this pointer.
480  * @param irn  The node.
481  *
482  * @return     The estimated cycle count for this operation
483  */
484 static int ia32_get_op_estimated_cost(const ir_node *irn)
485 {
486         int            cost;
487         ia32_op_type_t op_tp;
488
489         if (is_Proj(irn))
490                 return 0;
491         if (!is_ia32_irn(irn))
492                 return 0;
493
494         assert(is_ia32_irn(irn));
495
496         cost  = get_ia32_latency(irn);
497         op_tp = get_ia32_op_type(irn);
498
499         if (is_ia32_CopyB(irn)) {
500                 cost = 250;
501         }
502         else if (is_ia32_CopyB_i(irn)) {
503                 int size = get_ia32_copyb_size(irn);
504                 cost     = 20 + (int)ceil((4/3) * size);
505         }
506         /* in case of address mode operations add additional cycles */
507         else if (op_tp == ia32_AddrModeD || op_tp == ia32_AddrModeS) {
508                 /*
509                         In case of stack access and access to fixed addresses add 5 cycles
510                         (we assume they are in cache), other memory operations cost 20
511                         cycles.
512                 */
513                 if (is_ia32_use_frame(irn) || (
514                         is_ia32_NoReg_GP(get_irn_n(irn, n_ia32_base)) &&
515                         is_ia32_NoReg_GP(get_irn_n(irn, n_ia32_index))
516                     )) {
517                         cost += 5;
518                 } else {
519                         cost += 20;
520                 }
521         }
522
523         return cost;
524 }
525
526 /**
527  * Returns the inverse operation if @p irn, recalculating the argument at position @p i.
528  *
529  * @param irn       The original operation
530  * @param i         Index of the argument we want the inverse operation to yield
531  * @param inverse   struct to be filled with the resulting inverse op
532  * @param obstack   The obstack to use for allocation of the returned nodes array
533  * @return          The inverse operation or NULL if operation invertible
534  */
535 static arch_inverse_t *ia32_get_inverse(const ir_node *irn, int i, arch_inverse_t *inverse, struct obstack *obst)
536 {
537         (void) irn;
538         (void) i;
539         (void) inverse;
540         (void) obst;
541         return NULL;
542
543 #if 0
544         ir_mode  *mode;
545         ir_mode  *irn_mode;
546         ir_node  *block, *noreg, *nomem;
547         dbg_info *dbg;
548
549         /* we cannot invert non-ia32 irns */
550         if (! is_ia32_irn(irn))
551                 return NULL;
552
553         /* operand must always be a real operand (not base, index or mem) */
554         if (i != n_ia32_binary_left && i != n_ia32_binary_right)
555                 return NULL;
556
557         /* we don't invert address mode operations */
558         if (get_ia32_op_type(irn) != ia32_Normal)
559                 return NULL;
560
561         /* TODO: adjust for new immediates... */
562         ir_fprintf(stderr, "TODO: fix get_inverse for new immediates (%+F)\n",
563                    irn);
564         return NULL;
565
566         block    = get_nodes_block(irn);
567         mode     = get_irn_mode(irn);
568         irn_mode = get_irn_mode(irn);
569         noreg    = get_irn_n(irn, 0);
570         nomem    = new_NoMem();
571         dbg      = get_irn_dbg_info(irn);
572
573         /* initialize structure */
574         inverse->nodes = obstack_alloc(obst, 2 * sizeof(inverse->nodes[0]));
575         inverse->costs = 0;
576         inverse->n     = 1;
577
578         switch (get_ia32_irn_opcode(irn)) {
579                 case iro_ia32_Add:
580 #if 0
581                         if (get_ia32_immop_type(irn) == ia32_ImmConst) {
582                                 /* we have an add with a const here */
583                                 /* invers == add with negated const */
584                                 inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Add(dbg, block, noreg, noreg, nomem, get_irn_n(irn, i), noreg);
585                                 inverse->costs   += 1;
586                                 copy_ia32_Immop_attr(inverse->nodes[0], (ir_node *)irn);
587                                 set_ia32_Immop_tarval(inverse->nodes[0], tarval_neg(get_ia32_Immop_tarval(irn)));
588                                 set_ia32_commutative(inverse->nodes[0]);
589                         }
590                         else if (get_ia32_immop_type(irn) == ia32_ImmSymConst) {
591                                 /* we have an add with a symconst here */
592                                 /* invers == sub with const */
593                                 inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Sub(dbg, block, noreg, noreg, nomem, get_irn_n(irn, i), noreg);
594                                 inverse->costs   += 2;
595                                 copy_ia32_Immop_attr(inverse->nodes[0], (ir_node *)irn);
596                         }
597                         else {
598                                 /* normal add: inverse == sub */
599                                 inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Sub(dbg, block, noreg, noreg, nomem, (ir_node*) irn, get_irn_n(irn, i ^ 1));
600                                 inverse->costs   += 2;
601                         }
602 #endif
603                         break;
604                 case iro_ia32_Sub:
605 #if 0
606                         if (get_ia32_immop_type(irn) != ia32_ImmNone) {
607                                 /* we have a sub with a const/symconst here */
608                                 /* invers == add with this const */
609                                 inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Add(dbg, block, noreg, noreg, nomem, get_irn_n(irn, i), noreg);
610                                 inverse->costs   += (get_ia32_immop_type(irn) == ia32_ImmSymConst) ? 5 : 1;
611                                 copy_ia32_Immop_attr(inverse->nodes[0], (ir_node *)irn);
612                         }
613                         else {
614                                 /* normal sub */
615                                 if (i == n_ia32_binary_left) {
616                                         inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Add(dbg, block, noreg, noreg, nomem, (ir_node*) irn, get_irn_n(irn, 3));
617                                 }
618                                 else {
619                                         inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Sub(dbg, block, noreg, noreg, nomem, get_irn_n(irn, n_ia32_binary_left), (ir_node*) irn);
620                                 }
621                                 inverse->costs += 1;
622                         }
623 #endif
624                         break;
625                 case iro_ia32_Xor:
626 #if 0
627                         if (get_ia32_immop_type(irn) != ia32_ImmNone) {
628                                 /* xor with const: inverse = xor */
629                                 inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Xor(dbg, block, noreg, noreg, nomem, get_irn_n(irn, i), noreg);
630                                 inverse->costs   += (get_ia32_immop_type(irn) == ia32_ImmSymConst) ? 5 : 1;
631                                 copy_ia32_Immop_attr(inverse->nodes[0], (ir_node *)irn);
632                         }
633                         else {
634                                 /* normal xor */
635                                 inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Xor(dbg, block, noreg, noreg, nomem, (ir_node *) irn, get_irn_n(irn, i));
636                                 inverse->costs   += 1;
637                         }
638 #endif
639                         break;
640                 case iro_ia32_Not: {
641                         inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Not(dbg, block, (ir_node*) irn);
642                         inverse->costs   += 1;
643                         break;
644                 }
645                 case iro_ia32_Neg: {
646                         inverse->nodes[0] = new_bd_ia32_Neg(dbg, block, (ir_node*) irn);
647                         inverse->costs   += 1;
648                         break;
649                 }
650                 default:
651                         /* inverse operation not supported */
652                         return NULL;
653         }
654
655         return inverse;
656 #endif
657 }
658
659 static ir_mode *get_spill_mode_mode(const ir_mode *mode)
660 {
661         if (mode_is_float(mode))
662                 return mode_D;
663
664         return mode_Iu;
665 }
666
667 /**
668  * Get the mode that should be used for spilling value node
669  */
670 static ir_mode *get_spill_mode(const ir_node *node)
671 {
672         ir_mode *mode = get_irn_mode(node);
673         return get_spill_mode_mode(mode);
674 }
675
676 /**
677  * Checks whether an addressmode reload for a node with mode mode is compatible
678  * with a spillslot of mode spill_mode
679  */
680 static int ia32_is_spillmode_compatible(const ir_mode *mode, const ir_mode *spillmode)
681 {
682         return !mode_is_float(mode) || mode == spillmode;
683 }
684
685 /**
686  * Check if irn can load its operand at position i from memory (source addressmode).
687  * @param irn    The irn to be checked
688  * @param i      The operands position
689  * @return Non-Zero if operand can be loaded
690  */
691 static int ia32_possible_memory_operand(const ir_node *irn, unsigned int i)
692 {
693         ir_node       *op        = get_irn_n(irn, i);
694         const ir_mode *mode      = get_irn_mode(op);
695         const ir_mode *spillmode = get_spill_mode(op);
696
697         if (!is_ia32_irn(irn)                              ||  /* must be an ia32 irn */
698             get_ia32_op_type(irn) != ia32_Normal           ||  /* must not already be a addressmode irn */
699             !ia32_is_spillmode_compatible(mode, spillmode) ||
700             is_ia32_use_frame(irn))                            /* must not already use frame */
701                 return 0;
702
703         switch (get_ia32_am_support(irn)) {
704                 case ia32_am_none:
705                         return 0;
706
707                 case ia32_am_unary:
708                         if (i != n_ia32_unary_op)
709                                 return 0;
710                         break;
711
712                 case ia32_am_binary:
713                         switch (i) {
714                                 case n_ia32_binary_left: {
715                                         const arch_register_req_t *req;
716                                         if (!is_ia32_commutative(irn))
717                                                 return 0;
718
719                                         /* we can't swap left/right for limited registers
720                                          * (As this (currently) breaks constraint handling copies)
721                                          */
722                                         req = get_ia32_in_req(irn, n_ia32_binary_left);
723                                         if (req->type & arch_register_req_type_limited)
724                                                 return 0;
725                                         break;
726                                 }
727
728                                 case n_ia32_binary_right:
729                                         break;
730
731                                 default:
732                                         return 0;
733                         }
734                         break;
735
736                 default:
737                         panic("Unknown AM type");
738         }
739
740         /* HACK: must not already use "real" memory.
741          * This can happen for Call and Div */
742         if (!is_NoMem(get_irn_n(irn, n_ia32_mem)))
743                 return 0;
744
745         return 1;
746 }
747
748 static void ia32_perform_memory_operand(ir_node *irn, ir_node *spill,
749                                         unsigned int i)
750 {
751         ir_mode *load_mode;
752         ir_mode *dest_op_mode;
753
754         assert(ia32_possible_memory_operand(irn, i) && "Cannot perform memory operand change");
755
756         set_ia32_op_type(irn, ia32_AddrModeS);
757
758         load_mode    = get_irn_mode(get_irn_n(irn, i));
759         dest_op_mode = get_ia32_ls_mode(irn);
760         if (get_mode_size_bits(load_mode) <= get_mode_size_bits(dest_op_mode)) {
761                 set_ia32_ls_mode(irn, load_mode);
762         }
763         set_ia32_use_frame(irn);
764         set_ia32_need_stackent(irn);
765
766         if (i == n_ia32_binary_left                    &&
767             get_ia32_am_support(irn) == ia32_am_binary &&
768             /* immediates are only allowed on the right side */
769             !is_ia32_Immediate(get_irn_n(irn, n_ia32_binary_right))) {
770                 ia32_swap_left_right(irn);
771                 i = n_ia32_binary_right;
772         }
773
774         assert(is_NoMem(get_irn_n(irn, n_ia32_mem)));
775
776         set_irn_n(irn, n_ia32_base, get_irg_frame(get_irn_irg(irn)));
777         set_irn_n(irn, n_ia32_mem,  spill);
778         set_irn_n(irn, i,           ia32_get_admissible_noreg(ia32_current_cg, irn, i));
779         set_ia32_is_reload(irn);
780 }
781
782 static const be_abi_callbacks_t ia32_abi_callbacks = {
783         ia32_abi_init,
784         ia32_abi_done,
785         ia32_abi_get_between_type,
786         ia32_abi_prologue,
787         ia32_abi_epilogue
788 };
789
790 /* register allocator interface */
791 static const arch_irn_ops_t ia32_irn_ops = {
792         get_ia32_in_req,
793         ia32_classify,
794         ia32_get_frame_entity,
795         ia32_set_frame_offset,
796         ia32_get_sp_bias,
797         ia32_get_inverse,
798         ia32_get_op_estimated_cost,
799         ia32_possible_memory_operand,
800         ia32_perform_memory_operand,
801 };
802
803 /* special register allocator interface for SwitchJmp
804    as it possibly has a WIDE range of Proj numbers.
805    We don't want to allocate output for register constraints for
806    all these. */
807 static const arch_irn_ops_t ia32_SwitchJmp_irn_ops = {
808         /* Note: we also use SwitchJmp_out_req for the inputs too:
809            This is because the bearch API has a conceptual problem at the moment.
810            Querying for negative proj numbers which can happen for switchs
811            isn't possible and will result in inputs getting queried */
812         get_ia32_SwitchJmp_out_req,
813         ia32_classify,
814         ia32_get_frame_entity,
815         ia32_set_frame_offset,
816         ia32_get_sp_bias,
817         ia32_get_inverse,
818         ia32_get_op_estimated_cost,
819         ia32_possible_memory_operand,
820         ia32_perform_memory_operand,
821 };
822
823
824 static ir_entity *mcount = NULL;
825
826 #define ID(s) new_id_from_chars(s, sizeof(s) - 1)
827
828 static void ia32_before_abi(void *self)
829 {
830         lower_mode_b_config_t lower_mode_b_config = {
831                 mode_Iu,  /* lowered mode */
832                 mode_Bu,  /* preferred mode for set */
833                 0,        /* don't lower direct compares */
834         };
835         ia32_code_gen_t *cg = self;
836
837         ir_lower_mode_b(cg->irg, &lower_mode_b_config);
838         if (cg->dump)
839                 dump_ir_graph(cg->irg, "lower_modeb");
840
841         if (cg->gprof) {
842                 if (mcount == NULL) {
843                         ir_type *tp = new_type_method(0, 0);
844                         mcount = new_entity(get_glob_type(), ID("mcount"), tp);
845                         /* FIXME: enter the right ld_ident here */
846                         set_entity_ld_ident(mcount, get_entity_ident(mcount));
847                         set_entity_visibility(mcount, ir_visibility_external);
848                 }
849                 instrument_initcall(cg->irg, mcount);
850         }
851 }
852
853 /**
854  * Transforms the standard firm graph into
855  * an ia32 firm graph
856  */
857 static void ia32_prepare_graph(void *self)
858 {
859         ia32_code_gen_t *cg = self;
860
861 #ifdef FIRM_GRGEN_BE
862         switch (be_transformer) {
863         case TRANSFORMER_DEFAULT:
864                 /* transform remaining nodes into assembler instructions */
865                 ia32_transform_graph(cg);
866                 break;
867
868         case TRANSFORMER_PBQP:
869         case TRANSFORMER_RAND:
870                 /* transform nodes into assembler instructions by PBQP magic */
871                 ia32_transform_graph_by_pbqp(cg);
872                 break;
873
874         default:
875                 panic("invalid transformer");
876         }
877 #else
878         ia32_transform_graph(cg);
879 #endif
880
881         /* do local optimizations (mainly CSE) */
882         optimize_graph_df(cg->irg);
883
884         if (cg->dump)
885                 dump_ir_graph(cg->irg, "transformed");
886
887         /* optimize address mode */
888         ia32_optimize_graph(cg);
889
890         /* do code placement, to optimize the position of constants */
891         place_code(cg->irg);
892
893         if (cg->dump)
894                 dump_ir_graph(cg->irg, "place");
895 }
896
897 ir_node *turn_back_am(ir_node *node)
898 {
899         dbg_info *dbgi  = get_irn_dbg_info(node);
900         ir_node  *block = get_nodes_block(node);
901         ir_node  *base  = get_irn_n(node, n_ia32_base);
902         ir_node  *index = get_irn_n(node, n_ia32_index);
903         ir_node  *mem   = get_irn_n(node, n_ia32_mem);
904         ir_node  *noreg;
905
906         ir_node  *load     = new_bd_ia32_Load(dbgi, block, base, index, mem);
907         ir_node  *load_res = new_rd_Proj(dbgi, load, mode_Iu, pn_ia32_Load_res);
908
909         ia32_copy_am_attrs(load, node);
910         if (is_ia32_is_reload(node))
911                 set_ia32_is_reload(load);
912         set_irn_n(node, n_ia32_mem, new_NoMem());
913
914         switch (get_ia32_am_support(node)) {
915                 case ia32_am_unary:
916                         set_irn_n(node, n_ia32_unary_op, load_res);
917                         break;
918
919                 case ia32_am_binary:
920                         if (is_ia32_Immediate(get_irn_n(node, n_ia32_binary_right))) {
921                                 set_irn_n(node, n_ia32_binary_left, load_res);
922                         } else {
923                                 set_irn_n(node, n_ia32_binary_right, load_res);
924                         }
925                         break;
926
927                 default:
928                         panic("Unknown AM type");
929         }
930         noreg = ia32_new_NoReg_gp(ia32_current_cg);
931         set_irn_n(node, n_ia32_base,  noreg);
932         set_irn_n(node, n_ia32_index, noreg);
933         set_ia32_am_offs_int(node, 0);
934         set_ia32_am_sc(node, NULL);
935         set_ia32_am_scale(node, 0);
936         clear_ia32_am_sc_sign(node);
937
938         /* rewire mem-proj */
939         if (get_irn_mode(node) == mode_T) {
940                 const ir_edge_t *edge;
941                 foreach_out_edge(node, edge) {
942                         ir_node *out = get_edge_src_irn(edge);
943                         if (get_irn_mode(out) == mode_M) {
944                                 set_Proj_pred(out, load);
945                                 set_Proj_proj(out, pn_ia32_Load_M);
946                                 break;
947                         }
948                 }
949         }
950
951         set_ia32_op_type(node, ia32_Normal);
952         if (sched_is_scheduled(node))
953                 sched_add_before(node, load);
954
955         return load_res;
956 }
957
958 static ir_node *flags_remat(ir_node *node, ir_node *after)
959 {
960         /* we should turn back source address mode when rematerializing nodes */
961         ia32_op_type_t type;
962         ir_node        *block;
963         ir_node        *copy;
964
965         if (is_Block(after)) {
966                 block = after;
967         } else {
968                 block = get_nodes_block(after);
969         }
970
971         type = get_ia32_op_type(node);
972         switch (type) {
973                 case ia32_AddrModeS:
974                         turn_back_am(node);
975                         break;
976
977                 case ia32_AddrModeD:
978                         /* TODO implement this later... */
979                         panic("found DestAM with flag user %+F this should not happen", node);
980                         break;
981
982                 default: assert(type == ia32_Normal); break;
983         }
984
985         copy = exact_copy(node);
986         set_nodes_block(copy, block);
987         sched_add_after(after, copy);
988
989         return copy;
990 }
991
992 /**
993  * Called before the register allocator.
994  */
995 static void ia32_before_ra(void *self)
996 {
997         ia32_code_gen_t *cg = self;
998
999         /* setup fpu rounding modes */
1000         ia32_setup_fpu_mode(cg);
1001
1002         /* fixup flags */
1003         be_sched_fix_flags(cg->irg, &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_flags],
1004                            &flags_remat);
1005
1006         ia32_add_missing_keeps(cg);
1007 }
1008
1009
1010 /**
1011  * Transforms a be_Reload into a ia32 Load.
1012  */
1013 static void transform_to_Load(ia32_code_gen_t *cg, ir_node *node)
1014 {
1015         ir_graph *irg        = get_irn_irg(node);
1016         dbg_info *dbg        = get_irn_dbg_info(node);
1017         ir_node *block       = get_nodes_block(node);
1018         ir_entity *ent       = be_get_frame_entity(node);
1019         ir_mode *mode        = get_irn_mode(node);
1020         ir_mode *spillmode   = get_spill_mode(node);
1021         ir_node *noreg       = ia32_new_NoReg_gp(cg);
1022         ir_node *sched_point = NULL;
1023         ir_node *ptr         = get_irg_frame(irg);
1024         ir_node *mem         = get_irn_n(node, be_pos_Reload_mem);
1025         ir_node *new_op, *proj;
1026         const arch_register_t *reg;
1027
1028         if (sched_is_scheduled(node)) {
1029                 sched_point = sched_prev(node);
1030         }
1031
1032         if (mode_is_float(spillmode)) {
1033                 if (ia32_cg_config.use_sse2)
1034                         new_op = new_bd_ia32_xLoad(dbg, block, ptr, noreg, mem, spillmode);
1035                 else
1036                         new_op = new_bd_ia32_vfld(dbg, block, ptr, noreg, mem, spillmode);
1037         }
1038         else if (get_mode_size_bits(spillmode) == 128) {
1039                 /* Reload 128 bit SSE registers */
1040                 new_op = new_bd_ia32_xxLoad(dbg, block, ptr, noreg, mem);
1041         }
1042         else
1043                 new_op = new_bd_ia32_Load(dbg, block, ptr, noreg, mem);
1044
1045         set_ia32_op_type(new_op, ia32_AddrModeS);
1046         set_ia32_ls_mode(new_op, spillmode);
1047         set_ia32_frame_ent(new_op, ent);
1048         set_ia32_use_frame(new_op);
1049         set_ia32_is_reload(new_op);
1050
1051         DBG_OPT_RELOAD2LD(node, new_op);
1052
1053         proj = new_rd_Proj(dbg, new_op, mode, pn_ia32_Load_res);
1054
1055         if (sched_point) {
1056                 sched_add_after(sched_point, new_op);
1057                 sched_remove(node);
1058         }
1059
1060         /* copy the register from the old node to the new Load */
1061         reg = arch_get_irn_register(node);
1062         arch_set_irn_register(proj, reg);
1063
1064         SET_IA32_ORIG_NODE(new_op, node);
1065
1066         exchange(node, proj);
1067 }
1068
1069 /**
1070  * Transforms a be_Spill node into a ia32 Store.
1071  */
1072 static void transform_to_Store(ia32_code_gen_t *cg, ir_node *node)
1073 {
1074         ir_graph *irg  = get_irn_irg(node);
1075         dbg_info *dbg  = get_irn_dbg_info(node);
1076         ir_node *block = get_nodes_block(node);
1077         ir_entity *ent = be_get_frame_entity(node);
1078         const ir_node *spillval = get_irn_n(node, be_pos_Spill_val);
1079         ir_mode *mode  = get_spill_mode(spillval);
1080         ir_node *noreg = ia32_new_NoReg_gp(cg);
1081         ir_node *nomem = new_NoMem();
1082         ir_node *ptr   = get_irg_frame(irg);
1083         ir_node *val   = get_irn_n(node, be_pos_Spill_val);
1084         ir_node *store;
1085         ir_node *sched_point = NULL;
1086
1087         if (sched_is_scheduled(node)) {
1088                 sched_point = sched_prev(node);
1089         }
1090
1091         if (mode_is_float(mode)) {
1092                 if (ia32_cg_config.use_sse2)
1093                         store = new_bd_ia32_xStore(dbg, block, ptr, noreg, nomem, val);
1094                 else
1095                         store = new_bd_ia32_vfst(dbg, block, ptr, noreg, nomem, val, mode);
1096         } else if (get_mode_size_bits(mode) == 128) {
1097                 /* Spill 128 bit SSE registers */
1098                 store = new_bd_ia32_xxStore(dbg, block, ptr, noreg, nomem, val);
1099         } else if (get_mode_size_bits(mode) == 8) {
1100                 store = new_bd_ia32_Store8Bit(dbg, block, ptr, noreg, nomem, val);
1101         } else {
1102                 store = new_bd_ia32_Store(dbg, block, ptr, noreg, nomem, val);
1103         }
1104
1105         set_ia32_op_type(store, ia32_AddrModeD);
1106         set_ia32_ls_mode(store, mode);
1107         set_ia32_frame_ent(store, ent);
1108         set_ia32_use_frame(store);
1109         set_ia32_is_spill(store);
1110         SET_IA32_ORIG_NODE(store, node);
1111         DBG_OPT_SPILL2ST(node, store);
1112
1113         if (sched_point) {
1114                 sched_add_after(sched_point, store);
1115                 sched_remove(node);
1116         }
1117
1118         exchange(node, store);
1119 }
1120
1121 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)
1122 {
1123         dbg_info *dbg = get_irn_dbg_info(node);
1124         ir_node *block = get_nodes_block(node);
1125         ir_node *noreg = ia32_new_NoReg_gp(cg);
1126         ir_graph *irg = get_irn_irg(node);
1127         ir_node *frame = get_irg_frame(irg);
1128
1129         ir_node *push = new_bd_ia32_Push(dbg, block, frame, noreg, mem, noreg, sp);
1130
1131         set_ia32_frame_ent(push, ent);
1132         set_ia32_use_frame(push);
1133         set_ia32_op_type(push, ia32_AddrModeS);
1134         set_ia32_ls_mode(push, mode_Is);
1135         set_ia32_is_spill(push);
1136
1137         sched_add_before(schedpoint, push);
1138         return push;
1139 }
1140
1141 static ir_node *create_pop(ia32_code_gen_t *cg, ir_node *node, ir_node *schedpoint, ir_node *sp, ir_entity *ent)
1142 {
1143         dbg_info *dbg = get_irn_dbg_info(node);
1144         ir_node *block = get_nodes_block(node);
1145         ir_node *noreg = ia32_new_NoReg_gp(cg);
1146         ir_graph *irg  = get_irn_irg(node);
1147         ir_node *frame = get_irg_frame(irg);
1148
1149         ir_node *pop = new_bd_ia32_PopMem(dbg, block, frame, noreg, new_NoMem(), sp);
1150
1151         set_ia32_frame_ent(pop, ent);
1152         set_ia32_use_frame(pop);
1153         set_ia32_op_type(pop, ia32_AddrModeD);
1154         set_ia32_ls_mode(pop, mode_Is);
1155         set_ia32_is_reload(pop);
1156
1157         sched_add_before(schedpoint, pop);
1158
1159         return pop;
1160 }
1161
1162 static ir_node* create_spproj(ir_node *node, ir_node *pred, int pos)
1163 {
1164         dbg_info *dbg = get_irn_dbg_info(node);
1165         ir_mode *spmode = mode_Iu;
1166         const arch_register_t *spreg = &ia32_gp_regs[REG_ESP];
1167         ir_node *sp;
1168
1169         sp = new_rd_Proj(dbg, pred, spmode, pos);
1170         arch_set_irn_register(sp, spreg);
1171
1172         return sp;
1173 }
1174
1175 /**
1176  * Transform MemPerm, currently we do this the ugly way and produce
1177  * push/pop into/from memory cascades. This is possible without using
1178  * any registers.
1179  */
1180 static void transform_MemPerm(ia32_code_gen_t *cg, ir_node *node)
1181 {
1182         ir_node         *block = get_nodes_block(node);
1183         ir_node         *sp    = be_abi_get_ignore_irn(be_get_irg_abi(cg->irg), &ia32_gp_regs[REG_ESP]);
1184         int              arity = be_get_MemPerm_entity_arity(node);
1185         ir_node        **pops  = ALLOCAN(ir_node*, arity);
1186         ir_node         *in[1];
1187         ir_node         *keep;
1188         int              i;
1189         const ir_edge_t *edge;
1190         const ir_edge_t *next;
1191
1192         /* create Pushs */
1193         for (i = 0; i < arity; ++i) {
1194                 ir_entity *inent = be_get_MemPerm_in_entity(node, i);
1195                 ir_entity *outent = be_get_MemPerm_out_entity(node, i);
1196                 ir_type *enttype = get_entity_type(inent);
1197                 unsigned entsize = get_type_size_bytes(enttype);
1198                 unsigned entsize2 = get_type_size_bytes(get_entity_type(outent));
1199                 ir_node *mem = get_irn_n(node, i + 1);
1200                 ir_node *push;
1201
1202                 /* work around cases where entities have different sizes */
1203                 if (entsize2 < entsize)
1204                         entsize = entsize2;
1205                 assert( (entsize == 4 || entsize == 8) && "spillslot on x86 should be 32 or 64 bit");
1206
1207                 push = create_push(cg, node, node, sp, mem, inent);
1208                 sp = create_spproj(node, push, pn_ia32_Push_stack);
1209                 if (entsize == 8) {
1210                         /* add another push after the first one */
1211                         push = create_push(cg, node, node, sp, mem, inent);
1212                         add_ia32_am_offs_int(push, 4);
1213                         sp = create_spproj(node, push, pn_ia32_Push_stack);
1214                 }
1215
1216                 set_irn_n(node, i, new_Bad());
1217         }
1218
1219         /* create pops */
1220         for (i = arity - 1; i >= 0; --i) {
1221                 ir_entity *inent = be_get_MemPerm_in_entity(node, i);
1222                 ir_entity *outent = be_get_MemPerm_out_entity(node, i);
1223                 ir_type *enttype = get_entity_type(outent);
1224                 unsigned entsize = get_type_size_bytes(enttype);
1225                 unsigned entsize2 = get_type_size_bytes(get_entity_type(inent));
1226                 ir_node *pop;
1227
1228                 /* work around cases where entities have different sizes */
1229                 if (entsize2 < entsize)
1230                         entsize = entsize2;
1231                 assert( (entsize == 4 || entsize == 8) && "spillslot on x86 should be 32 or 64 bit");
1232
1233                 pop = create_pop(cg, node, node, sp, outent);
1234                 sp = create_spproj(node, pop, pn_ia32_Pop_stack);
1235                 if (entsize == 8) {
1236                         add_ia32_am_offs_int(pop, 4);
1237
1238                         /* add another pop after the first one */
1239                         pop = create_pop(cg, node, node, sp, outent);
1240                         sp = create_spproj(node, pop, pn_ia32_Pop_stack);
1241                 }
1242
1243                 pops[i] = pop;
1244         }
1245
1246         in[0] = sp;
1247         keep  = be_new_Keep(block, 1, in);
1248         sched_add_before(node, keep);
1249
1250         /* exchange memprojs */
1251         foreach_out_edge_safe(node, edge, next) {
1252                 ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
1253                 int p = get_Proj_proj(proj);
1254
1255                 assert(p < arity);
1256
1257                 set_Proj_pred(proj, pops[p]);
1258                 set_Proj_proj(proj, pn_ia32_Pop_M);
1259         }
1260
1261         /* remove memperm */
1262         arity = get_irn_arity(node);
1263         for (i = 0; i < arity; ++i) {
1264                 set_irn_n(node, i, new_Bad());
1265         }
1266         sched_remove(node);
1267 }
1268
1269 /**
1270  * Block-Walker: Calls the transform functions Spill and Reload.
1271  */
1272 static void ia32_after_ra_walker(ir_node *block, void *env)
1273 {
1274         ir_node *node, *prev;
1275         ia32_code_gen_t *cg = env;
1276
1277         /* beware: the schedule is changed here */
1278         for (node = sched_last(block); !sched_is_begin(node); node = prev) {
1279                 prev = sched_prev(node);
1280
1281                 if (be_is_Reload(node)) {
1282                         transform_to_Load(cg, node);
1283                 } else if (be_is_Spill(node)) {
1284                         transform_to_Store(cg, node);
1285                 } else if (be_is_MemPerm(node)) {
1286                         transform_MemPerm(cg, node);
1287                 }
1288         }
1289 }
1290
1291 /**
1292  * Collects nodes that need frame entities assigned.
1293  */
1294 static void ia32_collect_frame_entity_nodes(ir_node *node, void *data)
1295 {
1296         be_fec_env_t  *env = data;
1297         const ir_mode *mode;
1298         int            align;
1299
1300         if (be_is_Reload(node) && be_get_frame_entity(node) == NULL) {
1301                 mode  = get_spill_mode_mode(get_irn_mode(node));
1302                 align = get_mode_size_bytes(mode);
1303         } else if (is_ia32_irn(node)         &&
1304                         get_ia32_frame_ent(node) == NULL &&
1305                         is_ia32_use_frame(node)) {
1306                 if (is_ia32_need_stackent(node))
1307                         goto need_stackent;
1308
1309                 switch (get_ia32_irn_opcode(node)) {
1310 need_stackent:
1311                         case iro_ia32_Load: {
1312                                 const ia32_attr_t *attr = get_ia32_attr_const(node);
1313
1314                                 if (attr->data.need_32bit_stackent) {
1315                                         mode = mode_Is;
1316                                 } else if (attr->data.need_64bit_stackent) {
1317                                         mode = mode_Ls;
1318                                 } else {
1319                                         mode = get_ia32_ls_mode(node);
1320                                         if (is_ia32_is_reload(node))
1321                                                 mode = get_spill_mode_mode(mode);
1322                                 }
1323                                 align = get_mode_size_bytes(mode);
1324                                 break;
1325                         }
1326
1327                         case iro_ia32_vfild:
1328                         case iro_ia32_vfld:
1329                         case iro_ia32_xLoad: {
1330                                 mode  = get_ia32_ls_mode(node);
1331                                 align = 4;
1332                                 break;
1333                         }
1334
1335                         case iro_ia32_FldCW: {
1336                                 /* although 2 byte would be enough 4 byte performs best */
1337                                 mode  = mode_Iu;
1338                                 align = 4;
1339                                 break;
1340                         }
1341
1342                         default:
1343 #ifndef NDEBUG
1344                                 panic("unexpected frame user while collection frame entity nodes");
1345
1346                         case iro_ia32_FnstCW:
1347                         case iro_ia32_Store8Bit:
1348                         case iro_ia32_Store:
1349                         case iro_ia32_fst:
1350                         case iro_ia32_fstp:
1351                         case iro_ia32_vfist:
1352                         case iro_ia32_vfisttp:
1353                         case iro_ia32_vfst:
1354                         case iro_ia32_xStore:
1355                         case iro_ia32_xStoreSimple:
1356 #endif
1357                                 return;
1358                 }
1359         } else {
1360                 return;
1361         }
1362         be_node_needs_frame_entity(env, node, mode, align);
1363 }
1364
1365 /**
1366  * We transform Spill and Reload here. This needs to be done before
1367  * stack biasing otherwise we would miss the corrected offset for these nodes.
1368  */
1369 static void ia32_after_ra(void *self)
1370 {
1371         ia32_code_gen_t *cg = self;
1372         ir_graph *irg = cg->irg;
1373         be_fec_env_t *fec_env = be_new_frame_entity_coalescer(cg->irg);
1374
1375         /* create and coalesce frame entities */
1376         irg_walk_graph(irg, NULL, ia32_collect_frame_entity_nodes, fec_env);
1377         be_assign_entities(fec_env, ia32_set_frame_entity);
1378         be_free_frame_entity_coalescer(fec_env);
1379
1380         irg_block_walk_graph(irg, NULL, ia32_after_ra_walker, cg);
1381 }
1382
1383 /**
1384  * Last touchups for the graph before emit: x87 simulation to replace the
1385  * virtual with real x87 instructions, creating a block schedule and peephole
1386  * optimisations.
1387  */
1388 static void ia32_finish(void *self)
1389 {
1390         ia32_code_gen_t *cg = self;
1391         ir_graph        *irg = cg->irg;
1392
1393         ia32_finish_irg(irg, cg);
1394
1395         /* we might have to rewrite x87 virtual registers */
1396         if (cg->do_x87_sim) {
1397                 x87_simulate_graph(cg->irg);
1398         }
1399
1400         /* do peephole optimisations */
1401         ia32_peephole_optimization(cg);
1402
1403         /* create block schedule, this also removes empty blocks which might
1404          * produce critical edges */
1405         cg->blk_sched = be_create_block_schedule(irg);
1406 }
1407
1408 /**
1409  * Emits the code, closes the output file and frees
1410  * the code generator interface.
1411  */
1412 static void ia32_codegen(void *self)
1413 {
1414         ia32_code_gen_t *cg = self;
1415         ir_graph        *irg = cg->irg;
1416
1417         if (ia32_cg_config.emit_machcode) {
1418                 ia32_gen_binary_routine(cg, irg);
1419         } else {
1420                 ia32_gen_routine(cg, irg);
1421         }
1422
1423         /* remove it from the isa */
1424         cg->isa->cg = NULL;
1425
1426         assert(ia32_current_cg == cg);
1427         ia32_current_cg = NULL;
1428
1429         /* de-allocate code generator */
1430         free(cg);
1431 }
1432
1433 /**
1434  * Returns the node representing the PIC base.
1435  */
1436 static ir_node *ia32_get_pic_base(void *self)
1437 {
1438         ir_node         *block;
1439         ia32_code_gen_t *cg      = self;
1440         ir_node         *get_eip = cg->get_eip;
1441         if (get_eip != NULL)
1442                 return get_eip;
1443
1444         block       = get_irg_start_block(cg->irg);
1445         get_eip     = new_bd_ia32_GetEIP(NULL, block);
1446         cg->get_eip = get_eip;
1447
1448         be_dep_on_frame(get_eip);
1449         return get_eip;
1450 }
1451
1452 static void *ia32_cg_init(ir_graph *irg);
1453
1454 static const arch_code_generator_if_t ia32_code_gen_if = {
1455         ia32_cg_init,
1456         ia32_get_pic_base,   /* return node used as base in pic code addresses */
1457         ia32_before_abi,     /* before abi introduce hook */
1458         ia32_prepare_graph,
1459         NULL,                /* spill */
1460         ia32_before_ra,      /* before register allocation hook */
1461         ia32_after_ra,       /* after register allocation hook */
1462         ia32_finish,         /* called before codegen */
1463         ia32_codegen         /* emit && done */
1464 };
1465
1466 /**
1467  * Initializes a IA32 code generator.
1468  */
1469 static void *ia32_cg_init(ir_graph *irg)
1470 {
1471         ia32_isa_t      *isa = (ia32_isa_t *)be_get_irg_arch_env(irg);
1472         ia32_code_gen_t *cg  = XMALLOCZ(ia32_code_gen_t);
1473
1474         cg->impl      = &ia32_code_gen_if;
1475         cg->irg       = irg;
1476         cg->isa       = isa;
1477         cg->blk_sched = NULL;
1478         cg->dump      = (be_get_irg_options(irg)->dump_flags & DUMP_BE) ? 1 : 0;
1479         cg->gprof     = (be_get_irg_options(irg)->gprof) ? 1 : 0;
1480
1481         if (cg->gprof) {
1482                 /* Linux gprof implementation needs base pointer */
1483                 be_get_irg_options(irg)->omit_fp = 0;
1484         }
1485
1486         /* enter it */
1487         isa->cg = cg;
1488
1489 #ifndef NDEBUG
1490         if (isa->name_obst) {
1491                 obstack_free(isa->name_obst, NULL);
1492                 obstack_init(isa->name_obst);
1493         }
1494 #endif /* NDEBUG */
1495
1496         assert(ia32_current_cg == NULL);
1497         ia32_current_cg = cg;
1498
1499         return (arch_code_generator_t *)cg;
1500 }
1501
1502
1503 /**
1504  * Set output modes for GCC
1505  */
1506 static const tarval_mode_info mo_integer = {
1507         TVO_HEX,
1508         "0x",
1509         NULL,
1510 };
1511
1512 /*
1513  * set the tarval output mode of all integer modes to decimal
1514  */
1515 static void set_tarval_output_modes(void)
1516 {
1517         int i;
1518
1519         for (i = get_irp_n_modes() - 1; i >= 0; --i) {
1520                 ir_mode *mode = get_irp_mode(i);
1521
1522                 if (mode_is_int(mode))
1523                         set_tarval_mode_output_option(mode, &mo_integer);
1524         }
1525 }
1526
1527 const arch_isa_if_t ia32_isa_if;
1528
1529 /**
1530  * The template that generates a new ISA object.
1531  * Note that this template can be changed by command line
1532  * arguments.
1533  */
1534 static ia32_isa_t ia32_isa_template = {
1535         {
1536                 &ia32_isa_if,            /* isa interface implementation */
1537                 &ia32_gp_regs[REG_ESP],  /* stack pointer register */
1538                 &ia32_gp_regs[REG_EBP],  /* base pointer register */
1539                 &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_gp],  /* static link pointer register class */
1540                 -1,                      /* stack direction */
1541                 2,                       /* power of two stack alignment, 2^2 == 4 */
1542                 NULL,                    /* main environment */
1543                 7,                       /* costs for a spill instruction */
1544                 5,                       /* costs for a reload instruction */
1545                 false,                   /* no custom abi handling */
1546         },
1547         NULL,                    /* 16bit register names */
1548         NULL,                    /* 8bit register names */
1549         NULL,                    /* 8bit register names high */
1550         NULL,                    /* types */
1551         NULL,                    /* tv_ents */
1552         NULL,                    /* current code generator */
1553         NULL,                    /* abstract machine */
1554 #ifndef NDEBUG
1555         NULL,                    /* name obstack */
1556 #endif
1557 };
1558
1559 static void init_asm_constraints(void)
1560 {
1561         be_init_default_asm_constraint_flags();
1562
1563         asm_constraint_flags['a'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1564         asm_constraint_flags['b'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1565         asm_constraint_flags['c'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1566         asm_constraint_flags['d'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1567         asm_constraint_flags['D'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1568         asm_constraint_flags['S'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1569         asm_constraint_flags['Q'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1570         asm_constraint_flags['q'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1571         asm_constraint_flags['A'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1572         asm_constraint_flags['l'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1573         asm_constraint_flags['R'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1574         asm_constraint_flags['r'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1575         asm_constraint_flags['p'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1576         asm_constraint_flags['f'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1577         asm_constraint_flags['t'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1578         asm_constraint_flags['u'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1579         asm_constraint_flags['Y'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1580         asm_constraint_flags['X'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_REGISTER;
1581         asm_constraint_flags['n'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_IMMEDIATE;
1582         asm_constraint_flags['g'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_SUPPORTS_IMMEDIATE;
1583
1584         /* no support for autodecrement/autoincrement */
1585         asm_constraint_flags['<'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1586         asm_constraint_flags['>'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1587         /* no float consts */
1588         asm_constraint_flags['E'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1589         asm_constraint_flags['F'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1590         /* makes no sense on x86 */
1591         asm_constraint_flags['s'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1592         /* no support for sse consts yet */
1593         asm_constraint_flags['C'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1594         /* no support for x87 consts yet */
1595         asm_constraint_flags['G'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1596         /* no support for mmx registers yet */
1597         asm_constraint_flags['y'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1598         /* not available in 32bit mode */
1599         asm_constraint_flags['Z'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1600         asm_constraint_flags['e'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1601
1602         /* no code yet to determine register class needed... */
1603         asm_constraint_flags['X'] = ASM_CONSTRAINT_FLAG_NO_SUPPORT;
1604 }
1605
1606 /**
1607  * Initializes the backend ISA.
1608  */
1609 static arch_env_t *ia32_init(FILE *file_handle)
1610 {
1611         static int inited = 0;
1612         ia32_isa_t *isa;
1613         int        i, n;
1614
1615         if (inited)
1616                 return NULL;
1617         inited = 1;
1618
1619         set_tarval_output_modes();
1620
1621         isa = XMALLOC(ia32_isa_t);
1622         memcpy(isa, &ia32_isa_template, sizeof(*isa));
1623
1624         if (mode_fpcw == NULL) {
1625                 mode_fpcw = new_ir_mode("Fpcw", irms_int_number, 16, 0, irma_none, 0);
1626         }
1627
1628         ia32_register_init();
1629         ia32_create_opcodes(&ia32_irn_ops);
1630         /* special handling for SwitchJmp */
1631         op_ia32_SwitchJmp->ops.be_ops = &ia32_SwitchJmp_irn_ops;
1632
1633         be_emit_init(file_handle);
1634         isa->regs_16bit     = pmap_create();
1635         isa->regs_8bit      = pmap_create();
1636         isa->regs_8bit_high = pmap_create();
1637         isa->types          = pmap_create();
1638         isa->tv_ent         = pmap_create();
1639         isa->cpu            = ia32_init_machine_description();
1640
1641         ia32_build_16bit_reg_map(isa->regs_16bit);
1642         ia32_build_8bit_reg_map(isa->regs_8bit);
1643         ia32_build_8bit_reg_map_high(isa->regs_8bit_high);
1644
1645 #ifndef NDEBUG
1646         isa->name_obst = XMALLOC(struct obstack);
1647         obstack_init(isa->name_obst);
1648 #endif /* NDEBUG */
1649
1650         /* enter the ISA object into the intrinsic environment */
1651         intrinsic_env.isa = isa;
1652
1653         /* emit asm includes */
1654         n = get_irp_n_asms();
1655         for (i = 0; i < n; ++i) {
1656                 be_emit_cstring("#APP\n");
1657                 be_emit_ident(get_irp_asm(i));
1658                 be_emit_cstring("\n#NO_APP\n");
1659         }
1660
1661         /* needed for the debug support */
1662         be_gas_emit_switch_section(GAS_SECTION_TEXT);
1663         be_emit_irprintf("%stext0:\n", be_gas_get_private_prefix());
1664         be_emit_write_line();
1665
1666         return &isa->arch_env;
1667 }
1668
1669
1670
1671 /**
1672  * Closes the output file and frees the ISA structure.
1673  */
1674 static void ia32_done(void *self)
1675 {
1676         ia32_isa_t *isa = self;
1677
1678         /* emit now all global declarations */
1679         be_gas_emit_decls(isa->arch_env.main_env);
1680
1681         pmap_destroy(isa->regs_16bit);
1682         pmap_destroy(isa->regs_8bit);
1683         pmap_destroy(isa->regs_8bit_high);
1684         pmap_destroy(isa->tv_ent);
1685         pmap_destroy(isa->types);
1686
1687 #ifndef NDEBUG
1688         obstack_free(isa->name_obst, NULL);
1689 #endif /* NDEBUG */
1690
1691         be_emit_exit();
1692
1693         free(self);
1694 }
1695
1696
1697 /**
1698  * Return the number of register classes for this architecture.
1699  * We report always these:
1700  *  - the general purpose registers
1701  *  - the SSE floating point register set
1702  *  - the virtual floating point registers
1703  *  - the SSE vector register set
1704  */
1705 static unsigned ia32_get_n_reg_class(void)
1706 {
1707         return N_CLASSES;
1708 }
1709
1710 /**
1711  * Return the register class for index i.
1712  */
1713 static const arch_register_class_t *ia32_get_reg_class(unsigned i)
1714 {
1715         assert(i < N_CLASSES);
1716         return &ia32_reg_classes[i];
1717 }
1718
1719 /**
1720  * Get the register class which shall be used to store a value of a given mode.
1721  * @param self The this pointer.
1722  * @param mode The mode in question.
1723  * @return A register class which can hold values of the given mode.
1724  */
1725 static const arch_register_class_t *ia32_get_reg_class_for_mode(const ir_mode *mode)
1726 {
1727         if (mode_is_float(mode)) {
1728                 return ia32_cg_config.use_sse2 ? &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_xmm] : &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_vfp];
1729         }
1730         else
1731                 return &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_gp];
1732 }
1733
1734 /**
1735  * Returns the register for parameter nr.
1736  */
1737 static const arch_register_t *ia32_get_RegParam_reg(unsigned cc, unsigned nr,
1738                                                     const ir_mode *mode)
1739 {
1740         static const arch_register_t *gpreg_param_reg_fastcall[] = {
1741                 &ia32_gp_regs[REG_ECX],
1742                 &ia32_gp_regs[REG_EDX],
1743                 NULL
1744         };
1745         static const unsigned MAXNUM_GPREG_ARGS = 3;
1746
1747         static const arch_register_t *gpreg_param_reg_regparam[] = {
1748                 &ia32_gp_regs[REG_EAX],
1749                 &ia32_gp_regs[REG_EDX],
1750                 &ia32_gp_regs[REG_ECX]
1751         };
1752
1753         static const arch_register_t *gpreg_param_reg_this[] = {
1754                 &ia32_gp_regs[REG_ECX],
1755                 NULL,
1756                 NULL
1757         };
1758
1759         static const arch_register_t *fpreg_sse_param_reg_std[] = {
1760                 &ia32_xmm_regs[REG_XMM0],
1761                 &ia32_xmm_regs[REG_XMM1],
1762                 &ia32_xmm_regs[REG_XMM2],
1763                 &ia32_xmm_regs[REG_XMM3],
1764                 &ia32_xmm_regs[REG_XMM4],
1765                 &ia32_xmm_regs[REG_XMM5],
1766                 &ia32_xmm_regs[REG_XMM6],
1767                 &ia32_xmm_regs[REG_XMM7]
1768         };
1769
1770         static const arch_register_t *fpreg_sse_param_reg_this[] = {
1771                 NULL,  /* in case of a "this" pointer, the first parameter must not be a float */
1772         };
1773         static const unsigned MAXNUM_SSE_ARGS = 8;
1774
1775         if ((cc & cc_this_call) && nr == 0)
1776                 return gpreg_param_reg_this[0];
1777
1778         if (! (cc & cc_reg_param))
1779                 return NULL;
1780
1781         if (mode_is_float(mode)) {
1782                 if (!ia32_cg_config.use_sse2 || (cc & cc_fpreg_param) == 0)
1783                         return NULL;
1784                 if (nr >= MAXNUM_SSE_ARGS)
1785                         return NULL;
1786
1787                 if (cc & cc_this_call) {
1788                         return fpreg_sse_param_reg_this[nr];
1789                 }
1790                 return fpreg_sse_param_reg_std[nr];
1791         } else if (mode_is_int(mode) || mode_is_reference(mode)) {
1792                 unsigned num_regparam;
1793
1794                 if (get_mode_size_bits(mode) > 32)
1795                         return NULL;
1796
1797                 if (nr >= MAXNUM_GPREG_ARGS)
1798                         return NULL;
1799
1800                 if (cc & cc_this_call) {
1801                         return gpreg_param_reg_this[nr];
1802                 }
1803                 num_regparam = cc & ~cc_bits;
1804                 if (num_regparam == 0) {
1805                         /* default fastcall */
1806                         return gpreg_param_reg_fastcall[nr];
1807                 }
1808                 if (nr < num_regparam)
1809                         return gpreg_param_reg_regparam[nr];
1810                 return NULL;
1811         }
1812
1813         panic("unknown argument mode");
1814 }
1815
1816 /**
1817  * Get the ABI restrictions for procedure calls.
1818  * @param self        The this pointer.
1819  * @param method_type The type of the method (procedure) in question.
1820  * @param abi         The abi object to be modified
1821  */
1822 static void ia32_get_call_abi(const void *self, ir_type *method_type,
1823                               be_abi_call_t *abi)
1824 {
1825         ir_type  *tp;
1826         ir_mode  *mode;
1827         unsigned  cc;
1828         int       n, i, regnum;
1829         int                 pop_amount = 0;
1830         be_abi_call_flags_t call_flags = be_abi_call_get_flags(abi);
1831
1832         (void) self;
1833
1834         /* set abi flags for calls */
1835         call_flags.bits.left_to_right         = 0;  /* always last arg first on stack */
1836         call_flags.bits.store_args_sequential = 0;
1837         /* call_flags.bits.try_omit_fp                 not changed: can handle both settings */
1838         call_flags.bits.fp_free               = 0;  /* the frame pointer is fixed in IA32 */
1839         call_flags.bits.call_has_imm          = 0;  /* No call immediate, we handle this by ourselves */
1840
1841         /* set parameter passing style */
1842         be_abi_call_set_flags(abi, call_flags, &ia32_abi_callbacks);
1843
1844         cc = get_method_calling_convention(method_type);
1845         if (get_method_variadicity(method_type) == variadicity_variadic) {
1846                 /* pass all parameters of a variadic function on the stack */
1847                 cc = cc_cdecl_set | (cc & cc_this_call);
1848         } else {
1849                 if (get_method_additional_properties(method_type) & mtp_property_private &&
1850                     ia32_cg_config.optimize_cc) {
1851                         /* set the fast calling conventions (allowing up to 3) */
1852                         cc = SET_FASTCALL(cc) | 3;
1853                 }
1854         }
1855
1856         /* we have to pop the shadow parameter ourself for compound calls */
1857         if ( (get_method_calling_convention(method_type) & cc_compound_ret)
1858                         && !(cc & cc_reg_param)) {
1859                 pop_amount += get_mode_size_bytes(mode_P_data);
1860         }
1861
1862         n = get_method_n_params(method_type);
1863         for (i = regnum = 0; i < n; i++) {
1864                 ir_mode               *mode;
1865                 const arch_register_t *reg = NULL;
1866
1867                 tp   = get_method_param_type(method_type, i);
1868                 mode = get_type_mode(tp);
1869                 if (mode != NULL) {
1870                         reg  = ia32_get_RegParam_reg(cc, regnum, mode);
1871                 }
1872                 if (reg != NULL) {
1873                         be_abi_call_param_reg(abi, i, reg, ABI_CONTEXT_BOTH);
1874                         ++regnum;
1875                 } else {
1876                         /* Micro optimisation: if the mode is shorter than 4 bytes, load 4 bytes.
1877                          * movl has a shorter opcode than mov[sz][bw]l */
1878                         ir_mode *load_mode = mode;
1879
1880                         if (mode != NULL) {
1881                                 unsigned size = get_mode_size_bytes(mode);
1882
1883                                 if (cc & cc_callee_clear_stk) {
1884                                         pop_amount += (size + 3U) & ~3U;
1885                                 }
1886
1887                                 if (size < 4) load_mode = mode_Iu;
1888                         }
1889
1890                         be_abi_call_param_stack(abi, i, load_mode, 4, 0, 0, ABI_CONTEXT_BOTH);
1891                 }
1892         }
1893
1894         be_abi_call_set_pop(abi, pop_amount);
1895
1896         /* set return registers */
1897         n = get_method_n_ress(method_type);
1898
1899         assert(n <= 2 && "more than two results not supported");
1900
1901         /* In case of 64bit returns, we will have two 32bit values */
1902         if (n == 2) {
1903                 tp   = get_method_res_type(method_type, 0);
1904                 mode = get_type_mode(tp);
1905
1906                 assert(!mode_is_float(mode) && "two FP results not supported");
1907
1908                 tp   = get_method_res_type(method_type, 1);
1909                 mode = get_type_mode(tp);
1910
1911                 assert(!mode_is_float(mode) && "mixed INT, FP results not supported");
1912
1913                 be_abi_call_res_reg(abi, 0, &ia32_gp_regs[REG_EAX], ABI_CONTEXT_BOTH);
1914                 be_abi_call_res_reg(abi, 1, &ia32_gp_regs[REG_EDX], ABI_CONTEXT_BOTH);
1915         }
1916         else if (n == 1) {
1917                 const arch_register_t *reg;
1918
1919                 tp   = get_method_res_type(method_type, 0);
1920                 assert(is_atomic_type(tp));
1921                 mode = get_type_mode(tp);
1922
1923                 reg = mode_is_float(mode) ? &ia32_vfp_regs[REG_VF0] : &ia32_gp_regs[REG_EAX];
1924
1925                 be_abi_call_res_reg(abi, 0, reg, ABI_CONTEXT_BOTH);
1926         }
1927 }
1928
1929 static int ia32_to_appear_in_schedule(void *block_env, const ir_node *irn)
1930 {
1931         (void) block_env;
1932
1933         if (!is_ia32_irn(irn)) {
1934                 return -1;
1935         }
1936
1937         if (is_ia32_NoReg_GP(irn) || is_ia32_NoReg_VFP(irn) || is_ia32_NoReg_XMM(irn)
1938             || is_ia32_ChangeCW(irn) || is_ia32_Immediate(irn))
1939                 return 0;
1940
1941         return 1;
1942 }
1943
1944 /**
1945  * Initializes the code generator interface.
1946  */
1947 static const arch_code_generator_if_t *ia32_get_code_generator_if(void *self)
1948 {
1949         (void) self;
1950         return &ia32_code_gen_if;
1951 }
1952
1953 /**
1954  * Returns the estimated execution time of an ia32 irn.
1955  */
1956 static sched_timestep_t ia32_sched_exectime(void *env, const ir_node *irn)
1957 {
1958         (void) env;
1959         return is_ia32_irn(irn) ? ia32_get_op_estimated_cost(irn) : 1;
1960 }
1961
1962 list_sched_selector_t ia32_sched_selector;
1963
1964 /**
1965  * Returns the reg_pressure scheduler with to_appear_in_schedule() overloaded
1966  */
1967 static const list_sched_selector_t *ia32_get_list_sched_selector(
1968                 const void *self, list_sched_selector_t *selector)
1969 {
1970         (void) self;
1971         memcpy(&ia32_sched_selector, selector, sizeof(ia32_sched_selector));
1972         ia32_sched_selector.exectime              = ia32_sched_exectime;
1973         ia32_sched_selector.to_appear_in_schedule = ia32_to_appear_in_schedule;
1974         return &ia32_sched_selector;
1975 }
1976
1977 static const ilp_sched_selector_t *ia32_get_ilp_sched_selector(const void *self)
1978 {
1979         (void) self;
1980         return NULL;
1981 }
1982
1983 /**
1984  * Returns the necessary byte alignment for storing a register of given class.
1985  */
1986 static int ia32_get_reg_class_alignment(const arch_register_class_t *cls)
1987 {
1988         ir_mode *mode = arch_register_class_mode(cls);
1989         int bytes     = get_mode_size_bytes(mode);
1990
1991         if (mode_is_float(mode) && bytes > 8)
1992                 return 16;
1993         return bytes;
1994 }
1995
1996 static const be_execution_unit_t ***ia32_get_allowed_execution_units(
1997                 const ir_node *irn)
1998 {
1999         static const be_execution_unit_t *_allowed_units_BRANCH[] = {
2000                 &ia32_execution_units_BRANCH[IA32_EXECUNIT_TP_BRANCH_BRANCH1],
2001                 &ia32_execution_units_BRANCH[IA32_EXECUNIT_TP_BRANCH_BRANCH2],
2002                 NULL,
2003         };
2004         static const be_execution_unit_t *_allowed_units_GP[] = {
2005                 &ia32_execution_units_GP[IA32_EXECUNIT_TP_GP_GP_EAX],
2006                 &ia32_execution_units_GP[IA32_EXECUNIT_TP_GP_GP_EBX],
2007                 &ia32_execution_units_GP[IA32_EXECUNIT_TP_GP_GP_ECX],
2008                 &ia32_execution_units_GP[IA32_EXECUNIT_TP_GP_GP_EDX],
2009                 &ia32_execution_units_GP[IA32_EXECUNIT_TP_GP_GP_ESI],
2010                 &ia32_execution_units_GP[IA32_EXECUNIT_TP_GP_GP_EDI],
2011                 &ia32_execution_units_GP[IA32_EXECUNIT_TP_GP_GP_EBP],
2012                 NULL,
2013         };
2014         static const be_execution_unit_t *_allowed_units_DUMMY[] = {
2015                 &be_machine_execution_units_DUMMY[0],
2016                 NULL,
2017         };
2018         static const be_execution_unit_t **_units_callret[] = {
2019                 _allowed_units_BRANCH,
2020                 NULL
2021         };
2022         static const be_execution_unit_t **_units_other[] = {
2023                 _allowed_units_GP,
2024                 NULL
2025         };
2026         static const be_execution_unit_t **_units_dummy[] = {
2027                 _allowed_units_DUMMY,
2028                 NULL
2029         };
2030         const be_execution_unit_t ***ret;
2031
2032         if (is_ia32_irn(irn)) {
2033                 ret = get_ia32_exec_units(irn);
2034         } else if (is_be_node(irn)) {
2035                 if (be_is_Return(irn)) {
2036                         ret = _units_callret;
2037                 } else if (be_is_Barrier(irn)) {
2038                         ret = _units_dummy;
2039                 } else {
2040                         ret = _units_other;
2041                 }
2042         }
2043         else {
2044                 ret = _units_dummy;
2045         }
2046
2047         return ret;
2048 }
2049
2050 /**
2051  * Return the abstract ia32 machine.
2052  */
2053 static const be_machine_t *ia32_get_machine(const void *self)
2054 {
2055         const ia32_isa_t *isa = self;
2056         return isa->cpu;
2057 }
2058
2059 /**
2060  * Return irp irgs in the desired order.
2061  */
2062 static ir_graph **ia32_get_irg_list(const void *self, ir_graph ***irg_list)
2063 {
2064         (void) self;
2065         (void) irg_list;
2066         return NULL;
2067 }
2068
2069 static void ia32_mark_remat(ir_node *node)
2070 {
2071         if (is_ia32_irn(node)) {
2072                 set_ia32_is_remat(node);
2073         }
2074 }
2075
2076 /**
2077  * Check if Mux(sel, t, f) would represent an Abs (or -Abs).
2078  */
2079 static bool mux_is_abs(ir_node *sel, ir_node *mux_true, ir_node *mux_false)
2080 {
2081         ir_node *cmp_left;
2082         ir_node *cmp_right;
2083         ir_node *cmp;
2084         pn_Cmp  pnc;
2085
2086         if (!is_Proj(sel))
2087                 return false;
2088         cmp = get_Proj_pred(sel);
2089         if (!is_Cmp(cmp))
2090                 return false;
2091
2092         /* must be <, <=, >=, > */
2093         pnc = get_Proj_proj(sel);
2094         switch (pnc) {
2095         case pn_Cmp_Ge:
2096         case pn_Cmp_Gt:
2097         case pn_Cmp_Le:
2098         case pn_Cmp_Lt:
2099         case pn_Cmp_Uge:
2100         case pn_Cmp_Ug:
2101         case pn_Cmp_Ul:
2102         case pn_Cmp_Ule:
2103                 break;
2104         default:
2105                 return false;
2106         }
2107
2108         if (!is_negated_value(mux_true, mux_false))
2109                 return false;
2110
2111         /* must be x cmp 0 */
2112         cmp_right = get_Cmp_right(cmp);
2113         if (!is_Const(cmp_right) || !is_Const_null(cmp_right))
2114                 return 0;
2115
2116         cmp_left = get_Cmp_left(cmp);
2117         if (cmp_left != mux_true && cmp_left != mux_false)
2118                 return false;
2119
2120         return true;
2121 }
2122
2123 /**
2124  * Check if Mux(sel, mux_true, mux_false) would represent a Max or Min operation
2125  */
2126 static bool mux_is_float_min_max(ir_node *sel, ir_node *mux_true,
2127                                  ir_node *mux_false)
2128 {
2129         ir_node *cmp_l;
2130         ir_node *cmp_r;
2131         ir_node *cmp;
2132         pn_Cmp  pnc;
2133
2134         if (!is_Proj(sel))
2135                 return false;
2136         cmp = get_Proj_pred(sel);
2137         if (!is_Cmp(cmp))
2138                 return false;
2139
2140         cmp_l = get_Cmp_left(cmp);
2141         cmp_r = get_Cmp_right(cmp);
2142         if (!mode_is_float(get_irn_mode(cmp_l)))
2143                 return false;
2144
2145         /* check for min/max. They're defined as (C-Semantik):
2146          *  min(a, b) = a < b ? a : b
2147          *  or min(a, b) = a <= b ? a : b
2148          *  max(a, b) = a > b ? a : b
2149          *  or max(a, b) = a >= b ? a : b
2150          * (Note we only handle float min/max here)
2151          */
2152         pnc = get_Proj_proj(sel);
2153         switch (pnc) {
2154         case pn_Cmp_Ge:
2155         case pn_Cmp_Gt:
2156                 /* this is a max */
2157                 if (cmp_l == mux_true && cmp_r == mux_false)
2158                         return true;
2159                 break;
2160         case pn_Cmp_Le:
2161         case pn_Cmp_Lt:
2162                 /* this is a min */
2163                 if (cmp_l == mux_true && cmp_r == mux_false)
2164                         return true;
2165                 break;
2166         case pn_Cmp_Uge:
2167         case pn_Cmp_Ug:
2168                 /* this is a min */
2169                 if (cmp_l == mux_false && cmp_r == mux_true)
2170                         return true;
2171                 break;
2172         case pn_Cmp_Ule:
2173         case pn_Cmp_Ul:
2174                 /* this is a max */
2175                 if (cmp_l == mux_false && cmp_r == mux_true)
2176                         return true;
2177                 break;
2178
2179         default:
2180                 break;
2181         }
2182
2183         return false;
2184 }
2185
2186 static bool mux_is_set(ir_node *sel, ir_node *mux_true, ir_node *mux_false)
2187 {
2188         ir_mode *mode = get_irn_mode(mux_true);
2189         (void) sel;
2190
2191         if (!mode_is_int(mode) && !mode_is_reference(mode)
2192                         && mode != mode_b)
2193                 return false;
2194
2195         if (is_Const(mux_true) && is_Const(mux_false)) {
2196                 /* we can create a set plus up two 3 instructions for any combination of constants */
2197                 return true;
2198         }
2199
2200         return false;
2201 }
2202
2203 static bool mux_is_float_const_const(ir_node *sel, ir_node *mux_true,
2204                                      ir_node *mux_false)
2205 {
2206         (void) sel;
2207
2208         if (!mode_is_float(get_irn_mode(mux_true)))
2209                 return false;
2210
2211         return is_Const(mux_true) && is_Const(mux_false);
2212 }
2213
2214 static bool mux_is_doz(ir_node *sel, ir_node *mux_true, ir_node *mux_false)
2215 {
2216         ir_node *cmp;
2217         ir_node *cmp_left;
2218         ir_node *cmp_right;
2219         ir_mode *mode;
2220         long     pn;
2221
2222         if (!is_Proj(sel))
2223                 return false;
2224
2225         cmp = get_Proj_pred(sel);
2226         if (!is_Cmp(cmp))
2227                 return false;
2228
2229         mode = get_irn_mode(mux_true);
2230         if (mode_is_signed(mode) || mode_is_float(mode))
2231                 return false;
2232
2233         pn        = get_Proj_proj(sel);
2234         cmp_left  = get_Cmp_left(cmp);
2235         cmp_right = get_Cmp_right(cmp);
2236         if ((pn & pn_Cmp_Gt) &&
2237                 is_Const(mux_false) && is_Const_null(mux_false) && is_Sub(mux_true) &&
2238                 get_Sub_left(mux_true) == cmp_left &&
2239                 get_Sub_right(mux_true) == cmp_right) {
2240                 /* Mux(a >=u b, a - b, 0) unsigned Doz */
2241                 return true;
2242         }
2243         if ((pn & pn_Cmp_Lt) &&
2244                 is_Const(mux_true) && is_Const_null(mux_true) && is_Sub(mux_false) &&
2245                 get_Sub_left(mux_false) == cmp_left &&
2246                 get_Sub_right(mux_false) == cmp_right) {
2247                 /* Mux(a <=u b, 0, a - b) unsigned Doz */
2248                 return true;
2249         }
2250
2251         return false;
2252 }
2253
2254 static int ia32_is_mux_allowed(ir_node *sel, ir_node *mux_false,
2255                                ir_node *mux_true)
2256 {
2257         ir_mode *mode;
2258
2259         /* we can handle Abs for all modes and compares */
2260         if (mux_is_abs(sel, mux_true, mux_false))
2261                 return true;
2262         /* we can handle Set for all modes and compares */
2263         if (mux_is_set(sel, mux_true, mux_false))
2264                 return true;
2265         /* SSE has own min/max operations */
2266         if (ia32_cg_config.use_sse2
2267                         && mux_is_float_min_max(sel, mux_true, mux_false))
2268                 return true;
2269         /* we can handle Mux(?, Const[f], Const[f]) */
2270         if (mux_is_float_const_const(sel, mux_true, mux_false)) {
2271 #ifdef FIRM_GRGEN_BE
2272                 /* well, some code selectors can't handle it */
2273                 if (be_transformer != TRANSFORMER_PBQP
2274                                 || be_transformer != TRANSFORMER_RAND)
2275                         return true;
2276 #else
2277                 return true;
2278 #endif
2279         }
2280
2281         /* no support for 64bit inputs to cmov */
2282         mode = get_irn_mode(mux_true);
2283         if (get_mode_size_bits(mode) > 32)
2284                 return false;
2285         /* we can't handle MuxF yet */
2286         if (mode_is_float(mode))
2287                 return false;
2288
2289         if (mux_is_doz(sel, mux_true, mux_false))
2290                 return true;
2291
2292         /* Check Cmp before the node */
2293         if (is_Proj(sel)) {
2294                 ir_node *cmp = get_Proj_pred(sel);
2295                 if (is_Cmp(cmp)) {
2296                         ir_mode *cmp_mode = get_irn_mode(get_Cmp_left(cmp));
2297
2298                         /* we can't handle 64bit compares */
2299                         if (get_mode_size_bits(cmp_mode) > 32)
2300                                 return false;
2301
2302                         /* we can't handle float compares */
2303                         if (mode_is_float(cmp_mode))
2304                                 return false;
2305                 }
2306         }
2307
2308         /* did we disable cmov generation? */
2309         if (!ia32_cg_config.use_cmov)
2310                 return false;
2311
2312         /* we can use a cmov */
2313         return true;
2314 }
2315
2316 static asm_constraint_flags_t ia32_parse_asm_constraint(const char **c)
2317 {
2318         (void) c;
2319
2320         /* we already added all our simple flags to the flags modifier list in
2321          * init, so this flag we don't know. */
2322         return ASM_CONSTRAINT_FLAG_INVALID;
2323 }
2324
2325 static int ia32_is_valid_clobber(const char *clobber)
2326 {
2327         return ia32_get_clobber_register(clobber) != NULL;
2328 }
2329
2330 /**
2331  * Create the trampoline code.
2332  */
2333 static ir_node *ia32_create_trampoline_fkt(ir_node *block, ir_node *mem, ir_node *trampoline, ir_node *env, ir_node *callee)
2334 {
2335         ir_node  *st, *p = trampoline;
2336         ir_mode *mode    = get_irn_mode(p);
2337
2338         /* mov  ecx,<env> */
2339         st  = new_r_Store(block, mem, p, new_Const_long(mode_Bu, 0xb9), 0);
2340         mem = new_r_Proj(st, mode_M, pn_Store_M);
2341         p   = new_r_Add(block, p, new_Const_long(mode_Iu, 1), mode);
2342         st  = new_r_Store(block, mem, p, env, 0);
2343         mem = new_r_Proj(st, mode_M, pn_Store_M);
2344         p   = new_r_Add(block, p, new_Const_long(mode_Iu, 4), mode);
2345         /* jmp  <callee> */
2346         st  = new_r_Store(block, mem, p, new_Const_long(mode_Bu, 0xe9), 0);
2347         mem = new_r_Proj(st, mode_M, pn_Store_M);
2348         p   = new_r_Add(block, p, new_Const_long(mode_Iu, 1), mode);
2349         st  = new_r_Store(block, mem, p, callee, 0);
2350         mem = new_r_Proj(st, mode_M, pn_Store_M);
2351         p   = new_r_Add(block, p, new_Const_long(mode_Iu, 4), mode);
2352
2353         return mem;
2354 }
2355
2356 /**
2357  * Returns the libFirm configuration parameter for this backend.
2358  */
2359 static const backend_params *ia32_get_libfirm_params(void)
2360 {
2361         static const ir_settings_if_conv_t ifconv = {
2362                 4,                    /* maxdepth, doesn't matter for Mux-conversion */
2363                 ia32_is_mux_allowed   /* allows or disallows Mux creation for given selector */
2364         };
2365         static const ir_settings_arch_dep_t ad = {
2366                 1,                   /* also use subs */
2367                 4,                   /* maximum shifts */
2368                 31,                  /* maximum shift amount */
2369                 ia32_evaluate_insn,  /* evaluate the instruction sequence */
2370
2371                 1,  /* allow Mulhs */
2372                 1,  /* allow Mulus */
2373                 32, /* Mulh allowed up to 32 bit */
2374         };
2375         static backend_params p = {
2376                 1,     /* need dword lowering */
2377                 1,     /* support inline assembly */
2378                 NULL,  /* will be set later */
2379                 ia32_create_intrinsic_fkt,
2380                 &intrinsic_env,  /* context for ia32_create_intrinsic_fkt */
2381                 NULL,  /* ifconv info will be set below */
2382                 NULL,  /* float arithmetic mode, will be set below */
2383                 12,    /* size of trampoline code */
2384                 4,     /* alignment of trampoline code */
2385                 ia32_create_trampoline_fkt,
2386                 4      /* alignment of stack parameter */
2387         };
2388
2389         ia32_setup_cg_config();
2390
2391         /* doesn't really belong here, but this is the earliest place the backend
2392          * is called... */
2393         init_asm_constraints();
2394
2395         p.dep_param    = &ad;
2396         p.if_conv_info = &ifconv;
2397         if (! ia32_cg_config.use_sse2)
2398                 p.mode_float_arithmetic = mode_E;
2399         return &p;
2400 }
2401
2402 static const lc_opt_enum_int_items_t gas_items[] = {
2403         { "elf",   OBJECT_FILE_FORMAT_ELF    },
2404         { "mingw", OBJECT_FILE_FORMAT_COFF   },
2405         { "macho", OBJECT_FILE_FORMAT_MACH_O },
2406         { NULL,    0 }
2407 };
2408
2409 static lc_opt_enum_int_var_t gas_var = {
2410         (int*) &be_gas_object_file_format, gas_items
2411 };
2412
2413 #ifdef FIRM_GRGEN_BE
2414 static const lc_opt_enum_int_items_t transformer_items[] = {
2415         { "default", TRANSFORMER_DEFAULT },
2416         { "pbqp",    TRANSFORMER_PBQP    },
2417         { "random",  TRANSFORMER_RAND    },
2418         { NULL,      0                   }
2419 };
2420
2421 static lc_opt_enum_int_var_t transformer_var = {
2422         (int*)&be_transformer, transformer_items
2423 };
2424 #endif
2425
2426 static const lc_opt_table_entry_t ia32_options[] = {
2427         LC_OPT_ENT_ENUM_INT("gasmode", "set the GAS compatibility mode", &gas_var),
2428 #ifdef FIRM_GRGEN_BE
2429         LC_OPT_ENT_ENUM_INT("transformer", "the transformer used for code selection", &transformer_var),
2430 #endif
2431         LC_OPT_ENT_INT("stackalign", "set power of two stack alignment for calls",
2432                        &ia32_isa_template.arch_env.stack_alignment),
2433         LC_OPT_LAST
2434 };
2435
2436 const arch_isa_if_t ia32_isa_if = {
2437         ia32_init,
2438         ia32_done,
2439         ia32_handle_intrinsics,
2440         ia32_get_n_reg_class,
2441         ia32_get_reg_class,
2442         ia32_get_reg_class_for_mode,
2443         ia32_get_call_abi,
2444         ia32_get_code_generator_if,
2445         ia32_get_list_sched_selector,
2446         ia32_get_ilp_sched_selector,
2447         ia32_get_reg_class_alignment,
2448         ia32_get_libfirm_params,
2449         ia32_get_allowed_execution_units,
2450         ia32_get_machine,
2451         ia32_get_irg_list,
2452         ia32_mark_remat,
2453         ia32_parse_asm_constraint,
2454         ia32_is_valid_clobber
2455 };
2456
2457 BE_REGISTER_MODULE_CONSTRUCTOR(be_init_arch_ia32);
2458 void be_init_arch_ia32(void)
2459 {
2460         lc_opt_entry_t *be_grp   = lc_opt_get_grp(firm_opt_get_root(), "be");
2461         lc_opt_entry_t *ia32_grp = lc_opt_get_grp(be_grp, "ia32");
2462
2463         lc_opt_add_table(ia32_grp, ia32_options);
2464         be_register_isa_if("ia32", &ia32_isa_if);
2465
2466         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.be.ia32.cg");
2467
2468         ia32_init_emitter();
2469         ia32_init_finish();
2470         ia32_init_optimize();
2471         ia32_init_transform();
2472         ia32_init_x87();
2473         ia32_init_architecture();
2474 }