- Introduce nodemap
[libfirm] / ir / be / ia32 / ia32_x87.c
1 /*
2  * Copyright (C) 1995-2007 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 file implements the x87 support and virtual to stack
23  *              register translation for the ia32 backend.
24  * @author      Michael Beck
25  * @version     $Id$
26  */
27 #ifdef HAVE_CONFIG_H
28 #include "config.h"
29 #endif
30
31 #include <assert.h>
32
33 #include "irnode_t.h"
34 #include "irop_t.h"
35 #include "irprog.h"
36 #include "iredges_t.h"
37 #include "irgmod.h"
38 #include "ircons.h"
39 #include "irgwalk.h"
40 #include "obst.h"
41 #include "pmap.h"
42 #include "pdeq.h"
43 #include "irprintf.h"
44 #include "debug.h"
45 #include "error.h"
46
47 #include "../belive_t.h"
48 #include "../besched_t.h"
49 #include "../benode_t.h"
50 #include "ia32_new_nodes.h"
51 #include "gen_ia32_new_nodes.h"
52 #include "gen_ia32_regalloc_if.h"
53 #include "ia32_x87.h"
54
55 #define N_x87_REGS 8
56
57 /* first and second binop index */
58 #define BINOP_IDX_1 2
59 #define BINOP_IDX_2 3
60
61 /* the unop index */
62 #define UNOP_IDX 0
63
64 /* the store val index */
65 #define STORE_VAL_IDX 2
66
67 #define MASK_TOS(x)             ((x) & (N_x87_REGS - 1))
68
69 /** the debug handle */
70 DEBUG_ONLY(static firm_dbg_module_t *dbg = NULL;)
71
72 /* Forward declaration. */
73 typedef struct _x87_simulator x87_simulator;
74
75 /**
76  * An exchange template.
77  * Note that our virtual functions have the same inputs
78  * and attributes as the real ones, so we can simple exchange
79  * their opcodes!
80  * Further, x87 supports inverse instructions, so we can handle them.
81  */
82 typedef struct _exchange_tmpl {
83         ir_op *normal_op;       /**< the normal one */
84         ir_op *reverse_op;      /**< the reverse one if exists */
85         ir_op *normal_pop_op;   /**< the normal one with tos pop */
86         ir_op *reverse_pop_op;  /**< the reverse one with tos pop */
87 } exchange_tmpl;
88
89 /**
90  * An entry on the simulated x87 stack.
91  */
92 typedef struct _st_entry {
93         int     reg_idx;        /**< the virtual register index of this stack value */
94         ir_node *node;          /**< the node that produced this value */
95 } st_entry;
96
97 /**
98  * The x87 state.
99  */
100 typedef struct _x87_state {
101         st_entry st[N_x87_REGS];  /**< the register stack */
102         int depth;                /**< the current stack depth */
103         int tos;                  /**< position of the tos */
104         x87_simulator *sim;       /**< The simulator. */
105 } x87_state;
106
107 /** An empty state, used for blocks without fp instructions. */
108 static x87_state _empty = { { {0, NULL}, }, 0, 0, NULL };
109 static x87_state *empty = (x87_state *)&_empty;
110
111 enum {
112         NO_NODE_ADDED = 0,  /**< No node was added. */
113         NODE_ADDED = 1      /**< A node was added by the simulator in the schedule. */
114 };
115
116 /**
117  * The type of an instruction simulator function.
118  *
119  * @param state  the x87 state
120  * @param n      the node to be simulated
121  *
122  * @return NODE_ADDED if a node was added AFTER n in schedule,
123  *         NO_NODE_ADDED else
124  */
125 typedef int (*sim_func)(x87_state *state, ir_node *n);
126
127 /**
128  * A block state: Every block has a x87 state at the beginning and at the end.
129  */
130 typedef struct _blk_state {
131         x87_state *begin;   /**< state at the begin or NULL if not assigned */
132         x87_state *end;     /**< state at the end or NULL if not assigned */
133 } blk_state;
134
135 #define PTR_TO_BLKSTATE(p)      ((blk_state *)(p))
136
137 /** liveness bitset for vfp registers. */
138 typedef unsigned char vfp_liveness;
139
140 /**
141  * The x87 simulator.
142  */
143 struct _x87_simulator {
144         struct obstack obst;        /**< An obstack for fast allocating. */
145         pmap *blk_states;           /**< Map blocks to states. */
146         const arch_env_t *arch_env; /**< The architecture environment. */
147         be_lv_t *lv;                /**< intrablock liveness. */
148         vfp_liveness *live;         /**< Liveness information. */
149         unsigned n_idx;             /**< The cached get_irg_last_idx() result. */
150         waitq *worklist;            /**< Worklist of blocks that must be processed. */
151 };
152
153 /**
154  * Returns the current stack depth.
155  *
156  * @param state  the x87 state
157  *
158  * @return the x87 stack depth
159  */
160 static int x87_get_depth(const x87_state *state) {
161         return state->depth;
162 }  /* x87_get_depth */
163
164 /**
165  * Return the virtual register index at st(pos).
166  *
167  * @param state  the x87 state
168  * @param pos    a stack position
169  *
170  * @return the vfp register index that produced the value at st(pos)
171  */
172 static int x87_get_st_reg(const x87_state *state, int pos) {
173         assert(pos < state->depth);
174         return state->st[MASK_TOS(state->tos + pos)].reg_idx;
175 }  /* x87_get_st_reg */
176
177 /**
178  * Return the node at st(pos).
179  *
180  * @param state  the x87 state
181  * @param pos    a stack position
182  *
183  * @return the IR node that produced the value at st(pos)
184  */
185 static ir_node *x87_get_st_node(const x87_state *state, int pos) {
186         assert(pos < state->depth);
187         return state->st[MASK_TOS(state->tos + pos)].node;
188 }  /* x87_get_st_node */
189
190 #ifdef DEBUG_libfirm
191 /**
192  * Dump the stack for debugging.
193  *
194  * @param state  the x87 state
195  */
196 static void x87_dump_stack(const x87_state *state) {
197         int i;
198
199         for (i = state->depth - 1; i >= 0; --i) {
200                 DB((dbg, LEVEL_2, "vf%d(%+F) ", x87_get_st_reg(state, i),
201                     x87_get_st_node(state, i)));
202         }
203         DB((dbg, LEVEL_2, "<-- TOS\n"));
204 }  /* x87_dump_stack */
205 #endif /* DEBUG_libfirm */
206
207 /**
208  * Set a virtual register to st(pos).
209  *
210  * @param state    the x87 state
211  * @param reg_idx  the vfp register index that should be set
212  * @param node     the IR node that produces the value of the vfp register
213  * @param pos      the stack position where the new value should be entered
214  */
215 static void x87_set_st(x87_state *state, int reg_idx, ir_node *node, int pos) {
216         assert(0 < state->depth);
217         state->st[MASK_TOS(state->tos + pos)].reg_idx = reg_idx;
218         state->st[MASK_TOS(state->tos + pos)].node    = node;
219
220         DB((dbg, LEVEL_2, "After SET_REG: "));
221         DEBUG_ONLY(x87_dump_stack(state));
222 }  /* x87_set_st */
223
224 /**
225  * Set the tos virtual register.
226  *
227  * @param state    the x87 state
228  * @param reg_idx  the vfp register index that should be set
229  * @param node     the IR node that produces the value of the vfp register
230  */
231 static void x87_set_tos(x87_state *state, int reg_idx, ir_node *node) {
232         x87_set_st(state, reg_idx, node, 0);
233 }  /* x87_set_tos */
234
235 /**
236  * Swap st(0) with st(pos).
237  *
238  * @param state    the x87 state
239  * @param pos      the stack position to change the tos with
240  */
241 static void x87_fxch(x87_state *state, int pos) {
242         st_entry entry;
243         assert(pos < state->depth);
244
245         entry = state->st[MASK_TOS(state->tos + pos)];
246         state->st[MASK_TOS(state->tos + pos)] = state->st[MASK_TOS(state->tos)];
247         state->st[MASK_TOS(state->tos)] = entry;
248
249         DB((dbg, LEVEL_2, "After FXCH: ")); DEBUG_ONLY(x87_dump_stack(state));
250 }  /* x87_fxch */
251
252 /**
253  * Convert a virtual register to the stack index.
254  *
255  * @param state    the x87 state
256  * @param reg_idx  the register vfp index
257  *
258  * @return the stack position where the register is stacked
259  *         or -1 if the virtual register was not found
260  */
261 static int x87_on_stack(const x87_state *state, int reg_idx) {
262         int i, tos = state->tos;
263
264         for (i = 0; i < state->depth; ++i)
265                 if (state->st[MASK_TOS(tos + i)].reg_idx == reg_idx)
266                         return i;
267         return -1;
268 }  /* x87_on_stack */
269
270 /**
271  * Push a virtual Register onto the stack, double pushed allowed.
272  *
273  * @param state     the x87 state
274  * @param reg_idx   the register vfp index
275  * @param node      the node that produces the value of the vfp register
276  */
277 static void x87_push_dbl(x87_state *state, int reg_idx, ir_node *node) {
278         assert(state->depth < N_x87_REGS && "stack overrun");
279
280         ++state->depth;
281         state->tos = MASK_TOS(state->tos - 1);
282         state->st[state->tos].reg_idx = reg_idx;
283         state->st[state->tos].node    = node;
284
285         DB((dbg, LEVEL_2, "After PUSH: ")); DEBUG_ONLY(x87_dump_stack(state));
286 }  /* x87_push_dbl */
287
288 /**
289  * Push a virtual Register onto the stack, double pushes are NOT allowed.
290  *
291  * @param state     the x87 state
292  * @param reg_idx   the register vfp index
293  * @param node      the node that produces the value of the vfp register
294  * @param dbl_push  if != 0 double pushes are allowed
295  */
296 static void x87_push(x87_state *state, int reg_idx, ir_node *node) {
297         assert(x87_on_stack(state, reg_idx) == -1 && "double push");
298
299         x87_push_dbl(state, reg_idx, node);
300 }  /* x87_push */
301
302 /**
303  * Pop a virtual Register from the stack.
304  *
305  * @param state     the x87 state
306  */
307 static void x87_pop(x87_state *state) {
308         assert(state->depth > 0 && "stack underrun");
309
310         --state->depth;
311         state->tos = MASK_TOS(state->tos + 1);
312
313         DB((dbg, LEVEL_2, "After POP: ")); DEBUG_ONLY(x87_dump_stack(state));
314 }  /* x87_pop */
315
316 /**
317  * Returns the block state of a block.
318  *
319  * @param sim    the x87 simulator handle
320  * @param block  the current block
321  *
322  * @return the block state
323  */
324 static blk_state *x87_get_bl_state(x87_simulator *sim, ir_node *block) {
325         pmap_entry *entry = pmap_find(sim->blk_states, block);
326
327         if (! entry) {
328                 blk_state *bl_state = obstack_alloc(&sim->obst, sizeof(*bl_state));
329                 bl_state->begin = NULL;
330                 bl_state->end   = NULL;
331
332                 pmap_insert(sim->blk_states, block, bl_state);
333                 return bl_state;
334         }
335
336         return PTR_TO_BLKSTATE(entry->value);
337 }  /* x87_get_bl_state */
338
339 /**
340  * Creates a new x87 state.
341  *
342  * @param sim    the x87 simulator handle
343  *
344  * @return a new x87 state
345  */
346 static x87_state *x87_alloc_state(x87_simulator *sim) {
347         x87_state *res = obstack_alloc(&sim->obst, sizeof(*res));
348
349         res->sim = sim;
350         return res;
351 }  /* x87_alloc_state */
352
353 /**
354  * Clone a x87 state.
355  *
356  * @param sim    the x87 simulator handle
357  * @param src    the x87 state that will be cloned
358  *
359  * @return a cloned copy of the src state
360  */
361 static x87_state *x87_clone_state(x87_simulator *sim, const x87_state *src) {
362         x87_state *res = x87_alloc_state(sim);
363
364         memcpy(res, src, sizeof(*res));
365         return res;
366 }  /* x87_clone_state */
367
368 /**
369  * Patch a virtual instruction into a x87 one and return
370  * the node representing the result value.
371  *
372  * @param n   the IR node to patch
373  * @param op  the x87 opcode to patch in
374  */
375 static ir_node *x87_patch_insn(ir_node *n, ir_op *op) {
376         ir_mode *mode = get_irn_mode(n);
377         ir_node *res = n;
378
379         set_irn_op(n, op);
380
381         if (mode == mode_T) {
382                 /* patch all Proj's */
383                 const ir_edge_t *edge;
384
385                 foreach_out_edge(n, edge) {
386                         ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
387                         if (is_Proj(proj)) {
388                                 mode = get_irn_mode(proj);
389                                 if (mode_is_float(mode)) {
390                                         res = proj;
391                                         set_irn_mode(proj, mode_E);
392                                 }
393                         }
394                 }
395         } else if (mode_is_float(mode))
396                 set_irn_mode(n, mode_E);
397         return res;
398 }  /* x87_patch_insn */
399
400 /**
401  * Returns the first Proj of a mode_T node having a given mode.
402  *
403  * @param n  the mode_T node
404  * @param m  the desired mode of the Proj
405  * @return The first Proj of mode @p m found or NULL.
406  */
407 static ir_node *get_irn_Proj_for_mode(ir_node *n, ir_mode *m) {
408         const ir_edge_t *edge;
409
410         assert(get_irn_mode(n) == mode_T && "Need mode_T node");
411
412         foreach_out_edge(n, edge) {
413                 ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
414                 if (get_irn_mode(proj) == m)
415                         return proj;
416         }
417
418         return NULL;
419 }  /* get_irn_Proj_for_mode */
420
421 /**
422  * Wrap the arch_* function here so we can check for errors.
423  */
424 static INLINE const arch_register_t *x87_get_irn_register(x87_simulator *sim, const ir_node *irn) {
425         const arch_register_t *res;
426
427         res = arch_get_irn_register(sim->arch_env, irn);
428         assert(res->reg_class->regs == ia32_vfp_regs);
429         return res;
430 }  /* x87_get_irn_register */
431
432 /* -------------- x87 perm --------------- */
433
434 /**
435  * Creates a fxch for shuffle.
436  *
437  * @param state     the x87 state
438  * @param pos       parameter for fxch
439  * @param block     the block were fxch is inserted
440  *
441  * Creates a new fxch node and reroute the user of the old node
442  * to the fxch.
443  *
444  * @return the fxch node
445  */
446 static ir_node *x87_fxch_shuffle(x87_state *state, int pos, ir_node *block) {
447         ir_node         *fxch;
448         ia32_x87_attr_t *attr;
449
450         fxch = new_rd_ia32_fxch(NULL, get_irn_irg(block), block, mode_E);
451         attr = get_ia32_x87_attr(fxch);
452         attr->x87[0] = &ia32_st_regs[pos];
453         attr->x87[2] = &ia32_st_regs[0];
454
455         keep_alive(fxch);
456
457         x87_fxch(state, pos);
458         return fxch;
459 }  /* x87_fxch_shuffle */
460
461 /**
462  * Calculate the necessary permutations to reach dst_state.
463  *
464  * These permutations are done with fxch instructions and placed
465  * at the end of the block.
466  *
467  * Note that critical edges are removed here, so we need only
468  * a shuffle if the current block has only one successor.
469  *
470  * @param sim        the simulator handle
471  * @param block      the current block
472  * @param state      the current x87 stack state, might be modified
473  * @param dst_block  the destination block
474  * @param dst_state  destination state
475  *
476  * @return state
477  */
478 static x87_state *x87_shuffle(x87_simulator *sim, ir_node *block,
479                               x87_state *state, ir_node *dst_block,
480                               const x87_state *dst_state)
481 {
482         int      i, n_cycles, k, ri;
483         unsigned cycles[4], all_mask;
484         char     cycle_idx[4][8];
485         ir_node  *fxch, *before, *after;
486         (void) sim;
487         (void) dst_block;
488
489         assert(state->depth == dst_state->depth);
490
491         /* Some mathematics here:
492            If we have a cycle of length n that includes the tos,
493            we need n-1 exchange operations.
494            We can always add the tos and restore it, so we need
495            n+1 exchange operations for a cycle not containing the tos.
496            So, the maximum of needed operations is for a cycle of 7
497            not including the tos == 8.
498            This is the same number of ops we would need for using stores,
499            so exchange is cheaper (we save the loads).
500            On the other hand, we might need an additional exchange
501            in the next block to bring one operand on top, so the
502            number of ops in the first case is identical.
503            Further, no more than 4 cycles can exists (4 x 2).
504         */
505         all_mask = (1 << (state->depth)) - 1;
506
507         for (n_cycles = 0; all_mask; ++n_cycles) {
508                 int src_idx, dst_idx;
509
510                 /* find the first free slot */
511                 for (i = 0; i < state->depth; ++i) {
512                         if (all_mask & (1 << i)) {
513                                 all_mask &= ~(1 << i);
514
515                                 /* check if there are differences here */
516                                 if (x87_get_st_reg(state, i) != x87_get_st_reg(dst_state, i))
517                                         break;
518                         }
519                 }
520
521                 if (! all_mask) {
522                         /* no more cycles found */
523                         break;
524                 }
525
526                 k = 0;
527                 cycles[n_cycles] = (1 << i);
528                 cycle_idx[n_cycles][k++] = i;
529                 for (src_idx = i; ; src_idx = dst_idx) {
530                         dst_idx = x87_on_stack(dst_state, x87_get_st_reg(state, src_idx));
531
532                         if ((all_mask & (1 << dst_idx)) == 0)
533                                 break;
534
535                         cycle_idx[n_cycles][k++] = dst_idx;
536                         cycles[n_cycles] |=  (1 << dst_idx);
537                         all_mask       &= ~(1 << dst_idx);
538                 }
539                 cycle_idx[n_cycles][k] = -1;
540         }
541
542         if (n_cycles <= 0) {
543                 /* no permutation needed */
544                 return state;
545         }
546
547         /* Hmm: permutation needed */
548         DB((dbg, LEVEL_2, "\n%+F needs permutation: from\n", block));
549         DEBUG_ONLY(x87_dump_stack(state));
550         DB((dbg, LEVEL_2, "                  to\n"));
551         DEBUG_ONLY(x87_dump_stack(dst_state));
552
553
554 #ifdef DEBUG_libfirm
555         DB((dbg, LEVEL_2, "Need %d cycles\n", n_cycles));
556         for (ri = 0; ri < n_cycles; ++ri) {
557                 DB((dbg, LEVEL_2, " Ring %d:\n ", ri));
558                 for (k = 0; cycle_idx[ri][k] != -1; ++k)
559                         DB((dbg, LEVEL_2, " st%d ->", cycle_idx[ri][k]));
560                 DB((dbg, LEVEL_2, "\n"));
561         }
562 #endif
563
564         after = NULL;
565
566         /*
567          * Find the place node must be insert.
568          * We have only one successor block, so the last instruction should
569          * be a jump.
570          */
571         before = sched_last(block);
572         assert(is_cfop(before));
573
574         /* now do the permutations */
575         for (ri = 0; ri < n_cycles; ++ri) {
576                 if ((cycles[ri] & 1) == 0) {
577                         /* this cycle does not include the tos */
578                         fxch = x87_fxch_shuffle(state, cycle_idx[ri][0], block);
579                         if (after)
580                                 sched_add_after(after, fxch);
581                         else
582                                 sched_add_before(before, fxch);
583                         after = fxch;
584                 }
585                 for (k = 1; cycle_idx[ri][k] != -1; ++k) {
586                         fxch = x87_fxch_shuffle(state, cycle_idx[ri][k], block);
587                         if (after)
588                                 sched_add_after(after, fxch);
589                         else
590                                 sched_add_before(before, fxch);
591                         after = fxch;
592                 }
593                 if ((cycles[ri] & 1) == 0) {
594                         /* this cycle does not include the tos */
595                         fxch = x87_fxch_shuffle(state, cycle_idx[ri][0], block);
596                         sched_add_after(after, fxch);
597                 }
598         }
599         return state;
600 }  /* x87_shuffle */
601
602 /**
603  * Create a fxch node before another node.
604  *
605  * @param state   the x87 state
606  * @param n       the node after the fxch
607  * @param pos     exchange st(pos) with st(0)
608  *
609  * @return the fxch
610  */
611 static ir_node *x87_create_fxch(x87_state *state, ir_node *n, int pos)
612 {
613         ir_node         *fxch;
614         ia32_x87_attr_t *attr;
615         ir_graph        *irg = get_irn_irg(n);
616         ir_node         *block = get_nodes_block(n);
617
618         x87_fxch(state, pos);
619
620         fxch = new_rd_ia32_fxch(NULL, irg, block, mode_E);
621         attr = get_ia32_x87_attr(fxch);
622         attr->x87[0] = &ia32_st_regs[pos];
623         attr->x87[2] = &ia32_st_regs[0];
624
625         keep_alive(fxch);
626
627         sched_add_before(n, fxch);
628         DB((dbg, LEVEL_1, "<<< %s %s, %s\n", get_irn_opname(fxch), attr->x87[0]->name, attr->x87[2]->name));
629         return fxch;
630 }  /* x87_create_fxch */
631
632 /**
633  * Create a fpush before node n.
634  *
635  * @param state     the x87 state
636  * @param n         the node after the fpush
637  * @param pos       push st(pos) on stack
638  * @param op_idx    replace input op_idx of n with the fpush result
639  */
640 static void x87_create_fpush(x87_state *state, ir_node *n, int pos, int op_idx) {
641         ir_node               *fpush, *pred = get_irn_n(n, op_idx);
642         ia32_x87_attr_t       *attr;
643         const arch_register_t *out = x87_get_irn_register(state->sim, pred);
644
645         x87_push_dbl(state, arch_register_get_index(out), pred);
646
647         fpush = new_rd_ia32_fpush(NULL, get_irn_irg(n), get_nodes_block(n), mode_E);
648         attr  = get_ia32_x87_attr(fpush);
649         attr->x87[0] = &ia32_st_regs[pos];
650         attr->x87[2] = &ia32_st_regs[0];
651
652         keep_alive(fpush);
653         sched_add_before(n, fpush);
654
655         DB((dbg, LEVEL_1, "<<< %s %s, %s\n", get_irn_opname(fpush), attr->x87[0]->name, attr->x87[2]->name));
656 }  /* x87_create_fpush */
657
658 /**
659  * Create a fpop before node n.
660  *
661  * @param state   the x87 state
662  * @param n       the node after the fpop
663  * @param num     pop 1 or 2 values
664  *
665  * @return the fpop node
666  */
667 static ir_node *x87_create_fpop(x87_state *state, ir_node *n, int num)
668 {
669         ir_node *fpop;
670         ia32_x87_attr_t *attr;
671
672         while (num > 0) {
673                 x87_pop(state);
674                 fpop = new_rd_ia32_fpop(NULL, get_irn_irg(n), get_nodes_block(n), mode_E);
675                 attr = get_ia32_x87_attr(fpop);
676                 attr->x87[0] = &ia32_st_regs[0];
677                 attr->x87[1] = &ia32_st_regs[0];
678                 attr->x87[2] = &ia32_st_regs[0];
679
680                 keep_alive(fpop);
681                 sched_add_before(n, fpop);
682                 DB((dbg, LEVEL_1, "<<< %s %s\n", get_irn_opname(fpop), attr->x87[0]->name));
683
684                 --num;
685         }
686         return fpop;
687 }  /* x87_create_fpop */
688
689 /**
690  * Creates an fldz before node n
691  *
692  * @param state   the x87 state
693  * @param n       the node after the fldz
694  *
695  * @return the fldz node
696  */
697 static ir_node *x87_create_fldz(x87_state *state, ir_node *n, int regidx) {
698         ir_graph *irg = get_irn_irg(n);
699         ir_node *block = get_nodes_block(n);
700         ir_node *fldz;
701
702         fldz = new_rd_ia32_fldz(NULL, irg, block, mode_E);
703
704         sched_add_before(n, fldz);
705         DB((dbg, LEVEL_1, "<<< %s\n", get_irn_opname(fldz)));
706         keep_alive(fldz);
707
708         x87_push(state, regidx, fldz);
709
710         return fldz;
711 }
712
713 /* --------------------------------- liveness ------------------------------------------ */
714
715 /**
716  * The liveness transfer function.
717  * Updates a live set over a single step from a given node to its predecessor.
718  * Everything defined at the node is removed from the set, the uses of the node get inserted.
719  *
720  * @param sim      The simulator handle.
721  * @param irn      The node at which liveness should be computed.
722  * @param live     The bitset of registers live before @p irn. This set gets modified by updating it to
723  *                 the registers live after irn.
724  *
725  * @return The live bitset.
726  */
727 static vfp_liveness vfp_liveness_transfer(x87_simulator *sim, ir_node *irn, vfp_liveness live)
728 {
729         int i, n;
730         const arch_register_class_t *cls = &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_vfp];
731         const arch_env_t *arch_env = sim->arch_env;
732
733 #ifndef SCHEDULE_PROJS
734         if (get_irn_mode(irn) == mode_T) {
735                 const ir_edge_t *edge;
736
737                 foreach_out_edge(irn, edge) {
738                         ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
739
740                         if (arch_irn_consider_in_reg_alloc(arch_env, cls, proj)) {
741                                 const arch_register_t *reg = x87_get_irn_register(sim, proj);
742                                 live &= ~(1 << arch_register_get_index(reg));
743                         }
744                 }
745         }
746 #endif
747
748         if (arch_irn_consider_in_reg_alloc(arch_env, cls, irn)) {
749                 const arch_register_t *reg = x87_get_irn_register(sim, irn);
750                 live &= ~(1 << arch_register_get_index(reg));
751         }
752
753         for (i = 0, n = get_irn_arity(irn); i < n; ++i) {
754                 ir_node *op = get_irn_n(irn, i);
755
756                 if (mode_is_float(get_irn_mode(op)) && arch_irn_consider_in_reg_alloc(arch_env, cls, op)) {
757                         const arch_register_t *reg = x87_get_irn_register(sim, op);
758                         live |= 1 << arch_register_get_index(reg);
759                 }
760         }
761         return live;
762 }  /* vfp_liveness_transfer */
763
764 /**
765  * Put all live virtual registers at the end of a block into a bitset.
766  *
767  * @param sim      the simulator handle
768  * @param lv       the liveness information
769  * @param bl       the block
770  *
771  * @return The live bitset at the end of this block
772  */
773 static vfp_liveness vfp_liveness_end_of_block(x87_simulator *sim, const ir_node *block)
774 {
775         int i;
776         vfp_liveness live = 0;
777         const arch_register_class_t *cls = &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_vfp];
778         const arch_env_t *arch_env = sim->arch_env;
779         const be_lv_t *lv = sim->lv;
780
781         be_lv_foreach(lv, block, be_lv_state_end, i) {
782                 const arch_register_t *reg;
783                 const ir_node *node = be_lv_get_irn(lv, block, i);
784                 if (!arch_irn_consider_in_reg_alloc(arch_env, cls, node))
785                         continue;
786
787                 reg = x87_get_irn_register(sim, node);
788                 live |= 1 << arch_register_get_index(reg);
789         }
790
791         return live;
792 }  /* vfp_liveness_end_of_block */
793
794 /** get the register mask from an arch_register */
795 #define REGMASK(reg)    (1 << (arch_register_get_index(reg)))
796
797 /**
798  * Return a bitset of argument registers which are live at the end of a node.
799  *
800  * @param sim    the simulator handle
801  * @param pos    the node
802  * @param kill   kill mask for the output registers
803  *
804  * @return The live bitset.
805  */
806 static unsigned vfp_live_args_after(x87_simulator *sim, const ir_node *pos, unsigned kill)
807 {
808         unsigned idx = get_irn_idx(pos);
809
810         assert(idx < sim->n_idx);
811         return sim->live[idx] & ~kill;
812 }  /* vfp_live_args_after */
813
814 /**
815  * Calculate the liveness for a whole block and cache it.
816  *
817  * @param sim   the simulator handle
818  * @param lv    the liveness handle
819  * @param block the block
820  */
821 static void update_liveness(x87_simulator *sim, ir_node *block) {
822         vfp_liveness live = vfp_liveness_end_of_block(sim, block);
823         unsigned idx;
824         ir_node *irn;
825
826         /* now iterate through the block backward and cache the results */
827         sched_foreach_reverse(block, irn) {
828                 /* stop at the first Phi: this produces the live-in */
829                 if (is_Phi(irn))
830                         break;
831
832                 idx = get_irn_idx(irn);
833                 sim->live[idx] = live;
834
835                 live = vfp_liveness_transfer(sim, irn, live);
836         }
837         idx = get_irn_idx(block);
838         sim->live[idx] = live;
839 }  /* update_liveness */
840
841 /**
842  * Returns true if a register is live in a set.
843  *
844  * @param reg_idx  the vfp register index
845  * @param live     a live bitset
846  */
847 #define is_vfp_live(reg_idx, live) ((live) & (1 << (reg_idx)))
848
849 #ifdef DEBUG_libfirm
850 /**
851  * Dump liveness info.
852  *
853  * @param live  the live bitset
854  */
855 static void vfp_dump_live(vfp_liveness live) {
856         int i;
857
858         DB((dbg, LEVEL_2, "Live after: "));
859         for (i = 0; i < 8; ++i) {
860                 if (live & (1 << i)) {
861                         DB((dbg, LEVEL_2, "vf%d ", i));
862                 }
863         }
864         DB((dbg, LEVEL_2, "\n"));
865 }  /* vfp_dump_live */
866 #endif /* DEBUG_libfirm */
867
868 /* --------------------------------- simulators ---------------------------------------- */
869
870 #define XCHG(a, b) do { int t = (a); (a) = (b); (b) = t; } while (0)
871
872 /**
873  * Simulate a virtual binop.
874  *
875  * @param state  the x87 state
876  * @param n      the node that should be simulated (and patched)
877  * @param tmpl   the template containing the 4 possible x87 opcodes
878  *
879  * @return NO_NODE_ADDED
880  */
881 static int sim_binop(x87_state *state, ir_node *n, const exchange_tmpl *tmpl) {
882         int op2_idx = 0, op1_idx;
883         int out_idx, do_pop = 0;
884         ia32_x87_attr_t *attr;
885         ir_node *patched_insn;
886         ir_op *dst;
887         x87_simulator         *sim = state->sim;
888         const arch_register_t *op1 = x87_get_irn_register(sim, get_irn_n(n, BINOP_IDX_1));
889         const arch_register_t *op2 = x87_get_irn_register(sim, get_irn_n(n, BINOP_IDX_2));
890         const arch_register_t *out = x87_get_irn_register(sim, n);
891         int reg_index_1 = arch_register_get_index(op1);
892         int reg_index_2 = arch_register_get_index(op2);
893         vfp_liveness live = vfp_live_args_after(sim, n, REGMASK(out));
894
895         DB((dbg, LEVEL_1, ">>> %+F %s, %s -> %s\n", n,
896                 arch_register_get_name(op1), arch_register_get_name(op2),
897                 arch_register_get_name(out)));
898         DEBUG_ONLY(vfp_dump_live(live));
899         DB((dbg, LEVEL_1, "Stack before: "));
900         DEBUG_ONLY(x87_dump_stack(state));
901
902         op1_idx = x87_on_stack(state, reg_index_1);
903         assert(op1_idx >= 0);
904
905         if (reg_index_2 != REG_VFP_NOREG) {
906                 /* second operand is a vfp register */
907                 op2_idx = x87_on_stack(state, reg_index_2);
908                 assert(op2_idx >= 0);
909
910                 if (is_vfp_live(arch_register_get_index(op2), live)) {
911                         /* Second operand is live. */
912
913                         if (is_vfp_live(arch_register_get_index(op1), live)) {
914                                 /* Both operands are live: push the first one.
915                                    This works even for op1 == op2. */
916                                 x87_create_fpush(state, n, op1_idx, BINOP_IDX_2);
917                                 /* now do fxxx (tos=tos X op) */
918                                 op1_idx = 0;
919                                 op2_idx += 1;
920                                 out_idx = 0;
921                                 dst = tmpl->normal_op;
922                         } else {
923                                 /* Second live, first operand is dead here, bring it to tos. */
924                                 if (op1_idx != 0) {
925                                         x87_create_fxch(state, n, op1_idx);
926                                         if (op2_idx == 0)
927                                                 op2_idx = op1_idx;
928                                         op1_idx = 0;
929                                 }
930                                 /* now do fxxx (tos=tos X op) */
931                                 out_idx = 0;
932                                 dst = tmpl->normal_op;
933                         }
934                 } else {
935                         /* Second operand is dead. */
936                         if (is_vfp_live(arch_register_get_index(op1), live)) {
937                                 /* First operand is live: bring second to tos. */
938                                 if (op2_idx != 0) {
939                                         x87_create_fxch(state, n, op2_idx);
940                                         if (op1_idx == 0)
941                                                 op1_idx = op2_idx;
942                                         op2_idx = 0;
943                                 }
944                                 /* now do fxxxr (tos = op X tos) */
945                                 out_idx = 0;
946                                 dst = tmpl->reverse_op;
947                         } else {
948                                 /* Both operands are dead here, pop them from the stack. */
949                                 if (op2_idx == 0) {
950                                         if (op1_idx == 0) {
951                                                 /* Both are identically and on tos, no pop needed. */
952                                                 /* here fxxx (tos = tos X tos) */
953                                                 dst = tmpl->normal_op;
954                                                 out_idx = 0;
955                                         } else {
956                                                 /* now do fxxxp (op = op X tos, pop) */
957                                                 dst = tmpl->normal_pop_op;
958                                                 do_pop = 1;
959                                                 out_idx = op1_idx;
960                                         }
961                                 } else if (op1_idx == 0) {
962                                         assert(op1_idx != op2_idx);
963                                         /* now do fxxxrp (op = tos X op, pop) */
964                                         dst = tmpl->reverse_pop_op;
965                                         do_pop = 1;
966                                         out_idx = op2_idx;
967                                 } else {
968                                         /* Bring the second on top. */
969                                         x87_create_fxch(state, n, op2_idx);
970                                         if (op1_idx == op2_idx) {
971                                                 /* Both are identically and on tos now, no pop needed. */
972                                                 op1_idx = 0;
973                                                 op2_idx = 0;
974                                                 /* use fxxx (tos = tos X tos) */
975                                                 dst = tmpl->normal_op;
976                                                 out_idx = 0;
977                                         } else {
978                                                 /* op2 is on tos now */
979                                                 op2_idx = 0;
980                                                 /* use fxxxp (op = op X tos, pop) */
981                                                 dst = tmpl->normal_pop_op;
982                                                 out_idx = op1_idx;
983                                                 do_pop = 1;
984                                         }
985                                 }
986                         }
987                 }
988         } else {
989                 /* second operand is an address mode */
990                 if (is_vfp_live(arch_register_get_index(op1), live)) {
991                         /* first operand is live: push it here */
992                         x87_create_fpush(state, n, op1_idx, BINOP_IDX_1);
993                         op1_idx = 0;
994                         /* use fxxx (tos = tos X mem) */
995                         dst = tmpl->normal_op;
996                         out_idx = 0;
997                 } else {
998                         /* first operand is dead: bring it to tos */
999                         if (op1_idx != 0) {
1000                                 x87_create_fxch(state, n, op1_idx);
1001                                 op1_idx = 0;
1002                         }
1003
1004                         /* use fxxxp (tos = tos X mem) */
1005                         dst = tmpl->normal_op;
1006                         out_idx = 0;
1007                 }
1008         }
1009
1010         patched_insn = x87_patch_insn(n, dst);
1011         x87_set_st(state, arch_register_get_index(out), patched_insn, out_idx);
1012         if (do_pop) {
1013                 x87_pop(state);
1014         }
1015
1016         /* patch the operation */
1017         attr = get_ia32_x87_attr(n);
1018         attr->x87[0] = op1 = &ia32_st_regs[op1_idx];
1019         if (reg_index_2 != REG_VFP_NOREG) {
1020                 attr->x87[1] = op2 = &ia32_st_regs[op2_idx];
1021         }
1022         attr->x87[2] = out = &ia32_st_regs[out_idx];
1023
1024         if (reg_index_2 != REG_VFP_NOREG) {
1025                 DB((dbg, LEVEL_1, "<<< %s %s, %s -> %s\n", get_irn_opname(n),
1026                         arch_register_get_name(op1), arch_register_get_name(op2),
1027                         arch_register_get_name(out)));
1028         } else {
1029                 DB((dbg, LEVEL_1, "<<< %s %s, [AM] -> %s\n", get_irn_opname(n),
1030                         arch_register_get_name(op1),
1031                         arch_register_get_name(out)));
1032         }
1033
1034         return NO_NODE_ADDED;
1035 }  /* sim_binop */
1036
1037 /**
1038  * Simulate a virtual Unop.
1039  *
1040  * @param state  the x87 state
1041  * @param n      the node that should be simulated (and patched)
1042  * @param op     the x87 opcode that will replace n's opcode
1043  *
1044  * @return NO_NODE_ADDED
1045  */
1046 static int sim_unop(x87_state *state, ir_node *n, ir_op *op) {
1047         int op1_idx, out_idx;
1048         x87_simulator         *sim = state->sim;
1049         const arch_register_t *op1 = x87_get_irn_register(sim, get_irn_n(n, UNOP_IDX));
1050         const arch_register_t *out = x87_get_irn_register(sim, n);
1051         ia32_x87_attr_t *attr;
1052         unsigned live = vfp_live_args_after(sim, n, REGMASK(out));
1053
1054         DB((dbg, LEVEL_1, ">>> %+F -> %s\n", n, out->name));
1055         DEBUG_ONLY(vfp_dump_live(live));
1056
1057         op1_idx = x87_on_stack(state, arch_register_get_index(op1));
1058
1059         if (is_vfp_live(arch_register_get_index(op1), live)) {
1060                 /* push the operand here */
1061                 x87_create_fpush(state, n, op1_idx, UNOP_IDX);
1062                 op1_idx = 0;
1063         }
1064         else {
1065                 /* operand is dead, bring it to tos */
1066                 if (op1_idx != 0) {
1067                         x87_create_fxch(state, n, op1_idx);
1068                         op1_idx = 0;
1069                 }
1070         }
1071
1072         x87_set_tos(state, arch_register_get_index(out), x87_patch_insn(n, op));
1073         out_idx = 0;
1074         attr = get_ia32_x87_attr(n);
1075         attr->x87[0] = op1 = &ia32_st_regs[0];
1076         attr->x87[2] = out = &ia32_st_regs[0];
1077         DB((dbg, LEVEL_1, "<<< %s -> %s\n", get_irn_opname(n), out->name));
1078
1079         return NO_NODE_ADDED;
1080 }  /* sim_unop */
1081
1082 /**
1083  * Simulate a virtual Load instruction.
1084  *
1085  * @param state  the x87 state
1086  * @param n      the node that should be simulated (and patched)
1087  * @param op     the x87 opcode that will replace n's opcode
1088  *
1089  * @return NO_NODE_ADDED
1090  */
1091 static int sim_load(x87_state *state, ir_node *n, ir_op *op) {
1092         const arch_register_t *out = x87_get_irn_register(state->sim, n);
1093         ia32_x87_attr_t *attr;
1094
1095         DB((dbg, LEVEL_1, ">>> %+F -> %s\n", n, arch_register_get_name(out)));
1096         x87_push(state, arch_register_get_index(out), x87_patch_insn(n, op));
1097         assert(out == x87_get_irn_register(state->sim, n));
1098         attr = get_ia32_x87_attr(n);
1099         attr->x87[2] = out = &ia32_st_regs[0];
1100         DB((dbg, LEVEL_1, "<<< %s -> %s\n", get_irn_opname(n), arch_register_get_name(out)));
1101
1102         return NO_NODE_ADDED;
1103 }  /* sim_load */
1104
1105 /**
1106  * Rewire all users of @p old_val to @new_val iff they are scheduled after @p store.
1107  *
1108  * @param store   The store
1109  * @param old_val The former value
1110  * @param new_val The new value
1111  */
1112 static void collect_and_rewire_users(ir_node *store, ir_node *old_val, ir_node *new_val) {
1113         const ir_edge_t *edge, *ne;
1114
1115         foreach_out_edge_safe(old_val, edge, ne) {
1116                 ir_node *user = get_edge_src_irn(edge);
1117
1118                 if (! user || user == store)
1119                         continue;
1120
1121                 /* if the user is scheduled after the store: rewire */
1122                 if (sched_is_scheduled(user) && sched_comes_after(store, user)) {
1123                         int i;
1124                         /* find the input of the user pointing to the old value */
1125                         for (i = get_irn_arity(user) - 1; i >= 0; i--) {
1126                                 if (get_irn_n(user, i) == old_val)
1127                                         set_irn_n(user, i, new_val);
1128                         }
1129                 }
1130         }
1131 }  /* collect_and_rewire_users */
1132
1133 /**
1134  * Simulate a virtual Store.
1135  *
1136  * @param state  the x87 state
1137  * @param n      the node that should be simulated (and patched)
1138  * @param op     the x87 store opcode
1139  * @param op_p   the x87 store and pop opcode
1140  */
1141 static int sim_store(x87_state *state, ir_node *n, ir_op *op, ir_op *op_p) {
1142         x87_simulator         *sim = state->sim;
1143         ir_node               *val = get_irn_n(n, STORE_VAL_IDX);
1144         const arch_register_t *op2 = x87_get_irn_register(sim, val);
1145         unsigned              live = vfp_live_args_after(sim, n, 0);
1146         int                   insn = NO_NODE_ADDED;
1147         ia32_x87_attr_t *attr;
1148         int op2_reg_idx, op2_idx, depth;
1149         int live_after_node;
1150         ir_mode *mode;
1151
1152         op2_reg_idx = arch_register_get_index(op2);
1153         if (op2_reg_idx == REG_VFP_UKNWN) {
1154                 /* just take any value from stack */
1155                 if(state->depth > 0) {
1156                         op2_idx = 0;
1157                         DEBUG_ONLY(op2 = NULL);
1158                         live_after_node = 1;
1159                 } else {
1160                         /* produce a new value which we will consume immediately */
1161                         x87_create_fldz(state, n, op2_reg_idx);
1162                         live_after_node = 0;
1163                         op2_idx = x87_on_stack(state, op2_reg_idx);
1164                         assert(op2_idx >= 0);
1165                 }
1166         } else {
1167                 op2_idx = x87_on_stack(state, op2_reg_idx);
1168                 live_after_node = is_vfp_live(arch_register_get_index(op2), live);
1169                 DB((dbg, LEVEL_1, ">>> %+F %s ->\n", n, arch_register_get_name(op2)));
1170                 assert(op2_idx >= 0);
1171         }
1172
1173         mode  = get_ia32_ls_mode(n);
1174         depth = x87_get_depth(state);
1175
1176         if (live_after_node) {
1177                 /*
1178                         Problem: fst doesn't support mode_E (spills), only fstp does
1179                         Solution:
1180                                 - stack not full: push value and fstp
1181                                 - stack full: fstp value and load again
1182                 */
1183                 if (mode == mode_E) {
1184                         if (depth < N_x87_REGS) {
1185                                 /* ok, we have a free register: push + fstp */
1186                                 x87_create_fpush(state, n, op2_idx, STORE_VAL_IDX);
1187                                 x87_pop(state);
1188                                 x87_patch_insn(n, op_p);
1189                         } else {
1190                                 ir_node  *vfld, *mem, *block, *rproj, *mproj;
1191                                 ir_graph *irg;
1192
1193                                 /* stack full here: need fstp + load */
1194                                 x87_pop(state);
1195                                 x87_patch_insn(n, op_p);
1196
1197                                 block = get_nodes_block(n);
1198                                 irg   = get_irn_irg(n);
1199                                 vfld  = new_rd_ia32_vfld(NULL, irg, block, get_irn_n(n, 0), get_irn_n(n, 1), new_rd_NoMem(irg), get_ia32_ls_mode(n));
1200
1201                                 /* copy all attributes */
1202                                 set_ia32_frame_ent(vfld, get_ia32_frame_ent(n));
1203                                 if (is_ia32_use_frame(n))
1204                                         set_ia32_use_frame(vfld);
1205                                 set_ia32_am_flavour(vfld, get_ia32_am_flavour(n));
1206                                 set_ia32_op_type(vfld, ia32_am_Source);
1207                                 add_ia32_am_offs_int(vfld, get_ia32_am_offs_int(n));
1208                                 set_ia32_am_sc(vfld, get_ia32_am_sc(n));
1209                                 set_ia32_ls_mode(vfld, get_ia32_ls_mode(n));
1210
1211                                 rproj = new_r_Proj(irg, block, vfld, get_ia32_ls_mode(vfld), pn_ia32_vfld_res);
1212                                 mproj = new_r_Proj(irg, block, vfld, mode_M, pn_ia32_vfld_M);
1213                                 mem   = get_irn_Proj_for_mode(n, mode_M);
1214
1215                                 assert(mem && "Store memory not found");
1216
1217                                 arch_set_irn_register(sim->arch_env, rproj, op2);
1218
1219                                 /* reroute all former users of the store memory to the load memory */
1220                                 edges_reroute(mem, mproj, irg);
1221                                 /* set the memory input of the load to the store memory */
1222                                 set_irn_n(vfld, 2, mem);
1223
1224                                 sched_add_after(n, vfld);
1225                                 sched_add_after(vfld, rproj);
1226
1227                                 /* rewire all users, scheduled after the store, to the loaded value */
1228                                 collect_and_rewire_users(n, val, rproj);
1229
1230                                 insn = NODE_ADDED;
1231                         }
1232                 } else {
1233                         /* we can only store the tos to memory */
1234                         if (op2_idx != 0)
1235                                 x87_create_fxch(state, n, op2_idx);
1236
1237                         /* mode != mode_E -> use normal fst */
1238                         x87_patch_insn(n, op);
1239                 }
1240         } else {
1241                 /* we can only store the tos to memory */
1242                 if (op2_idx != 0)
1243                         x87_create_fxch(state, n, op2_idx);
1244
1245                 x87_pop(state);
1246                 x87_patch_insn(n, op_p);
1247         }
1248
1249         attr = get_ia32_x87_attr(n);
1250         attr->x87[1] = op2 = &ia32_st_regs[0];
1251         DB((dbg, LEVEL_1, "<<< %s %s ->\n", get_irn_opname(n), arch_register_get_name(op2)));
1252
1253         return insn;
1254 }  /* sim_store */
1255
1256 #define _GEN_BINOP(op, rev) \
1257 static int sim_##op(x87_state *state, ir_node *n) { \
1258         exchange_tmpl tmpl = { op_ia32_##op, op_ia32_##rev, op_ia32_##op##p, op_ia32_##rev##p }; \
1259         return sim_binop(state, n, &tmpl); \
1260 }
1261
1262 #define GEN_BINOP(op)   _GEN_BINOP(op, op)
1263 #define GEN_BINOPR(op)  _GEN_BINOP(op, op##r)
1264
1265 #define GEN_LOAD2(op, nop) \
1266 static int sim_##op(x87_state *state, ir_node *n) { \
1267         return sim_load(state, n, op_ia32_##nop); \
1268 }
1269
1270 #define GEN_LOAD(op)    GEN_LOAD2(op, op)
1271
1272 #define GEN_UNOP(op) \
1273 static int sim_##op(x87_state *state, ir_node *n) { \
1274         return sim_unop(state, n, op_ia32_##op); \
1275 }
1276
1277 #define GEN_STORE(op) \
1278 static int sim_##op(x87_state *state, ir_node *n) { \
1279         return sim_store(state, n, op_ia32_##op, op_ia32_##op##p); \
1280 }
1281
1282 /* all stubs */
1283 GEN_BINOP(fadd)
1284 GEN_BINOPR(fsub)
1285 GEN_BINOP(fmul)
1286 GEN_BINOPR(fdiv)
1287 GEN_BINOP(fprem)
1288
1289 GEN_UNOP(fabs)
1290 GEN_UNOP(fchs)
1291
1292 GEN_LOAD(fld)
1293 GEN_LOAD(fild)
1294 GEN_LOAD(fldz)
1295 GEN_LOAD(fld1)
1296
1297 GEN_STORE(fst)
1298 GEN_STORE(fist)
1299
1300 /**
1301  * Simulate a fCondJmp.
1302  *
1303  * @param state  the x87 state
1304  * @param n      the node that should be simulated (and patched)
1305  *
1306  * @return NO_NODE_ADDED
1307  */
1308 static int sim_fCondJmp(x87_state *state, ir_node *n) {
1309         int op1_idx;
1310         int op2_idx = -1;
1311         int pop_cnt = 0;
1312         ia32_x87_attr_t *attr;
1313         ir_op *dst;
1314         x87_simulator         *sim = state->sim;
1315         const arch_register_t *op1 = x87_get_irn_register(sim, get_irn_n(n, BINOP_IDX_1));
1316         const arch_register_t *op2 = x87_get_irn_register(sim, get_irn_n(n, BINOP_IDX_2));
1317         int reg_index_1 = arch_register_get_index(op1);
1318         int reg_index_2 = arch_register_get_index(op2);
1319         unsigned live = vfp_live_args_after(sim, n, 0);
1320
1321         DB((dbg, LEVEL_1, ">>> %+F %s, %s\n", n,
1322                 arch_register_get_name(op1), arch_register_get_name(op2)));
1323         DEBUG_ONLY(vfp_dump_live(live));
1324         DB((dbg, LEVEL_1, "Stack before: "));
1325         DEBUG_ONLY(x87_dump_stack(state));
1326
1327         op1_idx = x87_on_stack(state, reg_index_1);
1328         assert(op1_idx >= 0);
1329
1330         /* BEWARE: check for comp a,a cases, they might happen */
1331         if (reg_index_2 != REG_VFP_NOREG) {
1332                 /* second operand is a vfp register */
1333                 op2_idx = x87_on_stack(state, reg_index_2);
1334                 assert(op2_idx >= 0);
1335
1336                 if (is_vfp_live(arch_register_get_index(op2), live)) {
1337                         /* second operand is live */
1338
1339                         if (is_vfp_live(arch_register_get_index(op1), live)) {
1340                                 /* both operands are live */
1341
1342                                 if (op1_idx == 0) {
1343                                         /* res = tos X op */
1344                                         dst = op_ia32_fcomJmp;
1345                                 } else if (op2_idx == 0) {
1346                                         /* res = op X tos */
1347                                         dst = op_ia32_fcomrJmp;
1348                                 } else {
1349                                         /* bring the first one to tos */
1350                                         x87_create_fxch(state, n, op1_idx);
1351                                         if (op2_idx == 0)
1352                                                 op2_idx = op1_idx;
1353                                         op1_idx = 0;
1354                                         /* res = tos X op */
1355                                         dst     = op_ia32_fcomJmp;
1356                                 }
1357                         } else {
1358                                 /* second live, first operand is dead here, bring it to tos.
1359                                    This means further, op1_idx != op2_idx. */
1360                                 assert(op1_idx != op2_idx);
1361                                 if (op1_idx != 0) {
1362                                         x87_create_fxch(state, n, op1_idx);
1363                                         if (op2_idx == 0)
1364                                                 op2_idx = op1_idx;
1365                                         op1_idx = 0;
1366                                 }
1367                                 /* res = tos X op, pop */
1368                                 dst     = op_ia32_fcompJmp;
1369                                 pop_cnt = 1;
1370                         }
1371                 } else {
1372                         /* second operand is dead */
1373                         if (is_vfp_live(arch_register_get_index(op1), live)) {
1374                                 /* first operand is live: bring second to tos.
1375                                    This means further, op1_idx != op2_idx. */
1376                                 assert(op1_idx != op2_idx);
1377                                 if (op2_idx != 0) {
1378                                         x87_create_fxch(state, n, op2_idx);
1379                                         if (op1_idx == 0)
1380                                                 op1_idx = op2_idx;
1381                                         op2_idx = 0;
1382                                 }
1383                                 /* res = op X tos, pop */
1384                                 dst     = op_ia32_fcomrpJmp;
1385                                 pop_cnt = 1;
1386                         } else {
1387                                 /* both operands are dead here, check first for identity. */
1388                                 if (op1_idx == op2_idx) {
1389                                         /* identically, one pop needed */
1390                                         if (op1_idx != 0) {
1391                                                 x87_create_fxch(state, n, op1_idx);
1392                                                 op1_idx = 0;
1393                                                 op2_idx = 0;
1394                                         }
1395                                         /* res = tos X op, pop */
1396                                         dst     = op_ia32_fcompJmp;
1397                                         pop_cnt = 1;
1398                                 }
1399                                 /* different, move them to st and st(1) and pop both.
1400                                    The tricky part is to get one into st(1).*/
1401                                 else if (op2_idx == 1) {
1402                                         /* good, second operand is already in the right place, move the first */
1403                                         if (op1_idx != 0) {
1404                                                 /* bring the first on top */
1405                                                 x87_create_fxch(state, n, op1_idx);
1406                                                 assert(op2_idx != 0);
1407                                                 op1_idx = 0;
1408                                         }
1409                                         /* res = tos X op, pop, pop */
1410                                         dst     = op_ia32_fcomppJmp;
1411                                         pop_cnt = 2;
1412                                 } else if (op1_idx == 1) {
1413                                         /* good, first operand is already in the right place, move the second */
1414                                         if (op2_idx != 0) {
1415                                                 /* bring the first on top */
1416                                                 x87_create_fxch(state, n, op2_idx);
1417                                                 assert(op1_idx != 0);
1418                                                 op2_idx = 0;
1419                                         }
1420                                         dst     = op_ia32_fcomrppJmp;
1421                                         pop_cnt = 2;
1422                                 } else {
1423                                         /* if one is already the TOS, we need two fxch */
1424                                         if (op1_idx == 0) {
1425                                                 /* first one is TOS, move to st(1) */
1426                                                 x87_create_fxch(state, n, 1);
1427                                                 assert(op2_idx != 1);
1428                                                 op1_idx = 1;
1429                                                 x87_create_fxch(state, n, op2_idx);
1430                                                 op2_idx = 0;
1431                                                 /* res = op X tos, pop, pop */
1432                                                 dst     = op_ia32_fcomrppJmp;
1433                                                 pop_cnt = 2;
1434                                         } else if (op2_idx == 0) {
1435                                                 /* second one is TOS, move to st(1) */
1436                                                 x87_create_fxch(state, n, 1);
1437                                                 assert(op1_idx != 1);
1438                                                 op2_idx = 1;
1439                                                 x87_create_fxch(state, n, op1_idx);
1440                                                 op1_idx = 0;
1441                                                 /* res = tos X op, pop, pop */
1442                                                 dst     = op_ia32_fcomppJmp;
1443                                                 pop_cnt = 2;
1444                                         } else {
1445                                                 /* none of them is either TOS or st(1), 3 fxch needed */
1446                                                 x87_create_fxch(state, n, op2_idx);
1447                                                 assert(op1_idx != 0);
1448                                                 x87_create_fxch(state, n, 1);
1449                                                 op2_idx = 1;
1450                                                 x87_create_fxch(state, n, op1_idx);
1451                                                 op1_idx = 0;
1452                                                 /* res = tos X op, pop, pop */
1453                                                 dst     = op_ia32_fcomppJmp;
1454                                                 pop_cnt = 2;
1455                                         }
1456                                 }
1457                         }
1458                 }
1459         } else {
1460                 /* second operand is an address mode */
1461                 if (is_vfp_live(arch_register_get_index(op1), live)) {
1462                         /* first operand is live: bring it to TOS */
1463                         if (op1_idx != 0) {
1464                                 x87_create_fxch(state, n, op1_idx);
1465                                 op1_idx = 0;
1466                         }
1467                         dst = op_ia32_fcomJmp;
1468                 } else {
1469                         /* first operand is dead: bring it to tos */
1470                         if (op1_idx != 0) {
1471                                 x87_create_fxch(state, n, op1_idx);
1472                                 op1_idx = 0;
1473                         }
1474                         dst = op_ia32_fcompJmp;
1475                         pop_cnt = 1;
1476                 }
1477         }
1478
1479         x87_patch_insn(n, dst);
1480         assert(pop_cnt < 3);
1481         if (pop_cnt >= 2)
1482                 x87_pop(state);
1483         if (pop_cnt >= 1)
1484                 x87_pop(state);
1485
1486         /* patch the operation */
1487         attr = get_ia32_x87_attr(n);
1488         op1 = &ia32_st_regs[op1_idx];
1489         attr->x87[0] = op1;
1490         if (op2_idx >= 0) {
1491                 op2 = &ia32_st_regs[op2_idx];
1492                 attr->x87[1] = op2;
1493         }
1494         attr->x87[2] = NULL;
1495
1496         if (op2_idx >= 0)
1497                 DB((dbg, LEVEL_1, "<<< %s %s, %s\n", get_irn_opname(n),
1498                         arch_register_get_name(op1), arch_register_get_name(op2)));
1499         else
1500                 DB((dbg, LEVEL_1, "<<< %s %s, [AM]\n", get_irn_opname(n),
1501                         arch_register_get_name(op1)));
1502
1503         return NO_NODE_ADDED;
1504 }  /* sim_fCondJmp */
1505
1506 static
1507 int sim_Keep(x87_state *state, ir_node *node)
1508 {
1509         const ir_node         *op;
1510         const arch_register_t *op_reg;
1511         int                    reg_id;
1512         int                    op_stack_idx;
1513         unsigned               live;
1514
1515         op      = get_irn_n(node, 0);
1516         op_reg  = arch_get_irn_register(state->sim->arch_env, op);
1517         if(arch_register_get_class(op_reg) != &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_vfp])
1518                 return NO_NODE_ADDED;
1519
1520         reg_id = arch_register_get_index(op_reg);
1521         live   = vfp_live_args_after(state->sim, node, 0);
1522
1523         op_stack_idx = x87_on_stack(state, reg_id);
1524         if(op_stack_idx >= 0 && !is_vfp_live(reg_id, live)) {
1525                 x87_create_fpop(state, sched_next(node), 1);
1526                 return NODE_ADDED;
1527         }
1528
1529         return NO_NODE_ADDED;
1530 }
1531
1532 static
1533 void keep_float_node_alive(x87_state *state, ir_node *node)
1534 {
1535         ir_graph                    *irg;
1536         ir_node                     *block;
1537         ir_node                     *in[1];
1538         ir_node                     *keep;
1539         const arch_register_class_t *cls;
1540
1541         irg    = get_irn_irg(node);
1542         block  = get_nodes_block(node);
1543         cls    = arch_get_irn_reg_class(state->sim->arch_env, node, -1);
1544         in[0]  = node;
1545         keep   = be_new_Keep(cls, irg, block, 1, in);
1546
1547         assert(sched_is_scheduled(node));
1548         sched_add_after(node, keep);
1549 }
1550
1551 /**
1552  * Create a copy of a node. Recreate the node if it's a constant.
1553  *
1554  * @param state  the x87 state
1555  * @param n      the node to be copied
1556  *
1557  * @return the copy of n
1558  */
1559 static ir_node *create_Copy(x87_state *state, ir_node *n) {
1560         x87_simulator *sim = state->sim;
1561         ir_graph *irg = get_irn_irg(n);
1562         dbg_info *n_dbg = get_irn_dbg_info(n);
1563         ir_mode *mode = get_irn_mode(n);
1564         ir_node *block = get_nodes_block(n);
1565         ir_node *pred = get_irn_n(n, 0);
1566         ir_node *(*cnstr)(dbg_info *, ir_graph *, ir_node *, ir_mode *) = NULL;
1567         ir_node *res;
1568         const arch_register_t *out;
1569         const arch_register_t *op1;
1570         ia32_x87_attr_t *attr;
1571
1572         /* Do not copy constants, recreate them. */
1573         switch (get_ia32_irn_opcode(pred)) {
1574         case iro_ia32_Unknown_VFP:
1575         case iro_ia32_fldz:
1576                 cnstr = new_rd_ia32_fldz;
1577                 break;
1578         case iro_ia32_fld1:
1579                 cnstr = new_rd_ia32_fld1;
1580                 break;
1581         case iro_ia32_fldpi:
1582                 cnstr = new_rd_ia32_fldpi;
1583                 break;
1584         case iro_ia32_fldl2e:
1585                 cnstr = new_rd_ia32_fldl2e;
1586                 break;
1587         case iro_ia32_fldl2t:
1588                 cnstr = new_rd_ia32_fldl2t;
1589                 break;
1590         case iro_ia32_fldlg2:
1591                 cnstr = new_rd_ia32_fldlg2;
1592                 break;
1593         case iro_ia32_fldln2:
1594                 cnstr = new_rd_ia32_fldln2;
1595                 break;
1596         default:
1597                 break;
1598         }
1599
1600         out = x87_get_irn_register(sim, n);
1601         op1 = x87_get_irn_register(sim, pred);
1602
1603         if (cnstr != NULL) {
1604                 /* copy a constant */
1605                 res = (*cnstr)(n_dbg, irg, block, mode);
1606
1607                 x87_push(state, arch_register_get_index(out), res);
1608
1609                 attr = get_ia32_x87_attr(res);
1610                 attr->x87[2] = &ia32_st_regs[0];
1611         } else {
1612                 int op1_idx = x87_on_stack(state, arch_register_get_index(op1));
1613
1614                 res = new_rd_ia32_fpushCopy(n_dbg, irg, block, pred, mode);
1615
1616                 x87_push(state, arch_register_get_index(out), res);
1617
1618                 attr = get_ia32_x87_attr(res);
1619                 attr->x87[0] = &ia32_st_regs[op1_idx];
1620                 attr->x87[2] = &ia32_st_regs[0];
1621         }
1622         arch_set_irn_register(sim->arch_env, res, out);
1623
1624         return res;
1625 }  /* create_Copy */
1626
1627 /**
1628  * Simulate a be_Copy.
1629  *
1630  * @param state  the x87 state
1631  * @param n      the node that should be simulated (and patched)
1632  *
1633  * @return NO_NODE_ADDED
1634  */
1635 static int sim_Copy(x87_state *state, ir_node *n) {
1636         x87_simulator         *sim;
1637         ir_node               *pred;
1638         const arch_register_t *out;
1639         const arch_register_t *op1;
1640         ir_node               *node, *next;
1641         ia32_x87_attr_t       *attr;
1642         int                   op1_idx, out_idx;
1643         unsigned              live;
1644
1645         ir_mode *mode = get_irn_mode(n);
1646
1647         if (!mode_is_float(mode))
1648                 return 0;
1649
1650         sim = state->sim;
1651         pred = get_irn_n(n, 0);
1652         out = x87_get_irn_register(sim, n);
1653         op1 = x87_get_irn_register(sim, pred);
1654         live = vfp_live_args_after(sim, n, REGMASK(out));
1655
1656         DB((dbg, LEVEL_1, ">>> %+F %s -> %s\n", n,
1657                 arch_register_get_name(op1), arch_register_get_name(out)));
1658         DEBUG_ONLY(vfp_dump_live(live));
1659
1660         /* handle the infamous unknown value */
1661         if (arch_register_get_index(op1) == REG_VFP_UKNWN) {
1662                 /* Operand is still live, a real copy. We need here an fpush that can
1663                    hold a a register, so use the fpushCopy or recreate constants */
1664                 node = create_Copy(state, n);
1665
1666                 assert(is_ia32_fldz(node));
1667                 next = sched_next(n);
1668                 sched_remove(n);
1669                 exchange(n, node);
1670                 sched_add_before(next, node);
1671
1672                 DB((dbg, LEVEL_1, "<<< %+F %s -> %s\n", node, op1->name,
1673                     arch_get_irn_register(sim->arch_env, node)->name));
1674                 return NO_NODE_ADDED;
1675         }
1676
1677         op1_idx = x87_on_stack(state, arch_register_get_index(op1));
1678
1679         if (is_vfp_live(arch_register_get_index(op1), live)) {
1680                 ir_node *pred = get_irn_n(n, 0);
1681
1682                 /* Operand is still live, a real copy. We need here an fpush that can
1683                    hold a a register, so use the fpushCopy or recreate constants */
1684                 node = create_Copy(state, n);
1685
1686                 /* We have to make sure the old value doesn't go dead (which can happen
1687                  * when we recreate constants). As the simulator expected that value in
1688                  * the pred blocks. This is unfortunate as removing it would save us 1
1689                  * instruction, but we would have to rerun all the simulation to get
1690                  * this correct...
1691                  */
1692                 next = sched_next(n);
1693                 sched_remove(n);
1694                 exchange(n, node);
1695                 sched_add_before(next, node);
1696
1697                 if(get_irn_n_edges(pred) == 0) {
1698                         keep_float_node_alive(state, pred);
1699                 }
1700
1701                 DB((dbg, LEVEL_1, "<<< %+F %s -> %s\n", node, op1->name,
1702                     arch_get_irn_register(sim->arch_env, node)->name));
1703         } else {
1704                 out_idx = x87_on_stack(state, arch_register_get_index(out));
1705
1706                 if (out_idx >= 0 && out_idx != op1_idx) {
1707                         /* Matze: out already on stack? how can this happen? */
1708                         assert(0);
1709
1710                         /* op1 must be killed and placed where out is */
1711                         if (out_idx == 0) {
1712                                 /* best case, simple remove and rename */
1713                                 x87_patch_insn(n, op_ia32_Pop);
1714                                 attr = get_ia32_x87_attr(n);
1715                                 attr->x87[0] = op1 = &ia32_st_regs[0];
1716
1717                                 x87_pop(state);
1718                                 x87_set_st(state, arch_register_get_index(out), n, op1_idx - 1);
1719                         } else {
1720                                 /* move op1 to tos, store and pop it */
1721                                 if (op1_idx != 0) {
1722                                         x87_create_fxch(state, n, op1_idx);
1723                                         op1_idx = 0;
1724                                 }
1725                                 x87_patch_insn(n, op_ia32_Pop);
1726                                 attr = get_ia32_x87_attr(n);
1727                                 attr->x87[0] = op1 = &ia32_st_regs[out_idx];
1728
1729                                 x87_pop(state);
1730                                 x87_set_st(state, arch_register_get_index(out), n, out_idx - 1);
1731                         }
1732                         DB((dbg, LEVEL_1, "<<< %+F %s\n", n, op1->name));
1733                 } else {
1734                         /* just a virtual copy */
1735                         x87_set_st(state, arch_register_get_index(out), get_unop_op(n), op1_idx);
1736                         /* don't remove the node to keep the verifier quiet :),
1737                            the emitter won't emit any code for the node */
1738 #if 0
1739                         sched_remove(n);
1740                         DB((dbg, LEVEL_1, "<<< KILLED %s\n", get_irn_opname(n)));
1741                         exchange(n, get_unop_op(n));
1742 #endif
1743                 }
1744         }
1745         return NO_NODE_ADDED;
1746 }  /* sim_Copy */
1747
1748 /**
1749  * Returns the result proj of the call, or NULL if the result is not used
1750  */
1751 static ir_node *get_call_result_proj(ir_node *call) {
1752         const ir_edge_t *edge;
1753         ir_node *resproj = NULL;
1754
1755         /* search the result proj */
1756         foreach_out_edge(call, edge) {
1757                 ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
1758                 long pn = get_Proj_proj(proj);
1759
1760                 if (pn == pn_be_Call_first_res) {
1761                         resproj = proj;
1762                         break;
1763                 }
1764         }
1765         if (resproj == NULL) {
1766                 return NULL;
1767         }
1768
1769         /* the result proj is connected to a Keep and maybe other nodes */
1770         foreach_out_edge(resproj, edge) {
1771                 ir_node *pred = get_edge_src_irn(edge);
1772                 if (!be_is_Keep(pred)) {
1773                         return resproj;
1774                 }
1775         }
1776
1777         /* only be_Keep found, so result is not used */
1778         return NULL;
1779 }  /* get_call_result_proj */
1780
1781 /**
1782  * Simulate a be_Call.
1783  *
1784  * @param state      the x87 state
1785  * @param n          the node that should be simulated
1786  * @param arch_env   the architecture environment
1787  *
1788  * @return NO_NODE_ADDED
1789  */
1790 static int sim_Call(x87_state *state, ir_node *n, const arch_env_t *arch_env)
1791 {
1792         ir_type *call_tp = be_Call_get_type(n);
1793         ir_type *res_type;
1794         ir_mode *mode;
1795         ir_node *resproj;
1796         const arch_register_t *reg;
1797         (void) arch_env;
1798
1799         /* at the begin of a call the x87 state should be empty */
1800         assert(state->depth == 0 && "stack not empty before call");
1801
1802         if (get_method_n_ress(call_tp) <= 0)
1803                 return NO_NODE_ADDED;
1804
1805         /*
1806          * If the called function returns a float, it is returned in st(0).
1807          * This even happens if the return value is NOT used.
1808          * Moreover, only one return result is supported.
1809          */
1810         res_type = get_method_res_type(call_tp, 0);
1811         mode     = get_type_mode(res_type);
1812
1813         if (mode == NULL || !mode_is_float(mode))
1814                 return NO_NODE_ADDED;
1815
1816         resproj = get_call_result_proj(n);
1817         if (resproj == NULL)
1818                 return NO_NODE_ADDED;
1819
1820         reg = x87_get_irn_register(state->sim, resproj);
1821         x87_push(state, arch_register_get_index(reg), resproj);
1822
1823         return NO_NODE_ADDED;
1824 }  /* sim_Call */
1825
1826 /**
1827  * Simulate a be_Spill.
1828  *
1829  * @param state  the x87 state
1830  * @param n      the node that should be simulated (and patched)
1831  *
1832  * Should not happen, spills are lowered before x87 simulator see them.
1833  */
1834 static int sim_Spill(x87_state *state, ir_node *n) {
1835         assert(0 && "Spill not lowered");
1836         return sim_fst(state, n);
1837 }  /* sim_Spill */
1838
1839 /**
1840  * Simulate a be_Reload.
1841  *
1842  * @param state  the x87 state
1843  * @param n      the node that should be simulated (and patched)
1844  *
1845  * Should not happen, reloads are lowered before x87 simulator see them.
1846  */
1847 static int sim_Reload(x87_state *state, ir_node *n) {
1848         assert(0 && "Reload not lowered");
1849         return sim_fld(state, n);
1850 }  /* sim_Reload */
1851
1852 /**
1853  * Simulate a be_Return.
1854  *
1855  * @param state  the x87 state
1856  * @param n      the node that should be simulated (and patched)
1857  *
1858  * @return NO_NODE_ADDED
1859  */
1860 static int sim_Return(x87_state *state, ir_node *n) {
1861         int n_res = be_Return_get_n_rets(n);
1862         int i, n_float_res = 0;
1863
1864         /* only floating point return values must resist on stack */
1865         for (i = 0; i < n_res; ++i) {
1866                 ir_node *res = get_irn_n(n, be_pos_Return_val + i);
1867
1868                 if (mode_is_float(get_irn_mode(res)))
1869                         ++n_float_res;
1870         }
1871         assert(x87_get_depth(state) == n_float_res);
1872
1873         /* pop them virtually */
1874         for (i = n_float_res - 1; i >= 0; --i)
1875                 x87_pop(state);
1876
1877         return NO_NODE_ADDED;
1878 }  /* sim_Return */
1879
1880 typedef struct _perm_data_t {
1881         const arch_register_t *in;
1882         const arch_register_t *out;
1883 } perm_data_t;
1884
1885 /**
1886  * Simulate a be_Perm.
1887  *
1888  * @param state  the x87 state
1889  * @param irn    the node that should be simulated (and patched)
1890  *
1891  * @return NO_NODE_ADDED
1892  */
1893 static int sim_Perm(x87_state *state, ir_node *irn) {
1894         int             i, n;
1895         x87_simulator   *sim = state->sim;
1896         ir_node         *pred = get_irn_n(irn, 0);
1897         int             *stack_pos;
1898         const ir_edge_t *edge;
1899
1900         /* handle only floating point Perms */
1901         if (! mode_is_float(get_irn_mode(pred)))
1902                 return NO_NODE_ADDED;
1903
1904         DB((dbg, LEVEL_1, ">>> %+F\n", irn));
1905
1906         /* Perm is a pure virtual instruction on x87.
1907            All inputs must be on the FPU stack and are pairwise
1908            different from each other.
1909            So, all we need to do is to permutate the stack state. */
1910         n = get_irn_arity(irn);
1911         NEW_ARR_A(int, stack_pos, n);
1912
1913         /* collect old stack positions */
1914         for (i = 0; i < n; ++i) {
1915                 const arch_register_t *inreg = x87_get_irn_register(sim, get_irn_n(irn, i));
1916                 int idx = x87_on_stack(state, arch_register_get_index(inreg));
1917
1918                 assert(idx >= 0 && "Perm argument not on x87 stack");
1919
1920                 stack_pos[i] = idx;
1921         }
1922         /* now do the permutation */
1923         foreach_out_edge(irn, edge) {
1924                 ir_node               *proj = get_edge_src_irn(edge);
1925                 const arch_register_t *out  = x87_get_irn_register(sim, proj);
1926                 long                  num   = get_Proj_proj(proj);
1927
1928                 assert(0 <= num && num < n && "More Proj's than Perm inputs");
1929                 x87_set_st(state, arch_register_get_index(out), proj, stack_pos[(unsigned)num]);
1930         }
1931         DB((dbg, LEVEL_1, "<<< %+F\n", irn));
1932
1933         return NO_NODE_ADDED;
1934 }  /* sim_Perm */
1935
1936 /**
1937  * Kill any dead registers at block start by popping them from the stack.
1938  *
1939  * @param sim          the simulator handle
1940  * @param block        the current block
1941  * @param start_state  the x87 state at the begin of the block
1942  *
1943  * @return the x87 state after dead register killed
1944  */
1945 static x87_state *x87_kill_deads(x87_simulator *sim, ir_node *block, x87_state *start_state) {
1946         x87_state *state = start_state;
1947         ir_node *first_insn = sched_first(block);
1948         ir_node *keep = NULL;
1949         unsigned live = vfp_live_args_after(sim, block, 0);
1950         unsigned kill_mask;
1951         int i, depth, num_pop;
1952
1953         kill_mask = 0;
1954         depth = x87_get_depth(state);
1955         for (i = depth - 1; i >= 0; --i) {
1956                 int reg = x87_get_st_reg(state, i);
1957
1958                 if (! is_vfp_live(reg, live))
1959                         kill_mask |= (1 << i);
1960         }
1961
1962         if (kill_mask) {
1963                 /* create a new state, will be changed */
1964                 state = x87_clone_state(sim, state);
1965
1966                 DB((dbg, LEVEL_1, "Killing deads:\n"));
1967                 DEBUG_ONLY(vfp_dump_live(live));
1968                 DEBUG_ONLY(x87_dump_stack(state));
1969
1970                 /* now kill registers */
1971                 while (kill_mask) {
1972                         /* we can only kill from TOS, so bring them up */
1973                         if (! (kill_mask & 1)) {
1974                                 /* search from behind, because we can to a double-pop */
1975                                 for (i = depth - 1; i >= 0; --i) {
1976                                         if (kill_mask & (1 << i)) {
1977                                                 kill_mask &= ~(1 << i);
1978                                                 kill_mask |= 1;
1979                                                 break;
1980                                         }
1981                                 }
1982
1983                                 if (keep)
1984                                         x87_set_st(state, -1, keep, i);
1985                                 x87_create_fxch(state, first_insn, i);
1986                         }
1987
1988                         if ((kill_mask & 3) == 3) {
1989                                 /* we can do a double-pop */
1990                                 num_pop = 2;
1991                         }
1992                         else {
1993                                 /* only a single pop */
1994                                 num_pop = 1;
1995                         }
1996
1997                         depth -= num_pop;
1998                         kill_mask >>= num_pop;
1999                         keep = x87_create_fpop(state, first_insn, num_pop);
2000                 }
2001                 keep_alive(keep);
2002         }
2003         return state;
2004 }  /* x87_kill_deads */
2005
2006 /**
2007  * If we have PhiEs with unknown operands then we have to make sure that some
2008  * value is actually put onto the stack.
2009  */
2010 static void fix_unknown_phis(x87_state *state, ir_node *block,
2011                              ir_node *pred_block, int pos)
2012 {
2013         ir_node *node;
2014
2015         sched_foreach(block, node) {
2016                 ir_node               *zero;
2017                 const arch_register_t *reg;
2018                 ia32_x87_attr_t       *attr;
2019
2020                 if(!is_Phi(node))
2021                         break;
2022
2023                 ir_node *op = get_Phi_pred(node, pos);
2024                 if(!is_ia32_Unknown_VFP(op))
2025                         continue;
2026
2027                 reg = arch_get_irn_register(state->sim->arch_env, node);
2028
2029                 /* create a zero at end of pred block */
2030                 zero = new_rd_ia32_fldz(NULL, current_ir_graph, pred_block, mode_E);
2031                 x87_push(state, arch_register_get_index(reg), zero);
2032
2033                 attr = get_ia32_x87_attr(zero);
2034                 attr->x87[2] = &ia32_st_regs[0];
2035
2036                 assert(is_ia32_fldz(zero));
2037                 sched_add_before(sched_last(pred_block), zero);
2038
2039                 set_Phi_pred(node, pos, zero);
2040         }
2041 }
2042
2043 /**
2044  * Run a simulation and fix all virtual instructions for a block.
2045  *
2046  * @param sim          the simulator handle
2047  * @param block        the current block
2048  */
2049 static void x87_simulate_block(x87_simulator *sim, ir_node *block) {
2050         ir_node *n, *next;
2051         blk_state *bl_state = x87_get_bl_state(sim, block);
2052         x87_state *state = bl_state->begin;
2053         const ir_edge_t *edge;
2054         ir_node *start_block;
2055
2056         assert(state != NULL);
2057         /* already processed? */
2058         if (bl_state->end != NULL)
2059                 return;
2060
2061         DB((dbg, LEVEL_1, "Simulate %+F\n", block));
2062         DB((dbg, LEVEL_2, "State at Block begin:\n "));
2063         DEBUG_ONLY(x87_dump_stack(state));
2064
2065         /* at block begin, kill all dead registers */
2066         state = x87_kill_deads(sim, block, state);
2067
2068         /* beware, n might change */
2069         for (n = sched_first(block); !sched_is_end(n); n = next) {
2070                 int node_inserted;
2071                 sim_func func;
2072                 ir_op *op = get_irn_op(n);
2073
2074                 next = sched_next(n);
2075                 if (op->ops.generic == NULL)
2076                         continue;
2077
2078                 func = (sim_func)op->ops.generic;
2079
2080                 /* have work to do */
2081                 if (state == bl_state->begin) {
2082                         /* create a new state, will be changed */
2083                         state = x87_clone_state(sim, state);
2084                 }
2085
2086                 /* simulate it */
2087                 node_inserted = (*func)(state, n);
2088
2089                 /*
2090                         sim_func might have added an additional node after n,
2091                         so update next node
2092                         beware: n must not be changed by sim_func
2093                         (i.e. removed from schedule) in this case
2094                 */
2095                 if (node_inserted != NO_NODE_ADDED)
2096                         next = sched_next(n);
2097         }
2098
2099         start_block = get_irg_start_block(get_irn_irg(block));
2100
2101         /* check if the state must be shuffled */
2102         foreach_block_succ(block, edge) {
2103                 ir_node *succ = get_edge_src_irn(edge);
2104                 blk_state *succ_state;
2105
2106                 if (succ == start_block)
2107                         continue;
2108
2109                 succ_state = x87_get_bl_state(sim, succ);
2110
2111                 fix_unknown_phis(state, succ, block, get_edge_src_pos(edge));
2112
2113                 if (succ_state->begin == NULL) {
2114                         succ_state->begin = state;
2115
2116                         waitq_put(sim->worklist, succ);
2117                 } else {
2118                         /* There is already a begin state for the successor, bad.
2119                            Do the necessary permutations.
2120                            Note that critical edges are removed, so this is always possible:
2121                            If the successor has more than one possible input, then it must
2122                            be the only one.
2123                          */
2124                         x87_shuffle(sim, block, state, succ, succ_state->begin);
2125                 }
2126         }
2127         bl_state->end = state;
2128
2129         DB((dbg, LEVEL_2, "State at Block end:\n ")); DEBUG_ONLY(x87_dump_stack(state));
2130 }  /* x87_simulate_block */
2131
2132 /**
2133  * Create a new x87 simulator.
2134  *
2135  * @param sim       a simulator handle, will be initialized
2136  * @param irg       the current graph
2137  * @param arch_env  the architecture environment
2138  */
2139 static void x87_init_simulator(x87_simulator *sim, ir_graph *irg,
2140                                const arch_env_t *arch_env)
2141 {
2142         obstack_init(&sim->obst);
2143         sim->blk_states = pmap_create();
2144         sim->arch_env   = arch_env;
2145         sim->n_idx      = get_irg_last_idx(irg);
2146         sim->live       = obstack_alloc(&sim->obst, sizeof(*sim->live) * sim->n_idx);
2147
2148         DB((dbg, LEVEL_1, "--------------------------------\n"
2149                 "x87 Simulator started for %+F\n", irg));
2150
2151         /* set the generic function pointer of instruction we must simulate */
2152         clear_irp_opcodes_generic_func();
2153
2154 #define ASSOC(op)       (op_ ## op)->ops.generic = (op_func)(sim_##op)
2155 #define ASSOC_IA32(op)  (op_ia32_v ## op)->ops.generic = (op_func)(sim_##op)
2156 #define ASSOC_BE(op)    (op_be_ ## op)->ops.generic = (op_func)(sim_##op)
2157         ASSOC_IA32(fld);
2158         ASSOC_IA32(fild);
2159         ASSOC_IA32(fld1);
2160         ASSOC_IA32(fldz);
2161         ASSOC_IA32(fadd);
2162         ASSOC_IA32(fsub);
2163         ASSOC_IA32(fmul);
2164         ASSOC_IA32(fdiv);
2165         ASSOC_IA32(fprem);
2166         ASSOC_IA32(fabs);
2167         ASSOC_IA32(fchs);
2168         ASSOC_IA32(fist);
2169         ASSOC_IA32(fst);
2170         ASSOC_IA32(fCondJmp);
2171         ASSOC_BE(Copy);
2172         ASSOC_BE(Call);
2173         ASSOC_BE(Spill);
2174         ASSOC_BE(Reload);
2175         ASSOC_BE(Return);
2176         ASSOC_BE(Perm);
2177         ASSOC_BE(Keep);
2178 #undef ASSOC_BE
2179 #undef ASSOC_IA32
2180 #undef ASSOC
2181 }  /* x87_init_simulator */
2182
2183 /**
2184  * Destroy a x87 simulator.
2185  *
2186  * @param sim  the simulator handle
2187  */
2188 static void x87_destroy_simulator(x87_simulator *sim) {
2189         pmap_destroy(sim->blk_states);
2190         obstack_free(&sim->obst, NULL);
2191         DB((dbg, LEVEL_1, "x87 Simulator stopped\n\n"));
2192 }  /* x87_destroy_simulator */
2193
2194 /**
2195  * Pre-block walker: calculate the liveness information for the block
2196  * and store it into the sim->live cache.
2197  */
2198 static void update_liveness_walker(ir_node *block, void *data) {
2199         x87_simulator *sim = data;
2200         update_liveness(sim, block);
2201 }  /* update_liveness_walker */
2202
2203 /**
2204  * Run a simulation and fix all virtual instructions for a graph.
2205  *
2206  * @param env       the architecture environment
2207  * @param irg       the current graph
2208  *
2209  * Needs a block-schedule.
2210  */
2211 void x87_simulate_graph(const arch_env_t *arch_env, be_irg_t *birg) {
2212         ir_node       *block, *start_block;
2213         blk_state     *bl_state;
2214         x87_simulator sim;
2215         ir_graph      *irg = be_get_birg_irg(birg);
2216
2217         /* create the simulator */
2218         x87_init_simulator(&sim, irg, arch_env);
2219
2220         start_block = get_irg_start_block(irg);
2221         bl_state = x87_get_bl_state(&sim, start_block);
2222
2223         /* start with the empty state */
2224         bl_state->begin = empty;
2225         empty->sim      = &sim;
2226
2227         sim.worklist = new_waitq();
2228         waitq_put(sim.worklist, start_block);
2229
2230         be_assure_liveness(birg);
2231         sim.lv = be_get_birg_liveness(birg);
2232 //      sim.lv = be_liveness(be_get_birg_irg(birg));
2233         be_liveness_assure_sets(sim.lv);
2234
2235         /* Calculate the liveness for all nodes. We must precalculate this info,
2236          * because the simulator adds new nodes (possible before Phi nodes) which
2237          * would let a lazy calculation fail.
2238          * On the other hand we reduce the computation amount due to
2239          * precaching from O(n^2) to O(n) at the expense of O(n) cache memory.
2240          */
2241         irg_block_walk_graph(irg, update_liveness_walker, NULL, &sim);
2242
2243         /* iterate */
2244         do {
2245                 block = waitq_get(sim.worklist);
2246                 x87_simulate_block(&sim, block);
2247         } while (! waitq_empty(sim.worklist));
2248
2249         /* kill it */
2250         del_waitq(sim.worklist);
2251         x87_destroy_simulator(&sim);
2252 }  /* x87_simulate_graph */
2253
2254 void ia32_init_x87(void) {
2255         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.be.ia32.x87");
2256 }  /* ia32_init_x87 */