nsz Git - libfirm/blob - ir/be/ia32/ia32_x87.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 1995-2010 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  */
  26 #include "config.h"
  27
  28 #include <assert.h>
  29
  30 #include "irnode_t.h"
  31 #include "irop_t.h"
  32 #include "irprog.h"
  33 #include "iredges_t.h"
  34 #include "irgmod.h"
  35 #include "ircons.h"
  36 #include "irgwalk.h"
  37 #include "obst.h"
  38 #include "pmap.h"
  39 #include "array_t.h"
  40 #include "pdeq.h"
  41 #include "irprintf.h"
  42 #include "debug.h"
  43 #include "error.h"
  44
  45 #include "belive_t.h"
  46 #include "besched.h"
  47 #include "benode.h"
  48 #include "bearch_ia32_t.h"
  49 #include "ia32_new_nodes.h"
  50 #include "gen_ia32_new_nodes.h"
  51 #include "gen_ia32_regalloc_if.h"
  52 #include "ia32_x87.h"
  53 #include "ia32_architecture.h"
  54
  55 /** the debug handle */
  56 DEBUG_ONLY(static firm_dbg_module_t *dbg = NULL;)
  57
  58 /* Forward declaration. */
  59 typedef struct x87_simulator x87_simulator;
  60
  61 /**
  62  * An exchange template.
  63  * Note that our virtual functions have the same inputs
  64  * and attributes as the real ones, so we can simple exchange
  65  * their opcodes!
  66  * Further, x87 supports inverse instructions, so we can handle them.
  67  */
  68 typedef struct exchange_tmpl {
  69         ir_op *normal_op;       /**< the normal one */
  70         ir_op *reverse_op;      /**< the reverse one if exists */
  71         ir_op *normal_pop_op;   /**< the normal one with tos pop */
  72         ir_op *reverse_pop_op;  /**< the reverse one with tos pop */
  73 } exchange_tmpl;
  74
  75 /**
  76  * An entry on the simulated x87 stack.
  77  */
  78 typedef struct st_entry {
  79         int      reg_idx; /**< the virtual register index of this stack value */
  80         ir_node *node;    /**< the node that produced this value */
  81 } st_entry;
  82
  83 /**
  84  * The x87 state.
  85  */
  86 typedef struct x87_state {
  87         st_entry       st[N_ia32_st_REGS]; /**< the register stack */
  88         int            depth;              /**< the current stack depth */
  89         x87_simulator *sim;                /**< The simulator. */
  90 } x87_state;
  91
  92 /** An empty state, used for blocks without fp instructions. */
  93 static x87_state empty = { { {0, NULL}, }, 0, NULL };
  94
  95 /**
  96  * Return values of the instruction simulator functions.
  97  */
  98 enum {
  99         NO_NODE_ADDED = 0,  /**< No node that needs simulation was added. */
 100         NODE_ADDED    = 1   /**< A node that must be simulated was added by the simulator
 101                                  in the schedule AFTER the current node. */
 102 };
 103
 104 /**
 105  * The type of an instruction simulator function.
 106  *
 107  * @param state  the x87 state
 108  * @param n      the node to be simulated
 109  *
 110  * @return NODE_ADDED    if a node was added AFTER n in schedule that MUST be
 111  *                       simulated further
 112  *         NO_NODE_ADDED otherwise
 113  */
 114 typedef int (*sim_func)(x87_state *state, ir_node *n);
 115
 116 /**
 117  * A block state: Every block has a x87 state at the beginning and at the end.
 118  */
 119 typedef struct blk_state {
 120         x87_state *begin;   /**< state at the begin or NULL if not assigned */
 121         x87_state *end;     /**< state at the end or NULL if not assigned */
 122 } blk_state;
 123
 124 /** liveness bitset for vfp registers. */
 125 typedef unsigned char vfp_liveness;
 126
 127 /**
 128  * The x87 simulator.
 129  */
 130 struct x87_simulator {
 131         struct obstack obst;       /**< An obstack for fast allocating. */
 132         pmap          *blk_states; /**< Map blocks to states. */
 133         be_lv_t       *lv;         /**< intrablock liveness. */
 134         vfp_liveness  *live;       /**< Liveness information. */
 135         unsigned       n_idx;      /**< The cached get_irg_last_idx() result. */
 136         waitq         *worklist;   /**< Worklist of blocks that must be processed. */
 137 };
 138
 139 /**
 140  * Returns the current stack depth.
 141  *
 142  * @param state  the x87 state
 143  *
 144  * @return the x87 stack depth
 145  */
 146 static int x87_get_depth(const x87_state *state)
 147 {
 148         return state->depth;
 149 }
 150
 151 static st_entry *x87_get_entry(x87_state *const state, int const pos)
 152 {
 153         assert(0 <= pos && pos < state->depth);
 154         return &state->st[N_ia32_st_REGS - state->depth + pos];
 155 }
 156
 157 /**
 158  * Return the virtual register index at st(pos).
 159  *
 160  * @param state  the x87 state
 161  * @param pos    a stack position
 162  *
 163  * @return the vfp register index that produced the value at st(pos)
 164  */
 165 static int x87_get_st_reg(const x87_state *state, int pos)
 166 {
 167         return x87_get_entry((x87_state*)state, pos)->reg_idx;
 168 }
 169
 170 #ifdef DEBUG_libfirm
 171 /**
 172  * Dump the stack for debugging.
 173  *
 174  * @param state  the x87 state
 175  */
 176 static void x87_dump_stack(const x87_state *state)
 177 {
 178         for (int i = state->depth; i-- != 0;) {
 179                 st_entry const *const entry = x87_get_entry((x87_state*)state, i);
 180                 DB((dbg, LEVEL_2, "vf%d(%+F) ", entry->reg_idx, entry->node));
 181         }
 182         DB((dbg, LEVEL_2, "<-- TOS\n"));
 183 }
 184 #endif /* DEBUG_libfirm */
 185
 186 /**
 187  * Set a virtual register to st(pos).
 188  *
 189  * @param state    the x87 state
 190  * @param reg_idx  the vfp register index that should be set
 191  * @param node     the IR node that produces the value of the vfp register
 192  * @param pos      the stack position where the new value should be entered
 193  */
 194 static void x87_set_st(x87_state *state, int reg_idx, ir_node *node, int pos)
 195 {
 196         st_entry *const entry = x87_get_entry(state, pos);
 197         entry->reg_idx = reg_idx;
 198         entry->node    = node;
 199
 200         DB((dbg, LEVEL_2, "After SET_REG: "));
 201         DEBUG_ONLY(x87_dump_stack(state);)
 202 }
 203
 204 /**
 205  * Set the tos virtual register.
 206  *
 207  * @param state    the x87 state
 208  * @param reg_idx  the vfp register index that should be set
 209  * @param node     the IR node that produces the value of the vfp register
 210  */
 211 static void x87_set_tos(x87_state *state, int reg_idx, ir_node *node)
 212 {
 213         x87_set_st(state, reg_idx, node, 0);
 214 }
 215
 216 /**
 217  * Swap st(0) with st(pos).
 218  *
 219  * @param state    the x87 state
 220  * @param pos      the stack position to change the tos with
 221  */
 222 static void x87_fxch(x87_state *state, int pos)
 223 {
 224         st_entry *const a = x87_get_entry(state, pos);
 225         st_entry *const b = x87_get_entry(state, 0);
 226         st_entry  const t = *a;
 227         *a = *b;
 228         *b = t;
 229
 230         DB((dbg, LEVEL_2, "After FXCH: "));
 231         DEBUG_ONLY(x87_dump_stack(state);)
 232 }
 233
 234 /**
 235  * Convert a virtual register to the stack index.
 236  *
 237  * @param state    the x87 state
 238  * @param reg_idx  the register vfp index
 239  *
 240  * @return the stack position where the register is stacked
 241  *         or -1 if the virtual register was not found
 242  */
 243 static int x87_on_stack(const x87_state *state, int reg_idx)
 244 {
 245         for (int i = 0; i < state->depth; ++i) {
 246                 if (x87_get_st_reg(state, i) == reg_idx)
 247                         return i;
 248         }
 249         return -1;
 250 }
 251
 252 /**
 253  * Push a virtual Register onto the stack, double pushed allowed.
 254  *
 255  * @param state     the x87 state
 256  * @param reg_idx   the register vfp index
 257  * @param node      the node that produces the value of the vfp register
 258  */
 259 static void x87_push_dbl(x87_state *state, int reg_idx, ir_node *node)
 260 {
 261         assert(state->depth < N_ia32_st_REGS && "stack overrun");
 262
 263         ++state->depth;
 264         st_entry *const entry = x87_get_entry(state, 0);
 265         entry->reg_idx = reg_idx;
 266         entry->node    = node;
 267
 268         DB((dbg, LEVEL_2, "After PUSH: ")); DEBUG_ONLY(x87_dump_stack(state);)
 269 }
 270
 271 /**
 272  * Push a virtual Register onto the stack, double pushes are NOT allowed.
 273  *
 274  * @param state     the x87 state
 275  * @param reg_idx   the register vfp index
 276  * @param node      the node that produces the value of the vfp register
 277  */
 278 static void x87_push(x87_state *state, int reg_idx, ir_node *node)
 279 {
 280         assert(x87_on_stack(state, reg_idx) == -1 && "double push");
 281
 282         x87_push_dbl(state, reg_idx, node);
 283 }
 284
 285 /**
 286  * Pop a virtual Register from the stack.
 287  *
 288  * @param state     the x87 state
 289  */
 290 static void x87_pop(x87_state *state)
 291 {
 292         assert(state->depth > 0 && "stack underrun");
 293
 294         --state->depth;
 295
 296         DB((dbg, LEVEL_2, "After POP: ")); DEBUG_ONLY(x87_dump_stack(state);)
 297 }
 298
 299 /**
 300  * Empty the fpu stack
 301  *
 302  * @param state     the x87 state
 303  */
 304 static void x87_emms(x87_state *state)
 305 {
 306         state->depth = 0;
 307 }
 308
 309 /**
 310  * Returns the block state of a block.
 311  *
 312  * @param sim    the x87 simulator handle
 313  * @param block  the current block
 314  *
 315  * @return the block state
 316  */
 317 static blk_state *x87_get_bl_state(x87_simulator *sim, ir_node *block)
 318 {
 319         blk_state *res = pmap_get(blk_state, sim->blk_states, block);
 320
 321         if (res == NULL) {
 322                 res = OALLOC(&sim->obst, blk_state);
 323                 res->begin = NULL;
 324                 res->end   = NULL;
 325
 326                 pmap_insert(sim->blk_states, block, res);
 327         }
 328
 329         return res;
 330 }
 331
 332 /**
 333  * Clone a x87 state.
 334  *
 335  * @param sim    the x87 simulator handle
 336  * @param src    the x87 state that will be cloned
 337  *
 338  * @return a cloned copy of the src state
 339  */
 340 static x87_state *x87_clone_state(x87_simulator *sim, const x87_state *src)
 341 {
 342         x87_state *const res = OALLOC(&sim->obst, x87_state);
 343         *res = *src;
 344         return res;
 345 }
 346
 347 /**
 348  * Patch a virtual instruction into a x87 one and return
 349  * the node representing the result value.
 350  *
 351  * @param n   the IR node to patch
 352  * @param op  the x87 opcode to patch in
 353  */
 354 static ir_node *x87_patch_insn(ir_node *n, ir_op *op)
 355 {
 356         ir_mode *mode = get_irn_mode(n);
 357         ir_node *res = n;
 358
 359         set_irn_op(n, op);
 360
 361         if (mode == mode_T) {
 362                 /* patch all Proj's */
 363                 foreach_out_edge(n, edge) {
 364                         ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
 365                         if (is_Proj(proj)) {
 366                                 mode = get_irn_mode(proj);
 367                                 if (mode_is_float(mode)) {
 368                                         res = proj;
 369                                         set_irn_mode(proj, ia32_reg_classes[CLASS_ia32_st].mode);
 370                                 }
 371                         }
 372                 }
 373         } else if (mode_is_float(mode))
 374                 set_irn_mode(n, ia32_reg_classes[CLASS_ia32_st].mode);
 375         return res;
 376 }
 377
 378 /**
 379  * Returns the first Proj of a mode_T node having a given mode.
 380  *
 381  * @param n  the mode_T node
 382  * @param m  the desired mode of the Proj
 383  * @return The first Proj of mode @p m found.
 384  */
 385 static ir_node *get_irn_Proj_for_mode(ir_node *n, ir_mode *m)
 386 {
 387         assert(get_irn_mode(n) == mode_T && "Need mode_T node");
 388
 389         foreach_out_edge(n, edge) {
 390                 ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
 391                 if (get_irn_mode(proj) == m)
 392                         return proj;
 393         }
 394
 395         panic("Proj not found");
 396 }
 397
 398 /**
 399  * Wrap the arch_* function here so we can check for errors.
 400  */
 401 static inline const arch_register_t *x87_get_irn_register(const ir_node *irn)
 402 {
 403         const arch_register_t *res = arch_get_irn_register(irn);
 404
 405         assert(res->reg_class == &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_vfp]);
 406         return res;
 407 }
 408
 409 static inline const arch_register_t *x87_irn_get_register(const ir_node *irn,
 410                                                           int pos)
 411 {
 412         const arch_register_t *res = arch_get_irn_register_out(irn, pos);
 413
 414         assert(res->reg_class == &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_vfp]);
 415         return res;
 416 }
 417
 418 static inline const arch_register_t *get_st_reg(int index)
 419 {
 420         return &ia32_registers[REG_ST0 + index];
 421 }
 422
 423 /**
 424  * Create a fxch node before another node.
 425  *
 426  * @param state   the x87 state
 427  * @param n       the node after the fxch
 428  * @param pos     exchange st(pos) with st(0)
 429  *
 430  * @return the fxch
 431  */
 432 static ir_node *x87_create_fxch(x87_state *state, ir_node *n, int pos)
 433 {
 434         x87_fxch(state, pos);
 435
 436         ir_node         *const block = get_nodes_block(n);
 437         ir_node         *const fxch  = new_bd_ia32_fxch(NULL, block);
 438         ia32_x87_attr_t *const attr  = get_ia32_x87_attr(fxch);
 439         attr->x87[0] = get_st_reg(pos);
 440         attr->x87[2] = get_st_reg(0);
 441
 442         keep_alive(fxch);
 443
 444         sched_add_before(n, fxch);
 445         DB((dbg, LEVEL_1, "<<< %s %s, %s\n", get_irn_opname(fxch), attr->x87[0]->name, attr->x87[2]->name));
 446         return fxch;
 447 }
 448
 449 /* -------------- x87 perm --------------- */
 450
 451 /**
 452  * Calculate the necessary permutations to reach dst_state.
 453  *
 454  * These permutations are done with fxch instructions and placed
 455  * at the end of the block.
 456  *
 457  * Note that critical edges are removed here, so we need only
 458  * a shuffle if the current block has only one successor.
 459  *
 460  * @param block      the current block
 461  * @param state      the current x87 stack state, might be modified
 462  * @param dst_state  destination state
 463  *
 464  * @return state
 465  */
 466 static x87_state *x87_shuffle(ir_node *block, x87_state *state, const x87_state *dst_state)
 467 {
 468         int      i, n_cycles, k, ri;
 469         unsigned cycles[4], all_mask;
 470         char     cycle_idx[4][8];
 471
 472         assert(state->depth == dst_state->depth);
 473
 474         /* Some mathematics here:
 475          * If we have a cycle of length n that includes the tos,
 476          * we need n-1 exchange operations.
 477          * We can always add the tos and restore it, so we need
 478          * n+1 exchange operations for a cycle not containing the tos.
 479          * So, the maximum of needed operations is for a cycle of 7
 480          * not including the tos == 8.
 481          * This is the same number of ops we would need for using stores,
 482          * so exchange is cheaper (we save the loads).
 483          * On the other hand, we might need an additional exchange
 484          * in the next block to bring one operand on top, so the
 485          * number of ops in the first case is identical.
 486          * Further, no more than 4 cycles can exists (4 x 2). */
 487         all_mask = (1 << (state->depth)) - 1;
 488
 489         for (n_cycles = 0; all_mask; ++n_cycles) {
 490                 int src_idx, dst_idx;
 491
 492                 /* find the first free slot */
 493                 for (i = 0; i < state->depth; ++i) {
 494                         if (all_mask & (1 << i)) {
 495                                 all_mask &= ~(1 << i);
 496
 497                                 /* check if there are differences here */
 498                                 if (x87_get_st_reg(state, i) != x87_get_st_reg(dst_state, i))
 499                                         break;
 500                         }
 501                 }
 502
 503                 if (! all_mask) {
 504                         /* no more cycles found */
 505                         break;
 506                 }
 507
 508                 k = 0;
 509                 cycles[n_cycles] = (1 << i);
 510                 cycle_idx[n_cycles][k++] = i;
 511                 for (src_idx = i; ; src_idx = dst_idx) {
 512                         dst_idx = x87_on_stack(dst_state, x87_get_st_reg(state, src_idx));
 513
 514                         if ((all_mask & (1 << dst_idx)) == 0)
 515                                 break;
 516
 517                         cycle_idx[n_cycles][k++] = dst_idx;
 518                         cycles[n_cycles] |=  (1 << dst_idx);
 519                         all_mask       &= ~(1 << dst_idx);
 520                 }
 521                 cycle_idx[n_cycles][k] = -1;
 522         }
 523
 524         if (n_cycles <= 0) {
 525                 /* no permutation needed */
 526                 return state;
 527         }
 528
 529         /* Hmm: permutation needed */
 530         DB((dbg, LEVEL_2, "\n%+F needs permutation: from\n", block));
 531         DEBUG_ONLY(x87_dump_stack(state);)
 532         DB((dbg, LEVEL_2, "                  to\n"));
 533         DEBUG_ONLY(x87_dump_stack(dst_state);)
 534
 535
 536 #ifdef DEBUG_libfirm
 537         DB((dbg, LEVEL_2, "Need %d cycles\n", n_cycles));
 538         for (ri = 0; ri < n_cycles; ++ri) {
 539                 DB((dbg, LEVEL_2, " Ring %d:\n ", ri));
 540                 for (k = 0; cycle_idx[ri][k] != -1; ++k)
 541                         DB((dbg, LEVEL_2, " st%d ->", cycle_idx[ri][k]));
 542                 DB((dbg, LEVEL_2, "\n"));
 543         }
 544 #endif
 545
 546         /*
 547          * Find the place node must be insert.
 548          * We have only one successor block, so the last instruction should
 549          * be a jump.
 550          */
 551         ir_node *const before = sched_last(block);
 552         assert(is_cfop(before));
 553
 554         /* now do the permutations */
 555         for (ri = 0; ri < n_cycles; ++ri) {
 556                 if ((cycles[ri] & 1) == 0) {
 557                         /* this cycle does not include the tos */
 558                         x87_create_fxch(state, before, cycle_idx[ri][0]);
 559                 }
 560                 for (k = 1; cycle_idx[ri][k] != -1; ++k) {
 561                         x87_create_fxch(state, before, cycle_idx[ri][k]);
 562                 }
 563                 if ((cycles[ri] & 1) == 0) {
 564                         /* this cycle does not include the tos */
 565                         x87_create_fxch(state, before, cycle_idx[ri][0]);
 566                 }
 567         }
 568         return state;
 569 }
 570
 571 /**
 572  * Create a fpush before node n.
 573  *
 574  * @param state     the x87 state
 575  * @param n         the node after the fpush
 576  * @param pos       push st(pos) on stack
 577  * @param val       the value to push
 578  */
 579 static void x87_create_fpush(x87_state *state, ir_node *n, int pos, ir_node *const val)
 580 {
 581         arch_register_t const *const out = x87_get_irn_register(val);
 582         x87_push_dbl(state, arch_register_get_index(out), val);
 583
 584         ir_node         *const fpush = new_bd_ia32_fpush(NULL, get_nodes_block(n));
 585         ia32_x87_attr_t *const attr  = get_ia32_x87_attr(fpush);
 586         attr->x87[0] = get_st_reg(pos);
 587         attr->x87[2] = get_st_reg(0);
 588
 589         keep_alive(fpush);
 590         sched_add_before(n, fpush);
 591
 592         DB((dbg, LEVEL_1, "<<< %s %s, %s\n", get_irn_opname(fpush), attr->x87[0]->name, attr->x87[2]->name));
 593 }
 594
 595 /**
 596  * Create a fpop before node n.
 597  *
 598  * @param state   the x87 state
 599  * @param n       the node after the fpop
 600  * @param num     pop 1 or 2 values
 601  *
 602  * @return the fpop node
 603  */
 604 static ir_node *x87_create_fpop(x87_state *state, ir_node *n, int num)
 605 {
 606         ir_node         *fpop = NULL;
 607         ia32_x87_attr_t *attr;
 608
 609         assert(num > 0);
 610         do {
 611                 x87_pop(state);
 612                 if (ia32_cg_config.use_ffreep)
 613                         fpop = new_bd_ia32_ffreep(NULL, get_nodes_block(n));
 614                 else
 615                         fpop = new_bd_ia32_fpop(NULL, get_nodes_block(n));
 616                 attr = get_ia32_x87_attr(fpop);
 617                 attr->x87[0] = get_st_reg(0);
 618                 attr->x87[1] = get_st_reg(0);
 619                 attr->x87[2] = get_st_reg(0);
 620
 621                 keep_alive(fpop);
 622                 sched_add_before(n, fpop);
 623                 DB((dbg, LEVEL_1, "<<< %s %s\n", get_irn_opname(fpop), attr->x87[0]->name));
 624         } while (--num > 0);
 625         return fpop;
 626 }
 627
 628 /* --------------------------------- liveness ------------------------------------------ */
 629
 630 /**
 631  * The liveness transfer function.
 632  * Updates a live set over a single step from a given node to its predecessor.
 633  * Everything defined at the node is removed from the set, the uses of the node get inserted.
 634  *
 635  * @param irn      The node at which liveness should be computed.
 636  * @param live     The bitset of registers live before @p irn. This set gets modified by updating it to
 637  *                 the registers live after irn.
 638  *
 639  * @return The live bitset.
 640  */
 641 static vfp_liveness vfp_liveness_transfer(ir_node *irn, vfp_liveness live)
 642 {
 643         int i, n;
 644         const arch_register_class_t *cls = &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_vfp];
 645
 646         if (get_irn_mode(irn) == mode_T) {
 647                 foreach_out_edge(irn, edge) {
 648                         ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
 649
 650                         if (arch_irn_consider_in_reg_alloc(cls, proj)) {
 651                                 const arch_register_t *reg = x87_get_irn_register(proj);
 652                                 live &= ~(1 << arch_register_get_index(reg));
 653                         }
 654                 }
 655         } else if (arch_irn_consider_in_reg_alloc(cls, irn)) {
 656                 const arch_register_t *reg = x87_get_irn_register(irn);
 657                 live &= ~(1 << arch_register_get_index(reg));
 658         }
 659
 660         for (i = 0, n = get_irn_arity(irn); i < n; ++i) {
 661                 ir_node *op = get_irn_n(irn, i);
 662
 663                 if (mode_is_float(get_irn_mode(op)) &&
 664                                 arch_irn_consider_in_reg_alloc(cls, op)) {
 665                         const arch_register_t *reg = x87_get_irn_register(op);
 666                         live |= 1 << arch_register_get_index(reg);
 667                 }
 668         }
 669         return live;
 670 }
 671
 672 /**
 673  * Put all live virtual registers at the end of a block into a bitset.
 674  *
 675  * @param sim      the simulator handle
 676  * @param bl       the block
 677  *
 678  * @return The live bitset at the end of this block
 679  */
 680 static vfp_liveness vfp_liveness_end_of_block(x87_simulator *sim, const ir_node *block)
 681 {
 682         vfp_liveness live = 0;
 683         const arch_register_class_t *cls = &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_vfp];
 684         const be_lv_t *lv = sim->lv;
 685
 686         be_lv_foreach(lv, block, be_lv_state_end, node) {
 687                 const arch_register_t *reg;
 688                 if (!arch_irn_consider_in_reg_alloc(cls, node))
 689                         continue;
 690
 691                 reg = x87_get_irn_register(node);
 692                 live |= 1 << arch_register_get_index(reg);
 693         }
 694
 695         return live;
 696 }
 697
 698 /** get the register mask from an arch_register */
 699 #define REGMASK(reg)    (1 << (arch_register_get_index(reg)))
 700
 701 /**
 702  * Return a bitset of argument registers which are live at the end of a node.
 703  *
 704  * @param sim    the simulator handle
 705  * @param pos    the node
 706  * @param kill   kill mask for the output registers
 707  *
 708  * @return The live bitset.
 709  */
 710 static unsigned vfp_live_args_after(x87_simulator *sim, const ir_node *pos, unsigned kill)
 711 {
 712         unsigned idx = get_irn_idx(pos);
 713
 714         assert(idx < sim->n_idx);
 715         return sim->live[idx] & ~kill;
 716 }
 717
 718 /**
 719  * Calculate the liveness for a whole block and cache it.
 720  *
 721  * @param sim   the simulator handle
 722  * @param block the block
 723  */
 724 static void update_liveness(x87_simulator *sim, ir_node *block)
 725 {
 726         vfp_liveness live = vfp_liveness_end_of_block(sim, block);
 727         unsigned idx;
 728
 729         /* now iterate through the block backward and cache the results */
 730         sched_foreach_reverse(block, irn) {
 731                 /* stop at the first Phi: this produces the live-in */
 732                 if (is_Phi(irn))
 733                         break;
 734
 735                 idx = get_irn_idx(irn);
 736                 sim->live[idx] = live;
 737
 738                 live = vfp_liveness_transfer(irn, live);
 739         }
 740         idx = get_irn_idx(block);
 741         sim->live[idx] = live;
 742 }
 743
 744 /**
 745  * Returns true if a register is live in a set.
 746  *
 747  * @param reg_idx  the vfp register index
 748  * @param live     a live bitset
 749  */
 750 #define is_vfp_live(reg_idx, live) ((live) & (1 << (reg_idx)))
 751
 752 #ifdef DEBUG_libfirm
 753 /**
 754  * Dump liveness info.
 755  *
 756  * @param live  the live bitset
 757  */
 758 static void vfp_dump_live(vfp_liveness live)
 759 {
 760         int i;
 761
 762         DB((dbg, LEVEL_2, "Live after: "));
 763         for (i = 0; i < 8; ++i) {
 764                 if (live & (1 << i)) {
 765                         DB((dbg, LEVEL_2, "vf%d ", i));
 766                 }
 767         }
 768         DB((dbg, LEVEL_2, "\n"));
 769 }
 770 #endif /* DEBUG_libfirm */
 771
 772 /* --------------------------------- simulators ---------------------------------------- */
 773
 774 /**
 775  * Simulate a virtual binop.
 776  *
 777  * @param state  the x87 state
 778  * @param n      the node that should be simulated (and patched)
 779  * @param tmpl   the template containing the 4 possible x87 opcodes
 780  *
 781  * @return NO_NODE_ADDED
 782  */
 783 static int sim_binop(x87_state *state, ir_node *n, const exchange_tmpl *tmpl)
 784 {
 785         int op2_idx = 0, op1_idx;
 786         int out_idx, do_pop = 0;
 787         ia32_x87_attr_t *attr;
 788         int permuted;
 789         ir_node *patched_insn;
 790         ir_op *dst;
 791         x87_simulator         *sim     = state->sim;
 792         ir_node               *op1     = get_irn_n(n, n_ia32_binary_left);
 793         ir_node               *op2     = get_irn_n(n, n_ia32_binary_right);
 794         const arch_register_t *op1_reg = x87_get_irn_register(op1);
 795         const arch_register_t *op2_reg = x87_get_irn_register(op2);
 796         const arch_register_t *out     = x87_irn_get_register(n, pn_ia32_res);
 797         int reg_index_1                = arch_register_get_index(op1_reg);
 798         int reg_index_2                = arch_register_get_index(op2_reg);
 799         vfp_liveness           live    = vfp_live_args_after(sim, n, REGMASK(out));
 800         int                    op1_live_after;
 801         int                    op2_live_after;
 802
 803         DB((dbg, LEVEL_1, ">>> %+F %s, %s -> %s\n", n,
 804                 arch_register_get_name(op1_reg), arch_register_get_name(op2_reg),
 805                 arch_register_get_name(out)));
 806         DEBUG_ONLY(vfp_dump_live(live);)
 807         DB((dbg, LEVEL_1, "Stack before: "));
 808         DEBUG_ONLY(x87_dump_stack(state);)
 809
 810         op1_idx = x87_on_stack(state, reg_index_1);
 811         assert(op1_idx >= 0);
 812         op1_live_after = is_vfp_live(reg_index_1, live);
 813
 814         attr     = get_ia32_x87_attr(n);
 815         permuted = attr->attr.data.ins_permuted;
 816
 817         if (reg_index_2 != REG_VFP_VFP_NOREG) {
 818                 assert(!permuted);
 819
 820                 /* second operand is a vfp register */
 821                 op2_idx = x87_on_stack(state, reg_index_2);
 822                 assert(op2_idx >= 0);
 823                 op2_live_after = is_vfp_live(reg_index_2, live);
 824
 825                 if (op2_live_after) {
 826                         /* Second operand is live. */
 827
 828                         if (op1_live_after) {
 829                                 /* Both operands are live: push the first one.
 830                                    This works even for op1 == op2. */
 831                                 x87_create_fpush(state, n, op1_idx, op2);
 832                                 /* now do fxxx (tos=tos X op) */
 833                                 op1_idx = 0;
 834                                 op2_idx += 1;
 835                                 out_idx = 0;
 836                                 dst = tmpl->normal_op;
 837                         } else {
 838                                 /* Second live, first operand is dead here, bring it to tos. */
 839                                 if (op1_idx != 0) {
 840                                         x87_create_fxch(state, n, op1_idx);
 841                                         if (op2_idx == 0)
 842                                                 op2_idx = op1_idx;
 843                                         op1_idx = 0;
 844                                 }
 845                                 /* now do fxxx (tos=tos X op) */
 846                                 out_idx = 0;
 847                                 dst = tmpl->normal_op;
 848                         }
 849                 } else {
 850                         /* Second operand is dead. */
 851                         if (op1_live_after) {
 852                                 /* First operand is live: bring second to tos. */
 853                                 if (op2_idx != 0) {
 854                                         x87_create_fxch(state, n, op2_idx);
 855                                         if (op1_idx == 0)
 856                                                 op1_idx = op2_idx;
 857                                         op2_idx = 0;
 858                                 }
 859                                 /* now do fxxxr (tos = op X tos) */
 860                                 out_idx = 0;
 861                                 dst = tmpl->reverse_op;
 862                         } else {
 863                                 /* Both operands are dead here, pop them from the stack. */
 864                                 if (op2_idx == 0) {
 865                                         if (op1_idx == 0) {
 866                                                 /* Both are identically and on tos, no pop needed. */
 867                                                 /* here fxxx (tos = tos X tos) */
 868                                                 dst = tmpl->normal_op;
 869                                                 out_idx = 0;
 870                                         } else {
 871                                                 /* now do fxxxp (op = op X tos, pop) */
 872                                                 dst = tmpl->normal_pop_op;
 873                                                 do_pop = 1;
 874                                                 out_idx = op1_idx;
 875                                         }
 876                                 } else if (op1_idx == 0) {
 877                                         assert(op1_idx != op2_idx);
 878                                         /* now do fxxxrp (op = tos X op, pop) */
 879                                         dst = tmpl->reverse_pop_op;
 880                                         do_pop = 1;
 881                                         out_idx = op2_idx;
 882                                 } else {
 883                                         /* Bring the second on top. */
 884                                         x87_create_fxch(state, n, op2_idx);
 885                                         if (op1_idx == op2_idx) {
 886                                                 /* Both are identically and on tos now, no pop needed. */
 887                                                 op1_idx = 0;
 888                                                 op2_idx = 0;
 889                                                 /* use fxxx (tos = tos X tos) */
 890                                                 dst = tmpl->normal_op;
 891                                                 out_idx = 0;
 892                                         } else {
 893                                                 /* op2 is on tos now */
 894                                                 op2_idx = 0;
 895                                                 /* use fxxxp (op = op X tos, pop) */
 896                                                 dst = tmpl->normal_pop_op;
 897                                                 out_idx = op1_idx;
 898                                                 do_pop = 1;
 899                                         }
 900                                 }
 901                         }
 902                 }
 903         } else {
 904                 /* second operand is an address mode */
 905                 if (op1_live_after) {
 906                         /* first operand is live: push it here */
 907                         x87_create_fpush(state, n, op1_idx, op1);
 908                         op1_idx = 0;
 909                 } else {
 910                         /* first operand is dead: bring it to tos */
 911                         if (op1_idx != 0) {
 912                                 x87_create_fxch(state, n, op1_idx);
 913                                 op1_idx = 0;
 914                         }
 915                 }
 916
 917                 /* use fxxx (tos = tos X mem) */
 918                 dst = permuted ? tmpl->reverse_op : tmpl->normal_op;
 919                 out_idx = 0;
 920         }
 921
 922         patched_insn = x87_patch_insn(n, dst);
 923         x87_set_st(state, arch_register_get_index(out), patched_insn, out_idx);
 924         if (do_pop) {
 925                 x87_pop(state);
 926         }
 927
 928         /* patch the operation */
 929         attr->x87[0] = op1_reg = get_st_reg(op1_idx);
 930         if (reg_index_2 != REG_VFP_VFP_NOREG) {
 931                 attr->x87[1] = op2_reg = get_st_reg(op2_idx);
 932         }
 933         attr->x87[2] = out = get_st_reg(out_idx);
 934
 935         if (reg_index_2 != REG_VFP_VFP_NOREG) {
 936                 DB((dbg, LEVEL_1, "<<< %s %s, %s -> %s\n", get_irn_opname(n),
 937                         arch_register_get_name(op1_reg), arch_register_get_name(op2_reg),
 938                         arch_register_get_name(out)));
 939         } else {
 940                 DB((dbg, LEVEL_1, "<<< %s %s, [AM] -> %s\n", get_irn_opname(n),
 941                         arch_register_get_name(op1_reg),
 942                         arch_register_get_name(out)));
 943         }
 944
 945         return NO_NODE_ADDED;
 946 }
 947
 948 /**
 949  * Simulate a virtual Unop.
 950  *
 951  * @param state  the x87 state
 952  * @param n      the node that should be simulated (and patched)
 953  * @param op     the x87 opcode that will replace n's opcode
 954  *
 955  * @return NO_NODE_ADDED
 956  */
 957 static int sim_unop(x87_state *state, ir_node *n, ir_op *op)
 958 {
 959         arch_register_t const *const out  = x87_get_irn_register(n);
 960         unsigned               const live = vfp_live_args_after(state->sim, n, REGMASK(out));
 961         DB((dbg, LEVEL_1, ">>> %+F -> %s\n", n, out->name));
 962         DEBUG_ONLY(vfp_dump_live(live);)
 963
 964         ir_node               *const op1         = get_irn_n(n, 0);
 965         arch_register_t const *const op1_reg     = x87_get_irn_register(op1);
 966         int                    const op1_reg_idx = arch_register_get_index(op1_reg);
 967         int                    const op1_idx     = x87_on_stack(state, op1_reg_idx);
 968         if (is_vfp_live(op1_reg_idx, live)) {
 969                 /* push the operand here */
 970                 x87_create_fpush(state, n, op1_idx, op1);
 971         } else {
 972                 /* operand is dead, bring it to tos */
 973                 if (op1_idx != 0) {
 974                         x87_create_fxch(state, n, op1_idx);
 975                 }
 976         }
 977
 978         x87_set_tos(state, arch_register_get_index(out), x87_patch_insn(n, op));
 979         ia32_x87_attr_t *const attr = get_ia32_x87_attr(n);
 980         attr->x87[2] = attr->x87[0] = get_st_reg(0);
 981         DB((dbg, LEVEL_1, "<<< %s -> %s\n", get_irn_opname(n), attr->x87[2]->name));
 982
 983         return NO_NODE_ADDED;
 984 }
 985
 986 /**
 987  * Simulate a virtual Load instruction.
 988  *
 989  * @param state  the x87 state
 990  * @param n      the node that should be simulated (and patched)
 991  * @param op     the x87 opcode that will replace n's opcode
 992  *
 993  * @return NO_NODE_ADDED
 994  */
 995 static int sim_load(x87_state *state, ir_node *n, ir_op *op, int res_pos)
 996 {
 997         const arch_register_t *out = x87_irn_get_register(n, res_pos);
 998         ia32_x87_attr_t *attr;
 999
1000         DB((dbg, LEVEL_1, ">>> %+F -> %s\n", n, arch_register_get_name(out)));
1001         x87_push(state, arch_register_get_index(out), x87_patch_insn(n, op));
1002         assert(out == x87_irn_get_register(n, res_pos));
1003         attr = get_ia32_x87_attr(n);
1004         attr->x87[2] = out = get_st_reg(0);
1005         DB((dbg, LEVEL_1, "<<< %s -> %s\n", get_irn_opname(n), arch_register_get_name(out)));
1006
1007         return NO_NODE_ADDED;
1008 }
1009
1010 /**
1011  * Rewire all users of @p old_val to @new_val iff they are scheduled after @p store.
1012  *
1013  * @param store   The store
1014  * @param old_val The former value
1015  * @param new_val The new value
1016  */
1017 static void collect_and_rewire_users(ir_node *store, ir_node *old_val, ir_node *new_val)
1018 {
1019         foreach_out_edge_safe(old_val, edge) {
1020                 ir_node *user = get_edge_src_irn(edge);
1021                 /* if the user is scheduled after the store: rewire */
1022                 if (sched_is_scheduled(user) && sched_comes_after(store, user)) {
1023                         set_irn_n(user, get_edge_src_pos(edge), new_val);
1024                 }
1025         }
1026 }
1027
1028 /**
1029  * Simulate a virtual Store.
1030  *
1031  * @param state  the x87 state
1032  * @param n      the node that should be simulated (and patched)
1033  * @param op     the x87 store opcode
1034  * @param op_p   the x87 store and pop opcode
1035  */
1036 static int sim_store(x87_state *state, ir_node *n, ir_op *op, ir_op *op_p)
1037 {
1038         ir_node               *const val = get_irn_n(n, n_ia32_vfst_val);
1039         arch_register_t const *const op2 = x87_get_irn_register(val);
1040         DB((dbg, LEVEL_1, ">>> %+F %s ->\n", n, arch_register_get_name(op2)));
1041
1042         int            insn            = NO_NODE_ADDED;
1043         int      const op2_reg_idx     = arch_register_get_index(op2);
1044         int      const op2_idx         = x87_on_stack(state, op2_reg_idx);
1045         unsigned const live            = vfp_live_args_after(state->sim, n, 0);
1046         int      const live_after_node = is_vfp_live(op2_reg_idx, live);
1047         assert(op2_idx >= 0);
1048         if (live_after_node) {
1049                 /* Problem: fst doesn't support 80bit modes (spills), only fstp does
1050                  *          fist doesn't support 64bit mode, only fistp
1051                  * Solution:
1052                  *   - stack not full: push value and fstp
1053                  *   - stack full: fstp value and load again
1054                  * Note that we cannot test on mode_E, because floats might be 80bit ... */
1055                 ir_mode *const mode = get_ia32_ls_mode(n);
1056                 if (get_mode_size_bits(mode) > (mode_is_int(mode) ? 32 : 64)) {
1057                         if (x87_get_depth(state) < N_ia32_st_REGS) {
1058                                 /* ok, we have a free register: push + fstp */
1059                                 x87_create_fpush(state, n, op2_idx, val);
1060                                 x87_pop(state);
1061                                 x87_patch_insn(n, op_p);
1062                         } else {
1063                                 /* stack full here: need fstp + load */
1064                                 x87_pop(state);
1065                                 x87_patch_insn(n, op_p);
1066
1067                                 ir_node  *const block = get_nodes_block(n);
1068                                 ir_graph *const irg   = get_irn_irg(n);
1069                                 ir_node  *const nomem = get_irg_no_mem(irg);
1070                                 ir_node  *const vfld  = new_bd_ia32_vfld(NULL, block, get_irn_n(n, 0), get_irn_n(n, 1), nomem, mode);
1071
1072                                 /* copy all attributes */
1073                                 set_ia32_frame_ent(vfld, get_ia32_frame_ent(n));
1074                                 if (is_ia32_use_frame(n))
1075                                         set_ia32_use_frame(vfld);
1076                                 set_ia32_op_type(vfld, ia32_AddrModeS);
1077                                 add_ia32_am_offs_int(vfld, get_ia32_am_offs_int(n));
1078                                 set_ia32_am_sc(vfld, get_ia32_am_sc(n));
1079                                 set_ia32_ls_mode(vfld, mode);
1080
1081                                 ir_node *const rproj = new_r_Proj(vfld, mode, pn_ia32_vfld_res);
1082                                 ir_node *const mproj = new_r_Proj(vfld, mode_M, pn_ia32_vfld_M);
1083                                 ir_node *const mem   = get_irn_Proj_for_mode(n, mode_M);
1084
1085                                 arch_set_irn_register(rproj, op2);
1086
1087                                 /* reroute all former users of the store memory to the load memory */
1088                                 edges_reroute(mem, mproj);
1089                                 /* set the memory input of the load to the store memory */
1090                                 set_irn_n(vfld, n_ia32_vfld_mem, mem);
1091
1092                                 sched_add_after(n, vfld);
1093                                 sched_add_after(vfld, rproj);
1094
1095                                 /* rewire all users, scheduled after the store, to the loaded value */
1096                                 collect_and_rewire_users(n, val, rproj);
1097
1098                                 insn = NODE_ADDED;
1099                         }
1100                 } else {
1101                         /* we can only store the tos to memory */
1102                         if (op2_idx != 0)
1103                                 x87_create_fxch(state, n, op2_idx);
1104
1105                         /* mode size 64 or smaller -> use normal fst */
1106                         x87_patch_insn(n, op);
1107                 }
1108         } else {
1109                 /* we can only store the tos to memory */
1110                 if (op2_idx != 0)
1111                         x87_create_fxch(state, n, op2_idx);
1112
1113                 x87_pop(state);
1114                 x87_patch_insn(n, op_p);
1115         }
1116
1117         ia32_x87_attr_t *const attr = get_ia32_x87_attr(n);
1118         attr->x87[1] = get_st_reg(0);
1119         DB((dbg, LEVEL_1, "<<< %s %s ->\n", get_irn_opname(n), arch_register_get_name(attr->x87[1])));
1120
1121         return insn;
1122 }
1123
1124 #define _GEN_BINOP(op, rev) \
1125 static int sim_##op(x87_state *state, ir_node *n) { \
1126         exchange_tmpl tmpl = { op_ia32_##op, op_ia32_##rev, op_ia32_##op##p, op_ia32_##rev##p }; \
1127         return sim_binop(state, n, &tmpl); \
1128 }
1129
1130 #define GEN_BINOP(op)   _GEN_BINOP(op, op)
1131 #define GEN_BINOPR(op)  _GEN_BINOP(op, op##r)
1132
1133 #define GEN_LOAD(op)                                              \
1134 static int sim_##op(x87_state *state, ir_node *n) {               \
1135         return sim_load(state, n, op_ia32_##op, pn_ia32_v##op##_res); \
1136 }
1137
1138 #define GEN_UNOP(op) \
1139 static int sim_##op(x87_state *state, ir_node *n) { \
1140         return sim_unop(state, n, op_ia32_##op); \
1141 }
1142
1143 #define GEN_STORE(op) \
1144 static int sim_##op(x87_state *state, ir_node *n) { \
1145         return sim_store(state, n, op_ia32_##op, op_ia32_##op##p); \
1146 }
1147
1148 /* all stubs */
1149 GEN_BINOP(fadd)
1150 GEN_BINOPR(fsub)
1151 GEN_BINOP(fmul)
1152 GEN_BINOPR(fdiv)
1153 GEN_BINOP(fprem)
1154
1155 GEN_UNOP(fabs)
1156 GEN_UNOP(fchs)
1157
1158 GEN_LOAD(fld)
1159 GEN_LOAD(fild)
1160 GEN_LOAD(fldz)
1161 GEN_LOAD(fld1)
1162
1163 GEN_STORE(fst)
1164 GEN_STORE(fist)
1165
1166 /**
1167  * Simulate a virtual fisttp.
1168  *
1169  * @param state  the x87 state
1170  * @param n      the node that should be simulated (and patched)
1171  *
1172  * @return NO_NODE_ADDED
1173  */
1174 static int sim_fisttp(x87_state *state, ir_node *n)
1175 {
1176         ir_node               *val = get_irn_n(n, n_ia32_vfst_val);
1177         const arch_register_t *op2 = x87_get_irn_register(val);
1178         ia32_x87_attr_t *attr;
1179         int op2_reg_idx, op2_idx;
1180
1181         op2_reg_idx = arch_register_get_index(op2);
1182         op2_idx     = x87_on_stack(state, op2_reg_idx);
1183         DB((dbg, LEVEL_1, ">>> %+F %s ->\n", n, arch_register_get_name(op2)));
1184         assert(op2_idx >= 0);
1185
1186         /* Note: although the value is still live here, it is destroyed because
1187            of the pop. The register allocator is aware of that and introduced a copy
1188            if the value must be alive. */
1189
1190         /* we can only store the tos to memory */
1191         if (op2_idx != 0)
1192                 x87_create_fxch(state, n, op2_idx);
1193
1194         x87_pop(state);
1195         x87_patch_insn(n, op_ia32_fisttp);
1196
1197         attr = get_ia32_x87_attr(n);
1198         attr->x87[1] = op2 = get_st_reg(0);
1199         DB((dbg, LEVEL_1, "<<< %s %s ->\n", get_irn_opname(n), arch_register_get_name(op2)));
1200
1201         return NO_NODE_ADDED;
1202 }
1203
1204 /**
1205  * Simulate a virtual FtstFnstsw.
1206  *
1207  * @param state  the x87 state
1208  * @param n      the node that should be simulated (and patched)
1209  *
1210  * @return NO_NODE_ADDED
1211  */
1212 static int sim_FtstFnstsw(x87_state *state, ir_node *n)
1213 {
1214         x87_simulator         *sim         = state->sim;
1215         ia32_x87_attr_t       *attr        = get_ia32_x87_attr(n);
1216         ir_node               *op1_node    = get_irn_n(n, n_ia32_vFtstFnstsw_left);
1217         const arch_register_t *reg1        = x87_get_irn_register(op1_node);
1218         int                    reg_index_1 = arch_register_get_index(reg1);
1219         int                    op1_idx     = x87_on_stack(state, reg_index_1);
1220         unsigned               live        = vfp_live_args_after(sim, n, 0);
1221
1222         DB((dbg, LEVEL_1, ">>> %+F %s\n", n, arch_register_get_name(reg1)));
1223         DEBUG_ONLY(vfp_dump_live(live);)
1224         DB((dbg, LEVEL_1, "Stack before: "));
1225         DEBUG_ONLY(x87_dump_stack(state);)
1226         assert(op1_idx >= 0);
1227
1228         if (op1_idx != 0) {
1229                 /* bring the value to tos */
1230                 x87_create_fxch(state, n, op1_idx);
1231                 op1_idx = 0;
1232         }
1233
1234         /* patch the operation */
1235         x87_patch_insn(n, op_ia32_FtstFnstsw);
1236         reg1 = get_st_reg(op1_idx);
1237         attr->x87[0] = reg1;
1238         attr->x87[1] = NULL;
1239         attr->x87[2] = NULL;
1240
1241         if (!is_vfp_live(reg_index_1, live))
1242                 x87_create_fpop(state, sched_next(n), 1);
1243
1244         return NO_NODE_ADDED;
1245 }
1246
1247 /**
1248  * Simulate a Fucom
1249  *
1250  * @param state  the x87 state
1251  * @param n      the node that should be simulated (and patched)
1252  *
1253  * @return NO_NODE_ADDED
1254  */
1255 static int sim_Fucom(x87_state *state, ir_node *n)
1256 {
1257         int op1_idx;
1258         int op2_idx = -1;
1259         ia32_x87_attr_t *attr = get_ia32_x87_attr(n);
1260         ir_op *dst;
1261         x87_simulator         *sim        = state->sim;
1262         ir_node               *op1_node   = get_irn_n(n, n_ia32_vFucomFnstsw_left);
1263         ir_node               *op2_node   = get_irn_n(n, n_ia32_vFucomFnstsw_right);
1264         const arch_register_t *op1        = x87_get_irn_register(op1_node);
1265         const arch_register_t *op2        = x87_get_irn_register(op2_node);
1266         int reg_index_1 = arch_register_get_index(op1);
1267         int                    reg_index_2 = arch_register_get_index(op2);
1268         unsigned               live       = vfp_live_args_after(sim, n, 0);
1269         bool                   permuted   = attr->attr.data.ins_permuted;
1270         bool                   xchg       = false;
1271         int                    pops       = 0;
1272
1273         DB((dbg, LEVEL_1, ">>> %+F %s, %s\n", n,
1274                 arch_register_get_name(op1), arch_register_get_name(op2)));
1275         DEBUG_ONLY(vfp_dump_live(live);)
1276         DB((dbg, LEVEL_1, "Stack before: "));
1277         DEBUG_ONLY(x87_dump_stack(state);)
1278
1279         op1_idx = x87_on_stack(state, reg_index_1);
1280         assert(op1_idx >= 0);
1281
1282         /* BEWARE: check for comp a,a cases, they might happen */
1283         if (reg_index_2 != REG_VFP_VFP_NOREG) {
1284                 /* second operand is a vfp register */
1285                 op2_idx = x87_on_stack(state, reg_index_2);
1286                 assert(op2_idx >= 0);
1287
1288                 if (is_vfp_live(reg_index_2, live)) {
1289                         /* second operand is live */
1290
1291                         if (is_vfp_live(reg_index_1, live)) {
1292                                 /* both operands are live */
1293
1294                                 if (op1_idx == 0) {
1295                                         /* res = tos X op */
1296                                 } else if (op2_idx == 0) {
1297                                         /* res = op X tos */
1298                                         permuted = !permuted;
1299                                         xchg     = true;
1300                                 } else {
1301                                         /* bring the first one to tos */
1302                                         x87_create_fxch(state, n, op1_idx);
1303                                         if (op1_idx == op2_idx) {
1304                                                 op2_idx = 0;
1305                                         } else if (op2_idx == 0) {
1306                                                 op2_idx = op1_idx;
1307                                         }
1308                                         op1_idx = 0;
1309                                         /* res = tos X op */
1310                                 }
1311                         } else {
1312                                 /* second live, first operand is dead here, bring it to tos.
1313                                    This means further, op1_idx != op2_idx. */
1314                                 assert(op1_idx != op2_idx);
1315                                 if (op1_idx != 0) {
1316                                         x87_create_fxch(state, n, op1_idx);
1317                                         if (op2_idx == 0)
1318                                                 op2_idx = op1_idx;
1319                                         op1_idx = 0;
1320                                 }
1321                                 /* res = tos X op, pop */
1322                                 pops = 1;
1323                         }
1324                 } else {
1325                         /* second operand is dead */
1326                         if (is_vfp_live(reg_index_1, live)) {
1327                                 /* first operand is live: bring second to tos.
1328                                    This means further, op1_idx != op2_idx. */
1329                                 assert(op1_idx != op2_idx);
1330                                 if (op2_idx != 0) {
1331                                         x87_create_fxch(state, n, op2_idx);
1332                                         if (op1_idx == 0)
1333                                                 op1_idx = op2_idx;
1334                                         op2_idx = 0;
1335                                 }
1336                                 /* res = op X tos, pop */
1337                                 pops     = 1;
1338                                 permuted = !permuted;
1339                                 xchg     = true;
1340                         } else {
1341                                 /* both operands are dead here, check first for identity. */
1342                                 if (op1_idx == op2_idx) {
1343                                         /* identically, one pop needed */
1344                                         if (op1_idx != 0) {
1345                                                 x87_create_fxch(state, n, op1_idx);
1346                                                 op1_idx = 0;
1347                                                 op2_idx = 0;
1348                                         }
1349                                         /* res = tos X op, pop */
1350                                         pops    = 1;
1351                                 }
1352                                 /* different, move them to st and st(1) and pop both.
1353                                    The tricky part is to get one into st(1).*/
1354                                 else if (op2_idx == 1) {
1355                                         /* good, second operand is already in the right place, move the first */
1356                                         if (op1_idx != 0) {
1357                                                 /* bring the first on top */
1358                                                 x87_create_fxch(state, n, op1_idx);
1359                                                 assert(op2_idx != 0);
1360                                                 op1_idx = 0;
1361                                         }
1362                                         /* res = tos X op, pop, pop */
1363                                         pops = 2;
1364                                 } else if (op1_idx == 1) {
1365                                         /* good, first operand is already in the right place, move the second */
1366                                         if (op2_idx != 0) {
1367                                                 /* bring the first on top */
1368                                                 x87_create_fxch(state, n, op2_idx);
1369                                                 assert(op1_idx != 0);
1370                                                 op2_idx = 0;
1371                                         }
1372                                         /* res = op X tos, pop, pop */
1373                                         permuted = !permuted;
1374                                         xchg     = true;
1375                                         pops     = 2;
1376                                 } else {
1377                                         /* if one is already the TOS, we need two fxch */
1378                                         if (op1_idx == 0) {
1379                                                 /* first one is TOS, move to st(1) */
1380                                                 x87_create_fxch(state, n, 1);
1381                                                 assert(op2_idx != 1);
1382                                                 op1_idx = 1;
1383                                                 x87_create_fxch(state, n, op2_idx);
1384                                                 op2_idx = 0;
1385                                                 /* res = op X tos, pop, pop */
1386                                                 pops     = 2;
1387                                                 permuted = !permuted;
1388                                                 xchg     = true;
1389                                         } else if (op2_idx == 0) {
1390                                                 /* second one is TOS, move to st(1) */
1391                                                 x87_create_fxch(state, n, 1);
1392                                                 assert(op1_idx != 1);
1393                                                 op2_idx = 1;
1394                                                 x87_create_fxch(state, n, op1_idx);
1395                                                 op1_idx = 0;
1396                                                 /* res = tos X op, pop, pop */
1397                                                 pops    = 2;
1398                                         } else {
1399                                                 /* none of them is either TOS or st(1), 3 fxch needed */
1400                                                 x87_create_fxch(state, n, op2_idx);
1401                                                 assert(op1_idx != 0);
1402                                                 x87_create_fxch(state, n, 1);
1403                                                 op2_idx = 1;
1404                                                 x87_create_fxch(state, n, op1_idx);
1405                                                 op1_idx = 0;
1406                                                 /* res = tos X op, pop, pop */
1407                                                 pops    = 2;
1408                                         }
1409                                 }
1410                         }
1411                 }
1412         } else {
1413                 /* second operand is an address mode */
1414                 if (is_vfp_live(reg_index_1, live)) {
1415                         /* first operand is live: bring it to TOS */
1416                         if (op1_idx != 0) {
1417                                 x87_create_fxch(state, n, op1_idx);
1418                                 op1_idx = 0;
1419                         }
1420                 } else {
1421                         /* first operand is dead: bring it to tos */
1422                         if (op1_idx != 0) {
1423                                 x87_create_fxch(state, n, op1_idx);
1424                                 op1_idx = 0;
1425                         }
1426                         pops = 1;
1427                 }
1428         }
1429
1430         /* patch the operation */
1431         if (is_ia32_vFucomFnstsw(n)) {
1432                 int i;
1433
1434                 switch (pops) {
1435                 case 0: dst = op_ia32_FucomFnstsw;   break;
1436                 case 1: dst = op_ia32_FucompFnstsw;  break;
1437                 case 2: dst = op_ia32_FucomppFnstsw; break;
1438                 default: panic("invalid popcount");
1439                 }
1440
1441                 for (i = 0; i < pops; ++i) {
1442                         x87_pop(state);
1443                 }
1444         } else if (is_ia32_vFucomi(n)) {
1445                 switch (pops) {
1446                 case 0: dst = op_ia32_Fucomi;                  break;
1447                 case 1: dst = op_ia32_Fucompi; x87_pop(state); break;
1448                 case 2:
1449                         dst = op_ia32_Fucompi;
1450                         x87_pop(state);
1451                         x87_create_fpop(state, sched_next(n), 1);
1452                         break;
1453                 default: panic("invalid popcount");
1454                 }
1455         } else {
1456                 panic("invalid operation %+F", n);
1457         }
1458
1459         x87_patch_insn(n, dst);
1460         if (xchg) {
1461                 int tmp = op1_idx;
1462                 op1_idx = op2_idx;
1463                 op2_idx = tmp;
1464         }
1465
1466         op1 = get_st_reg(op1_idx);
1467         attr->x87[0] = op1;
1468         if (op2_idx >= 0) {
1469                 op2 = get_st_reg(op2_idx);
1470                 attr->x87[1] = op2;
1471         }
1472         attr->x87[2] = NULL;
1473         attr->attr.data.ins_permuted = permuted;
1474
1475         if (op2_idx >= 0) {
1476                 DB((dbg, LEVEL_1, "<<< %s %s, %s\n", get_irn_opname(n),
1477                         arch_register_get_name(op1), arch_register_get_name(op2)));
1478         } else {
1479                 DB((dbg, LEVEL_1, "<<< %s %s, [AM]\n", get_irn_opname(n),
1480                         arch_register_get_name(op1)));
1481         }
1482
1483         return NO_NODE_ADDED;
1484 }
1485
1486 /**
1487  * Simulate a Keep.
1488  *
1489  * @param state  the x87 state
1490  * @param n      the node that should be simulated (and patched)
1491  *
1492  * @return NO_NODE_ADDED
1493  */
1494 static int sim_Keep(x87_state *state, ir_node *node)
1495 {
1496         const ir_node         *op;
1497         const arch_register_t *op_reg;
1498         int                    reg_id;
1499         int                    op_stack_idx;
1500         unsigned               live;
1501         int                    i, arity;
1502
1503         DB((dbg, LEVEL_1, ">>> %+F\n", node));
1504
1505         arity = get_irn_arity(node);
1506         for (i = 0; i < arity; ++i) {
1507                 op      = get_irn_n(node, i);
1508                 op_reg  = arch_get_irn_register(op);
1509                 if (arch_register_get_class(op_reg) != &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_vfp])
1510                         continue;
1511
1512                 reg_id = arch_register_get_index(op_reg);
1513                 live   = vfp_live_args_after(state->sim, node, 0);
1514
1515                 op_stack_idx = x87_on_stack(state, reg_id);
1516                 if (op_stack_idx >= 0 && !is_vfp_live(reg_id, live))
1517                         x87_create_fpop(state, sched_next(node), 1);
1518         }
1519
1520         DB((dbg, LEVEL_1, "Stack after: "));
1521         DEBUG_ONLY(x87_dump_stack(state);)
1522
1523         return NO_NODE_ADDED;
1524 }
1525
1526 /**
1527  * Keep the given node alive by adding a be_Keep.
1528  *
1529  * @param node  the node to kept alive
1530  */
1531 static void keep_float_node_alive(ir_node *node)
1532 {
1533         ir_node *block = get_nodes_block(node);
1534         ir_node *keep  = be_new_Keep(block, 1, &node);
1535
1536         assert(sched_is_scheduled(node));
1537         sched_add_after(node, keep);
1538 }
1539
1540 /**
1541  * Create a copy of a node. Recreate the node if it's a constant.
1542  *
1543  * @param state  the x87 state
1544  * @param n      the node to be copied
1545  *
1546  * @return the copy of n
1547  */
1548 static ir_node *create_Copy(x87_state *state, ir_node *n)
1549 {
1550         dbg_info *n_dbg = get_irn_dbg_info(n);
1551         ir_mode *mode = get_irn_mode(n);
1552         ir_node *block = get_nodes_block(n);
1553         ir_node *pred = get_irn_n(n, 0);
1554         ir_node *(*cnstr)(dbg_info *, ir_node *, ir_mode *) = NULL;
1555         ir_node *res;
1556         const arch_register_t *out;
1557         const arch_register_t *op1;
1558         ia32_x87_attr_t *attr;
1559
1560         /* Do not copy constants, recreate them. */
1561         switch (get_ia32_irn_opcode(pred)) {
1562         case iro_ia32_fldz:
1563                 cnstr = new_bd_ia32_fldz;
1564                 break;
1565         case iro_ia32_fld1:
1566                 cnstr = new_bd_ia32_fld1;
1567                 break;
1568         case iro_ia32_fldpi:
1569                 cnstr = new_bd_ia32_fldpi;
1570                 break;
1571         case iro_ia32_fldl2e:
1572                 cnstr = new_bd_ia32_fldl2e;
1573                 break;
1574         case iro_ia32_fldl2t:
1575                 cnstr = new_bd_ia32_fldl2t;
1576                 break;
1577         case iro_ia32_fldlg2:
1578                 cnstr = new_bd_ia32_fldlg2;
1579                 break;
1580         case iro_ia32_fldln2:
1581                 cnstr = new_bd_ia32_fldln2;
1582                 break;
1583         default:
1584                 break;
1585         }
1586
1587         out = x87_get_irn_register(n);
1588         op1 = x87_get_irn_register(pred);
1589
1590         if (cnstr != NULL) {
1591                 /* copy a constant */
1592                 res = (*cnstr)(n_dbg, block, mode);
1593
1594                 x87_push(state, arch_register_get_index(out), res);
1595
1596                 attr = get_ia32_x87_attr(res);
1597                 attr->x87[2] = get_st_reg(0);
1598         } else {
1599                 int op1_idx = x87_on_stack(state, arch_register_get_index(op1));
1600
1601                 res = new_bd_ia32_fpushCopy(n_dbg, block, pred, mode);
1602
1603                 x87_push(state, arch_register_get_index(out), res);
1604
1605                 attr = get_ia32_x87_attr(res);
1606                 attr->x87[0] = get_st_reg(op1_idx);
1607                 attr->x87[2] = get_st_reg(0);
1608         }
1609         arch_set_irn_register(res, out);
1610
1611         return res;
1612 }
1613
1614 /**
1615  * Simulate a be_Copy.
1616  *
1617  * @param state  the x87 state
1618  * @param n      the node that should be simulated (and patched)
1619  *
1620  * @return NO_NODE_ADDED
1621  */
1622 static int sim_Copy(x87_state *state, ir_node *n)
1623 {
1624         arch_register_class_t const *const cls = arch_get_irn_reg_class(n);
1625         if (cls != &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_vfp])
1626                 return NO_NODE_ADDED;
1627
1628         ir_node               *const pred = be_get_Copy_op(n);
1629         arch_register_t const *const op1  = x87_get_irn_register(pred);
1630         arch_register_t const *const out  = x87_get_irn_register(n);
1631         unsigned               const live = vfp_live_args_after(state->sim, n, REGMASK(out));
1632
1633         DB((dbg, LEVEL_1, ">>> %+F %s -> %s\n", n,
1634                 arch_register_get_name(op1), arch_register_get_name(out)));
1635         DEBUG_ONLY(vfp_dump_live(live);)
1636
1637         if (is_vfp_live(arch_register_get_index(op1), live)) {
1638                 /* Operand is still live, a real copy. We need here an fpush that can
1639                    hold a a register, so use the fpushCopy or recreate constants */
1640                 ir_node *const node = create_Copy(state, n);
1641
1642                 /* We have to make sure the old value doesn't go dead (which can happen
1643                  * when we recreate constants). As the simulator expected that value in
1644                  * the pred blocks. This is unfortunate as removing it would save us 1
1645                  * instruction, but we would have to rerun all the simulation to get
1646                  * this correct...
1647                  */
1648                 ir_node *const next = sched_next(n);
1649                 sched_remove(n);
1650                 exchange(n, node);
1651                 sched_add_before(next, node);
1652
1653                 if (get_irn_n_edges(pred) == 0) {
1654                         keep_float_node_alive(pred);
1655                 }
1656
1657                 DB((dbg, LEVEL_1, "<<< %+F %s -> ?\n", node, op1->name));
1658         } else {
1659                 int const op1_idx = x87_on_stack(state, arch_register_get_index(op1));
1660                 int const out_idx = x87_on_stack(state, arch_register_get_index(out));
1661                 if (out_idx >= 0 && out_idx != op1_idx) {
1662                         /* Matze: out already on stack? how can this happen? */
1663                         panic("invalid stack state");
1664
1665 #if 0
1666                         /* op1 must be killed and placed where out is */
1667                         if (out_idx == 0) {
1668                                 ia32_x87_attr_t *attr;
1669                                 /* best case, simple remove and rename */
1670                                 x87_patch_insn(n, op_ia32_Pop);
1671                                 attr = get_ia32_x87_attr(n);
1672                                 attr->x87[0] = op1 = get_st_reg(0);
1673
1674                                 x87_pop(state);
1675                                 x87_set_st(state, arch_register_get_index(out), n, op1_idx - 1);
1676                         } else {
1677                                 ia32_x87_attr_t *attr;
1678                                 /* move op1 to tos, store and pop it */
1679                                 if (op1_idx != 0) {
1680                                         x87_create_fxch(state, n, op1_idx);
1681                                         op1_idx = 0;
1682                                 }
1683                                 x87_patch_insn(n, op_ia32_Pop);
1684                                 attr = get_ia32_x87_attr(n);
1685                                 attr->x87[0] = op1 = get_st_reg(out_idx);
1686
1687                                 x87_pop(state);
1688                                 x87_set_st(state, arch_register_get_index(out), n, out_idx - 1);
1689                         }
1690                         DB((dbg, LEVEL_1, "<<< %+F %s\n", n, op1->name));
1691 #endif
1692                 } else {
1693                         /* just a virtual copy */
1694                         x87_set_st(state, arch_register_get_index(out), pred, op1_idx);
1695                         /* don't remove the node to keep the verifier quiet :),
1696                            the emitter won't emit any code for the node */
1697 #if 0
1698                         sched_remove(n);
1699                         DB((dbg, LEVEL_1, "<<< KILLED %s\n", get_irn_opname(n)));
1700                         exchange(n, pred);
1701 #endif
1702                 }
1703         }
1704         return NO_NODE_ADDED;
1705 }
1706
1707 /**
1708  * Returns the vf0 result Proj of a Call.
1709  *
1710  * @para call  the Call node
1711  */
1712 static ir_node *get_call_result_proj(ir_node *call)
1713 {
1714         /* search the result proj */
1715         foreach_out_edge(call, edge) {
1716                 ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
1717                 long pn = get_Proj_proj(proj);
1718
1719                 if (pn == pn_ia32_Call_vf0)
1720                         return proj;
1721         }
1722
1723         panic("result Proj missing");
1724 }
1725
1726 static int sim_Asm(x87_state *const state, ir_node *const n)
1727 {
1728         (void)state;
1729
1730         for (size_t i = get_irn_arity(n); i-- != 0;) {
1731                 arch_register_req_t const *const req = arch_get_irn_register_req_in(n, i);
1732                 if (req->cls == &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_vfp])
1733                         panic("cannot handle %+F with x87 constraints", n);
1734         }
1735
1736         for (size_t i = arch_get_irn_n_outs(n); i-- != 0;) {
1737                 arch_register_req_t const *const req = arch_get_irn_register_req_out(n, i);
1738                 if (req->cls == &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_vfp])
1739                         panic("cannot handle %+F with x87 constraints", n);
1740         }
1741
1742         return NO_NODE_ADDED;
1743 }
1744
1745 /**
1746  * Simulate a ia32_Call.
1747  *
1748  * @param state      the x87 state
1749  * @param n          the node that should be simulated (and patched)
1750  *
1751  * @return NO_NODE_ADDED
1752  */
1753 static int sim_Call(x87_state *state, ir_node *n)
1754 {
1755         DB((dbg, LEVEL_1, ">>> %+F\n", n));
1756
1757         /* at the begin of a call the x87 state should be empty */
1758         assert(state->depth == 0 && "stack not empty before call");
1759
1760         ir_type *const call_tp = get_ia32_call_attr_const(n)->call_tp;
1761         if (get_method_n_ress(call_tp) != 0) {
1762                 /* If the called function returns a float, it is returned in st(0).
1763                  * This even happens if the return value is NOT used.
1764                  * Moreover, only one return result is supported. */
1765                 ir_type *const res_type = get_method_res_type(call_tp, 0);
1766                 ir_mode *const mode     = get_type_mode(res_type);
1767                 if (mode && mode_is_float(mode)) {
1768                         ir_node               *const resproj = get_call_result_proj(n);
1769                         arch_register_t const *const reg     = x87_get_irn_register(resproj);
1770                         x87_push(state, arch_register_get_index(reg), resproj);
1771                 }
1772         }
1773         DB((dbg, LEVEL_1, "Stack after: "));
1774         DEBUG_ONLY(x87_dump_stack(state);)
1775
1776         return NO_NODE_ADDED;
1777 }
1778
1779 /**
1780  * Simulate a be_Return.
1781  *
1782  * @param state  the x87 state
1783  * @param n      the node that should be simulated (and patched)
1784  *
1785  * @return NO_NODE_ADDED
1786  */
1787 static int sim_Return(x87_state *state, ir_node *n)
1788 {
1789 #ifdef DEBUG_libfirm
1790         /* only floating point return values must reside on stack */
1791         int       n_float_res = 0;
1792         int const n_res       = be_Return_get_n_rets(n);
1793         for (int i = 0; i < n_res; ++i) {
1794                 ir_node *const res = get_irn_n(n, n_be_Return_val + i);
1795                 if (mode_is_float(get_irn_mode(res)))
1796                         ++n_float_res;
1797         }
1798         assert(x87_get_depth(state) == n_float_res);
1799 #endif
1800
1801         /* pop them virtually */
1802         x87_emms(state);
1803         return NO_NODE_ADDED;
1804 }
1805
1806 /**
1807  * Simulate a be_Perm.
1808  *
1809  * @param state  the x87 state
1810  * @param irn    the node that should be simulated (and patched)
1811  *
1812  * @return NO_NODE_ADDED
1813  */
1814 static int sim_Perm(x87_state *state, ir_node *irn)
1815 {
1816         int      i, n;
1817         ir_node *pred = get_irn_n(irn, 0);
1818         int     *stack_pos;
1819
1820         /* handle only floating point Perms */
1821         if (! mode_is_float(get_irn_mode(pred)))
1822                 return NO_NODE_ADDED;
1823
1824         DB((dbg, LEVEL_1, ">>> %+F\n", irn));
1825
1826         /* Perm is a pure virtual instruction on x87.
1827            All inputs must be on the FPU stack and are pairwise
1828            different from each other.
1829            So, all we need to do is to permutate the stack state. */
1830         n = get_irn_arity(irn);
1831         NEW_ARR_A(int, stack_pos, n);
1832
1833         /* collect old stack positions */
1834         for (i = 0; i < n; ++i) {
1835                 const arch_register_t *inreg = x87_get_irn_register(get_irn_n(irn, i));
1836                 int idx = x87_on_stack(state, arch_register_get_index(inreg));
1837
1838                 assert(idx >= 0 && "Perm argument not on x87 stack");
1839
1840                 stack_pos[i] = idx;
1841         }
1842         /* now do the permutation */
1843         foreach_out_edge(irn, edge) {
1844                 ir_node               *proj = get_edge_src_irn(edge);
1845                 const arch_register_t *out  = x87_get_irn_register(proj);
1846                 long                  num   = get_Proj_proj(proj);
1847
1848                 assert(0 <= num && num < n && "More Proj's than Perm inputs");
1849                 x87_set_st(state, arch_register_get_index(out), proj, stack_pos[(unsigned)num]);
1850         }
1851         DB((dbg, LEVEL_1, "<<< %+F\n", irn));
1852
1853         return NO_NODE_ADDED;
1854 }
1855
1856 /**
1857  * Kill any dead registers at block start by popping them from the stack.
1858  *
1859  * @param sim    the simulator handle
1860  * @param block  the current block
1861  * @param state  the x87 state at the begin of the block
1862  */
1863 static void x87_kill_deads(x87_simulator *const sim, ir_node *const block, x87_state *const state)
1864 {
1865         ir_node *first_insn = sched_first(block);
1866         ir_node *keep = NULL;
1867         unsigned live = vfp_live_args_after(sim, block, 0);
1868         unsigned kill_mask;
1869         int i, depth, num_pop;
1870
1871         kill_mask = 0;
1872         depth = x87_get_depth(state);
1873         for (i = depth - 1; i >= 0; --i) {
1874                 int reg = x87_get_st_reg(state, i);
1875
1876                 if (! is_vfp_live(reg, live))
1877                         kill_mask |= (1 << i);
1878         }
1879
1880         if (kill_mask) {
1881                 DB((dbg, LEVEL_1, "Killing deads:\n"));
1882                 DEBUG_ONLY(vfp_dump_live(live);)
1883                 DEBUG_ONLY(x87_dump_stack(state);)
1884
1885                 if (kill_mask != 0 && live == 0) {
1886                         /* special case: kill all registers */
1887                         if (ia32_cg_config.use_femms || ia32_cg_config.use_emms) {
1888                                 if (ia32_cg_config.use_femms) {
1889                                         /* use FEMMS on AMD processors to clear all */
1890                                         keep = new_bd_ia32_femms(NULL, block);
1891                                 } else {
1892                                         /* use EMMS to clear all */
1893                                         keep = new_bd_ia32_emms(NULL, block);
1894                                 }
1895                                 sched_add_before(first_insn, keep);
1896                                 keep_alive(keep);
1897                                 x87_emms(state);
1898                                 return;
1899                         }
1900                 }
1901                 /* now kill registers */
1902                 while (kill_mask) {
1903                         /* we can only kill from TOS, so bring them up */
1904                         if (! (kill_mask & 1)) {
1905                                 /* search from behind, because we can to a double-pop */
1906                                 for (i = depth - 1; i >= 0; --i) {
1907                                         if (kill_mask & (1 << i)) {
1908                                                 kill_mask &= ~(1 << i);
1909                                                 kill_mask |= 1;
1910                                                 break;
1911                                         }
1912                                 }
1913
1914                                 if (keep)
1915                                         x87_set_st(state, -1, keep, i);
1916                                 x87_create_fxch(state, first_insn, i);
1917                         }
1918
1919                         if ((kill_mask & 3) == 3) {
1920                                 /* we can do a double-pop */
1921                                 num_pop = 2;
1922                         }
1923                         else {
1924                                 /* only a single pop */
1925                                 num_pop = 1;
1926                         }
1927
1928                         depth -= num_pop;
1929                         kill_mask >>= num_pop;
1930                         keep = x87_create_fpop(state, first_insn, num_pop);
1931                 }
1932                 keep_alive(keep);
1933         }
1934 }
1935
1936 /**
1937  * Run a simulation and fix all virtual instructions for a block.
1938  *
1939  * @param sim          the simulator handle
1940  * @param block        the current block
1941  */
1942 static void x87_simulate_block(x87_simulator *sim, ir_node *block)
1943 {
1944         ir_node *n, *next;
1945         blk_state *bl_state = x87_get_bl_state(sim, block);
1946         x87_state *state = bl_state->begin;
1947         ir_node *start_block;
1948
1949         assert(state != NULL);
1950         /* already processed? */
1951         if (bl_state->end != NULL)
1952                 return;
1953
1954         DB((dbg, LEVEL_1, "Simulate %+F\n", block));
1955         DB((dbg, LEVEL_2, "State at Block begin:\n "));
1956         DEBUG_ONLY(x87_dump_stack(state);)
1957
1958         /* create a new state, will be changed */
1959         state = x87_clone_state(sim, state);
1960         /* at block begin, kill all dead registers */
1961         x87_kill_deads(sim, block, state);
1962
1963         /* beware, n might change */
1964         for (n = sched_first(block); !sched_is_end(n); n = next) {
1965                 int node_inserted;
1966                 sim_func func;
1967                 ir_op *op = get_irn_op(n);
1968
1969                 /*
1970                  * get the next node to be simulated here.
1971                  * n might be completely removed from the schedule-
1972                  */
1973                 next = sched_next(n);
1974                 if (op->ops.generic != NULL) {
1975                         func = (sim_func)op->ops.generic;
1976
1977                         /* simulate it */
1978                         node_inserted = (*func)(state, n);
1979
1980                         /*
1981                          * sim_func might have added an additional node after n,
1982                          * so update next node
1983                          * beware: n must not be changed by sim_func
1984                          * (i.e. removed from schedule) in this case
1985                          */
1986                         if (node_inserted != NO_NODE_ADDED)
1987                                 next = sched_next(n);
1988                 }
1989         }
1990
1991         start_block = get_irg_start_block(get_irn_irg(block));
1992
1993         DB((dbg, LEVEL_2, "State at Block end:\n ")); DEBUG_ONLY(x87_dump_stack(state);)
1994
1995         /* check if the state must be shuffled */
1996         foreach_block_succ(block, edge) {
1997                 ir_node *succ = get_edge_src_irn(edge);
1998                 blk_state *succ_state;
1999
2000                 if (succ == start_block)
2001                         continue;
2002
2003                 succ_state = x87_get_bl_state(sim, succ);
2004
2005                 if (succ_state->begin == NULL) {
2006                         DB((dbg, LEVEL_2, "Set begin state for succ %+F:\n", succ));
2007                         DEBUG_ONLY(x87_dump_stack(state);)
2008                         succ_state->begin = state;
2009
2010                         waitq_put(sim->worklist, succ);
2011                 } else {
2012                         DB((dbg, LEVEL_2, "succ %+F already has a state, shuffling\n", succ));
2013                         /* There is already a begin state for the successor, bad.
2014                            Do the necessary permutations.
2015                            Note that critical edges are removed, so this is always possible:
2016                            If the successor has more than one possible input, then it must
2017                            be the only one.
2018                          */
2019                         x87_shuffle(block, state, succ_state->begin);
2020                 }
2021         }
2022         bl_state->end = state;
2023 }
2024
2025 /**
2026  * Register a simulator function.
2027  *
2028  * @param op    the opcode to simulate
2029  * @param func  the simulator function for the opcode
2030  */
2031 static void register_sim(ir_op *op, sim_func func)
2032 {
2033         assert(op->ops.generic == NULL);
2034         op->ops.generic = (op_func) func;
2035 }
2036
2037 /**
2038  * Create a new x87 simulator.
2039  *
2040  * @param sim       a simulator handle, will be initialized
2041  * @param irg       the current graph
2042  */
2043 static void x87_init_simulator(x87_simulator *sim, ir_graph *irg)
2044 {
2045         obstack_init(&sim->obst);
2046         sim->blk_states = pmap_create();
2047         sim->n_idx      = get_irg_last_idx(irg);
2048         sim->live       = OALLOCN(&sim->obst, vfp_liveness, sim->n_idx);
2049
2050         DB((dbg, LEVEL_1, "--------------------------------\n"
2051                 "x87 Simulator started for %+F\n", irg));
2052
2053         /* set the generic function pointer of instruction we must simulate */
2054         ir_clear_opcodes_generic_func();
2055
2056         register_sim(op_ia32_Asm,          sim_Asm);
2057         register_sim(op_ia32_Call,         sim_Call);
2058         register_sim(op_ia32_vfld,         sim_fld);
2059         register_sim(op_ia32_vfild,        sim_fild);
2060         register_sim(op_ia32_vfld1,        sim_fld1);
2061         register_sim(op_ia32_vfldz,        sim_fldz);
2062         register_sim(op_ia32_vfadd,        sim_fadd);
2063         register_sim(op_ia32_vfsub,        sim_fsub);
2064         register_sim(op_ia32_vfmul,        sim_fmul);
2065         register_sim(op_ia32_vfdiv,        sim_fdiv);
2066         register_sim(op_ia32_vfprem,       sim_fprem);
2067         register_sim(op_ia32_vfabs,        sim_fabs);
2068         register_sim(op_ia32_vfchs,        sim_fchs);
2069         register_sim(op_ia32_vfist,        sim_fist);
2070         register_sim(op_ia32_vfisttp,      sim_fisttp);
2071         register_sim(op_ia32_vfst,         sim_fst);
2072         register_sim(op_ia32_vFtstFnstsw,  sim_FtstFnstsw);
2073         register_sim(op_ia32_vFucomFnstsw, sim_Fucom);
2074         register_sim(op_ia32_vFucomi,      sim_Fucom);
2075         register_sim(op_be_Copy,           sim_Copy);
2076         register_sim(op_be_Return,         sim_Return);
2077         register_sim(op_be_Perm,           sim_Perm);
2078         register_sim(op_be_Keep,           sim_Keep);
2079 }
2080
2081 /**
2082  * Destroy a x87 simulator.
2083  *
2084  * @param sim  the simulator handle
2085  */
2086 static void x87_destroy_simulator(x87_simulator *sim)
2087 {
2088         pmap_destroy(sim->blk_states);
2089         obstack_free(&sim->obst, NULL);
2090         DB((dbg, LEVEL_1, "x87 Simulator stopped\n\n"));
2091 }
2092
2093 /**
2094  * Pre-block walker: calculate the liveness information for the block
2095  * and store it into the sim->live cache.
2096  */
2097 static void update_liveness_walker(ir_node *block, void *data)
2098 {
2099         x87_simulator *sim = (x87_simulator*)data;
2100         update_liveness(sim, block);
2101 }
2102
2103 /*
2104  * Run a simulation and fix all virtual instructions for a graph.
2105  * Replaces all virtual floating point instructions and registers
2106  * by real ones.
2107  */
2108 void ia32_x87_simulate_graph(ir_graph *irg)
2109 {
2110         /* TODO improve code quality (less executed fxch) by using execfreqs */
2111
2112         ir_node       *block, *start_block;
2113         blk_state     *bl_state;
2114         x87_simulator sim;
2115
2116         /* create the simulator */
2117         x87_init_simulator(&sim, irg);
2118
2119         start_block = get_irg_start_block(irg);
2120         bl_state    = x87_get_bl_state(&sim, start_block);
2121
2122         /* start with the empty state */
2123         empty.sim       = &sim;
2124         bl_state->begin = &empty;
2125
2126         sim.worklist = new_waitq();
2127         waitq_put(sim.worklist, start_block);
2128
2129         be_assure_live_sets(irg);
2130         sim.lv = be_get_irg_liveness(irg);
2131
2132         /* Calculate the liveness for all nodes. We must precalculate this info,
2133          * because the simulator adds new nodes (possible before Phi nodes) which
2134          * would let a lazy calculation fail.
2135          * On the other hand we reduce the computation amount due to
2136          * precaching from O(n^2) to O(n) at the expense of O(n) cache memory.
2137          */
2138         irg_block_walk_graph(irg, update_liveness_walker, NULL, &sim);
2139
2140         /* iterate */
2141         do {
2142                 block = (ir_node*)waitq_get(sim.worklist);
2143                 x87_simulate_block(&sim, block);
2144         } while (! waitq_empty(sim.worklist));
2145
2146         /* kill it */
2147         del_waitq(sim.worklist);
2148         x87_destroy_simulator(&sim);
2149 }
2150
2151 /* Initializes the x87 simulator. */
2152 void ia32_init_x87(void)
2153 {
2154         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.be.ia32.x87");
2155 }