OSDN Git Service

42119a467b1554aa57fd1b28f52f572c69a14e75
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / config / s390 / s390.h
1 /* Definitions of target machine for GNU compiler, for IBM S/390
2    Copyright (C) 1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005
3    Free Software Foundation, Inc.
4    Contributed by Hartmut Penner (hpenner@de.ibm.com) and
5                   Ulrich Weigand (uweigand@de.ibm.com).
6
7 This file is part of GCC.
8
9 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
10 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
11 Software Foundation; either version 2, or (at your option) any later
12 version.
13
14 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
15 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
16 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
17 for more details.
18
19 You should have received a copy of the GNU General Public License
20 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the Free
21 Software Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA
22 02110-1301, USA.  */
23
24 #ifndef _S390_H
25 #define _S390_H
26
27 /* Override the __fixdfdi etc. routines when building libgcc2.
28    ??? This should be done in a cleaner way ...  */
29 #if defined (IN_LIBGCC2) && !defined (__s390x__)
30 #include <config/s390/fixdfdi.h>
31 #endif
32
33 /* Which processor to generate code or schedule for. The cpu attribute
34    defines a list that mirrors this list, so changes to s390.md must be
35    made at the same time.  */
36
37 enum processor_type
38 {
39   PROCESSOR_9672_G5,
40   PROCESSOR_9672_G6,
41   PROCESSOR_2064_Z900,
42   PROCESSOR_2084_Z990,
43   PROCESSOR_max
44 };
45
46 /* Optional architectural facilities supported by the processor.  */
47
48 enum processor_flags
49 {
50   PF_IEEE_FLOAT = 1,
51   PF_ZARCH = 2,
52   PF_LONG_DISPLACEMENT = 4
53 };
54
55 extern enum processor_type s390_tune;
56 extern enum processor_flags s390_tune_flags;
57
58 extern enum processor_type s390_arch;
59 extern enum processor_flags s390_arch_flags;
60
61 #define TARGET_CPU_IEEE_FLOAT \
62         (s390_arch_flags & PF_IEEE_FLOAT)
63 #define TARGET_CPU_ZARCH \
64         (s390_arch_flags & PF_ZARCH)
65 #define TARGET_CPU_LONG_DISPLACEMENT \
66         (s390_arch_flags & PF_LONG_DISPLACEMENT)
67
68 #define TARGET_LONG_DISPLACEMENT \
69        (TARGET_ZARCH && TARGET_CPU_LONG_DISPLACEMENT)
70
71
72 /* Run-time target specification.  */
73
74 /* This will be overridden by OS headers.  */
75 #define TARGET_TPF 0
76
77 /* Target CPU builtins.  */
78 #define TARGET_CPU_CPP_BUILTINS()                       \
79   do                                                    \
80     {                                                   \
81       builtin_assert ("cpu=s390");                      \
82       builtin_assert ("machine=s390");                  \
83       builtin_define ("__s390__");                      \
84       if (TARGET_64BIT)                                 \
85         builtin_define ("__s390x__");                   \
86     }                                                   \
87   while (0)
88
89 /* ??? Once this actually works, it could be made a runtime option.  */
90 #define TARGET_IBM_FLOAT           0
91 #define TARGET_IEEE_FLOAT          1
92
93 #ifdef DEFAULT_TARGET_64BIT
94 #define TARGET_DEFAULT             (MASK_64BIT | MASK_ZARCH | MASK_HARD_FLOAT)
95 #else
96 #define TARGET_DEFAULT             MASK_HARD_FLOAT
97 #endif
98
99 /* Support for configure-time defaults.  */
100 #define OPTION_DEFAULT_SPECS                                    \
101   { "mode", "%{!mesa:%{!mzarch:-m%(VALUE)}}" },                 \
102   { "arch", "%{!march=*:-march=%(VALUE)}" },                    \
103   { "tune", "%{!mtune=*:-mtune=%(VALUE)}" }
104
105 /* Defaulting rules.  */
106 #ifdef DEFAULT_TARGET_64BIT
107 #define DRIVER_SELF_SPECS                                       \
108   "%{!m31:%{!m64:-m64}}",                                       \
109   "%{!mesa:%{!mzarch:%{m31:-mesa}%{m64:-mzarch}}}",             \
110   "%{!march=*:%{mesa:-march=g5}%{mzarch:-march=z900}}"
111 #else
112 #define DRIVER_SELF_SPECS                                       \
113   "%{!m31:%{!m64:-m31}}",                                       \
114   "%{!mesa:%{!mzarch:%{m31:-mesa}%{m64:-mzarch}}}",             \
115   "%{!march=*:%{mesa:-march=g5}%{mzarch:-march=z900}}"
116 #endif
117
118 /* Target version string.  Overridden by the OS header.  */
119 #ifdef DEFAULT_TARGET_64BIT
120 #define TARGET_VERSION fprintf (stderr, " (zSeries)");
121 #else
122 #define TARGET_VERSION fprintf (stderr, " (S/390)");
123 #endif
124
125 /* Hooks to override options.  */
126 #define OPTIMIZATION_OPTIONS(LEVEL, SIZE) optimization_options(LEVEL, SIZE)
127 #define OVERRIDE_OPTIONS override_options ()
128
129 /* Frame pointer is not used for debugging.  */
130 #define CAN_DEBUG_WITHOUT_FP
131
132
133 /* In libgcc2, determine target settings as compile-time constants.  */
134 #ifdef IN_LIBGCC2
135 #undef TARGET_64BIT
136 #ifdef __s390x__
137 #define TARGET_64BIT 1
138 #else
139 #define TARGET_64BIT 0
140 #endif
141 #endif
142
143
144 /* Target machine storage layout.  */
145
146 /* Everything is big-endian.  */
147 #define BITS_BIG_ENDIAN 1
148 #define BYTES_BIG_ENDIAN 1
149 #define WORDS_BIG_ENDIAN 1
150
151 /* Width of a word, in units (bytes).  */
152 #define UNITS_PER_WORD (TARGET_64BIT ? 8 : 4)
153 #ifndef IN_LIBGCC2
154 #define MIN_UNITS_PER_WORD 4
155 #endif
156 #define MAX_BITS_PER_WORD 64
157
158 /* Function arguments and return values are promoted to word size.  */
159 #define PROMOTE_FUNCTION_MODE(MODE, UNSIGNEDP, TYPE)            \
160 if (INTEGRAL_MODE_P (MODE) &&                           \
161     GET_MODE_SIZE (MODE) < UNITS_PER_WORD) {            \
162   (MODE) = Pmode;                                       \
163           }
164
165 /* Allocation boundary (in *bits*) for storing arguments in argument list.  */
166 #define PARM_BOUNDARY (TARGET_64BIT ? 64 : 32)
167
168 /* Boundary (in *bits*) on which stack pointer should be aligned.  */
169 #define STACK_BOUNDARY 64
170
171 /* Allocation boundary (in *bits*) for the code of a function.  */
172 #define FUNCTION_BOUNDARY 32
173
174 /* There is no point aligning anything to a rounder boundary than this.  */
175 #define BIGGEST_ALIGNMENT 64
176
177 /* Alignment of field after `int : 0' in a structure.  */
178 #define EMPTY_FIELD_BOUNDARY 32
179
180 /* Alignment on even addresses for LARL instruction.  */
181 #define CONSTANT_ALIGNMENT(EXP, ALIGN) (ALIGN) < 16 ? 16 : (ALIGN)
182 #define DATA_ALIGNMENT(TYPE, ALIGN) (ALIGN) < 16 ? 16 : (ALIGN)
183
184 /* Alignment is not required by the hardware.  */
185 #define STRICT_ALIGNMENT 0
186
187 /* Mode of stack savearea.
188    FUNCTION is VOIDmode because calling convention maintains SP.
189    BLOCK needs Pmode for SP.
190    NONLOCAL needs twice Pmode to maintain both backchain and SP.  */
191 #define STACK_SAVEAREA_MODE(LEVEL)      \
192   (LEVEL == SAVE_FUNCTION ? VOIDmode    \
193   : LEVEL == SAVE_NONLOCAL ? (TARGET_64BIT ? OImode : TImode) : Pmode)
194
195 /* Define target floating point format.  */
196 #define TARGET_FLOAT_FORMAT \
197   (TARGET_IEEE_FLOAT? IEEE_FLOAT_FORMAT : IBM_FLOAT_FORMAT)
198
199
200 /* Type layout.  */
201
202 /* Sizes in bits of the source language data types.  */
203 #define SHORT_TYPE_SIZE 16
204 #define INT_TYPE_SIZE 32
205 #define LONG_TYPE_SIZE (TARGET_64BIT ? 64 : 32)
206 #define LONG_LONG_TYPE_SIZE 64
207 #define FLOAT_TYPE_SIZE 32
208 #define DOUBLE_TYPE_SIZE 64
209 #define LONG_DOUBLE_TYPE_SIZE 64  /* ??? Should support extended format.  */
210
211 /* We use "unsigned char" as default.  */
212 #define DEFAULT_SIGNED_CHAR 0
213
214
215 /* Register usage.  */
216
217 /* We have 16 general purpose registers (registers 0-15),
218    and 16 floating point registers (registers 16-31).
219    (On non-IEEE machines, we have only 4 fp registers.)
220
221    Amongst the general purpose registers, some are used
222    for specific purposes:
223    GPR 11: Hard frame pointer (if needed)
224    GPR 12: Global offset table pointer (if needed)
225    GPR 13: Literal pool base register
226    GPR 14: Return address register
227    GPR 15: Stack pointer
228
229    Registers 32-35 are 'fake' hard registers that do not
230    correspond to actual hardware:
231    Reg 32: Argument pointer
232    Reg 33: Condition code
233    Reg 34: Frame pointer  
234    Reg 35: Return address pointer
235
236    Registers 36 and 37 are mapped to access registers 
237    0 and 1, used to implement thread-local storage.  */
238
239 #define FIRST_PSEUDO_REGISTER 38
240
241 /* Standard register usage.  */
242 #define GENERAL_REGNO_P(N)      ((int)(N) >= 0 && (N) < 16)
243 #define ADDR_REGNO_P(N)         ((N) >= 1 && (N) < 16)
244 #define FP_REGNO_P(N)           ((N) >= 16 && (N) < (TARGET_IEEE_FLOAT? 32 : 20))
245 #define CC_REGNO_P(N)           ((N) == 33)
246 #define FRAME_REGNO_P(N)        ((N) == 32 || (N) == 34 || (N) == 35)
247 #define ACCESS_REGNO_P(N)       ((N) == 36 || (N) == 37)
248
249 #define GENERAL_REG_P(X)        (REG_P (X) && GENERAL_REGNO_P (REGNO (X)))
250 #define ADDR_REG_P(X)           (REG_P (X) && ADDR_REGNO_P (REGNO (X)))
251 #define FP_REG_P(X)             (REG_P (X) && FP_REGNO_P (REGNO (X)))
252 #define CC_REG_P(X)             (REG_P (X) && CC_REGNO_P (REGNO (X)))
253 #define FRAME_REG_P(X)          (REG_P (X) && FRAME_REGNO_P (REGNO (X)))
254 #define ACCESS_REG_P(X)         (REG_P (X) && ACCESS_REGNO_P (REGNO (X)))
255
256 /* Set up fixed registers and calling convention:
257
258    GPRs 0-5 are always call-clobbered,
259    GPRs 6-15 are always call-saved.
260    GPR 12 is fixed if used as GOT pointer.
261    GPR 13 is always fixed (as literal pool pointer).
262    GPR 14 is always fixed on S/390 machines (as return address).
263    GPR 15 is always fixed (as stack pointer).
264    The 'fake' hard registers are call-clobbered and fixed.
265    The access registers are call-saved and fixed.
266
267    On 31-bit, FPRs 18-19 are call-clobbered;
268    on 64-bit, FPRs 24-31 are call-clobbered.
269    The remaining FPRs are call-saved.  */
270
271 #define FIXED_REGISTERS                         \
272 { 0, 0, 0, 0,                                   \
273   0, 0, 0, 0,                                   \
274   0, 0, 0, 0,                                   \
275   0, 1, 1, 1,                                   \
276   0, 0, 0, 0,                                   \
277   0, 0, 0, 0,                                   \
278   0, 0, 0, 0,                                   \
279   0, 0, 0, 0,                                   \
280   1, 1, 1, 1,                                   \
281   1, 1 }
282
283 #define CALL_USED_REGISTERS                     \
284 { 1, 1, 1, 1,                                   \
285   1, 1, 0, 0,                                   \
286   0, 0, 0, 0,                                   \
287   0, 1, 1, 1,                                   \
288   1, 1, 1, 1,                                   \
289   1, 1, 1, 1,                                   \
290   1, 1, 1, 1,                                   \
291   1, 1, 1, 1,                                   \
292   1, 1, 1, 1,                                   \
293   1, 1 }
294
295 #define CALL_REALLY_USED_REGISTERS              \
296 { 1, 1, 1, 1,                                   \
297   1, 1, 0, 0,                                   \
298   0, 0, 0, 0,                                   \
299   0, 0, 0, 0,                                   \
300   1, 1, 1, 1,                                   \
301   1, 1, 1, 1,                                   \
302   1, 1, 1, 1,                                   \
303   1, 1, 1, 1,                                   \
304   1, 1, 1, 1,                                   \
305   0, 0 }
306
307 #define CONDITIONAL_REGISTER_USAGE s390_conditional_register_usage ()
308
309 /* Preferred register allocation order.  */
310 #define REG_ALLOC_ORDER                                         \
311 {  1, 2, 3, 4, 5, 0, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 14,            \
312    16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23,                              \
313    24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31,                              \
314    15, 32, 33, 34, 35, 36, 37 }
315
316
317 /* Fitting values into registers.  */
318
319 /* Integer modes <= word size fit into any GPR.
320    Integer modes > word size fit into successive GPRs, starting with
321    an even-numbered register.
322    SImode and DImode fit into FPRs as well.
323
324    Floating point modes <= word size fit into any FPR or GPR.
325    Floating point modes > word size (i.e. DFmode on 32-bit) fit
326    into any FPR, or an even-odd GPR pair.
327
328    Complex floating point modes fit either into two FPRs, or into
329    successive GPRs (again starting with an even number).
330
331    Condition code modes fit only into the CC register.  */
332
333 #define HARD_REGNO_NREGS(REGNO, MODE)                           \
334   (FP_REGNO_P(REGNO)?                                           \
335     (GET_MODE_CLASS(MODE) == MODE_COMPLEX_FLOAT ? 2 : 1) :      \
336    GENERAL_REGNO_P(REGNO)?                                      \
337     ((GET_MODE_SIZE(MODE)+UNITS_PER_WORD-1) / UNITS_PER_WORD) : \
338    ACCESS_REGNO_P(REGNO)?                                       \
339     ((GET_MODE_SIZE(MODE)+4-1) / 4) :                           \
340    1)
341
342 #define HARD_REGNO_MODE_OK(REGNO, MODE)                             \
343   (FP_REGNO_P(REGNO)?                                               \
344    ((MODE) == SImode || (MODE) == DImode ||                         \
345     GET_MODE_CLASS(MODE) == MODE_FLOAT ||                           \
346     GET_MODE_CLASS(MODE) == MODE_COMPLEX_FLOAT) :                   \
347    GENERAL_REGNO_P(REGNO)?                                          \
348     (HARD_REGNO_NREGS(REGNO, MODE) == 1 || !((REGNO) & 1)) :        \
349    CC_REGNO_P(REGNO)?                                               \
350      GET_MODE_CLASS (MODE) == MODE_CC :                             \
351    FRAME_REGNO_P(REGNO)?                                            \
352      (enum machine_mode) (MODE) == Pmode :                          \
353    ACCESS_REGNO_P(REGNO)?                                           \
354      (((MODE) == SImode || ((enum machine_mode) (MODE) == Pmode))   \
355       && (HARD_REGNO_NREGS(REGNO, MODE) == 1 || !((REGNO) & 1))) :  \
356    0)
357
358 #define MODES_TIEABLE_P(MODE1, MODE2)           \
359    (((MODE1) == SFmode || (MODE1) == DFmode)    \
360    == ((MODE2) == SFmode || (MODE2) == DFmode))
361
362 /* Maximum number of registers to represent a value of mode MODE
363    in a register of class CLASS.  */
364 #define CLASS_MAX_NREGS(CLASS, MODE)                                    \
365      ((CLASS) == FP_REGS ?                                              \
366       (GET_MODE_CLASS (MODE) == MODE_COMPLEX_FLOAT ? 2 : 1) :           \
367       (CLASS) == ACCESS_REGS ?                                          \
368       (GET_MODE_SIZE (MODE) + 4 - 1) / 4 :                              \
369       (GET_MODE_SIZE (MODE) + UNITS_PER_WORD - 1) / UNITS_PER_WORD)
370
371 /* If a 4-byte value is loaded into a FPR, it is placed into the
372    *upper* half of the register, not the lower.  Therefore, we
373    cannot use SUBREGs to switch between modes in FP registers.
374    Likewise for access registers, since they have only half the
375    word size on 64-bit.  */
376 #define CANNOT_CHANGE_MODE_CLASS(FROM, TO, CLASS)               \
377   (GET_MODE_SIZE (FROM) != GET_MODE_SIZE (TO)                   \
378    ? reg_classes_intersect_p (FP_REGS, CLASS)                   \
379      || reg_classes_intersect_p (ACCESS_REGS, CLASS) : 0)
380
381 /* Register classes.  */
382
383 /* We use the following register classes:
384    GENERAL_REGS     All general purpose registers
385    ADDR_REGS        All general purpose registers except %r0
386                     (These registers can be used in address generation)
387    FP_REGS          All floating point registers
388    CC_REGS          The condition code register
389    ACCESS_REGS      The access registers
390
391    GENERAL_FP_REGS  Union of GENERAL_REGS and FP_REGS
392    ADDR_FP_REGS     Union of ADDR_REGS and FP_REGS
393    GENERAL_CC_REGS  Union of GENERAL_REGS and CC_REGS
394    ADDR_CC_REGS     Union of ADDR_REGS and CC_REGS
395
396    NO_REGS          No registers
397    ALL_REGS         All registers
398
399    Note that the 'fake' frame pointer and argument pointer registers
400    are included amongst the address registers here.  */
401
402 enum reg_class
403 {
404   NO_REGS, CC_REGS, ADDR_REGS, GENERAL_REGS, ACCESS_REGS,
405   ADDR_CC_REGS, GENERAL_CC_REGS, 
406   FP_REGS, ADDR_FP_REGS, GENERAL_FP_REGS,
407   ALL_REGS, LIM_REG_CLASSES
408 };
409 #define N_REG_CLASSES (int) LIM_REG_CLASSES
410
411 #define REG_CLASS_NAMES                                                 \
412 { "NO_REGS", "CC_REGS", "ADDR_REGS", "GENERAL_REGS", "ACCESS_REGS",     \
413   "ADDR_CC_REGS", "GENERAL_CC_REGS",                                    \
414   "FP_REGS", "ADDR_FP_REGS", "GENERAL_FP_REGS", "ALL_REGS" }
415
416 /* Class -> register mapping.  */
417 #define REG_CLASS_CONTENTS \
418 {                                                       \
419   { 0x00000000, 0x00000000 },   /* NO_REGS */           \
420   { 0x00000000, 0x00000002 },   /* CC_REGS */           \
421   { 0x0000fffe, 0x0000000d },   /* ADDR_REGS */         \
422   { 0x0000ffff, 0x0000000d },   /* GENERAL_REGS */      \
423   { 0x00000000, 0x00000030 },   /* ACCESS_REGS */       \
424   { 0x0000fffe, 0x0000000f },   /* ADDR_CC_REGS */      \
425   { 0x0000ffff, 0x0000000f },   /* GENERAL_CC_REGS */   \
426   { 0xffff0000, 0x00000000 },   /* FP_REGS */           \
427   { 0xfffffffe, 0x0000000d },   /* ADDR_FP_REGS */      \
428   { 0xffffffff, 0x0000000d },   /* GENERAL_FP_REGS */   \
429   { 0xffffffff, 0x0000003f },   /* ALL_REGS */          \
430 }
431
432 /* Register -> class mapping.  */
433 extern const enum reg_class regclass_map[FIRST_PSEUDO_REGISTER];
434 #define REGNO_REG_CLASS(REGNO) (regclass_map[REGNO])
435
436 /* ADDR_REGS can be used as base or index register.  */
437 #define INDEX_REG_CLASS ADDR_REGS
438 #define BASE_REG_CLASS ADDR_REGS
439
440 /* Check whether REGNO is a hard register of the suitable class
441    or a pseudo register currently allocated to one such.  */
442 #define REGNO_OK_FOR_INDEX_P(REGNO)                                     \
443     (((REGNO) < FIRST_PSEUDO_REGISTER                                   \
444      && REGNO_REG_CLASS ((REGNO)) == ADDR_REGS)                         \
445     || (reg_renumber[REGNO] > 0 && reg_renumber[REGNO] < 16))
446 #define REGNO_OK_FOR_BASE_P(REGNO) REGNO_OK_FOR_INDEX_P (REGNO)
447
448
449 /* Given an rtx X being reloaded into a reg required to be in class CLASS,
450    return the class of reg to actually use.  */
451 #define PREFERRED_RELOAD_CLASS(X, CLASS)        \
452   s390_preferred_reload_class ((X), (CLASS))
453
454 /* We need a secondary reload when loading a PLUS which is
455    not a valid operand for LOAD ADDRESS.  */
456 #define SECONDARY_INPUT_RELOAD_CLASS(CLASS, MODE, IN)   \
457   s390_secondary_input_reload_class ((CLASS), (MODE), (IN))
458
459 /* We need a secondary reload when storing a double-word
460    to a non-offsettable memory address.  */
461 #define SECONDARY_OUTPUT_RELOAD_CLASS(CLASS, MODE, OUT) \
462   s390_secondary_output_reload_class ((CLASS), (MODE), (OUT))
463
464 /* We need secondary memory to move data between GPRs and FPRs.  */
465 #define SECONDARY_MEMORY_NEEDED(CLASS1, CLASS2, MODE) \
466  ((CLASS1) != (CLASS2) && ((CLASS1) == FP_REGS || (CLASS2) == FP_REGS))
467
468 /* Get_secondary_mem widens its argument to BITS_PER_WORD which loses on 64bit
469    because the movsi and movsf patterns don't handle r/f moves.  */
470 #define SECONDARY_MEMORY_NEEDED_MODE(MODE)              \
471  (GET_MODE_BITSIZE (MODE) < 32                          \
472   ? mode_for_size (32, GET_MODE_CLASS (MODE), 0)        \
473   : MODE)
474
475
476 /* Define various machine-dependent constraint letters.  */
477
478 #define REG_CLASS_FROM_LETTER(C)                                        \
479   ((C) == 'a' ? ADDR_REGS :                                             \
480    (C) == 'd' ? GENERAL_REGS :                                          \
481    (C) == 'f' ? FP_REGS :                                               \
482    (C) == 'c' ? CC_REGS :                                               \
483    (C) == 't' ? ACCESS_REGS : NO_REGS)
484
485 #define CONST_OK_FOR_CONSTRAINT_P(VALUE, C, STR)                          \
486   s390_const_ok_for_constraint_p ((VALUE), (C), (STR))
487
488 #define CONST_DOUBLE_OK_FOR_CONSTRAINT_P(VALUE, C, STR)                 \
489   s390_const_double_ok_for_constraint_p ((VALUE), (C), (STR))
490
491 #define EXTRA_CONSTRAINT_STR(OP, C, STR)                                \
492   s390_extra_constraint_str ((OP), (C), (STR))
493 #define EXTRA_MEMORY_CONSTRAINT(C, STR)                                 \
494   ((C) == 'Q' || (C) == 'R' || (C) == 'S' || (C) == 'T' || (C) == 'A')
495 #define EXTRA_ADDRESS_CONSTRAINT(C, STR)                                \
496   ((C) == 'U' || (C) == 'W' || (C) == 'Y')
497
498 #define CONSTRAINT_LEN(C, STR)                                          \
499   ((C) == 'N' ? 5 :                                                     \
500    (C) == 'A' ? 2 :                                                     \
501    (C) == 'B' ? 2 : DEFAULT_CONSTRAINT_LEN ((C), (STR)))
502
503 /* Stack layout and calling conventions.  */
504
505 /* Our stack grows from higher to lower addresses.  However, local variables
506    are accessed by positive offsets, and function arguments are stored at
507    increasing addresses.  */
508 #define STACK_GROWS_DOWNWARD
509 #define FRAME_GROWS_DOWNWARD 1
510 /* #undef ARGS_GROW_DOWNWARD */
511
512 /* The basic stack layout looks like this: the stack pointer points
513    to the register save area for called functions.  Above that area
514    is the location to place outgoing arguments.  Above those follow
515    dynamic allocations (alloca), and finally the local variables.  */
516
517 /* Offset from stack-pointer to first location of outgoing args.  */
518 #define STACK_POINTER_OFFSET (TARGET_64BIT ? 160 : 96)
519
520 /* Offset within stack frame to start allocating local variables at.  */
521 #define STARTING_FRAME_OFFSET 0
522
523 /* Offset from the stack pointer register to an item dynamically
524    allocated on the stack, e.g., by `alloca'.  */
525 extern int current_function_outgoing_args_size;
526 #define STACK_DYNAMIC_OFFSET(FUNDECL) \
527   (STACK_POINTER_OFFSET + current_function_outgoing_args_size)
528
529 /* Offset of first parameter from the argument pointer register value.
530    We have a fake argument pointer register that points directly to
531    the argument area.  */
532 #define FIRST_PARM_OFFSET(FNDECL) 0
533
534 /* Defining this macro makes __builtin_frame_address(0) and 
535    __builtin_return_address(0) work with -fomit-frame-pointer.  */
536 #define INITIAL_FRAME_ADDRESS_RTX                                             \
537   (TARGET_PACKED_STACK ?                                                      \
538    plus_constant (arg_pointer_rtx, -UNITS_PER_WORD) :                         \
539    plus_constant (arg_pointer_rtx, -STACK_POINTER_OFFSET))
540
541 /* The return address of the current frame is retrieved
542    from the initial value of register RETURN_REGNUM.
543    For frames farther back, we use the stack slot where
544    the corresponding RETURN_REGNUM register was saved.  */
545 #define DYNAMIC_CHAIN_ADDRESS(FRAME)                                          \
546   (TARGET_PACKED_STACK ?                                                      \
547    plus_constant ((FRAME), STACK_POINTER_OFFSET - UNITS_PER_WORD) : (FRAME))
548
549 #define RETURN_ADDR_RTX(COUNT, FRAME)                                         \
550   s390_return_addr_rtx ((COUNT), DYNAMIC_CHAIN_ADDRESS ((FRAME)))
551
552 /* In 31-bit mode, we need to mask off the high bit of return addresses.  */
553 #define MASK_RETURN_ADDR (TARGET_64BIT ? constm1_rtx : GEN_INT (0x7fffffff))
554
555
556 /* Exception handling.  */
557
558 /* Describe calling conventions for DWARF-2 exception handling.  */
559 #define INCOMING_RETURN_ADDR_RTX  gen_rtx_REG (Pmode, RETURN_REGNUM)
560 #define INCOMING_FRAME_SP_OFFSET STACK_POINTER_OFFSET
561 #define DWARF_FRAME_RETURN_COLUMN  14
562
563 /* Describe how we implement __builtin_eh_return.  */
564 #define EH_RETURN_DATA_REGNO(N) ((N) < 4 ? (N) + 6 : INVALID_REGNUM)
565 #define EH_RETURN_HANDLER_RTX gen_rtx_MEM (Pmode, return_address_pointer_rtx)
566        
567 /* Select a format to encode pointers in exception handling data.  */
568 #define ASM_PREFERRED_EH_DATA_FORMAT(CODE, GLOBAL)                          \
569   (flag_pic                                                                 \
570     ? ((GLOBAL) ? DW_EH_PE_indirect : 0) | DW_EH_PE_pcrel | DW_EH_PE_sdata4 \
571    : DW_EH_PE_absptr)
572
573
574 /* Frame registers.  */
575
576 #define STACK_POINTER_REGNUM 15
577 #define FRAME_POINTER_REGNUM 34
578 #define HARD_FRAME_POINTER_REGNUM 11
579 #define ARG_POINTER_REGNUM 32
580 #define RETURN_ADDRESS_POINTER_REGNUM 35
581
582 /* The static chain must be call-clobbered, but not used for
583    function argument passing.  As register 1 is clobbered by
584    the trampoline code, we only have one option.  */
585 #define STATIC_CHAIN_REGNUM 0
586
587 /* Number of hardware registers that go into the DWARF-2 unwind info.
588    To avoid ABI incompatibility, this number must not change even as
589    'fake' hard registers are added or removed.  */
590 #define DWARF_FRAME_REGISTERS 34
591
592
593 /* Frame pointer and argument pointer elimination.  */
594
595 #define FRAME_POINTER_REQUIRED 0
596
597 #define INITIAL_FRAME_POINTER_OFFSET(DEPTH) (DEPTH) = 0
598
599 #define ELIMINABLE_REGS                                      \
600 {{ FRAME_POINTER_REGNUM, STACK_POINTER_REGNUM},              \
601  { FRAME_POINTER_REGNUM, HARD_FRAME_POINTER_REGNUM},         \
602  { ARG_POINTER_REGNUM, STACK_POINTER_REGNUM},                \
603  { ARG_POINTER_REGNUM, HARD_FRAME_POINTER_REGNUM},           \
604  { RETURN_ADDRESS_POINTER_REGNUM, STACK_POINTER_REGNUM},     \
605  { RETURN_ADDRESS_POINTER_REGNUM, HARD_FRAME_POINTER_REGNUM}}
606
607 #define CAN_ELIMINATE(FROM, TO) \
608   s390_can_eliminate ((FROM), (TO))
609
610 #define INITIAL_ELIMINATION_OFFSET(FROM, TO, OFFSET) \
611   (OFFSET) = s390_initial_elimination_offset ((FROM), (TO))
612
613
614 /* Stack arguments.  */
615
616 /* We need current_function_outgoing_args to be valid.  */
617 #define ACCUMULATE_OUTGOING_ARGS 1
618
619 /* Return doesn't modify the stack.  */
620 #define RETURN_POPS_ARGS(FUNDECL, FUNTYPE, SIZE) 0
621
622
623 /* Register arguments.  */
624
625 typedef struct s390_arg_structure
626 {
627   int gprs;                     /* gpr so far */
628   int fprs;                     /* fpr so far */
629 }
630 CUMULATIVE_ARGS;
631
632 #define INIT_CUMULATIVE_ARGS(CUM, FNTYPE, LIBNAME, NN, N_NAMED_ARGS) \
633   ((CUM).gprs=0, (CUM).fprs=0)
634
635 #define FUNCTION_ARG_ADVANCE(CUM, MODE, TYPE, NAMED)                    \
636   s390_function_arg_advance (&CUM, MODE, TYPE, NAMED)
637
638 #define FUNCTION_ARG(CUM, MODE, TYPE, NAMED)   \
639   s390_function_arg (&CUM, MODE, TYPE, NAMED)
640
641 /* Arguments can be placed in general registers 2 to 6,
642    or in floating point registers 0 and 2.  */
643 #define FUNCTION_ARG_REGNO_P(N) (((N) >=2 && (N) <7) || \
644                                  (N) == 16 || (N) == 17)
645
646
647 /* Scalar return values.  */
648
649 #define FUNCTION_VALUE(VALTYPE, FUNC) \
650   s390_function_value ((VALTYPE), VOIDmode)
651
652 #define LIBCALL_VALUE(MODE) \
653   s390_function_value (NULL, (MODE))
654
655 /* Only gpr 2 and fpr 0 are ever used as return registers.  */
656 #define FUNCTION_VALUE_REGNO_P(N) ((N) == 2 || (N) == 16)
657
658
659 /* Function entry and exit.  */
660
661 /* When returning from a function, the stack pointer does not matter.  */
662 #define EXIT_IGNORE_STACK       1
663
664
665 /* Profiling.  */
666
667 #define FUNCTION_PROFILER(FILE, LABELNO)                        \
668   s390_function_profiler ((FILE), ((LABELNO)))
669
670 #define PROFILE_BEFORE_PROLOGUE 1
671
672
673 /* Implementing the varargs macros.  */
674
675 #define EXPAND_BUILTIN_VA_START(valist, nextarg) \
676   s390_va_start (valist, nextarg)
677
678 /* Trampolines for nested functions.  */
679
680 #define TRAMPOLINE_SIZE (TARGET_64BIT ? 32 : 16)
681
682 #define INITIALIZE_TRAMPOLINE(ADDR, FNADDR, CXT)                       \
683    s390_initialize_trampoline ((ADDR), (FNADDR), (CXT))
684
685 #define TRAMPOLINE_TEMPLATE(FILE)                                       \
686    s390_trampoline_template (FILE)
687
688
689 /* Addressing modes, and classification of registers for them.  */
690
691 /* Recognize any constant value that is a valid address.  */
692 #define CONSTANT_ADDRESS_P(X) 0
693
694 /* Maximum number of registers that can appear in a valid memory address.  */
695 #define MAX_REGS_PER_ADDRESS 2
696
697 /* The macros REG_OK_FOR..._P assume that the arg is a REG rtx and check
698    its validity for a certain class.  We have two alternate definitions
699    for each of them.  The usual definition accepts all pseudo regs; the
700    other rejects them all.  The symbol REG_OK_STRICT causes the latter
701    definition to be used.
702
703    Most source files want to accept pseudo regs in the hope that they will
704    get allocated to the class that the insn wants them to be in.
705    Some source files that are used after register allocation
706    need to be strict.  */
707
708 #define REG_OK_FOR_INDEX_NONSTRICT_P(X)         \
709 ((GET_MODE (X) == Pmode) &&                     \
710  ((REGNO (X) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)          \
711   || REGNO_REG_CLASS (REGNO (X)) == ADDR_REGS))
712
713 #define REG_OK_FOR_BASE_NONSTRICT_P(X)    REG_OK_FOR_INDEX_NONSTRICT_P (X)
714
715 #define REG_OK_FOR_INDEX_STRICT_P(X)                            \
716 ((GET_MODE (X) == Pmode) && (REGNO_OK_FOR_INDEX_P (REGNO (X))))
717
718 #define REG_OK_FOR_BASE_STRICT_P(X)                             \
719 ((GET_MODE (X) == Pmode) && (REGNO_OK_FOR_BASE_P (REGNO (X))))
720
721 #ifndef REG_OK_STRICT
722 #define REG_OK_FOR_INDEX_P(X)  REG_OK_FOR_INDEX_NONSTRICT_P(X)
723 #define REG_OK_FOR_BASE_P(X)   REG_OK_FOR_BASE_NONSTRICT_P(X)
724 #else
725 #define REG_OK_FOR_INDEX_P(X)  REG_OK_FOR_INDEX_STRICT_P(X)
726 #define REG_OK_FOR_BASE_P(X)   REG_OK_FOR_BASE_STRICT_P(X)
727 #endif
728
729 /* S/390 has no mode dependent addresses.  */
730 #define GO_IF_MODE_DEPENDENT_ADDRESS(ADDR, LABEL)
731
732 /* GO_IF_LEGITIMATE_ADDRESS recognizes an RTL expression that is a
733    valid memory address for an instruction.
734    The MODE argument is the machine mode for the MEM expression
735    that wants to use this address.  */
736 #ifdef REG_OK_STRICT
737 #define GO_IF_LEGITIMATE_ADDRESS(MODE, X, ADDR)                         \
738 {                                                                       \
739   if (legitimate_address_p (MODE, X, 1))                                \
740     goto ADDR;                                                          \
741 }
742 #else
743 #define GO_IF_LEGITIMATE_ADDRESS(MODE, X, ADDR)                         \
744 {                                                                       \
745   if (legitimate_address_p (MODE, X, 0))                                \
746     goto ADDR;                                                          \
747 }
748 #endif
749
750 /* Try machine-dependent ways of modifying an illegitimate address
751    to be legitimate.  If we find one, return the new, valid address.
752    This macro is used in only one place: `memory_address' in explow.c.  */
753 #define LEGITIMIZE_ADDRESS(X, OLDX, MODE, WIN)                          \
754 {                                                                       \
755   (X) = legitimize_address (X, OLDX, MODE);                             \
756   if (memory_address_p (MODE, X))                                       \
757     goto WIN;                                                           \
758 }
759
760 /* Try a machine-dependent way of reloading an illegitimate address
761    operand.  If we find one, push the reload and jump to WIN.  This
762    macro is used in only one place: `find_reloads_address' in reload.c.  */
763 #define LEGITIMIZE_RELOAD_ADDRESS(AD, MODE, OPNUM, TYPE, IND, WIN)      \
764 do {                                                                    \
765   rtx new = legitimize_reload_address (AD, MODE, OPNUM, (int)(TYPE));   \
766   if (new)                                                              \
767     {                                                                   \
768       (AD) = new;                                                       \
769       goto WIN;                                                         \
770     }                                                                   \
771 } while (0)
772
773 /* Nonzero if the constant value X is a legitimate general operand.
774    It is given that X satisfies CONSTANT_P or is a CONST_DOUBLE.  */
775 #define LEGITIMATE_CONSTANT_P(X) \
776      legitimate_constant_p (X)
777
778 /* Helper macro for s390.c and s390.md to check for symbolic constants.  */
779 #define SYMBOLIC_CONST(X)       \
780 (GET_CODE (X) == SYMBOL_REF                                             \
781  || GET_CODE (X) == LABEL_REF                                           \
782  || (GET_CODE (X) == CONST && symbolic_reference_mentioned_p (X)))
783
784 #define TLS_SYMBOLIC_CONST(X)   \
785 ((GET_CODE (X) == SYMBOL_REF && tls_symbolic_operand (X))       \
786  || (GET_CODE (X) == CONST && tls_symbolic_reference_mentioned_p (X)))
787
788
789 /* Condition codes.  */
790
791 /* Given a comparison code (EQ, NE, etc.) and the first operand of a COMPARE,
792    return the mode to be used for the comparison.  */
793 #define SELECT_CC_MODE(OP, X, Y) s390_select_ccmode ((OP), (X), (Y))
794
795 /* Canonicalize a comparison from one we don't have to one we do have.  */
796 #define CANONICALIZE_COMPARISON(CODE, OP0, OP1) \
797   s390_canonicalize_comparison (&(CODE), &(OP0), &(OP1))
798
799 /* Define the information needed to generate branch and scc insns.  This is
800    stored from the compare operation.  Note that we can't use "rtx" here
801    since it hasn't been defined!  */
802 extern struct rtx_def *s390_compare_op0, *s390_compare_op1, *s390_compare_emitted;
803
804
805 /* Relative costs of operations.  */
806
807 /* On s390, copy between fprs and gprs is expensive.  */
808 #define REGISTER_MOVE_COST(MODE, CLASS1, CLASS2)                        \
809   ((   (   reg_classes_intersect_p ((CLASS1), GENERAL_REGS)             \
810         && reg_classes_intersect_p ((CLASS2), FP_REGS))                 \
811     || (   reg_classes_intersect_p ((CLASS1), FP_REGS)                  \
812         && reg_classes_intersect_p ((CLASS2), GENERAL_REGS))) ? 10 : 1)
813
814 /* A C expression for the cost of moving data of mode M between a
815    register and memory.  A value of 2 is the default; this cost is
816    relative to those in `REGISTER_MOVE_COST'.  */
817 #define MEMORY_MOVE_COST(M, C, I) 1
818
819 /* A C expression for the cost of a branch instruction.  A value of 1
820    is the default; other values are interpreted relative to that.  */
821 #define BRANCH_COST 1
822
823 /* Nonzero if access to memory by bytes is slow and undesirable.  */
824 #define SLOW_BYTE_ACCESS 1
825
826 /* An integer expression for the size in bits of the largest integer machine
827    mode that should actually be used.  We allow pairs of registers.  */ 
828 #define MAX_FIXED_MODE_SIZE GET_MODE_BITSIZE (TARGET_64BIT ? TImode : DImode)
829
830 /* The maximum number of bytes that a single instruction can move quickly
831    between memory and registers or between two memory locations.  */
832 #define MOVE_MAX (TARGET_64BIT ? 16 : 8)
833 #define MOVE_MAX_PIECES (TARGET_64BIT ? 8 : 4)
834 #define MAX_MOVE_MAX 16
835
836 /* Determine whether to use move_by_pieces or block move insn.  */
837 #define MOVE_BY_PIECES_P(SIZE, ALIGN)           \
838   ( (SIZE) == 1 || (SIZE) == 2 || (SIZE) == 4   \
839     || (TARGET_64BIT && (SIZE) == 8) )
840
841 /* Determine whether to use clear_by_pieces or block clear insn.  */
842 #define CLEAR_BY_PIECES_P(SIZE, ALIGN)          \
843   ( (SIZE) == 1 || (SIZE) == 2 || (SIZE) == 4   \
844     || (TARGET_64BIT && (SIZE) == 8) )
845
846 /* This macro is used to determine whether store_by_pieces should be
847    called to "memset" storage with byte values other than zero, or
848    to "memcpy" storage when the source is a constant string.  */
849 #define STORE_BY_PIECES_P(SIZE, ALIGN) MOVE_BY_PIECES_P (SIZE, ALIGN)
850
851 /* Don't perform CSE on function addresses.  */
852 #define NO_FUNCTION_CSE
853
854
855 /* Sections.  */
856
857 /* Output before read-only data.  */
858 #define TEXT_SECTION_ASM_OP ".text"
859
860 /* Output before writable (initialized) data.  */
861 #define DATA_SECTION_ASM_OP ".data"
862
863 /* Output before writable (uninitialized) data.  */
864 #define BSS_SECTION_ASM_OP ".bss"
865
866 /* S/390 constant pool breaks the devices in crtstuff.c to control section
867    in where code resides.  We have to write it as asm code.  */
868 #ifndef __s390x__
869 #define CRT_CALL_STATIC_FUNCTION(SECTION_OP, FUNC) \
870     asm (SECTION_OP "\n\
871         bras\t%r2,1f\n\
872 0:      .long\t" USER_LABEL_PREFIX #FUNC " - 0b\n\
873 1:      l\t%r3,0(%r2)\n\
874         bas\t%r14,0(%r3,%r2)\n\
875         .previous");
876 #endif
877
878
879 /* Position independent code.  */
880
881 extern int flag_pic;
882
883 #define PIC_OFFSET_TABLE_REGNUM (flag_pic ? 12 : INVALID_REGNUM)
884
885 #define LEGITIMATE_PIC_OPERAND_P(X)  legitimate_pic_operand_p (X)
886
887
888 /* Assembler file format.  */
889
890 /* Character to start a comment.  */
891 #define ASM_COMMENT_START "#"
892
893 /* Declare an uninitialized external linkage data object.  */
894 #define ASM_OUTPUT_ALIGNED_BSS(FILE, DECL, NAME, SIZE, ALIGN) \
895   asm_output_aligned_bss (FILE, DECL, NAME, SIZE, ALIGN)
896
897 /* Globalizing directive for a label.  */
898 #define GLOBAL_ASM_OP ".globl "
899
900 /* Advance the location counter to a multiple of 2**LOG bytes.  */
901 #define ASM_OUTPUT_ALIGN(FILE, LOG) \
902   if ((LOG)) fprintf ((FILE), "\t.align\t%d\n", 1 << (LOG))
903
904 /* Advance the location counter by SIZE bytes.  */
905 #define ASM_OUTPUT_SKIP(FILE, SIZE) \
906   fprintf ((FILE), "\t.set\t.,.+"HOST_WIDE_INT_PRINT_UNSIGNED"\n", (SIZE))
907
908 /* The LOCAL_LABEL_PREFIX variable is used by dbxelf.h.  */
909 #define LOCAL_LABEL_PREFIX "."
910
911 /* How to refer to registers in assembler output.  This sequence is
912    indexed by compiler's hard-register-number (see above).  */
913 #define REGISTER_NAMES                                                  \
914 { "%r0",  "%r1",  "%r2",  "%r3",  "%r4",  "%r5",  "%r6",  "%r7",        \
915   "%r8",  "%r9",  "%r10", "%r11", "%r12", "%r13", "%r14", "%r15",       \
916   "%f0",  "%f2",  "%f4",  "%f6",  "%f1",  "%f3",  "%f5",  "%f7",        \
917   "%f8",  "%f10", "%f12", "%f14", "%f9",  "%f11", "%f13", "%f15",       \
918   "%ap",  "%cc",  "%fp",  "%rp",  "%a0",  "%a1"                         \
919 }
920
921 /* Print operand X (an rtx) in assembler syntax to file FILE.  */
922 #define PRINT_OPERAND(FILE, X, CODE) print_operand (FILE, X, CODE)
923 #define PRINT_OPERAND_ADDRESS(FILE, ADDR) print_operand_address (FILE, ADDR)
924
925 /* Output machine-dependent UNSPECs in address constants.  */
926 #define OUTPUT_ADDR_CONST_EXTRA(FILE, X, FAIL)          \
927 do {                                                    \
928   if (!s390_output_addr_const_extra (FILE, (X)))        \
929     goto FAIL;                                          \
930 } while (0);
931
932 /* Output an element of a case-vector that is absolute.  */
933 #define ASM_OUTPUT_ADDR_VEC_ELT(FILE, VALUE)                            \
934 do {                                                                    \
935   char buf[32];                                                         \
936   fputs (integer_asm_op (UNITS_PER_WORD, TRUE), (FILE));                \
937   ASM_GENERATE_INTERNAL_LABEL (buf, "L", (VALUE));                      \
938   assemble_name ((FILE), buf);                                          \
939   fputc ('\n', (FILE));                                                 \
940 } while (0)
941
942 /* Output an element of a case-vector that is relative.  */
943 #define ASM_OUTPUT_ADDR_DIFF_ELT(FILE, BODY, VALUE, REL)                \
944 do {                                                                    \
945   char buf[32];                                                         \
946   fputs (integer_asm_op (UNITS_PER_WORD, TRUE), (FILE));                \
947   ASM_GENERATE_INTERNAL_LABEL (buf, "L", (VALUE));                      \
948   assemble_name ((FILE), buf);                                          \
949   fputc ('-', (FILE));                                                  \
950   ASM_GENERATE_INTERNAL_LABEL (buf, "L", (REL));                        \
951   assemble_name ((FILE), buf);                                          \
952   fputc ('\n', (FILE));                                                 \
953 } while (0)
954
955
956 /* Miscellaneous parameters.  */
957
958 /* Specify the machine mode that this machine uses for the index in the
959    tablejump instruction.  */
960 #define CASE_VECTOR_MODE (TARGET_64BIT ? DImode : SImode)
961
962 /* Value is 1 if truncating an integer of INPREC bits to OUTPREC bits
963    is done just by pretending it is already truncated.  */
964 #define TRULY_NOOP_TRUNCATION(OUTPREC, INPREC)  1
965
966 /* Specify the machine mode that pointers have.
967    After generation of rtl, the compiler makes no further distinction
968    between pointers and any other objects of this machine mode.  */
969 #define Pmode ((enum machine_mode) (TARGET_64BIT ? DImode : SImode))
970
971 /* This is -1 for "pointer mode" extend.  See ptr_extend in s390.md.  */
972 #define POINTERS_EXTEND_UNSIGNED -1
973
974 /* A function address in a call instruction is a byte address (for
975    indexing purposes) so give the MEM rtx a byte's mode.  */
976 #define FUNCTION_MODE QImode
977
978 /* Machine-specific symbol_ref flags.  */
979 #define SYMBOL_FLAG_ALIGN1      (SYMBOL_FLAG_MACH_DEP << 0)
980
981 /* Check whether integer displacement is in range.  */
982 #define DISP_IN_RANGE(d) \
983   (TARGET_LONG_DISPLACEMENT? ((d) >= -524288 && (d) <= 524287) \
984                            : ((d) >= 0 && (d) <= 4095))
985
986 #endif