nsz Git - libfirm/blob - ir/ana/irmemory.c

   1 /*
   2  * Project:     libFIRM
   3  * File name:   ir/ana/irmemory.c
   4  * Purpose:     Memory disambiguator
   5  * Author:      Michael Beck
   6  * Modified by:
   7  * Created:     27.12.2006
   8  * CVS-ID:      $Id$
   9  * Copyright:   (c) 2006-2007 Universität Karlsruhe
  10  * Licence:     This file protected by GPL -  GNU GENERAL PUBLIC LICENSE.
  11  */
  12 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  13 #include "config.h"
  14 #endif
  15
  16 #include <stdlib.h>
  17
  18 #include "irnode_t.h"
  19 #include "irgraph_t.h"
  20 #include "irprog_t.h"
  21 #include "irmemory.h"
  22 #include "irflag.h"
  23 #include "hashptr.h"
  24 #include "irflag.h"
  25 #include "irouts.h"
  26 #include "irgwalk.h"
  27
  28 /** The source language specific language disambiguator function. */
  29 static DISAMBIGUATOR_FUNC language_disambuigator = NULL;
  30
  31 /**
  32  * Find the base address of an Sel node.
  33  */
  34 static ir_node *find_base_adr(ir_node *sel) {
  35         ir_node *ptr = get_Sel_ptr(sel);
  36
  37         while (is_Sel(ptr)) {
  38                 sel = ptr;
  39                 ptr = get_Sel_ptr(sel);
  40         }
  41         return ptr;
  42 }  /* find_base_adr */
  43
  44 /**
  45  * Two address expressions have the same base address,
  46  * check if there offsets are different.
  47  *
  48  * @param adr1  The first address.
  49  * @param adr2  The second address.
  50  */
  51 static ir_alias_relation different_offsets(ir_node *adr1, ir_node *adr2) {
  52         return may_alias;
  53 }  /* different_offsets */
  54
  55 /**
  56  * Determine the alias relation by checking if adr1 and adr2 are pointer
  57  * to different type.
  58  */
  59 static ir_alias_relation different_types(ir_node *adr1, ir_node *adr2)
  60 {
  61         ir_entity *ent1 = NULL, *ent2 = NULL;
  62
  63         if (is_SymConst(adr1) && get_SymConst_kind(adr1) == symconst_addr_ent)
  64                 ent1 = get_SymConst_entity(adr1);
  65         else if (is_Sel(adr1))
  66                 ent1 = get_Sel_entity(adr1);
  67
  68         if (is_SymConst(adr2) && get_SymConst_kind(adr2) == symconst_addr_ent)
  69                 ent2 = get_SymConst_entity(adr2);
  70         else if (is_Sel(adr2))
  71                 ent2 = get_Sel_entity(adr2);
  72
  73         if (ent1 != NULL && ent2 != NULL) {
  74                 ir_type *tp1 = get_entity_type(ent1);
  75                 ir_type *tp2 = get_entity_type(ent2);
  76
  77                 if (tp1 != tp2) {
  78                         if (is_Pointer_type(tp1) && is_Pointer_type(tp2)) {
  79                                 /* do deref until no pointer types are found */
  80                                 do {
  81                                         tp1 = get_pointer_points_to_type(tp1);
  82                                         tp2 = get_pointer_points_to_type(tp2);
  83                                 } while (is_Pointer_type(tp1) && is_Pointer_type(tp2));
  84                         }
  85
  86                         if (get_type_tpop(tp1) != get_type_tpop(tp2)) {
  87                                 /* different type structure */
  88                                 return no_alias;
  89                         }
  90                         if (is_Class_type(tp1)) {
  91                                 /* check class hierarchy */
  92                                 if (! is_SubClass_of(tp1, tp2) &&
  93                                         ! is_SubClass_of(tp2, tp1))
  94                                         return no_alias;
  95                         } else {
  96                                 /* different types */
  97                                 return no_alias;
  98                         }
  99                 }
 100         }
 101         return may_alias;
 102 }  /* different_types */
 103
 104 /**
 105  * Determine the alias relation between two addresses.
 106  */
 107 static ir_alias_relation _get_alias_relation(
 108         ir_graph *irg,
 109         ir_node *adr1, ir_mode *mode1,
 110         ir_node *adr2, ir_mode *mode2,
 111         unsigned options)
 112 {
 113         opcode op1, op2;
 114         ir_entity *ent1, *ent2;
 115
 116         if (! get_opt_alias_analysis())
 117                 return may_alias;
 118
 119         if (adr1 == adr2)
 120                 return sure_alias;
 121
 122         /* Two save some code, sort the addresses by its id's. Beware, this
 123            might break some things, so better check here. */
 124         assert(iro_SymConst < iro_Sel && "Code dependence breaked");
 125         op1 = get_irn_opcode(adr1);
 126         op2 = get_irn_opcode(adr2);
 127
 128         if (op1 > op2) {
 129                 ir_node *t = adr1;
 130                 ir_mode *m = mode1;
 131                 adr1  = adr2;
 132                 mode1 = mode2;
 133                 adr2  = t;
 134                 mode2 = m;
 135         }
 136
 137         if (is_SymConst(adr1) && get_SymConst_kind(adr1) == symconst_addr_ent) {
 138                 /* first address is a global variable */
 139
 140                 if (is_SymConst(adr2) && get_SymConst_kind(adr2) == symconst_addr_ent) {
 141                         /* both addresses are global variables and we know
 142                            they are different (R1 a) */
 143                         if (get_SymConst_entity(adr1) != get_SymConst_entity(adr2))
 144                                 return no_alias;
 145                         else
 146                                 return sure_alias;
 147                 }
 148                 if (is_Sel(adr2)) {
 149                         ir_node *base = find_base_adr(adr2);
 150
 151                         if (is_SymConst(base) && get_SymConst_kind(base) == symconst_addr_ent) {
 152                                 /* base address is a global var (R1 a) */
 153                                 if (adr1 != base)
 154                                         return no_alias;
 155                                 if (base == adr1)
 156                                         return different_offsets(adr1, adr2);
 157                         } else if (base == get_irg_frame(irg)) {
 158                                 /* the second one is a local variable so they are always
 159                                    different (R1 b) */
 160                                 return no_alias;
 161                         } else if (base == get_irg_tls(irg)) {
 162                                 /* the second one is a TLS variable so they are always
 163                                    different (R1 c) */
 164                                 return no_alias;
 165                         }
 166                 }
 167
 168                 /* Here we are: the first is a global var, the second some pointer. */
 169                 ent1 = get_SymConst_entity(adr1);
 170                 if (get_entity_address_taken(ent1) == ir_address_not_taken) {
 171                         /* The address of the global variable was never taken, so
 172                            the pointer cannot match (R2). */
 173                         return no_alias;
 174                 }
 175         } else if (is_Sel(adr1)) {
 176                 /* the first address is a Sel */
 177                 ir_node *base1 = find_base_adr(adr1);
 178
 179                 if (base1 == get_irg_frame(irg)) {
 180                         /* the first is a local variable */
 181                         if (is_Sel(adr2)) {
 182                                 /* the second address is a Sel */
 183                                 ir_node *base2 = find_base_adr(adr2);
 184
 185                                 if (base2 == get_irg_frame(irg)) {
 186                                         /* the second one is a local variable */
 187                                 } else if (base2 == get_irg_tls(irg)) {
 188                                         /* the second one is a TLS variable so they are always
 189                                        different (R1 d) */
 190                                         return no_alias;
 191                                 }
 192                         }
 193                 } else if (base1 == get_irg_tls(irg)) {
 194                         /* the first is a TLS variable */
 195                         if (is_Sel(adr2)) {
 196                                 /* the second address is a Sel */
 197                                 ir_node *base2 = find_base_adr(adr2);
 198
 199                                 if (base2 == get_irg_frame(irg)) {
 200                                         /* the second one is a local variable so they are always
 201                                        different (R1 d) */
 202                                         return no_alias;
 203                                 } else if (base2 == get_irg_tls(irg)) {
 204                                         /* the second one is a TLS variable */
 205                                 }
 206                         }
 207                 }
 208         }
 209
 210         if (options & opt_strong_typed) {
 211                 /* try rule R5 */
 212                 ir_alias_relation rel = different_types(adr1, adr2);
 213                 if (rel != may_alias)
 214                         return rel;
 215         }
 216
 217         /* do we have a language specific memory disambiguator? */
 218         if (language_disambuigator) {
 219                 ir_alias_relation rel = (*language_disambuigator)(irg, adr1, mode1, adr2, mode2);
 220                 if (rel != may_alias)
 221                         return rel;
 222         }
 223
 224         /* access points-to information here */
 225         return may_alias;
 226 }  /* _get_alias_relation */
 227
 228 /*
 229  * Determine the alias relation between two addresses.
 230  */
 231 ir_alias_relation get_alias_relation(
 232         ir_graph *irg,
 233         ir_node *adr1, ir_mode *mode1,
 234         ir_node *adr2, ir_mode *mode2,
 235         unsigned options)
 236 {
 237         ir_alias_relation rel = _get_alias_relation(irg, adr1, mode1, adr2, mode2, options);
 238         return rel;
 239 }  /* get_alias_relation */
 240
 241 /* Set a source language specific memory disambiguator function. */
 242 void set_language_memory_disambiguator(DISAMBIGUATOR_FUNC func) {
 243         language_disambuigator = func;
 244 }  /* set_language_memory_disambiguator */
 245
 246 /** The result cache for the memory disambiguator. */
 247 static set *result_cache = NULL;
 248
 249 /** An entry in the relation cache. */
 250 typedef struct mem_disambig_entry {
 251         ir_node           *adr1;    /**< The first address. */
 252         ir_node           *adr2;    /**< The second address. */
 253         ir_alias_relation result;   /**< The alias relation result. */
 254 } mem_disambig_entry;
 255
 256 #define HASH_ENTRY(adr1, adr2)  (HASH_PTR(adr1) ^ HASH_PTR(adr2))
 257
 258 /**
 259  * Compare two relation cache entries.
 260  */
 261 static int cmp_mem_disambig_entry(const void *elt, const void *key, size_t size) {
 262         const mem_disambig_entry *p1 = elt;
 263         const mem_disambig_entry *p2 = key;
 264
 265         return p1->adr1 == p2->adr1 && p1->adr2 == p2->adr2;
 266 }  /* cmp_mem_disambig_entry */
 267
 268 /**
 269  * Initialize the relation cache.
 270  */
 271 void mem_disambig_init(void) {
 272         result_cache = new_set(cmp_mem_disambig_entry, 8);
 273 }  /* mem_disambig_init */
 274
 275 /*
 276  * Determine the alias relation between two addresses.
 277  */
 278 ir_alias_relation get_alias_relation_ex(
 279         ir_graph *irg,
 280         ir_node *adr1, ir_mode *mode1,
 281         ir_node *adr2, ir_mode *mode2,
 282         unsigned options)
 283 {
 284         mem_disambig_entry key, *entry;
 285
 286         if (! get_opt_alias_analysis())
 287                 return may_alias;
 288
 289         if (get_irn_opcode(adr1) > get_irn_opcode(adr2)) {
 290                 ir_node *t = adr1;
 291                 adr1 = adr2;
 292                 adr2 = t;
 293         }
 294
 295         key.adr1 = adr1;
 296         key.adr2 = adr2;
 297         entry = set_find(result_cache, &key, sizeof(key), HASH_ENTRY(adr1, adr2));
 298         if (entry)
 299                 return entry->result;
 300
 301         key.result = get_alias_relation(irg, adr1, mode1, adr2, mode2, options);
 302
 303         set_insert(result_cache, &key, sizeof(key), HASH_ENTRY(adr1, adr2));
 304         return key.result;
 305 }  /* get_alias_relation_ex */
 306
 307 /* Free the relation cache. */
 308 void mem_disambig_term(void) {
 309         if (result_cache) {
 310                 del_set(result_cache);
 311                 result_cache = NULL;
 312         }
 313 }  /* mem_disambig_term */
 314
 315 /**
 316  * Check the mode of a Load/Store with the mode of the entity
 317  * that is accessed.
 318  * If the mode of the entity and the Load/Store mode do not match, we
 319  * have the bad reinterpret case:
 320  *
 321  * int i;
 322  * char b = *(char *)&i;
 323  *
 324  * We do NOT count this as one value and return address_taken
 325  * in that case.
 326  * However, we support an often used case. If the mode is two-complement
 327  * we allow casts between signed/unsigned.
 328  *
 329  * @param mode     the mode of the Load/Store
 330  * @param ent_mode the mode of the accessed entity
 331  *
 332  * @return non-zero if the Load/Store is a hidden cast, zero else
 333  */
 334 static int is_hidden_cast(ir_mode *mode, ir_mode *ent_mode) {
 335         if (ent_mode != mode) {
 336                 if (ent_mode == NULL ||
 337                         get_mode_size_bits(ent_mode) != get_mode_size_bits(mode) ||
 338                         get_mode_sort(ent_mode) != get_mode_sort(mode) ||
 339                         get_mode_arithmetic(ent_mode) != irma_twos_complement ||
 340                         get_mode_arithmetic(mode) != irma_twos_complement)
 341                         return 1;
 342         }
 343         return 0;
 344 }  /* is_hidden_cast */
 345
 346 /**
 347  * Determine the address_taken state of a node (or it's successor Sels).
 348  *
 349  * @param irn  the node
 350  */
 351 static ir_address_taken_state find_address_taken_state(ir_node *irn) {
 352         int     i;
 353         ir_mode *emode, *mode;
 354         ir_node *value;
 355         ir_entity *ent;
 356
 357         for (i = get_irn_n_outs(irn) - 1; i >= 0; --i) {
 358                 ir_node *succ = get_irn_out(irn, i);
 359
 360                 switch (get_irn_opcode(succ)) {
 361                 case iro_Load:
 362                         /* check if this load is not a hidden conversion */
 363                         mode = get_Load_mode(succ);
 364                         ent = is_SymConst(irn) ? get_SymConst_entity(irn) : get_Sel_entity(irn);
 365                         emode = get_type_mode(get_entity_type(ent));
 366                         if (is_hidden_cast(mode, emode))
 367                                 return ir_address_taken;
 368                         break;
 369
 370                 case iro_Store:
 371                         /* check that the node is not the Store's value */
 372                         value = get_Store_value(succ);
 373                         if (value == irn)
 374                                 return ir_address_taken;
 375                         /* check if this Store is not a hidden conversion */
 376                         mode = get_irn_mode(value);
 377                         ent = is_SymConst(irn) ? get_SymConst_entity(irn) : get_Sel_entity(irn);
 378                         emode = get_type_mode(get_entity_type(ent));
 379                         if (is_hidden_cast(mode, emode))
 380                                 return ir_address_taken;
 381                         break;
 382
 383                 case iro_Sel: {
 384                         /* Check the successor of irn. */
 385                         ir_address_taken_state res = find_address_taken_state(succ);
 386                         if (res != ir_address_not_taken)
 387                                 return res;
 388                         break;
 389                 }
 390
 391                 case iro_Call:
 392                         /* Only the call address is not an address taker but
 393                            this is an uninteresting case, so we ignore it here. */
 394                         return ir_address_taken;
 395
 396                 default:
 397                         /* another op, the address may be taken */
 398                         return ir_address_taken_unknown;
 399                 }
 400         }
 401         /* All successors finished, the address is not taken. */
 402         return ir_address_not_taken;
 403 }  /* find_address_taken_state */
 404
 405 /**
 406  * Update the "address taken" flag of all frame entities.
 407  */
 408 static void analyse_irg_address_taken(ir_graph *irg) {
 409         ir_type *ft = get_irg_frame_type(irg);
 410         ir_node *irg_frame;
 411         int i;
 412
 413         /* set initial state to not_taken, as this is the "smallest" state */
 414         for (i = get_class_n_members(ft) - 1; i >= 0; --i) {
 415                 entity *ent = get_class_member(ft, i);
 416
 417                 set_entity_address_taken(ent, ir_address_not_taken);
 418         }
 419
 420         assure_irg_outs(irg);
 421
 422         irg_frame = get_irg_frame(irg);
 423
 424         for (i = get_irn_n_outs(irg_frame) - 1; i >= 0; --i) {
 425                 ir_node *succ = get_irn_out(irg_frame, i);
 426                 ir_address_taken_state state;
 427
 428             if (is_Sel(succ)) {
 429                         ir_entity *ent = get_Sel_entity(succ);
 430
 431                         if (get_entity_address_taken(ent) == ir_address_taken)
 432                                 continue;
 433
 434                         state = find_address_taken_state(succ);
 435                         if (state > get_entity_address_taken(ent))
 436                                 set_entity_address_taken(ent, state);
 437                 }
 438         }
 439         /* now computed */
 440         irg->adr_taken_state = ir_address_taken_computed;
 441 }  /* analyse_address_taken */
 442
 443 /* Returns the current address taken state of the graph. */
 444 ir_address_taken_computed_state get_irg_address_taken_state(const ir_graph *irg) {
 445         return irg->adr_taken_state;
 446 }  /* get_irg_address_taken_state */
 447
 448 /* Sets the current address taken state of the graph. */
 449 void set_irg_address_taken_state(ir_graph *irg, ir_address_taken_computed_state state) {
 450         irg->adr_taken_state = state;
 451 }  /* set_irg_address_taken_state */
 452
 453 /* Assure that the address taken flag is computed for the given graph. */
 454 void assure_irg_address_taken_computed(ir_graph *irg) {
 455         if (irg->adr_taken_state == ir_address_taken_not_computed)
 456                 analyse_irg_address_taken(irg);
 457 }  /* assure_irg_address_taken_computed */
 458
 459 /**
 460  * Initialize the address_taken flag for a global type like type.
 461  */
 462 static void init_taken_flag(ir_type * tp) {
 463         int i;
 464
 465         /* All external visible entities are at least
 466            ir_address_taken_unknown. This is very conservative. */
 467         for (i = get_compound_n_members(tp) - 1; i >= 0; --i) {
 468                 entity *ent = get_compound_member(tp, i);
 469                 ir_address_taken_state state;
 470
 471                 state = get_entity_visibility(ent) == visibility_external_visible ?
 472                                 ir_address_taken_unknown : ir_address_not_taken ;
 473                 set_entity_address_taken(ent, state);
 474         }
 475 }  /* init_taken_flag */
 476
 477 /**
 478  * Print the address taken state of all entities of a given type for debugging.
 479  */
 480 static void print_address_taken_state(ir_type *tp) {
 481         int i;
 482         for (i = get_compound_n_members(tp) - 1; i >= 0; --i) {
 483                 entity *ent = get_compound_member(tp, i);
 484                 ir_address_taken_state state = get_entity_address_taken(ent);
 485
 486                 if (state != ir_address_not_taken) {
 487                         assert(ir_address_not_taken <= state && state <= ir_address_taken);
 488                         ir_printf("%+F: %s\n", ent, get_address_taken_state_name(state));
 489                 }
 490         }
 491 }  /* print_address_taken_state */
 492
 493 /**
 494  * Post-walker: check for global entity address
 495  */
 496 static void check_global_address(ir_node *irn, void *env) {
 497         ir_node *tls = env;
 498         entity *ent;
 499         ir_address_taken_state state;
 500
 501         if (is_SymConst(irn) && get_SymConst_kind(irn) == symconst_addr_ent) {
 502                 /* A global. */
 503                 ent = get_SymConst_entity(irn);
 504         } else if (is_Sel(irn) && get_Sel_ptr(irn) == tls) {
 505                 /* A TLS variable. */
 506                 ent = get_SymConst_entity(irn);
 507         } else
 508                 return;
 509
 510         if (get_entity_address_taken(ent) == ir_address_not_taken) {
 511                 /* Already at the maximum. */
 512                 return;
 513         }
 514         state = find_address_taken_state(irn);
 515         if (state > get_entity_address_taken(ent))
 516                 set_entity_address_taken(ent, state);
 517 }  /* check_global_address */
 518
 519 /**
 520  * Update the "address taken" flag of all global entities.
 521  */
 522 static void analyse_irp_globals_address_taken(void) {
 523         int i;
 524
 525         init_taken_flag(get_glob_type());
 526         init_taken_flag(get_tls_type());
 527
 528         for (i = get_irp_n_irgs() - 1; i >= 0; --i) {
 529                 ir_graph *irg = get_irp_irg(i);
 530
 531                 assure_irg_outs(irg);
 532                 irg_walk_graph(irg, NULL, check_global_address, get_irg_tls(irg));
 533         }
 534         print_address_taken_state(get_glob_type());
 535         print_address_taken_state(get_tls_type());
 536
 537         /* now computed */
 538         irp->globals_adr_taken_state = ir_address_taken_computed;
 539 }  /* analyse_irp_globals_address_taken */
 540
 541 /* Returns the current address taken state of the globals. */
 542 ir_address_taken_computed_state get_irp_globals_address_taken_state(void) {
 543         return irp->globals_adr_taken_state;
 544 }  /* get_irp_globals_address_taken_state */
 545
 546 /* Sets the current address taken state of the graph. */
 547 void set_irp_globals_address_taken_state(ir_address_taken_computed_state state) {
 548         irp->globals_adr_taken_state = state;
 549 }  /* set_irg_address_taken_state */
 550
 551 /* Assure that the address taken flag is computed for the globals. */
 552 void assure_irp_globals_address_taken_computed(void) {
 553         if (irp->globals_adr_taken_state == ir_address_taken_not_computed)
 554                 analyse_irp_globals_address_taken();
 555 }  /* assure_irp_globals_address_taken_computed */