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