nsz Git - libfirm/blob - ir/be/beabihelper.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 1995-2008 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       Helper functions for handling ABI constraints in the code
  23  *              selection phase.
  24  * @author      Matthias Braun
  25  * @version     $Id$
  26  */
  27 #include "config.h"
  28
  29 #include "beabihelper.h"
  30 #include "bearch.h"
  31 #include "benode.h"
  32 #include "besched.h"
  33 #include "ircons.h"
  34 #include "iredges.h"
  35 #include "irgwalk.h"
  36 #include "irphase_t.h"
  37 #include "height.h"
  38
  39 typedef struct reg_flag_t {
  40         const arch_register_t *reg;   /**< register at an input position.
  41                                            may be NULL in case of memory input */
  42         arch_irn_flags_t       flags;
  43 } reg_flag_t;
  44
  45 /**
  46  * A register state mapping keeps track of the symbol values (=firm nodes)
  47  * to registers. This is usefull when constructing straight line code
  48  * which like the function prolog or epilog in some architectures.
  49  */
  50 typedef struct register_state_mapping_t {
  51         ir_node   **value_map;     /**< mapping of state indices to values */
  52         int       **reg_index_map; /**< mapping of regclass,regnum to an index
  53                                         into the value_map */
  54         reg_flag_t *regs;          /**< registers (and memory values) that form a
  55                                         state */
  56         ir_node    *last_barrier;
  57 } register_state_mapping_t;
  58
  59 struct beabi_helper_env_t {
  60         ir_graph                 *irg;
  61         register_state_mapping_t  prolog;
  62         register_state_mapping_t  epilog;
  63         ir_phase                 *stack_order;
  64 };
  65
  66 static void prepare_rsm(register_state_mapping_t *rsm,
  67                         const arch_env_t *arch_env)
  68 {
  69         unsigned   n_reg_classes = arch_env_get_n_reg_class(arch_env);
  70         unsigned   c;
  71         reg_flag_t memory = { NULL, 0 };
  72
  73         rsm->regs = NEW_ARR_F(reg_flag_t, 0);
  74         /* memory input at 0 */
  75         ARR_APP1(reg_flag_t, rsm->regs, memory);
  76
  77         rsm->value_map     = NULL;
  78         rsm->reg_index_map = XMALLOCN(int*, n_reg_classes);
  79         for (c = 0; c < n_reg_classes; ++c) {
  80                 const arch_register_class_t *cls = arch_env_get_reg_class(arch_env, c);
  81                 unsigned                     n_regs = arch_register_class_n_regs(cls);
  82                 unsigned                     r;
  83
  84                 rsm->reg_index_map[c] = XMALLOCN(int, n_regs);
  85                 for (r = 0; r < n_regs; ++r) {
  86                         rsm->reg_index_map[c][r] = -1;
  87                 }
  88         }
  89 }
  90
  91 static void free_rsm(register_state_mapping_t *rsm, const arch_env_t *arch_env)
  92 {
  93         unsigned n_reg_classes = arch_env_get_n_reg_class(arch_env);
  94         unsigned c;
  95
  96         for (c = 0; c < n_reg_classes; ++c) {
  97                 free(rsm->reg_index_map[c]);
  98         }
  99
 100         free(rsm->reg_index_map);
 101         if (rsm->value_map != NULL)
 102                 DEL_ARR_F(rsm->value_map);
 103         DEL_ARR_F(rsm->regs);
 104
 105         rsm->regs          = NULL;
 106         rsm->reg_index_map = NULL;
 107         rsm->value_map     = NULL;
 108 }
 109
 110 static void rsm_clear_regs(register_state_mapping_t *rsm,
 111                            const arch_env_t *arch_env)
 112 {
 113         unsigned   n_reg_classes = arch_env_get_n_reg_class(arch_env);
 114         unsigned   c;
 115         reg_flag_t memory = { NULL, 0 };
 116
 117         for (c = 0; c < n_reg_classes; ++c) {
 118                 const arch_register_class_t *cls = arch_env_get_reg_class(arch_env, c);
 119                 unsigned                     n_regs = arch_register_class_n_regs(cls);
 120                 unsigned                     r;
 121
 122                 for (r = 0; r < n_regs; ++r) {
 123                         rsm->reg_index_map[c][r] = -1;
 124                 }
 125         }
 126         ARR_RESIZE(reg_flag_t, rsm->regs, 0);
 127         ARR_APP1(reg_flag_t, rsm->regs, memory);
 128
 129         if (rsm->value_map != NULL) {
 130                 DEL_ARR_F(rsm->value_map);
 131                 rsm->value_map = NULL;
 132         }
 133 }
 134
 135 static int rsm_add_reg(register_state_mapping_t *rsm,
 136                        const arch_register_t *reg, arch_irn_flags_t flags)
 137 {
 138         int        input_idx = ARR_LEN(rsm->regs);
 139         int        cls_idx   = reg->reg_class->index;
 140         int        reg_idx   = reg->index;
 141         reg_flag_t regflag   = { reg, flags };
 142
 143         /* we must not have used get_value yet */
 144         assert(rsm->reg_index_map[cls_idx][reg_idx] == -1);
 145         rsm->reg_index_map[cls_idx][reg_idx] = input_idx;
 146         ARR_APP1(reg_flag_t, rsm->regs, regflag);
 147
 148         if (rsm->value_map != NULL) {
 149                 ARR_APP1(ir_node*, rsm->value_map, NULL);
 150                 assert(ARR_LEN(rsm->value_map) == ARR_LEN(rsm->regs));
 151         }
 152         return input_idx;
 153 }
 154
 155
 156 static ir_node *rsm_get_value(register_state_mapping_t *rsm, int index)
 157 {
 158         assert(0 <= index && index < ARR_LEN(rsm->value_map));
 159         return rsm->value_map[index];
 160 }
 161
 162 static ir_node *rsm_get_reg_value(register_state_mapping_t *rsm,
 163                                   const arch_register_t *reg)
 164 {
 165         int cls_idx   = reg->reg_class->index;
 166         int reg_idx   = reg->index;
 167         int input_idx = rsm->reg_index_map[cls_idx][reg_idx];
 168
 169         return rsm_get_value(rsm, input_idx);
 170 }
 171
 172 static void rsm_set_value(register_state_mapping_t *rsm, int index,
 173                           ir_node *value)
 174 {
 175         assert(0 <= index && index < ARR_LEN(rsm->value_map));
 176         rsm->value_map[index] = value;
 177 }
 178
 179 static void rsm_set_reg_value(register_state_mapping_t *rsm,
 180                               const arch_register_t *reg, ir_node *value)
 181 {
 182         int cls_idx   = reg->reg_class->index;
 183         int reg_idx   = reg->index;
 184         int input_idx = rsm->reg_index_map[cls_idx][reg_idx];
 185         rsm_set_value(rsm, input_idx, value);
 186 }
 187
 188 static ir_node *rsm_create_barrier(register_state_mapping_t *rsm,
 189                                    ir_node *block)
 190 {
 191         int       n_barrier_outs = ARR_LEN(rsm->regs);
 192         ir_node **in             = rsm->value_map;
 193         ir_node  *barrier;
 194         int       o;
 195
 196         assert(ARR_LEN(rsm->value_map) == n_barrier_outs);
 197
 198         barrier = be_new_Barrier(block, n_barrier_outs, in);
 199
 200         for (o = 0; o < n_barrier_outs; ++o) {
 201                 const reg_flag_t      *regflag = &rsm->regs[o];
 202                 const arch_register_t *reg     = regflag->reg;
 203                 ir_node               *proj;
 204                 if (reg == NULL) {
 205                         arch_set_out_register_req(barrier, o, arch_no_register_req);
 206                         proj = new_r_Proj(barrier, mode_M, o);
 207                 } else {
 208                         be_set_constr_single_reg_in(barrier, o, reg, 0);
 209                         be_set_constr_single_reg_out(barrier, o, reg, regflag->flags);
 210                         proj = new_r_Proj(barrier, reg->reg_class->mode, o);
 211                 }
 212                 rsm->value_map[o] = proj;
 213         }
 214
 215         rsm->last_barrier = barrier;
 216
 217         return barrier;
 218 }
 219
 220
 221
 222
 223
 224 beabi_helper_env_t *be_abihelper_prepare(ir_graph *irg)
 225 {
 226         const arch_env_t   *arch_env = be_get_irg_arch_env(irg);
 227         beabi_helper_env_t *env      = XMALLOCZ(beabi_helper_env_t);
 228
 229         env->irg = irg;
 230         prepare_rsm(&env->prolog, arch_env);
 231         prepare_rsm(&env->epilog, arch_env);
 232
 233         return env;
 234 }
 235
 236 void be_abihelper_finish(beabi_helper_env_t *env)
 237 {
 238         const arch_env_t *arch_env = be_get_irg_arch_env(env->irg);
 239
 240         free_rsm(&env->prolog, arch_env);
 241         if (env->epilog.reg_index_map != NULL) {
 242                 free_rsm(&env->epilog, arch_env);
 243         }
 244         free(env);
 245 }
 246
 247 void be_prolog_add_reg(beabi_helper_env_t *env, const arch_register_t *reg,
 248                        arch_irn_flags_t flags)
 249 {
 250         rsm_add_reg(&env->prolog, reg, flags);
 251 }
 252
 253 ir_node *be_prolog_create_start(beabi_helper_env_t *env, dbg_info *dbgi,
 254                                 ir_node *block)
 255 {
 256         int      n_start_outs = ARR_LEN(env->prolog.regs);
 257         ir_node *start        = be_new_Start(dbgi, block, n_start_outs);
 258         int      o;
 259
 260         assert(env->prolog.value_map == NULL);
 261         env->prolog.value_map = NEW_ARR_F(ir_node*, n_start_outs);
 262
 263         for (o = 0; o < n_start_outs; ++o) {
 264                 const reg_flag_t      *regflag = &env->prolog.regs[o];
 265                 const arch_register_t *reg     = regflag->reg;
 266                 ir_node               *proj;
 267                 if (reg == NULL) {
 268                         arch_set_out_register_req(start, o, arch_no_register_req);
 269                         proj = new_r_Proj(start, mode_M, o);
 270                 } else {
 271                         be_set_constr_single_reg_out(start, o, regflag->reg,
 272                                                      regflag->flags);
 273                         arch_irn_set_register(start, o, regflag->reg);
 274                         proj = new_r_Proj(start, reg->reg_class->mode, o);
 275                 }
 276                 env->prolog.value_map[o] = proj;
 277         }
 278
 279         /* start node should really be the first thing constructed */
 280         assert(env->prolog.last_barrier == NULL);
 281         env->prolog.last_barrier = start;
 282
 283         return start;
 284 }
 285
 286 ir_node *be_prolog_create_barrier(beabi_helper_env_t *env, ir_node *block)
 287 {
 288         return rsm_create_barrier(&env->prolog, block);
 289 }
 290
 291 ir_node *be_prolog_get_reg_value(beabi_helper_env_t *env,
 292                                  const arch_register_t *reg)
 293 {
 294         return rsm_get_reg_value(&env->prolog, reg);
 295 }
 296
 297 ir_node *be_prolog_get_memory(beabi_helper_env_t *env)
 298 {
 299         return rsm_get_value(&env->prolog, 0);
 300 }
 301
 302 void be_prolog_set_reg_value(beabi_helper_env_t *env,
 303                              const arch_register_t *reg, ir_node *value)
 304 {
 305         rsm_set_reg_value(&env->prolog, reg, value);
 306 }
 307
 308 void be_prolog_set_memory(beabi_helper_env_t *env, ir_node *value)
 309 {
 310         rsm_set_value(&env->prolog, 0, value);
 311 }
 312
 313
 314
 315 void be_epilog_begin(beabi_helper_env_t *env)
 316 {
 317         const arch_env_t *arch_env = be_get_irg_arch_env(env->irg);
 318         rsm_clear_regs(&env->epilog, arch_env);
 319         env->epilog.value_map    = NEW_ARR_F(ir_node*, 1);
 320         env->epilog.value_map[0] = NULL;
 321 }
 322
 323 void be_epilog_add_reg(beabi_helper_env_t *env, const arch_register_t *reg,
 324                        arch_irn_flags_t flags, ir_node *value)
 325 {
 326         int index = rsm_add_reg(&env->epilog, reg, flags);
 327         rsm_set_value(&env->epilog, index, value);
 328 }
 329
 330 void be_epilog_set_reg_value(beabi_helper_env_t *env,
 331                              const arch_register_t *reg, ir_node *value)
 332 {
 333         rsm_set_reg_value(&env->epilog, reg, value);
 334 }
 335
 336 void be_epilog_set_memory(beabi_helper_env_t *env, ir_node *value)
 337 {
 338         rsm_set_value(&env->epilog, 0, value);
 339 }
 340
 341 ir_node *be_epilog_get_reg_value(beabi_helper_env_t *env,
 342                                  const arch_register_t *reg)
 343 {
 344         return rsm_get_reg_value(&env->epilog, reg);
 345 }
 346
 347 ir_node *be_epilog_get_memory(beabi_helper_env_t *env)
 348 {
 349         return rsm_get_value(&env->epilog, 0);
 350 }
 351
 352 ir_node *be_epilog_create_barrier(beabi_helper_env_t *env, ir_node *block)
 353 {
 354         return rsm_create_barrier(&env->epilog, block);
 355 }
 356
 357 ir_node *be_epilog_create_return(beabi_helper_env_t *env, dbg_info *dbgi,
 358                                  ir_node *block)
 359 {
 360         int       n_return_in = ARR_LEN(env->epilog.regs);
 361         ir_node **in          = env->epilog.value_map;
 362         int       n_res       = 1; /* TODO */
 363         unsigned  pop         = 0; /* TODO */
 364         int       i;
 365         ir_node  *ret;
 366
 367         assert(ARR_LEN(env->epilog.value_map) == n_return_in);
 368
 369         ret = be_new_Return(dbgi, get_irn_irg(block), block, n_res, pop,
 370                             n_return_in, in);
 371         for (i = 0; i < n_return_in; ++i) {
 372                 const reg_flag_t      *regflag = &env->epilog.regs[i];
 373                 const arch_register_t *reg     = regflag->reg;
 374                 if (reg != NULL) {
 375                         be_set_constr_single_reg_in(ret, i, reg, 0);
 376                 }
 377         }
 378
 379         rsm_clear_regs(&env->epilog, be_get_irg_arch_env(env->irg));
 380         env->epilog.last_barrier = NULL;
 381
 382         return ret;
 383 }
 384
 385 static void add_missing_keep_walker(ir_node *node, void *data)
 386 {
 387         int              n_outs, i;
 388         unsigned        *found_projs;
 389         const ir_edge_t *edge;
 390         ir_mode         *mode = get_irn_mode(node);
 391         ir_node         *last_keep;
 392         (void) data;
 393         if (mode != mode_T)
 394                 return;
 395
 396         n_outs = arch_irn_get_n_outs(node);
 397         if (n_outs <= 0)
 398                 return;
 399
 400         rbitset_alloca(found_projs, n_outs);
 401         foreach_out_edge(node, edge) {
 402                 ir_node *succ = get_edge_src_irn(edge);
 403                 ir_mode *mode = get_irn_mode(succ);
 404                 int      pn;
 405
 406                 /* The node could be kept */
 407                 if (is_End(succ) || is_Anchor(succ))
 408                         continue;
 409
 410                 if (mode == mode_M || mode == mode_X)
 411                         continue;
 412
 413                 pn = get_Proj_proj(succ);
 414                 assert(pn < n_outs);
 415                 rbitset_set(found_projs, pn);
 416         }
 417
 418
 419         /* are keeps missing? */
 420         last_keep = NULL;
 421         for (i = 0; i < n_outs; ++i) {
 422                 ir_node                     *block;
 423                 ir_node                     *in[1];
 424                 const arch_register_req_t   *req;
 425                 const arch_register_class_t *cls;
 426
 427                 if (rbitset_is_set(found_projs, i)) {
 428                         continue;
 429                 }
 430
 431                 req = arch_get_out_register_req(node, i);
 432                 cls = req->cls;
 433                 if (cls == NULL || (cls->flags & arch_register_class_flag_manual_ra)) {
 434                         continue;
 435                 }
 436
 437                 block = get_nodes_block(node);
 438                 in[0] = new_r_Proj(node, arch_register_class_mode(cls), i);
 439                 if (last_keep != NULL) {
 440                         be_Keep_add_node(last_keep, cls, in[0]);
 441                 } else {
 442                         last_keep = be_new_Keep(block, 1, in);
 443                         if (sched_is_scheduled(node)) {
 444                                 sched_add_after(node, last_keep);
 445                         }
 446                 }
 447         }
 448 }
 449
 450 void be_add_missing_keeps(ir_graph *irg)
 451 {
 452         irg_walk_graph(irg, add_missing_keep_walker, NULL, NULL);
 453 }
 454
 455
 456
 457 static void collect_node(ir_node *node)
 458 {
 459         ir_node *block = get_nodes_block(node);
 460         ir_node *old   = get_irn_link(block);
 461
 462         set_irn_link(node, old);
 463         set_irn_link(block, node);
 464 }
 465
 466 static void link_ops_in_block_walker(ir_node *node, void *data)
 467 {
 468         (void) data;
 469
 470         switch (get_irn_opcode(node)) {
 471         case iro_Return:
 472         case iro_Call:
 473                 collect_node(node);
 474                 break;
 475         case iro_Alloc:
 476                 /** all non-stack alloc nodes should be lowered before the backend */
 477                 assert(get_Alloc_where(node) == stack_alloc);
 478                 collect_node(node);
 479                 break;
 480         case iro_Free:
 481                 assert(get_Free_where(node) == stack_alloc);
 482                 collect_node(node);
 483                 break;
 484         case iro_Builtin:
 485                 if (get_Builtin_kind(node) == ir_bk_return_address) {
 486                         ir_node *param = get_Builtin_param(node, 0);
 487                         tarval  *tv    = get_Const_tarval(param); /* must be Const */
 488                         long     value = get_tarval_long(tv);
 489                         if (value > 0) {
 490                                 /* we need esp for the climbframe algo */
 491                                 collect_node(node);
 492                         }
 493                 }
 494                 break;
 495         default:
 496                 break;
 497         }
 498 }
 499
 500 static heights_t *heights;
 501
 502 /**
 503  * Check if a node is somehow data dependent on another one.
 504  * both nodes must be in the same basic block.
 505  * @param n1 The first node.
 506  * @param n2 The second node.
 507  * @return 1, if n1 is data dependent (transitively) on n2, 0 if not.
 508  */
 509 static int dependent_on(const ir_node *n1, const ir_node *n2)
 510 {
 511         assert(get_nodes_block(n1) == get_nodes_block(n2));
 512
 513         return heights_reachable_in_block(heights, n1, n2);
 514 }
 515
 516 static int cmp_call_dependency(const void *c1, const void *c2)
 517 {
 518         const ir_node *n1 = *(const ir_node **) c1;
 519         const ir_node *n2 = *(const ir_node **) c2;
 520
 521         /*
 522                 Classical qsort() comparison function behavior:
 523                 0  if both elements are equal
 524                 1  if second is "smaller" that first
 525                 -1 if first is "smaller" that second
 526         */
 527         if (dependent_on(n1, n2))
 528                 return 1;
 529
 530         if (dependent_on(n2, n1))
 531                 return -1;
 532
 533         /* The nodes have no depth order, but we need a total order because qsort()
 534          * is not stable. */
 535         return get_irn_idx(n2) - get_irn_idx(n1);
 536 }
 537
 538 static void process_ops_in_block(ir_node *block, void *data)
 539 {
 540         ir_phase *phase = data;
 541         unsigned  n;
 542         unsigned  n_nodes;
 543         ir_node  *node;
 544         ir_node **nodes;
 545
 546         n_nodes = 0;
 547         for (node = get_irn_link(block); node != NULL; node = get_irn_link(node)) {
 548                 ++n_nodes;
 549         }
 550
 551         if (n_nodes == 0)
 552                 return;
 553
 554         nodes = XMALLOCN(ir_node*, n_nodes);
 555         n = 0;
 556         for (node = get_irn_link(block); node != NULL; node = get_irn_link(node)) {
 557                 nodes[n++] = node;;
 558         }
 559         assert(n == n_nodes);
 560
 561         /* order nodes according to their data dependencies */
 562         qsort(nodes, n_nodes, sizeof(nodes[0]), cmp_call_dependency);
 563
 564         for (n = n_nodes-1; n > 0; --n) {
 565                 ir_node *node = nodes[n];
 566                 ir_node *pred = nodes[n-1];
 567
 568                 phase_set_irn_data(phase, node, pred);
 569         }
 570 }
 571
 572 void be_collect_stacknodes(beabi_helper_env_t *env)
 573 {
 574         ir_graph *irg = env->irg;
 575         irg_walk_graph(irg, firm_clear_link, link_ops_in_block_walker, NULL);
 576
 577         assert(env->stack_order == NULL);
 578         env->stack_order = new_phase(irg, phase_irn_init_default);
 579
 580         heights = heights_new(irg);
 581         irg_block_walk_graph(irg, NULL, process_ops_in_block, env->stack_order);
 582         heights_free(heights);
 583 }
 584
 585 ir_node *be_get_stack_pred(const beabi_helper_env_t *env, const ir_node *node)
 586 {
 587         return phase_get_irn_data(env->stack_order, node);
 588 }