nsz Git - libfirm/blob - ir/be/ia32/ia32_address_mode.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       This file contains functions for matching firm graphs for
  23  *              nodes that can be used as address mode for x86 instructions
  24  * @author      Matthias Braun
  25  * @version     $Id$
  26  */
  27 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  28 #include "config.h"
  29 #endif
  30
  31 #include "ia32_address_mode.h"
  32 #include "ia32_transform.h"
  33
  34 #include "irtypes.h"
  35 #include "irnode_t.h"
  36 #include "irprintf.h"
  37 #include "error.h"
  38 #include "iredges_t.h"
  39 #include "irgwalk.h"
  40
  41 #include "../benode_t.h"
  42
  43 #define AGGRESSIVE_AM
  44
  45 /* gas/ld don't support negative symconsts :-( */
  46 #undef SUPPORT_NEGATIVE_SYMCONSTS
  47
  48 static be_lv_t  *lv;
  49 static bitset_t *non_address_mode_nodes;
  50
  51 /**
  52  * Recursive worker for checking if a DAG with root node can be represented as a simple immediate,
  53  *
  54  * @param node       the node
  55  * @param symconsts  number of symconsts found so far
  56  * @param negate     if set, the immediate must be negated
  57  *
  58  * @return non-zero if the DAG represents an immediate, 0 else
  59  */
  60 static int do_is_immediate(const ir_node *node, int *symconsts, int negate)
  61 {
  62         ir_node *left;
  63         ir_node *right;
  64
  65         switch (get_irn_opcode(node)) {
  66         case iro_Const:
  67                 /* Consts are typically immediates */
  68                 if (!tarval_is_long(get_Const_tarval(node))) {
  69 #ifdef DEBUG_libfirm
  70                         ir_fprintf(stderr,
  71                                    "Optimisation warning tarval of %+F(%+F) is not a long.\n",
  72                                    node, current_ir_graph);
  73 #endif
  74                         return 0;
  75                 }
  76                 return 1;
  77         case iro_SymConst:
  78                 /* the first SymConst of a DAG can be fold into an immediate */
  79 #ifndef SUPPORT_NEGATIVE_SYMCONSTS
  80                 /* unfortunately the assembler/linker doesn't support -symconst */
  81                 if(negate)
  82                         return 0;
  83 #endif
  84
  85                 if(get_SymConst_kind(node) != symconst_addr_ent)
  86                         return 0;
  87                 (*symconsts)++;
  88                 if(*symconsts > 1)
  89                         return 0;
  90
  91                 return 1;
  92         case iro_Add:
  93         case iro_Sub:
  94                 /* Add's and Sub's are typically supported as long as both operands are
  95                  * immediates */
  96                 if(bitset_is_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(node)))
  97                         return 0;
  98
  99                 left  = get_binop_left(node);
 100                 right = get_binop_right(node);
 101                 if(!do_is_immediate(left, symconsts, negate))
 102                         return 0;
 103                 if(!do_is_immediate(right, symconsts, is_Sub(node) ? !negate : negate))
 104                         return 0;
 105
 106                 return 1;
 107         default:
 108                 /* all other nodes are NO immediates */
 109                 return 0;
 110         }
 111 }
 112
 113 /**
 114  * Checks if a DAG with a single root node can be represented as a simple immediate.
 115  *
 116  * @param node  the node
 117  *
 118  * @return non-zero if the DAG represents an immediate, 0 else
 119  */
 120 #if 0
 121 static int is_immediate_simple(const ir_node *node) {
 122         int symconsts = 0;
 123         return do_is_immediate(node, &symconsts, 0);
 124 }
 125 #endif
 126
 127 /**
 128  * Check if a DAG starting with root node can be folded into an address mode
 129  * as an immediate.
 130  *
 131  * @param addr    the address mode data so far
 132  * @param node    the node
 133  * @param negate  if set, the immediate must be negated
 134  */
 135 static int is_immediate(ia32_address_t *addr, const ir_node *node, int negate)
 136 {
 137         int symconsts = (addr->symconst_ent != NULL);
 138         return do_is_immediate(node, &symconsts, negate);
 139 }
 140
 141 /**
 142  * Place a DAG with root node into an address mode.
 143  *
 144  * @param addr    the address mode data so far
 145  * @param node    the node
 146  * @param negate  if set, the immediate must be negated
 147  */
 148 static void eat_immediate(ia32_address_t *addr, ir_node *node, int negate)
 149 {
 150         tarval  *tv;
 151         ir_node *left;
 152         ir_node *right;
 153         long    val;
 154
 155         switch (get_irn_opcode(node)) {
 156         case iro_Const:
 157                 /* simply add the value to the offset */
 158                 tv = get_Const_tarval(node);
 159                 val = get_tarval_long(tv);
 160                 if (negate) {
 161                         addr->offset -= val;
 162                 } else {
 163                         addr->offset += val;
 164                 }
 165                 break;
 166         case iro_SymConst:
 167                 /* place the entity into the symconst */
 168                 if (addr->symconst_ent != NULL) {
 169                         panic("Internal error: more than 1 symconst in address calculation");
 170                 }
 171                 addr->symconst_ent  = get_SymConst_entity(node);
 172 #ifndef SUPPORT_NEGATIVE_SYMCONSTS
 173                 assert(!negate);
 174 #endif
 175                 addr->symconst_sign = negate;
 176                 break;
 177         case iro_Add:
 178                 assert(!bitset_is_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(node)));
 179                 left  = get_Add_left(node);
 180                 right = get_Add_right(node);
 181                 eat_immediate(addr, left, negate);
 182                 eat_immediate(addr, right, negate);
 183                 break;
 184         case iro_Sub:
 185                 assert(!bitset_is_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(node)));
 186                 left  = get_Sub_left(node);
 187                 right = get_Sub_right(node);
 188                 eat_immediate(addr, left, negate);
 189                 eat_immediate(addr, right, !negate);
 190                 break;
 191         default:
 192                 panic("Internal error in immediate address calculation");
 193         }
 194 }
 195
 196 /**
 197  * Place operands of node into an address mode.
 198  *
 199  * @param addr    the address mode data so far
 200  * @param node    the node
 201  * @param force   if set, ignore the marking of node as a non-address-mode node
 202  *
 203  * @return the folded node
 204  */
 205 static ir_node *eat_immediates(ia32_address_t *addr, ir_node *node, int force)
 206 {
 207         if(!force && bitset_is_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(node)))
 208                 return node;
 209
 210         if(is_Add(node)) {
 211                 ir_node *left  = get_Add_left(node);
 212                 ir_node *right = get_Add_right(node);
 213
 214                 if(is_immediate(addr, left, 0)) {
 215                         eat_immediate(addr, left, 0);
 216                         return eat_immediates(addr, right, 0);
 217                 }
 218                 if(is_immediate(addr, right, 0)) {
 219                         eat_immediate(addr, right, 0);
 220                         return eat_immediates(addr, left, 0);
 221                 }
 222         } else if(is_Sub(node)) {
 223                 ir_node *left  = get_Sub_left(node);
 224                 ir_node *right = get_Sub_right(node);
 225
 226                 if(is_immediate(addr, right, 1)) {
 227                         eat_immediate(addr, right, 1);
 228                         return eat_immediates(addr, left, 0);
 229                 }
 230         }
 231
 232         return node;
 233 }
 234
 235 /**
 236  * Try to place a Shl into an address mode.
 237  *
 238  * @param addr    the address mode data so far
 239  * @param node   the node to place
 240  *
 241  * @return non-zero on success
 242  */
 243 static int eat_shl(ia32_address_t *addr, ir_node *node)
 244 {
 245         ir_node *shifted_val;
 246         long     val;
 247
 248         if(is_Shl(node)) {
 249                 ir_node *right = get_Shl_right(node);
 250                 tarval  *tv;
 251
 252                 /* we can use shl with 1, 2 or 3 shift */
 253                 if(!is_Const(right))
 254                         return 0;
 255                 tv = get_Const_tarval(right);
 256                 if(!tarval_is_long(tv))
 257                         return 0;
 258
 259                 val = get_tarval_long(tv);
 260                 if(val < 0 || val > 3)
 261                         return 0;
 262                 if(val == 0) {
 263                         ir_fprintf(stderr, "Optimisation warning: unoptimized Shl(,0) found\n");
 264                 }
 265
 266                 shifted_val = get_Shl_left(node);
 267         } else if(is_Add(node)) {
 268                 /* might be an add x, x */
 269                 ir_node *left  = get_Add_left(node);
 270                 ir_node *right = get_Add_right(node);
 271
 272                 if(left != right)
 273                         return 0;
 274                 if(is_Const(left))
 275                         return 0;
 276
 277                 val         = 1;
 278                 shifted_val = left;
 279         } else {
 280                 return 0;
 281         }
 282
 283         /* we can only eat a shl if we don't have a scale or index set yet */
 284         if(addr->scale != 0 || addr->index != NULL)
 285                 return 0;
 286         if(bitset_is_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(node)))
 287                 return 0;
 288
 289 #ifndef AGGRESSIVE_AM
 290         if(get_irn_n_edges(node) > 1)
 291                 return 0;
 292 #endif
 293
 294         addr->scale = val;
 295         addr->index = shifted_val;
 296         return 1;
 297 }
 298
 299 /* Create an address mode for a given node. */
 300 void ia32_create_address_mode(ia32_address_t *addr, ir_node *node, int force)
 301 {
 302         int      res = 0;
 303         ir_node *eat_imms;
 304
 305         if(is_immediate(addr, node, 0)) {
 306                 eat_immediate(addr, node, 0);
 307                 return;
 308         }
 309
 310 #ifndef AGGRESSIVE_AM
 311         if(!force && get_irn_n_edges(node) > 1) {
 312                 addr->base = node;
 313                 return;
 314         }
 315 #endif
 316
 317         if(!force && bitset_is_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(node))) {
 318                 addr->base = node;
 319                 return;
 320         }
 321
 322         eat_imms = eat_immediates(addr, node, force);
 323         if(eat_imms != node) {
 324                 if(force) {
 325                         eat_imms = ia32_skip_downconv(eat_imms);
 326                 }
 327
 328                 res  = 1;
 329                 node = eat_imms;
 330 #ifndef AGGRESSIVE_AM
 331                 if(get_irn_n_edges(node) > 1) {
 332                         addr->base = node;
 333                         return;
 334                 }
 335 #endif
 336                 if(bitset_is_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(node))) {
 337                         addr->base = node;
 338                         return;
 339                 }
 340         }
 341
 342         /* starting point Add, Sub or Shl, FrameAddr */
 343         if(is_Shl(node)) {
 344                 /* We don't want to eat add x, x as shl here, so only test for real Shl
 345                  * instructions, because we want the former as Lea x, x, not Shl x, 1 */
 346                 if(eat_shl(addr, node))
 347                         return;
 348         } else if(is_immediate(addr, node, 0)) {
 349                 eat_immediate(addr, node, 0);
 350                 return;
 351         } else if(be_is_FrameAddr(node)) {
 352                 assert(addr->base == NULL);
 353                 assert(addr->frame_entity == NULL);
 354                 addr->base         = be_get_FrameAddr_frame(node);
 355                 addr->use_frame    = 1;
 356                 addr->frame_entity = be_get_FrameAddr_entity(node);
 357                 return;
 358         } else if(is_Add(node)) {
 359                 ir_node *left  = get_Add_left(node);
 360                 ir_node *right = get_Add_right(node);
 361
 362                 if(force) {
 363                         left  = ia32_skip_downconv(left);
 364                         right = ia32_skip_downconv(right);
 365                 }
 366
 367                 assert(force || !is_immediate(addr, left, 0));
 368                 assert(force || !is_immediate(addr, right, 0));
 369
 370                 if(eat_shl(addr, left)) {
 371                         left = NULL;
 372                 } else if(eat_shl(addr, right)) {
 373                         right = NULL;
 374                 }
 375                 if(left != NULL && be_is_FrameAddr(left)
 376                                 && !bitset_is_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(left))) {
 377                         assert(addr->base == NULL);
 378                         assert(addr->frame_entity == NULL);
 379                         addr->base         = be_get_FrameAddr_frame(left);
 380                         addr->use_frame    = 1;
 381                         addr->frame_entity = be_get_FrameAddr_entity(left);
 382                         left               = NULL;
 383                 } else if(right != NULL && be_is_FrameAddr(right)
 384                                 && !bitset_is_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(right))) {
 385                         assert(addr->base == NULL);
 386                         assert(addr->frame_entity == NULL);
 387                         addr->base         = be_get_FrameAddr_frame(right);
 388                         addr->use_frame    = 1;
 389                         addr->frame_entity = be_get_FrameAddr_entity(right);
 390                         right              = NULL;
 391                 }
 392
 393                 if(left != NULL) {
 394                         if(addr->base != NULL) {
 395                                 assert(addr->index == NULL && addr->scale == 0);
 396                                 assert(right == NULL);
 397                                 addr->index = left;
 398                         } else {
 399                                 addr->base = left;
 400                         }
 401                 }
 402                 if(right != NULL) {
 403                         if(addr->base == NULL) {
 404                                 addr->base = right;
 405                         } else {
 406                                 assert(addr->index == NULL && addr->scale == 0);
 407                                 addr->index = right;
 408                         }
 409                 }
 410                 return;
 411         }
 412
 413         addr->base = node;
 414 }
 415
 416 void ia32_mark_non_am(ir_node *node)
 417 {
 418         bitset_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(node));
 419 }
 420
 421 int ia32_is_non_address_mode_node(ir_node *node)
 422 {
 423         return bitset_is_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(node));
 424 }
 425
 426 static int value_last_used_here(ir_node *here, ir_node *value)
 427 {
 428         ir_node *block = get_nodes_block(here);
 429         const ir_edge_t *edge;
 430
 431         /* If the value is live end it is for sure it does not die here */
 432         if (be_is_live_end(lv, block, value)) return 0;
 433
 434         /* if multiple nodes in this block use the value, then we cannot decide
 435          * whether the value will die here (because there is no schedule yet).
 436          * Assume it does not die in this case. */
 437         foreach_out_edge(value, edge) {
 438                 ir_node *user = get_edge_src_irn(edge);
 439                 if (user != here && get_nodes_block(user) == block) {
 440                         return 0;
 441                 }
 442         }
 443
 444         return 1;
 445 }
 446
 447 /**
 448  * Walker: mark those nodes that cannot be part of an address mode because
 449  * their value must be accessed through a register
 450  */
 451 static void mark_non_address_nodes(ir_node *node, void *env)
 452 {
 453         int i, arity;
 454         ir_node *val;
 455         ir_node *left;
 456         ir_node *right;
 457         ir_mode *mode;
 458         (void) env;
 459
 460         mode = get_irn_mode(node);
 461         if(!mode_is_int(mode) && !mode_is_reference(mode) && mode != mode_b)
 462                 return;
 463
 464         switch(get_irn_opcode(node)) {
 465         case iro_Load:
 466                 /* Nothing to do. especially do not mark the pointer, because we want to
 467                  * turn it into AM. */
 468                 break;
 469
 470         case iro_Store:
 471                 /* Do not mark the pointer, because we want to turn it into AM. */
 472                 val = get_Store_value(node);
 473                 bitset_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(val));
 474                 break;
 475
 476         case iro_Shl:
 477         case iro_Add:
 478                 /* only 1 user: AM folding is always beneficial */
 479                 if(get_irn_n_edges(node) <= 1)
 480                         break;
 481
 482                 /* for adds and shls with multiple users we use this heuristic:
 483                  * we do not fold them into address mode if their operands don't live
 484                  * out of the block, because in this case we will reduce register
 485                  * pressure. Otherwise we fold them in aggressively in the hope, that
 486                  * the node itself doesn't exist anymore and we were able to save the
 487                  * register for the result */
 488                 left  = get_binop_left(node);
 489                 right = get_binop_right(node);
 490
 491                 /* Fold AM if any of the two operands does not die here.  This duplicates
 492                  * an addition and has the same register pressure for the case that only
 493                  * one operand dies, but is faster (on Pentium 4).
 494                  * && instead of || only folds AM if both operands do not die here */
 495                 if (!value_last_used_here(node, left) ||
 496                                 !value_last_used_here(node, right)) {
 497                         return;
 498                 }
 499
 500                 /* At least one of left and right are not used by anyone else, so it is
 501                  * beneficial for the register pressure (if both are unused otherwise,
 502                  * else neutral) and ALU use to not fold AM. */
 503                 bitset_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(node));
 504                 break;
 505
 506         default:
 507                 arity = get_irn_arity(node);
 508
 509                 for(i = 0; i < arity; ++i) {
 510                         ir_node *in = get_irn_n(node, i);
 511                         bitset_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(in));
 512                 }
 513                 break;
 514         }
 515 }
 516
 517 void ia32_calculate_non_address_mode_nodes(be_irg_t *birg)
 518 {
 519         ir_graph *irg = be_get_birg_irg(birg);
 520
 521         lv                     = be_assure_liveness(birg);
 522         non_address_mode_nodes = bitset_malloc(get_irg_last_idx(irg));
 523
 524         irg_walk_graph(irg, NULL, mark_non_address_nodes, NULL);
 525 }
 526
 527 void ia32_free_non_address_mode_nodes(void)
 528 {
 529         bitset_free(non_address_mode_nodes);
 530 }