nsz Git - libfirm/blob - ir/be/ia32/ia32_address_mode.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 1995-2007 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, "Optimisation warning tarval of %+F(%+F) is not "
  71                                    "a long.\n", node, current_ir_graph);
  72 #endif
  73                         return 0;
  74                 }
  75                 return 1;
  76         case iro_SymConst:
  77                 /* the first SymConst of a DAG can be fold into an immediate */
  78 #ifndef SUPPORT_NEGATIVE_SYMCONSTS
  79                 /* unfortunately the assembler/linker doesn't support -symconst */
  80                 if(negate)
  81                         return 0;
  82 #endif
  83
  84                 if(get_SymConst_kind(node) != symconst_addr_ent)
  85                         return 0;
  86                 (*symconsts)++;
  87                 if(*symconsts > 1)
  88                         return 0;
  89
  90                 return 1;
  91         case iro_Add:
  92         case iro_Sub:
  93                 /* Add's and Sub's are typically supported as long as both operands are immediates */
  94                 if(bitset_is_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(node)))
  95                         return 0;
  96
  97                 left  = get_binop_left(node);
  98                 right = get_binop_right(node);
  99                 if(!do_is_immediate(left, symconsts, negate))
 100                         return 0;
 101                 if(!do_is_immediate(right, symconsts, is_Sub(node) ? !negate : negate))
 102                         return 0;
 103
 104                 return 1;
 105         default:
 106                 /* all other nodes are NO immediates */
 107                 return 0;
 108         }
 109 }
 110
 111 /**
 112  * Checks if a DAG with a single root node can be represented as a simple immediate.
 113  *
 114  * @param node  the node
 115  *
 116  * @return non-zero if the DAG represents an immediate, 0 else
 117  */
 118 #if 0
 119 static int is_immediate_simple(const ir_node *node) {
 120         int symconsts = 0;
 121         return do_is_immediate(node, &symconsts, 0);
 122 }
 123 #endif
 124
 125 /**
 126  * Check if a DAG starting with root node can be folded into an address mode
 127  * as an immediate.
 128  *
 129  * @param addr    the address mode data so far
 130  * @param node    the node
 131  * @param negate  if set, the immediate must be negated
 132  */
 133 static int is_immediate(ia32_address_t *addr, const ir_node *node, int negate)
 134 {
 135         int symconsts = (addr->symconst_ent != NULL);
 136         return do_is_immediate(node, &symconsts, negate);
 137 }
 138
 139 /**
 140  * Place a DAG with root node into an address mode.
 141  *
 142  * @param addr    the address mode data so far
 143  * @param node    the node
 144  * @param negate  if set, the immediate must be negated
 145  */
 146 static void eat_immediate(ia32_address_t *addr, ir_node *node, int negate)
 147 {
 148         tarval  *tv;
 149         ir_node *left;
 150         ir_node *right;
 151         long    val;
 152
 153         switch (get_irn_opcode(node)) {
 154         case iro_Const:
 155                 /* simply add the value to the offset */
 156                 tv = get_Const_tarval(node);
 157                 val = get_tarval_long(tv);
 158                 if (negate) {
 159                         addr->offset -= val;
 160                 } else {
 161                         addr->offset += val;
 162                 }
 163                 break;
 164         case iro_SymConst:
 165                 /* place the entity into the symconst */
 166                 if (addr->symconst_ent != NULL) {
 167                         panic("Internal error: more than 1 symconst in address "
 168                               "calculation");
 169                 }
 170                 addr->symconst_ent  = get_SymConst_entity(node);
 171 #ifndef SUPPORT_NEGATIVE_SYMCONSTS
 172                 assert(!negate);
 173 #endif
 174                 addr->symconst_sign = negate;
 175                 break;
 176         case iro_Add:
 177                 assert(!bitset_is_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(node)));
 178                 left  = get_Add_left(node);
 179                 right = get_Add_right(node);
 180                 eat_immediate(addr, left, negate);
 181                 eat_immediate(addr, right, negate);
 182                 break;
 183         case iro_Sub:
 184                 assert(!bitset_is_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(node)));
 185                 left  = get_Sub_left(node);
 186                 right = get_Sub_right(node);
 187                 eat_immediate(addr, left, negate);
 188                 eat_immediate(addr, right, !negate);
 189                 break;
 190         default:
 191                 panic("Internal error in immediate address calculation");
 192         }
 193 }
 194
 195 /**
 196  * Place operands of node into an address mode.
 197  *
 198  * @param addr    the address mode data so far
 199  * @param node    the node
 200  * @param force   if set, ignore the marking of node as a non-address-mode node
 201  *
 202  * @return the folded node
 203  */
 204 static ir_node *eat_immediates(ia32_address_t *addr, ir_node *node, int force)
 205 {
 206         if(!force && bitset_is_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(node)))
 207                 return node;
 208
 209         if(is_Add(node)) {
 210                 ir_node *left  = get_Add_left(node);
 211                 ir_node *right = get_Add_right(node);
 212
 213                 if(is_immediate(addr, left, 0)) {
 214                         eat_immediate(addr, left, 0);
 215                         return eat_immediates(addr, right, 0);
 216                 }
 217                 if(is_immediate(addr, right, 0)) {
 218                         eat_immediate(addr, right, 0);
 219                         return eat_immediates(addr, left, 0);
 220                 }
 221         } else if(is_Sub(node)) {
 222                 ir_node *left  = get_Sub_left(node);
 223                 ir_node *right = get_Sub_right(node);
 224
 225                 if(is_immediate(addr, right, 1)) {
 226                         eat_immediate(addr, right, 1);
 227                         return eat_immediates(addr, left, 0);
 228                 }
 229         }
 230
 231         return node;
 232 }
 233
 234 /**
 235  * Try to place a Shl into an address mode.
 236  *
 237  * @param addr    the address mode data so far
 238  * @param node   the node to place
 239  *
 240  * @return non-zero on success
 241  */
 242 static int eat_shl(ia32_address_t *addr, ir_node *node)
 243 {
 244         ir_node *shifted_val;
 245         long     val;
 246
 247         if(is_Shl(node)) {
 248                 ir_node *right = get_Shl_right(node);
 249                 tarval  *tv;
 250
 251                 /* we can use shl with 1, 2 or 3 shift */
 252                 if(!is_Const(right))
 253                         return 0;
 254                 tv = get_Const_tarval(right);
 255                 if(!tarval_is_long(tv))
 256                         return 0;
 257
 258                 val = get_tarval_long(tv);
 259                 if(val < 0 || val > 3)
 260                         return 0;
 261                 if(val == 0) {
 262                         ir_fprintf(stderr, "Optimisation warning: unoptimized Shl(,0) "
 263                                    "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 /**
 422  * Walker: mark those nodes that cannot be part of an address mode because
 423  * there value must be access through an register
 424  */
 425 static void mark_non_address_nodes(ir_node *node, void *env)
 426 {
 427         int i, arity;
 428         ir_node *ptr;
 429         ir_node *mem;
 430         ir_node *val;
 431         ir_node *block;
 432         ir_node *left;
 433         ir_node *right;
 434         ir_mode *mode;
 435         const ir_edge_t *edge;
 436         (void) env;
 437
 438         mode = get_irn_mode(node);
 439         if(!mode_is_int(mode) && !mode_is_reference(mode) && mode != mode_b)
 440                 return;
 441
 442         switch(get_irn_opcode(node)) {
 443         case iro_Load:
 444                 ptr = get_Load_ptr(node);
 445                 mem = get_Load_mem(node);
 446
 447                 bitset_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(mem));
 448                 break;
 449
 450         case iro_Store:
 451                 val = get_Store_value(node);
 452                 ptr = get_Store_ptr(node);
 453                 mem = get_Store_mem(node);
 454
 455                 bitset_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(val));
 456                 bitset_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(mem));
 457                 break;
 458
 459         case iro_Shl:
 460         case iro_Add:
 461                 /* only 1 user: AM folding is always beneficial */
 462                 if(get_irn_n_edges(node) <= 1)
 463                         break;
 464
 465                 /* for adds and shls with multiple users we use this heuristic:
 466                  * we do not fold them into address mode if their operands don't live
 467                  * out of the block, because in this case we will reduce register
 468                  * pressure. Otherwise we fold them in aggressively in the hope, that
 469                  * the node itself doesn't exist anymore and we were able to save the
 470                  * register for the result */
 471                 block = get_nodes_block(node);
 472                 left  = get_binop_left(node);
 473                 right = get_binop_right(node);
 474
 475                 /* live end: we won't save a register by AM folding */
 476                 if(be_is_live_end(lv, block, left) || be_is_live_end(lv, block, right))
 477                         return;
 478
 479                 /* if multiple nodes in this block use left/right values, then we
 480                  * can't really decide wether the values will die after node.
 481                  * We use aggressive mode then, since it's usually just multiple address
 482                  * calculations. */
 483                 foreach_out_edge(left, edge) {
 484                         ir_node *user = get_edge_src_irn(edge);
 485                         if(user != node && get_nodes_block(user) == block)
 486                                 return;
 487                 }
 488                 foreach_out_edge(right, edge) {
 489                         ir_node *user = get_edge_src_irn(edge);
 490                         if(user != node && get_nodes_block(user) == block)
 491                                 return;
 492                 }
 493
 494                 /* noone-else in this block is using left/right so we'll reduce register
 495                  * pressure if we don't fold the node */
 496                 bitset_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(node));
 497                 break;
 498
 499         default:
 500                 arity = get_irn_arity(node);
 501
 502                 for(i = 0; i < arity; ++i) {
 503                         ir_node *in = get_irn_n(node, i);
 504                         bitset_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(in));
 505                 }
 506                 break;
 507         }
 508 }
 509
 510 void ia32_calculate_non_address_mode_nodes(be_irg_t *birg)
 511 {
 512         ir_graph *irg = be_get_birg_irg(birg);
 513
 514         lv                     = be_assure_liveness(birg);
 515         non_address_mode_nodes = bitset_malloc(get_irg_last_idx(irg));
 516
 517         irg_walk_graph(irg, NULL, mark_non_address_nodes, NULL);
 518 }
 519
 520 void ia32_free_non_address_mode_nodes(void)
 521 {
 522         bitset_free(non_address_mode_nodes);
 523 }