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