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, "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
  94                  * immediates */
  95                 if(bitset_is_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(node)))
  96                         return 0;
  97
  98                 left  = get_binop_left(node);
  99                 right = get_binop_right(node);
 100                 if(!do_is_immediate(left, symconsts, negate))
 101                         return 0;
 102                 if(!do_is_immediate(right, symconsts, is_Sub(node) ? !negate : negate))
 103                         return 0;
 104
 105                 return 1;
 106         default:
 107                 /* all other nodes are NO immediates */
 108                 return 0;
 109         }
 110 }
 111
 112 /**
 113  * Checks if a DAG with a single root node can be represented as a simple immediate.
 114  *
 115  * @param node  the node
 116  *
 117  * @return non-zero if the DAG represents an immediate, 0 else
 118  */
 119 #if 0
 120 static int is_immediate_simple(const ir_node *node) {
 121         int symconsts = 0;
 122         return do_is_immediate(node, &symconsts, 0);
 123 }
 124 #endif
 125
 126 /**
 127  * Check if a DAG starting with root node can be folded into an address mode
 128  * as an immediate.
 129  *
 130  * @param addr    the address mode data so far
 131  * @param node    the node
 132  * @param negate  if set, the immediate must be negated
 133  */
 134 static int is_immediate(ia32_address_t *addr, const ir_node *node, int negate)
 135 {
 136         int symconsts = (addr->symconst_ent != NULL);
 137         return do_is_immediate(node, &symconsts, negate);
 138 }
 139
 140 /**
 141  * Place a DAG with root node into an address mode.
 142  *
 143  * @param addr    the address mode data so far
 144  * @param node    the node
 145  * @param negate  if set, the immediate must be negated
 146  */
 147 static void eat_immediate(ia32_address_t *addr, ir_node *node, int negate)
 148 {
 149         tarval  *tv;
 150         ir_node *left;
 151         ir_node *right;
 152         long    val;
 153
 154         switch (get_irn_opcode(node)) {
 155         case iro_Const:
 156                 /* simply add the value to the offset */
 157                 tv = get_Const_tarval(node);
 158                 val = get_tarval_long(tv);
 159                 if (negate) {
 160                         addr->offset -= val;
 161                 } else {
 162                         addr->offset += val;
 163                 }
 164                 break;
 165         case iro_SymConst:
 166                 /* place the entity into the symconst */
 167                 if (addr->symconst_ent != NULL) {
 168                         panic("Internal error: more than 1 symconst in address "
 169                               "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) "
 264                                    "found\n");
 265                 }
 266
 267                 shifted_val = get_Shl_left(node);
 268         } else if(is_Add(node)) {
 269                 /* might be an add x, x */
 270                 ir_node *left  = get_Add_left(node);
 271                 ir_node *right = get_Add_right(node);
 272
 273                 if(left != right)
 274                         return 0;
 275                 if(is_Const(left))
 276                         return 0;
 277
 278                 val         = 1;
 279                 shifted_val = left;
 280         } else {
 281                 return 0;
 282         }
 283
 284         /* we can only eat a shl if we don't have a scale or index set yet */
 285         if(addr->scale != 0 || addr->index != NULL)
 286                 return 0;
 287         if(bitset_is_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(node)))
 288                 return 0;
 289
 290 #ifndef AGGRESSIVE_AM
 291         if(get_irn_n_edges(node) > 1)
 292                 return 0;
 293 #endif
 294
 295         addr->scale = val;
 296         addr->index = shifted_val;
 297         return 1;
 298 }
 299
 300 /* Create an address mode for a given node. */
 301 void ia32_create_address_mode(ia32_address_t *addr, ir_node *node, int force)
 302 {
 303         int      res = 0;
 304         ir_node *eat_imms;
 305
 306         if(is_immediate(addr, node, 0)) {
 307                 eat_immediate(addr, node, 0);
 308                 return;
 309         }
 310
 311 #ifndef AGGRESSIVE_AM
 312         if(!force && get_irn_n_edges(node) > 1) {
 313                 addr->base = node;
 314                 return;
 315         }
 316 #endif
 317
 318         if(!force && bitset_is_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(node))) {
 319                 addr->base = node;
 320                 return;
 321         }
 322
 323         eat_imms = eat_immediates(addr, node, force);
 324         if(eat_imms != node) {
 325                 if(force) {
 326                         eat_imms = ia32_skip_downconv(eat_imms);
 327                 }
 328
 329                 res  = 1;
 330                 node = eat_imms;
 331 #ifndef AGGRESSIVE_AM
 332                 if(get_irn_n_edges(node) > 1) {
 333                         addr->base = node;
 334                         return;
 335                 }
 336 #endif
 337                 if(bitset_is_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(node))) {
 338                         addr->base = node;
 339                         return;
 340                 }
 341         }
 342
 343         /* starting point Add, Sub or Shl, FrameAddr */
 344         if(is_Shl(node)) {
 345                 /* We don't want to eat add x, x as shl here, so only test for real Shl
 346                  * instructions, because we want the former as Lea x, x, not Shl x, 1 */
 347                 if(eat_shl(addr, node))
 348                         return;
 349         } else if(is_immediate(addr, node, 0)) {
 350                 eat_immediate(addr, node, 0);
 351                 return;
 352         } else if(be_is_FrameAddr(node)) {
 353                 assert(addr->base == NULL);
 354                 assert(addr->frame_entity == NULL);
 355                 addr->base         = be_get_FrameAddr_frame(node);
 356                 addr->use_frame    = 1;
 357                 addr->frame_entity = be_get_FrameAddr_entity(node);
 358                 return;
 359         } else if(is_Add(node)) {
 360                 ir_node *left  = get_Add_left(node);
 361                 ir_node *right = get_Add_right(node);
 362
 363                 if(force) {
 364                         left  = ia32_skip_downconv(left);
 365                         right = ia32_skip_downconv(right);
 366                 }
 367
 368                 assert(force || !is_immediate(addr, left, 0));
 369                 assert(force || !is_immediate(addr, right, 0));
 370
 371                 if(eat_shl(addr, left)) {
 372                         left = NULL;
 373                 } else if(eat_shl(addr, right)) {
 374                         right = NULL;
 375                 }
 376                 if(left != NULL && be_is_FrameAddr(left)
 377                                 && !bitset_is_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(left))) {
 378                         assert(addr->base == NULL);
 379                         assert(addr->frame_entity == NULL);
 380                         addr->base         = be_get_FrameAddr_frame(left);
 381                         addr->use_frame    = 1;
 382                         addr->frame_entity = be_get_FrameAddr_entity(left);
 383                         left               = NULL;
 384                 } else if(right != NULL && be_is_FrameAddr(right)
 385                                 && !bitset_is_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(right))) {
 386                         assert(addr->base == NULL);
 387                         assert(addr->frame_entity == NULL);
 388                         addr->base         = be_get_FrameAddr_frame(right);
 389                         addr->use_frame    = 1;
 390                         addr->frame_entity = be_get_FrameAddr_entity(right);
 391                         right              = NULL;
 392                 }
 393
 394                 if(left != NULL) {
 395                         if(addr->base != NULL) {
 396                                 assert(addr->index == NULL && addr->scale == 0);
 397                                 assert(right == NULL);
 398                                 addr->index = left;
 399                         } else {
 400                                 addr->base = left;
 401                         }
 402                 }
 403                 if(right != NULL) {
 404                         if(addr->base == NULL) {
 405                                 addr->base = right;
 406                         } else {
 407                                 assert(addr->index == NULL && addr->scale == 0);
 408                                 addr->index = right;
 409                         }
 410                 }
 411                 return;
 412         }
 413
 414         addr->base = node;
 415 }
 416
 417 void ia32_mark_non_am(ir_node *node)
 418 {
 419         bitset_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(node));
 420 }
 421
 422 static int value_last_used_here(ir_node *here, ir_node *value)
 423 {
 424         ir_node *block = get_nodes_block(here);
 425         const ir_edge_t *edge;
 426
 427         /* If the value is live end it is for sure it does not die here */
 428         if (be_is_live_end(lv, block, value)) return 0;
 429
 430         /* if multiple nodes in this block use the value, then we cannot decide
 431          * whether the value will die here (because there is no schedule yet).
 432          * Assume it does not die in this case. */
 433         foreach_out_edge(value, edge) {
 434                 ir_node *user = get_edge_src_irn(edge);
 435                 if (user != here && get_nodes_block(user) == block) {
 436                         return 0;
 437                 }
 438         }
 439
 440         return 1;
 441 }
 442
 443 /**
 444  * Walker: mark those nodes that cannot be part of an address mode because
 445  * there value must be access through an register
 446  */
 447 static void mark_non_address_nodes(ir_node *node, void *env)
 448 {
 449         int i, arity;
 450         ir_node *val;
 451         ir_node *left;
 452         ir_node *right;
 453         ir_mode *mode;
 454         (void) env;
 455
 456         mode = get_irn_mode(node);
 457         if(!mode_is_int(mode) && !mode_is_reference(mode) && mode != mode_b)
 458                 return;
 459
 460         switch(get_irn_opcode(node)) {
 461         case iro_Load:
 462                 /* Nothing to do. especially do not mark the pointer, because we want to
 463                  * turn it into AM. */
 464                 break;
 465
 466         case iro_Store:
 467                 /* Do not mark the pointer, because we want to turn it into AM. */
 468                 val = get_Store_value(node);
 469                 bitset_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(val));
 470                 break;
 471
 472         case iro_Shl:
 473         case iro_Add:
 474                 /* only 1 user: AM folding is always beneficial */
 475                 if(get_irn_n_edges(node) <= 1)
 476                         break;
 477
 478                 /* for adds and shls with multiple users we use this heuristic:
 479                  * we do not fold them into address mode if their operands don't live
 480                  * out of the block, because in this case we will reduce register
 481                  * pressure. Otherwise we fold them in aggressively in the hope, that
 482                  * the node itself doesn't exist anymore and we were able to save the
 483                  * register for the result */
 484                 left  = get_binop_left(node);
 485                 right = get_binop_right(node);
 486
 487                 /* Fold AM if any of the two operands does not die here.  This duplicates
 488                  * an addition and has the same register pressure for the case that only
 489                  * one operand dies, but is faster (on Pentium 4).
 490                  * && instead of || only folds AM if both operands do not die here */
 491                 if (!value_last_used_here(node, left) ||
 492                                 !value_last_used_here(node, right)) {
 493                         return;
 494                 }
 495
 496                 /* At least one of left and right are not used by anyone else, so it is
 497                  * beneficial for the register pressure (if both are unused otherwise,
 498                  * else neutral) and ALU use to not fold AM. */
 499                 bitset_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(node));
 500                 break;
 501
 502         default:
 503                 arity = get_irn_arity(node);
 504
 505                 for(i = 0; i < arity; ++i) {
 506                         ir_node *in = get_irn_n(node, i);
 507                         bitset_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(in));
 508                 }
 509                 break;
 510         }
 511 }
 512
 513 void ia32_calculate_non_address_mode_nodes(be_irg_t *birg)
 514 {
 515         ir_graph *irg = be_get_birg_irg(birg);
 516
 517         lv                     = be_assure_liveness(birg);
 518         non_address_mode_nodes = bitset_malloc(get_irg_last_idx(irg));
 519
 520         irg_walk_graph(irg, NULL, mark_non_address_nodes, NULL);
 521 }
 522
 523 void ia32_free_non_address_mode_nodes(void)
 524 {
 525         bitset_free(non_address_mode_nodes);
 526 }