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 flags   the flags
 200  *
 201  * @return the folded node
 202  */
 203 static ir_node *eat_immediates(ia32_address_t *addr, ir_node *node,
 204                                ia32_create_am_flags_t flags)
 205 {
 206         if (!(flags & ia32_create_am_force) &&
 207                         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, ia32_create_am_flags_t flags)
 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 (!(flags & ia32_create_am_force) && get_irn_n_edges(node) > 1) {
 312                 addr->base = node;
 313                 return;
 314         }
 315 #endif
 316
 317         if (!(flags & ia32_create_am_force) &&
 318                         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, flags);
 324         if (eat_imms != node) {
 325                 if (flags & ia32_create_am_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 (flags & ia32_create_am_force) {
 364                         left  = ia32_skip_downconv(left);
 365                         right = ia32_skip_downconv(right);
 366                 }
 367
 368                 assert(flags & ia32_create_am_force || !is_immediate(addr, left,  0));
 369                 assert(flags & ia32_create_am_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          &&
 377                                 be_is_FrameAddr(left) &&
 378                                 !bitset_is_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(left))) {
 379                         assert(addr->base == NULL);
 380                         assert(addr->frame_entity == NULL);
 381                         addr->base         = be_get_FrameAddr_frame(left);
 382                         addr->use_frame    = 1;
 383                         addr->frame_entity = be_get_FrameAddr_entity(left);
 384                         left               = NULL;
 385                 } else if (right != NULL   &&
 386                                 be_is_FrameAddr(right) &&
 387                                 !bitset_is_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(right))) {
 388                         assert(addr->base == NULL);
 389                         assert(addr->frame_entity == NULL);
 390                         addr->base         = be_get_FrameAddr_frame(right);
 391                         addr->use_frame    = 1;
 392                         addr->frame_entity = be_get_FrameAddr_entity(right);
 393                         right              = NULL;
 394                 }
 395
 396                 if (left != NULL) {
 397                         if (addr->base != NULL) {
 398                                 assert(addr->index == NULL && addr->scale == 0);
 399                                 assert(right == NULL);
 400                                 addr->index = left;
 401                         } else {
 402                                 addr->base = left;
 403                         }
 404                 }
 405                 if (right != NULL) {
 406                         if (addr->base == NULL) {
 407                                 addr->base = right;
 408                         } else {
 409                                 assert(addr->index == NULL && addr->scale == 0);
 410                                 addr->index = right;
 411                         }
 412                 }
 413                 return;
 414         }
 415
 416         addr->base = node;
 417 }
 418
 419 void ia32_mark_non_am(ir_node *node)
 420 {
 421         bitset_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(node));
 422 }
 423
 424 int ia32_is_non_address_mode_node(ir_node *node)
 425 {
 426         return bitset_is_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(node));
 427 }
 428
 429 static int value_last_used_here(ir_node *here, ir_node *value)
 430 {
 431         ir_node *block = get_nodes_block(here);
 432         const ir_edge_t *edge;
 433
 434         /* If the value is live end it is for sure it does not die here */
 435         if (be_is_live_end(lv, block, value)) return 0;
 436
 437         /* if multiple nodes in this block use the value, then we cannot decide
 438          * whether the value will die here (because there is no schedule yet).
 439          * Assume it does not die in this case. */
 440         foreach_out_edge(value, edge) {
 441                 ir_node *user = get_edge_src_irn(edge);
 442                 if (user != here && get_nodes_block(user) == block) {
 443                         return 0;
 444                 }
 445         }
 446
 447         return 1;
 448 }
 449
 450 /**
 451  * Walker: mark those nodes that cannot be part of an address mode because
 452  * their value must be accessed through a register
 453  */
 454 static void mark_non_address_nodes(ir_node *node, void *env)
 455 {
 456         int i, arity;
 457         ir_node *val;
 458         ir_node *left;
 459         ir_node *right;
 460         ir_mode *mode;
 461         (void) env;
 462
 463         mode = get_irn_mode(node);
 464         if (!mode_is_int(mode) && !mode_is_reference(mode) && mode != mode_b)
 465                 return;
 466
 467         switch (get_irn_opcode(node)) {
 468         case iro_Load:
 469                 /* Nothing to do. especially do not mark the pointer, because we want to
 470                  * turn it into AM. */
 471                 break;
 472
 473         case iro_Store:
 474                 /* Do not mark the pointer, because we want to turn it into AM. */
 475                 val = get_Store_value(node);
 476                 bitset_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(val));
 477                 break;
 478
 479         case iro_Shl:
 480         case iro_Add:
 481                 /* only 1 user: AM folding is always beneficial */
 482                 if (get_irn_n_edges(node) <= 1)
 483                         break;
 484
 485                 /* for adds and shls with multiple users we use this heuristic:
 486                  * we do not fold them into address mode if their operands don't live
 487                  * out of the block, because in this case we will reduce register
 488                  * pressure. Otherwise we fold them in aggressively in the hope, that
 489                  * the node itself doesn't exist anymore and we were able to save the
 490                  * register for the result */
 491                 left  = get_binop_left(node);
 492                 right = get_binop_right(node);
 493
 494                 /* Fold AM if any of the two operands does not die here.  This duplicates
 495                  * an addition and has the same register pressure for the case that only
 496                  * one operand dies, but is faster (on Pentium 4).
 497                  * && instead of || only folds AM if both operands do not die here */
 498                 if (!value_last_used_here(node, left) ||
 499                                 !value_last_used_here(node, right)) {
 500                         return;
 501                 }
 502
 503                 /* At least one of left and right are not used by anyone else, so it is
 504                  * beneficial for the register pressure (if both are unused otherwise,
 505                  * else neutral) and ALU use to not fold AM. */
 506                 bitset_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(node));
 507                 break;
 508
 509         default:
 510                 arity = get_irn_arity(node);
 511
 512                 for (i = 0; i < arity; ++i) {
 513                         ir_node *in = get_irn_n(node, i);
 514                         bitset_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(in));
 515                 }
 516                 break;
 517         }
 518 }
 519
 520 void ia32_calculate_non_address_mode_nodes(be_irg_t *birg)
 521 {
 522         ir_graph *irg = be_get_birg_irg(birg);
 523
 524         lv                     = be_assure_liveness(birg);
 525         non_address_mode_nodes = bitset_malloc(get_irg_last_idx(irg));
 526
 527         irg_walk_graph(irg, NULL, mark_non_address_nodes, NULL);
 528 }
 529
 530 void ia32_free_non_address_mode_nodes(void)
 531 {
 532         bitset_free(non_address_mode_nodes);
 533 }