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 bitset_t *non_address_mode_nodes;
  49
  50 /**
  51  * Recursive worker for checking if a DAG with root node can be represented as a simple immediate,
  52  *
  53  * @param node       the node
  54  * @param symconsts  number of symconsts found so far
  55  * @param negate     if set, the immediate must be negated
  56  *
  57  * @return non-zero if the DAG represents an immediate, 0 else
  58  */
  59 static int do_is_immediate(const ir_node *node, int *symconsts, int negate)
  60 {
  61         ir_node *left;
  62         ir_node *right;
  63
  64         switch (get_irn_opcode(node)) {
  65         case iro_Const:
  66                 /* Consts are typically immediates */
  67                 if (!tarval_is_long(get_Const_tarval(node))) {
  68 #ifdef DEBUG_libfirm
  69                         ir_fprintf(stderr, "Optimisation warning tarval of %+F(%+F) is not "
  70                                    "a long.\n", 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 immediates */
  93                 if(bitset_is_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(node)))
  94                         return 0;
  95
  96                 left  = get_binop_left(node);
  97                 right = get_binop_right(node);
  98                 if(!do_is_immediate(left, symconsts, negate))
  99                         return 0;
 100                 if(!do_is_immediate(right, symconsts, is_Sub(node) ? !negate : negate))
 101                         return 0;
 102
 103                 return 1;
 104         default:
 105                 /* all other nodes are NO immediates */
 106                 return 0;
 107         }
 108 }
 109
 110 /**
 111  * Checks if a DAG with a single root node can be represented as a simple immediate.
 112  *
 113  * @param node  the node
 114  *
 115  * @return non-zero if the DAG represents an immediate, 0 else
 116  */
 117 static int is_immediate_simple(const ir_node *node) {
 118         int symconsts = 0;
 119         return do_is_immediate(node, &symconsts, 0);
 120 }
 121
 122 /**
 123  * Check if a DAG starting with root node can be folded into an address mode
 124  * as an immediate.
 125  *
 126  * @param addr    the address mode data so far
 127  * @param node    the node
 128  * @param negate  if set, the immediate must be negated
 129  */
 130 static int is_immediate(ia32_address_t *addr, const ir_node *node, int negate)
 131 {
 132         int symconsts = (addr->symconst_ent != NULL);
 133         return do_is_immediate(node, &symconsts, negate);
 134 }
 135
 136 /**
 137  * Place a DAG with root node into an address mode.
 138  *
 139  * @param addr    the address mode data so far
 140  * @param node    the node
 141  * @param negate  if set, the immediate must be negated
 142  */
 143 static void eat_immediate(ia32_address_t *addr, ir_node *node, int negate)
 144 {
 145         tarval  *tv;
 146         ir_node *left;
 147         ir_node *right;
 148         long    val;
 149
 150         switch (get_irn_opcode(node)) {
 151         case iro_Const:
 152                 /* simply add the value to the offset */
 153                 tv = get_Const_tarval(node);
 154                 val = get_tarval_long(tv);
 155                 if (negate) {
 156                         addr->offset -= val;
 157                 } else {
 158                         addr->offset += val;
 159                 }
 160                 break;
 161         case iro_SymConst:
 162                 /* place the entity into the symconst */
 163                 if (addr->symconst_ent != NULL) {
 164                         panic("Internal error: more than 1 symconst in address "
 165                               "calculation");
 166                 }
 167                 addr->symconst_ent  = get_SymConst_entity(node);
 168 #ifndef SUPPORT_NEGATIVE_SYMCONSTS
 169                 assert(!negate);
 170 #endif
 171                 addr->symconst_sign = negate;
 172                 break;
 173         case iro_Add:
 174                 assert(!bitset_is_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(node)));
 175                 left  = get_Add_left(node);
 176                 right = get_Add_right(node);
 177                 eat_immediate(addr, left, negate);
 178                 eat_immediate(addr, right, negate);
 179                 break;
 180         case iro_Sub:
 181                 assert(!bitset_is_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(node)));
 182                 left  = get_Sub_left(node);
 183                 right = get_Sub_right(node);
 184                 eat_immediate(addr, left, negate);
 185                 eat_immediate(addr, right, !negate);
 186                 break;
 187         default:
 188                 panic("Internal error in immediate address calculation");
 189         }
 190 }
 191
 192 /**
 193  * Place operands of node into an address mode.
 194  *
 195  * @param addr    the address mode data so far
 196  * @param node    the node
 197  * @param force   if set, ignore the marking of node as a non-address-mode node
 198  *
 199  * @return the folded node
 200  */
 201 static ir_node *eat_immediates(ia32_address_t *addr, ir_node *node, int force)
 202 {
 203         if(!force && bitset_is_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(node)))
 204                 return node;
 205
 206         if(is_Add(node)) {
 207                 ir_node *left  = get_Add_left(node);
 208                 ir_node *right = get_Add_right(node);
 209
 210                 if(is_immediate(addr, left, 0)) {
 211                         eat_immediate(addr, left, 0);
 212                         return eat_immediates(addr, right, 0);
 213                 }
 214                 if(is_immediate(addr, right, 0)) {
 215                         eat_immediate(addr, right, 0);
 216                         return eat_immediates(addr, left, 0);
 217                 }
 218         } else if(is_Sub(node)) {
 219                 ir_node *left  = get_Sub_left(node);
 220                 ir_node *right = get_Sub_right(node);
 221
 222                 if(is_immediate(addr, right, 1)) {
 223                         eat_immediate(addr, right, 1);
 224                         return eat_immediates(addr, left, 0);
 225                 }
 226         }
 227
 228         return node;
 229 }
 230
 231 /**
 232  * Try to place a Shl into an address mode.
 233  *
 234  * @param addr    the address mode data so far
 235  * @param node   the node to place
 236  *
 237  * @return non-zero on success
 238  */
 239 static int eat_shl(ia32_address_t *addr, ir_node *node)
 240 {
 241         ir_node *shifted_val;
 242         long     val;
 243
 244         if(is_Shl(node)) {
 245                 ir_node *right = get_Shl_right(node);
 246                 tarval  *tv;
 247
 248                 /* we can use shl with 1, 2 or 3 shift */
 249                 if(!is_Const(right))
 250                         return 0;
 251                 tv = get_Const_tarval(right);
 252                 if(!tarval_is_long(tv))
 253                         return 0;
 254
 255                 val = get_tarval_long(tv);
 256                 if(val < 0 || val > 3)
 257                         return 0;
 258                 if(val == 0) {
 259                         ir_fprintf(stderr, "Optimisation warning: unoptimized Shl(,0) "
 260                                    "found\n");
 261                 }
 262
 263                 shifted_val = get_Shl_left(node);
 264         } else if(is_Add(node)) {
 265                 /* might be an add x, x */
 266                 ir_node *left  = get_Add_left(node);
 267                 ir_node *right = get_Add_right(node);
 268
 269                 if(left != right)
 270                         return 0;
 271                 if(is_Const(left))
 272                         return 0;
 273
 274                 val         = 1;
 275                 shifted_val = left;
 276         } else {
 277                 return 0;
 278         }
 279
 280         /* we can only eat a shl if we don't have a scale or index set yet */
 281         if(addr->scale != 0 || addr->index != NULL)
 282                 return 0;
 283         if(bitset_is_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(node)))
 284                 return 0;
 285
 286 #ifndef AGGRESSIVE_AM
 287         if(get_irn_n_edges(node) > 1)
 288                 return 0;
 289 #endif
 290
 291         addr->scale = val;
 292         addr->index = eat_immediates(addr, shifted_val, 0);
 293         return 1;
 294 }
 295
 296 /**
 297  * Returns non-zero if a value of a given mode can be stored in GP registers.
 298  */
 299 static INLINE int mode_needs_gp_reg(ir_mode *mode) {
 300         if(mode == mode_fpcw)
 301                 return 0;
 302         if(get_mode_size_bits(mode) > 32)
 303                 return 0;
 304         return mode_is_int(mode) || mode_is_reference(mode) || mode == mode_b;
 305 }
 306
 307 /* Create an address mode for a given node. */
 308 void ia32_create_address_mode(ia32_address_t *addr, ir_node *node, int force)
 309 {
 310         int      res = 0;
 311         ir_node *eat_imms;
 312
 313         if(is_immediate(addr, node, 0)) {
 314                 eat_immediate(addr, node, 0);
 315                 return;
 316         }
 317
 318 #ifndef AGGRESSIVE_AM
 319         if(!force && get_irn_n_edges(node) > 1) {
 320                 addr->base = node;
 321                 return;
 322         }
 323 #endif
 324
 325         if(!force && bitset_is_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(node))) {
 326                 addr->base = node;
 327                 return;
 328         }
 329
 330         eat_imms = eat_immediates(addr, node, force);
 331         if(eat_imms != node) {
 332                 if(force) {
 333                         eat_imms = ia32_skip_downconv(eat_imms);
 334                 }
 335
 336                 res  = 1;
 337                 node = eat_imms;
 338 #ifndef AGGRESSIVE_AM
 339                 if(get_irn_n_edges(node) > 1) {
 340                         addr->base = node;
 341                         return;
 342                 }
 343 #endif
 344                 if(bitset_is_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(node))) {
 345                         addr->base = node;
 346                         return;
 347                 }
 348         }
 349
 350         /* starting point Add, Sub or Shl, FrameAddr */
 351         if(is_Shl(node)) { /* we don't want to eat add x, x as shl here, so only
 352                               test for real Shl instructions */
 353                 if(eat_shl(addr, node))
 354                         return;
 355         } else if(is_immediate(addr, node, 0)) {
 356                 eat_immediate(addr, node, 0);
 357                 return;
 358         } else if(be_is_FrameAddr(node)) {
 359                 assert(addr->base == NULL);
 360                 assert(addr->frame_entity == NULL);
 361                 addr->base         = be_get_FrameAddr_frame(node);
 362                 addr->use_frame    = 1;
 363                 addr->frame_entity = be_get_FrameAddr_entity(node);
 364                 return;
 365         } else if(is_Add(node)) {
 366                 ir_node *left  = get_Add_left(node);
 367                 ir_node *right = get_Add_right(node);
 368
 369                 if(force) {
 370                         left  = ia32_skip_downconv(left);
 371                         right = ia32_skip_downconv(right);
 372                 }
 373
 374                 assert(force || !is_immediate(addr, left, 0));
 375                 assert(force || !is_immediate(addr, right, 0));
 376
 377                 if(eat_shl(addr, left)) {
 378                         left = NULL;
 379                 } else if(eat_shl(addr, right)) {
 380                         right = NULL;
 381                 }
 382                 if(left != NULL && be_is_FrameAddr(left)
 383                                 && !bitset_is_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(left))) {
 384                         assert(addr->base == NULL);
 385                         assert(addr->frame_entity == NULL);
 386                         addr->base         = be_get_FrameAddr_frame(left);
 387                         addr->use_frame    = 1;
 388                         addr->frame_entity = be_get_FrameAddr_entity(left);
 389                         left               = NULL;
 390                 } else if(right != NULL && be_is_FrameAddr(right)
 391                                 && !bitset_is_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(right))) {
 392                         assert(addr->base == NULL);
 393                         assert(addr->frame_entity == NULL);
 394                         addr->base         = be_get_FrameAddr_frame(right);
 395                         addr->use_frame    = 1;
 396                         addr->frame_entity = be_get_FrameAddr_entity(right);
 397                         right              = NULL;
 398                 }
 399
 400                 if(left != NULL) {
 401                         if(addr->base != NULL) {
 402                                 assert(addr->index == NULL && addr->scale == 0);
 403                                 assert(right == NULL);
 404                                 addr->index = left;
 405                         } else {
 406                                 addr->base = left;
 407                         }
 408                 }
 409                 if(right != NULL) {
 410                         if(addr->base == NULL) {
 411                                 addr->base = right;
 412                         } else {
 413                                 assert(addr->index == NULL && addr->scale == 0);
 414                                 addr->index = right;
 415                         }
 416                 }
 417                 return;
 418         }
 419
 420         addr->base = node;
 421 }
 422
 423
 424 /**
 425  * Walker: mark those nodes that cannot be part of an address mode because
 426  * there value must be access through an register
 427  */
 428 static void mark_non_address_nodes(ir_node *node, void *env)
 429 {
 430         int i, arity;
 431         ir_node *ptr;
 432         ir_node *mem;
 433         ir_node *val;
 434         ir_node *left;
 435         ir_node *right;
 436         (void) env;
 437
 438         switch(get_irn_opcode(node)) {
 439         case iro_Load:
 440                 ptr = get_Load_ptr(node);
 441                 mem = get_Load_mem(node);
 442
 443                 bitset_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(mem));
 444                 break;
 445
 446         case iro_Store:
 447                 val = get_Store_value(node);
 448                 ptr = get_Store_ptr(node);
 449                 mem = get_Store_mem(node);
 450
 451                 bitset_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(val));
 452                 bitset_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(mem));
 453                 break;
 454
 455         case iro_Add:
 456                 left  = get_Add_left(node);
 457                 right = get_Add_right(node);
 458                 /* if we can do source address mode then we will never fold the add
 459                  * into address mode */
 460                 if(!mode_is_float(get_irn_mode(node)) && (is_immediate_simple(right) ||
 461                          (!ia32_use_source_address_mode(get_nodes_block(node), left, right)
 462                      && !ia32_use_source_address_mode(get_nodes_block(node), right, left))))
 463                 {
 464                     break;
 465                 }
 466                 bitset_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(node));
 467                 /* fallthrough */
 468
 469         default:
 470                 arity = get_irn_arity(node);
 471
 472                 for(i = 0; i < arity; ++i) {
 473                         ir_node *in = get_irn_n(node, i);
 474                         bitset_set(non_address_mode_nodes, get_irn_idx(in));
 475                 }
 476                 break;
 477         }
 478 }
 479
 480 void calculate_non_address_mode_nodes(ir_graph *irg)
 481 {
 482         non_address_mode_nodes = bitset_malloc(get_irg_last_idx(irg));
 483
 484         irg_walk_graph(irg, NULL, mark_non_address_nodes, NULL);
 485 }
 486
 487 void free_non_address_mode_nodes(void)
 488 {
 489         bitset_free(non_address_mode_nodes);
 490 }