nsz Git - libfirm/blob - ir/be/ia32/ia32_finish.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 implements functions to finalize the irg for emit.
  23  * @author  Christian Wuerdig
  24  * @version $Id$
  25  */
  26 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  27 #include "config.h"
  28 #endif
  29
  30 #include "irnode.h"
  31 #include "ircons.h"
  32 #include "irgmod.h"
  33 #include "irgwalk.h"
  34 #include "iredges.h"
  35 #include "irprintf.h"
  36 #include "pdeq.h"
  37 #include "error.h"
  38
  39 #include "../bearch_t.h"
  40 #include "../besched_t.h"
  41 #include "../benode_t.h"
  42
  43 #include "bearch_ia32_t.h"
  44 #include "ia32_finish.h"
  45 #include "ia32_new_nodes.h"
  46 #include "ia32_map_regs.h"
  47 #include "ia32_transform.h"
  48 #include "ia32_dbg_stat.h"
  49 #include "ia32_optimize.h"
  50 #include "gen_ia32_regalloc_if.h"
  51
  52 DEBUG_ONLY(static firm_dbg_module_t *dbg = NULL;)
  53
  54 /**
  55  * Transforms a Sub or xSub into Neg--Add iff OUT_REG == SRC2_REG.
  56  * THIS FUNCTIONS MUST BE CALLED AFTER REGISTER ALLOCATION.
  57  */
  58 static void ia32_transform_sub_to_neg_add(ir_node *irn, ia32_code_gen_t *cg) {
  59         ir_graph *irg;
  60         ir_node *in1, *in2, *noreg, *nomem, *res;
  61         ir_node *noreg_fp, *block;
  62         dbg_info *dbg;
  63         const arch_register_t *in1_reg, *in2_reg, *out_reg;
  64
  65         /* fix_am will solve this for AddressMode variants */
  66         if (get_ia32_op_type(irn) != ia32_Normal)
  67                 return;
  68
  69         noreg    = ia32_new_NoReg_gp(cg);
  70         noreg_fp = ia32_new_NoReg_xmm(cg);
  71         nomem    = new_rd_NoMem(cg->irg);
  72         in1      = get_irn_n(irn, n_ia32_binary_left);
  73         in2      = get_irn_n(irn, n_ia32_binary_right);
  74         in1_reg  = arch_get_irn_register(cg->arch_env, in1);
  75         in2_reg  = arch_get_irn_register(cg->arch_env, in2);
  76         out_reg  = get_ia32_out_reg(irn, 0);
  77
  78         irg     = cg->irg;
  79         block   = get_nodes_block(irn);
  80
  81         /* in case of sub and OUT == SRC2 we can transform the sequence into neg src2 -- add */
  82         if (out_reg != in2_reg)
  83                 return;
  84
  85         dbg = get_irn_dbg_info(irn);
  86
  87         /* generate the neg src2 */
  88         if (is_ia32_xSub(irn)) {
  89                 int size;
  90                 ir_entity *entity;
  91                 ir_mode *op_mode = get_ia32_ls_mode(irn);
  92
  93                 assert(get_irn_mode(irn) != mode_T);
  94
  95                 res = new_rd_ia32_xXor(dbg, irg, block, noreg, noreg, nomem, in2, noreg_fp);
  96                 size = get_mode_size_bits(op_mode);
  97                 entity = ia32_gen_fp_known_const(size == 32 ? ia32_SSIGN : ia32_DSIGN);
  98                 set_ia32_am_sc(res, entity);
  99                 set_ia32_op_type(res, ia32_AddrModeS);
 100                 set_ia32_ls_mode(res, op_mode);
 101
 102                 arch_set_irn_register(cg->arch_env, res, in2_reg);
 103
 104                 /* add to schedule */
 105                 sched_add_before(irn, res);
 106
 107                 /* generate the add */
 108                 res = new_rd_ia32_xAdd(dbg, irg, block, noreg, noreg, nomem, res, in1);
 109                 set_ia32_ls_mode(res, get_ia32_ls_mode(irn));
 110
 111                 /* exchange the add and the sub */
 112                 edges_reroute(irn, res, irg);
 113
 114                 /* add to schedule */
 115                 sched_add_before(irn, res);
 116         } else {
 117                 ir_node         *res_proj   = NULL;
 118                 ir_node         *flags_proj = NULL;
 119                 const ir_edge_t *edge;
 120
 121                 if (get_irn_mode(irn) == mode_T) {
 122                         /* collect the Proj uses */
 123                         foreach_out_edge(irn, edge) {
 124                                 ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
 125                                 long     pn   = get_Proj_proj(proj);
 126                                 if(pn == pn_ia32_Sub_res) {
 127                                         assert(res_proj == NULL);
 128                                         res_proj = proj;
 129                                 } else {
 130                                         assert(pn == pn_ia32_Sub_flags);
 131                                         assert(flags_proj == NULL);
 132                                         flags_proj = proj;
 133                                 }
 134                         }
 135                 }
 136
 137                 if (flags_proj == NULL) {
 138                         res = new_rd_ia32_Neg(dbg, irg, block, in2);
 139                         arch_set_irn_register(cg->arch_env, res, in2_reg);
 140
 141                         /* add to schedule */
 142                         sched_add_before(irn, res);
 143
 144                         /* generate the add */
 145                         res = new_rd_ia32_Add(dbg, irg, block, noreg, noreg, nomem, res, in1);
 146                         arch_set_irn_register(cg->arch_env, res, out_reg);
 147                         set_ia32_commutative(res);
 148
 149                         /* exchange the add and the sub */
 150                         edges_reroute(irn, res, irg);
 151
 152                         /* add to schedule */
 153                         sched_add_before(irn, res);
 154                 } else {
 155                         ir_node *stc, *cmc, *not, *adc;
 156                         ir_node *adc_flags;
 157
 158                         /*
 159                          * ARG, the above technique does NOT set the flags right.
 160                          * So, we must produce the following code:
 161                          * t1 = ~b
 162                          * t2 = a + ~b + Carry
 163                          * Complement Carry
 164                          *
 165                          * a + -b = a + (~b + 1)  would set the carry flag IF a == b ...
 166                          */
 167                         not = new_rd_ia32_Not(dbg, irg, block, in2);
 168                         arch_set_irn_register(cg->arch_env, not, in2_reg);
 169                         sched_add_before(irn, not);
 170
 171                         stc = new_rd_ia32_Stc(dbg, irg, block);
 172                         arch_set_irn_register(cg->arch_env, stc,
 173                                               &ia32_flags_regs[REG_EFLAGS]);
 174                         sched_add_before(irn, stc);
 175
 176                         adc = new_rd_ia32_Adc(dbg, irg, block, noreg, noreg, nomem, not,
 177                                               in1, stc);
 178                         arch_set_irn_register(cg->arch_env, adc, out_reg);
 179                         sched_add_before(irn, adc);
 180
 181                         set_irn_mode(adc, mode_T);
 182                         adc_flags = new_r_Proj(irg, block, adc, mode_Iu, pn_ia32_Adc_flags);
 183                         arch_set_irn_register(cg->arch_env, adc_flags,
 184                                               &ia32_flags_regs[REG_EFLAGS]);
 185
 186                         cmc = new_rd_ia32_Cmc(dbg, irg, block, adc_flags);
 187                         arch_set_irn_register(cg->arch_env, cmc,
 188                                               &ia32_flags_regs[REG_EFLAGS]);
 189                         sched_add_before(irn, cmc);
 190
 191                         exchange(flags_proj, cmc);
 192                         if (res_proj != NULL) {
 193                                 set_Proj_pred(res_proj, adc);
 194                                 set_Proj_proj(res_proj, pn_ia32_Adc_res);
 195                         }
 196
 197                         res = adc;
 198                 }
 199         }
 200
 201         SET_IA32_ORIG_NODE(res, ia32_get_old_node_name(cg, irn));
 202
 203         /* remove the old sub */
 204         sched_remove(irn);
 205         kill_node(irn);
 206
 207         DBG_OPT_SUB2NEGADD(irn, res);
 208 }
 209
 210 static INLINE int need_constraint_copy(ir_node *irn) {
 211         /* the 3 operand form of IMul needs no constraint copy */
 212         if(is_ia32_IMul(irn)) {
 213                 ir_node *right = get_irn_n(irn, n_ia32_IMul_right);
 214                 if(is_ia32_Immediate(right))
 215                         return 0;
 216         }
 217
 218         return  ! is_ia32_Lea(irn)      &&
 219                 ! is_ia32_Conv_I2I(irn)     &&
 220                 ! is_ia32_Conv_I2I8Bit(irn) &&
 221                 ! is_ia32_CMov(irn);
 222 }
 223
 224 /**
 225  * Returns the index of the "same" register.
 226  * On the x86, we should have only one.
 227  */
 228 static int get_first_same(const arch_register_req_t* req)
 229 {
 230         const unsigned other = req->other_same;
 231         int i;
 232
 233         for (i = 0; i < 32; ++i) {
 234                 if (other & (1U << i)) return i;
 235         }
 236         assert(! "same position not found");
 237         return 32;
 238 }
 239
 240 /**
 241  * Insert copies for all ia32 nodes where the should_be_same requirement
 242  * is not fulfilled.
 243  * Transform Sub into Neg -- Add if IN2 == OUT
 244  */
 245 static void assure_should_be_same_requirements(ia32_code_gen_t *cg,
 246                                                ir_node *node)
 247 {
 248         ir_graph                   *irg      = cg->irg;
 249         const arch_env_t           *arch_env = cg->arch_env;
 250         const arch_register_req_t **reqs;
 251         const arch_register_t      *out_reg, *in_reg;
 252         int                         n_res, i;
 253         ir_node                    *in_node, *block;
 254
 255         reqs  = get_ia32_out_req_all(node);
 256         n_res = get_ia32_n_res(node);
 257         block = get_nodes_block(node);
 258
 259         /* check all OUT requirements, if there is a should_be_same */
 260         for (i = 0; i < n_res; i++) {
 261                 int                          i2, arity;
 262                 int                          same_pos;
 263                 ir_node                     *perm;
 264                 ir_node                     *in[2];
 265                 ir_node                     *perm_proj0;
 266                 ir_node                     *perm_proj1;
 267                 ir_node                     *uses_out_reg;
 268                 const arch_register_req_t   *req = reqs[i];
 269                 const arch_register_class_t *cls;
 270                 int                         uses_out_reg_pos;
 271
 272                 if (!arch_register_req_is(req, should_be_same))
 273                         continue;
 274
 275                 same_pos = get_first_same(req);
 276
 277                 /* get in and out register */
 278                 out_reg  = get_ia32_out_reg(node, i);
 279                 in_node  = get_irn_n(node, same_pos);
 280                 in_reg   = arch_get_irn_register(arch_env, in_node);
 281
 282                 /* requirement already fulfilled? */
 283                 if (in_reg == out_reg)
 284                         continue;
 285                 /* unknowns can be changed to any register we want on emitting */
 286                 if (is_unknown_reg(in_reg))
 287                         continue;
 288                 cls = arch_register_get_class(in_reg);
 289                 assert(cls == arch_register_get_class(out_reg));
 290
 291                 /* check if any other input operands uses the out register */
 292                 arity = get_irn_arity(node);
 293                 uses_out_reg     = NULL;
 294                 uses_out_reg_pos = -1;
 295                 for(i2 = 0; i2 < arity; ++i2) {
 296                         ir_node               *in     = get_irn_n(node, i2);
 297                         const arch_register_t *in_reg;
 298
 299                         if(!mode_is_data(get_irn_mode(in)))
 300                                 continue;
 301
 302                         in_reg = arch_get_irn_register(arch_env, in);
 303
 304                         if(in_reg != out_reg)
 305                                 continue;
 306
 307                         if(uses_out_reg != NULL && in != uses_out_reg) {
 308                                 panic("invalid register allocation");
 309                         }
 310                         uses_out_reg = in;
 311                         if(uses_out_reg_pos >= 0)
 312                                 uses_out_reg_pos = -1; /* multiple inputs... */
 313                         else
 314                                 uses_out_reg_pos = i2;
 315                 }
 316
 317                 /* no-one else is using the out reg, we can simply copy it
 318                  * (the register can't be live since the operation will override it
 319                  *  anyway) */
 320                 if(uses_out_reg == NULL) {
 321                         ir_node *copy = be_new_Copy(cls, irg, block, in_node);
 322                         DBG_OPT_2ADDRCPY(copy);
 323
 324                         /* destination is the out register */
 325                         arch_set_irn_register(arch_env, copy, out_reg);
 326
 327                         /* insert copy before the node into the schedule */
 328                         sched_add_before(node, copy);
 329
 330                         /* set copy as in */
 331                         set_irn_n(node, same_pos, copy);
 332
 333                         DBG((dbg, LEVEL_1, "created copy %+F for should be same argument "
 334                              "at input %d of %+F\n", copy, same_pos, node));
 335                         continue;
 336                 }
 337
 338                 /* for commutative nodes we can simply swap the left/right */
 339                 if (uses_out_reg_pos == n_ia32_binary_right && is_ia32_commutative(node)) {
 340                         ia32_swap_left_right(node);
 341                         DBG((dbg, LEVEL_1, "swapped left/right input of %+F to resolve "
 342                              "should be same constraint\n", node));
 343                         continue;
 344                 }
 345
 346 #ifdef DEBUG_libfirm
 347                 ir_fprintf(stderr, "Note: need perm to resolve should_be_same constraint at %+F (this is unsafe and should not happen in theory...)\n", node);
 348 #endif
 349                 /* the out reg is used as node input: we need to permutate our input
 350                  * and the other (this is allowed, since the other node can't be live
 351                  * after! the operation as we will override the register. */
 352                 in[0] = in_node;
 353                 in[1] = uses_out_reg;
 354                 perm  = be_new_Perm(cls, irg, block, 2, in);
 355
 356                 perm_proj0 = new_r_Proj(irg, block, perm, get_irn_mode(in[0]), 0);
 357                 perm_proj1 = new_r_Proj(irg, block, perm, get_irn_mode(in[1]), 1);
 358
 359                 arch_set_irn_register(arch_env, perm_proj0, out_reg);
 360                 arch_set_irn_register(arch_env, perm_proj1, in_reg);
 361
 362                 sched_add_before(node, perm);
 363
 364                 DBG((dbg, LEVEL_1, "created perm %+F for should be same argument "
 365                      "at input %d of %+F (need permutate with %+F)\n", perm, same_pos,
 366                      node, uses_out_reg));
 367
 368                 /* use the perm results */
 369                 for(i2 = 0; i2 < arity; ++i2) {
 370                         ir_node *in = get_irn_n(node, i2);
 371
 372                         if(in == in_node) {
 373                                 set_irn_n(node, i2, perm_proj0);
 374                         } else if(in == uses_out_reg) {
 375                                 set_irn_n(node, i2, perm_proj1);
 376                         }
 377                 }
 378         }
 379 }
 380
 381 /**
 382  * Following Problem:
 383  * We have a source address mode node with base or index register equal to
 384  * result register and unfulfilled should_be_same requirement. The constraint
 385  * handler will insert a copy from the remaining input operand to the result
 386  * register -> base or index is broken then.
 387  * Solution: Turn back this address mode into explicit Load + Operation.
 388  */
 389 static void fix_am_source(ir_node *irn, void *env) {
 390         ia32_code_gen_t            *cg = env;
 391         const arch_env_t           *arch_env = cg->arch_env;
 392         ir_node                    *base;
 393         ir_node                    *index;
 394         ir_node                    *noreg;
 395         const arch_register_t      *reg_base;
 396         const arch_register_t      *reg_index;
 397         const arch_register_req_t **reqs;
 398         int                         n_res, i;
 399
 400         /* check only ia32 nodes with source address mode */
 401         if (! is_ia32_irn(irn) || get_ia32_op_type(irn) != ia32_AddrModeS)
 402                 return;
 403         /* only need to fix binary operations */
 404         if (get_ia32_am_arity(irn) != ia32_am_binary)
 405                 return;
 406
 407         base  = get_irn_n(irn, 0);
 408         index = get_irn_n(irn, 1);
 409
 410         reg_base  = arch_get_irn_register(arch_env, base);
 411         reg_index = arch_get_irn_register(arch_env, index);
 412         reqs      = get_ia32_out_req_all(irn);
 413
 414         noreg = ia32_new_NoReg_gp(cg);
 415
 416         n_res = get_ia32_n_res(irn);
 417
 418         for (i = 0; i < n_res; i++) {
 419                 if (arch_register_req_is(reqs[i], should_be_same)) {
 420                         /* get in and out register */
 421                         const arch_register_t *out_reg   = get_ia32_out_reg(irn, i);
 422                         int                    same_pos  = get_first_same(reqs[i]);
 423                         ir_node               *same_node = get_irn_n(irn, same_pos);
 424                         const arch_register_t *same_reg
 425                                 = arch_get_irn_register(arch_env, same_node);
 426                         const arch_register_class_t *same_cls;
 427                         ir_graph              *irg   = cg->irg;
 428                         dbg_info              *dbgi  = get_irn_dbg_info(irn);
 429                         ir_node               *block = get_nodes_block(irn);
 430                         ir_mode               *proj_mode;
 431                         ir_node               *load;
 432                         ir_node               *load_res;
 433                         ir_node               *mem;
 434                         int                    pnres;
 435                         int                    pnmem;
 436
 437                         /* should_be same constraint is fullfilled, nothing to do */
 438                         if(out_reg == same_reg)
 439                                 continue;
 440
 441                         /* we only need to do something if the out reg is the same as base
 442                            or index register */
 443                         if (out_reg != reg_base && out_reg != reg_index)
 444                                 continue;
 445
 446                         /* turn back address mode */
 447                         same_cls = arch_register_get_class(same_reg);
 448                         mem = get_irn_n(irn, n_ia32_mem);
 449                         assert(get_irn_mode(mem) == mode_M);
 450                         if (same_cls == &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_gp]) {
 451                                 load      = new_rd_ia32_Load(dbgi, irg, block, base, index, mem);
 452                                 pnres     = pn_ia32_Load_res;
 453                                 pnmem     = pn_ia32_Load_M;
 454                                 proj_mode = mode_Iu;
 455                         } else if (same_cls == &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_xmm]) {
 456                                 load      = new_rd_ia32_xLoad(dbgi, irg, block, base, index, mem,
 457                                                               get_ia32_ls_mode(irn));
 458                                 pnres     = pn_ia32_xLoad_res;
 459                                 pnmem     = pn_ia32_xLoad_M;
 460                                 proj_mode = mode_E;
 461                         } else {
 462                                 panic("cannot turn back address mode for this register class");
 463                         }
 464
 465                         /* copy address mode information to load */
 466                         set_ia32_op_type(load, ia32_AddrModeS);
 467                         ia32_copy_am_attrs(load, irn);
 468
 469                         /* insert the load into schedule */
 470                         sched_add_before(irn, load);
 471
 472                         DBG((dbg, LEVEL_3, "irg %+F: build back AM source for node %+F, inserted load %+F\n", cg->irg, irn, load));
 473
 474                         load_res = new_r_Proj(cg->irg, block, load, proj_mode, pnres);
 475                         arch_set_irn_register(cg->arch_env, load_res, out_reg);
 476
 477                         /* set the new input operand */
 478                         set_irn_n(irn, n_ia32_binary_right, load_res);
 479                         if(get_irn_mode(irn) == mode_T) {
 480                                 const ir_edge_t *edge, *next;
 481                                 foreach_out_edge_safe(irn, edge, next) {
 482                                         ir_node *node = get_edge_src_irn(edge);
 483                                         int      pn   = get_Proj_proj(node);
 484                                         if(pn == 0) {
 485                                                 exchange(node, irn);
 486                                         } else if(pn == pn_ia32_mem) {
 487                                                 set_Proj_pred(node, load);
 488                                                 set_Proj_proj(node, pnmem);
 489                                         }
 490                                 }
 491                                 set_irn_mode(irn, mode_Iu);
 492                         }
 493
 494                         /* this is a normal node now */
 495                         set_irn_n(irn, n_ia32_base,  noreg);
 496                         set_irn_n(irn, n_ia32_index, noreg);
 497                         set_ia32_op_type(irn, ia32_Normal);
 498                         break;
 499                 }
 500         }
 501 }
 502
 503 /**
 504  * Block walker: finishes a block
 505  */
 506 static void ia32_finish_irg_walker(ir_node *block, void *env) {
 507         ia32_code_gen_t *cg = env;
 508         ir_node *irn, *next;
 509
 510         /* first: turn back AM source if necessary */
 511         for (irn = sched_first(block); ! sched_is_end(irn); irn = next) {
 512                 next = sched_next(irn);
 513                 fix_am_source(irn, env);
 514         }
 515
 516         for (irn = sched_first(block); ! sched_is_end(irn); irn = next) {
 517                 ia32_code_gen_t *cg = env;
 518
 519                 next = sched_next(irn);
 520
 521                 /* check if there is a sub which need to be transformed */
 522                 if (is_ia32_Sub(irn) || is_ia32_xSub(irn)) {
 523                         ia32_transform_sub_to_neg_add(irn, cg);
 524                 }
 525         }
 526
 527         /* second: insert copies and finish irg */
 528         for (irn = sched_first(block); ! sched_is_end(irn); irn = next) {
 529                 next = sched_next(irn);
 530                 if (is_ia32_irn(irn)) {
 531                         /* some nodes are just a bit less efficient, but need no fixing if the
 532                          * should be same requirement is not fulfilled */
 533                         if (need_constraint_copy(irn))
 534                                 assure_should_be_same_requirements(cg, irn);
 535                 }
 536         }
 537 }
 538
 539 /**
 540  * Block walker: pushes all blocks on a wait queue
 541  */
 542 static void ia32_push_on_queue_walker(ir_node *block, void *env) {
 543         waitq *wq = env;
 544         waitq_put(wq, block);
 545 }
 546
 547
 548 /**
 549  * Add Copy nodes for not fulfilled should_be_equal constraints
 550  */
 551 void ia32_finish_irg(ir_graph *irg, ia32_code_gen_t *cg) {
 552         waitq *wq = new_waitq();
 553
 554         /* Push the blocks on the waitq because ia32_finish_irg_walker starts more walks ... */
 555         irg_block_walk_graph(irg, NULL, ia32_push_on_queue_walker, wq);
 556
 557         while (! waitq_empty(wq)) {
 558                 ir_node *block = waitq_get(wq);
 559                 ia32_finish_irg_walker(block, cg);
 560         }
 561         del_waitq(wq);
 562 }
 563
 564 void ia32_init_finish(void)
 565 {
 566         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.be.ia32.finish");
 567 }