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  */
  25 #include "config.h"
  26
  27 #include "irnode.h"
  28 #include "ircons.h"
  29 #include "irgmod.h"
  30 #include "irgwalk.h"
  31 #include "iredges.h"
  32 #include "irprintf.h"
  33 #include "pdeq.h"
  34 #include "error.h"
  35 #include "firmstat_t.h"
  36
  37 #include "bearch.h"
  38 #include "besched.h"
  39 #include "benode.h"
  40
  41 #include "bearch_ia32_t.h"
  42 #include "ia32_finish.h"
  43 #include "ia32_new_nodes.h"
  44 #include "ia32_common_transform.h"
  45 #include "ia32_transform.h"
  46 #include "ia32_dbg_stat.h"
  47 #include "ia32_optimize.h"
  48 #include "gen_ia32_regalloc_if.h"
  49
  50 DEBUG_ONLY(static firm_dbg_module_t *dbg = NULL;)
  51
  52 /**
  53  * Transforms a Sub or xSub into Neg--Add iff OUT_REG != SRC1_REG && OUT_REG == SRC2_REG.
  54  * THIS FUNCTIONS MUST BE CALLED AFTER REGISTER ALLOCATION.
  55  */
  56 static void ia32_transform_sub_to_neg_add(ir_node *irn)
  57 {
  58         ir_graph *irg;
  59         ir_node *in1, *in2, *noreg, *nomem, *res;
  60         ir_node *noreg_fp, *block;
  61         dbg_info *dbgi;
  62         const arch_register_t *in1_reg, *in2_reg, *out_reg;
  63
  64         /* fix_am will solve this for AddressMode variants */
  65         if (get_ia32_op_type(irn) != ia32_Normal)
  66                 return;
  67
  68         irg      = get_irn_irg(irn);
  69         noreg    = ia32_new_NoReg_gp(irg);
  70         noreg_fp = ia32_new_NoReg_xmm(irg);
  71         nomem    = get_irg_no_mem(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(in1);
  75         in2_reg  = arch_get_irn_register(in2);
  76         out_reg  = arch_get_irn_register_out(irn, 0);
  77
  78         if (out_reg == in1_reg)
  79                 return;
  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         block = get_nodes_block(irn);
  86         dbgi   = get_irn_dbg_info(irn);
  87
  88         /* generate the neg src2 */
  89         if (is_ia32_xSub(irn)) {
  90                 int size;
  91                 ir_entity *entity;
  92                 ir_mode *op_mode = get_ia32_ls_mode(irn);
  93
  94                 assert(get_irn_mode(irn) != mode_T);
  95
  96                 res = new_bd_ia32_xXor(dbgi, block, noreg, noreg, nomem, in2, noreg_fp);
  97                 size = get_mode_size_bits(op_mode);
  98                 entity = ia32_gen_fp_known_const(size == 32 ? ia32_SSIGN : ia32_DSIGN);
  99                 set_ia32_am_sc(res, entity);
 100                 set_ia32_op_type(res, ia32_AddrModeS);
 101                 set_ia32_ls_mode(res, op_mode);
 102
 103                 arch_set_irn_register(res, in2_reg);
 104
 105                 /* add to schedule */
 106                 sched_add_before(irn, res);
 107
 108                 /* generate the add */
 109                 res = new_bd_ia32_xAdd(dbgi, block, noreg, noreg, nomem, res, in1);
 110                 set_ia32_ls_mode(res, get_ia32_ls_mode(irn));
 111         } else {
 112                 ir_node *flags_proj = NULL;
 113                 ir_node *carry;
 114
 115                 if (get_irn_mode(irn) == mode_T) {
 116                         /* collect the Proj uses */
 117                         foreach_out_edge(irn, edge) {
 118                                 ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
 119                                 long     pn   = get_Proj_proj(proj);
 120                                 if (pn == pn_ia32_flags) {
 121                                         assert(flags_proj == NULL);
 122                                         flags_proj = proj;
 123                                         break;
 124                                 }
 125                         }
 126                 }
 127
 128                 if (is_ia32_Sbb(irn)) {
 129                         /* Feed borrow (in CF) as carry (via CMC) into NOT+ADC. */
 130                         carry = get_irn_n(irn, n_ia32_Sbb_eflags);
 131                         carry = new_bd_ia32_Cmc(dbgi, block, carry);
 132                         goto carry;
 133                 } else if (flags_proj != 0) {
 134                         /*
 135                          * ARG, the above technique does NOT set the flags right.
 136                          * So, we must produce the following code:
 137                          * t1 = ~b
 138                          * t2 = a + ~b + Carry
 139                          * Complement Carry
 140                          *
 141                          * a + -b = a + (~b + 1)  would set the carry flag wrong IFF both a and b are zero.
 142                          */
 143                         ir_node *cmc;
 144                         ir_node *nnot;
 145                         ir_node *adc;
 146                         ir_node *adc_flags;
 147
 148                         carry = new_bd_ia32_Stc(dbgi, block);
 149
 150 carry:
 151                         nnot = new_bd_ia32_Not(dbgi, block, in2);
 152                         arch_set_irn_register(nnot, in2_reg);
 153                         sched_add_before(irn, nnot);
 154
 155                         arch_set_irn_register(carry, &ia32_registers[REG_EFLAGS]);
 156                         sched_add_before(irn, carry);
 157
 158                         adc = new_bd_ia32_Adc(dbgi, block, noreg, noreg, nomem, nnot, in1, carry);
 159                         arch_set_irn_register(adc, out_reg);
 160                         set_ia32_commutative(adc);
 161
 162                         if (flags_proj != NULL) {
 163                                 set_irn_mode(adc, mode_T);
 164                                 adc_flags = new_r_Proj(adc, mode_Iu, pn_ia32_Adc_flags);
 165                                 arch_set_irn_register(adc_flags, &ia32_registers[REG_EFLAGS]);
 166
 167                                 cmc = new_bd_ia32_Cmc(dbgi, block, adc_flags);
 168                                 arch_set_irn_register(cmc, &ia32_registers[REG_EFLAGS]);
 169                                 sched_add_after(irn, cmc);
 170                                 exchange(flags_proj, cmc);
 171                         }
 172
 173                         res = adc;
 174                 } else {
 175                         res = new_bd_ia32_Neg(dbgi, block, in2);
 176                         arch_set_irn_register(res, in2_reg);
 177
 178                         /* add to schedule */
 179                         sched_add_before(irn, res);
 180
 181                         /* generate the add */
 182                         res = new_bd_ia32_Add(dbgi, block, noreg, noreg, nomem, res, in1);
 183                         arch_set_irn_register(res, out_reg);
 184                         set_ia32_commutative(res);
 185                 }
 186         }
 187
 188         /* exchange the add and the sub */
 189         edges_reroute(irn, res);
 190         sched_replace(irn, res);
 191
 192         set_irn_mode(res, get_irn_mode(irn));
 193
 194         SET_IA32_ORIG_NODE(res, irn);
 195
 196         /* remove the old sub */
 197         kill_node(irn);
 198
 199         DBG_OPT_SUB2NEGADD(irn, res);
 200 }
 201
 202 static inline int need_constraint_copy(ir_node *irn)
 203 {
 204         /* TODO this should be determined from the node specification */
 205         switch (get_ia32_irn_opcode(irn)) {
 206                 case iro_ia32_IMul: {
 207                         /* the 3 operand form of IMul needs no constraint copy */
 208                         ir_node *right = get_irn_n(irn, n_ia32_IMul_right);
 209                         return !is_ia32_Immediate(right);
 210                 }
 211
 212                 case iro_ia32_Lea:
 213                 case iro_ia32_Conv_I2I:
 214                 case iro_ia32_Conv_I2I8Bit:
 215                 case iro_ia32_CMovcc:
 216                 case iro_ia32_Minus64Bit:
 217                         return 0;
 218
 219                 default:
 220                         return 1;
 221         }
 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         panic("same position not found");
 237 }
 238
 239 /**
 240  * Insert copies for all ia32 nodes where the should_be_same requirement
 241  * is not fulfilled.
 242  * Transform Sub into Neg -- Add if IN2 == OUT
 243  */
 244 static void assure_should_be_same_requirements(ir_node *node)
 245 {
 246         const arch_register_t      *out_reg, *in_reg;
 247         ir_node                    *in_node, *block;
 248
 249         block = get_nodes_block(node);
 250
 251         /* check all OUT requirements, if there is a should_be_same */
 252         be_foreach_out(node, i) {
 253                 int                          i2, arity;
 254                 int                          same_pos;
 255                 ir_node                     *uses_out_reg;
 256                 const arch_register_req_t   *req = arch_get_irn_register_req_out(node, i);
 257                 int                         uses_out_reg_pos;
 258
 259                 if (!arch_register_req_is(req, should_be_same))
 260                         continue;
 261
 262                 same_pos = get_first_same(req);
 263
 264                 /* get in and out register */
 265                 out_reg = arch_get_irn_register_out(node, i);
 266                 in_node = get_irn_n(node, same_pos);
 267                 in_reg  = arch_get_irn_register(in_node);
 268
 269                 /* requirement already fulfilled? */
 270                 if (in_reg == out_reg)
 271                         continue;
 272                 assert(in_reg->reg_class == out_reg->reg_class);
 273
 274                 /* check if any other input operands uses the out register */
 275                 arity = get_irn_arity(node);
 276                 uses_out_reg     = NULL;
 277                 uses_out_reg_pos = -1;
 278                 for (i2 = 0; i2 < arity; ++i2) {
 279                         ir_node               *in     = get_irn_n(node, i2);
 280                         const arch_register_t *other_in_reg;
 281
 282                         if (!mode_is_data(get_irn_mode(in)))
 283                                 continue;
 284
 285                         other_in_reg = arch_get_irn_register(in);
 286
 287                         if (other_in_reg != out_reg)
 288                                 continue;
 289
 290                         if (uses_out_reg != NULL && in != uses_out_reg) {
 291                                 panic("invalid register allocation");
 292                         }
 293                         uses_out_reg = in;
 294                         if (uses_out_reg_pos >= 0)
 295                                 uses_out_reg_pos = -1; /* multiple inputs... */
 296                         else
 297                                 uses_out_reg_pos = i2;
 298                 }
 299
 300                 /* no-one else is using the out reg, we can simply copy it
 301                  * (the register can't be live since the operation will override it
 302                  *  anyway) */
 303                 if (uses_out_reg == NULL) {
 304                         ir_node *copy = be_new_Copy(block, in_node);
 305                         DBG_OPT_2ADDRCPY(copy);
 306
 307                         /* destination is the out register */
 308                         arch_set_irn_register(copy, out_reg);
 309
 310                         /* insert copy before the node into the schedule */
 311                         sched_add_before(node, copy);
 312
 313                         /* set copy as in */
 314                         set_irn_n(node, same_pos, copy);
 315
 316                         DBG((dbg, LEVEL_1,
 317                                 "created copy %+F for should be same argument at input %d of %+F\n",
 318                                 copy, same_pos, node));
 319                         continue;
 320                 }
 321
 322                 /* for commutative nodes we can simply swap the left/right */
 323                 if (uses_out_reg_pos == n_ia32_binary_right && is_ia32_commutative(node)) {
 324                         ia32_swap_left_right(node);
 325                         DBG((dbg, LEVEL_1,
 326                                 "swapped left/right input of %+F to resolve should be same constraint\n",
 327                                 node));
 328                         continue;
 329                 }
 330
 331                 panic("Unresolved should_be_same constraint");
 332         }
 333 }
 334
 335 /**
 336  * Following Problem:
 337  * We have a source address mode node with base or index register equal to
 338  * result register and unfulfilled should_be_same requirement. The constraint
 339  * handler will insert a copy from the remaining input operand to the result
 340  * register -> base or index is broken then.
 341  * Solution: Turn back this address mode into explicit Load + Operation.
 342  */
 343 static void fix_am_source(ir_node *irn)
 344 {
 345         /* check only ia32 nodes with source address mode */
 346         if (!is_ia32_irn(irn) || get_ia32_op_type(irn) != ia32_AddrModeS)
 347                 return;
 348         /* only need to fix binary operations */
 349         if (get_ia32_am_support(irn) != ia32_am_binary)
 350                 return;
 351
 352         be_foreach_out(irn, i) {
 353                 const arch_register_req_t *req = arch_get_irn_register_req_out(irn, i);
 354                 const arch_register_t     *out_reg;
 355                 int                        same_pos;
 356                 ir_node                   *same_node;
 357                 const arch_register_t     *same_reg;
 358                 ir_node                   *load_res;
 359
 360                 if (!arch_register_req_is(req, should_be_same))
 361                         continue;
 362
 363                 /* get in and out register */
 364                 out_reg   = arch_get_irn_register_out(irn, i);
 365                 same_pos  = get_first_same(req);
 366                 same_node = get_irn_n(irn, same_pos);
 367                 same_reg  = arch_get_irn_register(same_node);
 368
 369                 /* should_be same constraint is fullfilled, nothing to do */
 370                 if (out_reg == same_reg)
 371                         continue;
 372
 373                 /* we only need to do something if the out reg is the same as base
 374                          or index register */
 375                 if (out_reg != arch_get_irn_register(get_irn_n(irn, n_ia32_base)) &&
 376                                 out_reg != arch_get_irn_register(get_irn_n(irn, n_ia32_index)))
 377                         continue;
 378
 379                 load_res = ia32_turn_back_am(irn);
 380                 arch_set_irn_register(load_res, out_reg);
 381
 382                 DBG((dbg, LEVEL_3,
 383                         "irg %+F: build back AM source for node %+F, inserted load %+F\n",
 384                         get_irn_irg(irn), irn, get_Proj_pred(load_res)));
 385                 break;
 386         }
 387 }
 388
 389 /**
 390  * Block walker: finishes a block
 391  */
 392 static void ia32_finish_irg_walker(ir_node *block, void *env)
 393 {
 394         ir_node *irn, *next;
 395         (void) env;
 396
 397         /* first: turn back AM source if necessary */
 398         for (irn = sched_first(block); ! sched_is_end(irn); irn = next) {
 399                 next = sched_next(irn);
 400                 fix_am_source(irn);
 401         }
 402
 403         for (irn = sched_first(block); ! sched_is_end(irn); irn = next) {
 404                 next = sched_next(irn);
 405
 406                 /* check if there is a sub which need to be transformed */
 407                 if (is_ia32_Sub(irn) || is_ia32_Sbb(irn) || is_ia32_xSub(irn)) {
 408                         ia32_transform_sub_to_neg_add(irn);
 409                 }
 410         }
 411
 412         /* second: insert copies and finish irg */
 413         for (irn = sched_first(block); ! sched_is_end(irn); irn = next) {
 414                 next = sched_next(irn);
 415                 if (is_ia32_irn(irn)) {
 416                         /* some nodes are just a bit less efficient, but need no fixing if the
 417                          * should be same requirement is not fulfilled */
 418                         if (need_constraint_copy(irn))
 419                                 assure_should_be_same_requirements(irn);
 420                 }
 421         }
 422 }
 423
 424 /**
 425  * Block walker: pushes all blocks on a wait queue
 426  */
 427 static void ia32_push_on_queue_walker(ir_node *block, void *env)
 428 {
 429         waitq *wq = (waitq*)env;
 430         waitq_put(wq, block);
 431 }
 432
 433
 434 /**
 435  * Add Copy nodes for not fulfilled should_be_equal constraints
 436  */
 437 void ia32_finish_irg(ir_graph *irg)
 438 {
 439         waitq *wq = new_waitq();
 440
 441         /* Push the blocks on the waitq because ia32_finish_irg_walker starts more walks ... */
 442         irg_block_walk_graph(irg, NULL, ia32_push_on_queue_walker, wq);
 443
 444         while (! waitq_empty(wq)) {
 445                 ir_node *block = (ir_node*)waitq_get(wq);
 446                 ia32_finish_irg_walker(block, NULL);
 447         }
 448         del_waitq(wq);
 449 }
 450
 451 void ia32_init_finish(void)
 452 {
 453         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.be.ia32.finish");
 454 }