nsz Git - libfirm/blob - ir/be/ia32/ia32_finish.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 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 "pdeq.h"
  36 #include "error.h"
  37
  38 #include "../bearch_t.h"
  39 #include "../besched_t.h"
  40 #include "../benode_t.h"
  41
  42 #include "bearch_ia32_t.h"
  43 #include "ia32_finish.h"
  44 #include "ia32_new_nodes.h"
  45 #include "ia32_map_regs.h"
  46 #include "ia32_transform.h"
  47 #include "ia32_dbg_stat.h"
  48 #include "ia32_optimize.h"
  49 #include "gen_ia32_regalloc_if.h"
  50
  51 DEBUG_ONLY(static firm_dbg_module_t *dbg = NULL;)
  52
  53 /**
  54  * Transforms a Sub or xSub into Neg--Add iff OUT_REG == SRC2_REG.
  55  * THIS FUNCTIONS MUST BE CALLED AFTER REGISTER ALLOCATION.
  56  */
  57 static void ia32_transform_sub_to_neg_add(ir_node *irn, ia32_code_gen_t *cg) {
  58         ir_graph *irg;
  59         ir_node *in1, *in2, *noreg, *nomem, *res;
  60         ir_node *noreg_fp, *block;
  61         ir_mode *mode = get_irn_mode(irn);
  62         dbg_info *dbg = get_irn_dbg_info(irn);
  63         const arch_register_t *in1_reg, *in2_reg, *out_reg, **slots;
  64         int i, arity;
  65
  66         /* Return if AM node or not a Sub or xSub */
  67         if (!(is_ia32_Sub(irn) || is_ia32_xSub(irn)) || get_ia32_op_type(irn) != ia32_Normal)
  68                 return;
  69
  70         noreg   = ia32_new_NoReg_gp(cg);
  71         noreg_fp = ia32_new_NoReg_fp(cg);
  72         nomem   = new_rd_NoMem(cg->irg);
  73         in1     = get_irn_n(irn, 2);
  74         in2     = get_irn_n(irn, 3);
  75         in1_reg = arch_get_irn_register(cg->arch_env, in1);
  76         in2_reg = arch_get_irn_register(cg->arch_env, in2);
  77         out_reg = get_ia32_out_reg(irn, 0);
  78
  79         irg     = cg->irg;
  80         block   = get_nodes_block(irn);
  81
  82         /* in case of sub and OUT == SRC2 we can transform the sequence into neg src2 -- add */
  83         if (!REGS_ARE_EQUAL(out_reg, in2_reg))
  84                 return;
  85
  86         /* generate the neg src2 */
  87         if(mode_is_float(mode)) {
  88                 int size;
  89                 ir_entity *entity;
  90
  91                 res = new_rd_ia32_xXor(dbg, irg, block, noreg, noreg, in2, noreg_fp, nomem);
  92                 size = get_mode_size_bits(mode);
  93                 entity = ia32_gen_fp_known_const(size == 32 ? ia32_SSIGN : ia32_DSIGN);
  94                 set_ia32_am_sc(res, entity);
  95                 set_ia32_op_type(res, ia32_AddrModeS);
  96                 set_ia32_ls_mode(res, get_ia32_ls_mode(irn));
  97         } else {
  98                 res = new_rd_ia32_Neg(dbg, irg, block, noreg, noreg, in2, nomem);
  99         }
 100         arch_set_irn_register(cg->arch_env, res, in2_reg);
 101
 102         /* add to schedule */
 103         sched_add_before(irn, res);
 104
 105         /* generate the add */
 106         if (mode_is_float(mode)) {
 107                 res = new_rd_ia32_xAdd(dbg, irg, block, noreg, noreg, res, in1, nomem);
 108                 set_ia32_am_support(res, ia32_am_Source);
 109                 set_ia32_ls_mode(res, get_ia32_ls_mode(irn));
 110         }
 111         else {
 112                 res = new_rd_ia32_Add(dbg, irg, block, noreg, noreg, res, in1, nomem);
 113                 set_ia32_am_support(res, ia32_am_Full);
 114                 set_ia32_commutative(res);
 115         }
 116
 117         SET_IA32_ORIG_NODE(res, ia32_get_old_node_name(cg, irn));
 118         /* copy register */
 119         slots    = get_ia32_slots(res);
 120         slots[0] = in2_reg;
 121
 122         /* exchange the add and the sub */
 123         edges_reroute(irn, res, irg);
 124
 125         /* add to schedule */
 126         sched_add_before(irn, res);
 127
 128         /* remove the old sub */
 129         sched_remove(irn);
 130         arity = get_irn_arity(irn);
 131         for(i = 0; i < arity; ++i) {
 132                 set_irn_n(irn, i, new_Bad());
 133         }
 134
 135         DBG_OPT_SUB2NEGADD(irn, res);
 136 }
 137
 138 /**
 139  * Transforms a LEA into an Add or SHL if possible.
 140  * THIS FUNCTIONS MUST BE CALLED AFTER REGISTER ALLOCATION.
 141  */
 142 static void ia32_transform_lea_to_add_or_shl(ir_node *irn, ia32_code_gen_t *cg) {
 143         ia32_am_flavour_t am_flav;
 144         int               imm = 0;
 145         dbg_info         *dbg = get_irn_dbg_info(irn);
 146         ir_graph         *irg;
 147         ir_node          *res = NULL;
 148         ir_node          *nomem, *noreg, *base, *index, *op1, *op2;
 149         ir_node          *block;
 150         int              offs = 0;
 151         const arch_register_t *out_reg, *base_reg, *index_reg;
 152
 153         /* must be a LEA */
 154         if (! is_ia32_Lea(irn))
 155                 return;
 156
 157         am_flav = get_ia32_am_flavour(irn);
 158
 159         /* mustn't have a symconst */
 160         if (get_ia32_am_sc(irn) != NULL || get_ia32_frame_ent(irn) != NULL)
 161                 return;
 162
 163         if (am_flav == ia32_am_IS) {
 164                 tarval *tv;
 165
 166                 /* Create a SHL */
 167                 noreg     = ia32_new_NoReg_gp(cg);
 168                 nomem     = new_rd_NoMem(cg->irg);
 169                 index     = get_irn_n(irn, 1);
 170                 index_reg = arch_get_irn_register(cg->arch_env, index);
 171                 out_reg   = arch_get_irn_register(cg->arch_env, irn);
 172
 173                 if (! REGS_ARE_EQUAL(out_reg, index_reg))
 174                         return;
 175
 176                 /* ok, we can transform it */
 177                 irg = cg->irg;
 178                 block = get_nodes_block(irn);
 179
 180                 res  = new_rd_ia32_Shl(dbg, irg, block, noreg, noreg, index, noreg, nomem);
 181                 offs = get_ia32_am_scale(irn);
 182                 tv = new_tarval_from_long(offs, mode_Iu);
 183                 set_ia32_Immop_tarval(res, tv);
 184                 arch_set_irn_register(cg->arch_env, res, out_reg);
 185         } else {
 186                 /* only some LEAs can be transformed to an Add */
 187                 if (am_flav != ia32_am_B && am_flav != ia32_am_OB && am_flav != ia32_am_BI)
 188                         return;
 189
 190                 noreg = ia32_new_NoReg_gp(cg);
 191                 nomem = new_rd_NoMem(cg->irg);
 192                 op1   = noreg;
 193                 op2   = noreg;
 194                 base  = get_irn_n(irn, 0);
 195                 index = get_irn_n(irn, 1);
 196
 197                 if (am_flav & ia32_O) {
 198                         offs  = get_ia32_am_offs_int(irn);
 199                 }
 200
 201                 out_reg   = arch_get_irn_register(cg->arch_env, irn);
 202                 base_reg  = arch_get_irn_register(cg->arch_env, base);
 203                 index_reg = arch_get_irn_register(cg->arch_env, index);
 204
 205                 irg = cg->irg;
 206                 block = get_nodes_block(irn);
 207
 208                 switch(get_ia32_am_flavour(irn)) {
 209                         case ia32_am_B:
 210                                 /* out register must be same as base register */
 211                                 if (! REGS_ARE_EQUAL(out_reg, base_reg))
 212                                         return;
 213
 214                                 op1 = base;
 215                                 break;
 216                         case ia32_am_OB:
 217                                 /* out register must be same as base register */
 218                                 if (! REGS_ARE_EQUAL(out_reg, base_reg))
 219                                         return;
 220
 221                                 op1 = base;
 222                                 imm = 1;
 223                                 break;
 224                         case ia32_am_BI:
 225                                 /* out register must be same as one in register */
 226                                 if (REGS_ARE_EQUAL(out_reg, base_reg)) {
 227                                         op1 = base;
 228                                         op2 = index;
 229                                 }
 230                                 else if (REGS_ARE_EQUAL(out_reg, index_reg)) {
 231                                         op1 = index;
 232                                         op2 = base;
 233                                 }
 234                                 else {
 235                                         /* in registers a different from out -> no Add possible */
 236                                         return;
 237                                 }
 238                         default:
 239                                 assert(0);
 240                                 break;
 241                 }
 242
 243                 res = new_rd_ia32_Add(dbg, irg, block, noreg, noreg, op1, op2, nomem);
 244                 arch_set_irn_register(cg->arch_env, res, out_reg);
 245                 set_ia32_op_type(res, ia32_Normal);
 246                 set_ia32_commutative(res);
 247
 248                 if (imm) {
 249                         tarval *tv = new_tarval_from_long(offs, mode_Iu);
 250                         set_ia32_Immop_tarval(res, tv);
 251                 }
 252         }
 253
 254         SET_IA32_ORIG_NODE(res, ia32_get_old_node_name(cg, irn));
 255
 256         /* add new ADD/SHL to schedule */
 257         sched_add_before(irn, res);
 258
 259         DBG_OPT_LEA2ADD(irn, res);
 260
 261         /* remove the old LEA */
 262         sched_remove(irn);
 263
 264         /* exchange the Add and the LEA */
 265         exchange(irn, res);
 266 }
 267
 268 static INLINE int need_constraint_copy(ir_node *irn) {
 269         return  ! is_ia32_Lea(irn)          &&
 270                 ! is_ia32_Conv_I2I(irn)     &&
 271                 ! is_ia32_Conv_I2I8Bit(irn) &&
 272                 ! is_ia32_CmpCMov(irn)      &&
 273                 ! is_ia32_PsiCondCMov(irn)  &&
 274                 ! is_ia32_CmpSet(irn);
 275 }
 276
 277 /**
 278  * Insert copies for all ia32 nodes where the should_be_same requirement
 279  * is not fulfilled.
 280  * Transform Sub into Neg -- Add if IN2 == OUT
 281  */
 282 static void ia32_finish_node(ir_node *irn, void *env) {
 283         ia32_code_gen_t            *cg = env;
 284         const arch_register_req_t **reqs;
 285         const arch_register_t      *out_reg, *in_reg, *in2_reg;
 286         int                         n_res, i;
 287         ir_node                    *copy, *in_node, *block, *in2_node;
 288         ia32_op_type_t              op_tp;
 289
 290         if (is_ia32_irn(irn)) {
 291                 /* AM Dest nodes don't produce any values  */
 292                 op_tp = get_ia32_op_type(irn);
 293                 if (op_tp == ia32_AddrModeD)
 294                         goto end;
 295
 296                 reqs  = get_ia32_out_req_all(irn);
 297                 n_res = get_ia32_n_res(irn);
 298                 block = get_nodes_block(irn);
 299
 300                 /* check all OUT requirements, if there is a should_be_same */
 301                 if ((op_tp == ia32_Normal || op_tp == ia32_AddrModeS) && need_constraint_copy(irn))
 302                 {
 303                         for (i = 0; i < n_res; i++) {
 304                                 if (arch_register_req_is(reqs[i], should_be_same)) {
 305                                         int same_pos = reqs[i]->other_same;
 306
 307                                         /* get in and out register */
 308                                         out_reg  = get_ia32_out_reg(irn, i);
 309                                         in_node  = get_irn_n(irn, same_pos);
 310                                         in_reg   = arch_get_irn_register(cg->arch_env, in_node);
 311
 312                                         /* don't copy ignore nodes */
 313                                         if (arch_irn_is(cg->arch_env, in_node, ignore) && is_Proj(in_node))
 314                                                 continue;
 315
 316                                         /* check if in and out register are equal */
 317                                         if (! REGS_ARE_EQUAL(out_reg, in_reg)) {
 318                                                 /* in case of a commutative op: just exchange the in's */
 319                                                 /* beware: the current op could be everything, so test for ia32 */
 320                                                 /*         commutativity first before getting the second in     */
 321                                                 if (is_ia32_commutative(irn)) {
 322                                                         in2_node = get_irn_n(irn, same_pos ^ 1);
 323                                                         in2_reg  = arch_get_irn_register(cg->arch_env, in2_node);
 324
 325                                                         if (REGS_ARE_EQUAL(out_reg, in2_reg)) {
 326                                                                 set_irn_n(irn, same_pos, in2_node);
 327                                                                 set_irn_n(irn, same_pos ^ 1, in_node);
 328                                                         }
 329                                                         else
 330                                                                 goto insert_copy;
 331                                                 }
 332                                                 else {
 333 insert_copy:
 334                                                         DBG((dbg, LEVEL_1, "inserting copy for %+F in_pos %d\n", irn, same_pos));
 335                                                         /* create copy from in register */
 336                                                         copy = be_new_Copy(arch_register_get_class(in_reg), cg->irg, block, in_node);
 337
 338                                                         DBG_OPT_2ADDRCPY(copy);
 339
 340                                                         /* destination is the out register */
 341                                                         arch_set_irn_register(cg->arch_env, copy, out_reg);
 342
 343                                                         /* insert copy before the node into the schedule */
 344                                                         sched_add_before(irn, copy);
 345
 346                                                         /* set copy as in */
 347                                                         set_irn_n(irn, same_pos, copy);
 348                                                 }
 349                                         }
 350                                 }
 351                         }
 352                 }
 353
 354                 /* check xCmp: try to avoid unordered cmp */
 355                 if ((is_ia32_xCmp(irn) || is_ia32_xCmpCMov(irn) || is_ia32_xCmpSet(irn)) &&
 356                         op_tp == ia32_Normal    &&
 357                         ! is_ia32_ImmConst(irn) && ! is_ia32_ImmSymConst(irn))
 358                 {
 359                         long pnc = get_ia32_pncode(irn);
 360
 361                         if (pnc & pn_Cmp_Uo) {
 362                                 ir_node *tmp;
 363                                 int idx1 = 2, idx2 = 3;
 364
 365                                 if (is_ia32_xCmpCMov(irn)) {
 366                                         idx1 = 0;
 367                                         idx2 = 1;
 368                                 }
 369
 370                                 tmp = get_irn_n(irn, idx1);
 371                                 set_irn_n(irn, idx1, get_irn_n(irn, idx2));
 372                                 set_irn_n(irn, idx2, tmp);
 373
 374                                 set_ia32_pncode(irn, get_negated_pnc(pnc, mode_E));
 375                         }
 376                 }
 377         }
 378 end: ;
 379 }
 380
 381 /**
 382  * Following Problem:
 383  * We have a source address mode node with base or index register equal to
 384  * result register. The constraint handler will insert a copy from the
 385  * remaining input operand to the result register -> base or index is
 386  * 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         ir_node *base, *index, *noreg;
 392         const arch_register_t *reg_base, *reg_index;
 393         const arch_register_req_t **reqs;
 394         int n_res, i;
 395
 396         /* check only ia32 nodes with source address mode */
 397         if (! is_ia32_irn(irn) || get_ia32_op_type(irn) != ia32_AddrModeS)
 398                 return;
 399         /* no need to fix unary operations */
 400         if (get_irn_arity(irn) == 4)
 401                 return;
 402
 403         base  = get_irn_n(irn, 0);
 404         index = get_irn_n(irn, 1);
 405
 406         reg_base  = arch_get_irn_register(cg->arch_env, base);
 407         reg_index = arch_get_irn_register(cg->arch_env, index);
 408         reqs      = get_ia32_out_req_all(irn);
 409
 410         noreg = ia32_new_NoReg_gp(cg);
 411
 412         n_res = get_ia32_n_res(irn);
 413
 414         for (i = 0; i < n_res; i++) {
 415                 if (arch_register_req_is(reqs[i], should_be_same)) {
 416                         /* get in and out register */
 417                         const arch_register_t *out_reg  = get_ia32_out_reg(irn, i);
 418                         int same_pos = reqs[i]->other_same;
 419
 420                         /*
 421                                 there is a constraint for the remaining operand
 422                                 and the result register is equal to base or index register
 423                         */
 424                         if (same_pos == 2 &&
 425                                 (REGS_ARE_EQUAL(out_reg, reg_base) || REGS_ARE_EQUAL(out_reg, reg_index)))
 426                         {
 427                                 /* turn back address mode */
 428                                 ir_node               *in_node = get_irn_n(irn, 2);
 429                                 const arch_register_t *in_reg  = arch_get_irn_register(cg->arch_env, in_node);
 430                                 ir_node               *block   = get_nodes_block(irn);
 431                                 ir_mode               *ls_mode = get_ia32_ls_mode(irn);
 432                                 ir_node *load;
 433                                 int pnres;
 434
 435                                 if (arch_register_get_class(in_reg) == &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_gp]) {
 436                                         load  = new_rd_ia32_Load(NULL, cg->irg, block, base, index, get_irn_n(irn, 4));
 437                                         pnres = pn_ia32_Load_res;
 438                                 }
 439                                 else if (arch_register_get_class(in_reg) == &ia32_reg_classes[CLASS_ia32_xmm]) {
 440                                         load  = new_rd_ia32_xLoad(NULL, cg->irg, block, base, index, get_irn_n(irn, 4));
 441                                         pnres = pn_ia32_xLoad_res;
 442                                 }
 443                                 else {
 444                                         panic("cannot turn back address mode for this register class");
 445                                 }
 446
 447                                 /* copy address mode information to load */
 448                                 set_ia32_ls_mode(load, ls_mode);
 449                                 set_ia32_am_flavour(load, get_ia32_am_flavour(irn));
 450                                 set_ia32_op_type(load, ia32_AddrModeS);
 451                                 set_ia32_am_support(load, ia32_am_Source);
 452                                 set_ia32_am_scale(load, get_ia32_am_scale(irn));
 453                                 set_ia32_am_sc(load, get_ia32_am_sc(irn));
 454                                 add_ia32_am_offs_int(load, get_ia32_am_offs_int(irn));
 455                                 set_ia32_frame_ent(load, get_ia32_frame_ent(irn));
 456
 457                                 if (is_ia32_use_frame(irn))
 458                                         set_ia32_use_frame(load);
 459
 460                                 /* insert the load into schedule */
 461                                 sched_add_before(irn, load);
 462
 463                                 DBG((dbg, LEVEL_3, "irg %+F: build back AM source for node %+F, inserted load %+F\n", cg->irg, irn, load));
 464
 465                                 load = new_r_Proj(cg->irg, block, load, ls_mode, pnres);
 466                                 arch_set_irn_register(cg->arch_env, load, out_reg);
 467
 468                                 /* insert the load result proj into schedule */
 469                                 sched_add_before(irn, load);
 470
 471                                 /* set the new input operand */
 472                                 set_irn_n(irn, 3, load);
 473
 474                                 /* this is a normal node now */
 475                                 set_irn_n(irn, 0, noreg);
 476                                 set_irn_n(irn, 1, noreg);
 477                                 set_ia32_op_type(irn, ia32_Normal);
 478
 479                                 break;
 480                         }
 481                 }
 482         }
 483 }
 484
 485 /**
 486  * Block walker: finishes a block
 487  */
 488 static void ia32_finish_irg_walker(ir_node *block, void *env) {
 489         ir_node *irn, *next;
 490
 491         /* first: turn back AM source if necessary */
 492         for (irn = sched_first(block); ! sched_is_end(irn); irn = next) {
 493                 next = sched_next(irn);
 494                 fix_am_source(irn, env);
 495         }
 496
 497         for (irn = sched_first(block); ! sched_is_end(irn); irn = next) {
 498                 ia32_code_gen_t *cg = env;
 499
 500                 next = sched_next(irn);
 501
 502                 /* check if there is a sub which need to be transformed */
 503                 ia32_transform_sub_to_neg_add(irn, cg);
 504
 505                 /* transform a LEA into an Add if possible */
 506                 ia32_transform_lea_to_add_or_shl(irn, cg);
 507         }
 508
 509         /* second: insert copies and finish irg */
 510         for (irn = sched_first(block); ! sched_is_end(irn); irn = next) {
 511                 next = sched_next(irn);
 512                 ia32_finish_node(irn, env);
 513         }
 514 }
 515
 516 /**
 517  * Block walker: pushes all blocks on a wait queue
 518  */
 519 static void ia32_push_on_queue_walker(ir_node *block, void *env) {
 520         waitq *wq = env;
 521         waitq_put(wq, block);
 522 }
 523
 524
 525 /**
 526  * Add Copy nodes for not fulfilled should_be_equal constraints
 527  */
 528 void ia32_finish_irg(ir_graph *irg, ia32_code_gen_t *cg) {
 529         waitq *wq = new_waitq();
 530
 531         /* Push the blocks on the waitq because ia32_finish_irg_walker starts more walks ... */
 532         irg_block_walk_graph(irg, NULL, ia32_push_on_queue_walker, wq);
 533
 534         while (! waitq_empty(wq)) {
 535                 ir_node *block = waitq_get(wq);
 536                 ia32_finish_irg_walker(block, cg);
 537         }
 538         del_waitq(wq);
 539 }
 540
 541 void ia32_init_finish(void)
 542 {
 543         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.be.ia32.finish");
 544 }