fc08bf764fd9ff3faee95f0a67a6c0468e1b219b
[libfirm] / ir / be / ia32 / ia32_optimize.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       Implements several optimizations for IA32.
23  * @author      Matthias Braun, Christian Wuerdig
24  * @version     $Id$
25  */
26 #ifdef HAVE_CONFIG_H
27 #include "config.h"
28 #endif
29
30 #include "irnode.h"
31 #include "irprog_t.h"
32 #include "ircons.h"
33 #include "irtools.h"
34 #include "firm_types.h"
35 #include "iredges.h"
36 #include "tv.h"
37 #include "irgmod.h"
38 #include "irgwalk.h"
39 #include "height.h"
40 #include "irbitset.h"
41 #include "irprintf.h"
42 #include "error.h"
43
44 #include "../be_t.h"
45 #include "../beabi.h"
46 #include "../benode_t.h"
47 #include "../besched_t.h"
48 #include "../bepeephole.h"
49
50 #include "ia32_new_nodes.h"
51 #include "ia32_optimize.h"
52 #include "bearch_ia32_t.h"
53 #include "gen_ia32_regalloc_if.h"
54 #include "ia32_common_transform.h"
55 #include "ia32_transform.h"
56 #include "ia32_dbg_stat.h"
57 #include "ia32_util.h"
58 #include "ia32_architecture.h"
59
60 DEBUG_ONLY(static firm_dbg_module_t *dbg = NULL;)
61
62 static const arch_env_t *arch_env;
63 static ia32_code_gen_t  *cg;
64
65 /**
66  * Returns non-zero if the given node produces
67  * a zero flag.
68  *
69  * @param node  the node to check
70  * @param pn    if >= 0, the projection number of the used result
71  */
72 static int produces_zero_flag(ir_node *node, int pn)
73 {
74         ir_node                     *count;
75         const ia32_immediate_attr_t *imm_attr;
76
77         if (!is_ia32_irn(node))
78                 return 0;
79
80         if (pn >= 0) {
81                 if (pn != pn_ia32_res)
82                         return 0;
83         }
84
85         switch (get_ia32_irn_opcode(node)) {
86         case iro_ia32_Add:
87         case iro_ia32_Adc:
88         case iro_ia32_And:
89         case iro_ia32_Or:
90         case iro_ia32_Xor:
91         case iro_ia32_Sub:
92         case iro_ia32_Sbb:
93         case iro_ia32_Neg:
94         case iro_ia32_Inc:
95         case iro_ia32_Dec:
96                 return 1;
97
98         case iro_ia32_ShlD:
99         case iro_ia32_ShrD:
100         case iro_ia32_Shl:
101         case iro_ia32_Shr:
102         case iro_ia32_Sar:
103                 assert(n_ia32_ShlD_count == n_ia32_ShrD_count);
104                 assert(n_ia32_Shl_count == n_ia32_Shr_count
105                                 && n_ia32_Shl_count == n_ia32_Sar_count);
106                 if (is_ia32_ShlD(node) || is_ia32_ShrD(node)) {
107                         count = get_irn_n(node, n_ia32_ShlD_count);
108                 } else {
109                         count = get_irn_n(node, n_ia32_Shl_count);
110                 }
111                 /* when shift count is zero the flags are not affected, so we can only
112                  * do this for constants != 0 */
113                 if (!is_ia32_Immediate(count))
114                         return 0;
115
116                 imm_attr = get_ia32_immediate_attr_const(count);
117                 if (imm_attr->symconst != NULL)
118                         return 0;
119                 if ((imm_attr->offset & 0x1f) == 0)
120                         return 0;
121                 return 1;
122
123         default:
124                 break;
125         }
126         return 0;
127 }
128
129 /**
130  * If the given node has not mode_T, creates a mode_T version (with a result Proj).
131  *
132  * @param node  the node to change
133  *
134  * @return the new mode_T node (if the mode was changed) or node itself
135  */
136 static ir_node *turn_into_mode_t(ir_node *node)
137 {
138         ir_node               *block;
139         ir_node               *res_proj;
140         ir_node               *new_node;
141         const arch_register_t *reg;
142
143         if(get_irn_mode(node) == mode_T)
144                 return node;
145
146         assert(get_irn_mode(node) == mode_Iu);
147
148         new_node = exact_copy(node);
149         set_irn_mode(new_node, mode_T);
150
151         block    = get_nodes_block(new_node);
152         res_proj = new_r_Proj(current_ir_graph, block, new_node, mode_Iu,
153                               pn_ia32_res);
154
155         reg = arch_get_irn_register(arch_env, node);
156         arch_set_irn_register(arch_env, res_proj, reg);
157
158         sched_add_before(node, new_node);
159         be_peephole_exchange(node, res_proj);
160         return new_node;
161 }
162
163 /**
164  * Peephole optimization for Test instructions.
165  * We can remove the Test, if a zero flags was produced which is still
166  * live.
167  */
168 static void peephole_ia32_Test(ir_node *node)
169 {
170         ir_node         *left  = get_irn_n(node, n_ia32_Test_left);
171         ir_node         *right = get_irn_n(node, n_ia32_Test_right);
172         ir_node         *flags_proj;
173         ir_node         *block;
174         ir_mode         *flags_mode;
175         int              pn    = -1;
176         ir_node         *schedpoint;
177         const ir_edge_t *edge;
178
179         assert(n_ia32_Test_left == n_ia32_Test8Bit_left
180                         && n_ia32_Test_right == n_ia32_Test8Bit_right);
181
182         /* we need a test for 0 */
183         if(left != right)
184                 return;
185
186         block = get_nodes_block(node);
187         if(get_nodes_block(left) != block)
188                 return;
189
190         if(is_Proj(left)) {
191                 pn   = get_Proj_proj(left);
192                 left = get_Proj_pred(left);
193         }
194
195         /* happens rarely, but if it does code will panic' */
196         if (is_ia32_Unknown_GP(left))
197                 return;
198
199         /* walk schedule up and abort when we find left or some other node destroys
200            the flags */
201         schedpoint = sched_prev(node);
202         while(schedpoint != left) {
203                 schedpoint = sched_prev(schedpoint);
204                 if(arch_irn_is(arch_env, schedpoint, modify_flags))
205                         return;
206                 if(schedpoint == block)
207                         panic("couldn't find left");
208         }
209
210         /* make sure only Lg/Eq tests are used */
211         foreach_out_edge(node, edge) {
212                 ir_node *user = get_edge_src_irn(edge);
213                 int      pnc  = get_ia32_condcode(user);
214
215                 if(pnc != pn_Cmp_Eq && pnc != pn_Cmp_Lg) {
216                         return;
217                 }
218         }
219
220         if(!produces_zero_flag(left, pn))
221                 return;
222
223         left = turn_into_mode_t(left);
224
225         flags_mode = ia32_reg_classes[CLASS_ia32_flags].mode;
226         flags_proj = new_r_Proj(current_ir_graph, block, left, flags_mode,
227                                 pn_ia32_flags);
228         arch_set_irn_register(arch_env, flags_proj, &ia32_flags_regs[REG_EFLAGS]);
229
230         assert(get_irn_mode(node) != mode_T);
231
232         be_peephole_exchange(node, flags_proj);
233 }
234
235 /**
236  * AMD Athlon works faster when RET is not destination of
237  * conditional jump or directly preceded by other jump instruction.
238  * Can be avoided by placing a Rep prefix before the return.
239  */
240 static void peephole_ia32_Return(ir_node *node) {
241         ir_node *block, *irn;
242
243         if (!ia32_cg_config.use_pad_return)
244                 return;
245
246         block = get_nodes_block(node);
247
248         /* check if this return is the first on the block */
249         sched_foreach_reverse_from(node, irn) {
250                 switch (get_irn_opcode(irn)) {
251                 case beo_Return:
252                         /* the return node itself, ignore */
253                         continue;
254                 case beo_Barrier:
255                         /* ignore the barrier, no code generated */
256                         continue;
257                 case beo_IncSP:
258                         /* arg, IncSP 0 nodes might occur, ignore these */
259                         if (be_get_IncSP_offset(irn) == 0)
260                                 continue;
261                         return;
262                 case iro_Phi:
263                         continue;
264                 default:
265                         return;
266                 }
267         }
268
269         /* ensure, that the 3 byte return is generated
270          * actually the emitter tests again if the block beginning has a label and
271          * isn't just a fallthrough */
272         be_Return_set_emit_pop(node, 1);
273 }
274
275 /* only optimize up to 48 stores behind IncSPs */
276 #define MAXPUSH_OPTIMIZE        48
277
278 /**
279  * Tries to create Push's from IncSP, Store combinations.
280  * The Stores are replaced by Push's, the IncSP is modified
281  * (possibly into IncSP 0, but not removed).
282  */
283 static void peephole_IncSP_Store_to_push(ir_node *irn)
284 {
285         int      i, maxslot, inc_ofs;
286         ir_node  *node;
287         ir_node  *stores[MAXPUSH_OPTIMIZE];
288         ir_node  *block;
289         ir_graph *irg;
290         ir_node  *curr_sp;
291         ir_mode  *spmode;
292
293         memset(stores, 0, sizeof(stores));
294
295         assert(be_is_IncSP(irn));
296
297         inc_ofs = be_get_IncSP_offset(irn);
298         if (inc_ofs < 4)
299                 return;
300
301         /*
302          * We first walk the schedule after the IncSP node as long as we find
303          * suitable Stores that could be transformed to a Push.
304          * We save them into the stores array which is sorted by the frame offset/4
305          * attached to the node
306          */
307         maxslot = -1;
308         for (node = sched_next(irn); !sched_is_end(node); node = sched_next(node)) {
309                 ir_node *mem;
310                 int offset;
311                 int storeslot;
312
313                 /* it has to be a Store */
314                 if (!is_ia32_Store(node))
315                         break;
316
317                 /* it has to use our sp value */
318                 if (get_irn_n(node, n_ia32_base) != irn)
319                         continue;
320                 /* Store has to be attached to NoMem */
321                 mem = get_irn_n(node, n_ia32_mem);
322                 if (!is_NoMem(mem))
323                         continue;
324
325                 /* unfortunately we can't support the full AMs possible for push at the
326                  * moment. TODO: fix this */
327                 if (get_ia32_am_scale(node) > 0 || !is_ia32_NoReg_GP(get_irn_n(node, n_ia32_index)))
328                         break;
329
330                 offset = get_ia32_am_offs_int(node);
331                 /* we should NEVER access uninitialized stack BELOW the current SP */
332                 assert(offset >= 0);
333
334                 offset = inc_ofs - 4 - offset;
335
336                 /* storing at half-slots is bad */
337                 if ((offset & 3) != 0)
338                         break;
339
340                 if (offset < 0 || offset >= MAXPUSH_OPTIMIZE * 4)
341                         continue;
342                 storeslot = offset >> 2;
343
344                 /* storing into the same slot twice is bad (and shouldn't happen...) */
345                 if (stores[storeslot] != NULL)
346                         break;
347
348                 stores[storeslot] = node;
349                 if (storeslot > maxslot)
350                         maxslot = storeslot;
351         }
352
353         curr_sp = be_get_IncSP_pred(irn);
354
355         /* walk through the Stores and create Pushs for them */
356         block  = get_nodes_block(irn);
357         spmode = get_irn_mode(irn);
358         irg    = cg->irg;
359         for (i = 0; i <= maxslot; ++i) {
360                 const arch_register_t *spreg;
361                 ir_node *push;
362                 ir_node *val, *mem, *mem_proj;
363                 ir_node *store = stores[i];
364                 ir_node *noreg = ia32_new_NoReg_gp(cg);
365
366                 if (store == NULL)
367                         break;
368
369                 val = get_irn_n(store, n_ia32_unary_op);
370                 mem = get_irn_n(store, n_ia32_mem);
371                 spreg = arch_get_irn_register(cg->arch_env, curr_sp);
372
373                 push = new_rd_ia32_Push(get_irn_dbg_info(store), irg, block, noreg, noreg, mem, val, curr_sp);
374
375                 sched_add_before(irn, push);
376
377                 /* create stackpointer Proj */
378                 curr_sp = new_r_Proj(irg, block, push, spmode, pn_ia32_Push_stack);
379                 arch_set_irn_register(cg->arch_env, curr_sp, spreg);
380
381                 /* create memory Proj */
382                 mem_proj = new_r_Proj(irg, block, push, mode_M, pn_ia32_Push_M);
383
384                 /* use the memproj now */
385                 be_peephole_exchange(store, mem_proj);
386
387                 inc_ofs -= 4;
388         }
389
390         be_set_IncSP_offset(irn, inc_ofs);
391         be_set_IncSP_pred(irn, curr_sp);
392 }
393
394 /**
395  * Return true if a mode can be stored in the GP register set
396  */
397 static INLINE int mode_needs_gp_reg(ir_mode *mode) {
398         if (mode == mode_fpcw)
399                 return 0;
400         if (get_mode_size_bits(mode) > 32)
401                 return 0;
402         return mode_is_int(mode) || mode_is_reference(mode) || mode == mode_b;
403 }
404
405 /**
406  * Tries to create Pops from Load, IncSP combinations.
407  * The Loads are replaced by Pops, the IncSP is modified
408  * (possibly into IncSP 0, but not removed).
409  */
410 static void peephole_Load_IncSP_to_pop(ir_node *irn)
411 {
412         const arch_register_t *esp = &ia32_gp_regs[REG_ESP];
413         int      i, maxslot, inc_ofs, ofs;
414         ir_node  *node, *pred_sp, *block;
415         ir_node  *loads[MAXPUSH_OPTIMIZE];
416         ir_graph *irg;
417         unsigned regmask = 0;
418         unsigned copymask = ~0;
419
420         memset(loads, 0, sizeof(loads));
421         assert(be_is_IncSP(irn));
422
423         inc_ofs = -be_get_IncSP_offset(irn);
424         if (inc_ofs < 4)
425                 return;
426
427         /*
428          * We first walk the schedule before the IncSP node as long as we find
429          * suitable Loads that could be transformed to a Pop.
430          * We save them into the stores array which is sorted by the frame offset/4
431          * attached to the node
432          */
433         maxslot = -1;
434         pred_sp = be_get_IncSP_pred(irn);
435         for (node = sched_prev(irn); !sched_is_end(node); node = sched_prev(node)) {
436                 ir_node *mem;
437                 int offset;
438                 int loadslot;
439                 const arch_register_t *sreg, *dreg;
440
441                 /* it has to be a Load */
442                 if (!is_ia32_Load(node)) {
443                         if (be_is_Copy(node)) {
444                                 if (!mode_needs_gp_reg(get_irn_mode(node))) {
445                                         /* not a GP copy, ignore */
446                                         continue;
447                                 }
448                                 dreg = arch_get_irn_register(arch_env, node);
449                                 sreg = arch_get_irn_register(arch_env, be_get_Copy_op(node));
450                                 if (regmask & copymask & (1 << sreg->index)) {
451                                         break;
452                                 }
453                                 if (regmask & copymask & (1 << dreg->index)) {
454                                         break;
455                                 }
456                                 /* we CAN skip Copies if neither the destination nor the source
457                                  * is not in our regmask, ie none of our future Pop will overwrite it */
458                                 regmask |= (1 << dreg->index) | (1 << sreg->index);
459                                 copymask &= ~((1 << dreg->index) | (1 << sreg->index));
460                                 continue;
461                         }
462                         break;
463                 }
464
465                 /* we can handle only GP loads */
466                 if (!mode_needs_gp_reg(get_ia32_ls_mode(node)))
467                         continue;
468
469                 /* it has to use our predecessor sp value */
470                 if (get_irn_n(node, n_ia32_base) != pred_sp) {
471                         /* it would be ok if this load does not use a Pop result,
472                          * but we do not check this */
473                         break;
474                 }
475                 /* Load has to be attached to Spill-Mem */
476                 mem = skip_Proj(get_irn_n(node, n_ia32_mem));
477                 if (!is_Phi(mem) && !is_ia32_Store(mem) && !is_ia32_Push(mem))
478                         break;
479
480                 /* should have NO index */
481                 if (get_ia32_am_scale(node) > 0 || !is_ia32_NoReg_GP(get_irn_n(node, n_ia32_index)))
482                         break;
483
484                 offset = get_ia32_am_offs_int(node);
485                 /* we should NEVER access uninitialized stack BELOW the current SP */
486                 assert(offset >= 0);
487
488                 /* storing at half-slots is bad */
489                 if ((offset & 3) != 0)
490                         break;
491
492                 if (offset < 0 || offset >= MAXPUSH_OPTIMIZE * 4)
493                         continue;
494                 /* ignore those outside the possible windows */
495                 if (offset > inc_ofs - 4)
496                         continue;
497                 loadslot = offset >> 2;
498
499                 /* loading from the same slot twice is bad (and shouldn't happen...) */
500                 if (loads[loadslot] != NULL)
501                         break;
502
503                 dreg = arch_get_irn_register(arch_env, node);
504                 if (regmask & (1 << dreg->index)) {
505                         /* this register is already used */
506                         break;
507                 }
508                 regmask |= 1 << dreg->index;
509
510                 loads[loadslot] = node;
511                 if (loadslot > maxslot)
512                         maxslot = loadslot;
513         }
514
515         if (maxslot < 0)
516                 return;
517
518         /* find the first slot */
519         for (i = maxslot; i >= 0; --i) {
520                 ir_node *load = loads[i];
521
522                 if (load == NULL)
523                         break;
524         }
525
526         ofs = inc_ofs - (maxslot + 1) * 4;
527         inc_ofs = (i+1) * 4;
528
529         /* create a new IncSP if needed */
530         block = get_nodes_block(irn);
531         irg   = cg->irg;
532         if (inc_ofs > 0) {
533                 pred_sp = be_new_IncSP(esp, irg, block, pred_sp, -inc_ofs, be_get_IncSP_align(irn));
534                 sched_add_before(irn, pred_sp);
535         }
536
537         /* walk through the Loads and create Pops for them */
538         for (++i; i <= maxslot; ++i) {
539                 ir_node *load = loads[i];
540                 ir_node *mem, *pop;
541                 const ir_edge_t *edge, *tmp;
542                 const arch_register_t *reg;
543
544                 mem = get_irn_n(load, n_ia32_mem);
545                 reg = arch_get_irn_register(arch_env, load);
546
547                 pop = new_rd_ia32_Pop(get_irn_dbg_info(load), irg, block, mem, pred_sp);
548                 arch_set_irn_register(arch_env, pop, reg);
549
550                 /* create stackpointer Proj */
551                 pred_sp = new_r_Proj(irg, block, pop, mode_Iu, pn_ia32_Pop_stack);
552                 arch_set_irn_register(arch_env, pred_sp, esp);
553
554                 sched_add_before(irn, pop);
555
556                 /* rewire now */
557                 foreach_out_edge_safe(load, edge, tmp) {
558                         ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
559
560                         set_Proj_pred(proj, pop);
561                 }
562
563                 /* we can remove the Load now */
564                 sched_remove(load);
565                 kill_node(load);
566         }
567
568         be_set_IncSP_offset(irn, -ofs);
569         be_set_IncSP_pred(irn, pred_sp);
570 }
571
572
573 /**
574  * Find a free GP register if possible, else return NULL.
575  */
576 static const arch_register_t *get_free_gp_reg(void)
577 {
578         int i;
579
580         for(i = 0; i < N_ia32_gp_REGS; ++i) {
581                 const arch_register_t *reg = &ia32_gp_regs[i];
582                 if(arch_register_type_is(reg, ignore))
583                         continue;
584
585                 if(be_peephole_get_value(CLASS_ia32_gp, i) == NULL)
586                         return &ia32_gp_regs[i];
587         }
588
589         return NULL;
590 }
591
592 /**
593  * Creates a Pop instruction before the given schedule point.
594  *
595  * @param dbgi        debug info
596  * @param irg         the graph
597  * @param block       the block
598  * @param stack       the previous stack value
599  * @param schedpoint  the new node is added before this node
600  * @param reg         the register to pop
601  *
602  * @return the new stack value
603  */
604 static ir_node *create_pop(dbg_info *dbgi, ir_graph *irg, ir_node *block,
605                            ir_node *stack, ir_node *schedpoint,
606                            const arch_register_t *reg)
607 {
608         const arch_register_t *esp = &ia32_gp_regs[REG_ESP];
609         ir_node *pop;
610         ir_node *keep;
611         ir_node *val;
612         ir_node *in[1];
613
614         pop   = new_rd_ia32_Pop(dbgi, irg, block, new_NoMem(), stack);
615
616         stack = new_r_Proj(irg, block, pop, mode_Iu, pn_ia32_Pop_stack);
617         arch_set_irn_register(arch_env, stack, esp);
618         val   = new_r_Proj(irg, block, pop, mode_Iu, pn_ia32_Pop_res);
619         arch_set_irn_register(arch_env, val, reg);
620
621         sched_add_before(schedpoint, pop);
622
623         in[0] = val;
624         keep = be_new_Keep(&ia32_reg_classes[CLASS_ia32_gp], irg, block, 1, in);
625         sched_add_before(schedpoint, keep);
626
627         return stack;
628 }
629
630 /**
631  * Creates a Push instruction before the given schedule point.
632  *
633  * @param dbgi        debug info
634  * @param irg         the graph
635  * @param block       the block
636  * @param stack       the previous stack value
637  * @param schedpoint  the new node is added before this node
638  * @param reg         the register to pop
639  *
640  * @return the new stack value
641  */
642 static ir_node *create_push(dbg_info *dbgi, ir_graph *irg, ir_node *block,
643                             ir_node *stack, ir_node *schedpoint)
644 {
645         const arch_register_t *esp = &ia32_gp_regs[REG_ESP];
646
647         ir_node *val   = ia32_new_Unknown_gp(cg);
648         ir_node *noreg = ia32_new_NoReg_gp(cg);
649         ir_node *nomem = get_irg_no_mem(irg);
650         ir_node *push  = new_rd_ia32_Push(dbgi, irg, block, noreg, noreg, nomem, val, stack);
651         sched_add_before(schedpoint, push);
652
653         stack = new_r_Proj(irg, block, push, mode_Iu, pn_ia32_Push_stack);
654         arch_set_irn_register(arch_env, stack, esp);
655
656         return stack;
657 }
658
659 /**
660  * Optimize an IncSp by replacing it with Push/Pop.
661  */
662 static void peephole_be_IncSP(ir_node *node)
663 {
664         const arch_register_t *esp = &ia32_gp_regs[REG_ESP];
665         const arch_register_t *reg;
666         ir_graph              *irg = current_ir_graph;
667         dbg_info              *dbgi;
668         ir_node               *block;
669         ir_node               *stack;
670         int                    offset;
671
672         /* first optimize incsp->incsp combinations */
673         node = be_peephole_IncSP_IncSP(node);
674
675         /* transform IncSP->Store combinations to Push where possible */
676         peephole_IncSP_Store_to_push(node);
677
678         /* transform Load->IncSP combinations to Pop where possible */
679         peephole_Load_IncSP_to_pop(node);
680
681         if (arch_get_irn_register(arch_env, node) != esp)
682                 return;
683
684         /* replace IncSP -4 by Pop freereg when possible */
685         offset = be_get_IncSP_offset(node);
686         if ((offset != -8 || ia32_cg_config.use_add_esp_8) &&
687             (offset != -4 || ia32_cg_config.use_add_esp_4) &&
688             (offset != +4 || ia32_cg_config.use_sub_esp_4) &&
689             (offset != +8 || ia32_cg_config.use_sub_esp_8))
690                 return;
691
692         if (offset < 0) {
693                 /* we need a free register for pop */
694                 reg = get_free_gp_reg();
695                 if (reg == NULL)
696                         return;
697
698                 dbgi  = get_irn_dbg_info(node);
699                 block = get_nodes_block(node);
700                 stack = be_get_IncSP_pred(node);
701
702                 stack = create_pop(dbgi, irg, block, stack, node, reg);
703
704                 if (offset == -8) {
705                         stack = create_pop(dbgi, irg, block, stack, node, reg);
706                 }
707         } else {
708                 dbgi  = get_irn_dbg_info(node);
709                 block = get_nodes_block(node);
710                 stack = be_get_IncSP_pred(node);
711                 stack = create_push(dbgi, irg, block, stack, node);
712
713                 if (offset == +8) {
714                         stack = create_push(dbgi, irg, block, stack, node);
715                 }
716         }
717
718         be_peephole_exchange(node, stack);
719 }
720
721 /**
722  * Peephole optimisation for ia32_Const's
723  */
724 static void peephole_ia32_Const(ir_node *node)
725 {
726         const ia32_immediate_attr_t *attr = get_ia32_immediate_attr_const(node);
727         const arch_register_t       *reg;
728         ir_graph                    *irg = current_ir_graph;
729         ir_node                     *block;
730         dbg_info                    *dbgi;
731         ir_node                     *produceval;
732         ir_node                     *xor;
733         ir_node                     *noreg;
734
735         /* try to transform a mov 0, reg to xor reg reg */
736         if (attr->offset != 0 || attr->symconst != NULL)
737                 return;
738         if (ia32_cg_config.use_mov_0)
739                 return;
740         /* xor destroys the flags, so no-one must be using them */
741         if (be_peephole_get_value(CLASS_ia32_flags, REG_EFLAGS) != NULL)
742                 return;
743
744         reg = arch_get_irn_register(arch_env, node);
745         assert(be_peephole_get_reg_value(reg) == NULL);
746
747         /* create xor(produceval, produceval) */
748         block      = get_nodes_block(node);
749         dbgi       = get_irn_dbg_info(node);
750         produceval = new_rd_ia32_ProduceVal(dbgi, irg, block);
751         arch_set_irn_register(arch_env, produceval, reg);
752
753         noreg = ia32_new_NoReg_gp(cg);
754         xor   = new_rd_ia32_Xor(dbgi, irg, block, noreg, noreg, new_NoMem(),
755                                 produceval, produceval);
756         arch_set_irn_register(arch_env, xor, reg);
757
758         sched_add_before(node, produceval);
759         sched_add_before(node, xor);
760
761         be_peephole_exchange(node, xor);
762 }
763
764 static INLINE int is_noreg(ia32_code_gen_t *cg, const ir_node *node)
765 {
766         return node == cg->noreg_gp;
767 }
768
769 static ir_node *create_immediate_from_int(ia32_code_gen_t *cg, int val)
770 {
771         ir_graph *irg         = current_ir_graph;
772         ir_node  *start_block = get_irg_start_block(irg);
773         ir_node  *immediate   = new_rd_ia32_Immediate(NULL, irg, start_block, NULL,
774                                                       0, val);
775         arch_set_irn_register(cg->arch_env, immediate, &ia32_gp_regs[REG_GP_NOREG]);
776
777         return immediate;
778 }
779
780 static ir_node *create_immediate_from_am(ia32_code_gen_t *cg,
781                                          const ir_node *node)
782 {
783         ir_graph  *irg     = get_irn_irg(node);
784         ir_node   *block   = get_nodes_block(node);
785         int        offset  = get_ia32_am_offs_int(node);
786         int        sc_sign = is_ia32_am_sc_sign(node);
787         ir_entity *entity  = get_ia32_am_sc(node);
788         ir_node   *res;
789
790         res = new_rd_ia32_Immediate(NULL, irg, block, entity, sc_sign, offset);
791         arch_set_irn_register(cg->arch_env, res, &ia32_gp_regs[REG_GP_NOREG]);
792         return res;
793 }
794
795 static int is_am_one(const ir_node *node)
796 {
797         int        offset  = get_ia32_am_offs_int(node);
798         ir_entity *entity  = get_ia32_am_sc(node);
799
800         return offset == 1 && entity == NULL;
801 }
802
803 static int is_am_minus_one(const ir_node *node)
804 {
805         int        offset  = get_ia32_am_offs_int(node);
806         ir_entity *entity  = get_ia32_am_sc(node);
807
808         return offset == -1 && entity == NULL;
809 }
810
811 /**
812  * Transforms a LEA into an Add or SHL if possible.
813  */
814 static void peephole_ia32_Lea(ir_node *node)
815 {
816         const arch_env_t      *arch_env = cg->arch_env;
817         ir_graph              *irg      = current_ir_graph;
818         ir_node               *base;
819         ir_node               *index;
820         const arch_register_t *base_reg;
821         const arch_register_t *index_reg;
822         const arch_register_t *out_reg;
823         int                    scale;
824         int                    has_immediates;
825         ir_node               *op1;
826         ir_node               *op2;
827         dbg_info              *dbgi;
828         ir_node               *block;
829         ir_node               *res;
830         ir_node               *noreg;
831         ir_node               *nomem;
832
833         assert(is_ia32_Lea(node));
834
835         /* we can only do this if are allowed to globber the flags */
836         if(be_peephole_get_value(CLASS_ia32_flags, REG_EFLAGS) != NULL)
837                 return;
838
839         base  = get_irn_n(node, n_ia32_Lea_base);
840         index = get_irn_n(node, n_ia32_Lea_index);
841
842         if(is_noreg(cg, base)) {
843                 base     = NULL;
844                 base_reg = NULL;
845         } else {
846                 base_reg = arch_get_irn_register(arch_env, base);
847         }
848         if(is_noreg(cg, index)) {
849                 index     = NULL;
850                 index_reg = NULL;
851         } else {
852                 index_reg = arch_get_irn_register(arch_env, index);
853         }
854
855         if(base == NULL && index == NULL) {
856                 /* we shouldn't construct these in the first place... */
857 #ifdef DEBUG_libfirm
858                 ir_fprintf(stderr, "Optimisation warning: found immediate only lea\n");
859 #endif
860                 return;
861         }
862
863         out_reg = arch_get_irn_register(arch_env, node);
864         scale   = get_ia32_am_scale(node);
865         assert(!is_ia32_need_stackent(node) || get_ia32_frame_ent(node) != NULL);
866         /* check if we have immediates values (frame entities should already be
867          * expressed in the offsets) */
868         if(get_ia32_am_offs_int(node) != 0 || get_ia32_am_sc(node) != NULL) {
869                 has_immediates = 1;
870         } else {
871                 has_immediates = 0;
872         }
873
874         /* we can transform leas where the out register is the same as either the
875          * base or index register back to an Add or Shl */
876         if(out_reg == base_reg) {
877                 if(index == NULL) {
878 #ifdef DEBUG_libfirm
879                         if(!has_immediates) {
880                                 ir_fprintf(stderr, "Optimisation warning: found lea which is "
881                                            "just a copy\n");
882                         }
883 #endif
884                         op1 = base;
885                         goto make_add_immediate;
886                 }
887                 if(scale == 0 && !has_immediates) {
888                         op1 = base;
889                         op2 = index;
890                         goto make_add;
891                 }
892                 /* can't create an add */
893                 return;
894         } else if(out_reg == index_reg) {
895                 if(base == NULL) {
896                         if(has_immediates && scale == 0) {
897                                 op1 = index;
898                                 goto make_add_immediate;
899                         } else if(!has_immediates && scale > 0) {
900                                 op1 = index;
901                                 op2 = create_immediate_from_int(cg, scale);
902                                 goto make_shl;
903                         } else if(!has_immediates) {
904 #ifdef DEBUG_libfirm
905                                 ir_fprintf(stderr, "Optimisation warning: found lea which is "
906                                            "just a copy\n");
907 #endif
908                         }
909                 } else if(scale == 0 && !has_immediates) {
910                         op1 = index;
911                         op2 = base;
912                         goto make_add;
913                 }
914                 /* can't create an add */
915                 return;
916         } else {
917                 /* can't create an add */
918                 return;
919         }
920
921 make_add_immediate:
922         if(ia32_cg_config.use_incdec) {
923                 if(is_am_one(node)) {
924                         dbgi  = get_irn_dbg_info(node);
925                         block = get_nodes_block(node);
926                         res   = new_rd_ia32_Inc(dbgi, irg, block, op1);
927                         arch_set_irn_register(arch_env, res, out_reg);
928                         goto exchange;
929                 }
930                 if(is_am_minus_one(node)) {
931                         dbgi  = get_irn_dbg_info(node);
932                         block = get_nodes_block(node);
933                         res   = new_rd_ia32_Dec(dbgi, irg, block, op1);
934                         arch_set_irn_register(arch_env, res, out_reg);
935                         goto exchange;
936                 }
937         }
938         op2 = create_immediate_from_am(cg, node);
939
940 make_add:
941         dbgi  = get_irn_dbg_info(node);
942         block = get_nodes_block(node);
943         noreg = ia32_new_NoReg_gp(cg);
944         nomem = new_NoMem();
945         res   = new_rd_ia32_Add(dbgi, irg, block, noreg, noreg, nomem, op1, op2);
946         arch_set_irn_register(arch_env, res, out_reg);
947         set_ia32_commutative(res);
948         goto exchange;
949
950 make_shl:
951         dbgi  = get_irn_dbg_info(node);
952         block = get_nodes_block(node);
953         noreg = ia32_new_NoReg_gp(cg);
954         nomem = new_NoMem();
955         res   = new_rd_ia32_Shl(dbgi, irg, block, op1, op2);
956         arch_set_irn_register(arch_env, res, out_reg);
957         goto exchange;
958
959 exchange:
960         SET_IA32_ORIG_NODE(res, ia32_get_old_node_name(cg, node));
961
962         /* add new ADD/SHL to schedule */
963         DBG_OPT_LEA2ADD(node, res);
964
965         /* exchange the Add and the LEA */
966         sched_add_before(node, res);
967         be_peephole_exchange(node, res);
968 }
969
970 /**
971  * Split a Imul mem, imm into a Load mem and Imul reg, imm if possible.
972  */
973 static void peephole_ia32_Imul_split(ir_node *imul) {
974         const ir_node         *right = get_irn_n(imul, n_ia32_IMul_right);
975         const arch_register_t *reg;
976         ir_node               *load, *block, *base, *index, *mem, *res, *noreg;
977         dbg_info              *dbgi;
978         ir_graph              *irg;
979
980         if (! is_ia32_Immediate(right) || get_ia32_op_type(imul) != ia32_AddrModeS) {
981                 /* no memory, imm form ignore */
982                 return;
983         }
984         /* we need a free register */
985         reg = get_free_gp_reg();
986         if (reg == NULL)
987                 return;
988
989         /* fine, we can rebuild it */
990         dbgi  = get_irn_dbg_info(imul);
991         block = get_nodes_block(imul);
992         irg   = current_ir_graph;
993         base  = get_irn_n(imul, n_ia32_IMul_base);
994         index = get_irn_n(imul, n_ia32_IMul_index);
995         mem   = get_irn_n(imul, n_ia32_IMul_mem);
996         load = new_rd_ia32_Load(dbgi, irg, block, base, index, mem);
997
998         /* copy all attributes */
999         set_irn_pinned(load, get_irn_pinned(imul));
1000         set_ia32_op_type(load, ia32_AddrModeS);
1001         set_ia32_ls_mode(load, get_ia32_ls_mode(imul));
1002
1003         set_ia32_am_scale(load, get_ia32_am_scale(imul));
1004         set_ia32_am_sc(load, get_ia32_am_sc(imul));
1005         set_ia32_am_offs_int(load, get_ia32_am_offs_int(imul));
1006         if (is_ia32_am_sc_sign(imul))
1007                 set_ia32_am_sc_sign(load);
1008         if (is_ia32_use_frame(imul))
1009                 set_ia32_use_frame(load);
1010         set_ia32_frame_ent(load, get_ia32_frame_ent(imul));
1011
1012         sched_add_before(imul, load);
1013
1014         mem = new_rd_Proj(dbgi, irg, block, load, mode_M, pn_ia32_Load_M);
1015         res = new_rd_Proj(dbgi, irg, block, load, mode_Iu, pn_ia32_Load_res);
1016
1017         arch_set_irn_register(arch_env, res, reg);
1018         be_peephole_new_node(res);
1019
1020         set_irn_n(imul, n_ia32_IMul_mem, mem);
1021         noreg = get_irn_n(imul, n_ia32_IMul_left);
1022         set_irn_n(imul, n_ia32_IMul_left, res);
1023         set_ia32_op_type(imul, ia32_Normal);
1024 }
1025
1026 /**
1027  * Replace xorps r,r and xorpd r,r by pxor r,r
1028  */
1029 static void peephole_ia32_xZero(ir_node *xor) {
1030         set_irn_op(xor, op_ia32_xPzero);
1031 }
1032
1033 /**
1034  * Register a peephole optimisation function.
1035  */
1036 static void register_peephole_optimisation(ir_op *op, peephole_opt_func func) {
1037         assert(op->ops.generic == NULL);
1038         op->ops.generic = (op_func)func;
1039 }
1040
1041 /* Perform peephole-optimizations. */
1042 void ia32_peephole_optimization(ia32_code_gen_t *new_cg)
1043 {
1044         cg       = new_cg;
1045         arch_env = cg->arch_env;
1046
1047         /* register peephole optimisations */
1048         clear_irp_opcodes_generic_func();
1049         register_peephole_optimisation(op_ia32_Const, peephole_ia32_Const);
1050         register_peephole_optimisation(op_be_IncSP, peephole_be_IncSP);
1051         register_peephole_optimisation(op_ia32_Lea, peephole_ia32_Lea);
1052         register_peephole_optimisation(op_ia32_Test, peephole_ia32_Test);
1053         register_peephole_optimisation(op_ia32_Test8Bit, peephole_ia32_Test);
1054         register_peephole_optimisation(op_be_Return, peephole_ia32_Return);
1055         if (! ia32_cg_config.use_imul_mem_imm32)
1056                 register_peephole_optimisation(op_ia32_IMul, peephole_ia32_Imul_split);
1057         if (ia32_cg_config.use_pxor)
1058                 register_peephole_optimisation(op_ia32_xZero, peephole_ia32_xZero);
1059
1060         be_peephole_opt(cg->birg);
1061 }
1062
1063 /**
1064  * Removes node from schedule if it is not used anymore. If irn is a mode_T node
1065  * all it's Projs are removed as well.
1066  * @param irn  The irn to be removed from schedule
1067  */
1068 static INLINE void try_kill(ir_node *node)
1069 {
1070         if(get_irn_mode(node) == mode_T) {
1071                 const ir_edge_t *edge, *next;
1072                 foreach_out_edge_safe(node, edge, next) {
1073                         ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
1074                         try_kill(proj);
1075                 }
1076         }
1077
1078         if(get_irn_n_edges(node) != 0)
1079                 return;
1080
1081         if (sched_is_scheduled(node)) {
1082                 sched_remove(node);
1083         }
1084
1085         kill_node(node);
1086 }
1087
1088 static void optimize_conv_store(ir_node *node)
1089 {
1090         ir_node *pred;
1091         ir_node *pred_proj;
1092         ir_mode *conv_mode;
1093         ir_mode *store_mode;
1094
1095         if(!is_ia32_Store(node) && !is_ia32_Store8Bit(node))
1096                 return;
1097
1098         assert(n_ia32_Store_val == n_ia32_Store8Bit_val);
1099         pred_proj = get_irn_n(node, n_ia32_Store_val);
1100         if(is_Proj(pred_proj)) {
1101                 pred = get_Proj_pred(pred_proj);
1102         } else {
1103                 pred = pred_proj;
1104         }
1105         if(!is_ia32_Conv_I2I(pred) && !is_ia32_Conv_I2I8Bit(pred))
1106                 return;
1107         if(get_ia32_op_type(pred) != ia32_Normal)
1108                 return;
1109
1110         /* the store only stores the lower bits, so we only need the conv
1111          * it it shrinks the mode */
1112         conv_mode  = get_ia32_ls_mode(pred);
1113         store_mode = get_ia32_ls_mode(node);
1114         if(get_mode_size_bits(conv_mode) < get_mode_size_bits(store_mode))
1115                 return;
1116
1117         set_irn_n(node, n_ia32_Store_val, get_irn_n(pred, n_ia32_Conv_I2I_val));
1118         if(get_irn_n_edges(pred_proj) == 0) {
1119                 kill_node(pred_proj);
1120                 if(pred != pred_proj)
1121                         kill_node(pred);
1122         }
1123 }
1124
1125 static void optimize_load_conv(ir_node *node)
1126 {
1127         ir_node *pred, *predpred;
1128         ir_mode *load_mode;
1129         ir_mode *conv_mode;
1130
1131         if (!is_ia32_Conv_I2I(node) && !is_ia32_Conv_I2I8Bit(node))
1132                 return;
1133
1134         assert(n_ia32_Conv_I2I_val == n_ia32_Conv_I2I8Bit_val);
1135         pred = get_irn_n(node, n_ia32_Conv_I2I_val);
1136         if(!is_Proj(pred))
1137                 return;
1138
1139         predpred = get_Proj_pred(pred);
1140         if(!is_ia32_Load(predpred))
1141                 return;
1142
1143         /* the load is sign extending the upper bits, so we only need the conv
1144          * if it shrinks the mode */
1145         load_mode = get_ia32_ls_mode(predpred);
1146         conv_mode = get_ia32_ls_mode(node);
1147         if(get_mode_size_bits(conv_mode) < get_mode_size_bits(load_mode))
1148                 return;
1149
1150         if(get_mode_sign(conv_mode) != get_mode_sign(load_mode)) {
1151                 /* change the load if it has only 1 user */
1152                 if(get_irn_n_edges(pred) == 1) {
1153                         ir_mode *newmode;
1154                         if(get_mode_sign(conv_mode)) {
1155                                 newmode = find_signed_mode(load_mode);
1156                         } else {
1157                                 newmode = find_unsigned_mode(load_mode);
1158                         }
1159                         assert(newmode != NULL);
1160                         set_ia32_ls_mode(predpred, newmode);
1161                 } else {
1162                         /* otherwise we have to keep the conv */
1163                         return;
1164                 }
1165         }
1166
1167         /* kill the conv */
1168         exchange(node, pred);
1169 }
1170
1171 static void optimize_conv_conv(ir_node *node)
1172 {
1173         ir_node *pred_proj, *pred, *result_conv;
1174         ir_mode *pred_mode, *conv_mode;
1175         int      conv_mode_bits;
1176         int      pred_mode_bits;
1177
1178         if (!is_ia32_Conv_I2I(node) && !is_ia32_Conv_I2I8Bit(node))
1179                 return;
1180
1181         assert(n_ia32_Conv_I2I_val == n_ia32_Conv_I2I8Bit_val);
1182         pred_proj = get_irn_n(node, n_ia32_Conv_I2I_val);
1183         if(is_Proj(pred_proj))
1184                 pred = get_Proj_pred(pred_proj);
1185         else
1186                 pred = pred_proj;
1187
1188         if(!is_ia32_Conv_I2I(pred) && !is_ia32_Conv_I2I8Bit(pred))
1189                 return;
1190
1191         /* we know that after a conv, the upper bits are sign extended
1192          * so we only need the 2nd conv if it shrinks the mode */
1193         conv_mode      = get_ia32_ls_mode(node);
1194         conv_mode_bits = get_mode_size_bits(conv_mode);
1195         pred_mode      = get_ia32_ls_mode(pred);
1196         pred_mode_bits = get_mode_size_bits(pred_mode);
1197
1198         if(conv_mode_bits == pred_mode_bits
1199                         && get_mode_sign(conv_mode) == get_mode_sign(pred_mode)) {
1200                 result_conv = pred_proj;
1201         } else if(conv_mode_bits <= pred_mode_bits) {
1202                 /* if 2nd conv is smaller then first conv, then we can always take the
1203                  * 2nd conv */
1204                 if(get_irn_n_edges(pred_proj) == 1) {
1205                         result_conv = pred_proj;
1206                         set_ia32_ls_mode(pred, conv_mode);
1207
1208                         /* Argh:We must change the opcode to 8bit AND copy the register constraints */
1209                         if (get_mode_size_bits(conv_mode) == 8) {
1210                                 set_irn_op(pred, op_ia32_Conv_I2I8Bit);
1211                                 set_ia32_in_req_all(pred, get_ia32_in_req_all(node));
1212                         }
1213                 } else {
1214                         /* we don't want to end up with 2 loads, so we better do nothing */
1215                         if(get_irn_mode(pred) == mode_T) {
1216                                 return;
1217                         }
1218
1219                         result_conv = exact_copy(pred);
1220                         set_ia32_ls_mode(result_conv, conv_mode);
1221
1222                         /* Argh:We must change the opcode to 8bit AND copy the register constraints */
1223                         if (get_mode_size_bits(conv_mode) == 8) {
1224                                 set_irn_op(result_conv, op_ia32_Conv_I2I8Bit);
1225                                 set_ia32_in_req_all(result_conv, get_ia32_in_req_all(node));
1226                         }
1227                 }
1228         } else {
1229                 /* if both convs have the same sign, then we can take the smaller one */
1230                 if(get_mode_sign(conv_mode) == get_mode_sign(pred_mode)) {
1231                         result_conv = pred_proj;
1232                 } else {
1233                         /* no optimisation possible if smaller conv is sign-extend */
1234                         if(mode_is_signed(pred_mode)) {
1235                                 return;
1236                         }
1237                         /* we can take the smaller conv if it is unsigned */
1238                         result_conv = pred_proj;
1239                 }
1240         }
1241
1242         /* kill the conv */
1243         exchange(node, result_conv);
1244
1245         if(get_irn_n_edges(pred_proj) == 0) {
1246                 kill_node(pred_proj);
1247                 if(pred != pred_proj)
1248                         kill_node(pred);
1249         }
1250         optimize_conv_conv(result_conv);
1251 }
1252
1253 static void optimize_node(ir_node *node, void *env)
1254 {
1255         (void) env;
1256
1257         optimize_load_conv(node);
1258         optimize_conv_store(node);
1259         optimize_conv_conv(node);
1260 }
1261
1262 /**
1263  * Performs conv and address mode optimization.
1264  */
1265 void ia32_optimize_graph(ia32_code_gen_t *cg)
1266 {
1267         irg_walk_blkwise_graph(cg->irg, NULL, optimize_node, cg);
1268
1269         if (cg->dump)
1270                 be_dump(cg->irg, "-opt", dump_ir_block_graph_sched);
1271 }
1272
1273 void ia32_init_optimize(void)
1274 {
1275         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.be.ia32.optimize");
1276 }