Add basic optimizations based on vrp info
[libfirm] / ir / ir / irprog.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    Entry point to the representation of a whole program.
23  * @author   Goetz Lindenmaier, Michael Beck
24  * @date     2000
25  * @version  $Id$
26  */
27 #include "config.h"
28
29 #include <string.h>
30
31 #include "irprog_t.h"
32 #include "irgraph_t.h"
33 #include "irpass_t.h"
34 #include "pseudo_irg.h"
35 #include "array.h"
36 #include "error.h"
37 #include "obst.h"
38 #include "irop_t.h"
39 #include "irmemory.h"
40
41 /** The initial name of the irp program. */
42 #define INITAL_PROG_NAME "no_name_set"
43
44 /* A variable from where everything in the ir can be accessed. */
45 ir_prog *irp;
46 ir_prog *get_irp(void) { return irp; }
47
48 /**
49  *  Create a new incomplete ir_prog.
50  */
51 static ir_prog *new_incomplete_ir_prog(void)
52 {
53         ir_prog *res = XMALLOCZ(ir_prog);
54
55         res->kind           = k_ir_prog;
56         res->graphs         = NEW_ARR_F(ir_graph *, 0);
57         res->pseudo_graphs  = NEW_ARR_F(ir_graph *, 0);
58         res->types          = NEW_ARR_F(ir_type *, 0);
59         res->modes          = NEW_ARR_F(ir_mode *, 0);
60         res->opcodes        = NEW_ARR_F(ir_op *, 0);
61         res->global_asms    = NEW_ARR_F(ident *, 0);
62         res->last_region_nr = 0;
63         res->last_label_nr  = 1;  /* 0 is reserved as non-label */
64         res->max_irg_idx    = 0;
65         res->max_node_nr    = 0;
66 #ifndef NDEBUG
67         res->reserved_resources = 0;
68 #endif
69
70         return res;
71 }
72
73 /**
74  * Completes an incomplete irprog.
75  *
76  * @param irp          the (yet incomplete) irp
77  * @param module_name  the (module) name for this irp
78  */
79 static ir_prog *complete_ir_prog(ir_prog *irp, const char *module_name)
80 {
81         ir_segment_t s;
82
83 #define IDENT(x)  new_id_from_chars(x, sizeof(x) - 1)
84
85         irp->name = new_id_from_str(module_name);
86         irp->segment_types[IR_SEGMENT_GLOBAL] = new_type_class(IDENT("GlobalType"));
87         irp->segment_types[IR_SEGMENT_THREAD_LOCAL]
88                 = new_type_class(IDENT("ThreadLocal"));
89         irp->segment_types[IR_SEGMENT_CONSTRUCTORS]
90                 = new_type_class(IDENT("Constructors"));
91         irp->segment_types[IR_SEGMENT_DESTRUCTORS]
92                 = new_type_class(IDENT("Destructors"));
93         /* Remove these types from type list.  Must be treated differently than
94            other types. */
95         for (s = IR_SEGMENT_FIRST; s <= IR_SEGMENT_LAST; ++s) {
96                 remove_irp_type(irp->segment_types[s]);
97         }
98
99         /* Set these flags for debugging. */
100         irp->segment_types[IR_SEGMENT_GLOBAL]->flags       |= tf_global_type;
101         irp->segment_types[IR_SEGMENT_THREAD_LOCAL]->flags |= tf_tls_type;
102         irp->segment_types[IR_SEGMENT_CONSTRUCTORS]->flags |= tf_constructors;
103         irp->segment_types[IR_SEGMENT_DESTRUCTORS]->flags  |= tf_destructors;
104
105         /* The global type is a class, but we cannot derive from it, so set
106            the final property to assist optimizations that checks for it. */
107         set_class_final(irp->segment_types[IR_SEGMENT_GLOBAL], 1);
108
109         irp->const_code_irg             = new_const_code_irg();
110         irp->phase_state                = phase_building;
111         irp->outs_state                 = outs_none;
112         irp->ip_outedges                = NULL;
113         irp->trouts_state               = outs_none;
114         irp->class_cast_state           = ir_class_casts_transitive;
115         irp->globals_entity_usage_state = ir_entity_usage_not_computed;
116
117         return irp;
118 #undef IDENT
119 }
120
121 /* initializes ir_prog. Constructs only the basic lists. */
122 void init_irprog_1(void) {
123         irp = new_incomplete_ir_prog();
124 }
125
126 /* Completes ir_prog. */
127 void init_irprog_2(void) {
128         (void)complete_ir_prog(irp, INITAL_PROG_NAME);
129 }
130
131 /* Create a new ir prog. Automatically called by init_firm through
132    init_irprog. */
133 ir_prog *new_ir_prog(const char *name) {
134         return complete_ir_prog(new_incomplete_ir_prog(), name);
135 }
136
137 /* frees all memory used by irp.  Types in type list, irgs in irg
138    list and entities in global type must be freed by hand before. */
139 void free_ir_prog(void)
140 {
141         ir_segment_t s;
142         for (s = IR_SEGMENT_FIRST; s <= IR_SEGMENT_LAST; ++s) {
143                 free_type(irp->segment_types[s]);
144         }
145
146         free_ir_graph(irp->const_code_irg);
147         DEL_ARR_F(irp->graphs);
148         DEL_ARR_F(irp->pseudo_graphs);
149         DEL_ARR_F(irp->types);
150         DEL_ARR_F(irp->modes);
151
152         finish_op();
153         DEL_ARR_F(irp->opcodes);
154         DEL_ARR_F(irp->global_asms);
155
156         irp->name           = NULL;
157         irp->const_code_irg = NULL;
158         irp->kind           = k_BAD;
159 }
160
161 /*- Functions to access the fields of ir_prog -*/
162
163
164 /* Access the main routine of the compiled program. */
165 ir_graph *get_irp_main_irg(void) {
166         assert(irp);
167         return irp->main_irg;
168 }
169
170 void set_irp_main_irg(ir_graph *main_irg) {
171         assert(irp);
172         irp->main_irg = main_irg;
173 }
174
175 ir_type *(get_segment_type)(ir_segment_t segment)
176 {
177         return _get_segment_type(segment);
178 }
179
180 void set_segment_type(ir_segment_t segment, ir_type *new_type)
181 {
182         assert(segment <= IR_SEGMENT_LAST);
183         irp->segment_types[segment] = new_type;
184         /* segment types are not in the type list... */
185         remove_irp_type(new_type);
186 }
187
188 ir_type *(get_glob_type)(void) {
189         return _get_glob_type();
190 }
191
192 ir_type *(get_tls_type)(void) {
193         return _get_tls_type();
194 }
195
196 /* Adds irg to the list of ir graphs in irp. */
197 void add_irp_irg(ir_graph *irg) {
198         assert(irg != NULL);
199         assert(irp && irp->graphs);
200         ARR_APP1(ir_graph *, irp->graphs, irg);
201 }
202
203 /* Removes irg from the list or irgs, shrinks the list by one. */
204 void remove_irp_irg_from_list(ir_graph *irg){
205         int i, l, found = 0;
206
207         assert(irg);
208         l = ARR_LEN(irp->graphs);
209         for (i = 0; i < l; i++) {
210                 if (irp->graphs[i] == irg) {
211                         found = 1;
212                         for(; i < l - 1; i++) {
213                                 irp->graphs[i] = irp->graphs[i+1];
214                         }
215                         ARR_SETLEN(ir_graph*, irp->graphs, l - 1);
216                         break;
217                 }
218         }
219         if (!found) {
220                 l = ARR_LEN(irp->pseudo_graphs);
221                 for (i = 0; i < l; i++) {
222                         if (irp->pseudo_graphs[i] == irg) {
223                                 for(; i < l - 1; i++) {
224                                         irp->pseudo_graphs[i] = irp->pseudo_graphs[i+1];
225                                 }
226                                 ARR_SETLEN(ir_graph*, irp->pseudo_graphs, l - 1);
227                                 break;
228                         }
229                 }
230         }
231 }
232
233 /* Removes irg from the list or irgs, shrinks the list by one. */
234 void remove_irp_irg(ir_graph *irg){
235         free_ir_graph(irg);
236         remove_irp_irg_from_list(irg);
237 }
238
239 int (get_irp_n_irgs)(void) {
240         return _get_irp_n_irgs();
241 }
242
243 ir_graph *(get_irp_irg)(int pos){
244         return _get_irp_irg(pos);
245 }
246
247 int get_irp_last_idx(void) {
248         return irp->max_irg_idx;
249 }
250
251 void set_irp_irg(int pos, ir_graph *irg) {
252         assert(irp && irg);
253         assert(pos < (ARR_LEN(irp->graphs)));
254         irp->graphs[pos] = irg;
255 }
256
257 /* Gets the number of graphs _and_ pseudo graphs. */
258 int get_irp_n_allirgs(void) {
259         /* We can not call get_irp_n_irgs, as we end up in a recursion ... */
260         return ARR_LEN(irp->graphs) + get_irp_n_pseudo_irgs();
261 }
262
263 /* Returns the ir graph at position pos of all graphs (including
264  pseudo graphs).  Visits first graphs, then pseudo graphs. */
265 ir_graph *get_irp_allirg(int pos) {
266         int n_irgs = ARR_LEN(irp->graphs);
267         assert(0 <= pos);
268         if (pos < n_irgs) {
269                 return irp->graphs[pos];
270         } else {
271                 return get_irp_pseudo_irg(pos-n_irgs);
272         }
273 }
274
275 /* Adds type to the list of types in irp. */
276 void add_irp_type(ir_type *typ) {
277         assert(typ != NULL);
278         assert(irp);
279         ARR_APP1(ir_type *, irp->types, typ);
280 }
281
282 /* Remove type from the list of types in irp. */
283 void remove_irp_type(ir_type *typ) {
284         int i;
285         assert(typ);
286
287         for (i = ARR_LEN(irp->types) - 1; i >= 0; i--) {
288                 if (irp->types[i] == typ) {
289                         for(; i < (ARR_LEN(irp->types)) - 1; i++) {
290                                 irp->types[i] = irp->types[i+1];
291                         }
292                         ARR_SETLEN(ir_type *, irp->types, (ARR_LEN(irp->types)) - 1);
293                         break;
294                 }
295         }
296 }
297
298 int (get_irp_n_types) (void) {
299         return _get_irp_n_types();
300 }
301
302 ir_type *(get_irp_type) (int pos) {
303         return _get_irp_type(pos);
304 }
305
306 void set_irp_type(int pos, ir_type *typ) {
307         assert(irp && typ);
308         assert(pos < (ARR_LEN((irp)->types)));
309         irp->types[pos] = typ;
310 }
311
312 /* Returns the number of all modes in the irp. */
313 int (get_irp_n_modes)(void) {
314         return _get_irp_n_modes();
315 }
316
317 /* Returns the mode at position pos in the irp. */
318 ir_mode *(get_irp_mode)(int pos) {
319         return _get_irp_mode(pos);
320 }
321
322 /* Adds mode to the list of modes in irp. */
323 void add_irp_mode(ir_mode *mode) {
324         assert(mode != NULL);
325         assert(irp);
326         ARR_APP1(ir_mode *, irp->modes, mode);
327 }
328
329 /* Adds opcode to the list of opcodes in irp. */
330 void add_irp_opcode(ir_op *opcode) {
331         int    len;
332         size_t code;
333         assert(opcode != NULL);
334         assert(irp);
335         len  = ARR_LEN(irp->opcodes);
336         code = opcode->code;
337         if ((int) code >= len) {
338                 ARR_RESIZE(ir_op*, irp->opcodes, code+1);
339                 memset(&irp->opcodes[len], 0, (code-len+1) * sizeof(irp->opcodes[0]));
340         }
341
342         assert(irp->opcodes[code] == NULL && "opcode registered twice");
343         irp->opcodes[code] = opcode;
344 }
345
346 /* Removes opcode from the list of opcodes and shrinks the list by one. */
347 void remove_irp_opcode(ir_op *opcode) {
348         assert((int) opcode->code < ARR_LEN(irp->opcodes));
349         irp->opcodes[opcode->code] = NULL;
350 }
351
352 /* Returns the number of all opcodes in the irp. */
353 int (get_irp_n_opcodes)(void) {
354         return _get_irp_n_opcodes();
355 }
356
357 /* Returns the opcode at position pos in the irp. */
358 ir_op *(get_irp_opcode)(int pos) {
359         return _get_irp_opcode(pos);
360 }
361
362 /* Sets the generic function pointer of all opcodes to NULL */
363 void  clear_irp_opcodes_generic_func(void) {
364         int i;
365
366         for (i = get_irp_n_opcodes() - 1; i >= 0; --i) {
367                 ir_op *op = get_irp_opcode(i);
368                 op->ops.generic = (op_func)NULL;
369         }
370 }
371
372 /*- File name / executable name or the like -*/
373 void   set_irp_prog_name(ident *name) {
374         irp->name = name;
375 }
376 int irp_prog_name_is_set(void) {
377         return irp->name != new_id_from_str(INITAL_PROG_NAME);
378 }
379 ident *get_irp_ident(void) {
380         return irp->name;
381 }
382 const char  *get_irp_name(void) {
383         return get_id_str(irp->name);
384 }
385
386
387 ir_graph *(get_const_code_irg)(void) {
388         return _get_const_code_irg();
389 }
390
391 irg_phase_state get_irp_phase_state(void) {
392         return irp->phase_state;
393 }
394
395 void set_irp_phase_state(irg_phase_state s) {
396         irp->phase_state = s;
397 }
398
399 struct pass_t {
400         ir_prog_pass_t  pass;
401         irg_phase_state state;
402 };
403
404 /**
405  * Wrapper for setting the state of a whole ir_prog.
406  */
407 static int set_irp_phase_state_wrapper(ir_prog *irp, void *context) {
408         struct pass_t  *pass  = context;
409         irg_phase_state state = pass->state;
410         int             i;
411
412         (void)irp;
413
414         /* set the phase of all graphs */
415         for (i = get_irp_n_irgs() - 1; i >= 0; --i)
416                 set_irg_phase_state(get_irp_irg(i), state);
417
418         /* set the irp phase */
419         set_irp_phase_state(state);
420
421         return 0;
422 }
423
424 ir_prog_pass_t *set_irp_phase_state_pass(const char *name, irg_phase_state state) {
425         struct pass_t *pass = XMALLOCZ(struct pass_t);
426
427         def_prog_pass_constructor(
428                 &pass->pass, name ? name : "set_irp_phase", set_irp_phase_state_wrapper);
429         pass->state = state;
430
431         /* no dump/verify */
432         pass->pass.verify_irprog = ir_prog_no_verify;
433         pass->pass.dump_irprog   = ir_prog_no_dump;
434
435         return &pass->pass;
436 }
437
438 irg_outs_state get_irp_ip_outs_state(void) {
439         return irp->outs_state;
440 }
441
442 void set_irp_ip_outs_inconsistent(void) {
443         irp->outs_state = outs_inconsistent;
444 }
445
446 void set_irp_ip_outedges(ir_node ** ip_outedges) {
447         irp->ip_outedges = ip_outedges;
448 }
449
450 ir_node** get_irp_ip_outedges(void) {
451         return irp->ip_outedges;
452 }
453
454 irg_callee_info_state get_irp_callee_info_state(void) {
455         return irp->callee_info_state;
456 }
457
458 void set_irp_callee_info_state(irg_callee_info_state s) {
459         irp->callee_info_state = s;
460 }
461
462 /* Returns a new, unique exception region number. */
463 ir_exc_region_t (get_irp_next_region_nr)(void) {
464         return _get_irp_next_region_nr();
465 }
466
467 /* Returns a new, unique label number. */
468 ir_label_t (get_irp_next_label_nr)(void) {
469         return _get_irp_next_label_nr();
470 }
471
472 /* Add a new global asm include */
473 void add_irp_asm(ident *asm_string) {
474         ARR_APP1(ident *, irp->global_asms, asm_string);
475 }
476
477 /* Return the number of global asm includes. */
478 int get_irp_n_asms(void) {
479         return ARR_LEN(irp->global_asms);
480 }
481
482 /* Return the global asm include at position pos. */
483 ident *get_irp_asm(int pos) {
484         assert(0 <= pos && pos < get_irp_n_asms());
485         return irp->global_asms[pos];
486 }
487
488 #ifndef NDEBUG
489 void irp_reserve_resources(ir_prog *irp, ir_resources_t resources) {
490         assert((resources & ~IR_RESOURCE_GLOBAL_MASK) == 0);
491         assert((irp->reserved_resources & resources) == 0);
492         irp->reserved_resources |= resources;
493 }
494
495 void irp_free_resources(ir_prog *irp, ir_resources_t resources) {
496         assert((irp->reserved_resources & resources) == resources);
497         irp->reserved_resources &= ~resources;
498 }
499
500 ir_resources_t irp_resources_reserved(const ir_prog *irp) {
501         return irp->reserved_resources;
502 }
503 #endif