nsz Git - libfirm/blob - ir/lower/lower_hl.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   Lower some High-level constructs, moved from the firmlower.
  23  * @author  Boris Boesler, Goetz Lindenmaier, Michael Beck
  24  * @version $Id$
  25  */
  26 #include "config.h"
  27
  28 #include "lowering.h"
  29 #include "irmode_t.h"
  30 #include "irnode_t.h"
  31 #include "entity_t.h"
  32 #include "typerep.h"
  33 #include "irprog_t.h"
  34 #include "ircons.h"
  35 #include "irhooks.h"
  36 #include "irgmod.h"
  37 #include "irgwalk.h"
  38 #include "irtools.h"
  39 #include "irpass_t.h"
  40
  41 /**
  42  * Lower a Sel node. Do not touch Sels accessing entities on the frame type.
  43  */
  44 static void lower_sel(ir_node *sel)
  45 {
  46         ir_graph *irg = current_ir_graph;
  47         ir_entity   *ent;
  48         ir_node  *newn, *cnst, *index, *ptr, *bl;
  49         tarval   *tv;
  50         ir_mode  *basemode, *mode, *mode_Int;
  51         ir_type  *basetyp, *owner;
  52         dbg_info *dbg;
  53
  54         assert(is_Sel(sel));
  55
  56         /* Do not lower frame type/global offset table access: must be lowered by the backend. */
  57         ptr = get_Sel_ptr(sel);
  58         if (ptr == get_irg_frame(current_ir_graph))
  59                 return;
  60
  61         ent   = get_Sel_entity(sel);
  62         owner = get_entity_owner(ent);
  63
  64         /*
  65          * Cannot handle value param entities or frame type entities here.
  66          * Must be lowered by the backend.
  67          */
  68         if (is_value_param_type(owner) || is_frame_type(owner))
  69                 return;
  70
  71         dbg  = get_irn_dbg_info(sel);
  72         mode = get_irn_mode(sel);
  73
  74         mode_Int = get_reference_mode_signed_eq(mode);
  75
  76         /* TLS access, must be handled by the linker */
  77         if (get_tls_type() == owner) {
  78                 symconst_symbol sym;
  79
  80                 sym.entity_p = ent;
  81                 bl = get_nodes_block(sel);
  82
  83                 cnst = new_rd_SymConst(dbg, irg, mode, sym, symconst_addr_ent);
  84                 newn = new_rd_Add(dbg, bl, ptr, cnst, mode);
  85         } else {
  86                 /* not TLS */
  87
  88                 assert(get_type_state(get_entity_owner(ent)) == layout_fixed);
  89                 assert(get_type_state(get_entity_type(ent)) == layout_fixed);
  90
  91                 bl = get_nodes_block(sel);
  92                 if (0 < get_Sel_n_indexs(sel)) {
  93                         /* an Array access */
  94                         basetyp = get_entity_type(ent);
  95                         if (is_Primitive_type(basetyp))
  96                                 basemode = get_type_mode(basetyp);
  97                         else
  98                                 basemode = mode_P_data;
  99
 100                         assert(basemode && "no mode for lowering Sel");
 101                         assert((get_mode_size_bits(basemode) % 8 == 0) && "can not deal with unorthodox modes");
 102                         index = get_Sel_index(sel, 0);
 103
 104                         if (is_Array_type(owner)) {
 105                                 ir_type *arr_ty = owner;
 106                                 int      dims   = get_array_n_dimensions(arr_ty);
 107                                 int     *map    = ALLOCAN(int, dims);
 108                                 ir_node *last_size;
 109                                 int      i;
 110
 111                                 assert(dims == get_Sel_n_indexs(sel)
 112                                         && "array dimension must match number of indices of Sel node");
 113
 114                                 for (i = 0; i < dims; i++) {
 115                                         int order = get_array_order(arr_ty, i);
 116
 117                                         assert(order < dims &&
 118                                                 "order of a dimension must be smaller than the arrays dim");
 119                                         map[order] = i;
 120                                 }
 121                                 newn = get_Sel_ptr(sel);
 122
 123                                 /* Size of the array element */
 124                                 tv = new_tarval_from_long(get_type_size_bytes(basetyp), mode_Int);
 125                                 last_size = new_rd_Const(dbg, irg, tv);
 126
 127                                 /*
 128                                  * We compute the offset part of dimension d_i recursively
 129                                  * with the the offset part of dimension d_{i-1}
 130                                  *
 131                                  *     off_0 = sizeof(array_element_type);
 132                                  *     off_i = (u_i - l_i) * off_{i-1}  ; i >= 1
 133                                  *
 134                                  * whereas u_i is the upper bound of the current dimension
 135                                  * and l_i the lower bound of the current dimension.
 136                                  */
 137                                 for (i = dims - 1; i >= 0; i--) {
 138                                         int dim = map[i];
 139                                         ir_node *lb, *ub, *elms, *n, *ind;
 140
 141                                         elms = NULL;
 142                                         lb = get_array_lower_bound(arr_ty, dim);
 143                                         ub = get_array_upper_bound(arr_ty, dim);
 144
 145                                         assert(irg == current_ir_graph);
 146                                         if (! is_Unknown(lb))
 147                                                 lb = new_rd_Conv(dbg, bl, copy_const_value(get_irn_dbg_info(sel), lb), mode_Int);
 148                                         else
 149                                                 lb = NULL;
 150
 151                                         if (! is_Unknown(ub))
 152                                                 ub = new_rd_Conv(dbg, bl, copy_const_value(get_irn_dbg_info(sel), ub), mode_Int);
 153                                         else
 154                                                 ub = NULL;
 155
 156                                         /*
 157                                          * If the array has more than one dimension, lower and upper
 158                                          * bounds have to be set in the non-last dimension.
 159                                          */
 160                                         if (i > 0) {
 161                                                 assert(lb != NULL && "lower bound has to be set in multi-dim array");
 162                                                 assert(ub != NULL && "upper bound has to be set in multi-dim array");
 163
 164                                                 /* Elements in one Dimension */
 165                                                 elms = new_rd_Sub(dbg, bl, ub, lb, mode_Int);
 166                                         }
 167
 168                                         ind = new_rd_Conv(dbg, bl, get_Sel_index(sel, dim), mode_Int);
 169
 170                                         /*
 171                                          * Normalize index, id lower bound is set, also assume
 172                                          * lower bound == 0
 173                                          */
 174                                         if (lb != NULL)
 175                                                 ind = new_rd_Sub(dbg, bl, ind, lb, mode_Int);
 176
 177                                         n = new_rd_Mul(dbg, bl, ind, last_size, mode_Int);
 178
 179                                         /*
 180                                          * see comment above.
 181                                          */
 182                                         if (i > 0)
 183                                                 last_size = new_rd_Mul(dbg, bl, last_size, elms, mode_Int);
 184
 185                                         newn = new_rd_Add(dbg, bl, newn, n, mode);
 186                                 }
 187                         } else {
 188                                 /* no array type */
 189                                 ir_mode *idx_mode = get_irn_mode(index);
 190                                 tarval *tv = new_tarval_from_long(get_mode_size_bytes(basemode), idx_mode);
 191
 192                                 newn = new_rd_Add(dbg, bl, get_Sel_ptr(sel),
 193                                         new_rd_Mul(dbg, bl, index,
 194                                         new_r_Const(irg, tv),
 195                                         idx_mode),
 196                                         mode);
 197                         }
 198                 } else if (is_Method_type(get_entity_type(ent)) &&
 199                            is_Class_type(owner) &&
 200                            (owner != get_glob_type()) &&
 201                            (!is_frame_type(owner)))  {
 202                         ir_node *add;
 203                         ir_mode *ent_mode = get_type_mode(get_entity_type(ent));
 204
 205                         /* We need an additional load when accessing methods from a dispatch table. */
 206                         tv   = new_tarval_from_long(get_entity_offset(ent), mode_Int);
 207                         cnst = new_rd_Const(dbg, irg, tv);
 208                         add  = new_rd_Add(dbg, bl, get_Sel_ptr(sel), cnst, mode);
 209 #ifdef DO_CACHEOPT  /* cacheopt version */
 210                         newn = new_rd_Load(dbg, bl, get_Sel_mem(sel), sel, ent_mode, 0);
 211                         cacheopt_map_addrs_register_node(newn);
 212                         set_Load_ptr(newn, add);
 213 #else /* normal code */
 214                         newn = new_rd_Load(dbg, bl, get_Sel_mem(sel), add, ent_mode, 0);
 215 #endif
 216                         newn = new_r_Proj(bl, newn, ent_mode, pn_Load_res);
 217
 218                 } else if (get_entity_owner(ent) != get_glob_type()) {
 219                         int offset;
 220
 221                         /* replace Sel by add(obj, const(ent.offset)) */
 222                         newn   = get_Sel_ptr(sel);
 223                         offset = get_entity_offset(ent);
 224                         if (offset != 0) {
 225                                 ir_mode *mode_UInt = get_reference_mode_unsigned_eq(mode);
 226
 227                                 tv = new_tarval_from_long(offset, mode_UInt);
 228                                 cnst = new_r_Const(irg, tv);
 229                                 newn = new_rd_Add(dbg, bl, newn, cnst, mode);
 230                         }
 231                 } else {
 232                         /* global_type */
 233                         newn = new_rd_SymConst_addr_ent(NULL, irg, mode, ent, firm_unknown_type);
 234                 }
 235         }
 236         /* run the hooks */
 237         hook_lower(sel);
 238
 239         exchange(sel, newn);
 240 }  /* lower_sel */
 241
 242 /**
 243  * Lower a all possible SymConst nodes.
 244  */
 245 static void lower_symconst(ir_node *symc)
 246 {
 247         ir_node       *newn;
 248         ir_type       *tp;
 249         ir_entity     *ent;
 250         tarval        *tv;
 251         ir_enum_const *ec;
 252         ir_mode       *mode;
 253
 254         switch (get_SymConst_kind(symc)) {
 255         case symconst_type_tag:
 256                 assert(!"SymConst kind symconst_type_tag not implemented");
 257                 break;
 258         case symconst_type_size:
 259                 /* rewrite the SymConst node by a Const node */
 260                 tp   = get_SymConst_type(symc);
 261                 assert(get_type_state(tp) == layout_fixed);
 262                 mode = get_irn_mode(symc);
 263                 newn = new_Const_long(mode, get_type_size_bytes(tp));
 264                 assert(newn);
 265                 /* run the hooks */
 266                 hook_lower(symc);
 267                 exchange(symc, newn);
 268                 break;
 269         case symconst_type_align:
 270                 /* rewrite the SymConst node by a Const node */
 271                 tp   = get_SymConst_type(symc);
 272                 assert(get_type_state(tp) == layout_fixed);
 273                 mode = get_irn_mode(symc);
 274                 newn = new_Const_long(mode, get_type_alignment_bytes(tp));
 275                 assert(newn);
 276                 /* run the hooks */
 277                 hook_lower(symc);
 278                 exchange(symc, newn);
 279                 break;
 280         case symconst_addr_ent:
 281                 /* leave */
 282                 break;
 283         case symconst_ofs_ent:
 284                 /* rewrite the SymConst node by a Const node */
 285                 ent  = get_SymConst_entity(symc);
 286                 assert(get_type_state(get_entity_type(ent)) == layout_fixed);
 287                 mode = get_irn_mode(symc);
 288                 newn = new_Const_long(mode, get_entity_offset(ent));
 289                 assert(newn);
 290                 /* run the hooks */
 291                 hook_lower(symc);
 292                 exchange(symc, newn);
 293                 break;
 294         case symconst_enum_const:
 295                 /* rewrite the SymConst node by a Const node */
 296                 ec   = get_SymConst_enum(symc);
 297                 assert(get_type_state(get_enumeration_owner(ec)) == layout_fixed);
 298                 tv   = get_enumeration_value(ec);
 299                 newn = new_Const(tv);
 300                 assert(newn);
 301                 /* run the hooks */
 302                 hook_lower(symc);
 303                 exchange(symc, newn);
 304                 break;
 305
 306         default:
 307                 assert(!"unknown SymConst kind");
 308                 break;
 309         }
 310 }  /* lower_symconst */
 311
 312 /**
 313  * Checks, whether a size is an integral size
 314  *
 315  * @param size  the size on bits
 316  */
 317 static int is_integral_size(int size)
 318 {
 319         /* must be a 2^n */
 320         if (size & (size-1))
 321                 return 0;
 322         /* must be at least byte size */
 323         return size >= 8;
 324 }  /* is_integral_size */
 325
 326 /**
 327  * lower bitfield load access.
 328  *
 329  * @param proj  the Proj(result) node
 330  * @param load  the Load node
 331  */
 332 static void lower_bitfields_loads(ir_node *proj, ir_node *load)
 333 {
 334         ir_node *sel = get_Load_ptr(load);
 335         ir_node *block, *n_proj, *res, *ptr;
 336         ir_entity *ent;
 337         ir_type *bf_type;
 338         ir_mode *bf_mode, *mode;
 339         int offset, bit_offset, bits, bf_bits, old_cse;
 340         dbg_info *db;
 341
 342         if (!is_Sel(sel))
 343                 return;
 344
 345         ent     = get_Sel_entity(sel);
 346         bf_type = get_entity_type(ent);
 347
 348         /* must be a bitfield type */
 349         if (!is_Primitive_type(bf_type) || get_primitive_base_type(bf_type) == NULL)
 350                 return;
 351
 352         /* We have a bitfield access, if either a bit offset is given, or
 353            the size is not integral. */
 354         bf_mode = get_type_mode(bf_type);
 355         if (! bf_mode)
 356                 return;
 357
 358         mode       = get_irn_mode(proj);
 359         block      = get_nodes_block(proj);
 360         bf_bits    = get_mode_size_bits(bf_mode);
 361         bit_offset = get_entity_offset_bits_remainder(ent);
 362
 363         if (bit_offset == 0 && is_integral_size(bf_bits) && bf_mode == get_Load_mode(load))
 364                 return;
 365
 366         bits   = get_mode_size_bits(mode);
 367         offset = get_entity_offset(ent);
 368
 369         /*
 370          * ok, here we are: now convert the Proj_mode_bf(Load) into And(Shr(Proj_mode(Load)) for unsigned
 371          * and Shr(Shl(Proj_mode(load)) for signed
 372          */
 373
 374         /* abandon bitfield sel */
 375         ptr = get_Sel_ptr(sel);
 376         db  = get_irn_dbg_info(sel);
 377         ptr = new_rd_Add(db, block, ptr, new_Const_long(mode_Is, offset), get_irn_mode(ptr));
 378
 379         set_Load_ptr(load, ptr);
 380         set_Load_mode(load, mode);
 381
 382
 383         /* create new proj, switch off CSE or we may get the old one back */
 384         old_cse = get_opt_cse();
 385         set_opt_cse(0);
 386         res = n_proj = new_r_Proj(block, load, mode, pn_Load_res);
 387         set_opt_cse(old_cse);
 388
 389         if (mode_is_signed(mode)) { /* signed */
 390                 int shift_count_up    = bits - (bf_bits + bit_offset);
 391                 int shift_count_down  = bits - bf_bits;
 392
 393                 if (shift_count_up) {
 394                         res = new_r_Shl(block, res,     new_Const_long(mode_Iu, shift_count_up), mode);
 395                 }
 396                 if (shift_count_down) {
 397                         res = new_r_Shrs(block, res, new_Const_long(mode_Iu, shift_count_down), mode);
 398                 }
 399         } else { /* unsigned */
 400                 int shift_count_down  = bit_offset;
 401                 unsigned mask = ((unsigned)-1) >> (bits - bf_bits);
 402
 403                 if (shift_count_down) {
 404                         res = new_r_Shr(block, res,     new_Const_long(mode_Iu, shift_count_down), mode);
 405                 }
 406                 if (bits != bf_bits) {
 407                         res = new_r_And(block, res, new_Const_long(mode, mask), mode);
 408                 }
 409         }
 410
 411         exchange(proj, res);
 412 }  /* lower_bitfields_loads */
 413
 414 /**
 415  * lower bitfield store access.
 416  *
 417  * @todo: It adds a load which may produce an exception!
 418  */
 419 static void lower_bitfields_stores(ir_node *store)
 420 {
 421         ir_node   *sel = get_Store_ptr(store);
 422         ir_node   *ptr, *value;
 423         ir_entity *ent;
 424         ir_type *bf_type;
 425         ir_mode *bf_mode, *mode;
 426         ir_node *mem, *irn, *block;
 427         unsigned mask, neg_mask;
 428         int bf_bits, bits_mask, offset, bit_offset;
 429         dbg_info *db;
 430
 431         /* check bitfield access */
 432         if (!is_Sel(sel))
 433                 return;
 434
 435         ent     = get_Sel_entity(sel);
 436         bf_type = get_entity_type(ent);
 437
 438         /* must be a bitfield type */
 439         if (!is_Primitive_type(bf_type) || get_primitive_base_type(bf_type) == NULL)
 440                 return;
 441
 442         /* We have a bitfield access, if either a bit offset is given, or
 443            the size is not integral. */
 444         bf_mode = get_type_mode(bf_type);
 445         if (! bf_mode)
 446                 return;
 447
 448         value      = get_Store_value(store);
 449         mode       = get_irn_mode(value);
 450         block      = get_nodes_block(store);
 451
 452         bf_bits    = get_mode_size_bits(bf_mode);
 453         bit_offset = get_entity_offset_bits_remainder(ent);
 454
 455         if (bit_offset == 0 && is_integral_size(bf_bits) && bf_mode == get_irn_mode(value))
 456                 return;
 457
 458         /*
 459          * ok, here we are: now convert the Store(Sel(), value) into Or(And(Load(Sel),c), And(Value,c))
 460          */
 461         mem        = get_Store_mem(store);
 462         offset     = get_entity_offset(ent);
 463
 464         bits_mask = get_mode_size_bits(mode) - bf_bits;
 465         mask = ((unsigned)-1) >> bits_mask;
 466         mask <<= bit_offset;
 467         neg_mask = ~mask;
 468
 469         /* abandon bitfield sel */
 470         ptr = get_Sel_ptr(sel);
 471         db  = get_irn_dbg_info(sel);
 472         ptr = new_rd_Add(db, block, ptr, new_Const_long(mode_Is, offset), get_irn_mode(ptr));
 473
 474         if (neg_mask) {
 475                 /* there are some bits, normal case */
 476                 irn  = new_r_Load( block, mem, ptr, mode, 0);
 477                 mem  = new_r_Proj( block, irn, mode_M, pn_Load_M);
 478                 irn  = new_r_Proj( block, irn, mode, pn_Load_res);
 479
 480                 irn = new_r_And(block, irn, new_Const_long(mode, neg_mask), mode);
 481
 482                 if (bit_offset > 0) {
 483                         value = new_r_Shl(block, value, new_Const_long(mode_Iu, bit_offset), mode);
 484                 }
 485
 486                 value = new_r_And(block, value, new_Const_long(mode, mask), mode);
 487
 488                 value = new_r_Or(block, value, irn, mode);
 489         }
 490
 491         set_Store_mem(store, mem);
 492         set_Store_value(store, value);
 493         set_Store_ptr(store, ptr);
 494 }  /* lower_bitfields_stores */
 495
 496 /**
 497  * Lowers unaligned Loads.
 498  */
 499 static void lower_unaligned_Load(ir_node *load)
 500 {
 501   (void) load;
 502         /* NYI */
 503 }
 504
 505 /**
 506  * Lowers unaligned Stores
 507  */
 508 static void lower_unaligned_Store(ir_node *store)
 509 {
 510         (void) store;
 511         /* NYI */
 512 }
 513
 514 /**
 515  * lowers IR-nodes, called from walker
 516  */
 517 static void lower_irnode(ir_node *irn, void *env)
 518 {
 519         (void) env;
 520         switch (get_irn_opcode(irn)) {
 521         case iro_Sel:
 522                 lower_sel(irn);
 523                 break;
 524         case iro_SymConst:
 525                 lower_symconst(irn);
 526                 break;
 527         case iro_Load:
 528                 if (env != NULL && get_Load_align(irn) == align_non_aligned)
 529                         lower_unaligned_Load(irn);
 530                 break;
 531         case iro_Store:
 532                 if (env != NULL && get_Store_align(irn) == align_non_aligned)
 533                         lower_unaligned_Store(irn);
 534                 break;
 535         case iro_Cast:
 536                 exchange(irn, get_Cast_op(irn));
 537                 break;
 538         default:
 539                 break;
 540         }
 541 }
 542
 543 /**
 544  * Walker: lowers IR-nodes for bitfield access
 545  */
 546 static void lower_bf_access(ir_node *irn, void *env)
 547 {
 548         (void) env;
 549         switch (get_irn_opcode(irn)) {
 550         case iro_Proj:
 551         {
 552                 long proj     = get_Proj_proj(irn);
 553                 ir_node *pred = get_Proj_pred(irn);
 554
 555                 if (proj == pn_Load_res && is_Load(pred))
 556                         lower_bitfields_loads(irn, pred);
 557                 break;
 558         }
 559         case iro_Store:
 560                 lower_bitfields_stores(irn);
 561                 break;
 562
 563         default:
 564                 break;
 565         }
 566 }
 567
 568 /*
 569  * Replaces SymConsts by a real constant if possible.
 570  * Replace Sel nodes by address computation.  Also resolves array access.
 571  * Handle Bitfields by added And/Or calculations.
 572  */
 573 void lower_highlevel_graph(ir_graph *irg, int lower_bitfields)
 574 {
 575         if (lower_bitfields) {
 576                 /* First step: lower bitfield access: must be run as long as Sels still
 577                  * exists. */
 578                 irg_walk_graph(irg, NULL, lower_bf_access, NULL);
 579         }
 580
 581         /* Finally: lower SymConst-Size and Sel nodes, Casts, unaligned Load/Stores. */
 582         irg_walk_graph(irg, NULL, lower_irnode, NULL);
 583
 584         set_irg_outs_inconsistent(irg);
 585 }
 586
 587 struct pass_t {
 588         ir_graph_pass_t pass;
 589         int            lower_bitfields;
 590 };
 591
 592 /**
 593  * Wrapper for running lower_highlevel_graph() as an ir_graph pass.
 594  */
 595 static int lower_highlevel_graph_wrapper(ir_graph *irg, void *context)
 596 {
 597         struct pass_t *pass = context;
 598
 599         lower_highlevel_graph(irg, pass->lower_bitfields);
 600         return 0;
 601 }  /* lower_highlevel_graph_wrapper */
 602
 603 ir_graph_pass_t *lower_highlevel_graph_pass(const char *name, int lower_bitfields)
 604 {
 605         struct pass_t *pass = XMALLOCZ(struct pass_t);
 606
 607         pass->lower_bitfields = lower_bitfields;
 608         return def_graph_pass_constructor(
 609                 &pass->pass, name ? name : "lower_hl", lower_highlevel_graph_wrapper);
 610 }  /* lower_highlevel_graph_pass */
 611
 612 /*
 613  * does the same as lower_highlevel() for all nodes on the const code irg
 614  */
 615 void lower_const_code(void)
 616 {
 617         walk_const_code(NULL, lower_irnode, NULL);
 618 }  /* lower_const_code */
 619
 620 ir_prog_pass_t *lower_const_code_pass(const char *name)
 621 {
 622         return def_prog_pass(name ? name : "lower_const_code", lower_const_code);
 623 }
 624
 625 /*
 626  * Replaces SymConsts by a real constant if possible.
 627  * Replace Sel nodes by address computation.  Also resolves array access.
 628  * Handle Bitfields by added And/Or calculations.
 629  */
 630 void lower_highlevel(int lower_bitfields)
 631 {
 632         int i, n;
 633
 634         n = get_irp_n_irgs();
 635         for (i = 0; i < n; ++i) {
 636                 ir_graph *irg = get_irp_irg(i);
 637                 lower_highlevel_graph(irg, lower_bitfields);
 638         }
 639         lower_const_code();
 640 }  /* lower_highlevel */