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