nsz Git - libfirm/blob - ir/opt/tropt.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 1995-2011 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   Perform optimizations of the type representation.
  23  * @date    20.4.2005
  24  * @author  Goetz Lindenmaier
  25  */
  26 #include "config.h"
  27
  28 #include <assert.h>
  29
  30 #include "iroptimize.h"
  31 #include "irprog.h"
  32 #include "irtypeinfo.h"
  33 #include "irgwalk.h"
  34 #include "trouts.h"
  35 #include "ircons.h"
  36 #include "irgmod.h"
  37 #include "irflag_t.h"
  38 #include "xmalloc.h"
  39 #include "debug.h"
  40 #include "opt_init.h"
  41
  42 DEBUG_ONLY(static firm_dbg_module_t *dbg;)
  43
  44 /* - statistics ---------------------------------------------- */
  45
  46 static size_t n_casts_normalized = 0;
  47 static size_t n_casts_removed    = 0;
  48 static size_t n_sels_concretized = 0;
  49
  50 /* - Cast normalization. ------------------------------------- */
  51
  52 static ir_type *default_gen_pointer_type_to(ir_type *tp);
  53
  54 #define PTR_TYPE_SUFFIX "cc_ptr_tp"  /* class cast pointer type. */
  55 static ident *ptr_type_suffix = NULL;
  56 static gen_pointer_type_to_func gen_pointer_type_to = default_gen_pointer_type_to;
  57
  58 /**
  59  * Find a pointer type to a given type.
  60  * Uses and updates trouts if available.
  61  */
  62 static ir_type *default_gen_pointer_type_to(ir_type *tp)
  63 {
  64         ir_type *res = find_pointer_type_to_type(tp);
  65         if (is_unknown_type(res))
  66                 res = new_type_pointer(tp);
  67
  68         return res;
  69 }
  70
  71 /** Return a type that is a depth times pointer to type. */
  72 static ir_type *pointerize_type(ir_type *tp, size_t depth)
  73 {
  74         for (; depth > 0; --depth) {
  75                 tp = gen_pointer_type_to(tp);
  76         }
  77         return tp;
  78 }
  79
  80
  81 static ir_node *normalize_values_type(ir_type *totype, ir_node *pred)
  82 {
  83         ir_type *fromtype = get_irn_typeinfo_type(pred);
  84         ir_node *new_cast = pred;
  85         ir_node *block;
  86         size_t  ref_depth = 0;
  87
  88         if (totype == fromtype) return pred;   /* Case for optimization! */
  89
  90         while (is_Pointer_type(totype) && is_Pointer_type(fromtype)) {
  91                 totype   = get_pointer_points_to_type(totype);
  92                 fromtype = get_pointer_points_to_type(fromtype);
  93                 ++ref_depth;
  94         }
  95
  96         if (!is_Class_type(totype))   return pred;
  97         if (!is_Class_type(fromtype)) return pred;
  98
  99         if ((get_class_supertype_index(totype, fromtype) != (size_t)-1) ||
 100                 (get_class_supertype_index(fromtype, totype) != (size_t)-1) ) {
 101                         /* It's just what we want ... */
 102                         return pred;
 103         }
 104
 105         block = get_nodes_block(pred);
 106
 107         if (is_SubClass_of(totype, fromtype)) {
 108                 /* downcast */
 109                 while (get_class_subtype_index(fromtype, totype) == (size_t)-1) {
 110                         /* Insert a cast to a subtype of fromtype. */
 111                         ir_type *new_type = NULL;
 112                         ir_node *new_cast;
 113                         size_t   i;
 114                         size_t   n_subtypes = get_class_n_subtypes(fromtype);
 115                         for (i = 0; i < n_subtypes && !new_type; ++i) {
 116                                 ir_type *new_sub = get_class_subtype(fromtype, i);
 117                                 if (is_SuperClass_of(new_sub, totype))
 118                                         new_type = new_sub;
 119                         }
 120                         assert(new_type);
 121                         fromtype = new_type;
 122                         new_type = pointerize_type(new_type, ref_depth);
 123                         new_cast = new_r_Cast(block, pred, new_type);
 124                         pred = new_cast;
 125                         ++n_casts_normalized;
 126                         set_irn_typeinfo_type(new_cast, new_type);  /* keep type information up to date. */
 127                 }
 128         } else {
 129                 assert(is_SuperClass_of(totype, fromtype));
 130                 /* upcast */
 131                 while (get_class_supertype_index(fromtype, totype) == (size_t)-1) {
 132                         /* Insert a cast to a supertype of fromtype. */
 133                         ir_type *new_type = NULL;
 134                         size_t i, n_supertypes = get_class_n_supertypes(fromtype);
 135                         for (i = 0; i < n_supertypes && !new_type; ++i) {
 136                                 ir_type *new_super = get_class_supertype(fromtype, i);
 137                                 if (is_SubClass_of(new_super, totype))
 138                                         new_type = new_super;
 139                         }
 140                         assert(new_type);
 141                         fromtype = new_type;
 142                         new_type = pointerize_type(new_type, ref_depth);
 143                         new_cast = new_r_Cast(block, pred, new_type);
 144                         pred = new_cast;
 145                         ++n_casts_normalized;
 146                         set_irn_typeinfo_type(new_cast, new_type);  /* keep type information up to date. */
 147                 }
 148         }
 149         return new_cast;
 150 }
 151
 152 /**
 153  * Post-Walker.
 154  */
 155 static void normalize_irn_class_cast(ir_node *n, void *env)
 156 {
 157         ir_node *res;
 158         (void) env;
 159         if (is_Cast(n)) {
 160                 ir_node *pred   = get_Cast_op(n);
 161                 ir_type *totype = get_Cast_type(n);
 162                 res = normalize_values_type(totype, pred);
 163                 set_Cast_op(n, res);
 164         } else if (is_Call(n)) {
 165                 size_t n_params = get_Call_n_params(n);
 166                 size_t i;
 167                 ir_type *tp = get_Call_type(n);
 168                 for (i = 0; i < n_params; ++i) {
 169                         res = normalize_values_type(get_method_param_type(tp, i), get_Call_param(n, i));
 170                         set_Call_param(n, i, res);
 171                 }
 172         }
 173 }
 174
 175
 176 static void pure_normalize_irg_class_casts(ir_graph *irg)
 177 {
 178         assert(get_irg_class_cast_state(irg) != ir_class_casts_any &&
 179                "Cannot normalize irregular casts.");
 180         if (get_irg_class_cast_state(irg) == ir_class_casts_normalized) {
 181                 return;
 182         }
 183
 184         irg_walk_graph(irg, NULL, normalize_irn_class_cast, NULL);
 185         set_irg_class_cast_state(irg, ir_class_casts_normalized);
 186 }
 187
 188
 189 void normalize_irg_class_casts(ir_graph *irg, gen_pointer_type_to_func gppt_fct)
 190 {
 191         assert(get_irp_typeinfo_state() == ir_typeinfo_consistent);
 192
 193         if (gppt_fct) gen_pointer_type_to = gppt_fct;
 194
 195         if (!ptr_type_suffix)
 196                 ptr_type_suffix = new_id_from_str(PTR_TYPE_SUFFIX);
 197
 198         pure_normalize_irg_class_casts(irg);
 199
 200         gen_pointer_type_to = default_gen_pointer_type_to;
 201 }
 202
 203 void normalize_irp_class_casts(gen_pointer_type_to_func gppt_fct)
 204 {
 205         size_t i, n;
 206         if (gppt_fct) gen_pointer_type_to = gppt_fct;
 207
 208         for (i = 0, n = get_irp_n_irgs(); i < n; ++i) {
 209                 ir_graph *irg = get_irp_irg(i);
 210                 pure_normalize_irg_class_casts(irg);
 211         }
 212
 213         set_irp_class_cast_state(ir_class_casts_normalized);
 214         gen_pointer_type_to = default_gen_pointer_type_to;
 215
 216         DB((dbg, SET_LEVEL_1, " Cast normalization: %zu Casts inserted.\n", n_casts_normalized));
 217 }
 218
 219
 220
 221 /* - Cast optimization. ------------------------------------------- */
 222
 223 /**
 224  * Optimizes Casts:
 225  *
 226  *  (T1)(T2)x<T1> -> x<T1>
 227  *
 228  *  (T3)(T2)x<T1> -> (T3)x<T1>
 229  *
 230  * if possible.
 231  *
 232  * @param cast  the Cast node
 233  *
 234  * @return 1 if the cast was changed
 235  */
 236 static int cancel_out_casts(ir_node *cast)
 237 {
 238         ir_node *orig, *pred = get_Cast_op(cast);
 239         ir_type *tp_cast, *tp_pred, *tp_orig;
 240
 241         if (!is_Cast(pred)) return 0;
 242         orig = get_Cast_op(pred);
 243
 244         tp_cast = get_Cast_type(cast);
 245         tp_pred = get_Cast_type(pred);
 246         tp_orig = get_irn_typeinfo_type(orig);
 247
 248         while (is_Pointer_type(tp_cast) &&
 249               is_Pointer_type(tp_pred) &&
 250               is_Pointer_type(tp_orig)   ) {
 251                 tp_cast = get_pointer_points_to_type(tp_cast);
 252                 tp_pred = get_pointer_points_to_type(tp_pred);
 253                 tp_orig = get_pointer_points_to_type(tp_orig);
 254         }
 255
 256         if (!is_Class_type(tp_cast) || !is_Class_type(tp_pred) || !is_Class_type(tp_orig))
 257                 return 0;
 258
 259         if (is_SubClass_of(tp_pred, tp_cast) && get_opt_suppress_downcast_optimization())
 260                 return 0;
 261
 262         if (tp_cast == tp_orig) {
 263                 exchange(cast, orig);
 264                 n_casts_removed += 2;
 265                 return 1;
 266         }
 267
 268         if (!(is_SubClass_of  (tp_cast, tp_orig) || is_SubClass_of  (tp_orig, tp_cast))) {
 269                 /* Avoid (B2)(A)(new B1()) --> (B2)(new B1())
 270                 * if B1 =!> B2  and  B2 =!> B1
 271                 */
 272                 return 0;
 273         }
 274
 275         if ((is_SubClass_of  (tp_cast, tp_pred) && is_SuperClass_of(tp_pred, tp_orig)) ||
 276             (is_SuperClass_of(tp_cast, tp_pred) && is_SubClass_of  (tp_pred, tp_orig))) {
 277                 /* Cast --> Pred --> Orig */
 278                 set_Cast_op(cast, orig);
 279                 ++n_casts_removed;
 280                 return 1;
 281         }
 282         return 0;
 283 }
 284
 285 /**
 286  * Optimize Sel(Cast(type, ptr), ent) into Sel(ptr_type, ent_type)
 287  *
 288  * @param sel  the Sel node
 289  *
 290  * @return 1 if Cast's where removed
 291  */
 292 static int concretize_selected_entity(ir_node *sel)
 293 {
 294         int res = 0;
 295
 296         ir_entity *sel_ent = get_Sel_entity(sel);
 297         ir_node   *cast    = get_Sel_ptr(sel);
 298         while (is_Cast(cast)) {
 299                 ir_type *cast_tp = get_Cast_type(cast);
 300                 ir_node *ptr     = get_Cast_op(cast);
 301                 ir_type *orig_tp = get_irn_typeinfo_type(ptr);
 302
 303                 /* we handle only classes */
 304                 if (!is_Pointer_type(orig_tp)|| !is_Pointer_type(cast_tp))
 305                         return res;
 306                 orig_tp = get_pointer_points_to_type(orig_tp);
 307                 cast_tp = get_pointer_points_to_type(cast_tp);
 308                 if (!is_Class_type(orig_tp) || !is_Class_type(cast_tp))
 309                         return res;
 310
 311                 /* We only want to concretize, but not generalize. */
 312                 if (!is_SuperClass_of(cast_tp, orig_tp))
 313                         return res;
 314
 315                 /* The sel entity should be a member of the cast_tp, else
 316                    the graph was not properly typed. */
 317                 if (get_class_member_index(cast_tp, sel_ent) == (size_t)-1)
 318                         return res;
 319
 320                 ir_entity *new_ent = resolve_ent_polymorphy(orig_tp, sel_ent);
 321
 322                 /* New ent must be member of orig_tp. */
 323                 if (get_class_member_index(orig_tp, new_ent) == (size_t)-1)
 324                         return res;
 325
 326                 /* all checks done, we can remove the Cast and update the Sel */
 327                 set_Sel_entity(sel, new_ent);
 328                 set_Sel_ptr(sel, ptr);
 329                 ++n_sels_concretized;
 330
 331                 sel_ent = new_ent;
 332                 cast    = ptr;
 333                 res     = 1;
 334         }
 335         return res;
 336 }
 337
 338 /**
 339  * Move Casts of the same type through a Phi node, i.e.
 340  * Phi(Cast(type, x_0), ..., Cast(type, x_n)) -> Cast(type, Phi(x_0, ..., x_n))
 341  *
 342  * @param phi  the Phi node
 343  *
 344  * @return 1 if Cast's where moved
 345  */
 346 static int concretize_Phi_type(ir_node *phi)
 347 {
 348         int       n_preds = get_Phi_n_preds(phi);
 349         ir_node **pred    = ALLOCAN(ir_node*, n_preds);
 350         ir_node  *nn, *blk;
 351         ir_type  *totype;
 352         ir_type  *fromtype;
 353         int       i;
 354
 355         if (n_preds == 0)
 356                 return 0;
 357         pred[0] = get_Phi_pred(phi, 0);
 358
 359         if (!is_Cast(pred[0]))
 360                 return 0;
 361
 362         if (!is_Cast_upcast(pred[0]))
 363                 return 0;
 364
 365         fromtype = get_irn_typeinfo_type(get_Cast_op(pred[0]));
 366         totype   = get_Cast_type(pred[0]);
 367
 368         pred[0] = get_Cast_op(pred[0]);
 369         for (i = 1; i < n_preds; ++i) {
 370                 pred[i] = get_Phi_pred(phi, i);
 371                 if (!is_Cast(pred[i]))
 372                         return 0;
 373                 if (get_irn_typeinfo_type(get_Cast_op(pred[i])) != fromtype)
 374                         return 0;
 375                 pred[i] = get_Cast_op(pred[i]);
 376         }
 377
 378         /* Transform Phi */
 379         blk = get_nodes_block(phi);
 380         nn  = new_r_Phi(blk, n_preds, pred, get_irn_mode(phi));
 381         set_irn_typeinfo_type(nn, fromtype);
 382         nn  = new_r_Cast(blk, nn, totype);
 383         set_irn_typeinfo_type(nn, totype);
 384         exchange(phi, nn);
 385         return 1;
 386 }
 387
 388 /**
 389  * Remove Casted null checks, i.e.
 390  *
 391  * Cmp(Cast(type, x_orig), NULL_type) -> Cmp(x_orig, NULL_orig)
 392  *
 393  * @param cmp  the Cmp node
 394  *
 395  * @return 1 if Cast's where removed
 396  */
 397 static int remove_Cmp_Null_cast(ir_node *cmp)
 398 {
 399         ir_graph *irg;
 400         ir_node *cast, *null, *new_null;
 401         int     cast_pos, null_pos;
 402         ir_type *fromtype;
 403         ir_mode *mode;
 404
 405         cast = get_Cmp_left(cmp);
 406         if (!is_Cast(cast)) {
 407                 null     = cast;
 408                 null_pos = 0;
 409                 cast     = get_Cmp_right(cmp);
 410                 cast_pos = 1;
 411                 if (!is_Cast(cast))
 412                         return 0;
 413         } else {
 414                 null = get_Cmp_right(cmp);
 415                 cast_pos = 0;
 416                 null_pos = 1;
 417         }
 418
 419         if (! is_Const(null))
 420                 return 0;
 421         mode = get_irn_mode(null);
 422         if (!mode_is_reference(mode))
 423                 return 0;
 424         if (get_Const_tarval(null) != get_mode_null(mode))
 425                 return 0;
 426
 427         /* Transform Cmp */
 428         irg = get_irn_irg(cmp);
 429         set_irn_n(cmp, cast_pos, get_Cast_op(cast));
 430         fromtype = get_irn_typeinfo_type(get_Cast_op(cast));
 431         new_null = new_r_Const(irg, get_Const_tarval(null));
 432         set_irn_typeinfo_type(new_null, fromtype);
 433         set_irn_n(cmp, null_pos, new_null);
 434         ++n_casts_removed;
 435         return 1;
 436 }
 437
 438 /**
 439  * Post-Walker: Optimize class casts (mostly by trying to remove them)
 440  */
 441 static void irn_optimize_class_cast(ir_node *n, void *env)
 442 {
 443         int *changed = (int*)env;
 444
 445         if (is_Cast(n))
 446                 *changed |= cancel_out_casts(n);
 447         else if (is_Sel(n))
 448                 *changed |= concretize_selected_entity(n);
 449         else if (is_Phi(n))
 450                 *changed |= concretize_Phi_type(n);
 451         else if (is_Cmp(n))
 452                 *changed |= remove_Cmp_Null_cast(n);
 453 }
 454
 455 void optimize_class_casts(void)
 456 {
 457         int changed;
 458
 459         changed = 0;
 460         all_irg_walk(NULL, irn_optimize_class_cast, &changed);
 461
 462         DB((dbg, SET_LEVEL_1, " Cast optimization: %zu Casts removed, %zu Sels concretized.\n",
 463                 n_casts_removed, n_sels_concretized));
 464 }
 465
 466 void firm_init_class_casts_opt(void)
 467 {
 468         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.opt.tropt");
 469 }