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 #if 0
 209         if (get_irp_typeinfo_state() != ir_typeinfo_consistent)
 210                 simple_analyse_types();
 211 #endif
 212
 213         for (i = 0, n = get_irp_n_irgs(); i < n; ++i) {
 214                 ir_graph *irg = get_irp_irg(i);
 215                 pure_normalize_irg_class_casts(irg);
 216         }
 217
 218         set_irp_class_cast_state(ir_class_casts_normalized);
 219         gen_pointer_type_to = default_gen_pointer_type_to;
 220
 221         DB((dbg, SET_LEVEL_1, " Cast normalization: %zu Casts inserted.\n", n_casts_normalized));
 222 }
 223
 224
 225
 226 /* - Cast optimization. ------------------------------------------- */
 227
 228 /**
 229  * Optimizes Casts:
 230  *
 231  *  (T1)(T2)x<T1> -> x<T1>
 232  *
 233  *  (T3)(T2)x<T1> -> (T3)x<T1>
 234  *
 235  * if possible.
 236  *
 237  * @param cast  the Cast node
 238  *
 239  * @return 1 if the cast was changed
 240  */
 241 static int cancel_out_casts(ir_node *cast)
 242 {
 243         ir_node *orig, *pred = get_Cast_op(cast);
 244         ir_type *tp_cast, *tp_pred, *tp_orig;
 245
 246         if (!is_Cast(pred)) return 0;
 247         orig = get_Cast_op(pred);
 248
 249         tp_cast = get_Cast_type(cast);
 250         tp_pred = get_Cast_type(pred);
 251         tp_orig = get_irn_typeinfo_type(orig);
 252
 253         while (is_Pointer_type(tp_cast) &&
 254               is_Pointer_type(tp_pred) &&
 255               is_Pointer_type(tp_orig)   ) {
 256                 tp_cast = get_pointer_points_to_type(tp_cast);
 257                 tp_pred = get_pointer_points_to_type(tp_pred);
 258                 tp_orig = get_pointer_points_to_type(tp_orig);
 259         }
 260
 261         if (!is_Class_type(tp_cast) || !is_Class_type(tp_pred) || !is_Class_type(tp_orig))
 262                 return 0;
 263
 264         if (is_SubClass_of(tp_pred, tp_cast) && get_opt_suppress_downcast_optimization())
 265                 return 0;
 266
 267         if (tp_cast == tp_orig) {
 268                 exchange(cast, orig);
 269                 n_casts_removed += 2;
 270                 return 1;
 271         }
 272
 273         if (!(is_SubClass_of  (tp_cast, tp_orig) || is_SubClass_of  (tp_orig, tp_cast))) {
 274                 /* Avoid (B2)(A)(new B1()) --> (B2)(new B1())
 275                 * if B1 =!> B2  and  B2 =!> B1
 276                 */
 277                 return 0;
 278         }
 279
 280         if ((is_SubClass_of  (tp_cast, tp_pred) && is_SuperClass_of(tp_pred, tp_orig)) ||
 281             (is_SuperClass_of(tp_cast, tp_pred) && is_SubClass_of  (tp_pred, tp_orig))) {
 282                 /* Cast --> Pred --> Orig */
 283                 set_Cast_op(cast, orig);
 284                 ++n_casts_removed;
 285                 return 1;
 286         }
 287         return 0;
 288 }
 289
 290 /**
 291  * Optimize Sel(Cast(type, ptr), ent) into Sel(ptr_type, ent_type)
 292  *
 293  * @param sel  the Sel node
 294  *
 295  * @return 1 if Cast's where removed
 296  */
 297 static int concretize_selected_entity(ir_node *sel)
 298 {
 299         ir_node   *cast, *ptr = get_Sel_ptr(sel);
 300         ir_type   *orig_tp, *cast_tp;
 301         ir_entity *new_ent, *sel_ent;
 302         int       res = 0;
 303
 304         sel_ent = get_Sel_entity(sel);
 305         cast    = get_Sel_ptr(sel);
 306
 307         while (is_Cast(cast)) {
 308                 cast_tp = get_Cast_type(cast);
 309                 ptr     = get_Cast_op(cast);
 310                 orig_tp = get_irn_typeinfo_type(ptr);
 311
 312                 /* we handle only classes */
 313                 if (!is_Pointer_type(orig_tp)|| !is_Pointer_type(cast_tp))
 314                         return res;
 315                 orig_tp = get_pointer_points_to_type(orig_tp);
 316                 cast_tp = get_pointer_points_to_type(cast_tp);
 317                 if (!is_Class_type(orig_tp) || !is_Class_type(cast_tp))
 318                         return res;
 319
 320                 /* We only want to concretize, but not generalize. */
 321                 if (!is_SuperClass_of(cast_tp, orig_tp))
 322                         return res;
 323
 324                 /* The sel entity should be a member of the cast_tp, else
 325                    the graph was not properly typed. */
 326                 if (get_class_member_index(cast_tp, sel_ent) == (size_t)-1)
 327                         return res;
 328
 329                 new_ent = resolve_ent_polymorphy(orig_tp, sel_ent);
 330
 331                 /* New ent must be member of orig_tp. */
 332                 if (get_class_member_index(orig_tp, new_ent) == (size_t)-1)
 333                         return res;
 334
 335                 /* all checks done, we can remove the Cast and update the Sel */
 336                 set_Sel_entity(sel, new_ent);
 337                 set_Sel_ptr(sel, ptr);
 338                 ++n_sels_concretized;
 339
 340                 sel_ent = new_ent;
 341                 cast    = ptr;
 342                 res     = 1;
 343         }
 344         return res;
 345 }
 346
 347 /**
 348  * Move Casts of the same type through a Phi node, i.e.
 349  * Phi(Cast(type, x_0), ..., Cast(type, x_n)) -> Cast(type, Phi(x_0, ..., x_n))
 350  *
 351  * @param phi  the Phi node
 352  *
 353  * @return 1 if Cast's where moved
 354  */
 355 static int concretize_Phi_type(ir_node *phi)
 356 {
 357         int       n_preds = get_Phi_n_preds(phi);
 358         ir_node **pred    = ALLOCAN(ir_node*, n_preds);
 359         ir_node  *nn, *blk;
 360         ir_type  *totype;
 361         ir_type  *fromtype;
 362         int       i;
 363
 364         if (n_preds == 0)
 365                 return 0;
 366         pred[0] = get_Phi_pred(phi, 0);
 367
 368         if (!is_Cast(pred[0]))
 369                 return 0;
 370
 371         if (!is_Cast_upcast(pred[0]))
 372                 return 0;
 373
 374         fromtype = get_irn_typeinfo_type(get_Cast_op(pred[0]));
 375         totype   = get_Cast_type(pred[0]);
 376
 377         pred[0] = get_Cast_op(pred[0]);
 378         for (i = 1; i < n_preds; ++i) {
 379                 pred[i] = get_Phi_pred(phi, i);
 380                 if (!is_Cast(pred[i]))
 381                         return 0;
 382                 if (get_irn_typeinfo_type(get_Cast_op(pred[i])) != fromtype)
 383                         return 0;
 384                 pred[i] = get_Cast_op(pred[i]);
 385         }
 386
 387         /* Transform Phi */
 388         blk = get_nodes_block(phi);
 389         nn  = new_r_Phi(blk, n_preds, pred, get_irn_mode(phi));
 390         set_irn_typeinfo_type(nn, fromtype);
 391         nn  = new_r_Cast(blk, nn, totype);
 392         set_irn_typeinfo_type(nn, totype);
 393         exchange(phi, nn);
 394         return 1;
 395 }
 396
 397 /**
 398  * Remove Casted null checks, i.e.
 399  *
 400  * Cmp(Cast(type, x_orig), NULL_type) -> Cmp(x_orig, NULL_orig)
 401  *
 402  * @param cmp  the Cmp node
 403  *
 404  * @return 1 if Cast's where removed
 405  */
 406 static int remove_Cmp_Null_cast(ir_node *cmp)
 407 {
 408         ir_graph *irg;
 409         ir_node *cast, *null, *new_null;
 410         int     cast_pos, null_pos;
 411         ir_type *fromtype;
 412         ir_mode *mode;
 413
 414         cast = get_Cmp_left(cmp);
 415         if (!is_Cast(cast)) {
 416                 null     = cast;
 417                 null_pos = 0;
 418                 cast     = get_Cmp_right(cmp);
 419                 cast_pos = 1;
 420                 if (!is_Cast(cast))
 421                         return 0;
 422         } else {
 423                 null = get_Cmp_right(cmp);
 424                 cast_pos = 0;
 425                 null_pos = 1;
 426         }
 427
 428         if (! is_Const(null))
 429                 return 0;
 430         mode = get_irn_mode(null);
 431         if (!mode_is_reference(mode))
 432                 return 0;
 433         if (get_Const_tarval(null) != get_mode_null(mode))
 434                 return 0;
 435
 436         /* Transform Cmp */
 437         irg = get_irn_irg(cmp);
 438         set_irn_n(cmp, cast_pos, get_Cast_op(cast));
 439         fromtype = get_irn_typeinfo_type(get_Cast_op(cast));
 440         new_null = new_r_Const(irg, get_Const_tarval(null));
 441         set_irn_typeinfo_type(new_null, fromtype);
 442         set_irn_n(cmp, null_pos, new_null);
 443         ++n_casts_removed;
 444         return 1;
 445 }
 446
 447 /**
 448  * Post-Walker: Optimize class casts (mostly by trying to remove them)
 449  */
 450 static void irn_optimize_class_cast(ir_node *n, void *env)
 451 {
 452         int *changed = (int*)env;
 453
 454         if (is_Cast(n))
 455                 *changed |= cancel_out_casts(n);
 456         else if (is_Sel(n))
 457                 *changed |= concretize_selected_entity(n);
 458         else if (is_Phi(n))
 459                 *changed |= concretize_Phi_type(n);
 460         else if (is_Cmp(n))
 461                 *changed |= remove_Cmp_Null_cast(n);
 462 }
 463
 464 void optimize_class_casts(void)
 465 {
 466         int changed;
 467
 468 #if 0
 469         if (get_irp_typeinfo_state() != ir_typeinfo_consistent)
 470                 simple_analyse_types();
 471 #endif
 472
 473         changed = 0;
 474         all_irg_walk(NULL, irn_optimize_class_cast, &changed);
 475
 476         DB((dbg, SET_LEVEL_1, " Cast optimization: %zu Casts removed, %zu Sels concretized.\n",
 477                 n_casts_removed, n_sels_concretized));
 478 }
 479
 480 void firm_init_class_casts_opt(void)
 481 {
 482         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.opt.tropt");
 483 }