nsz Git - libfirm/blob - ir/ana/irscc.c

   1 /*
   2  * Project:     libFIRM
   3  * File name:   ir/ana/irscc.c
   4  * Purpose:     Compute the strongly connected regions and build
   5  *              backedge/loop datastructures.
   6  *              A variation on the Tarjan algorithm. See also [Trapp:99],
   7  *              Chapter 5.2.1.2.
   8  * Author:      Goetz Lindenmaier
   9  * Modified by:
  10  * Created:     7.2002
  11  * CVS-ID:      $Id$
  12  * Copyright:   (c) 2002-2003 Universität Karlsruhe
  13  * Licence:     This file protected by GPL -  GNU GENERAL PUBLIC LICENSE.
  14  */
  15
  16 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  17 #include "config.h"
  18 #endif
  19
  20 #include <string.h>
  21
  22 #include "irloop_t.h"
  23 #include "irnode.h"
  24 #include "irgraph_t.h"
  25 #include "array.h"
  26 #include "pmap.h"
  27 #include "irgwalk.h"
  28 #include "irprog_t.h"
  29
  30 ir_graph *outermost_ir_graph;      /* The outermost graph the scc is computed
  31                                       for */
  32 static ir_loop *current_loop;      /* Current loop construction is working
  33                                       on. */
  34 static int loop_node_cnt = 0;      /* Counts the number of allocated loop nodes.
  35                                       Each loop node gets a unique number.
  36                                       What for? ev. remove. @@@ */
  37 static int current_dfn = 1;        /* Counter to generate depth first numbering
  38                                       of visited nodes.  */
  39
  40 /**********************************************************************/
  41 /* Node attributes                                                   **/
  42 /**********************************************************************/
  43
  44 /* A map to get from irnodes to loop nodes. */
  45 static pmap *node_loop_map = NULL;
  46
  47 /**********************************************************************/
  48 /* Node attributes needed for the construction.                      **/
  49 /**********************************************************************/
  50
  51 typedef struct scc_info {
  52   bool in_stack;         /* Marks whether node is on the stack. */
  53   int dfn;               /* Depth first search number. */
  54   int uplink;            /* dfn number of ancestor. */
  55   //  ir_loop *loop;         /* Refers to the containing loop. */
  56   /*
  57       struct section *section;
  58       xset def;
  59       xset use;
  60   */
  61 } scc_info;
  62
  63 static INLINE scc_info* new_scc_info(void) {
  64   scc_info *info = obstack_alloc (outermost_ir_graph->obst, sizeof (scc_info));
  65   memset (info, 0, sizeof (scc_info));
  66   return info;
  67 }
  68
  69 static INLINE void
  70 mark_irn_in_stack (ir_node *n) {
  71   assert(get_irn_link(n));
  72   ((scc_info *)get_irn_link(n))->in_stack = true;
  73 }
  74
  75 static INLINE void
  76 mark_irn_not_in_stack (ir_node *n) {
  77   assert(get_irn_link(n));
  78   ((scc_info *)get_irn_link(n))->in_stack = false;
  79 }
  80
  81 static INLINE bool
  82 irn_is_in_stack (ir_node *n) {
  83   assert(get_irn_link(n));
  84   return ((scc_info *)get_irn_link(n))->in_stack;
  85 }
  86
  87 static INLINE void
  88 set_irn_uplink (ir_node *n, int uplink) {
  89   assert(get_irn_link(n));
  90   ((scc_info *)get_irn_link(n))->uplink = uplink;
  91 }
  92
  93 static INLINE int
  94 get_irn_uplink (ir_node *n) {
  95   assert(get_irn_link(n));
  96   return ((scc_info *)get_irn_link(n))->uplink;
  97 }
  98
  99 static INLINE void
 100 set_irn_dfn (ir_node *n, int dfn) {
 101   if (! get_irn_link(n)) { DDMN(n); DDME(get_irg_ent(current_ir_graph));}
 102   assert(get_irn_link(n));
 103   ((scc_info *)get_irn_link(n))->dfn = dfn;
 104 }
 105
 106 static INLINE int
 107 get_irn_dfn (ir_node *n) {
 108   assert(get_irn_link(n));
 109   return ((scc_info *)get_irn_link(n))->dfn;
 110 }
 111
 112 /* Uses temporary information to set the loop */
 113 static INLINE void
 114 set_irn_loop (ir_node *n, ir_loop* loop) {
 115   //assert(get_irn_link(n));
 116   //((scc_info *)get_irn_link(n))->loop = loop;
 117   assert(node_loop_map && "not initialized!");
 118   pmap_insert(node_loop_map, (void *)n, (void *)loop);
 119 }
 120
 121 /* Uses temporary information to get the loop */
 122 INLINE ir_loop *
 123 get_irn_loop (ir_node *n) {
 124   ir_loop *res = NULL;
 125   //assert(get_irn_link(n));
 126   //return ((scc_info *)get_irn_link(n))->loop;
 127   assert(node_loop_map && "not initialized!");
 128
 129   if (pmap_contains(node_loop_map, (void *)n))
 130     res = (ir_loop *) pmap_get(node_loop_map, (void *)n);
 131
 132   return res;
 133 }
 134
 135 #if 0
 136 static ir_loop *find_nodes_loop (ir_node *n, ir_loop *l) {
 137   int i;
 138   ir_loop *res = NULL;
 139
 140   /* Test whether n is contained in this loop. */
 141   for (i = 0; i < get_loop_n_nodes(l); i++)
 142     if (n == get_loop_node(l, i)) return l;
 143
 144   /* Is this a leave in the loop tree? If so loop not found. */
 145   if (get_loop_n_sons(l) == 0) return NULL;
 146
 147   /* Else descend in the loop tree. */
 148   for (i = 0; i < get_loop_n_sons(l); i++) {
 149     res = find_nodes_loop(n, get_loop_son(l, i));
 150     if (res) break;
 151   }
 152   return res;
 153 }
 154
 155 /* @@@ temporary implementation, costly!!! */
 156 ir_loop * get_irn_loop(ir_node *n) {
 157   ir_loop *l = get_irg_loop(current_ir_graph);
 158   l = find_nodes_loop(n, l);
 159   return l;
 160 }
 161 #endif
 162
 163 /**********************************************************************/
 164 /* A stack.                                                          **/
 165 /**********************************************************************/
 166
 167 static ir_node **stack = NULL;
 168 static int tos = 0;                /* top of stack */
 169
 170 static INLINE void init_stack(void) {
 171   if (stack) {
 172     ARR_RESIZE (ir_node *, stack, 1000);
 173   } else {
 174     stack = NEW_ARR_F (ir_node *, 1000);
 175   }
 176   tos = 0;
 177 }
 178
 179 #if 0
 180 static INLINE void free_stack(void) {
 181   DEL_ARR_F(stack);
 182   stack = NULL;
 183   tos = 0;
 184 }
 185 #endif
 186
 187 static INLINE void
 188 push (ir_node *n)
 189 {
 190   /*DDMN(n);*/
 191
 192   if (tos == ARR_LEN (stack)) {
 193     int nlen = ARR_LEN (stack) * 2;
 194     ARR_RESIZE (ir_node *, stack, nlen);
 195   }
 196   stack [tos++] = n;
 197   mark_irn_in_stack(n);
 198 }
 199
 200 static INLINE ir_node *
 201 pop (void)
 202 {
 203   ir_node *n = stack[--tos];
 204   mark_irn_not_in_stack(n);
 205   return n;
 206 }
 207
 208 /* The nodes up to n belong to the current loop.
 209    Removes them from the stack and adds them to the current loop. */
 210 static INLINE void
 211 pop_scc_to_loop (ir_node *n)
 212 {
 213   ir_node *m;
 214   int i = 0;
 215
 216   /*for (;;) {*/
 217   do
 218     {
 219     m = pop();
 220     loop_node_cnt++;
 221     set_irn_dfn(m, loop_node_cnt);
 222     add_loop_node(current_loop, m);
 223     set_irn_loop(m, current_loop);
 224     i++;
 225     /*    if (m==n) break;*/
 226     } while(m != n);
 227
 228   if(i > 1)
 229     printf("Mehr als eine Iteration!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!\n");
 230 }
 231
 232 /* GL ??? my last son is my grandson???  Removes loops with no
 233    ir_nodes in them.  Such loops have only another loop as son. (Why
 234    can't they have two loops as sons? Does it never get that far? ) */
 235 void close_loop (ir_loop *l)
 236 {
 237   int last = get_loop_n_elements(l) - 1;
 238   loop_element lelement = get_loop_element(l, last);
 239   ir_loop *last_son = lelement.son;
 240
 241   if (get_kind(last_son) == k_ir_loop &&
 242       get_loop_n_elements(last_son) == 1)
 243     {
 244       ir_loop *gson;
 245
 246       lelement = get_loop_element(last_son, 0);
 247       gson = lelement.son;
 248       if(get_kind(gson) == k_ir_loop)
 249         {
 250           loop_element new_last_son;
 251
 252           gson -> outer_loop = l;
 253           new_last_son.son = gson;
 254           l -> children[last] = new_last_son;
 255         }
 256     }
 257
 258   current_loop = l;
 259 }
 260
 261 /* Removes and unmarks all nodes up to n from the stack.
 262    The nodes must be visited once more to assign them to a scc. */
 263 static INLINE void
 264 pop_scc_unmark_visit (ir_node *n)
 265 {
 266   ir_node *m = NULL;
 267
 268   while (m != n) {
 269     m = pop();
 270     set_irn_visited(m, 0);
 271   }
 272 }
 273
 274 /**********************************************************************/
 275 /* The loop datastructure.                                           **/
 276 /**********************************************************************/
 277
 278 /* Allocates a new loop as son of current_loop.  Sets current_loop
 279    to the new loop and returns the father. */
 280 static ir_loop *new_loop (void) {
 281   ir_loop *father, *son;
 282
 283   father = current_loop;
 284
 285   son = (ir_loop *) obstack_alloc (outermost_ir_graph->obst, sizeof (ir_loop));
 286   memset (son, 0, sizeof (ir_loop));
 287   son->kind = k_ir_loop;
 288   son->children = NEW_ARR_F (loop_element, 0);
 289   son->n_nodes = 0;
 290   son->n_sons=0;
 291   if (father) {
 292     son->outer_loop = father;
 293     add_loop_son(father, son);
 294     son->depth = father->depth+1;
 295   } else {  /* The root loop */
 296     son->outer_loop = son;
 297     son->depth = 0;
 298   }
 299
 300 #ifdef DEBUG_libfirm
 301   son->loop_nr = get_irp_new_node_nr();
 302 #endif
 303
 304   current_loop = son;
 305   return father;
 306 }
 307
 308 #if 0
 309 /* Finishes the datastructures, copies the arrays to the obstack
 310    of current_ir_graph.
 311    A. Schoesser: Caution: loop -> sons is gone. */
 312 static void mature_loop (ir_loop *loop) {
 313   ir_loop **new_sons;
 314
 315   new_sons = NEW_ARR_D (ir_loop *, current_ir_graph->obst, ARR_LEN(loop->sons));
 316   memcpy (new_sons, loop->sons, sizeof (ir_loop *) * ARR_LEN(loop->sons));
 317   DEL_ARR_F(loop->sons);
 318   loop->sons = new_sons;
 319 }
 320 #endif
 321
 322 /* Returns outer loop, itself if outermost. */
 323 ir_loop *get_loop_outer_loop (ir_loop *loop) {
 324   assert(loop && loop->kind == k_ir_loop);
 325   return loop->outer_loop;
 326 }
 327
 328 /* Returns nesting depth of this loop */
 329 int get_loop_depth (ir_loop *loop) {
 330   assert(loop); assert(loop->kind == k_ir_loop);
 331   return loop->depth;
 332 }
 333
 334 /* Returns the number of inner loops */
 335 int      get_loop_n_sons (ir_loop *loop) {
 336   assert(loop && loop->kind == k_ir_loop);
 337   return(loop -> n_sons);
 338 }
 339
 340 /* Returns the pos`th loop_node-child              *
 341  * TODO: This method isn`t very efficient !        *
 342  * Returns NULL if there isnt`t a pos`th loop_node */
 343 ir_loop *get_loop_son (ir_loop *loop, int pos) {
 344   int child_nr = 0, loop_nr = -1;
 345
 346   assert(loop && loop->kind == k_ir_loop);
 347   while(child_nr < ARR_LEN(loop->children))
 348    {
 349     if(*(loop -> children[child_nr].kind) == k_ir_loop)
 350       loop_nr++;
 351     if(loop_nr == pos)
 352       return(loop -> children[child_nr].son);
 353     child_nr++;
 354    }
 355   return NULL;
 356 }
 357
 358 /* Use EXCLUSIVELY this function to add sons, otherwise the loop->n_sons
 359    is invalid! */
 360
 361 static INLINE void
 362 add_loop_son(ir_loop *loop, ir_loop *son) {
 363   loop_element lson;
 364   lson.son = son;
 365   assert(loop && loop->kind == k_ir_loop);
 366   assert(get_kind(son) == k_ir_loop);
 367   ARR_APP1 (loop_element, loop->children, lson);
 368   loop -> n_sons++;
 369 }
 370
 371 /* Returns the number of nodes in the loop */
 372 int      get_loop_n_nodes (ir_loop *loop) {
 373   assert(loop); assert(loop->kind == k_ir_loop);
 374   return loop -> n_nodes;
 375 /*  return ARR_LEN(loop->nodes); */
 376 }
 377
 378 /* Returns the pos`th ir_node-child                *
 379  * TODO: This method isn`t very efficient !        *
 380  * Returns NULL if there isnt`t a pos`th ir_node   */
 381 ir_node *get_loop_node (ir_loop *loop, int pos) {
 382   int child_nr, node_nr = -1;
 383
 384   assert(loop && loop->kind == k_ir_loop);
 385   assert(pos < get_loop_n_nodes(loop));
 386
 387   for (child_nr = 0; child_nr < ARR_LEN(loop->children); child_nr++) {
 388     if(*(loop -> children[child_nr].kind) == k_ir_node)
 389       node_nr++;
 390     if(node_nr == pos)
 391       return(loop -> children[child_nr].node);
 392   }
 393   assert(0 && "no child at pos found");
 394   return NULL;
 395 }
 396
 397 /* Use EXCLUSIVELY this function to add nodes, otherwise the loop->n_nodes
 398    is invalid! */
 399
 400 static INLINE void
 401 add_loop_node(ir_loop *loop, ir_node *n) {
 402   loop_element ln;
 403   ln.node=n;
 404   assert(loop && loop->kind == k_ir_loop);
 405   assert(get_kind(n) == k_ir_node);
 406   ARR_APP1 (loop_element, loop->children, ln);
 407   loop->n_nodes++;
 408 }
 409
 410 /** Returns the number of elements contained in loop.  */
 411 int get_loop_n_elements (ir_loop *loop) {
 412   assert(loop && loop->kind == k_ir_loop);
 413   return(ARR_LEN(loop->children));
 414 }
 415
 416 /*
 417  Returns the pos`th loop element.
 418  This may be a loop_node or a ir_node. The caller of this function has
 419  to check the *(loop_element.kind) field for "k_ir_node" or "k_ir_loop"
 420  and then select the apropriate "loop_element.node" or "loop_element.son".
 421 */
 422
 423 loop_element get_loop_element (ir_loop *loop, int pos) {
 424   assert(loop && loop->kind == k_ir_loop && pos < ARR_LEN(loop->children));
 425
 426   return(loop -> children[pos]);
 427 }
 428
 429 int get_loop_element_pos(ir_loop *loop, void *le) {
 430   assert(loop && loop->kind == k_ir_loop);
 431   int i;
 432
 433   for (i = 0; i < get_loop_n_elements(loop); i++)
 434     if (get_loop_element(loop, i).node == le) return i;
 435   return -1;
 436 }
 437
 438 int get_loop_loop_nr(ir_loop *loop) {
 439   assert(loop && loop->kind == k_ir_loop);
 440 #ifdef DEBUG_libfirm
 441   return loop->loop_nr;
 442 #else
 443   return (int)loop;
 444 #endif
 445 }
 446
 447 /* The outermost loop is remarked in the surrounding graph. */
 448 void     set_irg_loop(ir_graph *irg, ir_loop *loop) {
 449   assert(irg);
 450   irg->loop = loop;
 451 }
 452 ir_loop *get_irg_loop(ir_graph *irg) {
 453   assert(irg);
 454   return irg->loop;
 455 }
 456
 457
 458 /**********************************************************************/
 459 /* Constructing and destructing the loop/backedge information.       **/
 460 /**********************************************************************/
 461
 462 /* Initialization steps. **********************************************/
 463
 464 static INLINE void
 465 init_node (ir_node *n, void *env) {
 466   set_irn_link (n, new_scc_info());
 467   clear_backedges(n);
 468 #if 0
 469   /* Also init nodes not visible in intraproc_view. */
 470     /* @@@ init_node is called for too many nodes -- this wastes memory!.
 471        The mem is not lost as its on the obstack. */
 472   if (get_irn_op(n) == op_Filter) {
 473     for (i = 0; i < get_Filter_n_cg_preds(n); i++)
 474       init_node(get_Filter_cg_pred(n, i), NULL);
 475   }
 476   if (get_irn_op(n) == op_Block) {
 477     for (i = 0; i < get_Block_cg_n_cfgpreds(n); i++) {
 478       init_node(get_Block_cg_cfgpred(n, i), NULL);
 479     }
 480   }
 481   /* The following pattern matches only after a call from above pattern. */
 482   if ((get_irn_op(n) == op_Proj) /*&& (get_Proj_proj(n) == 0)*/) {
 483     /* @@@ init_node is called for every proj -- this wastes memory!.
 484        The mem is not lost as its on the obstack. */
 485     ir_node *cb = get_Proj_pred(n);
 486     if ((get_irn_op(cb) == op_CallBegin) ||
 487         (get_irn_op(cb) == op_EndReg) ||
 488         (get_irn_op(cb) == op_EndExcept)) {
 489       init_node(cb, NULL);
 490       init_node(get_nodes_Block(cb), NULL);
 491     }
 492   }
 493 #endif
 494 }
 495
 496 static INLINE void
 497 init_scc_common (void) {
 498   current_dfn = 1;
 499   loop_node_cnt = 0;
 500   if (!node_loop_map) node_loop_map = pmap_create();
 501   init_stack();
 502 }
 503
 504 static INLINE void
 505 init_scc (ir_graph *irg) {
 506   init_scc_common();
 507   irg_walk_graph (irg, init_node, NULL, NULL);
 508   /*
 509   irg_walk (irg, link_to_reg_end, NULL, NULL);
 510   */
 511 }
 512
 513 static INLINE void
 514 init_ip_scc (void) {
 515   init_scc_common();
 516   cg_walk (init_node, NULL, NULL);
 517 }
 518
 519 /* Condition for breaking the recursion. */
 520 static bool is_outermost_Start(ir_node *n) {
 521   /* Test whether this is the outermost Start node.  If so
 522      recursion must end. */
 523   if ((get_irn_op(n) == op_Block)     &&
 524       (get_Block_n_cfgpreds(n) == 1)  &&
 525       (get_irn_op(skip_Proj(get_Block_cfgpred(n, 0))) == op_Start) &&
 526       (get_nodes_Block(skip_Proj(get_Block_cfgpred(n, 0))) == n)) {
 527     return true;
 528   }
 529 #if 0
 530   /*  @@@ Bad condition:
 531       not possible in interprocedural view as outermost_graph is
 532       not necessarily the only with a dead-end start block.
 533       Besides current_ir_graph is not set properly. */
 534   if ((get_irn_op(n) == op_Block) &&
 535       (n == get_irg_start_block(current_ir_graph))) {
 536     if ((!interprocedural_view)  ||
 537         (current_ir_graph == outermost_ir_graph))
 538       return true;
 539   }
 540 #endif
 541   return false;
 542 }
 543
 544 /* Don't walk from nodes to blocks except for Control flow operations. */
 545 static INLINE int
 546 get_start_index(ir_node *n) {
 547   if (is_cfop(n) || is_fragile_op(n) || get_irn_op(n) == op_Start)
 548     return -1;
 549   else
 550     return 0;
 551 }
 552
 553 /* Returns current_ir_graph and set it to the irg of predecessor index
 554    of node n. */
 555 static INLINE ir_graph *
 556 switch_irg (ir_node *n, int index) {
 557   ir_graph *old_current = current_ir_graph;
 558
 559   if (interprocedural_view) {
 560     /* Only Filter and Block nodes can have predecessors in other graphs. */
 561     if (get_irn_op(n) == op_Filter)
 562       n = get_nodes_Block(n);
 563     if (get_irn_op(n) == op_Block) {
 564       ir_node *cfop = skip_Proj(get_Block_cfgpred(n, index));
 565       if (is_ip_cfop(cfop)) {
 566         current_ir_graph = get_irn_irg(cfop);
 567         set_irg_visited(current_ir_graph, get_max_irg_visited());
 568       }
 569     }
 570   }
 571
 572   return old_current;
 573 }
 574
 575 /* Walks up the stack passing n and then finding the node
 576    where we walked into the irg n is contained in.
 577    Here we switch the irg. */
 578 static ir_graph *
 579 find_irg_on_stack (ir_node *n) {
 580   ir_node *m;
 581   ir_graph *old_current = current_ir_graph;
 582   int i;
 583
 584   if (interprocedural_view) {
 585     for (i = tos; i >= 0; i--) {
 586       if (stack[i] == n) break;
 587     }
 588     if (i < 0) i = tos;
 589
 590     assert (i >= 0);
 591     for (; i >= 0; i--) {
 592       m = stack[i];
 593       /*printf(" Visiting %d ", i); DDMN(m);*/
 594       if (is_ip_cfop(m)) {
 595         current_ir_graph = get_irn_irg(m);
 596         break;
 597       }
 598       if (get_irn_op(m) == op_Filter) {
 599         /* Find the corresponding ip_cfop */
 600         ir_node *pred = stack[i+1];
 601         int j;
 602         for (j = 0; j < get_Filter_n_cg_preds(m); j++)
 603           if (get_Filter_cg_pred(m, j) == pred) break;
 604         if (j >= get_Filter_n_cg_preds(m))
 605           /* It is a filter we didn't pass as the predecessors are marked. */
 606           continue;
 607         assert(get_Filter_cg_pred(m, j) == pred);
 608         switch_irg(m, j);
 609         break;
 610       }
 611     }
 612   }
 613
 614   return old_current;
 615 }
 616
 617 #if 0
 618 static void test(ir_node *pred, ir_node *root, ir_node *this) {
 619   int i;
 620   if (get_irn_uplink(pred) >= get_irn_uplink(root)) return;
 621
 622   printf("this: %d ", get_irn_uplink(this)); DDMN(this);
 623   printf("pred: %d ", get_irn_uplink(pred)); DDMN(pred);
 624   printf("root: %d ", get_irn_uplink(root)); DDMN(root);
 625
 626   printf("tos: %d\n", tos);
 627
 628   for (i = tos; i >= 0; i--) {
 629     ir_node *n = stack[i];
 630     if (!n) continue;
 631     printf(" uplink: %d, pos: %d ", get_irn_uplink(n), i); DDMN(n);
 632   }
 633 }
 634 #endif
 635
 636 /* Test for legal loop header: Block, Phi, ... */
 637 INLINE static bool is_possible_loop_head(ir_node *n) {
 638   return ((get_irn_op(n) == op_Block) ||
 639           (get_irn_op(n) == op_Phi) ||
 640           ((get_irn_op(n) == op_Filter) && interprocedural_view));
 641 }
 642
 643 /* Returns true if n is a loop header, i.e., it is a Block, Phi
 644    or Filter node and has predecessors within the loop and out
 645    of the loop.
 646    @arg root: only needed for assertion. */
 647 static bool
 648 is_head (ir_node *n, ir_node *root)
 649 {
 650   int i;
 651   int some_outof_loop = 0, some_in_loop = 0;
 652
 653   /* Test for legal loop header: Block, Phi, ... */
 654   if (!is_possible_loop_head(n))
 655     return false;
 656
 657   if (!is_outermost_Start(n)) {
 658     for (i = get_start_index(n); i < get_irn_arity(n); i++) {
 659       ir_node *pred = get_irn_n(n, i);
 660       assert(pred);
 661       if (is_backedge(n, i)) continue;
 662       if (!irn_is_in_stack(pred)) {
 663         some_outof_loop = 1;
 664       } else {
 665         assert(get_irn_uplink(pred) >= get_irn_uplink(root));
 666         some_in_loop = 1;
 667       }
 668     }
 669   }
 670   return some_outof_loop && some_in_loop;
 671 }
 672
 673 /* Returns index of the predecessor with the smallest dfn number
 674    greater-equal than limit. */
 675 static int
 676 smallest_dfn_pred (ir_node *n, int limit)
 677 {
 678   int i, index = -2, min = -1;
 679
 680   if (!is_outermost_Start(n)) {
 681     for (i = get_start_index(n); i < get_irn_arity(n); i++) {
 682       ir_node *pred = get_irn_n(n, i);
 683       assert(pred);
 684       if (is_backedge(n, i) || !irn_is_in_stack(pred)) continue;
 685       if (get_irn_dfn(pred) >= limit && (min == -1 || get_irn_dfn(pred) < min)) {
 686         index = i;
 687         min = get_irn_dfn(pred);
 688       }
 689     }
 690   }
 691   return index;
 692 }
 693
 694 /* Returns index of the predecessor with the largest dfn number. */
 695 static int
 696 largest_dfn_pred (ir_node *n)
 697 {
 698   int i, index = -2, max = -1;
 699
 700   if (!is_outermost_Start(n)) {
 701     for (i = get_start_index(n); i < get_irn_arity(n); i++) {
 702       ir_node *pred = get_irn_n(n, i);
 703       if (is_backedge (n, i) || !irn_is_in_stack(pred)) continue;
 704       if (get_irn_dfn(pred) > max) {
 705         index = i;
 706         max = get_irn_dfn(pred);
 707       }
 708     }
 709   }
 710   return index;
 711 }
 712
 713 /* Searches the stack for possible loop heads.  Tests these for backedges.
 714    If it finds a head with an unmarked backedge it marks this edge and
 715    returns the tail of the loop.
 716    If it finds no backedge returns NULL.
 717    ("disable_backedge" in fiasco) */
 718
 719 static ir_node *
 720 find_tail (ir_node *n) {
 721   ir_node *m;
 722   int i, res_index = -2;
 723
 724   /*
 725     if (!icfg && rm_cyclic_phis && remove_cyclic_phis (n)) return NULL;
 726   */
 727
 728   m = stack[tos-1];  /* tos = top of stack */
 729   if (is_head (m, n)) {
 730     res_index = smallest_dfn_pred(m, 0);
 731     if ((res_index == -2) &&  /* no smallest dfn pred found. */
 732         (n == m))
 733       return NULL;
 734   } else {
 735     if (m == n) return NULL;
 736     for (i = tos-2; ; --i) {
 737       m = stack[i];
 738       if (is_head (m, n)) {
 739         res_index = smallest_dfn_pred (m, get_irn_dfn(m) + 1);
 740         if (res_index == -2)  /* no smallest dfn pred found. */
 741           res_index = largest_dfn_pred (m);
 742         break;
 743       }
 744     }
 745   }
 746   assert (res_index > -2);
 747
 748   set_backedge (m, res_index);
 749   return is_outermost_Start(n) ? NULL : get_irn_n(m, res_index);
 750 }
 751
 752
 753 /* The core algorithm. *****************************************/
 754
 755 static void scc (ir_node *n) {
 756   int i;
 757   // GL @@@ remove experimental stuff ir_graph *rem;
 758
 759   if (irn_visited(n)) return;
 760   mark_irn_visited(n);
 761
 762   /* Initialize the node */
 763   set_irn_dfn(n, current_dfn);      /* Depth first number for this node */
 764   set_irn_uplink(n, current_dfn);   /* ... is default uplink. */
 765   set_irn_loop(n, NULL);
 766   current_dfn ++;
 767
 768   /* What's this good for?
 769   n->ana.scc.section = NULL;
 770   */
 771
 772   push(n);
 773
 774   /* AS: get_start_index might return -1 for Control Flow Nodes, and thus a negative
 775      array index would be passed to is_backedge(). But CFG Nodes dont't have a backedge array,
 776      so is_backedge does not access array[-1] but correctly returns false! */
 777
 778   if (!is_outermost_Start(n)) {
 779     for (i = get_start_index(n); i < get_irn_arity(n); i++) {
 780       ir_node *m;
 781       if (is_backedge(n, i)) continue;
 782
 783       m = get_irn_n(n, i); /*get_irn_ip_pred(n, i);*/
 784       if ((!m) || (get_irn_op(m) == op_Unknown)) continue;
 785       scc (m);
 786       // GL @@@ remove experimental stuff /*return_recur(n, i);*/
 787
 788       if (irn_is_in_stack(m)) {
 789         /* Uplink of m is smaller if n->m is a backedge.
 790            Propagate the uplink to mark the loop. */
 791         if (get_irn_uplink(m) < get_irn_uplink(n))
 792           set_irn_uplink(n, get_irn_uplink(m));
 793       }
 794     }
 795   }
 796
 797   if (get_irn_dfn(n) == get_irn_uplink(n)) {
 798     /* This condition holds for the node with the incoming backedge.
 799        AS: That is: For the loop head. */
 800     ir_node *tail = find_tail(n);
 801     if (tail) {
 802       /* We found a new inner loop! */
 803
 804       /* This is an adaption of the algorithm from fiasco / optscc to
 805        * avoid loops without Block or Phi as first node.  This should
 806        * severely reduce the number of evaluations of nodes to detect
 807        * a fixpoint in the heap analyses.
 808        * Firther it avoids loops without firm nodes that cause errors
 809        * in the heap analyses. */
 810 #define NO_LOOPS_WITHOUT_HEAD 1
 811 #if NO_LOOPS_WITHOUT_HEAD
 812       ir_loop *l;
 813       int close;
 814       if (get_loop_n_elements(current_loop) > 0) {
 815         l = new_loop();
 816         close = 1;
 817       } else {
 818         l = current_loop;
 819         close = 0;
 820       }
 821 #else
 822       ir_loop *l = new_loop();
 823 #endif
 824
 825       /* Remove the loop from the stack ... */
 826       pop_scc_unmark_visit (n);
 827       /* and recompute it in a better order; and so that it goes into
 828          the new loop. */
 829       // GL @@@ remove experimental stuff rem = find_irg_on_stack(tail);
 830
 831       scc (tail);
 832       // GL @@@ remove experimental stuff current_ir_graph = rem;
 833
 834       assert (irn_visited(n));
 835 #if NO_LOOPS_WITHOUT_HEAD
 836       if (close)
 837 #endif
 838       close_loop(l);
 839     } else {
 840       /* AS: No inner loop was found. Pop all nodes from the stack
 841          to the current loop. */
 842       pop_scc_to_loop(n);
 843     }
 844   }
 845 }
 846
 847 /* Constructs backedge information for irg. In interprocedural view constructs
 848    backedges for all methods called by irg, too. */
 849 void construct_backedges(ir_graph *irg) {
 850   ir_graph *rem = current_ir_graph;
 851   ir_loop *head_rem;
 852
 853   assert(!interprocedural_view &&
 854          "not implemented, use construct_ip_backedges");
 855
 856   current_ir_graph = irg;
 857   outermost_ir_graph = irg;
 858
 859   init_scc(current_ir_graph);
 860
 861   current_loop = NULL;
 862   new_loop();  /* sets current_loop */
 863   head_rem = current_loop; /* Just for assertion */
 864
 865   if (interprocedural_view) {
 866     set_irg_visited(current_ir_graph, inc_max_irg_visited());
 867     init_ip_walk ();
 868   } else {
 869     inc_irg_visited(current_ir_graph);
 870   }
 871
 872   scc(get_irg_end(current_ir_graph));
 873
 874   if (interprocedural_view) finish_ip_walk();
 875
 876   assert(head_rem == current_loop);
 877   set_irg_loop(current_ir_graph, current_loop);
 878   assert(get_irg_loop(current_ir_graph)->kind == k_ir_loop);
 879   /*
 880   irg->loops = current_loop;
 881   if (icfg == 1) {
 882     int count = 0;
 883     int depth = 0;
 884     count_loop (the_loop, &count, &depth);
 885     }
 886   }
 887   */
 888   current_ir_graph = rem;
 889 }
 890
 891
 892 #if 0
 893 void construct_ip_backedges (void) {
 894   ir_graph *rem = current_ir_graph;
 895   int rem_ipv = interprocedural_view;
 896   int i, j;
 897
 898   outermost_ir_graph = get_irp_main_irg();
 899
 900   init_ip_scc();
 901
 902   current_loop = NULL;
 903   new_loop();  /* sets current_loop */
 904   interprocedural_view = 1;
 905
 906   inc_max_irg_visited();
 907   for (i = 0; i < get_irp_n_irgs(); i++)
 908     set_irg_visited(get_irp_irg(i), get_max_irg_visited());
 909
 910   for (i = 0; i < get_irp_n_irgs(); i++) {
 911     ir_node *sb;
 912     current_ir_graph = get_irp_irg(i);
 913     /* Find real entry points */
 914     sb = get_irg_start_block(current_ir_graph);
 915     if ((get_Block_n_cfgpreds(sb) > 1) ||
 916         (get_nodes_Block(get_Block_cfgpred(sb, 0)) != sb)) continue;
 917     /* Compute scc for this graph */
 918     outermost_ir_graph = current_ir_graph;
 919     set_irg_visited(outermost_ir_graph, get_max_irg_visited());
 920     scc(get_irg_end(current_ir_graph));
 921     for (j = 0; j < get_End_n_keepalives(get_irg_end(outermost_ir_graph)); j++)
 922       scc(get_End_keepalive(get_irg_end(outermost_ir_graph), j));
 923   }
 924
 925   set_irg_loop(outermost_ir_graph, current_loop);
 926   assert(get_irg_loop(outermost_ir_graph)->kind == k_ir_loop);
 927
 928   current_ir_graph = rem;
 929   interprocedural_view = rem_ipv;
 930 }
 931 #else
 932 void construct_ip_backedges (void) {
 933   ir_graph *rem = current_ir_graph;
 934   int rem_ipv = interprocedural_view;
 935   int i;
 936
 937   outermost_ir_graph = get_irp_main_irg();
 938
 939   init_ip_scc();
 940
 941   current_loop = NULL;
 942   new_loop();  /* sets current_loop */
 943   interprocedural_view = 1;
 944
 945   inc_max_irg_visited();
 946   for (i = 0; i < get_irp_n_irgs(); i++)
 947     set_irg_visited(get_irp_irg(i), get_max_irg_visited());
 948
 949   /** We have to start the walk at the same nodes as cg_walk. **/
 950   /* Walk starting at unreachable procedures. Only these
 951    * have End blocks visible in interprocedural view. */
 952   for (i = 0; i < get_irp_n_irgs(); i++) {
 953     ir_node *sb;
 954     current_ir_graph = get_irp_irg(i);
 955
 956     sb = get_irg_start_block(current_ir_graph);
 957
 958     if ((get_Block_n_cfgpreds(sb) > 1) ||
 959         (get_nodes_block(get_Block_cfgpred(sb, 0)) != sb)) continue;
 960
 961     scc(get_irg_end(current_ir_graph));
 962   }
 963
 964   /* Check whether we walked all procedures: there could be procedures
 965      with cyclic calls but no call from the outside. */
 966   for (i = 0; i < get_irp_n_irgs(); i++) {
 967     ir_node *sb;
 968     current_ir_graph = get_irp_irg(i);
 969
 970     /* Test start block: if inner procedure end and end block are not
 971      * visible and therefore not marked. */
 972     sb = get_irg_start_block(current_ir_graph);
 973     if (get_irn_visited(sb) < get_irg_visited(current_ir_graph)) scc(sb);
 974   }
 975
 976   /* Walk all endless loops in inner procedures.
 977    * We recognize an inner procedure if the End node is not visited. */
 978   for (i = 0; i < get_irp_n_irgs(); i++) {
 979     ir_node *e;
 980     current_ir_graph = get_irp_irg(i);
 981
 982     e = get_irg_end(current_ir_graph);
 983     if (get_irn_visited(e) < get_irg_visited(current_ir_graph)) {
 984       int j;
 985       /* Don't visit the End node. */
 986       for (j = 0; j < get_End_n_keepalives(e); j++) scc(get_End_keepalive(e, j));
 987     }
 988   }
 989
 990   set_irg_loop(outermost_ir_graph, current_loop);
 991   assert(get_irg_loop(outermost_ir_graph)->kind == k_ir_loop);
 992
 993   current_ir_graph = rem;
 994   interprocedural_view = rem_ipv;
 995 }
 996 #endif
 997
 998 static void reset_backedges(ir_node *n, void *env) {
 999   if (is_possible_loop_head(n))
1000     clear_backedges(n);
1001 }
1002
1003 /** Removes all loop information.
1004     Resets all backedges */
1005 void free_loop_information(ir_graph *irg) {
1006   set_irg_loop(irg, NULL);
1007   /* We cannot free the loop nodes, they are on the obstack. */
1008   irg_walk_graph(irg, NULL, reset_backedges, NULL);
1009 }
1010
1011
1012 void free_all_loop_information (void) {
1013   int i;
1014   int rem = interprocedural_view;
1015   interprocedural_view = 1;  /* To visit all filter nodes */
1016   for (i = 0; i < get_irp_n_irgs(); i++) {
1017     free_loop_information(get_irp_irg(i));
1018   }
1019   pmap_destroy(node_loop_map);
1020   node_loop_map = NULL;
1021   interprocedural_view = rem;
1022 }
1023
1024
1025
1026
1027
1028 /* Debug stuff *************************************************/
1029
1030 static int test_loop_node(ir_loop *l) {
1031   int i, has_node = 0, found_problem = 0;
1032   loop_element le;
1033   assert(l && l->kind == k_ir_loop);
1034
1035   if (get_loop_n_elements(l) == 0) {
1036     printf(" Loop completely empty! "); DDML(l);
1037     found_problem = 1;
1038     dump_loop(l, "-ha");
1039   }
1040
1041   le = get_loop_element(l, 0);
1042   if (*(le.kind) != k_ir_node) {
1043     assert(le.kind && *(le.kind) == k_ir_loop);
1044     printf(" First loop element is not a node! "); DDML(l);
1045     printf("                                   "); DDML(le.son);
1046
1047     found_problem = 1;
1048     dump_loop(l, "-ha");
1049   }
1050
1051   if ((*(le.kind) == k_ir_node) && !is_possible_loop_head(le.node)) {
1052     printf(" Wrong node as head! "); DDML(l);
1053     printf("                     "); DDMN(le.node);
1054     found_problem = 1;
1055     dump_loop(l, "-ha");
1056   }
1057
1058   /* Recur */
1059   for (i = 0; i < get_loop_n_elements(l); ++i) {
1060     le = get_loop_element(l, i);
1061     if (*(le.kind) == k_ir_node)
1062       has_node = 1;
1063     else
1064       if (test_loop_node(le.son)) found_problem = 1;
1065   }
1066
1067   if (!has_node) {
1068     printf(" Loop has no firm node! "); DDML(l);
1069     found_problem = 1;
1070     dump_loop(l, "-ha");
1071   }
1072
1073   return found_problem;
1074 }
1075
1076 /** Prints all loop nodes that
1077  *  - do not have any firm nodes, only loop sons
1078  *  - the header is not a Phi, Block or Filter.
1079  */
1080 void find_strange_loop_nodes(ir_loop *l) {
1081   int found_problem = 0;
1082   printf("\nTesting loop "); DDML(l);
1083   found_problem = test_loop_node(l);
1084   printf("Finished Test\n\n");
1085   if (found_problem) exit(0);
1086
1087 }