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_t.h"
  24 #include "irgraph_t.h"
  25 #include "array.h"
  26 #include "pmap.h"
  27 #include "irgwalk.h"
  28 #include "irprog_t.h"
  29 #include "irdump.h"
  30
  31 ir_graph *outermost_ir_graph;      /* The outermost graph the scc is computed
  32                       for */
  33 static ir_loop *current_loop;      /* Current loop construction is working
  34                       on. */
  35 static int loop_node_cnt = 0;      /* Counts the number of allocated loop nodes.
  36                       Each loop node gets a unique number.
  37                       What for? ev. remove. @@@ */
  38 static int current_dfn = 1;        /* Counter to generate depth first numbering
  39                       of visited nodes.  */
  40
  41 /**********************************************************************/
  42 /* Node attributes                                                   **/
  43 /**********************************************************************/
  44
  45 /* A map to get from irnodes to loop nodes. */
  46 static pmap *node_loop_map = NULL;
  47
  48 /**********************************************************************/
  49 /* Node attributes needed for the construction.                      **/
  50 /**********************************************************************/
  51
  52 typedef struct scc_info {
  53   bool in_stack;         /* Marks whether node is on the stack. */
  54   int dfn;               /* Depth first search number. */
  55   int uplink;            /* dfn number of ancestor. */
  56   /*  ir_loop *loop;         *//* Refers to the containing loop. */
  57   /*
  58       struct section *section;
  59       xset def;
  60       xset use;
  61   */
  62 } scc_info;
  63
  64 static INLINE scc_info* new_scc_info(void) {
  65   scc_info *info = obstack_alloc (outermost_ir_graph->obst, sizeof (scc_info));
  66   memset (info, 0, sizeof (scc_info));
  67   return info;
  68 }
  69
  70 static INLINE void
  71 mark_irn_in_stack (ir_node *n) {
  72   assert(get_irn_link(n));
  73   /*  to slow */
  74   /* ((scc_info *)get_irn_link(n))->in_stack = true; */
  75   ((scc_info *)n->link)->in_stack = true;
  76 }
  77
  78 static INLINE void
  79 mark_irn_not_in_stack (ir_node *n) {
  80   assert(get_irn_link(n));
  81   /*  to slow */
  82   /* ((scc_info *)get_irn_link(n))->in_stack = false; */
  83   ((scc_info *)n->link)->in_stack = false;
  84 }
  85
  86 static INLINE bool
  87 irn_is_in_stack (ir_node *n) {
  88   assert(get_irn_link(n));
  89   /*  to slow */
  90   /* return ((scc_info *)get_irn_link(n))->in_stack; */
  91   return ((scc_info *)n->link)->in_stack;
  92 }
  93
  94 static INLINE void
  95 set_irn_uplink (ir_node *n, int uplink) {
  96   assert(get_irn_link(n));
  97   /*  to slow */
  98   /* ((scc_info *)get_irn_link(n))->uplink = uplink; */
  99   ((scc_info *)n->link)->uplink = uplink;
 100 }
 101
 102 static INLINE int
 103 get_irn_uplink (ir_node *n) {
 104   assert(get_irn_link(n));
 105   /*  from fast to slow */
 106   /* return ((scc_info *)get_irn_link(n))->uplink; */
 107   return ((scc_info *)n->link)->uplink;
 108 }
 109
 110 static INLINE void
 111 set_irn_dfn (ir_node *n, int dfn) {
 112   assert(get_irn_link(n));
 113   /*  to slow */
 114   /* ((scc_info *)get_irn_link(n))->dfn = dfn; */
 115   ((scc_info *)n->link)->dfn = dfn;
 116 }
 117
 118 static INLINE int
 119 get_irn_dfn (ir_node *n) {
 120   assert(get_irn_link(n));
 121   /*  to slow */
 122   /* return ((scc_info *)get_irn_link(n))->dfn; */
 123   return ((scc_info *)n->link)->dfn;
 124 }
 125
 126 #if 0
 127 /* Replaced node loop map by real field as hash access dominates runtime
 128  * of the algorithm. ! */
 129 /* Uses temporary information to set the loop */
 130 static INLINE void
 131 set_irn_loop (ir_node *n, ir_loop* loop) {
 132   assert(node_loop_map && "not initialized!");
 133   pmap_insert(node_loop_map, (void *)n, (void *)loop);
 134 }
 135
 136 /* Uses temporary information to get the loop */
 137 INLINE ir_loop *
 138 get_irn_loop (ir_node *n) {
 139   ir_loop *res = NULL;
 140   if (!node_loop_map) return NULL;
 141
 142   if (pmap_contains(node_loop_map, (void *)n))
 143     res = (ir_loop *) pmap_get(node_loop_map, (void *)n);
 144
 145   return res;
 146 }
 147 #else
 148 static INLINE void
 149 set_irn_loop (ir_node *n, ir_loop* loop) {
 150   n->loop = loop;
 151 }
 152
 153 /* Uses temporary information to get the loop */
 154 INLINE ir_loop *
 155 get_irn_loop (ir_node *n) {
 156   return n->loop;
 157 }
 158 #endif
 159
 160
 161 #if 0
 162 static ir_loop *find_nodes_loop (ir_node *n, ir_loop *l) {
 163   int i;
 164   ir_loop *res = NULL;
 165
 166   /* Test whether n is contained in this loop. */
 167   for (i = 0; i < get_loop_n_nodes(l); i++)
 168     if (n == get_loop_node(l, i)) return l;
 169
 170   /* Is this a leave in the loop tree? If so loop not found. */
 171   if (get_loop_n_sons(l) == 0) return NULL;
 172
 173   /* Else descend in the loop tree. */
 174   for (i = 0; i < get_loop_n_sons(l); i++) {
 175     res = find_nodes_loop(n, get_loop_son(l, i));
 176     if (res) break;
 177   }
 178   return res;
 179 }
 180
 181 /* @@@ temporary implementation, costly!!! */
 182 ir_loop * get_irn_loop(ir_node *n) {
 183   ir_loop *l = get_irg_loop(current_ir_graph);
 184   l = find_nodes_loop(n, l);
 185   return l;
 186 }
 187 #endif
 188
 189 /**********************************************************************/
 190 /* A stack.                                                          **/
 191 /**********************************************************************/
 192
 193 static ir_node **stack = NULL;
 194 static int tos = 0;                /* top of stack */
 195
 196 static INLINE void init_stack(void) {
 197   if (stack) {
 198     ARR_RESIZE (ir_node *, stack, 1000);
 199   } else {
 200     stack = NEW_ARR_F (ir_node *, 1000);
 201   }
 202   tos = 0;
 203 }
 204
 205 #if 0
 206 static INLINE void free_stack(void) {
 207   DEL_ARR_F(stack);
 208   stack = NULL;
 209   tos = 0;
 210 }
 211 #endif
 212
 213 static INLINE void
 214 push (ir_node *n)
 215 {
 216   /*DDMN(n);*/
 217
 218   if (tos == ARR_LEN (stack)) {
 219     int nlen = ARR_LEN (stack) * 2;
 220     ARR_RESIZE (ir_node *, stack, nlen);
 221   }
 222   stack [tos++] = n;
 223   mark_irn_in_stack(n);
 224 }
 225
 226 static INLINE ir_node *
 227 pop (void)
 228 {
 229   ir_node *n = stack[--tos];
 230   mark_irn_not_in_stack(n);
 231   return n;
 232 }
 233
 234 /* The nodes up to n belong to the current loop.
 235    Removes them from the stack and adds them to the current loop. */
 236 static INLINE void
 237 pop_scc_to_loop (ir_node *n)
 238 {
 239   ir_node *m;
 240   int i = 0;
 241
 242   /*for (;;) {*/
 243   do
 244     {
 245     m = pop();
 246     loop_node_cnt++;
 247     set_irn_dfn(m, loop_node_cnt);
 248     add_loop_node(current_loop, m);
 249     set_irn_loop(m, current_loop);
 250     i++;
 251     /*    if (m==n) break;*/
 252     } while(m != n);
 253
 254   if(i > 1)
 255     printf("Mehr als eine Iteration!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!11111\n");
 256 }
 257
 258 /* GL ??? my last son is my grandson???  Removes loops with no
 259    ir_nodes in them.  Such loops have only another loop as son. (Why
 260    can't they have two loops as sons? Does it never get that far? ) */
 261 void close_loop (ir_loop *l)
 262 {
 263   int last = get_loop_n_elements(l) - 1;
 264   loop_element lelement = get_loop_element(l, last);
 265   ir_loop *last_son = lelement.son;
 266
 267   if (get_kind(last_son) == k_ir_loop &&
 268       get_loop_n_elements(last_son) == 1)
 269     {
 270       ir_loop *gson;
 271
 272       lelement = get_loop_element(last_son, 0);
 273       gson = lelement.son;
 274       if(get_kind(gson) == k_ir_loop)
 275     {
 276           loop_element new_last_son;
 277
 278       gson -> outer_loop = l;
 279           new_last_son.son = gson;
 280       l -> children[last] = new_last_son;
 281     }
 282     }
 283
 284   current_loop = l;
 285 }
 286
 287 /* Removes and unmarks all nodes up to n from the stack.
 288    The nodes must be visited once more to assign them to a scc. */
 289 static INLINE void
 290 pop_scc_unmark_visit (ir_node *n)
 291 {
 292   ir_node *m = NULL;
 293
 294   while (m != n) {
 295     m = pop();
 296     set_irn_visited(m, 0);
 297   }
 298 }
 299
 300 /**********************************************************************/
 301 /* The loop datastructure.                                           **/
 302 /**********************************************************************/
 303
 304 /* Allocates a new loop as son of current_loop.  Sets current_loop
 305    to the new loop and returns the father. */
 306 static ir_loop *new_loop (void) {
 307   ir_loop *father, *son;
 308
 309   father = current_loop;
 310
 311   son = (ir_loop *) obstack_alloc (outermost_ir_graph->obst, sizeof (ir_loop));
 312   memset (son, 0, sizeof (ir_loop));
 313   son->kind = k_ir_loop;
 314   son->children = NEW_ARR_F (loop_element, 0);
 315   son->n_nodes = 0;
 316   son->n_sons=0;
 317   if (father) {
 318     son->outer_loop = father;
 319     add_loop_son(father, son);
 320     son->depth = father->depth+1;
 321   } else {  /* The root loop */
 322     son->outer_loop = son;
 323     son->depth = 0;
 324   }
 325
 326 #ifdef DEBUG_libfirm
 327   son->loop_nr = get_irp_new_node_nr();
 328   son->link = NULL;
 329 #endif
 330
 331   current_loop = son;
 332   return father;
 333 }
 334
 335 #if 0
 336 /* Finishes the datastructures, copies the arrays to the obstack
 337    of current_ir_graph.
 338    A. Schoesser: Caution: loop -> sons is gone. */
 339 static void mature_loop (ir_loop *loop) {
 340   ir_loop **new_sons;
 341
 342   new_sons = NEW_ARR_D (ir_loop *, current_ir_graph->obst, ARR_LEN(loop->sons));
 343   memcpy (new_sons, loop->sons, sizeof (ir_loop *) * ARR_LEN(loop->sons));
 344   DEL_ARR_F(loop->sons);
 345   loop->sons = new_sons;
 346 }
 347 #endif
 348
 349 /* Returns outer loop, itself if outermost. */
 350 ir_loop *get_loop_outer_loop (ir_loop *loop) {
 351   assert(loop && loop->kind == k_ir_loop);
 352   return loop->outer_loop;
 353 }
 354
 355 /* Returns nesting depth of this loop */
 356 int get_loop_depth (ir_loop *loop) {
 357   assert(loop); assert(loop->kind == k_ir_loop);
 358   return loop->depth;
 359 }
 360
 361 /* Returns the number of inner loops */
 362 int      get_loop_n_sons (ir_loop *loop) {
 363   assert(loop && loop->kind == k_ir_loop);
 364   return(loop -> n_sons);
 365 }
 366
 367 /* Returns the pos`th loop_node-child              *
 368  * TODO: This method isn`t very efficient !        *
 369  * Returns NULL if there isnt`t a pos`th loop_node */
 370 ir_loop *get_loop_son (ir_loop *loop, int pos) {
 371   int child_nr = 0, loop_nr = -1;
 372
 373   assert(loop && loop->kind == k_ir_loop);
 374   while(child_nr < ARR_LEN(loop->children))
 375    {
 376     if(*(loop -> children[child_nr].kind) == k_ir_loop)
 377       loop_nr++;
 378     if(loop_nr == pos)
 379       return(loop -> children[child_nr].son);
 380     child_nr++;
 381    }
 382   return NULL;
 383 }
 384
 385 /* Use EXCLUSIVELY this function to add sons, otherwise the loop->n_sons
 386    is invalid! */
 387
 388 static INLINE void
 389 add_loop_son(ir_loop *loop, ir_loop *son) {
 390   loop_element lson;
 391   lson.son = son;
 392   assert(loop && loop->kind == k_ir_loop);
 393   assert(get_kind(son) == k_ir_loop);
 394   ARR_APP1 (loop_element, loop->children, lson);
 395   loop -> n_sons++;
 396 }
 397
 398 /* Returns the number of nodes in the loop */
 399 int      get_loop_n_nodes (ir_loop *loop) {
 400   assert(loop); assert(loop->kind == k_ir_loop);
 401   return loop -> n_nodes;
 402 /*  return ARR_LEN(loop->nodes); */
 403 }
 404
 405 /* Returns the pos`th ir_node-child                *
 406  * TODO: This method isn`t very efficient !        *
 407  * Returns NULL if there isnt`t a pos`th ir_node   */
 408 ir_node *get_loop_node (ir_loop *loop, int pos) {
 409   int child_nr, node_nr = -1;
 410
 411   assert(loop && loop->kind == k_ir_loop);
 412   assert(pos < get_loop_n_nodes(loop));
 413
 414   for (child_nr = 0; child_nr < ARR_LEN(loop->children); child_nr++) {
 415     if(*(loop -> children[child_nr].kind) == k_ir_node)
 416       node_nr++;
 417     if(node_nr == pos)
 418       return(loop -> children[child_nr].node);
 419   }
 420   DDML(loop);
 421   printf("pos: %d\n", pos);
 422   assert(0 && "no child at pos found");
 423   return NULL;
 424 }
 425
 426 /* Use EXCLUSIVELY this function to add nodes, otherwise the loop->n_nodes
 427    is invalid! */
 428
 429 static INLINE void
 430 add_loop_node(ir_loop *loop, ir_node *n) {
 431   loop_element ln;
 432   ln.node = n;
 433   assert(loop && loop->kind == k_ir_loop);
 434   assert(get_kind(n) == k_ir_node);
 435   ARR_APP1 (loop_element, loop->children, ln);
 436   loop->n_nodes++;
 437 }
 438
 439 /** Returns the number of elements contained in loop.  */
 440 int get_loop_n_elements (ir_loop *loop) {
 441   assert(loop && loop->kind == k_ir_loop);
 442   return(ARR_LEN(loop->children));
 443 }
 444
 445 /*
 446  Returns the pos`th loop element.
 447  This may be a loop_node or a ir_node. The caller of this function has
 448  to check the *(loop_element.kind) field for "k_ir_node" or "k_ir_loop"
 449  and then select the apropriate "loop_element.node" or "loop_element.son".
 450 */
 451
 452 loop_element get_loop_element (ir_loop *loop, int pos) {
 453   assert(loop && loop->kind == k_ir_loop && pos < ARR_LEN(loop->children));
 454
 455   return(loop -> children[pos]);
 456 }
 457
 458 int get_loop_element_pos(ir_loop *loop, void *le) {
 459   int i;
 460   assert(loop && loop->kind == k_ir_loop);
 461
 462   for (i = 0; i < get_loop_n_elements(loop); i++)
 463     if (get_loop_element(loop, i).node == le) return i;
 464   return -1;
 465 }
 466
 467 int get_loop_loop_nr(ir_loop *loop) {
 468   assert(loop && loop->kind == k_ir_loop);
 469 #ifdef DEBUG_libfirm
 470   return loop->loop_nr;
 471 #else
 472   return (int)loop;
 473 #endif
 474 }
 475
 476
 477 /** A field to connect additional information to a loop.  Only valid
 478     if libfirm_debug is set. */
 479 void  set_loop_link (ir_loop *loop, void *link) {
 480   assert(loop && loop->kind == k_ir_loop);
 481 #ifdef DEBUG_libfirm
 482   loop->link = link;
 483 #endif
 484 }
 485 void *get_loop_link (const ir_loop *loop) {
 486   assert(loop && loop->kind == k_ir_loop);
 487 #ifdef DEBUG_libfirm
 488   return loop->link;
 489 #else
 490   return NULL;
 491 #endif
 492 }
 493
 494 /* The outermost loop is remarked in the surrounding graph. */
 495 void     set_irg_loop(ir_graph *irg, ir_loop *loop) {
 496   assert(irg);
 497   irg->loop = loop;
 498 }
 499 ir_loop *get_irg_loop(ir_graph *irg) {
 500   assert(irg);
 501   return irg->loop;
 502 }
 503
 504
 505 /**********************************************************************/
 506 /* Constructing and destructing the loop/backedge information.       **/
 507 /**********************************************************************/
 508
 509 /* Initialization steps. **********************************************/
 510
 511 static INLINE void
 512 init_node (ir_node *n, void *env) {
 513   set_irn_link (n, new_scc_info());
 514   clear_backedges(n);
 515 #if 0
 516   /* Also init nodes not visible in intraproc_view. */
 517     /* @@@ init_node is called for too many nodes -- this wastes memory!.
 518        The mem is not lost as its on the obstack. */
 519   if (intern_get_irn_op(n) == op_Filter) {
 520     for (i = 0; i < get_Filter_n_cg_preds(n); i++)
 521       init_node(get_Filter_cg_pred(n, i), NULL);
 522   }
 523   if (intern_get_irn_op(n) == op_Block) {
 524     for (i = 0; i < get_Block_cg_n_cfgpreds(n); i++) {
 525       init_node(get_Block_cg_cfgpred(n, i), NULL);
 526     }
 527   }
 528   /* The following pattern matches only after a call from above pattern. */
 529   if ((intern_get_irn_op(n) == op_Proj) /*&& (get_Proj_proj(n) == 0)*/) {
 530     /* @@@ init_node is called for every proj -- this wastes memory!.
 531        The mem is not lost as its on the obstack. */
 532     ir_node *cb = get_Proj_pred(n);
 533     if ((intern_get_irn_op(cb) == op_CallBegin) ||
 534     (intern_get_irn_op(cb) == op_EndReg) ||
 535     (intern_get_irn_op(cb) == op_EndExcept)) {
 536       init_node(cb, NULL);
 537       init_node(get_nodes_Block(cb), NULL);
 538     }
 539   }
 540 #endif
 541 }
 542
 543 static INLINE void
 544 init_scc_common (void) {
 545   current_dfn = 1;
 546   loop_node_cnt = 0;
 547   if (!node_loop_map) node_loop_map = pmap_create();
 548   init_stack();
 549 }
 550
 551 static INLINE void
 552 init_scc (ir_graph *irg) {
 553   init_scc_common();
 554   irg_walk_graph (irg, init_node, NULL, NULL);
 555   /*
 556   irg_walk (irg, link_to_reg_end, NULL, NULL);
 557   */
 558 }
 559
 560 static INLINE void
 561 init_ip_scc (void) {
 562   init_scc_common();
 563   cg_walk (init_node, NULL, NULL);
 564 }
 565
 566 /* Condition for breaking the recursion. */
 567 static bool is_outermost_Start(ir_node *n) {
 568   /* Test whether this is the outermost Start node.  If so
 569      recursion must end. */
 570   if ((intern_get_irn_op(n) == op_Block)     &&
 571       (get_Block_n_cfgpreds(n) == 1)  &&
 572       (intern_get_irn_op(skip_Proj(get_Block_cfgpred(n, 0))) == op_Start) &&
 573       (get_nodes_Block(skip_Proj(get_Block_cfgpred(n, 0))) == n)) {
 574     return true;
 575   }
 576 #if 0
 577   /*  @@@ Bad condition:
 578       not possible in interprocedural view as outermost_graph is
 579       not necessarily the only with a dead-end start block.
 580       Besides current_ir_graph is not set properly. */
 581   if ((intern_get_irn_op(n) == op_Block) &&
 582       (n == get_irg_start_block(current_ir_graph))) {
 583     if ((!interprocedural_view)  ||
 584     (current_ir_graph == outermost_ir_graph))
 585       return true;
 586   }
 587 #endif
 588   return false;
 589 }
 590
 591 /* Don't walk from nodes to blocks except for Control flow operations. */
 592 static INLINE int
 593 get_start_index(ir_node *n) {
 594   /*  if (is_cfop(n) || is_fragile_op(n) || intern_get_irn_op(n) == op_Start)
 595       // this should be sufficient.
 596     return -1;
 597   else
 598     return 0;
 599   */
 600   if (intern_get_irn_op(n) == op_Phi   ||
 601       intern_get_irn_op(n) == op_Block ||
 602       (intern_get_irn_op(n) == op_Filter && interprocedural_view))
 603     // Here we could test for backedge at -1 which is illegal
 604     return 0;
 605   else
 606     return -1;
 607 }
 608 #if 0
 609 /* Returns current_ir_graph and set it to the irg of predecessor index
 610    of node n. */
 611 static INLINE ir_graph *
 612 switch_irg (ir_node *n, int index) {
 613   ir_graph *old_current = current_ir_graph;
 614
 615   if (interprocedural_view) {
 616     /* Only Filter and Block nodes can have predecessors in other graphs. */
 617     if (intern_get_irn_op(n) == op_Filter)
 618       n = get_nodes_Block(n);
 619     if (intern_get_irn_op(n) == op_Block) {
 620       ir_node *cfop = skip_Proj(get_Block_cfgpred(n, index));
 621       if (is_ip_cfop(cfop)) {
 622     current_ir_graph = get_irn_irg(cfop);
 623     set_irg_visited(current_ir_graph, get_max_irg_visited());
 624       }
 625     }
 626   }
 627
 628   return old_current;
 629 }
 630
 631 /* Walks up the stack passing n and then finding the node
 632    where we walked into the irg n is contained in.
 633    Here we switch the irg. */
 634 static ir_graph *
 635 find_irg_on_stack (ir_node *n) {
 636   ir_node *m;
 637   ir_graph *old_current = current_ir_graph;
 638   int i;
 639
 640   if (interprocedural_view) {
 641     for (i = tos; i >= 0; i--) {
 642       if (stack[i] == n) break;
 643     }
 644     if (i < 0) i = tos;
 645
 646     assert (i >= 0);
 647     for (; i >= 0; i--) {
 648       m = stack[i];
 649       /*printf(" Visiting %d ", i); DDMN(m);*/
 650       if (is_ip_cfop(m)) {
 651     current_ir_graph = get_irn_irg(m);
 652     break;
 653       }
 654       if (intern_get_irn_op(m) == op_Filter) {
 655     /* Find the corresponding ip_cfop */
 656     ir_node *pred = stack[i+1];
 657     int j;
 658     for (j = 0; j < get_Filter_n_cg_preds(m); j++)
 659       if (get_Filter_cg_pred(m, j) == pred) break;
 660     if (j >= get_Filter_n_cg_preds(m))
 661       /* It is a filter we didn't pass as the predecessors are marked. */
 662       continue;
 663     assert(get_Filter_cg_pred(m, j) == pred);
 664     switch_irg(m, j);
 665     break;
 666       }
 667     }
 668   }
 669
 670   return old_current;
 671 }
 672 #endif
 673
 674 #if 0
 675 static void test(ir_node *pred, ir_node *root, ir_node *this) {
 676   int i;
 677   if (get_irn_uplink(pred) >= get_irn_uplink(root)) return;
 678
 679   printf("this: %d ", get_irn_uplink(this)); DDMN(this);
 680   printf("pred: %d ", get_irn_uplink(pred)); DDMN(pred);
 681   printf("root: %d ", get_irn_uplink(root)); DDMN(root);
 682
 683   printf("tos: %d\n", tos);
 684
 685   for (i = tos; i >= 0; i--) {
 686     ir_node *n = stack[i];
 687     if (!n) continue;
 688     printf(" uplink: %d, pos: %d ", get_irn_uplink(n), i); DDMN(n);
 689   }
 690 }
 691 #endif
 692
 693 /* Test for legal loop header: Block, Phi, ... */
 694 INLINE static bool is_possible_loop_head(ir_node *n) {
 695   ir_op *op = intern_get_irn_op(n);
 696   return ((op == op_Block) ||
 697       (op == op_Phi) ||
 698       ((op == op_Filter) && interprocedural_view));
 699 }
 700
 701 /* Returns true if n is a loop header, i.e., it is a Block, Phi
 702    or Filter node and has predecessors within the loop and out
 703    of the loop.
 704    @arg root: only needed for assertion. */
 705 static bool
 706 is_head (ir_node *n, ir_node *root)
 707 {
 708   int i, arity;
 709   int some_outof_loop = 0, some_in_loop = 0;
 710
 711   /* Test for legal loop header: Block, Phi, ... */
 712   if (!is_possible_loop_head(n))
 713     return false;
 714
 715   if (!is_outermost_Start(n)) {
 716     arity = intern_get_irn_arity(n);
 717     for (i = get_start_index(n); i < arity; i++) {
 718       ir_node *pred = intern_get_irn_n(n, i);
 719       assert(pred);
 720       if (is_backedge(n, i)) continue;
 721       if (!irn_is_in_stack(pred)) {
 722     some_outof_loop = 1;
 723       } else {
 724     assert(get_irn_uplink(pred) >= get_irn_uplink(root));
 725     some_in_loop = 1;
 726       }
 727     }
 728   }
 729   return some_outof_loop && some_in_loop;
 730 }
 731
 732 /* Returns index of the predecessor with the smallest dfn number
 733    greater-equal than limit. */
 734 static int
 735 smallest_dfn_pred (ir_node *n, int limit)
 736 {
 737   int i, index = -2, min = -1;
 738
 739   if (!is_outermost_Start(n)) {
 740     int arity = intern_get_irn_arity(n);
 741     for (i = get_start_index(n); i < arity; i++) {
 742       ir_node *pred = intern_get_irn_n(n, i);
 743       assert(pred);
 744       if (is_backedge(n, i) || !irn_is_in_stack(pred)) continue;
 745       if (get_irn_dfn(pred) >= limit && (min == -1 || get_irn_dfn(pred) < min)) {
 746     index = i;
 747     min = get_irn_dfn(pred);
 748       }
 749     }
 750   }
 751   return index;
 752 }
 753
 754 /* Returns index of the predecessor with the largest dfn number. */
 755 static int
 756 largest_dfn_pred (ir_node *n)
 757 {
 758   int i, index = -2, max = -1;
 759
 760   if (!is_outermost_Start(n)) {
 761     int arity = intern_get_irn_arity(n);
 762     for (i = get_start_index(n); i < arity; i++) {
 763       ir_node *pred = intern_get_irn_n(n, i);
 764       if (is_backedge (n, i) || !irn_is_in_stack(pred)) continue;
 765       if (get_irn_dfn(pred) > max) {
 766     index = i;
 767     max = get_irn_dfn(pred);
 768       }
 769     }
 770   }
 771   return index;
 772 }
 773
 774 /* Searches the stack for possible loop heads.  Tests these for backedges.
 775    If it finds a head with an unmarked backedge it marks this edge and
 776    returns the tail of the loop.
 777    If it finds no backedge returns NULL.
 778    ("disable_backedge" in fiasco) */
 779
 780 static ir_node *
 781 find_tail (ir_node *n) {
 782   ir_node *m;
 783   int i, res_index = -2;
 784
 785   /*
 786     if (!icfg && rm_cyclic_phis && remove_cyclic_phis (n)) return NULL;
 787   */
 788
 789   m = stack[tos-1];  /* tos = top of stack */
 790   if (is_head (m, n)) {
 791     res_index = smallest_dfn_pred(m, 0);
 792     if ((res_index == -2) &&  /* no smallest dfn pred found. */
 793     (n == m))
 794       return NULL;
 795   } else {
 796     if (m == n) return NULL;
 797     for (i = tos-2; ; --i) {
 798       m = stack[i];
 799       if (is_head (m, n)) {
 800     res_index = smallest_dfn_pred (m, get_irn_dfn(m) + 1);
 801     if (res_index == -2)  /* no smallest dfn pred found. */
 802       res_index = largest_dfn_pred (m);
 803     break;
 804       }
 805     }
 806   }
 807   assert (res_index > -2);
 808
 809   set_backedge (m, res_index);
 810   return is_outermost_Start(n) ? NULL : intern_get_irn_n(m, res_index);
 811 }
 812
 813
 814 /* The core algorithm. *****************************************/
 815
 816 static void scc (ir_node *n) {
 817   int i;
 818   if (irn_visited(n)) return;
 819   mark_irn_visited(n);
 820
 821   /* Initialize the node */
 822   set_irn_dfn(n, current_dfn);      /* Depth first number for this node */
 823   set_irn_uplink(n, current_dfn);   /* ... is default uplink. */
 824   set_irn_loop(n, NULL);
 825   current_dfn ++;
 826   push(n);
 827
 828   /* AS: get_start_index might return -1 for Control Flow Nodes, and thus a negative
 829      array index would be passed to is_backedge(). But CFG Nodes dont't have a backedge array,
 830      so is_backedge does not access array[-1] but correctly returns false! */
 831
 832   if (!is_outermost_Start(n)) {
 833     int arity = intern_get_irn_arity(n);
 834     for (i = get_start_index(n); i < arity; i++) {
 835       ir_node *m;
 836       if (is_backedge(n, i)) continue;
 837
 838       m = intern_get_irn_n(n, i); /* get_irn_ip_pred(n, i); */
 839       /* if ((!m) || (intern_get_irn_op(m) == op_Unknown)) continue; */
 840       scc (m);
 841       if (irn_is_in_stack(m)) {
 842     /* Uplink of m is smaller if n->m is a backedge.
 843        Propagate the uplink to mark the loop. */
 844     if (get_irn_uplink(m) < get_irn_uplink(n))
 845       set_irn_uplink(n, get_irn_uplink(m));
 846       }
 847     }
 848   }
 849
 850   if (get_irn_dfn(n) == get_irn_uplink(n)) {
 851     /* This condition holds for the node with the incoming backedge.
 852        AS: That is: For the loop head. */
 853     ir_node *tail = find_tail(n);
 854     if (tail) {
 855       /* We found a new inner loop! */
 856
 857       /* This is an adaption of the algorithm from fiasco / optscc to
 858        * avoid loops without Block or Phi as first node.  This should
 859        * severely reduce the number of evaluations of nodes to detect
 860        * a fixpoint in the heap analyses.
 861        * Further it avoids loops without firm nodes that cause errors
 862        * in the heap analyses. */
 863 #define NO_LOOPS_WITHOUT_HEAD 1
 864 #if NO_LOOPS_WITHOUT_HEAD
 865       ir_loop *l;
 866       int close;
 867       if (get_loop_n_elements(current_loop) > 0) {
 868     l = new_loop();
 869     close = 1;
 870       } else {
 871     l = current_loop;
 872     close = 0;
 873       }
 874 #else
 875       ir_loop *l = new_loop();
 876 #endif
 877
 878       /* Remove the loop from the stack ... */
 879       pop_scc_unmark_visit (n);
 880       /* and recompute it in a better order; and so that it goes into
 881      the new loop. */
 882       /*  GL @@@ remove experimental stuff rem = find_irg_on_stack(tail); */
 883
 884       scc (tail);
 885       /*  GL @@@ remove experimental stuff current_ir_graph = rem; */
 886
 887       assert (irn_visited(n));
 888 #if NO_LOOPS_WITHOUT_HEAD
 889       if (close)
 890 #endif
 891       close_loop(l);
 892     } else {
 893       /* AS: No inner loop was found. Pop all nodes from the stack
 894      to the current loop. */
 895       pop_scc_to_loop(n);
 896     }
 897   }
 898 }
 899
 900 /* Constructs backedge information for irg. In interprocedural view constructs
 901    backedges for all methods called by irg, too. */
 902 void construct_backedges(ir_graph *irg) {
 903   ir_graph *rem = current_ir_graph;
 904   ir_loop *head_rem;
 905
 906   assert(!interprocedural_view &&
 907      "not implemented, use construct_ip_backedges");
 908
 909   current_ir_graph = irg;
 910   outermost_ir_graph = irg;
 911
 912   init_scc(current_ir_graph);
 913
 914   current_loop = NULL;
 915   new_loop();  /* sets current_loop */
 916   head_rem = current_loop; /* Just for assertion */
 917
 918   if (interprocedural_view) {
 919     set_irg_visited(current_ir_graph, inc_max_irg_visited());
 920     init_ip_walk ();
 921   } else {
 922     inc_irg_visited(current_ir_graph);
 923   }
 924
 925   scc(get_irg_end(current_ir_graph));
 926
 927   if (interprocedural_view) finish_ip_walk();
 928
 929   assert(head_rem == current_loop);
 930   set_irg_loop(current_ir_graph, current_loop);
 931   set_irg_loopinfo_state(current_ir_graph, loopinfo_consistent);
 932   assert(get_irg_loop(current_ir_graph)->kind == k_ir_loop);
 933   /*
 934   irg->loops = current_loop;
 935   if (icfg == 1) {
 936     int count = 0;
 937     int depth = 0;
 938     count_loop (the_loop, &count, &depth);
 939     }
 940   }
 941   */
 942   current_ir_graph = rem;
 943 }
 944
 945
 946 #if 0
 947 void construct_ip_backedges (void) {
 948   ir_graph *rem = current_ir_graph;
 949   int rem_ipv = interprocedural_view;
 950   int i, j;
 951
 952   outermost_ir_graph = get_irp_main_irg();
 953
 954   init_ip_scc();
 955
 956   current_loop = NULL;
 957   new_loop();  /* sets current_loop */
 958   interprocedural_view = 1;
 959
 960   inc_max_irg_visited();
 961   for (i = 0; i < get_irp_n_irgs(); i++)
 962     set_irg_visited(get_irp_irg(i), get_max_irg_visited());
 963
 964   for (i = 0; i < get_irp_n_irgs(); i++) {
 965     ir_node *sb;
 966     current_ir_graph = get_irp_irg(i);
 967     /* Find real entry points */
 968     sb = get_irg_start_block(current_ir_graph);
 969     if ((get_Block_n_cfgpreds(sb) > 1) ||
 970     (get_nodes_Block(get_Block_cfgpred(sb, 0)) != sb)) continue;
 971     /* Compute scc for this graph */
 972     outermost_ir_graph = current_ir_graph;
 973     set_irg_visited(outermost_ir_graph, get_max_irg_visited());
 974     scc(get_irg_end(current_ir_graph));
 975     for (j = 0; j < get_End_n_keepalives(get_irg_end(outermost_ir_graph)); j++)
 976       scc(get_End_keepalive(get_irg_end(outermost_ir_graph), j));
 977   }
 978
 979   set_irg_loop(outermost_ir_graph, current_loop);
 980   set_irg_loopinfo_state(current_ir_graph, loopinfo_ip_consistent);
 981   assert(get_irg_loop(outermost_ir_graph)->kind == k_ir_loop);
 982
 983   current_ir_graph = rem;
 984   interprocedural_view = rem_ipv;
 985 }
 986 #else
 987 void construct_ip_backedges (void) {
 988   ir_graph *rem = current_ir_graph;
 989   int rem_ipv = interprocedural_view;
 990   int i;
 991
 992   outermost_ir_graph = get_irp_main_irg();
 993
 994   init_ip_scc();
 995
 996   current_loop = NULL;
 997   new_loop();  /* sets current_loop */
 998   interprocedural_view = 1;
 999
1000   inc_max_irg_visited();
1001   for (i = 0; i < get_irp_n_irgs(); i++)
1002     set_irg_visited(get_irp_irg(i), get_max_irg_visited());
1003
1004   /** We have to start the walk at the same nodes as cg_walk. **/
1005   /* Walk starting at unreachable procedures. Only these
1006    * have End blocks visible in interprocedural view. */
1007   for (i = 0; i < get_irp_n_irgs(); i++) {
1008     ir_node *sb;
1009     current_ir_graph = get_irp_irg(i);
1010
1011     sb = get_irg_start_block(current_ir_graph);
1012
1013     if ((get_Block_n_cfgpreds(sb) > 1) ||
1014     (get_nodes_block(get_Block_cfgpred(sb, 0)) != sb)) continue;
1015
1016     scc(get_irg_end(current_ir_graph));
1017   }
1018
1019   /* Check whether we walked all procedures: there could be procedures
1020      with cyclic calls but no call from the outside. */
1021   for (i = 0; i < get_irp_n_irgs(); i++) {
1022     ir_node *sb;
1023     current_ir_graph = get_irp_irg(i);
1024
1025     /* Test start block: if inner procedure end and end block are not
1026      * visible and therefore not marked. */
1027     sb = get_irg_start_block(current_ir_graph);
1028     if (get_irn_visited(sb) < get_irg_visited(current_ir_graph)) scc(sb);
1029   }
1030
1031   /* Walk all endless loops in inner procedures.
1032    * We recognize an inner procedure if the End node is not visited. */
1033   for (i = 0; i < get_irp_n_irgs(); i++) {
1034     ir_node *e;
1035     current_ir_graph = get_irp_irg(i);
1036
1037     e = get_irg_end(current_ir_graph);
1038     if (get_irn_visited(e) < get_irg_visited(current_ir_graph)) {
1039       int j;
1040       /* Don't visit the End node. */
1041       for (j = 0; j < get_End_n_keepalives(e); j++) scc(get_End_keepalive(e, j));
1042     }
1043   }
1044
1045   set_irg_loop(outermost_ir_graph, current_loop);
1046   set_irg_loopinfo_state(current_ir_graph, loopinfo_ip_consistent);
1047   assert(get_irg_loop(outermost_ir_graph)->kind == k_ir_loop);
1048
1049   current_ir_graph = rem;
1050   interprocedural_view = rem_ipv;
1051 }
1052 #endif
1053
1054 static void reset_backedges(ir_node *n) {
1055   if (is_possible_loop_head(n)) {
1056     int rem = interprocedural_view;
1057     interprocedural_view = 1;
1058     clear_backedges(n);
1059     interprocedural_view = 0;
1060     clear_backedges(n);
1061     interprocedural_view = rem;
1062   }
1063 }
1064
1065 static void loop_reset_backedges(ir_loop *l) {
1066   int i;
1067   reset_backedges(get_loop_node(l, 0));
1068   for (i = 0; i < get_loop_n_nodes(l); ++i)
1069     set_irn_loop(get_loop_node(l, i), NULL);
1070   for (i = 0; i < get_loop_n_sons(l); ++i) {
1071     loop_reset_backedges(get_loop_son(l, i));
1072   }
1073 }
1074
1075 /** Removes all loop information.
1076     Resets all backedges */
1077 void free_loop_information(ir_graph *irg) {
1078   if (get_irg_loop(irg))
1079     loop_reset_backedges(get_irg_loop(irg));
1080   set_irg_loop(irg, NULL);
1081   set_irg_loopinfo_state(current_ir_graph, loopinfo_none);
1082   /* We cannot free the loop nodes, they are on the obstack. */
1083 }
1084
1085
1086 void free_all_loop_information (void) {
1087   int i;
1088   int rem = interprocedural_view;
1089   interprocedural_view = 1;  /* To visit all filter nodes */
1090   for (i = 0; i < get_irp_n_irgs(); i++) {
1091     free_loop_information(get_irp_irg(i));
1092   }
1093   pmap_destroy(node_loop_map);
1094   node_loop_map = NULL;
1095   interprocedural_view = rem;
1096 }
1097
1098
1099
1100
1101
1102 /* Debug stuff *************************************************/
1103
1104 static int test_loop_node(ir_loop *l) {
1105   int i, has_node = 0, found_problem = 0;
1106   loop_element le;
1107
1108   assert(l && l->kind == k_ir_loop);
1109
1110   if (get_loop_n_elements(l) == 0) {
1111     printf(" Loop completely empty! "); DDML(l);
1112     found_problem = 1;
1113     dump_loop(l, "-ha");
1114   }
1115
1116   le = get_loop_element(l, 0);
1117   if (*(le.kind) != k_ir_node) {
1118     assert(le.kind && *(le.kind) == k_ir_loop);
1119     printf(" First loop element is not a node! "); DDML(l);
1120     printf("                                   "); DDML(le.son);
1121
1122     found_problem = 1;
1123     dump_loop(l, "-ha");
1124   }
1125
1126   if ((*(le.kind) == k_ir_node) && !is_possible_loop_head(le.node)) {
1127     printf(" Wrong node as head! "); DDML(l);
1128     printf("                     "); DDMN(le.node);
1129     found_problem = 1;
1130     dump_loop(l, "-ha");
1131   }
1132
1133   if ((get_loop_depth(l) != 0) &&
1134       (*(le.kind) == k_ir_node) && !has_backedges(le.node)) {
1135     printf(" Loop head has no backedges! "); DDML(l);
1136     printf("                             "); DDMN(le.node);
1137     found_problem = 1;
1138     dump_loop(l, "-ha");
1139   }
1140
1141   /* Recur */
1142   has_node = 0;
1143   for (i = 0; i < get_loop_n_elements(l); ++i) {
1144     le = get_loop_element(l, i);
1145     if (*(le.kind) == k_ir_node)
1146       has_node++;
1147     else
1148       if (test_loop_node(le.son)) found_problem = 1;
1149   }
1150
1151   if (has_node == 0) {
1152     printf(" Loop has no firm node! "); DDML(l);
1153     found_problem = 1;
1154     dump_loop(l, "-ha");
1155   }
1156
1157   if (get_loop_loop_nr(l) == 11819)
1158     dump_loop(l, "-ha-debug");
1159
1160   return found_problem;
1161 }
1162
1163 /** Prints all loop nodes that
1164  *  - do not have any firm nodes, only loop sons
1165  *  - the header is not a Phi, Block or Filter.
1166  */
1167 void find_strange_loop_nodes(ir_loop *l) {
1168   int found_problem = 0;
1169   printf("\nTesting loop "); DDML(l);
1170   found_problem = test_loop_node(l);
1171   printf("Finished Test\n\n");
1172   if (found_problem) exit(0);
1173
1174 }