nsz Git - libfirm/blob - ir/be/becopyopt.c

   1 /**
   2  * Author:      Daniel Grund
   3  * Date:                12.04.2005
   4  * Copyright:   (c) Universitaet Karlsruhe
   5  * Licence:     This file protected by GPL -  GNU GENERAL PUBLIC LICENSE.
   6  */
   7 #ifdef HAVE_CONFIG_H
   8 #include "config.h"
   9 #endif
  10 #ifdef HAVE_ALLOCA_H
  11 #include <alloca.h>
  12 #endif
  13 #ifdef HAVE_MALLOC_H
  14 #include <malloc.h>
  15 #endif
  16
  17 #include "irprog.h"
  18 #include "irloop_t.h"
  19
  20 #include "xmalloc.h"
  21 #include "bechordal_t.h"
  22 #include "becopyopt.h"
  23 #include "becopystat.h"
  24
  25 static firm_dbg_module_t *dbg = NULL;
  26
  27 #define is_curr_reg_class(irn) \
  28   (arch_get_irn_reg_class(get_arch_env(co), \
  29                           irn, arch_pos_make_out(0)) == co->chordal_env->cls)
  30
  31 #define MIN(a,b) ((a<b)?(a):(b))
  32 #define MAX(a,b) ((a<b)?(b):(a))
  33
  34
  35 /**
  36  * Determines a maximum weighted independent set with respect to
  37  * the interference and conflict edges of all nodes in a qnode.
  38  * TODO: This runs in n! in worst case. Use a heuristic iff n>???
  39  */
  40 static int ou_max_ind_set_costs(unit_t *ou) {
  41         be_chordal_env_t *chordal_env = ou->co->chordal_env;
  42         ir_node **safe, **unsafe;
  43         int i, o, safe_count, safe_costs, unsafe_count, *unsafe_costs;
  44         bitset_t *curr;
  45         int max, pos, curr_weight, best_weight = 0;
  46
  47         /* assign the nodes into two groups.
  48          * safe: node has no interference, hence it is in every max stable set.
  49          * unsafe: node has an interference
  50          */
  51         safe = alloca((ou->node_count-1) * sizeof(*safe));
  52         safe_costs = 0;
  53         safe_count = 0;
  54         unsafe = alloca((ou->node_count-1) * sizeof(*unsafe));
  55         unsafe_costs = alloca((ou->node_count-1) * sizeof(*unsafe_costs));
  56         unsafe_count = 0;
  57         for(i=1; i<ou->node_count; ++i) {
  58                 int is_safe = 1;
  59                 for(o=1; o<ou->node_count; ++o) {
  60                         if (i==o)
  61                                 continue;
  62                         if (nodes_interfere(chordal_env, ou->nodes[i], ou->nodes[o])) {
  63                                 unsafe_costs[unsafe_count] = ou->costs[i];
  64                                 unsafe[unsafe_count] = ou->nodes[i];
  65                                 ++unsafe_count;
  66                                 is_safe = 0;
  67                                 break;
  68                         }
  69                 }
  70                 if (is_safe) {
  71                         safe_costs += ou->costs[i];
  72                         safe[safe_count++] = ou->nodes[i];
  73                 }
  74         }
  75
  76
  77
  78         /* now brute force the best set out of the unsafe nodes*/
  79         curr = bitset_alloca(unsafe_count);
  80
  81         bitset_set_all(curr);
  82         while ((max = bitset_popcnt(curr)) != 0) {
  83                 /* check if curr is a stable set */
  84                 for (i=bitset_next_set(curr, 0); i!=-1; i=bitset_next_set(curr, i+1))
  85                         for (o=bitset_next_set(curr, i+1); o!=-1; o=bitset_next_set(curr, o+1)) /* !!!!! difference to qnode_max_ind_set(): NOT (curr, i) */
  86                                         if (nodes_interfere(chordal_env, unsafe[i], unsafe[o]))
  87                                                 goto no_stable_set;
  88
  89                 /* if we arrive here, we have a stable set */
  90                 /* compute the weigth of the stable set*/
  91                 curr_weight = 0;
  92                 bitset_foreach(curr, pos)
  93                         curr_weight += unsafe_costs[pos];
  94
  95                 /* any better ? */
  96                 if (curr_weight > best_weight) {
  97                         best_weight = curr_weight;
  98                 }
  99
 100 no_stable_set:
 101                 bitset_minus1(curr);
 102         }
 103
 104         return safe_costs+best_weight;
 105 }
 106
 107 /**
 108  * Builds an optimization unit for a given optimizable irn (root).
 109  * This opt-unit is inserted in the main structure co.
 110  * If an arg of root itself is optimizable process this arg before with a
 111  * recursive call. For handling this situation and loops co->root is used
 112  * to remember all roots.
 113  */
 114 static void co_append_unit(copy_opt_t *co, ir_node *root) {
 115         int i, arity;
 116         unit_t *unit;
 117         struct list_head *tmp;
 118
 119         DBG((dbg, LEVEL_1, "\t  Root: %n %N\n", root, root));
 120         /* check if we encountered this root earlier */
 121         if (pset_find_ptr(co->roots, root))
 122                 return;
 123         pset_insert_ptr(co->roots, root);
 124
 125         assert(is_curr_reg_class(root) && "node is in wrong register class!");
 126
 127         /* init unit */
 128         arity = get_irn_arity(root);
 129         unit = xcalloc(1, sizeof(*unit));
 130         unit->co = co;
 131         unit->nodes = xmalloc((arity+1) * sizeof(*unit->nodes));
 132         unit->costs = xmalloc((arity+1) * sizeof(*unit->costs));
 133         unit->node_count = 1;
 134         unit->nodes[0] = root;
 135         INIT_LIST_HEAD(&unit->queue);
 136
 137         /* check all args */
 138         if (is_Phi(root) && mode_is_datab(get_irn_mode(root))) {
 139                 for (i=0; i<arity; ++i) {
 140                         int o, arg_pos = 0;
 141                         ir_node *arg = get_irn_n(root, i);
 142
 143                         assert(is_curr_reg_class(arg) && "Argument not in same register class.");
 144                         if (arg == root)
 145                                 continue;
 146                         if (nodes_interfere(co->chordal_env, root, arg)) {
 147                                 unit->inevitable_costs += co->get_costs(root, arg, i);
 148                                 continue;
 149                         }
 150
 151                         /* Else insert the argument of the phi to the members of this ou */
 152                         DBG((dbg, LEVEL_1, "\t   Member: %n %N\n", arg, arg));
 153
 154                         /* Check if arg has occurred at a prior position in the arg/list */
 155                         for (o=0; o<unit->node_count; ++o)
 156                                 if (unit->nodes[o] == arg) {
 157                                         arg_pos = o;
 158                                         break;
 159                                 }
 160
 161                         if (!arg_pos) { /* a new argument */
 162                                 /* insert node, set costs */
 163                                 unit->nodes[unit->node_count] = arg;
 164                                 unit->costs[unit->node_count] = co->get_costs(root, arg, i);
 165                                 unit->node_count++;
 166                         } else { /* arg has occured before in same phi */
 167                                 /* increase costs for existing arg */
 168                                 unit->costs[arg_pos] += co->get_costs(root, arg, i);
 169                         }
 170                 }
 171                 unit->nodes = xrealloc(unit->nodes, unit->node_count * sizeof(*unit->nodes));
 172                 unit->costs = xrealloc(unit->costs, unit->node_count * sizeof(*unit->costs));
 173         } else if (is_Copy(get_arch_env(co), root)) {
 174                 assert(!nodes_interfere(co->chordal_env, root, get_Copy_src(root)));
 175                 unit->nodes[1] = get_Copy_src(root);
 176                 unit->costs[1] = co->get_costs(root, unit->nodes[1], -1);
 177                 unit->node_count = 2;
 178                 unit->nodes = xrealloc(unit->nodes, 2 * sizeof(*unit->nodes));
 179                 unit->costs = xrealloc(unit->costs, 2 * sizeof(*unit->costs));
 180         } else
 181                 assert(0 && "This is not an optimizable node!");
 182         /* TODO add ou's for 2-addr-code instructions */
 183
 184
 185         /* Determine the maximum costs this unit can cause: all_nodes_cost */
 186         for(i=1; i<unit->node_count; ++i) {
 187                 unit->sort_key = MAX(unit->sort_key, unit->costs[i]);
 188                 unit->all_nodes_costs += unit->costs[i];
 189         }
 190
 191         /* Determine the minimal costs this unit will cause: min_nodes_costs */
 192         unit->min_nodes_costs += unit->all_nodes_costs - ou_max_ind_set_costs(unit);
 193
 194         /* Insert the new ou according to its sort_key */
 195         tmp = &co->units;
 196         while (tmp->next != &co->units && list_entry_units(tmp->next)->sort_key > unit->sort_key)
 197                 tmp = tmp->next;
 198         list_add(&unit->units, tmp);
 199 }
 200
 201 static void co_collect_in_block(ir_node *block, void *env) {
 202         copy_opt_t *co = env;
 203         struct list_head *head = get_block_border_head(co->chordal_env, block);
 204         border_t *curr;
 205
 206         list_for_each_entry_reverse(border_t, curr, head, list)
 207                 if (curr->is_def && curr->is_real && is_optimizable(get_arch_env(co), curr->irn))
 208                         co_append_unit(co, curr->irn);
 209 }
 210
 211 static void co_collect_units(copy_opt_t *co) {
 212         DBG((dbg, LEVEL_1, "\tCollecting optimization units\n"));
 213         co->roots = pset_new_ptr(64);
 214         dom_tree_walk_irg(get_irg(co), co_collect_in_block, NULL, co);
 215         del_pset(co->roots);
 216 }
 217
 218 copy_opt_t *new_copy_opt(be_chordal_env_t *chordal_env, int (*get_costs)(ir_node*, ir_node*, int)) {
 219         const char *s1, *s2, *s3;
 220         int len;
 221         copy_opt_t *co;
 222
 223         dbg = firm_dbg_register("ir.be.copyopt");
 224         firm_dbg_set_mask(dbg, DEBUG_LVL_CO);
 225
 226         co = xcalloc(1, sizeof(*co));
 227         co->chordal_env = chordal_env;
 228         co->get_costs = get_costs;
 229
 230         s1 = get_irp_prog_name();
 231         s2 = get_entity_name(get_irg_entity(get_irg(co)));
 232         s3 = chordal_env->cls->name;
 233         len = strlen(s1) + strlen(s2) + strlen(s3) + 5;
 234         co->name = xmalloc(len);
 235         snprintf(co->name, len, "%s__%s__%s", s1, s2, s3);
 236         if (!strcmp(co->name, DEBUG_IRG))
 237                 firm_dbg_set_mask(dbg, DEBUG_IRG_LVL_CO);
 238         else
 239                 firm_dbg_set_mask(dbg, DEBUG_LVL_CO);
 240
 241         INIT_LIST_HEAD(&co->units);
 242         co_collect_units(co);
 243         return co;
 244 }
 245
 246 void free_copy_opt(copy_opt_t *co) {
 247         unit_t *curr, *tmp;
 248         xfree(co->name);
 249         list_for_each_entry_safe(unit_t, curr, tmp, &co->units, units) {
 250                 xfree(curr->nodes);
 251                 xfree(curr);
 252         }
 253 }
 254
 255 int is_optimizable_arg(const copy_opt_t *co, ir_node *irn) {
 256         int i, max;
 257         for(i=0, max=get_irn_n_outs(irn); i<max; ++i) {
 258                 ir_node *n = get_irn_out(irn, i);
 259                 if (((is_Phi(n) && mode_is_datab(get_irn_mode(n))) ||
 260                          is_Perm(get_arch_env(co), n)) && (irn == n || !nodes_interfere(co->chordal_env, irn, n)))
 261                         return 1;
 262         }
 263         return 0;
 264 }
 265
 266 int get_costs_loop_depth(ir_node *root, ir_node* arg, int pos) {
 267         int cost = 0;
 268         ir_loop *loop;
 269         ir_node *root_block = get_nodes_block(root);
 270
 271         assert(pos==-1 || is_Phi(root));
 272         if (pos == -1) {
 273                 /* a perm places the copy in the same block as it resides */
 274                 loop = get_irn_loop(root_block);
 275         } else {
 276                 /* for phis the copies are placed in the corresponding pred-block */
 277                 loop = get_irn_loop(get_Block_cfgpred_block(root_block, pos));
 278         }
 279         if (loop) {
 280                 int d = get_loop_depth(loop);
 281                 cost = d*d;
 282         }
 283         return cost+1;
 284 }
 285
 286 int get_costs_all_one(ir_node *root, ir_node* arg, int pos) {
 287         return 1;
 288 }
 289
 290 int co_get_max_copy_costs(const copy_opt_t *co) {
 291         int i, res = 0;
 292         unit_t *curr;
 293
 294         list_for_each_entry(unit_t, curr, &co->units, units) {
 295                 res += curr->inevitable_costs;
 296                 for (i=1; i<curr->node_count; ++i)
 297                         res += curr->costs[i];
 298         }
 299         return res;
 300 }
 301
 302 int co_get_inevit_copy_costs(const copy_opt_t *co) {
 303         int res = 0;
 304         unit_t *curr;
 305
 306         list_for_each_entry(unit_t, curr, &co->units, units)
 307                 res += curr->inevitable_costs;
 308         return res;
 309 }
 310
 311 int co_get_copy_costs(const copy_opt_t *co) {
 312         int i, res = 0;
 313         unit_t *curr;
 314
 315         list_for_each_entry(unit_t, curr, &co->units, units) {
 316                 int root_col = get_irn_col(co, curr->nodes[0]);
 317                 DBG((dbg, LEVEL_1, "  %3d costs for root %+F color %d\n", curr->inevitable_costs, curr->nodes[0], root_col));
 318                 res += curr->inevitable_costs;
 319                 for (i=1; i<curr->node_count; ++i) {
 320                         int arg_col = get_irn_col(co, curr->nodes[i]);
 321                         if (root_col != arg_col) {
 322                                 DBG((dbg, LEVEL_1, "  %3d for arg %+F color %d\n", curr->costs[i], curr->nodes[i], arg_col));
 323                                 res += curr->costs[i];
 324                         }
 325                 }
 326         }
 327         return res;
 328 }
 329
 330 int co_get_lower_bound(const copy_opt_t *co) {
 331         int res = 0;
 332         unit_t *curr;
 333         list_for_each_entry(unit_t, curr, &co->units, units)
 334                 res += curr->inevitable_costs + curr->min_nodes_costs;
 335         return res;
 336 }