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 "beutil.h"
  22 #include "bechordal_t.h"
  23 #include "becopyopt.h"
  24 #include "becopystat.h"
  25
  26 static firm_dbg_module_t *dbg = NULL;
  27
  28 #define is_curr_reg_class(irn) \
  29   (arch_get_irn_reg_class(get_arch_env(co), \
  30                           irn, arch_pos_make_out(0)) == co->chordal_env->cls)
  31
  32 #define MIN(a,b) ((a<b)?(a):(b))
  33 #define MAX(a,b) ((a<b)?(b):(a))
  34
  35
  36 /**
  37  * Determines a maximum weighted independent set with respect to
  38  * the interference and conflict edges of all nodes in a qnode.
  39  * TODO: This runs in n! in worst case. Use a heuristic iff n>???
  40  */
  41 static int ou_max_ind_set_costs(unit_t *ou) {
  42         be_chordal_env_t *chordal_env = ou->co->chordal_env;
  43         ir_node **safe, **unsafe;
  44         int i, o, safe_count, safe_costs, unsafe_count, *unsafe_costs;
  45         bitset_t *curr;
  46         int max, pos, curr_weight, best_weight = 0;
  47
  48         /* assign the nodes into two groups.
  49          * safe: node has no interference, hence it is in every max stable set.
  50          * unsafe: node has an interference
  51          */
  52         safe = alloca((ou->node_count-1) * sizeof(*safe));
  53         safe_costs = 0;
  54         safe_count = 0;
  55         unsafe = alloca((ou->node_count-1) * sizeof(*unsafe));
  56         unsafe_costs = alloca((ou->node_count-1) * sizeof(*unsafe_costs));
  57         unsafe_count = 0;
  58         for(i=1; i<ou->node_count; ++i) {
  59                 int is_safe = 1;
  60                 for(o=1; o<ou->node_count; ++o) {
  61                         if (i==o)
  62                                 continue;
  63                         if (nodes_interfere(chordal_env, ou->nodes[i], ou->nodes[o])) {
  64                                 unsafe_costs[unsafe_count] = ou->costs[i];
  65                                 unsafe[unsafe_count] = ou->nodes[i];
  66                                 ++unsafe_count;
  67                                 is_safe = 0;
  68                                 break;
  69                         }
  70                 }
  71                 if (is_safe) {
  72                         safe_costs += ou->costs[i];
  73                         safe[safe_count++] = ou->nodes[i];
  74                 }
  75         }
  76
  77
  78
  79         /* now brute force the best set out of the unsafe nodes*/
  80         curr = bitset_alloca(unsafe_count);
  81
  82         bitset_set_all(curr);
  83         while ((max = bitset_popcnt(curr)) != 0) {
  84                 /* check if curr is a stable set */
  85                 for (i=bitset_next_set(curr, 0); i!=-1; i=bitset_next_set(curr, i+1))
  86                         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) */
  87                                         if (nodes_interfere(chordal_env, unsafe[i], unsafe[o]))
  88                                                 goto no_stable_set;
  89
  90                 /* if we arrive here, we have a stable set */
  91                 /* compute the weigth of the stable set*/
  92                 curr_weight = 0;
  93                 bitset_foreach(curr, pos)
  94                         curr_weight += unsafe_costs[pos];
  95
  96                 /* any better ? */
  97                 if (curr_weight > best_weight) {
  98                         best_weight = curr_weight;
  99                 }
 100
 101 no_stable_set:
 102                 bitset_minus1(curr);
 103         }
 104
 105         return safe_costs+best_weight;
 106 }
 107
 108 /**
 109  * Builds an optimization unit for a given optimizable irn (root).
 110  * This opt-unit is inserted in the main structure co.
 111  * If an arg of root itself is optimizable process this arg before with a
 112  * recursive call. For handling this situation and loops co->root is used
 113  * to remember all roots.
 114  */
 115 static void co_append_unit(copy_opt_t *co, ir_node *root) {
 116         int i, arity;
 117         unit_t *unit;
 118         struct list_head *tmp;
 119
 120         DBG((dbg, LEVEL_1, "\t  Root: %n %N\n", root, root));
 121         /* check if we encountered this root earlier */
 122         if (pset_find_ptr(co->roots, root))
 123                 return;
 124         pset_insert_ptr(co->roots, root);
 125
 126         assert(is_curr_reg_class(root) && "node is in wrong register class!");
 127
 128         /* init unit */
 129         arity = get_irn_arity(root);
 130         unit = xcalloc(1, sizeof(*unit));
 131         unit->co = co;
 132         unit->nodes = xmalloc((arity+1) * sizeof(*unit->nodes));
 133         unit->costs = xmalloc((arity+1) * sizeof(*unit->costs));
 134         unit->node_count = 1;
 135         unit->nodes[0] = root;
 136         INIT_LIST_HEAD(&unit->queue);
 137
 138         /* check all args */
 139         if (is_Phi(root) && is_firm_be_mode(get_irn_mode(root))) {
 140                 for (i=0; i<arity; ++i) {
 141                         int o, arg_pos = 0;
 142                         ir_node *arg = get_irn_n(root, i);
 143
 144                         assert(is_curr_reg_class(arg) && "Argument not in same register class.");
 145                         if (arg == root)
 146                                 continue;
 147                         if (nodes_interfere(co->chordal_env, root, arg)) {
 148                                 unit->inevitable_costs += co->get_costs(root, arg, i);
 149                                 continue;
 150                         }
 151
 152                         /* Else insert the argument of the phi to the members of this ou */
 153                         DBG((dbg, LEVEL_1, "\t   Member: %n %N\n", arg, arg));
 154
 155                         /* Check if arg has occurred at a prior position in the arg/list */
 156                         for (o=0; o<unit->node_count; ++o)
 157                                 if (unit->nodes[o] == arg) {
 158                                         arg_pos = o;
 159                                         break;
 160                                 }
 161
 162                         if (!arg_pos) { /* a new argument */
 163                                 /* insert node, set costs */
 164                                 unit->nodes[unit->node_count] = arg;
 165                                 unit->costs[unit->node_count] = co->get_costs(root, arg, i);
 166                                 unit->node_count++;
 167                         } else { /* arg has occured before in same phi */
 168                                 /* increase costs for existing arg */
 169                                 unit->costs[arg_pos] += co->get_costs(root, arg, i);
 170                         }
 171                 }
 172                 unit->nodes = xrealloc(unit->nodes, unit->node_count * sizeof(*unit->nodes));
 173                 unit->costs = xrealloc(unit->costs, unit->node_count * sizeof(*unit->costs));
 174         } else if (is_Copy(get_arch_env(co), root)) {
 175                 assert(!nodes_interfere(co->chordal_env, root, get_Copy_src(root)));
 176                 unit->nodes[1] = get_Copy_src(root);
 177                 unit->costs[1] = co->get_costs(root, unit->nodes[1], -1);
 178                 unit->node_count = 2;
 179                 unit->nodes = xrealloc(unit->nodes, 2 * sizeof(*unit->nodes));
 180                 unit->costs = xrealloc(unit->costs, 2 * sizeof(*unit->costs));
 181         } else
 182                 assert(0 && "This is not an optimizable node!");
 183         /* TODO add ou's for 2-addr-code instructions */
 184
 185
 186         /* Determine the maximum costs this unit can cause: all_nodes_cost */
 187         for(i=1; i<unit->node_count; ++i) {
 188                 unit->sort_key = MAX(unit->sort_key, unit->costs[i]);
 189                 unit->all_nodes_costs += unit->costs[i];
 190         }
 191
 192         /* Determine the minimal costs this unit will cause: min_nodes_costs */
 193         unit->min_nodes_costs += unit->all_nodes_costs - ou_max_ind_set_costs(unit);
 194
 195         /* Insert the new ou according to its sort_key */
 196         tmp = &co->units;
 197         while (tmp->next != &co->units && list_entry_units(tmp->next)->sort_key > unit->sort_key)
 198                 tmp = tmp->next;
 199         list_add(&unit->units, tmp);
 200 }
 201
 202 static void co_collect_in_block(ir_node *block, void *env) {
 203         copy_opt_t *co = env;
 204         struct list_head *head = get_block_border_head(co->chordal_env, block);
 205         border_t *curr;
 206
 207         list_for_each_entry_reverse(border_t, curr, head, list)
 208                 if (curr->is_def && curr->is_real && is_optimizable(get_arch_env(co), curr->irn))
 209                         co_append_unit(co, curr->irn);
 210 }
 211
 212 static void co_collect_units(copy_opt_t *co) {
 213         DBG((dbg, LEVEL_1, "\tCollecting optimization units\n"));
 214         co->roots = pset_new_ptr(64);
 215         dom_tree_walk_irg(get_irg(co), co_collect_in_block, NULL, co);
 216         del_pset(co->roots);
 217 }
 218
 219 copy_opt_t *new_copy_opt(be_chordal_env_t *chordal_env, int (*get_costs)(ir_node*, ir_node*, int)) {
 220         const char *s1, *s2, *s3;
 221         int len;
 222         copy_opt_t *co;
 223
 224         dbg = firm_dbg_register("ir.be.copyopt");
 225         firm_dbg_set_mask(dbg, DEBUG_LVL_CO);
 226
 227         co = xcalloc(1, sizeof(*co));
 228         co->chordal_env = chordal_env;
 229         co->get_costs = get_costs;
 230
 231         s1 = get_irp_prog_name();
 232         s2 = get_entity_name(get_irg_entity(get_irg(co)));
 233         s3 = chordal_env->cls->name;
 234         len = strlen(s1) + strlen(s2) + strlen(s3) + 5;
 235         co->name = xmalloc(len);
 236         snprintf(co->name, len, "%s__%s__%s", s1, s2, s3);
 237         if (!strcmp(co->name, DEBUG_IRG))
 238                 firm_dbg_set_mask(dbg, DEBUG_IRG_LVL_CO);
 239         else
 240                 firm_dbg_set_mask(dbg, DEBUG_LVL_CO);
 241
 242         INIT_LIST_HEAD(&co->units);
 243         co_collect_units(co);
 244         return co;
 245 }
 246
 247 void free_copy_opt(copy_opt_t *co) {
 248         unit_t *curr, *tmp;
 249         xfree(co->name);
 250         list_for_each_entry_safe(unit_t, curr, tmp, &co->units, units) {
 251                 xfree(curr->nodes);
 252                 xfree(curr);
 253         }
 254 }
 255
 256 int is_optimizable_arg(const copy_opt_t *co, ir_node *irn) {
 257         int i, max;
 258         for(i=0, max=get_irn_n_outs(irn); i<max; ++i) {
 259                 ir_node *n = get_irn_out(irn, i);
 260                 if (((is_Phi(n) && is_firm_be_mode(get_irn_mode(n))) ||
 261                          is_Perm(get_arch_env(co), n)) && (irn == n || !nodes_interfere(co->chordal_env, irn, n)))
 262                         return 1;
 263         }
 264         return 0;
 265 }
 266
 267 int get_costs_loop_depth(ir_node *root, ir_node* arg, int pos) {
 268         int cost = 0;
 269         ir_loop *loop;
 270         ir_node *root_block = get_nodes_block(root);
 271
 272         assert(pos==-1 || is_Phi(root));
 273         if (pos == -1) {
 274                 /* a perm places the copy in the same block as it resides */
 275                 loop = get_irn_loop(root_block);
 276         } else {
 277                 /* for phis the copies are placed in the corresponding pred-block */
 278                 loop = get_irn_loop(get_Block_cfgpred_block(root_block, pos));
 279         }
 280         if (loop) {
 281                 int d = get_loop_depth(loop);
 282                 cost = d*d;
 283         }
 284         return cost+1;
 285 }
 286
 287 int get_costs_all_one(ir_node *root, ir_node* arg, int pos) {
 288         return 1;
 289 }
 290
 291 int co_get_max_copy_costs(const copy_opt_t *co) {
 292         int i, res = 0;
 293         unit_t *curr;
 294
 295         list_for_each_entry(unit_t, curr, &co->units, units) {
 296                 res += curr->inevitable_costs;
 297                 for (i=1; i<curr->node_count; ++i)
 298                         res += curr->costs[i];
 299         }
 300         return res;
 301 }
 302
 303 int co_get_inevit_copy_costs(const copy_opt_t *co) {
 304         int res = 0;
 305         unit_t *curr;
 306
 307         list_for_each_entry(unit_t, curr, &co->units, units)
 308                 res += curr->inevitable_costs;
 309         return res;
 310 }
 311
 312 int co_get_copy_costs(const copy_opt_t *co) {
 313         int i, res = 0;
 314         unit_t *curr;
 315
 316         list_for_each_entry(unit_t, curr, &co->units, units) {
 317                 int root_col = get_irn_col(co, curr->nodes[0]);
 318                 DBG((dbg, LEVEL_1, "  %3d costs for root %+F color %d\n", curr->inevitable_costs, curr->nodes[0], root_col));
 319                 res += curr->inevitable_costs;
 320                 for (i=1; i<curr->node_count; ++i) {
 321                         int arg_col = get_irn_col(co, curr->nodes[i]);
 322                         if (root_col != arg_col) {
 323                                 DBG((dbg, LEVEL_1, "  %3d for arg %+F color %d\n", curr->costs[i], curr->nodes[i], arg_col));
 324                                 res += curr->costs[i];
 325                         }
 326                 }
 327         }
 328         return res;
 329 }
 330
 331 int co_get_lower_bound(const copy_opt_t *co) {
 332         int res = 0;
 333         unit_t *curr;
 334         list_for_each_entry(unit_t, curr, &co->units, units)
 335                 res += curr->inevitable_costs + curr->min_nodes_costs;
 336         return res;
 337 }