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, -1) == 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  */
  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         /* now compute the best set out of the unsafe nodes*/
  78         if (unsafe_count > MIS_HEUR_TRIGGER) {
  79                 bitset_t *best = bitset_alloca(unsafe_count);
  80                 /* Heuristik: Greedy trial and error form index 0 to unsafe_count-1 */
  81                 for (i=0; i<unsafe_count; ++i) {
  82                         bitset_set(best, i);
  83                         /* check if it is a stable set */
  84                         for (o=bitset_next_set(best, 0); o!=-1 && o<i; o=bitset_next_set(best, o+1))
  85                                 if (nodes_interfere(chordal_env, unsafe[i], unsafe[o])) {
  86                                         bitset_clear(best, i); /* clear the bit and try next one */
  87                                         break;
  88                                 }
  89                 }
  90                 /* compute the weight */
  91                 bitset_foreach(best, pos)
  92                         best_weight += unsafe_costs[pos];
  93         } else {
  94                 /* Exact Algorithm: Brute force */
  95                 curr = bitset_alloca(unsafe_count);
  96                 bitset_set_all(curr);
  97                 while ((max = bitset_popcnt(curr)) != 0) {
  98                         /* check if curr is a stable set */
  99                         for (i=bitset_next_set(curr, 0); i!=-1; i=bitset_next_set(curr, i+1))
 100                                 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) */
 101                                                 if (nodes_interfere(chordal_env, unsafe[i], unsafe[o]))
 102                                                         goto no_stable_set;
 103
 104                         /* if we arrive here, we have a stable set */
 105                         /* compute the weigth of the stable set*/
 106                         curr_weight = 0;
 107                         bitset_foreach(curr, pos)
 108                                 curr_weight += unsafe_costs[pos];
 109
 110                         /* any better ? */
 111                         if (curr_weight > best_weight) {
 112                                 best_weight = curr_weight;
 113                         }
 114
 115         no_stable_set:
 116                         bitset_minus1(curr);
 117                 }
 118         }
 119
 120         return safe_costs+best_weight;
 121 }
 122
 123 /**
 124  * Builds an optimization unit for a given optimizable irn (root).
 125  * This opt-unit is inserted in the main structure co.
 126  * If an arg of root itself is optimizable process this arg before with a
 127  * recursive call. For handling this situation and loops co->root is used
 128  * to remember all roots.
 129  */
 130 static void co_append_unit(copy_opt_t *co, ir_node *root) {
 131         int i, arity;
 132         unit_t *unit;
 133         struct list_head *tmp;
 134
 135         DBG((dbg, LEVEL_1, "\t  Root: %n %N\n", root, root));
 136         /* check if we encountered this root earlier */
 137         if (pset_find_ptr(co->roots, root))
 138                 return;
 139         pset_insert_ptr(co->roots, root);
 140
 141         assert(is_curr_reg_class(root) && "node is in wrong register class!");
 142
 143         /* init unit */
 144         arity = get_irn_arity(root);
 145         unit = xcalloc(1, sizeof(*unit));
 146         unit->co = co;
 147         unit->nodes = xmalloc((arity+1) * sizeof(*unit->nodes));
 148         unit->costs = xmalloc((arity+1) * sizeof(*unit->costs));
 149         unit->node_count = 1;
 150         unit->nodes[0] = root;
 151         INIT_LIST_HEAD(&unit->queue);
 152
 153         /* check all args */
 154         if (is_Phi(root) && is_firm_be_mode(get_irn_mode(root))) {
 155                 for (i=0; i<arity; ++i) {
 156                         int o, arg_pos = 0;
 157                         ir_node *arg = get_irn_n(root, i);
 158
 159                         assert(is_curr_reg_class(arg) && "Argument not in same register class.");
 160                         if (arg == root)
 161                                 continue;
 162                         if (nodes_interfere(co->chordal_env, root, arg)) {
 163                                 unit->inevitable_costs += co->get_costs(root, arg, i);
 164                                 continue;
 165                         }
 166
 167                         /* Else insert the argument of the phi to the members of this ou */
 168                         DBG((dbg, LEVEL_1, "\t   Member: %n %N\n", arg, arg));
 169
 170                         /* Check if arg has occurred at a prior position in the arg/list */
 171                         for (o=0; o<unit->node_count; ++o)
 172                                 if (unit->nodes[o] == arg) {
 173                                         arg_pos = o;
 174                                         break;
 175                                 }
 176
 177                         if (!arg_pos) { /* a new argument */
 178                                 /* insert node, set costs */
 179                                 unit->nodes[unit->node_count] = arg;
 180                                 unit->costs[unit->node_count] = co->get_costs(root, arg, i);
 181                                 unit->node_count++;
 182                         } else { /* arg has occured before in same phi */
 183                                 /* increase costs for existing arg */
 184                                 unit->costs[arg_pos] += co->get_costs(root, arg, i);
 185                         }
 186                 }
 187                 unit->nodes = xrealloc(unit->nodes, unit->node_count * sizeof(*unit->nodes));
 188                 unit->costs = xrealloc(unit->costs, unit->node_count * sizeof(*unit->costs));
 189         } else if (is_Copy(get_arch_env(co), root)) {
 190                 assert(!nodes_interfere(co->chordal_env, root, get_Copy_src(root)));
 191                 unit->nodes[1] = get_Copy_src(root);
 192                 unit->costs[1] = co->get_costs(root, unit->nodes[1], -1);
 193                 unit->node_count = 2;
 194                 unit->nodes = xrealloc(unit->nodes, 2 * sizeof(*unit->nodes));
 195                 unit->costs = xrealloc(unit->costs, 2 * sizeof(*unit->costs));
 196         } else
 197                 assert(0 && "This is not an optimizable node!");
 198         /* TODO add ou's for 2-addr-code instructions */
 199
 200
 201         /* Determine the maximum costs this unit can cause: all_nodes_cost */
 202         for(i=1; i<unit->node_count; ++i) {
 203                 unit->sort_key = MAX(unit->sort_key, unit->costs[i]);
 204                 unit->all_nodes_costs += unit->costs[i];
 205         }
 206
 207         /* Determine the minimal costs this unit will cause: min_nodes_costs */
 208         unit->min_nodes_costs += unit->all_nodes_costs - ou_max_ind_set_costs(unit);
 209
 210         /* Insert the new ou according to its sort_key */
 211         tmp = &co->units;
 212         while (tmp->next != &co->units && list_entry_units(tmp->next)->sort_key > unit->sort_key)
 213                 tmp = tmp->next;
 214         list_add(&unit->units, tmp);
 215 }
 216
 217 static void co_collect_in_block(ir_node *block, void *env) {
 218         copy_opt_t *co = env;
 219         struct list_head *head = get_block_border_head(co->chordal_env, block);
 220         border_t *curr;
 221
 222         list_for_each_entry_reverse(border_t, curr, head, list)
 223                 if (curr->is_def && curr->is_real && is_optimizable(get_arch_env(co), curr->irn))
 224                         co_append_unit(co, curr->irn);
 225 }
 226
 227 static void co_collect_units(copy_opt_t *co) {
 228         DBG((dbg, LEVEL_1, "\tCollecting optimization units\n"));
 229         co->roots = pset_new_ptr(64);
 230         dom_tree_walk_irg(get_irg(co), co_collect_in_block, NULL, co);
 231         del_pset(co->roots);
 232 }
 233
 234 copy_opt_t *new_copy_opt(be_chordal_env_t *chordal_env, int (*get_costs)(ir_node*, ir_node*, int)) {
 235         const char *s1, *s2, *s3;
 236         int len;
 237         copy_opt_t *co;
 238
 239         dbg = firm_dbg_register("ir.be.copyopt");
 240         firm_dbg_set_mask(dbg, DEBUG_LVL_CO);
 241
 242         co = xcalloc(1, sizeof(*co));
 243         co->chordal_env = chordal_env;
 244         co->get_costs = get_costs;
 245
 246         s1 = get_irp_prog_name();
 247         s2 = get_entity_name(get_irg_entity(get_irg(co)));
 248         s3 = chordal_env->cls->name;
 249         len = strlen(s1) + strlen(s2) + strlen(s3) + 5;
 250         co->name = xmalloc(len);
 251         snprintf(co->name, len, "%s__%s__%s", s1, s2, s3);
 252         if (!strcmp(co->name, DEBUG_IRG))
 253                 firm_dbg_set_mask(dbg, DEBUG_IRG_LVL_CO);
 254         else
 255                 firm_dbg_set_mask(dbg, DEBUG_LVL_CO);
 256
 257         INIT_LIST_HEAD(&co->units);
 258         co_collect_units(co);
 259         return co;
 260 }
 261
 262 void free_copy_opt(copy_opt_t *co) {
 263         unit_t *curr, *tmp;
 264         xfree(co->name);
 265         list_for_each_entry_safe(unit_t, curr, tmp, &co->units, units) {
 266                 xfree(curr->nodes);
 267                 xfree(curr);
 268         }
 269 }
 270
 271 int is_optimizable_arg(const copy_opt_t *co, ir_node *irn) {
 272         int i, max;
 273         for(i=0, max=get_irn_n_outs(irn); i<max; ++i) {
 274                 ir_node *n = get_irn_out(irn, i);
 275                 if (((is_Phi(n) && is_firm_be_mode(get_irn_mode(n))) ||
 276                          is_Perm(get_arch_env(co), n)) && (irn == n || !nodes_interfere(co->chordal_env, irn, n)))
 277                         return 1;
 278         }
 279         return 0;
 280 }
 281
 282 int get_costs_loop_depth(ir_node *root, ir_node* arg, int pos) {
 283         int cost = 0;
 284         ir_loop *loop;
 285         ir_node *root_block = get_nodes_block(root);
 286
 287         assert(pos==-1 || is_Phi(root));
 288         if (pos == -1) {
 289                 /* a perm places the copy in the same block as it resides */
 290                 loop = get_irn_loop(root_block);
 291         } else {
 292                 /* for phis the copies are placed in the corresponding pred-block */
 293                 loop = get_irn_loop(get_Block_cfgpred_block(root_block, pos));
 294         }
 295         if (loop) {
 296                 int d = get_loop_depth(loop);
 297                 cost = d*d;
 298         }
 299         return cost+1;
 300 }
 301
 302 int get_costs_all_one(ir_node *root, ir_node* arg, int pos) {
 303         return 1;
 304 }
 305
 306 int co_get_max_copy_costs(const copy_opt_t *co) {
 307         int i, res = 0;
 308         unit_t *curr;
 309
 310         list_for_each_entry(unit_t, curr, &co->units, units) {
 311                 res += curr->inevitable_costs;
 312                 for (i=1; i<curr->node_count; ++i)
 313                         res += curr->costs[i];
 314         }
 315         return res;
 316 }
 317
 318 int co_get_inevit_copy_costs(const copy_opt_t *co) {
 319         int res = 0;
 320         unit_t *curr;
 321
 322         list_for_each_entry(unit_t, curr, &co->units, units)
 323                 res += curr->inevitable_costs;
 324         return res;
 325 }
 326
 327 int co_get_copy_costs(const copy_opt_t *co) {
 328         int i, res = 0;
 329         unit_t *curr;
 330
 331         list_for_each_entry(unit_t, curr, &co->units, units) {
 332                 int root_col = get_irn_col(co, curr->nodes[0]);
 333                 DBG((dbg, LEVEL_1, "  %3d costs for root %+F color %d\n", curr->inevitable_costs, curr->nodes[0], root_col));
 334                 res += curr->inevitable_costs;
 335                 for (i=1; i<curr->node_count; ++i) {
 336                         int arg_col = get_irn_col(co, curr->nodes[i]);
 337                         if (root_col != arg_col) {
 338                                 DBG((dbg, LEVEL_1, "  %3d for arg %+F color %d\n", curr->costs[i], curr->nodes[i], arg_col));
 339                                 res += curr->costs[i];
 340                         }
 341                 }
 342         }
 343         return res;
 344 }
 345
 346 int co_get_lower_bound(const copy_opt_t *co) {
 347         int res = 0;
 348         unit_t *curr;
 349         list_for_each_entry(unit_t, curr, &co->units, units)
 350                 res += curr->inevitable_costs + curr->min_nodes_costs;
 351         return res;
 352 }