Small changes
[libfirm] / ir / be / beirgmod.c
1 #ifdef HAVE_CONFIG_H
2 #include "config.h"
3 #endif
4
5 #include <stdlib.h>
6
7 #ifdef HAVE_MALLOC_H
8  #include <malloc.h>
9 #endif
10 #ifdef HAVE_ALLOCA_H
11  #include <alloca.h>
12 #endif
13
14 #include "hashptr.h"
15 #include "pdeq.h"
16 #include "pset.h"
17 #include "pmap.h"
18 #include "util.h"
19 #include "debug.h"
20
21 #include "irflag_t.h"
22 #include "ircons_t.h"
23 #include "irnode_t.h"
24 #include "ircons_t.h"
25 #include "irmode_t.h"
26 #include "irdom_t.h"
27 #include "iredges_t.h"
28 #include "irgopt.h"
29
30 #include "be_t.h"
31 #include "bearch.h"
32 #include "besched_t.h"
33 #include "belive_t.h"
34 #include "benode_t.h"
35 #include "beutil.h"
36
37 #include "beirgmod.h"
38
39 #define DBG_MODULE "firm.be.irgmod"
40 #define DBG_LEVEL SET_LEVEL_0
41
42 /*
43   ____                  _
44  |  _ \  ___  _ __ ___ (_)_ __   __ _ _ __   ___ ___
45  | | | |/ _ \| '_ ` _ \| | '_ \ / _` | '_ \ / __/ _ \
46  | |_| | (_) | | | | | | | | | | (_| | | | | (_|  __/
47  |____/ \___/|_| |_| |_|_|_| |_|\__,_|_| |_|\___\___|
48  |  ___| __ ___  _ __ | |_(_) ___ _ __ ___
49  | |_ | '__/ _ \| '_ \| __| |/ _ \ '__/ __|
50  |  _|| | | (_) | | | | |_| |  __/ |  \__ \
51  |_|  |_|  \___/|_| |_|\__|_|\___|_|  |___/
52
53 */
54
55
56 struct _dom_front_info_t {
57   pmap *df_map;
58 };
59
60 /**
61  * A wrapper for get_Block_idom.
62  * This function returns the block itself, if the block is the start
63  * block. Returning NULL would make any != comparison true which
64  * suggests, that the start block is dominated by some other node.
65  * @param bl The block.
66  * @return The immediate dominator of the block.
67  */
68 static INLINE ir_node *get_idom(ir_node *bl)
69 {
70   ir_node *idom = get_Block_idom(bl);
71   return idom == NULL ? bl : idom;
72 }
73
74 static void compute_df(ir_node *n, pmap *df_map)
75 {
76   ir_node *c;
77   const ir_edge_t *edge;
78   pset *df = pset_new_ptr_default();
79
80   /* Add local dominance frontiers */
81   foreach_block_succ(n, edge) {
82     ir_node *y = edge->src;
83
84     if(get_idom(y) != n)
85       pset_insert_ptr(df, y);
86   }
87
88   /*
89    * Go recursively down the dominance tree and add all blocks
90    * int the dominance frontiers of the children, which are not
91    * dominated by the given block.
92    */
93   for(c = get_Block_dominated_first(n); c; c = get_Block_dominated_next(c)) {
94     pset *df_c;
95     ir_node *w;
96
97     compute_df(c, df_map);
98     df_c = pmap_get(df_map, c);
99
100     for(w = pset_first(df_c); w; w = pset_next(df_c)) {
101       if(get_idom(w) != n)
102         pset_insert_ptr(df, w);
103     }
104   }
105
106   pmap_insert(df_map, n, df);
107
108 }
109
110 dom_front_info_t *be_compute_dominance_frontiers(ir_graph *irg)
111 {
112   dom_front_info_t *info = xmalloc(sizeof(*info));
113
114   edges_assure(irg);
115   info->df_map = pmap_create();
116   compute_doms(irg);
117   compute_df(get_irg_start_block(irg), info->df_map);
118
119   return info;
120 }
121
122 void be_free_dominance_frontiers(dom_front_info_t *info)
123 {
124   pmap_entry *ent;
125
126   for(ent = pmap_first(info->df_map); ent; ent = pmap_next(info->df_map))
127     del_pset(ent->value);
128
129   pmap_destroy(info->df_map);
130   free(info);
131 }
132
133 pset *be_get_dominance_frontier(dom_front_info_t *info, ir_node *block)
134 {
135   return pmap_get(info->df_map, block);
136 }
137
138 static void determine_phi_blocks(pset *copies, pset *copy_blocks, pset *phi_blocks, dom_front_info_t *df_info)
139 {
140         ir_node *bl;
141         pdeq *worklist = new_pdeq();
142         FIRM_DBG_REGISTER(firm_dbg_module_t *dbg, DBG_MODULE);
143
144         /*
145          * Fill the worklist queue and the rest of the orig blocks array.
146          */
147         for(bl = pset_first(copy_blocks); bl; bl = pset_next(copy_blocks)) {
148                 pdeq_putr(worklist, bl);
149         }
150
151         while (!pdeq_empty(worklist)) {
152                 ir_node *bl = pdeq_getl(worklist);
153                 pset *df    = be_get_dominance_frontier(df_info, bl);
154
155                 ir_node *y;
156
157                 DBG((dbg, LEVEL_3, "dom front of %+F\n", bl));
158                 DEBUG_ONLY(
159                         for (y = pset_first(df); y; y = pset_next(df))
160                                 DBG((dbg, LEVEL_3, "\t%+F\n", y))
161                 );
162
163                 for(y = pset_first(df); y; y = pset_next(df)) {
164                         if(!pset_find_ptr(phi_blocks, y)) {
165                                 pset_insert_ptr(phi_blocks, y);
166
167                                 /*
168                                  * Clear the link field of a possible phi block, since
169                                  * the possibly created phi will be stored there. See,
170                                  * search_def()
171                                  */
172                                 set_irn_link(y, NULL);
173
174                                 if(!pset_find_ptr(copy_blocks, y))
175                                         pdeq_putr(worklist, y);
176
177                         }
178                 }
179         }
180
181         del_pdeq(worklist);
182 }
183
184 /*
185   ____ ____    _
186  / ___/ ___|  / \
187  \___ \___ \ / _ \
188   ___) |__) / ___ \
189  |____/____/_/   \_\
190    ____                _                   _   _
191   / ___|___  _ __  ___| |_ _ __ _   _  ___| |_(_) ___  _ __
192  | |   / _ \| '_ \/ __| __| '__| | | |/ __| __| |/ _ \| '_ \
193  | |__| (_) | | | \__ \ |_| |  | |_| | (__| |_| | (_) | | | |
194   \____\___/|_| |_|___/\__|_|   \__,_|\___|\__|_|\___/|_| |_|
195
196 */
197
198 /**
199  * Find the copy of the given original node whose value is 'active'
200  * at a usage.
201  *
202  * The usage is given as a node and a position. Initially, the given operand
203  * points to a node for which copies were introduced. We have to find
204  * the valid copy for this usage. This is done by traversing the
205  * dominance tree upwards. If the usage is a phi function, we start
206  * traversing from the predecessor block which corresponds to the phi
207  * usage.
208  *
209  * @param usage       The node which uses the original node.
210  * @param pos         The position of the argument which corresponds to the original node.
211  * @param copies      A set containing all node which are copies from the original node.
212  * @param copy_blocks A set containing all basic block in which copies of the original node are located.
213  * @param phis        A set where all created phis are recorded.
214  * @param phi_blocks  A set of all blocks where Phis shall be inserted (iterated dominance frontier).
215  * @param mode        The mode for the Phi if one has to be created.
216  * @return            The valid copy for usage.
217  */
218 static ir_node *search_def(ir_node *usage, int pos, pset *copies, pset *copy_blocks, pset *phis, pset *phi_blocks, ir_mode *mode)
219 {
220         ir_node *curr_bl;
221         ir_node *start_irn;
222         FIRM_DBG_REGISTER(firm_dbg_module_t *dbg, DBG_MODULE);
223
224         curr_bl = get_nodes_block(usage);
225
226         DBG((dbg, LEVEL_1, "Searching valid def for use %+F at pos %d\n", usage, pos));
227         /*
228         * If the usage is in a phi node, search the copy in the
229         * predecessor denoted by pos.
230         */
231         if(is_Phi(usage)) {
232                 curr_bl = get_Block_cfgpred_block(curr_bl, pos);
233                 start_irn = sched_last(curr_bl);
234         } else {
235                 start_irn = sched_prev(usage);
236         }
237
238         /*
239          * Traverse the dominance tree upwards from the
240          * predecessor block of the usage.
241          */
242         while(curr_bl != NULL) {
243
244             /*
245                  * If this block contains a copy, search the block
246                  * instruction by instruction.
247                  */
248                 if(pset_find_ptr(copy_blocks, curr_bl)) {
249                         ir_node *irn;
250
251                         /* Look at each instruction from last to first. */
252                         sched_foreach_reverse_from(start_irn, irn) {
253
254                                 /* Take the first copy we find. */
255                                 if(pset_find_ptr(copies, irn))
256                                         return irn;
257                         }
258                 }
259
260                 if(pset_find_ptr(phi_blocks, curr_bl)) {
261                         ir_node *phi = get_irn_link(curr_bl);
262
263                         if(!phi) {
264                                 int i, n_preds = get_irn_arity(curr_bl);
265                                 ir_graph *irg = get_irn_irg(curr_bl);
266                                 ir_node **ins = xmalloc(n_preds * sizeof(ins[0]));
267
268                                 for(i = 0; i < n_preds; ++i)
269                                         ins[i] = new_r_Bad(irg);
270
271                                 phi = new_r_Phi(irg, curr_bl, n_preds, ins, mode);
272                                 DBG((dbg, LEVEL_2, "\tcreating phi %+F in %+F\n", phi, curr_bl));
273
274                                 set_irn_link(curr_bl, phi);
275                                 sched_add_after(curr_bl, phi);
276                                 free(ins);
277
278                                 for(i = 0; i < n_preds; ++i) {
279                                         ir_node *arg = search_def(phi, i, copies, copy_blocks, phis, phi_blocks, mode);
280                                         DBG((dbg, LEVEL_2, "\t\t%+F(%d) -> %+F\n", phi, i, arg));
281                                         set_irn_n(phi, i, arg);
282                                 }
283
284                                 if(phis)
285                                         pset_insert_ptr(phis, phi);
286                         }
287
288                         return phi;
289                 }
290
291                 /* If were not done yet, look in the immediate dominator */
292                 curr_bl = get_Block_idom(curr_bl);
293                 if(curr_bl)
294                         start_irn = sched_last(curr_bl);
295         }
296
297         return NULL;
298 }
299
300 static void fix_usages(pset *copies, pset *copy_blocks, pset *phi_blocks, pset *phis, pset *ignore_uses)
301 {
302         int n_outs = 0;
303         struct obstack obst;
304         ir_node *irn;
305         int i;
306         struct out {
307                 ir_node *irn;
308                 int pos;
309         } *outs;
310
311         FIRM_DBG_REGISTER(firm_dbg_module_t *dbg, DBG_MODULE);
312
313         obstack_init(&obst);
314
315         /*
316          * Put all outs into an array.
317          * This is necessary, since the outs would be modified while
318          * iterating on them what could bring the outs module in trouble.
319          */
320         for (irn = pset_first(copies); irn; irn = pset_next(copies)) {
321                 const ir_edge_t *edge;
322                 foreach_out_edge(irn, edge) {
323                         if (!pset_find_ptr(ignore_uses, get_edge_src_irn(edge))) {
324                                 struct out tmp;
325                                 tmp.irn = get_edge_src_irn(edge);
326                                 tmp.pos = get_edge_src_pos(edge);
327                                 obstack_grow(&obst, &tmp, sizeof(tmp));
328                                 n_outs++;
329                         }
330                 }
331         }
332         outs = obstack_finish(&obst);
333
334         /*
335          * Search the valid def for each out and set it.
336          */
337         for(i = 0; i < n_outs; ++i) {
338                 ir_node *irn  = outs[i].irn;
339                 int pos       = outs[i].pos;
340                 ir_mode *mode = get_irn_mode(get_irn_n(irn, pos));
341
342                 ir_node *def;
343
344                 def = search_def(irn, pos, copies, copy_blocks, phis, phi_blocks, mode);
345                 DBG((dbg, LEVEL_2, "\t%+F(%d) -> %+F\n", irn, pos, def));
346
347                 if(def != NULL)
348                         set_irn_n(irn, pos, def);
349         }
350
351         obstack_free(&obst, NULL);
352 }
353
354 /**
355  * Remove phis which are not necessary.
356  * During place_phi_functions() phi functions are put on the dominance
357  * frontiers blindly. However some of them will never be used (these
358  * have at least one predecessor which is NULL, see search_def() for
359  * this case). Since place_phi_functions() enters them into the
360  * schedule, we have to remove them from there.
361  *
362  * @param copies The set of all copies made (including the phi functions).
363  */
364 static void remove_odd_phis(pset *copies, pset *unused_copies)
365 {
366   ir_node *irn;
367
368   for(irn = pset_first(copies); irn; irn = pset_next(copies)) {
369     if(is_Phi(irn)) {
370       int i, n;
371       int illegal = 0;
372
373       assert(sched_is_scheduled(irn) && "phi must be scheduled");
374       for(i = 0, n = get_irn_arity(irn); i < n && !illegal; ++i)
375         illegal = get_irn_n(irn, i) == NULL;
376
377       if(illegal)
378         sched_remove(irn);
379     }
380   }
381
382   for(irn = pset_first(unused_copies); irn; irn = pset_next(unused_copies)) {
383                 sched_remove(irn);
384         }
385 }
386
387 void be_ssa_constr_phis_ignore(dom_front_info_t *info, int n, ir_node *nodes[], pset *phis, pset *ignore_uses)
388 {
389         pset *irns = pset_new_ptr(n);
390         int i;
391
392         for(i = 0; i < n; ++i)
393                 pset_insert_ptr(irns, nodes[i]);
394         be_ssa_constr_set_phis_ignore(info, irns, phis, ignore_uses);
395         del_pset(irns);
396 }
397
398 void be_ssa_constr_ignore(dom_front_info_t *info, int n, ir_node *nodes[], pset *ignore_uses)
399 {
400         be_ssa_constr_phis_ignore(info, n, nodes, NULL, ignore_uses);
401 }
402
403 void be_ssa_constr(dom_front_info_t *info, int n, ir_node *nodes[])
404 {
405         pset *empty_set = be_empty_set();
406         be_ssa_constr_ignore(info, n, nodes, empty_set);
407 }
408
409 void be_ssa_constr_set_phis_ignore(dom_front_info_t *df, pset *nodes, pset *phis, pset *ignore_uses)
410 {
411         int n                  = pset_count(nodes);
412         pset *blocks           = pset_new_ptr(n);
413         pset *phi_blocks       = pset_new_ptr(n);
414         int save_optimize      = get_optimize();
415         int save_normalize     = get_opt_normalize();
416         FIRM_DBG_REGISTER(firm_dbg_module_t *dbg, DBG_MODULE);
417
418         ir_node *irn;
419
420         DBG((dbg, LEVEL_1, "Introducing following copies for:\n"));
421
422         /* Fill the sets. */
423         for(irn = pset_first(nodes); irn; irn = pset_next(nodes)) {
424                 ir_node *bl = get_nodes_block(irn);
425                 pset_insert_ptr(blocks, bl);
426                 DBG((dbg, LEVEL_1, "\t%+F in %+F\n", irn, bl));
427         }
428
429         /*
430          * Disable optimization so that the phi functions do not
431          * disappear.
432          */
433         set_optimize(0);
434         set_opt_normalize(0);
435
436         /*
437          * Place the phi functions and reroute the usages.
438          */
439         determine_phi_blocks(nodes, blocks, phi_blocks, df);
440         fix_usages(nodes, blocks, phi_blocks, phis, ignore_uses);
441
442         /* reset the optimizations */
443         set_optimize(save_optimize);
444         set_opt_normalize(save_normalize);
445
446         del_pset(phi_blocks);
447         del_pset(blocks);
448
449 }
450
451 void be_ssa_constr_set_phis(dom_front_info_t *df, pset *nodes, pset *phis)
452 {
453         pset *empty_set = be_empty_set();
454         be_ssa_constr_set_phis_ignore(df, nodes, phis, empty_set);
455 }
456
457 void be_ssa_constr_set_ignore(dom_front_info_t *df, pset *nodes, pset *ignore_uses)
458 {
459         be_ssa_constr_set_phis_ignore(df, nodes, NULL, ignore_uses);
460 }
461
462 void be_ssa_constr_set(dom_front_info_t *info, pset *nodes)
463 {
464         pset *empty_set = be_empty_set();
465         be_ssa_constr_set_ignore(info, nodes, empty_set);
466 }
467
468 /*
469   ___                     _     ____
470  |_ _|_ __  ___  ___ _ __| |_  |  _ \ ___ _ __ _ __ ___
471   | || '_ \/ __|/ _ \ '__| __| | |_) / _ \ '__| '_ ` _ \
472   | || | | \__ \  __/ |  | |_  |  __/  __/ |  | | | | | |
473  |___|_| |_|___/\___|_|   \__| |_|   \___|_|  |_| |_| |_|
474
475 */
476
477 ir_node *insert_Perm_after(const arch_env_t *arch_env,
478                                                    const arch_register_class_t *cls,
479                                                    dom_front_info_t *dom_front,
480                                                    ir_node *pos)
481 {
482         ir_node *bl                 = is_Block(pos) ? pos : get_nodes_block(pos);
483         ir_graph *irg               = get_irn_irg(bl);
484         pset *live                  = pset_new_ptr_default();
485         FIRM_DBG_REGISTER(firm_dbg_module_t *dbg, "be.node");
486
487         ir_node *curr, *irn, *perm, **nodes;
488         int i, n;
489
490         DBG((dbg, LEVEL_1, "Insert Perm after: %+F\n", pos));
491
492         if(!be_liveness_nodes_live_at(arch_env, cls, pos, live));
493
494         n = pset_count(live);
495
496         if(n == 0) {
497                 del_pset(live);
498                 return NULL;
499         }
500
501         nodes = xmalloc(n * sizeof(nodes[0]));
502
503         DBG((dbg, LEVEL_1, "live:\n"));
504         for(irn = pset_first(live), i = 0; irn; irn = pset_next(live), i++) {
505                 DBG((dbg, LEVEL_1, "\t%+F\n", irn));
506                 nodes[i] = irn;
507         }
508         del_pset(live);
509
510         perm = be_new_Perm(cls, irg, bl, n, nodes);
511         sched_add_after(pos, perm);
512         free(nodes);
513
514         curr = perm;
515         for(i = 0; i < n; ++i) {
516                 ir_node *copies[2];
517                 ir_node *perm_op = get_irn_n(perm, i);
518                 const arch_register_t *reg = arch_get_irn_register(arch_env, perm_op);
519
520                 ir_mode *mode = get_irn_mode(perm_op);
521                 ir_node *proj = new_r_Proj(irg, bl, perm, mode, i);
522                 arch_set_irn_register(arch_env, proj, reg);
523
524                 sched_add_after(curr, proj);
525                 curr = proj;
526
527                 copies[0] = perm_op;
528                 copies[1] = proj;
529                 be_ssa_constr(dom_front, 2, copies);
530         }
531         return perm;
532 }