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

   1 /**
   2  * Interblock liveness analysis.
   3  * @author Sebastian Hack
   4  * @date 6.12.2004
   5  */
   6 #ifdef HAVE_CONFIG_H
   7 #include "config.h"
   8 #endif
   9
  10 #include "impl.h"
  11 #include "iredges_t.h"
  12 #include "irgwalk.h"
  13 #include "irprintf_t.h"
  14 #include "irbitset.h"
  15
  16 #include "beutil.h"
  17 #include "belive_t.h"
  18 #include "besched_t.h"
  19
  20 #define DBG_MODULE "firm.be.liveness"
  21
  22 FIRM_IMPL2(is_live_in, int, const ir_node *, const ir_node *)
  23 FIRM_IMPL2(is_live_out, int, const ir_node *, const ir_node *)
  24 FIRM_IMPL2(is_live_end, int, const ir_node *, const ir_node *)
  25
  26 /** The offset of the liveness information in a firm node. */
  27 size_t live_irg_data_offset = 0;
  28
  29 void be_liveness_init(void)
  30 {
  31   live_irg_data_offset = register_additional_graph_data(sizeof(irn_live_t));
  32 }
  33
  34 /**
  35  * Mark a node as live-in in a block.
  36  */
  37 static INLINE void mark_live_in(ir_node *block, const ir_node *irn)
  38 {
  39   _get_or_set_live(block, irn, live_state_in);
  40 }
  41
  42 /**
  43  * Mark a node as live-out in a block.
  44  */
  45 static INLINE void mark_live_out(ir_node *block, const ir_node *irn)
  46 {
  47   _get_or_set_live(block, irn, live_state_out | live_state_end);
  48 }
  49
  50 /**
  51  * Mark a node as live-end in a block.
  52  */
  53 static INLINE void mark_live_end(ir_node *block, const ir_node *irn)
  54 {
  55   _get_or_set_live(block, irn, live_state_end);
  56 }
  57
  58 /**
  59  * Mark a node (value) live out at a certain block. Do this also
  60  * transitively, i.e. if the block is not the block of the value's
  61  * definition, all predecessors are also marked live.
  62  * @param def The node (value).
  63  * @param block The block to mark the value live out of.
  64  * @param visited A set were all visited blocks are recorded.
  65  * @param is_true_out Is the node real out there or only live at the end
  66  * of the block.
  67  */
  68 static void live_end_at_block(ir_node *def, ir_node *block, bitset_t *visited, int is_true_out)
  69 {
  70         mark_live_end(block, def);
  71         if(is_true_out)
  72                 mark_live_out(block, def);
  73
  74         if(!bitset_contains_irn(visited, block)) {
  75                 bitset_add_irn(visited, block);
  76
  77                 /*
  78                 * If this block is not the definition block, we have to go up
  79                 * further.
  80                 */
  81                 if(get_nodes_block(def) != block) {
  82                         int i, n;
  83
  84                         mark_live_in(block, def);
  85
  86                         for(i = 0, n = get_Block_n_cfgpreds(block); i < n; ++i)
  87                                 live_end_at_block(def, get_Block_cfgpred_block(block, i), visited, 1);
  88                 }
  89
  90         }
  91 }
  92
  93 /**
  94  * Liveness analysis for a value.
  95  * This functions is meant to be called by a firm walker, to compute the
  96  * set of all blocks a value is live in.
  97  * @param irn The node (value).
  98  * @param env Ignored.
  99  */
 100 static void liveness_for_node(ir_node *irn, void *data)
 101 {
 102         bitset_t *visited = data;
 103         const ir_edge_t *edge;
 104         ir_node *def_block;
 105
 106         /* Don't compute liveness information for non-data nodes. */
 107         if(!is_data_node(irn))
 108                 return;
 109
 110         bitset_clear_all(visited);
 111         def_block = get_nodes_block(irn);
 112
 113         /* Go over all uses of the value */
 114         foreach_out_edge(irn, edge) {
 115                 ir_node *use = edge->src;
 116                 ir_node *use_block;
 117
 118                 /*
 119                 * If the usage is no data node, skip this use, since it does not
 120                 * affect the liveness of the node.
 121                 */
 122                 if(!is_data_node(use))
 123                         continue;
 124
 125                 /* Get the block where the usage is in. */
 126                 use_block = get_nodes_block(use);
 127
 128                 /*
 129                 * If the use is a phi function, determine the corresponding block
 130                 * through which the value reaches the phi function and mark the
 131                 * value as live out of that block.
 132                 */
 133                 if(is_Phi(use)) {
 134                         ir_node *pred_block = get_Block_cfgpred_block(use_block, edge->pos);
 135                         live_end_at_block(irn, pred_block, visited, 0);
 136                 }
 137
 138                 /*
 139                 * Else, the value is live in at this block. Mark it and call live
 140                 * out on the predecessors.
 141                 */
 142                 else if(def_block != use_block) {
 143                         int i, n;
 144
 145                         mark_live_in(use_block, irn);
 146
 147                         for(i = 0, n = get_Block_n_cfgpreds(use_block); i < n; ++i) {
 148                                 ir_node *pred_block = get_Block_cfgpred_block(use_block, i);
 149                                 live_end_at_block(irn, pred_block, visited, 1);
 150                         }
 151                 }
 152         }
 153 }
 154
 155 /**
 156  * Compare two live entries.
 157  */
 158 static int cmp_irn_live(const void *a, const void *b, size_t size)
 159 {
 160   const irn_live_t *p = a;
 161   const irn_live_t *q = b;
 162
 163   return !(p->block == q->block && p->irn == q->irn);
 164 }
 165
 166 static int (*old_dump_block_func)(ir_node *self, FILE *F, dump_reason_t reason) = NULL;
 167
 168 static int dump_block_func(ir_node *self, FILE *F, dump_reason_t reason)
 169 {
 170         switch(reason) {
 171         case dump_node_opcode_txt:
 172                 fprintf(F, get_irn_opname(self));
 173                 break;
 174         case dump_node_mode_txt:
 175                 fprintf(F, get_irn_modename(self));
 176                 break;
 177         case dump_node_nodeattr_txt:
 178                 break;
 179         case dump_node_info_txt:
 180                 if(!get_irg_live_info(get_irn_irg(self))->live)
 181                         return 0;
 182 #if 0
 183                 fprintf(F, "liveness information:\n");
 184                 {
 185                         irn_live_t *li;
 186                         live_foreach(self, li) {
 187                                 ir_fprintf(F, "%+F", li->irn);
 188                                 if(live_is_in(li))
 189                                         fprintf(F, " in");
 190                                 if(live_is_end(li))
 191                                         fprintf(F, " end");
 192                                 if(live_is_out(li))
 193                                         fprintf(F, " out");
 194
 195                                 fprintf(F, "\n");
 196                         }
 197                 }
 198 #endif
 199         }
 200
 201         return 0;
 202 }
 203
 204 /* Compute the inter block liveness for a graph. */
 205 void be_liveness(ir_graph *irg)
 206 {
 207         bitset_t *visited = bitset_irg_malloc(irg);
 208
 209         irg_live_info_t *live_info = get_irg_live_info(irg);
 210         if(live_info->live)
 211                 del_set(live_info->live);
 212
 213         live_info->live = new_set(cmp_irn_live, 8192);
 214         irg_walk_graph(irg, liveness_for_node, NULL, visited);
 215
 216         old_dump_block_func     = op_Block->ops.dump_node;
 217         op_Block->ops.dump_node = dump_block_func;
 218
 219         bitset_free(visited);
 220 }
 221
 222 /**
 223  * Pre-walker: dump liveness data to a file
 224  */
 225 static void dump_liveness_walker(ir_node *bl, void *data)
 226 {
 227         FILE *f = data;
 228         const irn_live_t *li;
 229         char buf[64];
 230
 231         ir_fprintf(f, "%+F\n", bl);
 232         live_foreach(bl, li) {
 233                 strcpy(buf, "");
 234
 235                 if(live_is_in(li))
 236                         strcat(buf, "in ");
 237
 238                 if(live_is_end(li))
 239                         strcat(buf, "end ");
 240
 241                 if(live_is_out(li))
 242                         strcat(buf, "out ");
 243
 244                 ir_fprintf(f, "\t%+20F %s\n", li->irn, buf);
 245         }
 246 }
 247
 248 /* Dump the liveness information for a graph. */
 249 void be_liveness_dump(ir_graph *irg, FILE *f)
 250 {
 251         irg_block_walk_graph(irg, dump_liveness_walker, NULL, f);
 252 }
 253
 254 /* Dump the liveness information for a graph. */
 255 void be_liveness_dumpto(ir_graph *irg, const char *cls_name)
 256 {
 257         FILE *f;
 258         char buf[128];
 259         ir_snprintf(buf, sizeof(buf), "%F_%s-live.txt", irg, cls_name);
 260         if((f = fopen(buf, "wt")) != NULL) {
 261                 be_liveness_dump(irg, f);
 262                 fclose(f);
 263         }
 264 }
 265
 266 /**
 267  * Walker: checks the every predecessors of a node dominate
 268  * the note.
 269  */
 270 static void dom_check(ir_node *irn, void *data)
 271 {
 272         if(!is_Block(irn) && irn != get_irg_end(get_irn_irg(irn))) {
 273                 int i, n;
 274                 ir_node *bl = get_nodes_block(irn);
 275
 276                 for(i = 0, n = get_irn_arity(irn); i < n; ++i) {
 277                         ir_node *op     = get_irn_n(irn, i);
 278                         ir_node *def_bl = get_nodes_block(op);
 279                         ir_node *use_bl = bl;
 280
 281                         if(is_Phi(irn))
 282                                 use_bl = get_Block_cfgpred_block(bl, i);
 283
 284                         if(!block_dominates(def_bl, use_bl)) {
 285                                 ir_fprintf(stderr, "%+F in %+F must dominate %+F for user %+F\n", op, def_bl, use_bl, irn);
 286                                 assert(0);
 287                         }
 288                 }
 289         }
 290 }
 291
 292 /* Check, if the SSA dominance property is fulfilled. */
 293 void be_check_dominance(ir_graph *irg)
 294 {
 295         irg_walk_graph(irg, dom_check, NULL, NULL);
 296 }
 297
 298 pset *be_liveness_transfer(const arch_env_t *arch_env, const arch_register_class_t *cls, ir_node *irn, pset *live)
 299 {
 300         int i, n;
 301         ir_node *x;
 302         FIRM_DBG_REGISTER(firm_dbg_module_t *dbg, DBG_MODULE);
 303
 304         DEBUG_ONLY(
 305                 DBG((dbg, LEVEL_1, "%+F\n", irn));
 306                 for(x = pset_first(live); x; x = pset_next(live))
 307                         DBG((dbg, LEVEL_1, "\tlive: %+F\n", x));
 308         )
 309
 310         /* You should better break out of your loop when hitting the first phi function. */
 311         assert(!is_Phi(irn) && "liveness_transfer produces invalid results for phi nodes");
 312
 313         if(arch_irn_consider_in_reg_alloc(arch_env, cls, irn)) {
 314                 ir_node *del = pset_remove_ptr(live, irn);
 315                 assert(irn == del);
 316         }
 317
 318         for(i = 0, n = get_irn_arity(irn); i < n; ++i) {
 319                 ir_node *op = get_irn_n(irn, i);
 320
 321                 if(arch_irn_consider_in_reg_alloc(arch_env, cls, op))
 322                         pset_insert_ptr(live, op);
 323         }
 324
 325         return live;
 326 }
 327
 328 pset *be_liveness_end_of_block(const arch_env_t *arch_env, const arch_register_class_t *cls, const ir_node *bl, pset *live)
 329 {
 330         irn_live_t *li;
 331
 332         live_foreach(bl, li) {
 333                 ir_node *irn = (ir_node *) li->irn;
 334                 if(live_is_end(li) && arch_irn_consider_in_reg_alloc(arch_env, cls, irn))
 335                         pset_insert_ptr(live, irn);
 336         }
 337
 338         return live;
 339 }
 340
 341 pset *be_liveness_nodes_live_at(const arch_env_t *arch_env, const arch_register_class_t *cls, const ir_node *pos, pset *live)
 342 {
 343         const ir_node *bl = is_Block(pos) ? pos : get_nodes_block(pos);
 344         ir_node *irn;
 345
 346         be_liveness_end_of_block(arch_env, cls, bl, live);
 347         sched_foreach_reverse(bl, irn) {
 348                 /*
 349                  * If we encounter the node we want to insert the Perm after,
 350                  * exit immediately, so that this node is still live
 351                  */
 352                 if(irn == pos)
 353                         return live;
 354
 355                 be_liveness_transfer(arch_env, cls, irn, live);
 356         }
 357
 358         return live;
 359 }