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

   1 /*
   2  * Copyright (C) 1995-2011 University of Karlsruhe.  All right reserved.
   3  *
   4  * This file is part of libFirm.
   5  *
   6  * This file may be distributed and/or modified under the terms of the
   7  * GNU General Public License version 2 as published by the Free Software
   8  * Foundation and appearing in the file LICENSE.GPL included in the
   9  * packaging of this file.
  10  *
  11  * Licensees holding valid libFirm Professional Edition licenses may use
  12  * this file in accordance with the libFirm Commercial License.
  13  * Agreement provided with the Software.
  14  *
  15  * This file is provided AS IS with NO WARRANTY OF ANY KIND, INCLUDING THE
  16  * WARRANTY OF DESIGN, MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
  17  * PURPOSE.
  18  */
  19
  20 /**
  21  * @file
  22  * @brief       Performs lowering of perm nodes. Inserts copies to assure
  23  *              register constraints.
  24  * @author      Christian Wuerdig
  25  * @date        14.12.2005
  26  */
  27 #include "config.h"
  28
  29 #include <stdlib.h>
  30
  31 #include "ircons.h"
  32 #include "debug.h"
  33 #include "xmalloc.h"
  34 #include "irnodeset.h"
  35 #include "irnodehashmap.h"
  36 #include "irgmod.h"
  37 #include "iredges_t.h"
  38 #include "irgwalk.h"
  39 #include "array_t.h"
  40
  41 #include "bearch.h"
  42 #include "beirg.h"
  43 #include "belower.h"
  44 #include "benode.h"
  45 #include "besched.h"
  46 #include "bestat.h"
  47 #include "bessaconstr.h"
  48 #include "beintlive_t.h"
  49
  50 #undef KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK
  51
  52 DEBUG_ONLY(static firm_dbg_module_t *dbg;)
  53 DEBUG_ONLY(static firm_dbg_module_t *dbg_constr;)
  54 DEBUG_ONLY(static firm_dbg_module_t *dbg_permmove;)
  55
  56 /** Associates an ir_node with its copy and CopyKeep. */
  57 typedef struct {
  58         ir_nodeset_t copies; /**< all non-spillable copies of this irn */
  59         const arch_register_class_t *cls;
  60 } op_copy_assoc_t;
  61
  62 /** Environment for constraints. */
  63 typedef struct {
  64         ir_graph        *irg;
  65         ir_nodehashmap_t op_set;
  66         struct obstack   obst;
  67 } constraint_env_t;
  68
  69 /** Lowering walker environment. */
  70 typedef struct lower_env_t {
  71         ir_graph *irg;
  72         unsigned  do_copy : 1;
  73 } lower_env_t;
  74
  75 /** Holds a Perm register pair. */
  76 typedef struct reg_pair_t {
  77         const arch_register_t *in_reg;    /**< a perm IN register */
  78         ir_node               *in_node;   /**< the in node to which the register belongs */
  79
  80         const arch_register_t *out_reg;   /**< a perm OUT register */
  81         ir_node               *out_node;  /**< the out node to which the register belongs */
  82
  83         int                    checked;   /**< indicates whether the pair was check for cycle or not */
  84 } reg_pair_t;
  85
  86 typedef enum perm_type_t {
  87         PERM_CYCLE,
  88         PERM_CHAIN,
  89 } perm_type_t;
  90
  91 /** Structure to represent cycles or chains in a Perm. */
  92 typedef struct perm_cycle_t {
  93         const arch_register_t **elems;       /**< the registers in the cycle */
  94         int                     n_elems;     /**< number of elements in the cycle */
  95         perm_type_t             type;        /**< type (CHAIN or CYCLE) */
  96 } perm_cycle_t;
  97
  98 /** returns the number register pairs marked as checked. */
  99 static int get_n_unchecked_pairs(reg_pair_t const *const pairs, int const n)
 100 {
 101         int n_unchecked = 0;
 102         int i;
 103
 104         for (i = 0; i < n; i++) {
 105                 if (!pairs[i].checked)
 106                         n_unchecked++;
 107         }
 108
 109         return n_unchecked;
 110 }
 111
 112 /**
 113  * Gets the node corresponding to an IN register from an array of register pairs.
 114  * NOTE: The given registers pairs and the register to look for must belong
 115  *       to the same register class.
 116  *
 117  * @param pairs  The array of register pairs
 118  * @param n      The number of pairs
 119  * @param reg    The register to look for
 120  * @return The corresponding node or NULL if not found
 121  */
 122 static ir_node *get_node_for_in_register(reg_pair_t *pairs, int n, const arch_register_t *reg)
 123 {
 124         int i;
 125
 126         for (i = 0; i < n; i++) {
 127                 /* in register matches */
 128                 if (pairs[i].in_reg->index == reg->index)
 129                         return pairs[i].in_node;
 130         }
 131
 132         return NULL;
 133 }
 134
 135 /**
 136  * Gets the node corresponding to an OUT register from an array of register pairs.
 137  * NOTE: The given registers pairs and the register to look for must belong
 138  *       to the same register class.
 139  *
 140  * @param pairs  The array of register pairs
 141  * @param n      The number of pairs
 142  * @param reg    The register to look for
 143  * @return The corresponding node or NULL if not found
 144  */
 145 static ir_node *get_node_for_out_register(reg_pair_t *pairs, int n, const arch_register_t *reg)
 146 {
 147         int i;
 148
 149         for (i = 0; i < n; i++) {
 150                 /* out register matches */
 151                 if (pairs[i].out_reg->index == reg->index)
 152                         return pairs[i].out_node;
 153         }
 154
 155         return NULL;
 156 }
 157
 158 /**
 159  * Gets the index in the register pair array where the in register
 160  * corresponds to reg_idx.
 161  *
 162  * @param pairs  The array of register pairs
 163  * @param n      The number of pairs
 164  * @param reg    The register index to look for
 165  *
 166  * @return The corresponding index in pairs or -1 if not found
 167  */
 168 static int get_pairidx_for_in_regidx(reg_pair_t *pairs, int n, unsigned reg_idx)
 169 {
 170         int i;
 171
 172         for (i = 0; i < n; i++) {
 173                 /* in register matches */
 174                 if (pairs[i].in_reg->index == reg_idx)
 175                         return i;
 176         }
 177         return -1;
 178 }
 179
 180 /**
 181  * Gets the index in the register pair array where the out register
 182  * corresponds to reg_idx.
 183  *
 184  * @param pairs  The array of register pairs
 185  * @param n      The number of pairs
 186  * @param reg    The register index to look for
 187  *
 188  * @return The corresponding index in pairs or -1 if not found
 189  */
 190 static int get_pairidx_for_out_regidx(reg_pair_t *pairs, int n, unsigned reg_idx)
 191 {
 192         int i;
 193
 194         for (i = 0; i < n; i++) {
 195                 /* out register matches */
 196                 if (pairs[i].out_reg->index == reg_idx)
 197                         return i;
 198         }
 199         return -1;
 200 }
 201
 202 /**
 203  * Gets an array of register pairs and tries to identify a cycle or chain
 204  * starting at position start.
 205  *
 206  * @param cycle  Variable to hold the cycle
 207  * @param pairs  Array of register pairs
 208  * @param n      length of the pairs array
 209  * @param start  Index to start
 210  *
 211  * @return The cycle or chain
 212  */
 213 static void get_perm_cycle(perm_cycle_t *const cycle,
 214                            reg_pair_t   *const pairs,
 215                            int           const n,
 216                            int                 start)
 217 {
 218         int         head         = pairs[start].in_reg->index;
 219         int         cur_idx      = pairs[start].out_reg->index;
 220         int   const n_pairs_todo = get_n_unchecked_pairs(pairs, n);
 221         perm_type_t cycle_tp     = PERM_CYCLE;
 222         int         idx;
 223
 224         /* We could be right in the middle of a chain, so we need to find the start */
 225         while (head != cur_idx) {
 226                 /* goto previous register in cycle or chain */
 227                 int const cur_pair_idx = get_pairidx_for_out_regidx(pairs, n, head);
 228
 229                 if (cur_pair_idx < 0) {
 230                         cycle_tp = PERM_CHAIN;
 231                         break;
 232                 } else {
 233                         head  = pairs[cur_pair_idx].in_reg->index;
 234                         start = cur_pair_idx;
 235                 }
 236         }
 237
 238         /* assume worst case: all remaining pairs build a cycle or chain */
 239         cycle->elems    = XMALLOCNZ(const arch_register_t*, n_pairs_todo * 2);
 240         cycle->n_elems  = 2;  /* initial number of elements is 2 */
 241         cycle->elems[0] = pairs[start].in_reg;
 242         cycle->elems[1] = pairs[start].out_reg;
 243         cycle->type     = cycle_tp;
 244         cur_idx         = pairs[start].out_reg->index;
 245
 246         idx = 2;
 247         /* check for cycle or end of a chain */
 248         while (cur_idx != head) {
 249                 /* goto next register in cycle or chain */
 250                 int const cur_pair_idx = get_pairidx_for_in_regidx(pairs, n, cur_idx);
 251
 252                 if (cur_pair_idx < 0)
 253                         break;
 254
 255                 cur_idx = pairs[cur_pair_idx].out_reg->index;
 256
 257                 /* it's not the first element: insert it */
 258                 if (cur_idx != head) {
 259                         cycle->elems[idx++] = pairs[cur_pair_idx].out_reg;
 260                         cycle->n_elems++;
 261                 } else {
 262                         /* we are there where we started -> CYCLE */
 263                         cycle->type = PERM_CYCLE;
 264                 }
 265         }
 266
 267         /* mark all pairs having one in/out register with cycle in common as checked */
 268         for (idx = 0; idx < cycle->n_elems; idx++) {
 269                 int cur_pair_idx;
 270
 271                 cur_pair_idx = get_pairidx_for_in_regidx(pairs, n, cycle->elems[idx]->index);
 272                 if (cur_pair_idx >= 0)
 273                         pairs[cur_pair_idx].checked = 1;
 274
 275                 cur_pair_idx = get_pairidx_for_out_regidx(pairs, n, cycle->elems[idx]->index);
 276                 if (cur_pair_idx >= 0)
 277                         pairs[cur_pair_idx].checked = 1;
 278         }
 279 }
 280
 281 /**
 282  * Lowers a perm node.  Resolves cycles and creates a bunch of
 283  * copy and swap operations to permute registers.
 284  * Note: The caller of this function has to make sure, that irn
 285  *       is a Perm node.
 286  *
 287  * @param irn      The perm node
 288  * @param block    The block the perm node belongs to
 289  * @param env      The lowerer environment
 290  */
 291 static void lower_perm_node(ir_node *irn, lower_env_t *env)
 292 {
 293         const arch_register_class_t *const reg_class   = arch_get_irn_register(get_irn_n(irn, 0))->reg_class;
 294         ir_node                     *const block       = get_nodes_block(irn);
 295         int                          const arity       = get_irn_arity(irn);
 296         reg_pair_t                  *const pairs       = ALLOCAN(reg_pair_t, arity);
 297         int                                keep_perm   = 0;
 298         int                                do_copy     = env->do_copy;
 299         /* Get the schedule predecessor node to the perm.
 300          * NOTE: This works with auto-magic. If we insert the new copy/exchange
 301          * nodes after this node, everything should be ok. */
 302         ir_node                     *      sched_point = sched_prev(irn);
 303         int                                n;
 304         int                                i;
 305
 306         DBG((dbg, LEVEL_1, "perm: %+F, sched point is %+F\n", irn, sched_point));
 307         assert(sched_point && "Perm is not scheduled or has no predecessor");
 308
 309         assert(arity == get_irn_n_edges(irn) && "perm's in and out numbers different");
 310
 311         /* build the list of register pairs (in, out) */
 312         n = 0;
 313         foreach_out_edge_safe(irn, edge) {
 314                 ir_node               *const out     = get_edge_src_irn(edge);
 315                 long                   const pn      = get_Proj_proj(out);
 316                 ir_node               *const in      = get_irn_n(irn, pn);
 317                 arch_register_t const *const in_reg  = arch_get_irn_register(in);
 318                 arch_register_t const *const out_reg = arch_get_irn_register(out);
 319                 reg_pair_t            *      pair;
 320
 321                 if (in_reg == out_reg) {
 322                         DBG((dbg, LEVEL_1, "%+F removing equal perm register pair (%+F, %+F, %s)\n",
 323                                                 irn, in, out, out_reg->name));
 324                         exchange(out, in);
 325                         continue;
 326                 }
 327
 328                 pair           = &pairs[n++];
 329                 pair->in_node  = in;
 330                 pair->in_reg   = in_reg;
 331                 pair->out_node = out;
 332                 pair->out_reg  = out_reg;
 333                 pair->checked  = 0;
 334         }
 335
 336         DBG((dbg, LEVEL_1, "%+F has %d unresolved constraints\n", irn, n));
 337
 338         /* Set do_copy to 0 if it's on but we have no free register */
 339         /* TODO check for free register */
 340         if (do_copy) {
 341                 do_copy = 0;
 342         }
 343
 344         /* check for cycles and chains */
 345         while (get_n_unchecked_pairs(pairs, n) > 0) {
 346                 perm_cycle_t cycle;
 347                 int          j;
 348
 349                 /* go to the first not-checked pair */
 350                 for (i = 0; pairs[i].checked; ++i) {}
 351                 get_perm_cycle(&cycle, pairs, n, i);
 352
 353                 DB((dbg, LEVEL_1, "%+F: following %s created:\n  ", irn, cycle.type == PERM_CHAIN ? "chain" : "cycle"));
 354                 for (j = 0; j < cycle.n_elems; j++) {
 355                         DB((dbg, LEVEL_1, " %s", cycle.elems[j]->name));
 356                 }
 357                 DB((dbg, LEVEL_1, "\n"));
 358
 359                 if (cycle.type == PERM_CYCLE && arity == 2) {
 360                         /* We don't need to do anything if we have a Perm with two elements
 361                          * which represents a cycle, because those nodes already represent
 362                          * exchange nodes */
 363                         keep_perm = 1;
 364                 } else {
 365                         /* TODO: - iff PERM_CYCLE && do_copy -> determine free temp reg and
 366                          * insert copy to/from it before/after the copy cascade (this
 367                          * reduces the cycle into a chain) */
 368
 369                         /* build copy/swap nodes from back to front */
 370                         for (i = cycle.n_elems - 2; i >= 0; i--) {
 371                                 ir_node *arg1 = get_node_for_in_register(pairs, n, cycle.elems[i]);
 372                                 ir_node *arg2 = get_node_for_in_register(pairs, n, cycle.elems[i + 1]);
 373
 374                                 ir_node *res1 = get_node_for_out_register(pairs, n, cycle.elems[i]);
 375                                 ir_node *res2 = get_node_for_out_register(pairs, n, cycle.elems[i + 1]);
 376                                 /* If we have a cycle and don't copy: we need to create exchange
 377                                  * nodes
 378                                  * NOTE: An exchange node is a perm node with 2 INs and 2 OUTs
 379                                  * IN_1  = in  node with register i
 380                                  * IN_2  = in  node with register i + 1
 381                                  * OUT_1 = out node with register i + 1
 382                                  * OUT_2 = out node with register i */
 383                                 ir_node *cpyxchg;
 384                                 if (cycle.type == PERM_CYCLE && !do_copy) {
 385                                         ir_node *in[2];
 386
 387                                         in[0] = arg1;
 388                                         in[1] = arg2;
 389
 390                                         /* At this point we have to handle the following problem:
 391                                          *
 392                                          * If we have a cycle with more than two elements, then this
 393                                          * could correspond to the following Perm node:
 394                                          *
 395                                          *   +----+   +----+   +----+
 396                                          *   | r1 |   | r2 |   | r3 |
 397                                          *   +-+--+   +-+--+   +--+-+
 398                                          *     |        |         |
 399                                          *     |        |         |
 400                                          *   +-+--------+---------+-+
 401                                          *   |         Perm         |
 402                                          *   +-+--------+---------+-+
 403                                          *     |        |         |
 404                                          *     |        |         |
 405                                          *   +-+--+   +-+--+   +--+-+
 406                                          *   |Proj|   |Proj|   |Proj|
 407                                          *   | r2 |   | r3 |   | r1 |
 408                                          *   +----+   +----+   +----+
 409                                          *
 410                                          * This node is about to be split up into two 2x Perm's for
 411                                          * which we need 4 Proj's and the one additional Proj of the
 412                                          * first Perm has to be one IN of the second. So in general
 413                                          * we need to create one additional Proj for each "middle"
 414                                          * Perm and set this to one in node of the successor Perm. */
 415
 416                                         DBG((dbg, LEVEL_1, "%+F creating exchange node (%+F, %s) and (%+F, %s) with\n",
 417                                                                 irn, arg1, cycle.elems[i]->name, arg2, cycle.elems[i + 1]->name));
 418                                         DBG((dbg, LEVEL_1, "%+F                        (%+F, %s) and (%+F, %s)\n",
 419                                                                 irn, res1, cycle.elems[i]->name, res2, cycle.elems[i + 1]->name));
 420
 421                                         cpyxchg = be_new_Perm(reg_class, block, 2, in);
 422
 423                                         if (i > 0) {
 424                                                 /* cycle is not done yet */
 425                                                 int pidx = get_pairidx_for_in_regidx(pairs, n, cycle.elems[i]->index);
 426
 427                                                 /* create intermediate proj */
 428                                                 res1 = new_r_Proj(cpyxchg, get_irn_mode(res1), 0);
 429
 430                                                 /* set as in for next Perm */
 431                                                 pairs[pidx].in_node = res1;
 432                                         }
 433
 434                                         set_Proj_pred(res2, cpyxchg);
 435                                         set_Proj_proj(res2, 0);
 436                                         set_Proj_pred(res1, cpyxchg);
 437                                         set_Proj_proj(res1, 1);
 438
 439                                         arch_set_irn_register(res2, cycle.elems[i + 1]);
 440                                         arch_set_irn_register(res1, cycle.elems[i]);
 441
 442                                         DB((dbg, LEVEL_1, "replacing %+F with %+F, placed new node after %+F\n", irn, cpyxchg, sched_point));
 443                                 } else {
 444                                         DB((dbg, LEVEL_1, "%+F creating copy node (%+F, %s) -> (%+F, %s)\n",
 445                                                                 irn, arg1, cycle.elems[i]->name, res2, cycle.elems[i + 1]->name));
 446
 447                                         cpyxchg = be_new_Copy(block, arg1);
 448                                         arch_set_irn_register(cpyxchg, cycle.elems[i + 1]);
 449
 450                                         /* exchange copy node and proj */
 451                                         exchange(res2, cpyxchg);
 452                                 }
 453
 454                                 /* insert the copy/exchange node in schedule after the magic schedule node (see above) */
 455                                 sched_add_after(sched_point, cpyxchg);
 456
 457                                 /* set the new scheduling point */
 458                                 sched_point = cpyxchg;
 459                         }
 460                 }
 461
 462                 free((void*)cycle.elems);
 463         }
 464
 465         /* remove the perm from schedule */
 466         if (!keep_perm) {
 467                 sched_remove(irn);
 468                 kill_node(irn);
 469         }
 470 }
 471
 472
 473
 474 static int has_irn_users(const ir_node *irn)
 475 {
 476         return get_irn_out_edge_first_kind(irn, EDGE_KIND_NORMAL) != 0;
 477 }
 478
 479 static ir_node *find_copy(ir_node *irn, ir_node *op)
 480 {
 481         ir_node *cur_node;
 482
 483         for (cur_node = irn;;) {
 484                 cur_node = sched_prev(cur_node);
 485                 if (! be_is_Copy(cur_node))
 486                         return NULL;
 487                 if (be_get_Copy_op(cur_node) == op && arch_irn_is(cur_node, dont_spill))
 488                         return cur_node;
 489         }
 490 }
 491
 492 static void gen_assure_different_pattern(ir_node *irn, ir_node *other_different, constraint_env_t *env)
 493 {
 494         ir_nodehashmap_t            *op_set;
 495         ir_node                     *block;
 496         const arch_register_class_t *cls;
 497         ir_node                     *keep, *cpy;
 498         op_copy_assoc_t             *entry;
 499
 500         arch_register_req_t const *const req = arch_get_irn_register_req(other_different);
 501         if (arch_register_req_is(req, ignore) ||
 502                         !mode_is_datab(get_irn_mode(other_different))) {
 503                 DB((dbg_constr, LEVEL_1, "ignore constraint for %+F because other_irn is ignore or not a datab node\n", irn));
 504                 return;
 505         }
 506
 507         op_set = &env->op_set;
 508         block  = get_nodes_block(irn);
 509         cls    = req->cls;
 510
 511         /* Make a not spillable copy of the different node   */
 512         /* this is needed because the different irn could be */
 513         /* in block far far away                             */
 514         /* The copy is optimized later if not needed         */
 515
 516         /* check if already exists such a copy in the schedule immediately before */
 517         cpy = find_copy(skip_Proj(irn), other_different);
 518         if (! cpy) {
 519                 cpy = be_new_Copy(block, other_different);
 520                 arch_set_irn_flags(cpy, arch_irn_flags_dont_spill);
 521                 DB((dbg_constr, LEVEL_1, "created non-spillable %+F for value %+F\n", cpy, other_different));
 522         } else {
 523                 DB((dbg_constr, LEVEL_1, "using already existing %+F for value %+F\n", cpy, other_different));
 524         }
 525
 526         /* Add the Keep resp. CopyKeep and reroute the users */
 527         /* of the other_different irn in case of CopyKeep.   */
 528         if (has_irn_users(other_different)) {
 529                 keep = be_new_CopyKeep_single(block, cpy, irn);
 530                 be_node_set_reg_class_in(keep, 1, cls);
 531         } else {
 532                 ir_node *in[2];
 533
 534                 in[0] = irn;
 535                 in[1] = cpy;
 536                 keep = be_new_Keep(block, 2, in);
 537         }
 538
 539         DB((dbg_constr, LEVEL_1, "created %+F(%+F, %+F)\n\n", keep, irn, cpy));
 540
 541         /* insert copy and keep into schedule */
 542         assert(sched_is_scheduled(irn) && "need schedule to assure constraints");
 543         if (! sched_is_scheduled(cpy))
 544                 sched_add_before(skip_Proj(irn), cpy);
 545         sched_add_after(skip_Proj(irn), keep);
 546
 547         /* insert the other different and its copies into the map */
 548         entry = ir_nodehashmap_get(op_copy_assoc_t, op_set, other_different);
 549         if (! entry) {
 550                 entry      = OALLOC(&env->obst, op_copy_assoc_t);
 551                 entry->cls = cls;
 552                 ir_nodeset_init(&entry->copies);
 553
 554                 ir_nodehashmap_insert(op_set, other_different, entry);
 555         }
 556
 557         /* insert copy */
 558         ir_nodeset_insert(&entry->copies, cpy);
 559
 560         /* insert keep in case of CopyKeep */
 561         if (be_is_CopyKeep(keep))
 562                 ir_nodeset_insert(&entry->copies, keep);
 563 }
 564
 565 /**
 566  * Checks if node has a must_be_different constraint in output and adds a Keep
 567  * then to assure the constraint.
 568  *
 569  * @param irn          the node to check
 570  * @param skipped_irn  if irn is a Proj node, its predecessor, else irn
 571  * @param env          the constraint environment
 572  */
 573 static void assure_different_constraints(ir_node *irn, ir_node *skipped_irn, constraint_env_t *env)
 574 {
 575         const arch_register_req_t *req = arch_get_irn_register_req(irn);
 576
 577         if (arch_register_req_is(req, must_be_different)) {
 578                 const unsigned other = req->other_different;
 579                 int i;
 580
 581                 if (arch_register_req_is(req, should_be_same)) {
 582                         const unsigned same = req->other_same;
 583
 584                         if (is_po2(other) && is_po2(same)) {
 585                                 int idx_other = ntz(other);
 586                                 int idx_same  = ntz(same);
 587
 588                                 /*
 589                                  * We can safely ignore a should_be_same x must_be_different y
 590                                  * IFF both inputs are equal!
 591                                  */
 592                                 if (get_irn_n(skipped_irn, idx_other) == get_irn_n(skipped_irn, idx_same)) {
 593                                         return;
 594                                 }
 595                         }
 596                 }
 597                 for (i = 0; 1U << i <= other; ++i) {
 598                         if (other & (1U << i)) {
 599                                 ir_node *different_from = get_irn_n(skipped_irn, i);
 600                                 gen_assure_different_pattern(irn, different_from, env);
 601                         }
 602                 }
 603         }
 604 }
 605
 606 /**
 607  * Calls the functions to assure register constraints.
 608  *
 609  * @param block    The block to be checked
 610  * @param walk_env The walker environment
 611  */
 612 static void assure_constraints_walker(ir_node *block, void *walk_env)
 613 {
 614         constraint_env_t *env = (constraint_env_t*)walk_env;
 615
 616         sched_foreach_reverse(block, irn) {
 617                 be_foreach_value(irn, value,
 618                         if (mode_is_datab(get_irn_mode(value)))
 619                                 assure_different_constraints(value, irn, env);
 620                 );
 621         }
 622 }
 623
 624 /**
 625  * Melt all copykeeps pointing to the same node
 626  * (or Projs of the same node), copying the same operand.
 627  */
 628 static void melt_copykeeps(constraint_env_t *cenv)
 629 {
 630         ir_nodehashmap_iterator_t map_iter;
 631         ir_nodehashmap_entry_t    map_entry;
 632
 633         /* for all */
 634         foreach_ir_nodehashmap(&cenv->op_set, map_entry, map_iter) {
 635                 op_copy_assoc_t *entry = (op_copy_assoc_t*)map_entry.data;
 636                 int     idx, num_ck;
 637                 struct obstack obst;
 638                 ir_node **ck_arr, **melt_arr;
 639
 640                 obstack_init(&obst);
 641
 642                 /* collect all copykeeps */
 643                 num_ck = idx = 0;
 644                 foreach_ir_nodeset(&entry->copies, cp, iter) {
 645                         if (be_is_CopyKeep(cp)) {
 646                                 obstack_grow(&obst, &cp, sizeof(cp));
 647                                 ++num_ck;
 648                         }
 649 #ifdef KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK
 650                         else {
 651                                 set_irn_mode(cp, mode_ANY);
 652                                 keep_alive(cp);
 653                         }
 654 #endif /* KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK */
 655                 }
 656
 657                 /* compare each copykeep with all other copykeeps */
 658                 ck_arr = (ir_node **)obstack_finish(&obst);
 659                 for (idx = 0; idx < num_ck; ++idx) {
 660                         ir_node *ref, *ref_mode_T;
 661
 662                         if (ck_arr[idx]) {
 663                                 int j, n_melt;
 664                                 ir_node **new_ck_in;
 665                                 ir_node *sched_pt = NULL;
 666
 667                                 n_melt     = 1;
 668                                 ref        = ck_arr[idx];
 669                                 ref_mode_T = skip_Proj(get_irn_n(ref, 1));
 670                                 obstack_grow(&obst, &ref, sizeof(ref));
 671
 672                                 DB((dbg_constr, LEVEL_1, "Trying to melt %+F:\n", ref));
 673
 674                                 /* check for copykeeps pointing to the same mode_T node as the reference copykeep */
 675                                 for (j = 0; j < num_ck; ++j) {
 676                                         ir_node *cur_ck = ck_arr[j];
 677
 678                                         if (j != idx && cur_ck && skip_Proj(get_irn_n(cur_ck, 1)) == ref_mode_T) {
 679                                                 obstack_grow(&obst, &cur_ck, sizeof(cur_ck));
 680                                                 ir_nodeset_remove(&entry->copies, cur_ck);
 681                                                 DB((dbg_constr, LEVEL_1, "\t%+F\n", cur_ck));
 682                                                 ck_arr[j] = NULL;
 683                                                 ++n_melt;
 684                                                 sched_remove(cur_ck);
 685                                         }
 686                                 }
 687                                 ck_arr[idx] = NULL;
 688
 689                                 /* check, if we found some candidates for melting */
 690                                 if (n_melt == 1) {
 691                                         DB((dbg_constr, LEVEL_1, "\tno candidate found\n"));
 692                                         continue;
 693                                 }
 694
 695                                 ir_nodeset_remove(&entry->copies, ref);
 696                                 sched_remove(ref);
 697
 698                                 melt_arr = (ir_node **)obstack_finish(&obst);
 699                                 /* melt all found copykeeps */
 700                                 NEW_ARR_A(ir_node *, new_ck_in, n_melt);
 701                                 for (j = 0; j < n_melt; ++j) {
 702                                         new_ck_in[j] = get_irn_n(melt_arr[j], 1);
 703
 704                                         /* now, we can kill the melted keep, except the */
 705                                         /* ref one, we still need some information      */
 706                                         if (melt_arr[j] != ref)
 707                                                 kill_node(melt_arr[j]);
 708                                 }
 709
 710                                 ir_node *const new_ck = be_new_CopyKeep(get_nodes_block(ref), be_get_CopyKeep_op(ref), n_melt, new_ck_in);
 711 #ifdef KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK
 712                                 keep_alive(new_ck);
 713 #endif /* KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK */
 714
 715                                 /* set register class for all kept inputs */
 716                                 for (j = 1; j <= n_melt; ++j)
 717                                         be_node_set_reg_class_in(new_ck, j, entry->cls);
 718
 719                                 ir_nodeset_insert(&entry->copies, new_ck);
 720
 721                                 /* find scheduling point */
 722                                 sched_pt = ref_mode_T;
 723                                 do {
 724                                         /* just walk along the schedule until a non-Keep/CopyKeep node is found */
 725                                         sched_pt = sched_next(sched_pt);
 726                                 } while (be_is_Keep(sched_pt) || be_is_CopyKeep(sched_pt));
 727
 728                                 sched_add_before(sched_pt, new_ck);
 729                                 DB((dbg_constr, LEVEL_1, "created %+F, scheduled before %+F\n", new_ck, sched_pt));
 730
 731                                 /* finally: kill the reference copykeep */
 732                                 kill_node(ref);
 733                         }
 734                 }
 735
 736                 obstack_free(&obst, NULL);
 737         }
 738 }
 739
 740 void assure_constraints(ir_graph *irg)
 741 {
 742         constraint_env_t          cenv;
 743         ir_nodehashmap_iterator_t map_iter;
 744         ir_nodehashmap_entry_t    map_entry;
 745
 746         FIRM_DBG_REGISTER(dbg_constr, "firm.be.lower.constr");
 747
 748         cenv.irg = irg;
 749         ir_nodehashmap_init(&cenv.op_set);
 750         obstack_init(&cenv.obst);
 751
 752         irg_block_walk_graph(irg, NULL, assure_constraints_walker, &cenv);
 753
 754         /* melt copykeeps, pointing to projs of */
 755         /* the same mode_T node and keeping the */
 756         /* same operand                         */
 757         melt_copykeeps(&cenv);
 758
 759         /* for all */
 760         foreach_ir_nodehashmap(&cenv.op_set, map_entry, map_iter) {
 761                 op_copy_assoc_t          *entry = (op_copy_assoc_t*)map_entry.data;
 762                 size_t                    n     = ir_nodeset_size(&entry->copies);
 763                 ir_node                 **nodes = ALLOCAN(ir_node*, n);
 764                 be_ssa_construction_env_t senv;
 765
 766                 /* put the node in an array */
 767                 DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "introduce copies for %+F ", map_entry.node));
 768
 769                 /* collect all copies */
 770                 n = 0;
 771                 foreach_ir_nodeset(&entry->copies, cp, iter) {
 772                         nodes[n++] = cp;
 773                         DB((dbg_constr, LEVEL_1, ", %+F ", cp));
 774                 }
 775
 776                 DB((dbg_constr, LEVEL_1, "\n"));
 777
 778                 /* introduce the copies for the operand and its copies */
 779                 be_ssa_construction_init(&senv, irg);
 780                 be_ssa_construction_add_copy(&senv, map_entry.node);
 781                 be_ssa_construction_add_copies(&senv, nodes, n);
 782                 be_ssa_construction_fix_users(&senv, map_entry.node);
 783                 be_ssa_construction_destroy(&senv);
 784
 785                 /* Could be that not all CopyKeeps are really needed, */
 786                 /* so we transform unnecessary ones into Keeps.       */
 787                 foreach_ir_nodeset(&entry->copies, cp, iter) {
 788                         if (be_is_CopyKeep(cp) && get_irn_n_edges(cp) < 1) {
 789                                 int      n   = get_irn_arity(cp);
 790                                 ir_node *keep;
 791
 792                                 keep = be_new_Keep(get_nodes_block(cp), n, get_irn_in(cp) + 1);
 793                                 sched_replace(cp, keep);
 794
 795                                 /* Set all ins (including the block) of the CopyKeep BAD to keep the verifier happy. */
 796                                 kill_node(cp);
 797                         }
 798                 }
 799
 800                 ir_nodeset_destroy(&entry->copies);
 801         }
 802
 803         ir_nodehashmap_destroy(&cenv.op_set);
 804         obstack_free(&cenv.obst, NULL);
 805         be_invalidate_live_sets(irg);
 806 }
 807
 808 /**
 809  * Push nodes that do not need to be permed through the Perm.
 810  * This is commonly a reload cascade at block ends.
 811  * @note This routine needs interference.
 812  * @note Probably, we can implement it a little more efficient.
 813  *       Especially searching the frontier lazily might be better.
 814  *
 815  * @param perm The perm
 816  * @param env  The lowerer environment
 817  *
 818  * @return     1, if there is something left to perm over.
 819  *             0, if removed the complete perm.
 820  */
 821 static int push_through_perm(ir_node *perm)
 822 {
 823         ir_graph *irg     = get_irn_irg(perm);
 824         ir_node *bl       = get_nodes_block(perm);
 825         int  arity        = get_irn_arity(perm);
 826         int *map;
 827         int *proj_map;
 828         bitset_t *moved   = bitset_alloca(arity);
 829         int n_moved;
 830         int new_size;
 831         ir_node *frontier = bl;
 832         int i, n;
 833         be_lv_t *lv = be_get_irg_liveness(irg);
 834
 835         /* get some Proj and find out the register class of that Proj. */
 836         ir_node                     *one_proj = get_edge_src_irn(get_irn_out_edge_first_kind(perm, EDGE_KIND_NORMAL));
 837         const arch_register_class_t *cls      = arch_get_irn_reg_class(one_proj);
 838         assert(is_Proj(one_proj));
 839
 840         DB((dbg_permmove, LEVEL_1, "perm move %+F irg %+F\n", perm, irg));
 841
 842         /* Find the point in the schedule after which the
 843          * potentially movable nodes must be defined.
 844          * A Perm will only be pushed up to first instruction
 845          * which lets an operand of itself die.
 846          * If we would allow to move the Perm above this instruction,
 847          * the former dead operand would be live now at the point of
 848          * the Perm, increasing the register pressure by one.
 849          */
 850         sched_foreach_reverse_from(sched_prev(perm), irn) {
 851                 be_foreach_use(irn, cls, in_req_, op, op_req_,
 852                         if (!be_values_interfere(lv, op, one_proj)) {
 853                                 frontier = irn;
 854                                 goto found_front;
 855                         }
 856                 );
 857         }
 858 found_front:
 859
 860         DB((dbg_permmove, LEVEL_2, "\tfrontier: %+F\n", frontier));
 861
 862         n_moved = 0;
 863         for (;;) {
 864                 ir_node *const node = sched_prev(perm);
 865                 if (node == frontier)
 866                         break;
 867
 868                 const arch_register_req_t *req;
 869                 int                        input = -1;
 870                 ir_node                   *proj  = NULL;
 871
 872                 /* search if node is a INPUT of Perm */
 873                 foreach_out_edge(perm, edge) {
 874                         ir_node *out = get_edge_src_irn(edge);
 875                         int      pn  = get_Proj_proj(out);
 876                         ir_node *in  = get_irn_n(perm, pn);
 877                         if (node == in) {
 878                                 proj  = out;
 879                                 input = pn;
 880                                 break;
 881                         }
 882                 }
 883                 /* it wasn't an input to the perm, we can't do anything more */
 884                 if (input < 0)
 885                         break;
 886                 if (arch_irn_is(node, modify_flags))
 887                         break;
 888                 req = arch_get_irn_register_req(node);
 889                 if (req->type != arch_register_req_type_normal)
 890                         break;
 891                 for (i = get_irn_arity(node) - 1; i >= 0; --i) {
 892                         ir_node *opop = get_irn_n(node, i);
 893                         if (arch_irn_consider_in_reg_alloc(cls, opop)) {
 894                                 break;
 895                         }
 896                 }
 897                 if (i >= 0)
 898                         break;
 899
 900                 DBG((dbg_permmove, LEVEL_2, "\tmoving %+F after %+F, killing %+F\n", node, perm, proj));
 901
 902                 /* move the movable node in front of the Perm */
 903                 sched_remove(node);
 904                 sched_add_after(perm, node);
 905
 906                 /* give it the proj's register */
 907                 arch_set_irn_register(node, arch_get_irn_register(proj));
 908
 909                 /* reroute all users of the proj to the moved node. */
 910                 exchange(proj, node);
 911
 912                 bitset_set(moved, input);
 913                 n_moved++;
 914         }
 915
 916         /* well, we could not push anything through the perm */
 917         if (n_moved == 0)
 918                 return 1;
 919
 920         new_size = arity - n_moved;
 921         if (new_size == 0) {
 922                 sched_remove(perm);
 923                 kill_node(perm);
 924                 return 0;
 925         }
 926
 927         map      = ALLOCAN(int, new_size);
 928         proj_map = ALLOCAN(int, arity);
 929         memset(proj_map, -1, sizeof(proj_map[0]));
 930         n   = 0;
 931         for (i = 0; i < arity; ++i) {
 932                 if (bitset_is_set(moved, i))
 933                         continue;
 934                 map[n]      = i;
 935                 proj_map[i] = n;
 936                 n++;
 937         }
 938         assert(n == new_size);
 939         foreach_out_edge(perm, edge) {
 940                 ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
 941                 int      pn   = get_Proj_proj(proj);
 942                 pn = proj_map[pn];
 943                 assert(pn >= 0);
 944                 set_Proj_proj(proj, pn);
 945         }
 946
 947         be_Perm_reduce(perm, new_size, map);
 948         return 1;
 949 }
 950
 951 /**
 952  * Calls the corresponding lowering function for the node.
 953  *
 954  * @param irn      The node to be checked for lowering
 955  * @param walk_env The walker environment
 956  */
 957 static void lower_nodes_after_ra_walker(ir_node *irn, void *walk_env)
 958 {
 959         int perm_stayed;
 960
 961         if (!be_is_Perm(irn))
 962                 return;
 963
 964         perm_stayed = push_through_perm(irn);
 965         if (perm_stayed)
 966                 lower_perm_node(irn, (lower_env_t*)walk_env);
 967 }
 968
 969 void lower_nodes_after_ra(ir_graph *irg, int do_copy)
 970 {
 971         lower_env_t env;
 972
 973         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.be.lower");
 974         FIRM_DBG_REGISTER(dbg_permmove, "firm.be.lower.permmove");
 975
 976         env.irg     = irg;
 977         env.do_copy = do_copy;
 978
 979         /* we will need interference */
 980         be_assure_live_chk(irg);
 981
 982         irg_walk_graph(irg, NULL, lower_nodes_after_ra_walker, &env);
 983 }