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

   1 /*
   2  * Copyright (C) 1995-2008 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 register constraints.
  23  * @author      Christian Wuerdig
  24  * @date        14.12.2005
  25  * @version     $Id$
  26  */
  27 #include "config.h"
  28
  29 #include <stdlib.h>
  30
  31 #include "ircons.h"
  32 #include "debug.h"
  33 #include "irhooks.h"
  34 #include "xmalloc.h"
  35 #include "irnodeset.h"
  36 #include "irnodemap.h"
  37 #include "irgmod.h"
  38 #include "iredges_t.h"
  39 #include "irgwalk.h"
  40 #include "array_t.h"
  41
  42 #include "bearch_t.h"
  43 #include "belower.h"
  44 #include "benode_t.h"
  45 #include "besched_t.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 it's 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         be_irg_t       *birg;
  65         ir_nodemap_t   op_set;
  66         struct obstack obst;
  67 } constraint_env_t;
  68
  69 /** Lowering walker environment. */
  70 typedef struct _lower_env_t {
  71         be_irg_t         *birg;
  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_SWAP,
  90         PERM_COPY
  91 } perm_type_t;
  92
  93 /** Structure to represent cycles or chains in a Perm. */
  94 typedef struct _perm_cycle_t {
  95         const arch_register_t **elems;       /**< the registers in the cycle */
  96         int                     n_elems;     /**< number of elements in the cycle */
  97         perm_type_t             type;        /**< type (CHAIN or CYCLE) */
  98 } perm_cycle_t;
  99
 100 /** returns the number register pairs marked as checked. */
 101 static int get_n_checked_pairs(reg_pair_t *pairs, int n) {
 102         int i, n_checked = 0;
 103
 104         for (i = 0; i < n; i++) {
 105                 if (pairs[i].checked)
 106                         n_checked++;
 107         }
 108
 109         return n_checked;
 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         int i;
 124
 125         for (i = 0; i < n; i++) {
 126                 /* in register matches */
 127                 if (pairs[i].in_reg->index == reg->index)
 128                         return pairs[i].in_node;
 129         }
 130
 131         return NULL;
 132 }
 133
 134 /**
 135  * Gets the node corresponding to an OUT register from an array of register pairs.
 136  * NOTE: The given registers pairs and the register to look for must belong
 137  *       to the same register class.
 138  *
 139  * @param pairs  The array of register pairs
 140  * @param n      The number of pairs
 141  * @param reg    The register to look for
 142  * @return The corresponding node or NULL if not found
 143  */
 144 static ir_node *get_node_for_out_register(reg_pair_t *pairs, int n, const arch_register_t *reg) {
 145         int i;
 146
 147         for (i = 0; i < n; i++) {
 148                 /* out register matches */
 149                 if (pairs[i].out_reg->index == reg->index)
 150                         return pairs[i].out_node;
 151         }
 152
 153         return NULL;
 154 }
 155
 156 /**
 157  * Gets the index in the register pair array where the in register
 158  * corresponds to reg_idx.
 159  *
 160  * @param pairs  The array of register pairs
 161  * @param n      The number of pairs
 162  * @param reg    The register index to look for
 163  *
 164  * @return The corresponding index in pairs or -1 if not found
 165  */
 166 static int get_pairidx_for_in_regidx(reg_pair_t *pairs, int n, unsigned reg_idx) {
 167         int i;
 168
 169         for (i = 0; i < n; i++) {
 170                 /* in register matches */
 171                 if (pairs[i].in_reg->index == reg_idx)
 172                         return i;
 173         }
 174         return -1;
 175 }
 176
 177 /**
 178  * Gets the index in the register pair array where the out register
 179  * corresponds to reg_idx.
 180  *
 181  * @param pairs  The array of register pairs
 182  * @param n      The number of pairs
 183  * @param reg    The register index to look for
 184  *
 185  * @return The corresponding index in pairs or -1 if not found
 186  */
 187 static int get_pairidx_for_out_regidx(reg_pair_t *pairs, int n, unsigned reg_idx) {
 188         int i;
 189
 190         for (i = 0; i < n; i++) {
 191                 /* out register matches */
 192                 if (pairs[i].out_reg->index == reg_idx)
 193                         return i;
 194         }
 195         return -1;
 196 }
 197
 198 /**
 199  * Gets an array of register pairs and tries to identify a cycle or chain
 200  * starting at position start.
 201  *
 202  * @param cycle  Variable to hold the cycle
 203  * @param pairs  Array of register pairs
 204  * @param n      length of the pairs array
 205  * @param start  Index to start
 206  *
 207  * @return The cycle or chain
 208  */
 209 static void get_perm_cycle(perm_cycle_t *const cycle,
 210                            reg_pair_t   *const pairs,
 211                            int           const n,
 212                            int                 start)
 213 {
 214         int         head         = pairs[start].in_reg->index;
 215         int         cur_idx      = pairs[start].out_reg->index;
 216         int   const n_pairs_done = get_n_checked_pairs(pairs, n);
 217         perm_type_t cycle_tp     = PERM_CYCLE;
 218         int         idx;
 219
 220         /* We could be right in the middle of a chain, so we need to find the start */
 221         while (head != cur_idx) {
 222                 /* goto previous register in cycle or chain */
 223                 int const cur_pair_idx = get_pairidx_for_out_regidx(pairs, n, head);
 224
 225                 if (cur_pair_idx < 0) {
 226                         cycle_tp = PERM_CHAIN;
 227                         break;
 228                 } else {
 229                         head  = pairs[cur_pair_idx].in_reg->index;
 230                         start = cur_pair_idx;
 231                 }
 232         }
 233
 234         /* assume worst case: all remaining pairs build a cycle or chain */
 235         cycle->elems    = XMALLOCNZ(const arch_register_t*, (n - n_pairs_done) * 2);
 236         cycle->n_elems  = 2;  /* initial number of elements is 2 */
 237         cycle->elems[0] = pairs[start].in_reg;
 238         cycle->elems[1] = pairs[start].out_reg;
 239         cycle->type     = cycle_tp;
 240         cur_idx         = pairs[start].out_reg->index;
 241
 242         idx = 2;
 243         /* check for cycle or end of a chain */
 244         while (cur_idx != head) {
 245                 /* goto next register in cycle or chain */
 246                 int const cur_pair_idx = get_pairidx_for_in_regidx(pairs, n, cur_idx);
 247
 248                 if (cur_pair_idx < 0)
 249                         break;
 250
 251                 cur_idx = pairs[cur_pair_idx].out_reg->index;
 252
 253                 /* it's not the first element: insert it */
 254                 if (cur_idx != head) {
 255                         cycle->elems[idx++] = pairs[cur_pair_idx].out_reg;
 256                         cycle->n_elems++;
 257                 } else {
 258                         /* we are there where we started -> CYCLE */
 259                         cycle->type = PERM_CYCLE;
 260                 }
 261         }
 262
 263         /* mark all pairs having one in/out register with cycle in common as checked */
 264         for (idx = 0; idx < cycle->n_elems; idx++) {
 265                 int cur_pair_idx;
 266
 267                 cur_pair_idx = get_pairidx_for_in_regidx(pairs, n, cycle->elems[idx]->index);
 268                 if (cur_pair_idx >= 0)
 269                         pairs[cur_pair_idx].checked = 1;
 270
 271                 cur_pair_idx = get_pairidx_for_out_regidx(pairs, n, cycle->elems[idx]->index);
 272                 if (cur_pair_idx >= 0)
 273                         pairs[cur_pair_idx].checked = 1;
 274         }
 275 }
 276
 277 /**
 278  * Lowers a perm node.  Resolves cycles and creates a bunch of
 279  * copy and swap operations to permute registers.
 280  * Note: The caller of this function has to make sure, that irn
 281  *       is a Perm node.
 282  *
 283  * @param irn      The perm node
 284  * @param block    The block the perm node belongs to
 285  * @param env      The lowerer environment
 286  */
 287 static void lower_perm_node(ir_node *irn, lower_env_t *env)
 288 {
 289         const arch_register_class_t *const reg_class   = arch_get_irn_register(get_irn_n(irn, 0))->reg_class;
 290         ir_graph                    *const irg         = get_irn_irg(irn);
 291         ir_node                     *const block       = get_nodes_block(irn);
 292         int                          const n           = get_irn_arity(irn);
 293         reg_pair_t                  *const pairs       = alloca(n * sizeof(pairs[0]));
 294         int                                keep_perm   = 0;
 295         int                                do_copy     = env->do_copy;
 296         /* Get the schedule predecessor node to the perm.
 297          * NOTE: This works with auto-magic. If we insert the new copy/exchange
 298          * nodes after this node, everything should be ok. */
 299         ir_node                     *      sched_point = sched_prev(irn);
 300         const ir_edge_t             *      edge;
 301         int                                i;
 302
 303         DBG((dbg, LEVEL_1, "perm: %+F, sched point is %+F\n", irn, sched_point));
 304         assert(sched_point && "Perm is not scheduled or has no predecessor");
 305
 306         assert(n == get_irn_n_edges(irn) && "perm's in and out numbers different");
 307
 308         /* build the list of register pairs (in, out) */
 309         i = 0;
 310         foreach_out_edge(irn, edge) {
 311                 reg_pair_t *const pair = &pairs[i++];
 312                 ir_node    *const out  = get_edge_src_irn(edge);
 313                 long        const pn   = get_Proj_proj(out);
 314                 ir_node    *const in   = get_irn_n(irn, pn);
 315
 316                 pair->in_node  = in;
 317                 pair->in_reg   = arch_get_irn_register(in);
 318                 pair->out_node = out;
 319                 pair->out_reg  = arch_get_irn_register(out);
 320                 pair->checked  = 0;
 321         }
 322
 323         /* Mark all equal pairs as checked, and exchange the OUT proj with the IN
 324          * node. */
 325         for (i = 0; i < n; i++) {
 326                 reg_pair_t *const pair = &pairs[i];
 327
 328                 if (pair->in_reg->index != pair->out_reg->index)
 329                         continue;
 330
 331                 DBG((dbg, LEVEL_1, "%+F removing equal perm register pair (%+F, %+F, %s)\n",
 332                                         irn, pair->in_node, pair->out_node, pair->out_reg->name));
 333
 334                 /* reroute the edges from the proj to the argument */
 335                 exchange(pair->out_node, pair->in_node);
 336
 337                 pair->checked = 1;
 338         }
 339
 340         /* Set do_copy to 0 if it's on but we have no free register */
 341         /* TODO check for free register */
 342         if (do_copy) {
 343                 do_copy = 0;
 344         }
 345
 346         /* check for cycles and chains */
 347         while (get_n_checked_pairs(pairs, n) < n) {
 348                 perm_cycle_t cycle;
 349                 int          j;
 350
 351                 /* go to the first not-checked pair */
 352                 for (i = 0; pairs[i].checked; ++i) {}
 353                 get_perm_cycle(&cycle, pairs, n, i);
 354
 355                 DB((dbg, LEVEL_1, "%+F: following %s created:\n  ", irn, cycle.type == PERM_CHAIN ? "chain" : "cycle"));
 356                 for (j = 0; j < cycle.n_elems; j++) {
 357                         DB((dbg, LEVEL_1, " %s", cycle.elems[j]->name));
 358                 }
 359                 DB((dbg, LEVEL_1, "\n"));
 360
 361                 if (n == 2 && cycle.type == PERM_CYCLE) {
 362                         /* We don't need to do anything if we have a Perm with two elements
 363                          * which represents a cycle, because those nodes already represent
 364                          * exchange nodes */
 365                         keep_perm = 1;
 366                 } else {
 367                         /* TODO: - iff PERM_CYCLE && do_copy -> determine free temp reg and
 368                          * insert copy to/from it before/after the copy cascade (this
 369                          * reduces the cycle into a chain) */
 370
 371                         /* build copy/swap nodes from back to front */
 372                         for (i = cycle.n_elems - 2; i >= 0; i--) {
 373                                 ir_node *arg1 = get_node_for_in_register(pairs, n, cycle.elems[i]);
 374                                 ir_node *arg2 = get_node_for_in_register(pairs, n, cycle.elems[i + 1]);
 375
 376                                 ir_node *res1 = get_node_for_out_register(pairs, n, cycle.elems[i]);
 377                                 ir_node *res2 = get_node_for_out_register(pairs, n, cycle.elems[i + 1]);
 378                                 /* If we have a cycle and don't copy: we need to create exchange
 379                                  * nodes
 380                                  * NOTE: An exchange node is a perm node with 2 INs and 2 OUTs
 381                                  * IN_1  = in  node with register i
 382                                  * IN_2  = in  node with register i + 1
 383                                  * OUT_1 = out node with register i + 1
 384                                  * OUT_2 = out node with register i */
 385                                 if (cycle.type == PERM_CYCLE && !do_copy) {
 386                                         ir_node *in[2];
 387                                         ir_node *cpyxchg;
 388
 389                                         in[0] = arg1;
 390                                         in[1] = arg2;
 391
 392                                         /* At this point we have to handle the following problem:
 393                                          *
 394                                          * If we have a cycle with more than two elements, then this
 395                                          * could correspond to the following Perm node:
 396                                          *
 397                                          *   +----+   +----+   +----+
 398                                          *   | r1 |   | r2 |   | r3 |
 399                                          *   +-+--+   +-+--+   +--+-+
 400                                          *     |        |         |
 401                                          *     |        |         |
 402                                          *   +-+--------+---------+-+
 403                                          *   |         Perm         |
 404                                          *   +-+--------+---------+-+
 405                                          *     |        |         |
 406                                          *     |        |         |
 407                                          *   +-+--+   +-+--+   +--+-+
 408                                          *   |Proj|   |Proj|   |Proj|
 409                                          *   | r2 |   | r3 |   | r1 |
 410                                          *   +----+   +----+   +----+
 411                                          *
 412                                          * This node is about to be split up into two 2x Perm's for
 413                                          * which we need 4 Proj's and the one additional Proj of the
 414                                          * first Perm has to be one IN of the second. So in general
 415                                          * we need to create one additional Proj for each "middle"
 416                                          * Perm and set this to one in node of the successor Perm. */
 417
 418                                         DBG((dbg, LEVEL_1, "%+F creating exchange node (%+F, %s) and (%+F, %s) with\n",
 419                                                                 irn, arg1, cycle.elems[i]->name, arg2, cycle.elems[i + 1]->name));
 420                                         DBG((dbg, LEVEL_1, "%+F                        (%+F, %s) and (%+F, %s)\n",
 421                                                                 irn, res1, cycle.elems[i]->name, res2, cycle.elems[i + 1]->name));
 422
 423                                         cpyxchg = be_new_Perm(reg_class, irg, block, 2, in);
 424
 425                                         if (i > 0) {
 426                                                 /* cycle is not done yet */
 427                                                 int pidx = get_pairidx_for_in_regidx(pairs, n, cycle.elems[i]->index);
 428
 429                                                 /* create intermediate proj */
 430                                                 res1 = new_r_Proj(irg, block, cpyxchg, get_irn_mode(res1), 0);
 431
 432                                                 /* set as in for next Perm */
 433                                                 pairs[pidx].in_node = res1;
 434                                         }
 435
 436                                         set_Proj_pred(res2, cpyxchg);
 437                                         set_Proj_proj(res2, 0);
 438                                         set_Proj_pred(res1, cpyxchg);
 439                                         set_Proj_proj(res1, 1);
 440
 441                                         arch_set_irn_register(res2, cycle.elems[i + 1]);
 442                                         arch_set_irn_register(res1, cycle.elems[i]);
 443
 444                                         /* insert the copy/exchange node in schedule after the magic schedule node (see above) */
 445                                         sched_add_after(sched_point, cpyxchg);
 446
 447                                         DBG((dbg, LEVEL_1, "replacing %+F with %+F, placed new node after %+F\n", irn, cpyxchg, sched_point));
 448
 449                                         /* set the new scheduling point */
 450                                         sched_point = res1;
 451                                 } else {
 452                                         ir_node *cpyxchg;
 453
 454                                         DBG((dbg, LEVEL_1, "%+F creating copy node (%+F, %s) -> (%+F, %s)\n",
 455                                                                 irn, arg1, cycle.elems[i]->name, res2, cycle.elems[i + 1]->name));
 456
 457                                         cpyxchg = be_new_Copy(reg_class, irg, block, arg1);
 458                                         arch_set_irn_register(cpyxchg, cycle.elems[i + 1]);
 459
 460                                         /* exchange copy node and proj */
 461                                         exchange(res2, cpyxchg);
 462
 463                                         /* insert the copy/exchange node in schedule after the magic schedule node (see above) */
 464                                         sched_add_after(sched_point, cpyxchg);
 465
 466                                         /* set the new scheduling point */
 467                                         sched_point = cpyxchg;
 468                                 }
 469                         }
 470                 }
 471
 472                 free((void*)cycle.elems);
 473         }
 474
 475         /* remove the perm from schedule */
 476         if (!keep_perm) {
 477                 sched_remove(irn);
 478                 kill_node(irn);
 479         }
 480 }
 481
 482
 483
 484 static int has_irn_users(const ir_node *irn) {
 485         return get_irn_out_edge_first_kind(irn, EDGE_KIND_NORMAL) != 0;
 486 }
 487
 488 static ir_node *find_copy(ir_node *irn, ir_node *op)
 489 {
 490         ir_node *cur_node;
 491
 492         for (cur_node = irn;;) {
 493                 cur_node = sched_prev(cur_node);
 494                 if (! be_is_Copy(cur_node))
 495                         return NULL;
 496                 if (be_get_Copy_op(cur_node) == op && arch_irn_is(cur_node, dont_spill))
 497                         return cur_node;
 498         }
 499 }
 500
 501 static void gen_assure_different_pattern(ir_node *irn, ir_node *other_different, constraint_env_t *env) {
 502         ir_graph                    *irg;
 503         ir_nodemap_t                *op_set;
 504         ir_node                     *block;
 505         const arch_register_class_t *cls;
 506         ir_node                     *keep, *cpy;
 507         op_copy_assoc_t             *entry;
 508
 509         if (arch_irn_is(other_different, ignore) ||
 510                         !mode_is_datab(get_irn_mode(other_different))) {
 511                 DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "ignore constraint for %+F because other_irn is ignore or not a datab node\n", irn));
 512                 return;
 513         }
 514
 515         irg    = be_get_birg_irg(env->birg);
 516         op_set = &env->op_set;
 517         block  = get_nodes_block(irn);
 518         cls    = arch_get_irn_reg_class(other_different, -1);
 519
 520         /* Make a not spillable copy of the different node   */
 521         /* this is needed because the different irn could be */
 522         /* in block far far away                             */
 523         /* The copy is optimized later if not needed         */
 524
 525         /* check if already exists such a copy in the schedule immediately before */
 526         cpy = find_copy(skip_Proj(irn), other_different);
 527         if (! cpy) {
 528                 cpy = be_new_Copy(cls, irg, block, other_different);
 529                 be_node_set_flags(cpy, BE_OUT_POS(0), arch_irn_flags_dont_spill);
 530                 DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "created non-spillable %+F for value %+F\n", cpy, other_different));
 531         } else {
 532                 DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "using already existing %+F for value %+F\n", cpy, other_different));
 533         }
 534
 535         /* Add the Keep resp. CopyKeep and reroute the users */
 536         /* of the other_different irn in case of CopyKeep.   */
 537         if (has_irn_users(other_different)) {
 538                 keep = be_new_CopyKeep_single(cls, irg, block, cpy, irn, get_irn_mode(other_different));
 539                 be_node_set_reg_class(keep, 1, cls);
 540         } else {
 541                 ir_node *in[2];
 542
 543                 in[0] = irn;
 544                 in[1] = cpy;
 545                 keep = be_new_Keep(cls, irg, block, 2, in);
 546         }
 547
 548         DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "created %+F(%+F, %+F)\n\n", keep, irn, cpy));
 549
 550         /* insert copy and keep into schedule */
 551         assert(sched_is_scheduled(irn) && "need schedule to assure constraints");
 552         if (! sched_is_scheduled(cpy))
 553                 sched_add_before(skip_Proj(irn), cpy);
 554         sched_add_after(irn, keep);
 555
 556         /* insert the other different and it's copies into the map */
 557         entry = ir_nodemap_get(op_set, other_different);
 558         if (! entry) {
 559                 entry      = obstack_alloc(&env->obst, sizeof(*entry));
 560                 entry->cls = cls;
 561                 ir_nodeset_init(&entry->copies);
 562
 563                 ir_nodemap_insert(op_set, other_different, entry);
 564         }
 565
 566         /* insert copy */
 567         ir_nodeset_insert(&entry->copies, cpy);
 568
 569         /* insert keep in case of CopyKeep */
 570         if (be_is_CopyKeep(keep))
 571                 ir_nodeset_insert(&entry->copies, keep);
 572 }
 573
 574 /**
 575  * Checks if node has a must_be_different constraint in output and adds a Keep
 576  * then to assure the constraint.
 577  *
 578  * @param irn          the node to check
 579  * @param skipped_irn  if irn is a Proj node, its predecessor, else irn
 580  * @param env          the constraint environment
 581  */
 582 static void assure_different_constraints(ir_node *irn, ir_node *skipped_irn, constraint_env_t *env) {
 583         const arch_register_req_t *req = arch_get_register_req(irn, -1);
 584
 585         if (arch_register_req_is(req, must_be_different)) {
 586                 const unsigned other = req->other_different;
 587                 int i;
 588
 589                 if (arch_register_req_is(req, should_be_same)) {
 590                         const unsigned same = req->other_same;
 591
 592                         if (is_po2(other) && is_po2(same)) {
 593                                 int idx_other = ntz(other);
 594                                 int idx_same  = ntz(same);
 595
 596                                 /*
 597                                  * We can safely ignore a should_be_same x must_be_different y
 598                                  * IFF both inputs are equal!
 599                                  */
 600                                 if (get_irn_n(skipped_irn, idx_other) == get_irn_n(skipped_irn, idx_same)) {
 601                                         return;
 602                                 }
 603                         }
 604                 }
 605                 for (i = 0; 1U << i <= other; ++i) {
 606                         if (other & (1U << i)) {
 607                                 ir_node *different_from = get_irn_n(skipped_irn, i);
 608                                 gen_assure_different_pattern(irn, different_from, env);
 609                         }
 610                 }
 611         }
 612 }
 613
 614 /**
 615  * Calls the functions to assure register constraints.
 616  *
 617  * @param block    The block to be checked
 618  * @param walk_env The walker environment
 619  */
 620 static void assure_constraints_walker(ir_node *block, void *walk_env) {
 621         ir_node *irn;
 622
 623         sched_foreach_reverse(block, irn) {
 624                 ir_mode *mode = get_irn_mode(irn);
 625
 626                 if (mode == mode_T) {
 627                         const ir_edge_t *edge;
 628
 629                         foreach_out_edge(irn, edge) {
 630                                 ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
 631
 632                                 mode = get_irn_mode(proj);
 633                                 if (mode_is_datab(mode))
 634                                         assure_different_constraints(proj, irn, walk_env);
 635                         }
 636                 } else if (mode_is_datab(mode)) {
 637                         assure_different_constraints(irn, irn, walk_env);
 638                 }
 639         }
 640 }
 641
 642 /**
 643  * Melt all copykeeps pointing to the same node
 644  * (or Projs of the same node), copying the same operand.
 645  */
 646 static void melt_copykeeps(constraint_env_t *cenv) {
 647         be_irg_t *birg = cenv->birg;
 648         ir_graph *irg  = be_get_birg_irg(birg);
 649         ir_nodemap_iterator_t map_iter;
 650         ir_nodemap_entry_t    map_entry;
 651
 652         /* for all */
 653         foreach_ir_nodemap(&cenv->op_set, map_entry, map_iter) {
 654                 op_copy_assoc_t *entry = map_entry.data;
 655                 int     idx, num_ck;
 656                 ir_node *cp;
 657                 struct obstack obst;
 658                 ir_nodeset_iterator_t iter;
 659                 ir_node **ck_arr, **melt_arr;
 660
 661                 obstack_init(&obst);
 662
 663                 /* collect all copykeeps */
 664                 num_ck = idx = 0;
 665                 foreach_ir_nodeset(&entry->copies, cp, iter) {
 666                         if (be_is_CopyKeep(cp)) {
 667                                 obstack_grow(&obst, &cp, sizeof(cp));
 668                                 ++num_ck;
 669                         }
 670 #ifdef KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK
 671                         else {
 672                                 set_irn_mode(cp, mode_ANY);
 673                                 keep_alive(cp);
 674                         }
 675 #endif /* KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK */
 676                 }
 677
 678                 /* compare each copykeep with all other copykeeps */
 679                 ck_arr = (ir_node **)obstack_finish(&obst);
 680                 for (idx = 0; idx < num_ck; ++idx) {
 681                         ir_node *ref, *ref_mode_T;
 682
 683                         if (ck_arr[idx]) {
 684                                 int j, n_melt;
 685                                 ir_node **new_ck_in;
 686                                 ir_node *new_ck;
 687                                 ir_node *sched_pt = NULL;
 688
 689                                 n_melt     = 1;
 690                                 ref        = ck_arr[idx];
 691                                 ref_mode_T = skip_Proj(get_irn_n(ref, 1));
 692                                 obstack_grow(&obst, &ref, sizeof(ref));
 693
 694                                 DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "Trying to melt %+F:\n", ref));
 695
 696                                 /* check for copykeeps pointing to the same mode_T node as the reference copykeep */
 697                                 for (j = 0; j < num_ck; ++j) {
 698                                         ir_node *cur_ck = ck_arr[j];
 699
 700                                         if (j != idx && cur_ck && skip_Proj(get_irn_n(cur_ck, 1)) == ref_mode_T) {
 701                                                 obstack_grow(&obst, &cur_ck, sizeof(cur_ck));
 702                                                 ir_nodeset_remove(&entry->copies, cur_ck);
 703                                                 DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "\t%+F\n", cur_ck));
 704                                                 ck_arr[j] = NULL;
 705                                                 ++n_melt;
 706                                                 sched_remove(cur_ck);
 707                                         }
 708                                 }
 709                                 ck_arr[idx] = NULL;
 710
 711                                 /* check, if we found some candidates for melting */
 712                                 if (n_melt == 1) {
 713                                         DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "\tno candidate found\n"));
 714                                         continue;
 715                                 }
 716
 717                                 ir_nodeset_remove(&entry->copies, ref);
 718                                 sched_remove(ref);
 719
 720                                 melt_arr = (ir_node **)obstack_finish(&obst);
 721                                 /* melt all found copykeeps */
 722                                 NEW_ARR_A(ir_node *, new_ck_in, n_melt);
 723                                 for (j = 0; j < n_melt; ++j) {
 724                                         new_ck_in[j] = get_irn_n(melt_arr[j], 1);
 725
 726                                         /* now, we can kill the melted keep, except the */
 727                                         /* ref one, we still need some information      */
 728                                         if (melt_arr[j] != ref)
 729                                                 kill_node(melt_arr[j]);
 730                                 }
 731
 732 #ifdef KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK
 733                                 new_ck = be_new_CopyKeep(entry->cls, irg, get_nodes_block(ref), be_get_CopyKeep_op(ref), n_melt, new_ck_in, mode_ANY);
 734                                 keep_alive(new_ck);
 735 #else
 736                                 new_ck = be_new_CopyKeep(entry->cls, irg, get_nodes_block(ref), be_get_CopyKeep_op(ref), n_melt, new_ck_in, get_irn_mode(ref));
 737 #endif /* KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK */
 738
 739                                 /* set register class for all kept inputs */
 740                                 for (j = 1; j <= n_melt; ++j)
 741                                         be_node_set_reg_class(new_ck, j, entry->cls);
 742
 743                                 ir_nodeset_insert(&entry->copies, new_ck);
 744
 745                                 /* find scheduling point */
 746                                 sched_pt = ref_mode_T;
 747                                 do {
 748                                         /* just walk along the schedule until a non-Keep/CopyKeep node is found */
 749                                         sched_pt = sched_next(sched_pt);
 750                                 } while (be_is_Keep(sched_pt) || be_is_CopyKeep(sched_pt));
 751
 752                                 sched_add_before(sched_pt, new_ck);
 753                                 DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "created %+F, scheduled before %+F\n", new_ck, sched_pt));
 754
 755                                 /* finally: kill the reference copykeep */
 756                                 kill_node(ref);
 757                         }
 758                 }
 759
 760                 obstack_free(&obst, NULL);
 761         }
 762 }
 763
 764 /**
 765  * Walks over all nodes to assure register constraints.
 766  *
 767  * @param birg  The birg structure containing the irg
 768  */
 769 void assure_constraints(be_irg_t *birg) {
 770         ir_graph              *irg = be_get_birg_irg(birg);
 771         constraint_env_t      cenv;
 772         ir_node               **nodes;
 773         ir_nodemap_iterator_t map_iter;
 774         ir_nodemap_entry_t    map_entry;
 775
 776         FIRM_DBG_REGISTER(dbg_constr, "firm.be.lower.constr");
 777
 778         cenv.birg = birg;
 779         ir_nodemap_init(&cenv.op_set);
 780         obstack_init(&cenv.obst);
 781
 782         irg_block_walk_graph(irg, NULL, assure_constraints_walker, &cenv);
 783
 784         /* melt copykeeps, pointing to projs of */
 785         /* the same mode_T node and keeping the */
 786         /* same operand                         */
 787         melt_copykeeps(&cenv);
 788
 789         /* for all */
 790         foreach_ir_nodemap(&cenv.op_set, map_entry, map_iter) {
 791                 op_copy_assoc_t *entry = map_entry.data;
 792                 int     n;
 793                 ir_node *cp;
 794                 ir_nodeset_iterator_t iter;
 795                 be_ssa_construction_env_t senv;
 796
 797                 n     = ir_nodeset_size(&entry->copies);
 798                 nodes = alloca(n * sizeof(nodes[0]));
 799
 800                 /* put the node in an array */
 801                 DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "introduce copies for %+F ", map_entry.node));
 802
 803                 /* collect all copies */
 804                 n = 0;
 805                 foreach_ir_nodeset(&entry->copies, cp, iter) {
 806                         nodes[n++] = cp;
 807                         DB((dbg_constr, LEVEL_1, ", %+F ", cp));
 808                 }
 809
 810                 DB((dbg_constr, LEVEL_1, "\n"));
 811
 812                 /* introduce the copies for the operand and it's copies */
 813                 be_ssa_construction_init(&senv, birg);
 814                 be_ssa_construction_add_copy(&senv, map_entry.node);
 815                 be_ssa_construction_add_copies(&senv, nodes, n);
 816                 be_ssa_construction_fix_users(&senv, map_entry.node);
 817                 be_ssa_construction_destroy(&senv);
 818
 819                 /* Could be that not all CopyKeeps are really needed, */
 820                 /* so we transform unnecessary ones into Keeps.       */
 821                 foreach_ir_nodeset(&entry->copies, cp, iter) {
 822                         if (be_is_CopyKeep(cp) && get_irn_n_edges(cp) < 1) {
 823                                 ir_node *keep;
 824                                 int     n = get_irn_arity(cp);
 825
 826                                 keep = be_new_Keep(arch_get_irn_reg_class(cp, -1),
 827                                         irg, get_nodes_block(cp), n, get_irn_in(cp) + 1);
 828                                 sched_add_before(cp, keep);
 829
 830                                 /* Set all ins (including the block) of the CopyKeep BAD to keep the verifier happy. */
 831                                 sched_remove(cp);
 832                                 kill_node(cp);
 833                         }
 834                 }
 835
 836                 ir_nodeset_destroy(&entry->copies);
 837         }
 838
 839         ir_nodemap_destroy(&cenv.op_set);
 840         obstack_free(&cenv.obst, NULL);
 841         be_liveness_invalidate(be_get_birg_liveness(birg));
 842 }
 843
 844
 845 /**
 846  * Push nodes that do not need to be permed through the Perm.
 847  * This is commonly a reload cascade at block ends.
 848  * @note This routine needs interference.
 849  * @note Probably, we can implement it a little more efficient.
 850  *       Especially searching the frontier lazily might be better.
 851  *
 852  * @param perm The perm
 853  * @param env  The lowerer environment
 854  *
 855  * @return     1, if there is something left to perm over.
 856  *             0, if removed the complete perm.
 857  */
 858 static int push_through_perm(ir_node *perm, lower_env_t *env)
 859 {
 860         ir_graph *irg     = get_irn_irg(perm);
 861         ir_node *bl       = get_nodes_block(perm);
 862         ir_node *node;
 863         int  arity        = get_irn_arity(perm);
 864         int *map;
 865         int *proj_map;
 866         bitset_t *moved   = bitset_alloca(arity);
 867         int n_moved;
 868         int new_size;
 869         ir_node *frontier = bl;
 870
 871         int i, n;
 872         const ir_edge_t *edge;
 873         ir_node *one_proj = NULL, *irn;
 874         const arch_register_class_t *cls = NULL;
 875
 876         DBG((dbg_permmove, LEVEL_1, "perm move %+F irg %+F\n", perm, irg));
 877
 878         /* get some Proj and find out the register class of that Proj. */
 879         edge     = get_irn_out_edge_first_kind(perm, EDGE_KIND_NORMAL);
 880         one_proj = get_edge_src_irn(edge);
 881         assert(is_Proj(one_proj));
 882         cls      = arch_get_irn_reg_class(one_proj, -1);
 883
 884         /* Find the point in the schedule after which the
 885          * potentially movable nodes must be defined.
 886          * A Perm will only be pushed up to first instruction
 887          * which lets an operand of itself die.
 888          * If we would allow to move the Perm above this instruction,
 889          * the former dead operand would be live now at the point of
 890          * the Perm, increasing the register pressure by one.
 891          */
 892         sched_foreach_reverse_from(sched_prev(perm), irn) {
 893                 for (i = get_irn_arity(irn) - 1; i >= 0; --i) {
 894                         ir_node *op = get_irn_n(irn, i);
 895                         if (arch_irn_consider_in_reg_alloc(cls, op) &&
 896                             !values_interfere(env->birg, op, one_proj)) {
 897                                 frontier = irn;
 898                                 goto found_front;
 899                         }
 900                 }
 901         }
 902 found_front:
 903
 904         DBG((dbg_permmove, LEVEL_2, "\tfrontier: %+F\n", frontier));
 905
 906         node = sched_prev(perm);
 907         n_moved = 0;
 908         while (!sched_is_begin(node)) {
 909                 const arch_register_req_t *req;
 910                 int                        input = -1;
 911                 ir_node                   *proj;
 912
 913                 /* search if node is a INPUT of Perm */
 914                 foreach_out_edge(perm, edge) {
 915                         ir_node *out = get_edge_src_irn(edge);
 916                         int      pn  = get_Proj_proj(out);
 917                         ir_node *in  = get_irn_n(perm, pn);
 918                         if (node == in) {
 919                                 proj  = out;
 920                                 input = pn;
 921                                 break;
 922                         }
 923                 }
 924                 /* it wasn't an input to the perm, we can't do anything more */
 925                 if (input < 0)
 926                         break;
 927                 if (!sched_comes_after(frontier, node))
 928                         break;
 929                 if (arch_irn_is(node, modify_flags))
 930                         break;
 931                 if (is_Proj(node)) {
 932                         req = arch_get_register_req(get_Proj_pred(node),
 933                                                     -1 - get_Proj_proj(node));
 934                 } else {
 935                         req = arch_get_register_req(node, -1);
 936                 }
 937                 if (req->type != arch_register_req_type_normal)
 938                         break;
 939                 for (i = get_irn_arity(node) - 1; i >= 0; --i) {
 940                         ir_node *opop = get_irn_n(node, i);
 941                         if (arch_irn_consider_in_reg_alloc(cls, opop)) {
 942                                 break;
 943                         }
 944                 }
 945                 if (i >= 0)
 946                         break;
 947
 948                 DBG((dbg_permmove, LEVEL_2, "\tmoving %+F after %+F, killing %+F\n", node, perm, proj));
 949
 950                 /* move the movable node in front of the Perm */
 951                 sched_remove(node);
 952                 sched_add_after(perm, node);
 953
 954                 /* give it the proj's register */
 955                 arch_set_irn_register(node, arch_get_irn_register(proj));
 956
 957                 /* reroute all users of the proj to the moved node. */
 958                 edges_reroute(proj, node, irg);
 959
 960                 /* and kill it */
 961                 set_Proj_pred(proj, new_Bad());
 962                 kill_node(proj);
 963
 964                 bitset_set(moved, input);
 965                 n_moved++;
 966
 967                 node = sched_prev(node);
 968         }
 969
 970         /* well, we could not push anything through the perm */
 971         if(n_moved == 0)
 972                 return 1;
 973
 974         new_size = arity - n_moved;
 975         if(new_size == 0) {
 976                 return 0;
 977         }
 978
 979         map      = alloca(new_size * sizeof(map[0]));
 980         proj_map = alloca(arity * sizeof(proj_map[0]));
 981         memset(proj_map, -1, sizeof(proj_map[0]));
 982         n   = 0;
 983         for (i = 0; i < arity; ++i) {
 984                 if (bitset_is_set(moved, i))
 985                         continue;
 986                 map[n]      = i;
 987                 proj_map[i] = n;
 988                 n++;
 989         }
 990         assert(n == new_size);
 991         foreach_out_edge(perm, edge) {
 992                 ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
 993                 int      pn   = get_Proj_proj(proj);
 994                 pn = proj_map[pn];
 995                 assert(pn >= 0);
 996                 set_Proj_proj(proj, pn);
 997         }
 998
 999         be_Perm_reduce(perm, new_size, map);
1000         return 1;
1001 }
1002
1003 /**
1004  * Calls the corresponding lowering function for the node.
1005  *
1006  * @param irn      The node to be checked for lowering
1007  * @param walk_env The walker environment
1008  */
1009 static void lower_nodes_after_ra_walker(ir_node *irn, void *walk_env)
1010 {
1011         int perm_stayed;
1012
1013         if (!be_is_Perm(irn))
1014                 return;
1015
1016         perm_stayed = push_through_perm(irn, walk_env);
1017         if (perm_stayed)
1018                 lower_perm_node(irn, walk_env);
1019 }
1020
1021 /**
1022  * Walks over all blocks in an irg and performs lowering need to be
1023  * done after register allocation (e.g. perm lowering).
1024  *
1025  * @param birg      The birg object
1026  * @param do_copy   1 == resolve cycles with a free reg if available
1027  */
1028 void lower_nodes_after_ra(be_irg_t *birg, int do_copy) {
1029         lower_env_t env;
1030         ir_graph    *irg;
1031
1032         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.be.lower");
1033         FIRM_DBG_REGISTER(dbg_permmove, "firm.be.lower.permmove");
1034
1035         env.birg    = birg;
1036         env.do_copy = do_copy;
1037
1038         /* we will need interference */
1039         be_liveness_assure_chk(be_get_birg_liveness(birg));
1040
1041         irg = be_get_birg_irg(birg);
1042         irg_walk_graph(irg, NULL, lower_nodes_after_ra_walker, &env);
1043 }