53623c63378d8179aa72a3a324729373d4848755
[libfirm] / ir / be / belower.c
1 /**
2  * Author:      Christian Wuerdig
3  * Date:        2005/12/14
4  * Copyright:   (c) Universitaet Karlsruhe
5  * Licence:     This file protected by GPL -  GNU GENERAL PUBLIC LICENSE.
6  * CVS-Id:      $Id$
7  *
8  * Performs lowering of perm nodes and spill/reload optimization.
9  */
10 #ifdef HAVE_CONFIG_H
11 #include "config.h"
12 #endif
13
14 #include <stdlib.h>
15
16 #include "ircons.h"
17 #include "debug.h"
18 #include "irhooks.h"
19
20 #include "bearch.h"
21 #include "belower.h"
22 #include "benode_t.h"
23 #include "besched_t.h"
24 #include "bestat.h"
25 #include "benodesets.h"
26
27 #include "irgmod.h"
28 #include "iredges_t.h"
29 #include "irgwalk.h"
30
31 #ifdef HAVE_MALLOC_H
32  #include <malloc.h>
33 #endif
34 #ifdef HAVE_ALLOCA_H
35  #include <alloca.h>
36 #endif
37
38 #undef KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK
39
40 /* associates op with it's copy and CopyKeep */
41 typedef struct {
42         ir_node *op;         /* an irn which must be different */
43         pset    *copies;     /* all non-spillable copies of this irn */
44         const arch_register_class_t *cls;
45 } op_copy_assoc_t;
46
47 /* environment for constraints */
48 typedef struct {
49         be_irg_t       *birg;
50         pset           *op_set;
51         struct obstack obst;
52         DEBUG_ONLY(firm_dbg_module_t *dbg;)
53 } constraint_env_t;
54
55 /* lowering walker environment */
56 typedef struct _lower_env_t {
57         be_irg_t         *birg;
58         const arch_env_t *arch_env;
59         unsigned          do_copy : 1;
60         DEBUG_ONLY(firm_dbg_module_t *dbg_module;)
61 } lower_env_t;
62
63 /* holds a perm register pair */
64 typedef struct _reg_pair_t {
65         const arch_register_t *in_reg;    /**< a perm IN register */
66         ir_node               *in_node;   /**< the in node to which the register belongs */
67
68         const arch_register_t *out_reg;   /**< a perm OUT register */
69         ir_node               *out_node;  /**< the out node to which the register belongs */
70
71         int                    checked;   /**< indicates whether the pair was check for cycle or not */
72 } reg_pair_t;
73
74 typedef enum _perm_type_t {
75         PERM_CYCLE,
76         PERM_CHAIN,
77         PERM_SWAP,
78         PERM_COPY
79 } perm_type_t;
80
81 /* structure to represent cycles or chains in a perm */
82 typedef struct _perm_cycle_t {
83         const arch_register_t **elems;       /**< the registers in the cycle */
84         int                     n_elems;     /**< number of elements in the cycle */
85         perm_type_t             type;        /**< type (CHAIN or CYCLE) */
86 } perm_cycle_t;
87
88 static void kill_node(ir_node *irn, int kill_block) {
89         int      i, arity = get_irn_arity(irn);
90         ir_graph *irg     = get_irn_irg(irn);
91
92         for (i = -1; i < arity; ++i) {
93                 set_irn_n(irn, i, new_r_Bad(irg));
94         }
95 }
96
97 /* Compare the two operands */
98 static int cmp_op_copy_assoc(const void *a, const void *b) {
99         const op_copy_assoc_t *op1 = a;
100         const op_copy_assoc_t *op2 = b;
101
102         return op1->op != op2->op;
103 }
104
105 /* Compare the in registers of two register pairs */
106 static int compare_reg_pair(const void *a, const void *b) {
107         const reg_pair_t *pair_a = a;
108         const reg_pair_t *pair_b = b;
109
110         if (pair_a->in_reg->index > pair_b->in_reg->index)
111                 return 1;
112         else
113                 return -1;
114 }
115
116 /* returns the number register pairs marked as checked */
117 static int get_n_checked_pairs(reg_pair_t *pairs, int n) {
118         int i, n_checked = 0;
119
120         for (i = 0; i < n; i++) {
121                 if (pairs[i].checked)
122                         n_checked++;
123         }
124
125         return n_checked;
126 }
127
128 /**
129  * Gets the node corresponding to a register from an array of register pairs.
130  * NOTE: The given registers pairs and the register to look for must belong
131  *       to the same register class.
132  *
133  * @param pairs  The array of register pairs
134  * @param n      The number of pairs
135  * @param reg    The register to look for
136  * @param in_out 0 == look for IN register, 1 == look for OUT register
137  * @return The corresponding node or NULL if not found
138  */
139 static ir_node *get_node_for_register(reg_pair_t *pairs, int n, const arch_register_t *reg, int in_out) {
140         int i;
141
142         if (in_out) {
143                 for (i = 0; i < n; i++) {
144                         /* out register matches */
145                         if (pairs[i].out_reg->index == reg->index)
146                                 return pairs[i].out_node;
147                 }
148         }
149         else {
150                 for (i = 0; i < n; i++) {
151                         /* in register matches */
152                         if (pairs[i].in_reg->index == reg->index)
153                                 return pairs[i].in_node;
154                 }
155         }
156
157         return NULL;
158 }
159
160 /**
161  * Gets the index in the register pair array where the in/out register
162  * corresponds to reg_idx.
163  *
164  * @param pairs  The array of register pairs
165  * @param n      The number of pairs
166  * @param reg    The register index to look for
167  * @param in_out 0 == look for IN register, 1 == look for OUT register
168  * @return The corresponding index in pairs or -1 if not found
169  */
170 static int get_pairidx_for_regidx(reg_pair_t *pairs, int n, int reg_idx, int in_out) {
171         int i;
172
173         if (in_out) {
174                 for (i = 0; i < n; i++) {
175                         /* out register matches */
176                         if (pairs[i].out_reg->index == reg_idx)
177                                 return i;
178                 }
179         }
180         else {
181                 for (i = 0; i < n; i++) {
182                         /* in register matches */
183                         if (pairs[i].in_reg->index == reg_idx)
184                                 return i;
185                 }
186         }
187
188         return -1;
189 }
190
191 /**
192  * Gets an array of register pairs and tries to identify a cycle or chain starting
193  * at position start.
194  *
195  * @param cycle Variable to hold the cycle
196  * @param pairs Array of register pairs
197  * @param start Index to start
198  * @return The cycle or chain
199  */
200 static perm_cycle_t *get_perm_cycle(perm_cycle_t *cycle, reg_pair_t *pairs, int n, int start) {
201         int head         = pairs[start].in_reg->index;
202         int cur_idx      = pairs[start].out_reg->index;
203         int cur_pair_idx = start;
204         int n_pairs_done = get_n_checked_pairs(pairs, n);
205         int idx;
206         perm_type_t cycle_tp = PERM_CYCLE;
207
208         /* We could be right in the middle of a chain, so we need to find the start */
209         while (head != cur_idx) {
210                 /* goto previous register in cycle or chain */
211                 cur_pair_idx = get_pairidx_for_regidx(pairs, n, head, 1);
212
213                 if (cur_pair_idx < 0) {
214                         cycle_tp = PERM_CHAIN;
215                         break;
216                 }
217                 else {
218                         head  = pairs[cur_pair_idx].in_reg->index;
219                         start = cur_pair_idx;
220                 }
221         }
222
223         /* assume worst case: all remaining pairs build a cycle or chain */
224         cycle->elems    = xcalloc((n - n_pairs_done) * 2, sizeof(cycle->elems[0]));
225         cycle->n_elems  = 2;  /* initial number of elements is 2 */
226         cycle->elems[0] = pairs[start].in_reg;
227         cycle->elems[1] = pairs[start].out_reg;
228         cycle->type     = cycle_tp;
229         cur_idx         = pairs[start].out_reg->index;
230
231         idx = 2;
232         /* check for cycle or end of a chain */
233         while (cur_idx != head) {
234                 /* goto next register in cycle or chain */
235                 cur_pair_idx = get_pairidx_for_regidx(pairs, n, cur_idx, 0);
236
237                 if (cur_pair_idx < 0)
238                         break;
239
240                 cur_idx = pairs[cur_pair_idx].out_reg->index;
241
242                 /* it's not the first element: insert it */
243                 if (cur_idx != head) {
244                         cycle->elems[idx++] = pairs[cur_pair_idx].out_reg;
245                         cycle->n_elems++;
246                 }
247                 else {
248                         /* we are there where we started -> CYCLE */
249                         cycle->type = PERM_CYCLE;
250                 }
251         }
252
253         /* mark all pairs having one in/out register with cycle in common as checked */
254         for (idx = 0; idx < cycle->n_elems; idx++) {
255                 cur_pair_idx = get_pairidx_for_regidx(pairs, n, cycle->elems[idx]->index, 0);
256
257                 if (cur_pair_idx >= 0)
258                         pairs[cur_pair_idx].checked = 1;
259
260                 cur_pair_idx = get_pairidx_for_regidx(pairs, n, cycle->elems[idx]->index, 1);
261
262                 if (cur_pair_idx >= 0)
263                         pairs[cur_pair_idx].checked = 1;
264         }
265
266         return cycle;
267 }
268
269 /**
270  * Lowers a perm node.  Resolves cycles and creates a bunch of
271  * copy and swap operations to permute registers.
272  * Note: The caller of this function has to make sure, that irn
273  *       is a Perm node.
274  *
275  * @param irn      The perm node
276  * @param block    The block the perm node belongs to
277  * @param walk_env The environment
278  */
279 static void lower_perm_node(ir_node *irn, void *walk_env) {
280         const arch_register_class_t *reg_class;
281         const arch_env_t            *arch_env;
282         lower_env_t     *env         = walk_env;
283         int             real_size    = 0;
284         int             keep_perm    = 0;
285         int             n, i, pn, do_copy, j, n_ops;
286         reg_pair_t      *pairs;
287         const ir_edge_t *edge;
288         perm_cycle_t    *cycle;
289         ir_node         *sched_point, *block, *in[2];
290         ir_node         *arg1, *arg2, *res1, *res2;
291         ir_node         *cpyxchg = NULL;
292         DEBUG_ONLY(firm_dbg_module_t *mod;)
293
294         arch_env = env->arch_env;
295         do_copy  = env->do_copy;
296         DEBUG_ONLY(mod = env->dbg_module;)
297         block    = get_nodes_block(irn);
298
299         /*
300                 Get the schedule predecessor node to the perm
301                 NOTE: This works with auto-magic. If we insert the
302                         new copy/exchange nodes after this node, everything
303                         should be ok.
304         */
305         sched_point = sched_prev(irn);
306         DBG((mod, LEVEL_1, "sched point is %+F\n", sched_point));
307         assert(sched_point && "Perm is not scheduled or has no predecessor");
308
309         n = get_irn_arity(irn);
310         assert(n == get_irn_n_edges(irn) && "perm's in and out numbers different");
311
312         reg_class = arch_get_irn_register(arch_env, get_irn_n(irn, 0))->reg_class;
313         pairs     = alloca(n * sizeof(pairs[0]));
314
315         /* build the list of register pairs (in, out) */
316         i = 0;
317         foreach_out_edge(irn, edge) {
318                 pairs[i].out_node = get_edge_src_irn(edge);
319                 pn                = get_Proj_proj(pairs[i].out_node);
320                 pairs[i].in_node  = get_irn_n(irn, pn);
321
322                 pairs[i].in_reg  = arch_get_irn_register(arch_env, pairs[i].in_node);
323                 pairs[i].out_reg = arch_get_irn_register(arch_env, pairs[i].out_node);
324
325                 pairs[i].checked = 0;
326                 i++;
327         }
328
329         /* sort the register pairs by the indices of the in registers */
330         qsort(pairs, n, sizeof(pairs[0]), compare_reg_pair);
331
332         /* Mark all equal pairs as checked, and exchange the OUT proj with
333                 the IN node. */
334         for (i = 0; i < n; i++) {
335                 if (pairs[i].in_reg->index == pairs[i].out_reg->index) {
336                         DBG((mod, LEVEL_1, "%+F removing equal perm register pair (%+F, %+F, %s)\n",
337                                 irn, pairs[i].in_node, pairs[i].out_node, pairs[i].out_reg->name));
338
339                         /* We have to check for a special case:
340                                 The in-node could be a Proj from a Perm. In this case,
341                                 we need to correct the projnum */
342                         if (be_is_Perm(pairs[i].in_node) && is_Proj(pairs[i].in_node)) {
343                                 set_Proj_proj(pairs[i].out_node, get_Proj_proj(pairs[i].in_node));
344                         }
345
346                         /* remove the proj from the schedule */
347                         sched_remove(pairs[i].out_node);
348
349                         /* reroute the edges from the proj to the argument */
350                         edges_reroute(pairs[i].out_node, pairs[i].in_node, env->birg->irg);
351                         set_irn_n(pairs[i].out_node, 0, new_Bad());
352
353                         pairs[i].checked = 1;
354                 }
355         }
356
357         /* Set do_copy to 0 if it's on but we have no free register */
358         if (do_copy) {
359                 do_copy = 0;
360         }
361
362         real_size = n - get_n_checked_pairs(pairs, n);
363
364         be_do_stat_perm(reg_class->name, reg_class->n_regs, irn, block, n, real_size);
365
366         /* check for cycles and chains */
367         while (get_n_checked_pairs(pairs, n) < n) {
368                 i = n_ops = 0;
369
370                 /* go to the first not-checked pair */
371                 while (pairs[i].checked) i++;
372                 cycle = xcalloc(1, sizeof(*cycle));
373                 cycle = get_perm_cycle(cycle, pairs, n, i);
374
375                 DB((mod, LEVEL_1, "%+F: following %s created:\n  ", irn, cycle->type == PERM_CHAIN ? "chain" : "cycle"));
376                 for (j = 0; j < cycle->n_elems; j++) {
377                         DB((mod, LEVEL_1, " %s", cycle->elems[j]->name));
378                 }
379                 DB((mod, LEVEL_1, "\n"));
380
381                 /*
382                         We don't need to do anything if we have a Perm with two
383                         elements which represents a cycle, because those nodes
384                         already represent exchange nodes
385                 */
386                 if (n == 2 && cycle->type == PERM_CYCLE) {
387                         free(cycle);
388                         keep_perm = 1;
389                         continue;
390                 }
391
392 //TODO: - iff PERM_CYCLE && do_copy -> determine free temp reg and insert copy to/from it before/after
393 //        the copy cascade (this reduces the cycle into a chain)
394
395                 /* build copy/swap nodes from back to front */
396                 for (i = cycle->n_elems - 2; i >= 0; i--) {
397                         arg1 = get_node_for_register(pairs, n, cycle->elems[i], 0);
398                         arg2 = get_node_for_register(pairs, n, cycle->elems[i + 1], 0);
399
400                         res1 = get_node_for_register(pairs, n, cycle->elems[i], 1);
401                         res2 = get_node_for_register(pairs, n, cycle->elems[i + 1], 1);
402                         /*
403                                 If we have a cycle and don't copy: we need to create exchange nodes
404                                 NOTE: An exchange node is a perm node with 2 INs and 2 OUTs
405                                 IN_1  = in node with register i
406                                 IN_2  = in node with register i + 1
407                                 OUT_1 = out node with register i + 1
408                                 OUT_2 = out node with register i
409                         */
410                         if (cycle->type == PERM_CYCLE && !do_copy) {
411                                 in[0] = arg1;
412                                 in[1] = arg2;
413
414                                 /* At this point we have to handle the following problem:     */
415                                 /*                                                            */
416                                 /* If we have a cycle with more than two elements, then       */
417                                 /* this could correspond to the following Perm node:          */
418                                 /*                                                            */
419                                 /*   +----+   +----+   +----+                                 */
420                                 /*   | r1 |   | r2 |   | r3 |                                 */
421                                 /*   +-+--+   +-+--+   +--+-+                                 */
422                                 /*     |        |         |                                   */
423                                 /*     |        |         |                                   */
424                                 /*   +-+--------+---------+-+                                 */
425                                 /*   |         Perm         |                                 */
426                                 /*   +-+--------+---------+-+                                 */
427                                 /*     |        |         |                                   */
428                                 /*     |        |         |                                   */
429                                 /*   +-+--+   +-+--+   +--+-+                                 */
430                                 /*   |Proj|   |Proj|   |Proj|                                 */
431                                 /*   | r2 |   | r3 |   | r1 |                                 */
432                                 /*   +----+   +----+   +----+                                 */
433                                 /*                                                            */
434                                 /* This node is about to be split up into two 2x Perm's       */
435                                 /* for which we need 4 Proj's and the one additional Proj     */
436                                 /* of the first Perm has to be one IN of the second. So in    */
437                                 /* general we need to create one additional Proj for each     */
438                                 /* "middle" Perm and set this to one in node of the successor */
439                                 /* Perm.                                                      */
440
441                                 DBG((mod, LEVEL_1, "%+F creating exchange node (%+F, %s) and (%+F, %s) with\n",
442                                         irn, arg1, cycle->elems[i]->name, arg2, cycle->elems[i + 1]->name));
443                                 DBG((mod, LEVEL_1, "%+F                        (%+F, %s) and (%+F, %s)\n",
444                                         irn, res1, cycle->elems[i]->name, res2, cycle->elems[i + 1]->name));
445
446                                 cpyxchg = be_new_Perm(reg_class, env->birg->irg, block, 2, in);
447                                 n_ops++;
448
449                                 if (i > 0) {
450                                         /* cycle is not done yet */
451                                         int pidx = get_pairidx_for_regidx(pairs, n, cycle->elems[i]->index, 0);
452
453                                         /* create intermediate proj */
454                                         res1 = new_r_Proj(get_irn_irg(irn), block, cpyxchg, get_irn_mode(res1), 0);
455
456                                         /* set as in for next Perm */
457                                         pairs[pidx].in_node = res1;
458                                 }
459                                 else {
460                                         sched_remove(res1);
461                                 }
462
463                                 sched_remove(res2);
464
465                                 set_Proj_pred(res2, cpyxchg);
466                                 set_Proj_proj(res2, 0);
467                                 set_Proj_pred(res1, cpyxchg);
468                                 set_Proj_proj(res1, 1);
469
470                                 sched_add_after(sched_point, res1);
471                                 sched_add_after(sched_point, res2);
472
473                                 arch_set_irn_register(arch_env, res2, cycle->elems[i + 1]);
474                                 arch_set_irn_register(arch_env, res1, cycle->elems[i]);
475
476                                 /* insert the copy/exchange node in schedule after the magic schedule node (see above) */
477                                 sched_add_after(sched_point, cpyxchg);
478
479                                 DBG((mod, LEVEL_1, "replacing %+F with %+F, placed new node after %+F\n", irn, cpyxchg, sched_point));
480
481                                 /* set the new scheduling point */
482                                 sched_point = res1;
483                         }
484                         else {
485                                 DBG((mod, LEVEL_1, "%+F creating copy node (%+F, %s) -> (%+F, %s)\n",
486                                         irn, arg1, cycle->elems[i]->name, res2, cycle->elems[i + 1]->name));
487
488                                 cpyxchg = be_new_Copy(reg_class, env->birg->irg, block, arg1);
489                                 arch_set_irn_register(arch_env, cpyxchg, cycle->elems[i + 1]);
490                                 n_ops++;
491
492                                 /* remove the proj from the schedule */
493                                 sched_remove(res2);
494
495                                 /* exchange copy node and proj */
496                                 exchange(res2, cpyxchg);
497
498                                 /* insert the copy/exchange node in schedule after the magic schedule node (see above) */
499                                 sched_add_after(sched_point, cpyxchg);
500
501                                 /* set the new scheduling point */
502                                 sched_point = cpyxchg;
503                         }
504                 }
505
506                 be_do_stat_permcycle(reg_class->name, irn, block, cycle->type == PERM_CHAIN, cycle->n_elems, n_ops);
507
508                 free((void *) cycle->elems);
509                 free(cycle);
510         }
511
512         /* remove the perm from schedule */
513         if (! keep_perm) {
514                 kill_node(irn, 0);
515                 sched_remove(irn);
516         }
517 }
518
519
520
521 static int get_n_out_edges(const ir_node *irn) {
522         const ir_edge_t *edge;
523         int cnt = 0;
524
525         foreach_out_edge(irn, edge) {
526                 cnt++;
527         }
528
529         return cnt;
530 }
531
532 static ir_node *belower_skip_proj(ir_node *irn) {
533         while(is_Proj(irn))
534                 irn = get_Proj_pred(irn);
535         return irn;
536 }
537
538 static ir_node *find_copy(constraint_env_t *env, ir_node *irn, ir_node *op) {
539         const arch_env_t *arch_env = env->birg->main_env->arch_env;
540         ir_node          *block    = get_nodes_block(irn);
541         ir_node          *cur_node;
542
543         for (cur_node = sched_prev(irn);
544                 ! is_Block(cur_node) && be_is_Copy(cur_node) && get_nodes_block(cur_node) == block;
545                 cur_node = sched_prev(cur_node))
546         {
547                 if (be_get_Copy_op(cur_node) == op && arch_irn_is(arch_env, cur_node, dont_spill))
548                         return cur_node;
549         }
550
551         return NULL;
552 }
553
554 static void gen_assure_different_pattern(ir_node *irn, ir_node *other_different, constraint_env_t *env) {
555         be_irg_t                    *birg     = env->birg;
556         pset                        *op_set   = env->op_set;
557         const arch_env_t            *arch_env = birg->main_env->arch_env;
558         ir_node                     *block    = get_nodes_block(irn);
559         const arch_register_class_t *cls      = arch_get_irn_reg_class(arch_env, other_different, -1);
560         ir_node                     *in[2], *keep, *cpy;
561         op_copy_assoc_t             key, *entry;
562         DEBUG_ONLY(firm_dbg_module_t *mod     = env->dbg;)
563
564         if (arch_irn_is(arch_env, other_different, ignore) || ! mode_is_datab(get_irn_mode(other_different))) {
565                 DBG((mod, LEVEL_1, "ignore constraint for %+F because other_irn is ignore or not a datab node\n", irn));
566                 return;
567         }
568
569         /* Make a not spillable copy of the different node   */
570         /* this is needed because the different irn could be */
571         /* in block far far away                             */
572         /* The copy is optimized later if not needed         */
573
574         /* check if already exists such a copy in the schedule immediatly before */
575         cpy = find_copy(env, belower_skip_proj(irn), other_different);
576         if (! cpy) {
577                 cpy = be_new_Copy(cls, birg->irg, block, other_different);
578                 be_node_set_flags(cpy, BE_OUT_POS(0), arch_irn_flags_dont_spill);
579                 DBG((mod, LEVEL_1, "created non-spillable %+F for value %+F\n", cpy, other_different));
580         }
581         else {
582                 DBG((mod, LEVEL_1, "using already existing %+F for value %+F\n", cpy, other_different));
583         }
584
585         in[0] = irn;
586         in[1] = cpy;
587
588         /* Add the Keep resp. CopyKeep and reroute the users */
589         /* of the other_different irn in case of CopyKeep.   */
590         if (get_n_out_edges(other_different) == 0) {
591                 keep = be_new_Keep(cls, birg->irg, block, 2, in);
592         }
593         else {
594                 keep = be_new_CopyKeep_single(cls, birg->irg, block, cpy, irn, get_irn_mode(other_different));
595                 be_node_set_reg_class(keep, 1, cls);
596         }
597
598         DBG((mod, LEVEL_1, "created %+F(%+F, %+F)\n\n", keep, irn, cpy));
599
600         /* insert copy and keep into schedule */
601         assert(sched_is_scheduled(irn) && "need schedule to assure constraints");
602         if (! sched_is_scheduled(cpy))
603                 sched_add_before(belower_skip_proj(irn), cpy);
604         sched_add_after(irn, keep);
605
606         /* insert the other different and it's copies into the set */
607         key.op         = other_different;
608         key.copies     = NULL;
609         entry          = pset_find(op_set, &key, nodeset_hash(other_different));
610
611         if (! entry) {
612                 entry         = obstack_alloc(&env->obst, sizeof(*entry));
613                 entry->copies = pset_new_ptr_default();
614                 entry->op     = other_different;
615                 entry->cls    = cls;
616         }
617
618         /* insert copy */
619         pset_insert_ptr(entry->copies, cpy);
620
621         /* insert keep in case of CopyKeep */
622         if (be_is_CopyKeep(keep))
623                 pset_insert_ptr(entry->copies, keep);
624
625         pset_insert(op_set, entry, nodeset_hash(other_different));
626 }
627
628 /**
629  * Checks if node has a should_be_different constraint in output
630  * and adds a Keep then to assure the constraint.
631  */
632 static void assure_different_constraints(ir_node *irn, constraint_env_t *env) {
633         const arch_register_req_t *req;
634         arch_register_req_t       req_temp;
635
636         req = arch_get_register_req(env->birg->main_env->arch_env, &req_temp, irn, -1);
637
638         if (req) {
639                 if (arch_register_req_is(req, should_be_different)) {
640                         gen_assure_different_pattern(irn, req->other_different, env);
641                 }
642                 else if (arch_register_req_is(req, should_be_different_from_all)) {
643                         int i, n = get_irn_arity(belower_skip_proj(irn));
644                         for (i = 0; i < n; i++) {
645                                 gen_assure_different_pattern(irn, get_irn_n(belower_skip_proj(irn), i), env);
646                         }
647                 }
648         }
649 }
650
651
652
653 /**
654  * Calls the functions to assure register constraints.
655  *
656  * @param irn      The node to be checked for lowering
657  * @param walk_env The walker environment
658  */
659 static void assure_constraints_walker(ir_node *irn, void *walk_env) {
660         if (is_Block(irn))
661                 return;
662
663         if (mode_is_datab(get_irn_mode(irn)))
664                 assure_different_constraints(irn, walk_env);
665
666         return;
667 }
668
669 /**
670  * Melt all copykeeps pointing to the same node
671  * (or Projs of the same node), copying the same operand.
672  */
673 static void melt_copykeeps(constraint_env_t *cenv) {
674         op_copy_assoc_t *entry;
675
676         /* for all */
677         foreach_pset(cenv->op_set, entry) {
678                 int     idx, num_ck;
679                 ir_node *cp;
680                 struct obstack obst;
681                 ir_node **ck_arr, **melt_arr;
682
683                 obstack_init(&obst);
684
685                 /* collect all copykeeps */
686                 num_ck = idx = 0;
687                 foreach_pset(entry->copies, cp) {
688                         if (be_is_CopyKeep(cp)) {
689                                 obstack_grow(&obst, &cp, sizeof(cp));
690                                 ++num_ck;
691                         }
692 #ifdef KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK
693                         else {
694                                 set_irn_mode(cp, mode_ANY);
695                                 keep_alive(cp);
696                         }
697 #endif /* KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK */
698                 }
699
700                 /* compare each copykeep with all other copykeeps */
701                 ck_arr = (ir_node **)obstack_finish(&obst);
702                 for (idx = 0; idx < num_ck; ++idx) {
703                         ir_node *ref, *ref_mode_T;
704
705                         if (ck_arr[idx]) {
706                                 int j, n_melt;
707                                 ir_node **new_ck_in;
708                                 ir_node *new_ck;
709                                 ir_node *sched_pt = NULL;
710
711                                 n_melt     = 1;
712                                 ref        = ck_arr[idx];
713                                 ref_mode_T = skip_Proj(get_irn_n(ref, 1));
714                                 obstack_grow(&obst, &ref, sizeof(ref));
715
716                                 DBG((cenv->dbg, LEVEL_1, "Trying to melt %+F:\n", ref));
717
718                                 /* check for copykeeps pointing to the same mode_T node as the reference copykeep */
719                                 for (j = 0; j < num_ck; ++j) {
720                                         ir_node *cur_ck = ck_arr[j];
721
722                                         if (j != idx && cur_ck && skip_Proj(get_irn_n(cur_ck, 1)) == ref_mode_T) {
723                                                 obstack_grow(&obst, &cur_ck, sizeof(cur_ck));
724                                                 pset_remove_ptr(entry->copies, cur_ck);
725                                                 DBG((cenv->dbg, LEVEL_1, "\t%+F\n", cur_ck));
726                                                 ck_arr[j] = NULL;
727                                                 ++n_melt;
728                                                 sched_remove(cur_ck);
729                                         }
730                                 }
731                                 ck_arr[idx] = NULL;
732
733                                 /* check, if we found some candidates for melting */
734                                 if (n_melt == 1) {
735                                         DBG((cenv->dbg, LEVEL_1, "\tno candidate found\n"));
736                                         continue;
737                                 }
738
739                                 pset_remove_ptr(entry->copies, ref);
740                                 sched_remove(ref);
741
742                                 melt_arr = (ir_node **)obstack_finish(&obst);
743                                 /* melt all found copykeeps */
744                                 NEW_ARR_A(ir_node *, new_ck_in, n_melt);
745                                 for (j = 0; j < n_melt; ++j) {
746                                         new_ck_in[j] = get_irn_n(melt_arr[j], 1);
747
748                                         /* now, we can kill the melted keep, except the */
749                                         /* ref one, we still need some information      */
750                                         if (melt_arr[j] != ref)
751                                                 kill_node(melt_arr[j], 0);
752                                 }
753
754 #ifdef KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK
755                                 new_ck = be_new_CopyKeep(entry->cls, cenv->birg->irg, get_nodes_block(ref), be_get_CopyKeep_op(ref), n_melt, new_ck_in, mode_ANY);
756                                 keep_alive(new_ck);
757 #else
758                                 new_ck = be_new_CopyKeep(entry->cls, cenv->birg->irg, get_nodes_block(ref), be_get_CopyKeep_op(ref), n_melt, new_ck_in, get_irn_mode(ref));
759 #endif /* KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK */
760
761                                 /* set register class for all keeped inputs */
762                                 for (j = 1; j <= n_melt; ++j)
763                                         be_node_set_reg_class(new_ck, j, entry->cls);
764
765                                 pset_insert_ptr(entry->copies, new_ck);
766
767                                 /* find scheduling point */
768                                 if (get_irn_mode(ref_mode_T) == mode_T) {
769                                         /* walk along the Projs */
770                                         for (sched_pt = sched_next(ref_mode_T); is_Proj(sched_pt) || be_is_Keep(sched_pt) || be_is_CopyKeep(sched_pt); sched_pt = sched_next(sched_pt))
771                                                 /* just walk along the schedule until a non-Proj/Keep/CopyKeep node is found*/ ;
772                                 }
773                                 else {
774                                         sched_pt = ref_mode_T;
775                                 }
776
777                                 sched_add_before(sched_pt, new_ck);
778                                 DBG((cenv->dbg, LEVEL_1, "created %+F, scheduled before %+F\n", new_ck, sched_pt));
779
780                                 /* finally: kill the reference copykeep */
781                                 kill_node(ref, 0);
782                         }
783                 }
784
785                 obstack_free(&obst, NULL);
786         }
787 }
788
789 /**
790  * Walks over all nodes to assure register constraints.
791  *
792  * @param birg  The birg structure containing the irg
793  */
794 void assure_constraints(be_irg_t *birg) {
795         constraint_env_t cenv;
796         op_copy_assoc_t  *entry;
797         ir_node          **nodes;
798         FIRM_DBG_REGISTER(firm_dbg_module_t *mod, "firm.be.lower.constr");
799
800         be_assure_dom_front(birg);
801
802         DEBUG_ONLY(cenv.dbg = mod;)
803         cenv.birg   = birg;
804         cenv.op_set = new_pset(cmp_op_copy_assoc, 16);
805         obstack_init(&cenv.obst);
806
807         irg_walk_blkwise_graph(birg->irg, NULL, assure_constraints_walker, &cenv);
808
809         /* melt copykeeps, pointing to projs of */
810         /* the same mode_T node and keeping the */
811         /* same operand                         */
812         melt_copykeeps(&cenv);
813
814         /* for all */
815         foreach_pset(cenv.op_set, entry) {
816                 int     n;
817                 ir_node *cp;
818
819                 n     = pset_count(entry->copies);
820                 nodes = alloca((n + 1) * sizeof(nodes[0]));
821
822                 /* put the node in an array */
823                 n          = 0;
824                 nodes[n++] = entry->op;
825                 DBG((mod, LEVEL_1, "introduce copies for %+F ", entry->op));
826
827                 /* collect all copies */
828                 foreach_pset(entry->copies, cp) {
829                         nodes[n++] = cp;
830                         DB((mod, LEVEL_1, ", %+F ", cp));
831                 }
832
833                 DB((mod, LEVEL_1, "\n"));
834
835                 /* introduce the copies for the operand and it's copies */
836                 be_ssa_constr(birg->dom_front, NULL, n, nodes);
837
838
839                 /* Could be that not all CopyKeeps are really needed, */
840                 /* so we transform unnecessary ones into Keeps.       */
841                 foreach_pset(entry->copies, cp) {
842                         if (be_is_CopyKeep(cp) && get_irn_n_edges(cp) < 1) {
843                                 ir_node *keep;
844                                 int     n = get_irn_arity(cp);
845
846                                 keep = be_new_Keep(arch_get_irn_reg_class(birg->main_env->arch_env, cp, -1),
847                                         birg->irg, get_nodes_block(cp), n, (ir_node **)&get_irn_in(cp)[1]);
848                                 sched_add_before(cp, keep);
849
850                                 /* Set all ins (including the block) of the CopyKeep BAD to keep the verifier happy. */
851                                 kill_node(cp, 1);
852                                 sched_remove(cp);
853                         }
854                 }
855
856                 del_pset(entry->copies);
857         }
858
859         del_pset(cenv.op_set);
860         obstack_free(&cenv.obst, NULL);
861 }
862
863
864
865 /**
866  * Calls the corresponding lowering function for the node.
867  *
868  * @param irn      The node to be checked for lowering
869  * @param walk_env The walker environment
870  */
871 static void lower_nodes_after_ra_walker(ir_node *irn, void *walk_env) {
872         if (! is_Block(irn) && ! is_Proj(irn)) {
873                 if (be_is_Perm(irn)) {
874                         lower_perm_node(irn, walk_env);
875                 }
876         }
877
878         return;
879 }
880
881 /**
882  * Walks over all blocks in an irg and performs lowering need to be
883  * done after register allocation (e.g. perm lowering).
884  *
885  * @param birg      The birg object
886  * @param do_copy   1 == resolve cycles with a free reg if available
887  */
888 void lower_nodes_after_ra(be_irg_t *birg, int do_copy) {
889         lower_env_t env;
890
891         env.birg     = birg;
892         env.arch_env = birg->main_env->arch_env;
893         env.do_copy  = do_copy;
894         FIRM_DBG_REGISTER(env.dbg_module, "firm.be.lower");
895
896         irg_walk_blkwise_graph(birg->irg, NULL, lower_nodes_after_ra_walker, &env);
897 }