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_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_unchecked_pairs(reg_pair_t const *const pairs, int const n)
 102 {
 103         int n_unchecked = 0;
 104         int i;
 105
 106         for (i = 0; i < n; i++) {
 107                 if (!pairs[i].checked)
 108                         n_unchecked++;
 109         }
 110
 111         return n_unchecked;
 112 }
 113
 114 /**
 115  * Gets the node corresponding to an IN register from an array of register pairs.
 116  * NOTE: The given registers pairs and the register to look for must belong
 117  *       to the same register class.
 118  *
 119  * @param pairs  The array of register pairs
 120  * @param n      The number of pairs
 121  * @param reg    The register to look for
 122  * @return The corresponding node or NULL if not found
 123  */
 124 static ir_node *get_node_for_in_register(reg_pair_t *pairs, int n, const arch_register_t *reg)
 125 {
 126         int i;
 127
 128         for (i = 0; i < n; i++) {
 129                 /* in register matches */
 130                 if (pairs[i].in_reg->index == reg->index)
 131                         return pairs[i].in_node;
 132         }
 133
 134         return NULL;
 135 }
 136
 137 /**
 138  * Gets the node corresponding to an OUT register from an array of register pairs.
 139  * NOTE: The given registers pairs and the register to look for must belong
 140  *       to the same register class.
 141  *
 142  * @param pairs  The array of register pairs
 143  * @param n      The number of pairs
 144  * @param reg    The register to look for
 145  * @return The corresponding node or NULL if not found
 146  */
 147 static ir_node *get_node_for_out_register(reg_pair_t *pairs, int n, const arch_register_t *reg)
 148 {
 149         int i;
 150
 151         for (i = 0; i < n; i++) {
 152                 /* out register matches */
 153                 if (pairs[i].out_reg->index == reg->index)
 154                         return pairs[i].out_node;
 155         }
 156
 157         return NULL;
 158 }
 159
 160 /**
 161  * Gets the index in the register pair array where the in 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  *
 168  * @return The corresponding index in pairs or -1 if not found
 169  */
 170 static int get_pairidx_for_in_regidx(reg_pair_t *pairs, int n, unsigned reg_idx)
 171 {
 172         int i;
 173
 174         for (i = 0; i < n; i++) {
 175                 /* in register matches */
 176                 if (pairs[i].in_reg->index == reg_idx)
 177                         return i;
 178         }
 179         return -1;
 180 }
 181
 182 /**
 183  * Gets the index in the register pair array where the out register
 184  * corresponds to reg_idx.
 185  *
 186  * @param pairs  The array of register pairs
 187  * @param n      The number of pairs
 188  * @param reg    The register index to look for
 189  *
 190  * @return The corresponding index in pairs or -1 if not found
 191  */
 192 static int get_pairidx_for_out_regidx(reg_pair_t *pairs, int n, unsigned reg_idx)
 193 {
 194         int i;
 195
 196         for (i = 0; i < n; i++) {
 197                 /* out register matches */
 198                 if (pairs[i].out_reg->index == reg_idx)
 199                         return i;
 200         }
 201         return -1;
 202 }
 203
 204 /**
 205  * Gets an array of register pairs and tries to identify a cycle or chain
 206  * starting at position start.
 207  *
 208  * @param cycle  Variable to hold the cycle
 209  * @param pairs  Array of register pairs
 210  * @param n      length of the pairs array
 211  * @param start  Index to start
 212  *
 213  * @return The cycle or chain
 214  */
 215 static void get_perm_cycle(perm_cycle_t *const cycle,
 216                            reg_pair_t   *const pairs,
 217                            int           const n,
 218                            int                 start)
 219 {
 220         int         head         = pairs[start].in_reg->index;
 221         int         cur_idx      = pairs[start].out_reg->index;
 222         int   const n_pairs_todo = get_n_unchecked_pairs(pairs, n);
 223         perm_type_t cycle_tp     = PERM_CYCLE;
 224         int         idx;
 225
 226         /* We could be right in the middle of a chain, so we need to find the start */
 227         while (head != cur_idx) {
 228                 /* goto previous register in cycle or chain */
 229                 int const cur_pair_idx = get_pairidx_for_out_regidx(pairs, n, head);
 230
 231                 if (cur_pair_idx < 0) {
 232                         cycle_tp = PERM_CHAIN;
 233                         break;
 234                 } else {
 235                         head  = pairs[cur_pair_idx].in_reg->index;
 236                         start = cur_pair_idx;
 237                 }
 238         }
 239
 240         /* assume worst case: all remaining pairs build a cycle or chain */
 241         cycle->elems    = XMALLOCNZ(const arch_register_t*, n_pairs_todo * 2);
 242         cycle->n_elems  = 2;  /* initial number of elements is 2 */
 243         cycle->elems[0] = pairs[start].in_reg;
 244         cycle->elems[1] = pairs[start].out_reg;
 245         cycle->type     = cycle_tp;
 246         cur_idx         = pairs[start].out_reg->index;
 247
 248         idx = 2;
 249         /* check for cycle or end of a chain */
 250         while (cur_idx != head) {
 251                 /* goto next register in cycle or chain */
 252                 int const cur_pair_idx = get_pairidx_for_in_regidx(pairs, n, cur_idx);
 253
 254                 if (cur_pair_idx < 0)
 255                         break;
 256
 257                 cur_idx = pairs[cur_pair_idx].out_reg->index;
 258
 259                 /* it's not the first element: insert it */
 260                 if (cur_idx != head) {
 261                         cycle->elems[idx++] = pairs[cur_pair_idx].out_reg;
 262                         cycle->n_elems++;
 263                 } else {
 264                         /* we are there where we started -> CYCLE */
 265                         cycle->type = PERM_CYCLE;
 266                 }
 267         }
 268
 269         /* mark all pairs having one in/out register with cycle in common as checked */
 270         for (idx = 0; idx < cycle->n_elems; idx++) {
 271                 int cur_pair_idx;
 272
 273                 cur_pair_idx = get_pairidx_for_in_regidx(pairs, n, cycle->elems[idx]->index);
 274                 if (cur_pair_idx >= 0)
 275                         pairs[cur_pair_idx].checked = 1;
 276
 277                 cur_pair_idx = get_pairidx_for_out_regidx(pairs, n, cycle->elems[idx]->index);
 278                 if (cur_pair_idx >= 0)
 279                         pairs[cur_pair_idx].checked = 1;
 280         }
 281 }
 282
 283 /**
 284  * Lowers a perm node.  Resolves cycles and creates a bunch of
 285  * copy and swap operations to permute registers.
 286  * Note: The caller of this function has to make sure, that irn
 287  *       is a Perm node.
 288  *
 289  * @param irn      The perm node
 290  * @param block    The block the perm node belongs to
 291  * @param env      The lowerer environment
 292  */
 293 static void lower_perm_node(ir_node *irn, lower_env_t *env)
 294 {
 295         const arch_register_class_t *const reg_class   = arch_get_irn_register(get_irn_n(irn, 0))->reg_class;
 296         ir_node                     *const block       = get_nodes_block(irn);
 297         int                          const arity       = get_irn_arity(irn);
 298         reg_pair_t                  *const pairs       = ALLOCAN(reg_pair_t, arity);
 299         int                                keep_perm   = 0;
 300         int                                do_copy     = env->do_copy;
 301         /* Get the schedule predecessor node to the perm.
 302          * NOTE: This works with auto-magic. If we insert the new copy/exchange
 303          * nodes after this node, everything should be ok. */
 304         ir_node                     *      sched_point = sched_prev(irn);
 305         int                                n;
 306         int                                i;
 307
 308         DBG((dbg, LEVEL_1, "perm: %+F, sched point is %+F\n", irn, sched_point));
 309         assert(sched_point && "Perm is not scheduled or has no predecessor");
 310
 311         assert(arity == get_irn_n_edges(irn) && "perm's in and out numbers different");
 312
 313         /* build the list of register pairs (in, out) */
 314         n = 0;
 315         foreach_out_edge_safe(irn, edge) {
 316                 ir_node               *const out     = get_edge_src_irn(edge);
 317                 long                   const pn      = get_Proj_proj(out);
 318                 ir_node               *const in      = get_irn_n(irn, pn);
 319                 arch_register_t const *const in_reg  = arch_get_irn_register(in);
 320                 arch_register_t const *const out_reg = arch_get_irn_register(out);
 321                 reg_pair_t            *      pair;
 322
 323                 if (in_reg == out_reg) {
 324                         DBG((dbg, LEVEL_1, "%+F removing equal perm register pair (%+F, %+F, %s)\n",
 325                                                 irn, in, out, out_reg->name));
 326                         exchange(out, in);
 327                         continue;
 328                 }
 329
 330                 pair           = &pairs[n++];
 331                 pair->in_node  = in;
 332                 pair->in_reg   = in_reg;
 333                 pair->out_node = out;
 334                 pair->out_reg  = out_reg;
 335                 pair->checked  = 0;
 336         }
 337
 338         DBG((dbg, LEVEL_1, "%+F has %d unresolved constraints\n", irn, n));
 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_unchecked_pairs(pairs, n) > 0) {
 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 (cycle.type == PERM_CYCLE && arity == 2) {
 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, 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(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(skip_Proj(sched_point), cpyxchg);
 446
 447                                         DB((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                                         DB((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(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(skip_Proj(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 {
 486         return get_irn_out_edge_first_kind(irn, EDGE_KIND_NORMAL) != 0;
 487 }
 488
 489 static ir_node *find_copy(ir_node *irn, ir_node *op)
 490 {
 491         ir_node *cur_node;
 492
 493         for (cur_node = irn;;) {
 494                 cur_node = sched_prev(cur_node);
 495                 if (! be_is_Copy(cur_node))
 496                         return NULL;
 497                 if (be_get_Copy_op(cur_node) == op && arch_irn_is(cur_node, dont_spill))
 498                         return cur_node;
 499         }
 500 }
 501
 502 static void gen_assure_different_pattern(ir_node *irn, ir_node *other_different, constraint_env_t *env)
 503 {
 504         ir_nodehashmap_t            *op_set;
 505         ir_node                     *block;
 506         const arch_register_class_t *cls;
 507         ir_node                     *keep, *cpy;
 508         op_copy_assoc_t             *entry;
 509
 510         arch_register_req_t const *const req = arch_get_irn_register_req(other_different);
 511         if (arch_register_req_is(req, ignore) ||
 512                         !mode_is_datab(get_irn_mode(other_different))) {
 513                 DB((dbg_constr, LEVEL_1, "ignore constraint for %+F because other_irn is ignore or not a datab node\n", irn));
 514                 return;
 515         }
 516
 517         op_set = &env->op_set;
 518         block  = get_nodes_block(irn);
 519         cls    = req->cls;
 520
 521         /* Make a not spillable copy of the different node   */
 522         /* this is needed because the different irn could be */
 523         /* in block far far away                             */
 524         /* The copy is optimized later if not needed         */
 525
 526         /* check if already exists such a copy in the schedule immediately before */
 527         cpy = find_copy(skip_Proj(irn), other_different);
 528         if (! cpy) {
 529                 cpy = be_new_Copy(block, other_different);
 530                 arch_set_irn_flags(cpy, arch_irn_flags_dont_spill);
 531                 DB((dbg_constr, LEVEL_1, "created non-spillable %+F for value %+F\n", cpy, other_different));
 532         } else {
 533                 DB((dbg_constr, LEVEL_1, "using already existing %+F for value %+F\n", cpy, other_different));
 534         }
 535
 536         /* Add the Keep resp. CopyKeep and reroute the users */
 537         /* of the other_different irn in case of CopyKeep.   */
 538         if (has_irn_users(other_different)) {
 539                 keep = be_new_CopyKeep_single(block, cpy, irn);
 540                 be_node_set_reg_class_in(keep, 1, cls);
 541         } else {
 542                 ir_node *in[2];
 543
 544                 in[0] = irn;
 545                 in[1] = cpy;
 546                 keep = be_new_Keep(block, 2, in);
 547         }
 548
 549         DB((dbg_constr, LEVEL_1, "created %+F(%+F, %+F)\n\n", keep, irn, cpy));
 550
 551         /* insert copy and keep into schedule */
 552         assert(sched_is_scheduled(irn) && "need schedule to assure constraints");
 553         if (! sched_is_scheduled(cpy))
 554                 sched_add_before(skip_Proj(irn), cpy);
 555         sched_add_after(skip_Proj(irn), keep);
 556
 557         /* insert the other different and its copies into the map */
 558         entry = ir_nodehashmap_get(op_copy_assoc_t, op_set, other_different);
 559         if (! entry) {
 560                 entry      = OALLOC(&env->obst, op_copy_assoc_t);
 561                 entry->cls = cls;
 562                 ir_nodeset_init(&entry->copies);
 563
 564                 ir_nodehashmap_insert(op_set, other_different, entry);
 565         }
 566
 567         /* insert copy */
 568         ir_nodeset_insert(&entry->copies, cpy);
 569
 570         /* insert keep in case of CopyKeep */
 571         if (be_is_CopyKeep(keep))
 572                 ir_nodeset_insert(&entry->copies, keep);
 573 }
 574
 575 /**
 576  * Checks if node has a must_be_different constraint in output and adds a Keep
 577  * then to assure the constraint.
 578  *
 579  * @param irn          the node to check
 580  * @param skipped_irn  if irn is a Proj node, its predecessor, else irn
 581  * @param env          the constraint environment
 582  */
 583 static void assure_different_constraints(ir_node *irn, ir_node *skipped_irn, constraint_env_t *env)
 584 {
 585         const arch_register_req_t *req = arch_get_irn_register_req(irn);
 586
 587         if (arch_register_req_is(req, must_be_different)) {
 588                 const unsigned other = req->other_different;
 589                 int i;
 590
 591                 if (arch_register_req_is(req, should_be_same)) {
 592                         const unsigned same = req->other_same;
 593
 594                         if (is_po2(other) && is_po2(same)) {
 595                                 int idx_other = ntz(other);
 596                                 int idx_same  = ntz(same);
 597
 598                                 /*
 599                                  * We can safely ignore a should_be_same x must_be_different y
 600                                  * IFF both inputs are equal!
 601                                  */
 602                                 if (get_irn_n(skipped_irn, idx_other) == get_irn_n(skipped_irn, idx_same)) {
 603                                         return;
 604                                 }
 605                         }
 606                 }
 607                 for (i = 0; 1U << i <= other; ++i) {
 608                         if (other & (1U << i)) {
 609                                 ir_node *different_from = get_irn_n(skipped_irn, i);
 610                                 gen_assure_different_pattern(irn, different_from, env);
 611                         }
 612                 }
 613         }
 614 }
 615
 616 /**
 617  * Calls the functions to assure register constraints.
 618  *
 619  * @param block    The block to be checked
 620  * @param walk_env The walker environment
 621  */
 622 static void assure_constraints_walker(ir_node *block, void *walk_env)
 623 {
 624         constraint_env_t *env = (constraint_env_t*)walk_env;
 625
 626         sched_foreach_reverse(block, irn) {
 627                 ir_mode *mode = get_irn_mode(irn);
 628
 629                 if (mode == mode_T) {
 630                         foreach_out_edge(irn, edge) {
 631                                 ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
 632
 633                                 mode = get_irn_mode(proj);
 634                                 if (mode_is_datab(mode))
 635                                         assure_different_constraints(proj, irn, env);
 636                         }
 637                 } else if (mode_is_datab(mode)) {
 638                         assure_different_constraints(irn, irn, env);
 639                 }
 640         }
 641 }
 642
 643 /**
 644  * Melt all copykeeps pointing to the same node
 645  * (or Projs of the same node), copying the same operand.
 646  */
 647 static void melt_copykeeps(constraint_env_t *cenv)
 648 {
 649         ir_nodehashmap_iterator_t map_iter;
 650         ir_nodehashmap_entry_t    map_entry;
 651
 652         /* for all */
 653         foreach_ir_nodehashmap(&cenv->op_set, map_entry, map_iter) {
 654                 op_copy_assoc_t *entry = (op_copy_assoc_t*)map_entry.data;
 655                 int     idx, num_ck;
 656                 struct obstack obst;
 657                 ir_node **ck_arr, **melt_arr;
 658
 659                 obstack_init(&obst);
 660
 661                 /* collect all copykeeps */
 662                 num_ck = idx = 0;
 663                 foreach_ir_nodeset(&entry->copies, cp, iter) {
 664                         if (be_is_CopyKeep(cp)) {
 665                                 obstack_grow(&obst, &cp, sizeof(cp));
 666                                 ++num_ck;
 667                         }
 668 #ifdef KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK
 669                         else {
 670                                 set_irn_mode(cp, mode_ANY);
 671                                 keep_alive(cp);
 672                         }
 673 #endif /* KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK */
 674                 }
 675
 676                 /* compare each copykeep with all other copykeeps */
 677                 ck_arr = (ir_node **)obstack_finish(&obst);
 678                 for (idx = 0; idx < num_ck; ++idx) {
 679                         ir_node *ref, *ref_mode_T;
 680
 681                         if (ck_arr[idx]) {
 682                                 int j, n_melt;
 683                                 ir_node **new_ck_in;
 684                                 ir_node *sched_pt = NULL;
 685
 686                                 n_melt     = 1;
 687                                 ref        = ck_arr[idx];
 688                                 ref_mode_T = skip_Proj(get_irn_n(ref, 1));
 689                                 obstack_grow(&obst, &ref, sizeof(ref));
 690
 691                                 DB((dbg_constr, LEVEL_1, "Trying to melt %+F:\n", ref));
 692
 693                                 /* check for copykeeps pointing to the same mode_T node as the reference copykeep */
 694                                 for (j = 0; j < num_ck; ++j) {
 695                                         ir_node *cur_ck = ck_arr[j];
 696
 697                                         if (j != idx && cur_ck && skip_Proj(get_irn_n(cur_ck, 1)) == ref_mode_T) {
 698                                                 obstack_grow(&obst, &cur_ck, sizeof(cur_ck));
 699                                                 ir_nodeset_remove(&entry->copies, cur_ck);
 700                                                 DB((dbg_constr, LEVEL_1, "\t%+F\n", cur_ck));
 701                                                 ck_arr[j] = NULL;
 702                                                 ++n_melt;
 703                                                 sched_remove(cur_ck);
 704                                         }
 705                                 }
 706                                 ck_arr[idx] = NULL;
 707
 708                                 /* check, if we found some candidates for melting */
 709                                 if (n_melt == 1) {
 710                                         DB((dbg_constr, LEVEL_1, "\tno candidate found\n"));
 711                                         continue;
 712                                 }
 713
 714                                 ir_nodeset_remove(&entry->copies, ref);
 715                                 sched_remove(ref);
 716
 717                                 melt_arr = (ir_node **)obstack_finish(&obst);
 718                                 /* melt all found copykeeps */
 719                                 NEW_ARR_A(ir_node *, new_ck_in, n_melt);
 720                                 for (j = 0; j < n_melt; ++j) {
 721                                         new_ck_in[j] = get_irn_n(melt_arr[j], 1);
 722
 723                                         /* now, we can kill the melted keep, except the */
 724                                         /* ref one, we still need some information      */
 725                                         if (melt_arr[j] != ref)
 726                                                 kill_node(melt_arr[j]);
 727                                 }
 728
 729                                 ir_node *const new_ck = be_new_CopyKeep(get_nodes_block(ref), be_get_CopyKeep_op(ref), n_melt, new_ck_in);
 730 #ifdef KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK
 731                                 keep_alive(new_ck);
 732 #endif /* KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK */
 733
 734                                 /* set register class for all kept inputs */
 735                                 for (j = 1; j <= n_melt; ++j)
 736                                         be_node_set_reg_class_in(new_ck, j, entry->cls);
 737
 738                                 ir_nodeset_insert(&entry->copies, new_ck);
 739
 740                                 /* find scheduling point */
 741                                 sched_pt = ref_mode_T;
 742                                 do {
 743                                         /* just walk along the schedule until a non-Keep/CopyKeep node is found */
 744                                         sched_pt = sched_next(sched_pt);
 745                                 } while (be_is_Keep(sched_pt) || be_is_CopyKeep(sched_pt));
 746
 747                                 sched_add_before(sched_pt, new_ck);
 748                                 DB((dbg_constr, LEVEL_1, "created %+F, scheduled before %+F\n", new_ck, sched_pt));
 749
 750                                 /* finally: kill the reference copykeep */
 751                                 kill_node(ref);
 752                         }
 753                 }
 754
 755                 obstack_free(&obst, NULL);
 756         }
 757 }
 758
 759 void assure_constraints(ir_graph *irg)
 760 {
 761         constraint_env_t          cenv;
 762         ir_nodehashmap_iterator_t map_iter;
 763         ir_nodehashmap_entry_t    map_entry;
 764
 765         FIRM_DBG_REGISTER(dbg_constr, "firm.be.lower.constr");
 766
 767         cenv.irg = irg;
 768         ir_nodehashmap_init(&cenv.op_set);
 769         obstack_init(&cenv.obst);
 770
 771         irg_block_walk_graph(irg, NULL, assure_constraints_walker, &cenv);
 772
 773         /* melt copykeeps, pointing to projs of */
 774         /* the same mode_T node and keeping the */
 775         /* same operand                         */
 776         melt_copykeeps(&cenv);
 777
 778         /* for all */
 779         foreach_ir_nodehashmap(&cenv.op_set, map_entry, map_iter) {
 780                 op_copy_assoc_t          *entry = (op_copy_assoc_t*)map_entry.data;
 781                 size_t                    n     = ir_nodeset_size(&entry->copies);
 782                 ir_node                 **nodes = ALLOCAN(ir_node*, n);
 783                 be_ssa_construction_env_t senv;
 784
 785                 /* put the node in an array */
 786                 DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "introduce copies for %+F ", map_entry.node));
 787
 788                 /* collect all copies */
 789                 n = 0;
 790                 foreach_ir_nodeset(&entry->copies, cp, iter) {
 791                         nodes[n++] = cp;
 792                         DB((dbg_constr, LEVEL_1, ", %+F ", cp));
 793                 }
 794
 795                 DB((dbg_constr, LEVEL_1, "\n"));
 796
 797                 /* introduce the copies for the operand and its copies */
 798                 be_ssa_construction_init(&senv, irg);
 799                 be_ssa_construction_add_copy(&senv, map_entry.node);
 800                 be_ssa_construction_add_copies(&senv, nodes, n);
 801                 be_ssa_construction_fix_users(&senv, map_entry.node);
 802                 be_ssa_construction_destroy(&senv);
 803
 804                 /* Could be that not all CopyKeeps are really needed, */
 805                 /* so we transform unnecessary ones into Keeps.       */
 806                 foreach_ir_nodeset(&entry->copies, cp, iter) {
 807                         if (be_is_CopyKeep(cp) && get_irn_n_edges(cp) < 1) {
 808                                 int      n   = get_irn_arity(cp);
 809                                 ir_node *keep;
 810
 811                                 keep = be_new_Keep(get_nodes_block(cp), n, get_irn_in(cp) + 1);
 812                                 sched_add_before(cp, keep);
 813
 814                                 /* Set all ins (including the block) of the CopyKeep BAD to keep the verifier happy. */
 815                                 sched_remove(cp);
 816                                 kill_node(cp);
 817                         }
 818                 }
 819
 820                 ir_nodeset_destroy(&entry->copies);
 821         }
 822
 823         ir_nodehashmap_destroy(&cenv.op_set);
 824         obstack_free(&cenv.obst, NULL);
 825         be_invalidate_live_sets(irg);
 826 }
 827
 828 /**
 829  * Push nodes that do not need to be permed through the Perm.
 830  * This is commonly a reload cascade at block ends.
 831  * @note This routine needs interference.
 832  * @note Probably, we can implement it a little more efficient.
 833  *       Especially searching the frontier lazily might be better.
 834  *
 835  * @param perm The perm
 836  * @param env  The lowerer environment
 837  *
 838  * @return     1, if there is something left to perm over.
 839  *             0, if removed the complete perm.
 840  */
 841 static int push_through_perm(ir_node *perm)
 842 {
 843         ir_graph *irg     = get_irn_irg(perm);
 844         ir_node *bl       = get_nodes_block(perm);
 845         int  arity        = get_irn_arity(perm);
 846         int *map;
 847         int *proj_map;
 848         bitset_t *moved   = bitset_alloca(arity);
 849         int n_moved;
 850         int new_size;
 851         ir_node *frontier = bl;
 852         int i, n;
 853
 854         /* get some Proj and find out the register class of that Proj. */
 855         ir_node                     *one_proj = get_edge_src_irn(get_irn_out_edge_first_kind(perm, EDGE_KIND_NORMAL));
 856         const arch_register_class_t *cls      = arch_get_irn_reg_class(one_proj);
 857         assert(is_Proj(one_proj));
 858
 859         DB((dbg_permmove, LEVEL_1, "perm move %+F irg %+F\n", perm, irg));
 860
 861         /* Find the point in the schedule after which the
 862          * potentially movable nodes must be defined.
 863          * A Perm will only be pushed up to first instruction
 864          * which lets an operand of itself die.
 865          * If we would allow to move the Perm above this instruction,
 866          * the former dead operand would be live now at the point of
 867          * the Perm, increasing the register pressure by one.
 868          */
 869         sched_foreach_reverse_from(sched_prev(perm), irn) {
 870                 for (i = get_irn_arity(irn) - 1; i >= 0; --i) {
 871                         ir_node *op = get_irn_n(irn, i);
 872                         be_lv_t *lv = be_get_irg_liveness(irg);
 873                         if (arch_irn_consider_in_reg_alloc(cls, op) &&
 874                             !be_values_interfere(lv, op, one_proj)) {
 875                                 frontier = irn;
 876                                 goto found_front;
 877                         }
 878                 }
 879         }
 880 found_front:
 881
 882         DB((dbg_permmove, LEVEL_2, "\tfrontier: %+F\n", frontier));
 883
 884         n_moved = 0;
 885         for (;;) {
 886                 ir_node *const node = sched_prev(perm);
 887                 if (node == frontier)
 888                         break;
 889
 890                 const arch_register_req_t *req;
 891                 int                        input = -1;
 892                 ir_node                   *proj  = NULL;
 893
 894                 /* search if node is a INPUT of Perm */
 895                 foreach_out_edge(perm, edge) {
 896                         ir_node *out = get_edge_src_irn(edge);
 897                         int      pn  = get_Proj_proj(out);
 898                         ir_node *in  = get_irn_n(perm, pn);
 899                         if (node == in) {
 900                                 proj  = out;
 901                                 input = pn;
 902                                 break;
 903                         }
 904                 }
 905                 /* it wasn't an input to the perm, we can't do anything more */
 906                 if (input < 0)
 907                         break;
 908                 if (arch_irn_is(node, modify_flags))
 909                         break;
 910                 req = arch_get_irn_register_req(node);
 911                 if (req->type != arch_register_req_type_normal)
 912                         break;
 913                 for (i = get_irn_arity(node) - 1; i >= 0; --i) {
 914                         ir_node *opop = get_irn_n(node, i);
 915                         if (arch_irn_consider_in_reg_alloc(cls, opop)) {
 916                                 break;
 917                         }
 918                 }
 919                 if (i >= 0)
 920                         break;
 921
 922                 DBG((dbg_permmove, LEVEL_2, "\tmoving %+F after %+F, killing %+F\n", node, perm, proj));
 923
 924                 /* move the movable node in front of the Perm */
 925                 sched_remove(node);
 926                 sched_add_after(perm, node);
 927
 928                 /* give it the proj's register */
 929                 arch_set_irn_register(node, arch_get_irn_register(proj));
 930
 931                 /* reroute all users of the proj to the moved node. */
 932                 exchange(proj, node);
 933
 934                 bitset_set(moved, input);
 935                 n_moved++;
 936         }
 937
 938         /* well, we could not push anything through the perm */
 939         if (n_moved == 0)
 940                 return 1;
 941
 942         new_size = arity - n_moved;
 943         if (new_size == 0) {
 944                 sched_remove(perm);
 945                 kill_node(perm);
 946                 return 0;
 947         }
 948
 949         map      = ALLOCAN(int, new_size);
 950         proj_map = ALLOCAN(int, arity);
 951         memset(proj_map, -1, sizeof(proj_map[0]));
 952         n   = 0;
 953         for (i = 0; i < arity; ++i) {
 954                 if (bitset_is_set(moved, i))
 955                         continue;
 956                 map[n]      = i;
 957                 proj_map[i] = n;
 958                 n++;
 959         }
 960         assert(n == new_size);
 961         foreach_out_edge(perm, edge) {
 962                 ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
 963                 int      pn   = get_Proj_proj(proj);
 964                 pn = proj_map[pn];
 965                 assert(pn >= 0);
 966                 set_Proj_proj(proj, pn);
 967         }
 968
 969         be_Perm_reduce(perm, new_size, map);
 970         return 1;
 971 }
 972
 973 /**
 974  * Calls the corresponding lowering function for the node.
 975  *
 976  * @param irn      The node to be checked for lowering
 977  * @param walk_env The walker environment
 978  */
 979 static void lower_nodes_after_ra_walker(ir_node *irn, void *walk_env)
 980 {
 981         int perm_stayed;
 982
 983         if (!be_is_Perm(irn))
 984                 return;
 985
 986         perm_stayed = push_through_perm(irn);
 987         if (perm_stayed)
 988                 lower_perm_node(irn, (lower_env_t*)walk_env);
 989 }
 990
 991 void lower_nodes_after_ra(ir_graph *irg, int do_copy)
 992 {
 993         lower_env_t env;
 994
 995         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.be.lower");
 996         FIRM_DBG_REGISTER(dbg_permmove, "firm.be.lower.permmove");
 997
 998         env.irg     = irg;
 999         env.do_copy = do_copy;
1000
1001         /* we will need interference */
1002         be_assure_live_chk(irg);
1003
1004         irg_walk_graph(irg, NULL, lower_nodes_after_ra_walker, &env);
1005 }