c2c04ee8fced04e2937343eb682b7f2170c55c2a
[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 /* Compare the two operands */
89 static int cmp_op_copy_assoc(const void *a, const void *b) {
90         const op_copy_assoc_t *op1 = a;
91         const op_copy_assoc_t *op2 = b;
92
93         return op1->op != op2->op;
94 }
95
96 /* Compare the in registers of two register pairs */
97 static int compare_reg_pair(const void *a, const void *b) {
98         const reg_pair_t *pair_a = a;
99         const reg_pair_t *pair_b = b;
100
101         if (pair_a->in_reg->index > pair_b->in_reg->index)
102                 return 1;
103         else
104                 return -1;
105 }
106
107 /* returns the number register pairs marked as checked */
108 static int get_n_checked_pairs(reg_pair_t *pairs, int n) {
109         int i, n_checked = 0;
110
111         for (i = 0; i < n; i++) {
112                 if (pairs[i].checked)
113                         n_checked++;
114         }
115
116         return n_checked;
117 }
118
119 /**
120  * Gets the node corresponding to a register from an array of register pairs.
121  * NOTE: The given registers pairs and the register to look for must belong
122  *       to the same register class.
123  *
124  * @param pairs  The array of register pairs
125  * @param n      The number of pairs
126  * @param reg    The register to look for
127  * @param in_out 0 == look for IN register, 1 == look for OUT register
128  * @return The corresponding node or NULL if not found
129  */
130 static ir_node *get_node_for_register(reg_pair_t *pairs, int n, const arch_register_t *reg, int in_out) {
131         int i;
132
133         if (in_out) {
134                 for (i = 0; i < n; i++) {
135                         /* out register matches */
136                         if (pairs[i].out_reg->index == reg->index)
137                                 return pairs[i].out_node;
138                 }
139         }
140         else {
141                 for (i = 0; i < n; i++) {
142                         /* in register matches */
143                         if (pairs[i].in_reg->index == reg->index)
144                                 return pairs[i].in_node;
145                 }
146         }
147
148         return NULL;
149 }
150
151 /**
152  * Gets the index in the register pair array where the in/out register
153  * corresponds to reg_idx.
154  *
155  * @param pairs  The array of register pairs
156  * @param n      The number of pairs
157  * @param reg    The register index to look for
158  * @param in_out 0 == look for IN register, 1 == look for OUT register
159  * @return The corresponding index in pairs or -1 if not found
160  */
161 static int get_pairidx_for_regidx(reg_pair_t *pairs, int n, int reg_idx, int in_out) {
162         int i;
163
164         if (in_out) {
165                 for (i = 0; i < n; i++) {
166                         /* out register matches */
167                         if (pairs[i].out_reg->index == reg_idx)
168                                 return i;
169                 }
170         }
171         else {
172                 for (i = 0; i < n; i++) {
173                         /* in register matches */
174                         if (pairs[i].in_reg->index == reg_idx)
175                                 return i;
176                 }
177         }
178
179         return -1;
180 }
181
182 /**
183  * Gets an array of register pairs and tries to identify a cycle or chain starting
184  * at position start.
185  *
186  * @param cycle Variable to hold the cycle
187  * @param pairs Array of register pairs
188  * @param start Index to start
189  * @return The cycle or chain
190  */
191 static perm_cycle_t *get_perm_cycle(perm_cycle_t *cycle, reg_pair_t *pairs, int n, int start) {
192         int head         = pairs[start].in_reg->index;
193         int cur_idx      = pairs[start].out_reg->index;
194         int cur_pair_idx = start;
195         int n_pairs_done = get_n_checked_pairs(pairs, n);
196         int idx;
197         perm_type_t cycle_tp = PERM_CYCLE;
198
199         /* We could be right in the middle of a chain, so we need to find the start */
200         while (head != cur_idx) {
201                 /* goto previous register in cycle or chain */
202                 cur_pair_idx = get_pairidx_for_regidx(pairs, n, head, 1);
203
204                 if (cur_pair_idx < 0) {
205                         cycle_tp = PERM_CHAIN;
206                         break;
207                 }
208                 else {
209                         head  = pairs[cur_pair_idx].in_reg->index;
210                         start = cur_pair_idx;
211                 }
212         }
213
214         /* assume worst case: all remaining pairs build a cycle or chain */
215         cycle->elems    = xcalloc((n - n_pairs_done) * 2, sizeof(cycle->elems[0]));
216         cycle->n_elems  = 2;  /* initial number of elements is 2 */
217         cycle->elems[0] = pairs[start].in_reg;
218         cycle->elems[1] = pairs[start].out_reg;
219         cycle->type     = cycle_tp;
220         cur_idx         = pairs[start].out_reg->index;
221
222         idx = 2;
223         /* check for cycle or end of a chain */
224         while (cur_idx != head) {
225                 /* goto next register in cycle or chain */
226                 cur_pair_idx = get_pairidx_for_regidx(pairs, n, cur_idx, 0);
227
228                 if (cur_pair_idx < 0)
229                         break;
230
231                 cur_idx = pairs[cur_pair_idx].out_reg->index;
232
233                 /* it's not the first element: insert it */
234                 if (cur_idx != head) {
235                         cycle->elems[idx++] = pairs[cur_pair_idx].out_reg;
236                         cycle->n_elems++;
237                 }
238                 else {
239                         /* we are there where we started -> CYCLE */
240                         cycle->type = PERM_CYCLE;
241                 }
242         }
243
244         /* mark all pairs having one in/out register with cycle in common as checked */
245         for (idx = 0; idx < cycle->n_elems; idx++) {
246                 cur_pair_idx = get_pairidx_for_regidx(pairs, n, cycle->elems[idx]->index, 0);
247
248                 if (cur_pair_idx >= 0)
249                         pairs[cur_pair_idx].checked = 1;
250
251                 cur_pair_idx = get_pairidx_for_regidx(pairs, n, cycle->elems[idx]->index, 1);
252
253                 if (cur_pair_idx >= 0)
254                         pairs[cur_pair_idx].checked = 1;
255         }
256
257         return cycle;
258 }
259
260 /**
261  * Lowers a perm node.  Resolves cycles and creates a bunch of
262  * copy and swap operations to permute registers.
263  * Note: The caller of this function has to make sure, that irn
264  *       is a Perm node.
265  *
266  * @param irn      The perm node
267  * @param block    The block the perm node belongs to
268  * @param walk_env The environment
269  */
270 static void lower_perm_node(ir_node *irn, void *walk_env) {
271         const arch_register_class_t *reg_class;
272         const arch_env_t            *arch_env;
273         lower_env_t     *env         = walk_env;
274         int             real_size    = 0;
275         int             keep_perm    = 0;
276         int             n, i, pn, do_copy, j, n_ops;
277         reg_pair_t      *pairs;
278         const ir_edge_t *edge;
279         perm_cycle_t    *cycle;
280         ir_node         *sched_point, *block, *in[2];
281         ir_node         *arg1, *arg2, *res1, *res2;
282         ir_node         *cpyxchg = NULL;
283         DEBUG_ONLY(firm_dbg_module_t *mod;)
284
285         arch_env = env->arch_env;
286         do_copy  = env->do_copy;
287         DEBUG_ONLY(mod = env->dbg_module;)
288         block    = get_nodes_block(irn);
289
290         /*
291                 Get the schedule predecessor node to the perm
292                 NOTE: This works with auto-magic. If we insert the
293                         new copy/exchange nodes after this node, everything
294                         should be ok.
295         */
296         sched_point = sched_prev(irn);
297         DBG((mod, LEVEL_1, "sched point is %+F\n", sched_point));
298         assert(sched_point && "Perm is not scheduled or has no predecessor");
299
300         n = get_irn_arity(irn);
301         assert(n == get_irn_n_edges(irn) && "perm's in and out numbers different");
302
303         reg_class = arch_get_irn_register(arch_env, get_irn_n(irn, 0))->reg_class;
304         pairs     = alloca(n * sizeof(pairs[0]));
305
306         /* build the list of register pairs (in, out) */
307         i = 0;
308         foreach_out_edge(irn, edge) {
309                 pairs[i].out_node = get_edge_src_irn(edge);
310                 pn                = get_Proj_proj(pairs[i].out_node);
311                 pairs[i].in_node  = get_irn_n(irn, pn);
312
313                 pairs[i].in_reg  = arch_get_irn_register(arch_env, pairs[i].in_node);
314                 pairs[i].out_reg = arch_get_irn_register(arch_env, pairs[i].out_node);
315
316                 pairs[i].checked = 0;
317                 i++;
318         }
319
320         /* sort the register pairs by the indices of the in registers */
321         qsort(pairs, n, sizeof(pairs[0]), compare_reg_pair);
322
323         /* Mark all equal pairs as checked, and exchange the OUT proj with
324                 the IN node. */
325         for (i = 0; i < n; i++) {
326                 if (pairs[i].in_reg->index == pairs[i].out_reg->index) {
327                         DBG((mod, LEVEL_1, "%+F removing equal perm register pair (%+F, %+F, %s)\n",
328                                 irn, pairs[i].in_node, pairs[i].out_node, pairs[i].out_reg->name));
329
330                         /* We have to check for a special case:
331                                 The in-node could be a Proj from a Perm. In this case,
332                                 we need to correct the projnum */
333                         if (be_is_Perm(pairs[i].in_node) && is_Proj(pairs[i].in_node)) {
334                                 set_Proj_proj(pairs[i].out_node, get_Proj_proj(pairs[i].in_node));
335                         }
336
337                         /* remove the proj from the schedule */
338                         sched_remove(pairs[i].out_node);
339
340                         /* reroute the edges from the proj to the argument */
341                         edges_reroute(pairs[i].out_node, pairs[i].in_node, env->birg->irg);
342                         set_irn_n(pairs[i].out_node, 0, new_Bad());
343
344                         pairs[i].checked = 1;
345                 }
346         }
347
348         /* Set do_copy to 0 if it's on but we have no free register */
349         if (do_copy) {
350                 do_copy = 0;
351         }
352
353         real_size = n - get_n_checked_pairs(pairs, n);
354
355         be_do_stat_perm(reg_class->name, reg_class->n_regs, irn, block, n, real_size);
356
357         /* check for cycles and chains */
358         while (get_n_checked_pairs(pairs, n) < n) {
359                 i = n_ops = 0;
360
361                 /* go to the first not-checked pair */
362                 while (pairs[i].checked) i++;
363                 cycle = xcalloc(1, sizeof(*cycle));
364                 cycle = get_perm_cycle(cycle, pairs, n, i);
365
366                 DB((mod, LEVEL_1, "%+F: following %s created:\n  ", irn, cycle->type == PERM_CHAIN ? "chain" : "cycle"));
367                 for (j = 0; j < cycle->n_elems; j++) {
368                         DB((mod, LEVEL_1, " %s", cycle->elems[j]->name));
369                 }
370                 DB((mod, LEVEL_1, "\n"));
371
372                 /*
373                         We don't need to do anything if we have a Perm with two
374                         elements which represents a cycle, because those nodes
375                         already represent exchange nodes
376                 */
377                 if (n == 2 && cycle->type == PERM_CYCLE) {
378                         free(cycle);
379                         keep_perm = 1;
380                         continue;
381                 }
382
383 //TODO: - iff PERM_CYCLE && do_copy -> determine free temp reg and insert copy to/from it before/after
384 //        the copy cascade (this reduces the cycle into a chain)
385
386                 /* build copy/swap nodes from back to front */
387                 for (i = cycle->n_elems - 2; i >= 0; i--) {
388                         arg1 = get_node_for_register(pairs, n, cycle->elems[i], 0);
389                         arg2 = get_node_for_register(pairs, n, cycle->elems[i + 1], 0);
390
391                         res1 = get_node_for_register(pairs, n, cycle->elems[i], 1);
392                         res2 = get_node_for_register(pairs, n, cycle->elems[i + 1], 1);
393                         /*
394                                 If we have a cycle and don't copy: we need to create exchange nodes
395                                 NOTE: An exchange node is a perm node with 2 INs and 2 OUTs
396                                 IN_1  = in node with register i
397                                 IN_2  = in node with register i + 1
398                                 OUT_1 = out node with register i + 1
399                                 OUT_2 = out node with register i
400                         */
401                         if (cycle->type == PERM_CYCLE && !do_copy) {
402                                 in[0] = arg1;
403                                 in[1] = arg2;
404
405                                 /* At this point we have to handle the following problem:     */
406                                 /*                                                            */
407                                 /* If we have a cycle with more than two elements, then       */
408                                 /* this could correspond to the following Perm node:          */
409                                 /*                                                            */
410                                 /*   +----+   +----+   +----+                                 */
411                                 /*   | r1 |   | r2 |   | r3 |                                 */
412                                 /*   +-+--+   +-+--+   +--+-+                                 */
413                                 /*     |        |         |                                   */
414                                 /*     |        |         |                                   */
415                                 /*   +-+--------+---------+-+                                 */
416                                 /*   |         Perm         |                                 */
417                                 /*   +-+--------+---------+-+                                 */
418                                 /*     |        |         |                                   */
419                                 /*     |        |         |                                   */
420                                 /*   +-+--+   +-+--+   +--+-+                                 */
421                                 /*   |Proj|   |Proj|   |Proj|                                 */
422                                 /*   | r2 |   | r3 |   | r1 |                                 */
423                                 /*   +----+   +----+   +----+                                 */
424                                 /*                                                            */
425                                 /* This node is about to be split up into two 2x Perm's       */
426                                 /* for which we need 4 Proj's and the one additional Proj     */
427                                 /* of the first Perm has to be one IN of the second. So in    */
428                                 /* general we need to create one additional Proj for each     */
429                                 /* "middle" Perm and set this to one in node of the successor */
430                                 /* Perm.                                                      */
431
432                                 DBG((mod, LEVEL_1, "%+F creating exchange node (%+F, %s) and (%+F, %s) with\n",
433                                         irn, arg1, cycle->elems[i]->name, arg2, cycle->elems[i + 1]->name));
434                                 DBG((mod, LEVEL_1, "%+F                        (%+F, %s) and (%+F, %s)\n",
435                                         irn, res1, cycle->elems[i]->name, res2, cycle->elems[i + 1]->name));
436
437                                 cpyxchg = be_new_Perm(reg_class, env->birg->irg, block, 2, in);
438                                 n_ops++;
439
440                                 if (i > 0) {
441                                         /* cycle is not done yet */
442                                         int pidx = get_pairidx_for_regidx(pairs, n, cycle->elems[i]->index, 0);
443
444                                         /* create intermediate proj */
445                                         res1 = new_r_Proj(get_irn_irg(irn), block, cpyxchg, get_irn_mode(res1), 0);
446
447                                         /* set as in for next Perm */
448                                         pairs[pidx].in_node = res1;
449                                 }
450                                 else {
451                                         sched_remove(res1);
452                                 }
453
454                                 sched_remove(res2);
455
456                                 set_Proj_pred(res2, cpyxchg);
457                                 set_Proj_proj(res2, 0);
458                                 set_Proj_pred(res1, cpyxchg);
459                                 set_Proj_proj(res1, 1);
460
461                                 sched_add_after(sched_point, res1);
462                                 sched_add_after(sched_point, res2);
463
464                                 arch_set_irn_register(arch_env, res2, cycle->elems[i + 1]);
465                                 arch_set_irn_register(arch_env, res1, cycle->elems[i]);
466
467                                 /* insert the copy/exchange node in schedule after the magic schedule node (see above) */
468                                 sched_add_after(sched_point, cpyxchg);
469
470                                 DBG((mod, LEVEL_1, "replacing %+F with %+F, placed new node after %+F\n", irn, cpyxchg, sched_point));
471
472                                 /* set the new scheduling point */
473                                 sched_point = res1;
474                         }
475                         else {
476                                 DBG((mod, LEVEL_1, "%+F creating copy node (%+F, %s) -> (%+F, %s)\n",
477                                         irn, arg1, cycle->elems[i]->name, res2, cycle->elems[i + 1]->name));
478
479                                 cpyxchg = be_new_Copy(reg_class, env->birg->irg, block, arg1);
480                                 arch_set_irn_register(arch_env, cpyxchg, cycle->elems[i + 1]);
481                                 n_ops++;
482
483                                 /* remove the proj from the schedule */
484                                 sched_remove(res2);
485
486                                 /* exchange copy node and proj */
487                                 exchange(res2, cpyxchg);
488
489                                 /* insert the copy/exchange node in schedule after the magic schedule node (see above) */
490                                 sched_add_after(sched_point, cpyxchg);
491
492                                 /* set the new scheduling point */
493                                 sched_point = cpyxchg;
494                         }
495                 }
496
497                 be_do_stat_permcycle(reg_class->name, irn, block, cycle->type == PERM_CHAIN, cycle->n_elems, n_ops);
498
499                 free((void *) cycle->elems);
500                 free(cycle);
501         }
502
503         /* remove the perm from schedule */
504         if (! keep_perm) {
505                 sched_remove(irn);
506                 be_kill_node(irn);
507         }
508 }
509
510
511
512 static int get_n_out_edges(const ir_node *irn) {
513         const ir_edge_t *edge;
514         int cnt = 0;
515
516         foreach_out_edge(irn, edge) {
517                 cnt++;
518         }
519
520         return cnt;
521 }
522
523 static ir_node *belower_skip_proj(ir_node *irn) {
524         while(is_Proj(irn))
525                 irn = get_Proj_pred(irn);
526         return irn;
527 }
528
529 static ir_node *find_copy(constraint_env_t *env, ir_node *irn, ir_node *op) {
530         const arch_env_t *arch_env = env->birg->main_env->arch_env;
531         ir_node          *block    = get_nodes_block(irn);
532         ir_node          *cur_node;
533
534         for (cur_node = sched_prev(irn);
535                 ! is_Block(cur_node) && be_is_Copy(cur_node) && get_nodes_block(cur_node) == block;
536                 cur_node = sched_prev(cur_node))
537         {
538                 if (be_get_Copy_op(cur_node) == op && arch_irn_is(arch_env, cur_node, dont_spill))
539                         return cur_node;
540         }
541
542         return NULL;
543 }
544
545 static void gen_assure_different_pattern(ir_node *irn, ir_node *other_different, constraint_env_t *env) {
546         be_irg_t                    *birg     = env->birg;
547         pset                        *op_set   = env->op_set;
548         const arch_env_t            *arch_env = birg->main_env->arch_env;
549         ir_node                     *block    = get_nodes_block(irn);
550         const arch_register_class_t *cls      = arch_get_irn_reg_class(arch_env, other_different, -1);
551         ir_node                     *in[2], *keep, *cpy;
552         op_copy_assoc_t             key, *entry;
553         DEBUG_ONLY(firm_dbg_module_t *mod     = env->dbg;)
554
555         if (arch_irn_is(arch_env, other_different, ignore) || ! mode_is_datab(get_irn_mode(other_different))) {
556                 DBG((mod, LEVEL_1, "ignore constraint for %+F because other_irn is ignore or not a datab node\n", irn));
557                 return;
558         }
559
560         /* Make a not spillable copy of the different node   */
561         /* this is needed because the different irn could be */
562         /* in block far far away                             */
563         /* The copy is optimized later if not needed         */
564
565         /* check if already exists such a copy in the schedule immediatly before */
566         cpy = find_copy(env, belower_skip_proj(irn), other_different);
567         if (! cpy) {
568                 cpy = be_new_Copy(cls, birg->irg, block, other_different);
569                 be_node_set_flags(cpy, BE_OUT_POS(0), arch_irn_flags_dont_spill);
570                 DBG((mod, LEVEL_1, "created non-spillable %+F for value %+F\n", cpy, other_different));
571         }
572         else {
573                 DBG((mod, LEVEL_1, "using already existing %+F for value %+F\n", cpy, other_different));
574         }
575
576         in[0] = irn;
577         in[1] = cpy;
578
579         /* Add the Keep resp. CopyKeep and reroute the users */
580         /* of the other_different irn in case of CopyKeep.   */
581         if (get_n_out_edges(other_different) == 0) {
582                 keep = be_new_Keep(cls, birg->irg, block, 2, in);
583         }
584         else {
585                 keep = be_new_CopyKeep_single(cls, birg->irg, block, cpy, irn, get_irn_mode(other_different));
586                 be_node_set_reg_class(keep, 1, cls);
587         }
588
589         DBG((mod, LEVEL_1, "created %+F(%+F, %+F)\n\n", keep, irn, cpy));
590
591         /* insert copy and keep into schedule */
592         assert(sched_is_scheduled(irn) && "need schedule to assure constraints");
593         if (! sched_is_scheduled(cpy))
594                 sched_add_before(belower_skip_proj(irn), cpy);
595         sched_add_after(irn, keep);
596
597         /* insert the other different and it's copies into the set */
598         key.op         = other_different;
599         key.copies     = NULL;
600         entry          = pset_find(op_set, &key, nodeset_hash(other_different));
601
602         if (! entry) {
603                 entry         = obstack_alloc(&env->obst, sizeof(*entry));
604                 entry->copies = pset_new_ptr_default();
605                 entry->op     = other_different;
606                 entry->cls    = cls;
607         }
608
609         /* insert copy */
610         pset_insert_ptr(entry->copies, cpy);
611
612         /* insert keep in case of CopyKeep */
613         if (be_is_CopyKeep(keep))
614                 pset_insert_ptr(entry->copies, keep);
615
616         pset_insert(op_set, entry, nodeset_hash(other_different));
617 }
618
619 /**
620  * Checks if node has a should_be_different constraint in output
621  * and adds a Keep then to assure the constraint.
622  */
623 static void assure_different_constraints(ir_node *irn, constraint_env_t *env) {
624         const arch_register_req_t *req;
625         arch_register_req_t       req_temp;
626
627         req = arch_get_register_req(env->birg->main_env->arch_env, &req_temp, irn, -1);
628
629         if (req) {
630                 if (arch_register_req_is(req, should_be_different)) {
631                         gen_assure_different_pattern(irn, req->other_different, env);
632                 }
633                 else if (arch_register_req_is(req, should_be_different_from_all)) {
634                         int i, n = get_irn_arity(belower_skip_proj(irn));
635                         for (i = 0; i < n; i++) {
636                                 gen_assure_different_pattern(irn, get_irn_n(belower_skip_proj(irn), i), env);
637                         }
638                 }
639         }
640 }
641
642
643
644 /**
645  * Calls the functions to assure register constraints.
646  *
647  * @param irn      The node to be checked for lowering
648  * @param walk_env The walker environment
649  */
650 static void assure_constraints_walker(ir_node *irn, void *walk_env) {
651         if (is_Block(irn))
652                 return;
653
654         if (sched_is_scheduled(irn) && mode_is_datab(get_irn_mode(irn)))
655                 assure_different_constraints(irn, walk_env);
656
657         return;
658 }
659
660 /**
661  * Melt all copykeeps pointing to the same node
662  * (or Projs of the same node), copying the same operand.
663  */
664 static void melt_copykeeps(constraint_env_t *cenv) {
665         op_copy_assoc_t *entry;
666
667         /* for all */
668         foreach_pset(cenv->op_set, entry) {
669                 int     idx, num_ck;
670                 ir_node *cp;
671                 struct obstack obst;
672                 ir_node **ck_arr, **melt_arr;
673
674                 obstack_init(&obst);
675
676                 /* collect all copykeeps */
677                 num_ck = idx = 0;
678                 foreach_pset(entry->copies, cp) {
679                         if (be_is_CopyKeep(cp)) {
680                                 obstack_grow(&obst, &cp, sizeof(cp));
681                                 ++num_ck;
682                         }
683 #ifdef KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK
684                         else {
685                                 set_irn_mode(cp, mode_ANY);
686                                 keep_alive(cp);
687                         }
688 #endif /* KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK */
689                 }
690
691                 /* compare each copykeep with all other copykeeps */
692                 ck_arr = (ir_node **)obstack_finish(&obst);
693                 for (idx = 0; idx < num_ck; ++idx) {
694                         ir_node *ref, *ref_mode_T;
695
696                         if (ck_arr[idx]) {
697                                 int j, n_melt;
698                                 ir_node **new_ck_in;
699                                 ir_node *new_ck;
700                                 ir_node *sched_pt = NULL;
701
702                                 n_melt     = 1;
703                                 ref        = ck_arr[idx];
704                                 ref_mode_T = skip_Proj(get_irn_n(ref, 1));
705                                 obstack_grow(&obst, &ref, sizeof(ref));
706
707                                 DBG((cenv->dbg, LEVEL_1, "Trying to melt %+F:\n", ref));
708
709                                 /* check for copykeeps pointing to the same mode_T node as the reference copykeep */
710                                 for (j = 0; j < num_ck; ++j) {
711                                         ir_node *cur_ck = ck_arr[j];
712
713                                         if (j != idx && cur_ck && skip_Proj(get_irn_n(cur_ck, 1)) == ref_mode_T) {
714                                                 obstack_grow(&obst, &cur_ck, sizeof(cur_ck));
715                                                 pset_remove_ptr(entry->copies, cur_ck);
716                                                 DBG((cenv->dbg, LEVEL_1, "\t%+F\n", cur_ck));
717                                                 ck_arr[j] = NULL;
718                                                 ++n_melt;
719                                                 sched_remove(cur_ck);
720                                         }
721                                 }
722                                 ck_arr[idx] = NULL;
723
724                                 /* check, if we found some candidates for melting */
725                                 if (n_melt == 1) {
726                                         DBG((cenv->dbg, LEVEL_1, "\tno candidate found\n"));
727                                         continue;
728                                 }
729
730                                 pset_remove_ptr(entry->copies, ref);
731                                 sched_remove(ref);
732
733                                 melt_arr = (ir_node **)obstack_finish(&obst);
734                                 /* melt all found copykeeps */
735                                 NEW_ARR_A(ir_node *, new_ck_in, n_melt);
736                                 for (j = 0; j < n_melt; ++j) {
737                                         new_ck_in[j] = get_irn_n(melt_arr[j], 1);
738
739                                         /* now, we can kill the melted keep, except the */
740                                         /* ref one, we still need some information      */
741                                         if (melt_arr[j] != ref)
742                                                 be_kill_node(melt_arr[j]);
743                                 }
744
745 #ifdef KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK
746                                 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);
747                                 keep_alive(new_ck);
748 #else
749                                 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));
750 #endif /* KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK */
751
752                                 /* set register class for all keeped inputs */
753                                 for (j = 1; j <= n_melt; ++j)
754                                         be_node_set_reg_class(new_ck, j, entry->cls);
755
756                                 pset_insert_ptr(entry->copies, new_ck);
757
758                                 /* find scheduling point */
759                                 if (get_irn_mode(ref_mode_T) == mode_T) {
760                                         /* walk along the Projs */
761                                         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))
762                                                 /* just walk along the schedule until a non-Proj/Keep/CopyKeep node is found*/ ;
763                                 }
764                                 else {
765                                         sched_pt = ref_mode_T;
766                                 }
767
768                                 sched_add_before(sched_pt, new_ck);
769                                 DBG((cenv->dbg, LEVEL_1, "created %+F, scheduled before %+F\n", new_ck, sched_pt));
770
771                                 /* finally: kill the reference copykeep */
772                                 be_kill_node(ref);
773                         }
774                 }
775
776                 obstack_free(&obst, NULL);
777         }
778 }
779
780 /**
781  * Walks over all nodes to assure register constraints.
782  *
783  * @param birg  The birg structure containing the irg
784  */
785 void assure_constraints(be_irg_t *birg) {
786         constraint_env_t cenv;
787         op_copy_assoc_t  *entry;
788         ir_node          **nodes;
789         FIRM_DBG_REGISTER(firm_dbg_module_t *mod, "firm.be.lower.constr");
790
791         be_assure_dom_front(birg);
792
793         DEBUG_ONLY(cenv.dbg = mod;)
794         cenv.birg   = birg;
795         cenv.op_set = new_pset(cmp_op_copy_assoc, 16);
796         obstack_init(&cenv.obst);
797
798         irg_walk_blkwise_graph(birg->irg, NULL, assure_constraints_walker, &cenv);
799
800         /* melt copykeeps, pointing to projs of */
801         /* the same mode_T node and keeping the */
802         /* same operand                         */
803         melt_copykeeps(&cenv);
804
805         /* for all */
806         foreach_pset(cenv.op_set, entry) {
807                 int     n;
808                 ir_node *cp;
809
810                 n     = pset_count(entry->copies);
811                 nodes = alloca((n + 1) * sizeof(nodes[0]));
812
813                 /* put the node in an array */
814                 n          = 0;
815                 nodes[n++] = entry->op;
816                 DBG((mod, LEVEL_1, "introduce copies for %+F ", entry->op));
817
818                 /* collect all copies */
819                 foreach_pset(entry->copies, cp) {
820                         nodes[n++] = cp;
821                         DB((mod, LEVEL_1, ", %+F ", cp));
822                 }
823
824                 DB((mod, LEVEL_1, "\n"));
825
826                 /* introduce the copies for the operand and it's copies */
827                 be_ssa_constr(birg->dom_front, NULL, n, nodes);
828
829
830                 /* Could be that not all CopyKeeps are really needed, */
831                 /* so we transform unnecessary ones into Keeps.       */
832                 foreach_pset(entry->copies, cp) {
833                         if (be_is_CopyKeep(cp) && get_irn_n_edges(cp) < 1) {
834                                 ir_node *keep;
835                                 int     n = get_irn_arity(cp);
836
837                                 keep = be_new_Keep(arch_get_irn_reg_class(birg->main_env->arch_env, cp, -1),
838                                         birg->irg, get_nodes_block(cp), n, (ir_node **)&get_irn_in(cp)[1]);
839                                 sched_add_before(cp, keep);
840
841                                 /* Set all ins (including the block) of the CopyKeep BAD to keep the verifier happy. */
842                                 sched_remove(cp);
843                                 be_kill_node(cp);
844                         }
845                 }
846
847                 del_pset(entry->copies);
848         }
849
850         del_pset(cenv.op_set);
851         obstack_free(&cenv.obst, NULL);
852 }
853
854
855
856 /**
857  * Calls the corresponding lowering function for the node.
858  *
859  * @param irn      The node to be checked for lowering
860  * @param walk_env The walker environment
861  */
862 static void lower_nodes_after_ra_walker(ir_node *irn, void *walk_env) {
863         if (! is_Block(irn) && ! is_Proj(irn)) {
864                 if (be_is_Perm(irn)) {
865                         lower_perm_node(irn, walk_env);
866                 }
867         }
868
869         return;
870 }
871
872 /**
873  * Walks over all blocks in an irg and performs lowering need to be
874  * done after register allocation (e.g. perm lowering).
875  *
876  * @param birg      The birg object
877  * @param do_copy   1 == resolve cycles with a free reg if available
878  */
879 void lower_nodes_after_ra(be_irg_t *birg, int do_copy) {
880         lower_env_t env;
881
882         env.birg     = birg;
883         env.arch_env = birg->main_env->arch_env;
884         env.do_copy  = do_copy;
885         FIRM_DBG_REGISTER(env.dbg_module, "firm.be.lower");
886
887         irg_walk_blkwise_graph(birg->irg, NULL, lower_nodes_after_ra_walker, &env);
888 }