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

   1 /*
   2  * Copyright (C) 1995-2008 University of Karlsruhe.  All right reserved.
   3  *
   4  * This file is part of libFirm.
   5  *
   6  * This file may be distributed and/or modified under the terms of the
   7  * GNU General Public License version 2 as published by the Free Software
   8  * Foundation and appearing in the file LICENSE.GPL included in the
   9  * packaging of this file.
  10  *
  11  * Licensees holding valid libFirm Professional Edition licenses may use
  12  * this file in accordance with the libFirm Commercial License.
  13  * Agreement provided with the Software.
  14  *
  15  * This file is provided AS IS with NO WARRANTY OF ANY KIND, INCLUDING THE
  16  * WARRANTY OF DESIGN, MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
  17  * PURPOSE.
  18  */
  19
  20 /**
  21  * @file
  22  * @brief       Performs lowering of perm nodes. Inserts copies to assure register constraints.
  23  * @author      Christian Wuerdig
  24  * @date        14.12.2005
  25  * @version     $Id$
  26  */
  27 #include "config.h"
  28
  29 #include <stdlib.h>
  30
  31 #include "ircons.h"
  32 #include "debug.h"
  33 #include "irhooks.h"
  34 #include "xmalloc.h"
  35 #include "irnodeset.h"
  36 #include "irnodemap.h"
  37 #include "irgmod.h"
  38 #include "iredges_t.h"
  39 #include "irgwalk.h"
  40 #include "array_t.h"
  41
  42 #include "bearch_t.h"
  43 #include "belower.h"
  44 #include "benode_t.h"
  45 #include "besched_t.h"
  46 #include "bestat.h"
  47 #include "bessaconstr.h"
  48 #include "beintlive_t.h"
  49
  50 #undef KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK
  51
  52 /** Associates an ir_node with it's copy and CopyKeep. */
  53 typedef struct {
  54         ir_nodeset_t copies; /**< all non-spillable copies of this irn */
  55         const arch_register_class_t *cls;
  56 } op_copy_assoc_t;
  57
  58 /** Environment for constraints. */
  59 typedef struct {
  60         be_irg_t       *birg;
  61         ir_nodemap_t   op_set;
  62         struct obstack obst;
  63         DEBUG_ONLY(firm_dbg_module_t *dbg;)
  64 } constraint_env_t;
  65
  66 /** Lowering walker environment. */
  67 typedef struct _lower_env_t {
  68         be_irg_t         *birg;
  69         unsigned          do_copy : 1;
  70         DEBUG_ONLY(firm_dbg_module_t *dbg_module;)
  71 } lower_env_t;
  72
  73 /** Holds a Perm register pair. */
  74 typedef struct _reg_pair_t {
  75         const arch_register_t *in_reg;    /**< a perm IN register */
  76         ir_node               *in_node;   /**< the in node to which the register belongs */
  77
  78         const arch_register_t *out_reg;   /**< a perm OUT register */
  79         ir_node               *out_node;  /**< the out node to which the register belongs */
  80
  81         int                    checked;   /**< indicates whether the pair was check for cycle or not */
  82 } reg_pair_t;
  83
  84 typedef enum _perm_type_t {
  85         PERM_CYCLE,
  86         PERM_CHAIN,
  87         PERM_SWAP,
  88         PERM_COPY
  89 } perm_type_t;
  90
  91 /** Structure to represent cycles or chains in a Perm. */
  92 typedef struct _perm_cycle_t {
  93         const arch_register_t **elems;       /**< the registers in the cycle */
  94         int                     n_elems;     /**< number of elements in the cycle */
  95         perm_type_t             type;        /**< type (CHAIN or CYCLE) */
  96 } perm_cycle_t;
  97
  98 /** Compare the in registers of two register pairs. */
  99 static int compare_reg_pair(const void *a, const void *b) {
 100         const reg_pair_t *pair_a = a;
 101         const reg_pair_t *pair_b = b;
 102
 103         if (pair_a->in_reg->index > pair_b->in_reg->index)
 104                 return 1;
 105         else
 106                 return -1;
 107 }
 108
 109 /** returns the number register pairs marked as checked. */
 110 static int get_n_checked_pairs(reg_pair_t *pairs, int n) {
 111         int i, n_checked = 0;
 112
 113         for (i = 0; i < n; i++) {
 114                 if (pairs[i].checked)
 115                         n_checked++;
 116         }
 117
 118         return n_checked;
 119 }
 120
 121 /**
 122  * Gets the node corresponding to a register from an array of register pairs.
 123  * NOTE: The given registers pairs and the register to look for must belong
 124  *       to the same register class.
 125  *
 126  * @param pairs  The array of register pairs
 127  * @param n      The number of pairs
 128  * @param reg    The register to look for
 129  * @param in_out 0 == look for IN register, 1 == look for OUT register
 130  * @return The corresponding node or NULL if not found
 131  */
 132 static ir_node *get_node_for_register(reg_pair_t *pairs, int n, const arch_register_t *reg, int in_out) {
 133         int i;
 134
 135         if (in_out) {
 136                 for (i = 0; i < n; i++) {
 137                         /* out register matches */
 138                         if (pairs[i].out_reg->index == reg->index)
 139                                 return pairs[i].out_node;
 140                 }
 141         }
 142         else {
 143                 for (i = 0; i < n; i++) {
 144                         /* in register matches */
 145                         if (pairs[i].in_reg->index == reg->index)
 146                                 return pairs[i].in_node;
 147                 }
 148         }
 149
 150         return NULL;
 151 }
 152
 153 /**
 154  * Gets the index in the register pair array where the in/out register
 155  * corresponds to reg_idx.
 156  *
 157  * @param pairs  The array of register pairs
 158  * @param n      The number of pairs
 159  * @param reg    The register index to look for
 160  * @param in_out 0 == look for IN register, 1 == look for OUT register
 161  * @return The corresponding index in pairs or -1 if not found
 162  */
 163 static int get_pairidx_for_regidx(reg_pair_t *pairs, int n, int reg_idx, int in_out) {
 164         int i;
 165
 166         if (in_out) {
 167                 for (i = 0; i < n; i++) {
 168                         /* out register matches */
 169                         if ((int) pairs[i].out_reg->index == reg_idx)
 170                                 return i;
 171                 }
 172         }
 173         else {
 174                 for (i = 0; i < n; i++) {
 175                         /* in register matches */
 176                         if ((int) pairs[i].in_reg->index == reg_idx)
 177                                 return i;
 178                 }
 179         }
 180
 181         return -1;
 182 }
 183
 184 /**
 185  * Gets an array of register pairs and tries to identify a cycle or chain starting
 186  * at position start.
 187  *
 188  * @param cycle Variable to hold the cycle
 189  * @param pairs Array of register pairs
 190  * @param start Index to start
 191  * @return The cycle or chain
 192  */
 193 static perm_cycle_t *get_perm_cycle(perm_cycle_t *cycle, reg_pair_t *pairs, int n, int start) {
 194         int head         = pairs[start].in_reg->index;
 195         int cur_idx      = pairs[start].out_reg->index;
 196         int cur_pair_idx = start;
 197         int n_pairs_done = get_n_checked_pairs(pairs, n);
 198         int idx;
 199         perm_type_t cycle_tp = PERM_CYCLE;
 200
 201         /* We could be right in the middle of a chain, so we need to find the start */
 202         while (head != cur_idx) {
 203                 /* goto previous register in cycle or chain */
 204                 cur_pair_idx = get_pairidx_for_regidx(pairs, n, head, 1);
 205
 206                 if (cur_pair_idx < 0) {
 207                         cycle_tp = PERM_CHAIN;
 208                         break;
 209                 }
 210                 else {
 211                         head  = pairs[cur_pair_idx].in_reg->index;
 212                         start = cur_pair_idx;
 213                 }
 214         }
 215
 216         /* assume worst case: all remaining pairs build a cycle or chain */
 217         cycle->elems    = XMALLOCNZ(const arch_register_t*, (n - n_pairs_done) * 2);
 218         cycle->n_elems  = 2;  /* initial number of elements is 2 */
 219         cycle->elems[0] = pairs[start].in_reg;
 220         cycle->elems[1] = pairs[start].out_reg;
 221         cycle->type     = cycle_tp;
 222         cur_idx         = pairs[start].out_reg->index;
 223
 224         idx = 2;
 225         /* check for cycle or end of a chain */
 226         while (cur_idx != head) {
 227                 /* goto next register in cycle or chain */
 228                 cur_pair_idx = get_pairidx_for_regidx(pairs, n, cur_idx, 0);
 229
 230                 if (cur_pair_idx < 0)
 231                         break;
 232
 233                 cur_idx = pairs[cur_pair_idx].out_reg->index;
 234
 235                 /* it's not the first element: insert it */
 236                 if (cur_idx != head) {
 237                         cycle->elems[idx++] = pairs[cur_pair_idx].out_reg;
 238                         cycle->n_elems++;
 239                 }
 240                 else {
 241                         /* we are there where we started -> CYCLE */
 242                         cycle->type = PERM_CYCLE;
 243                 }
 244         }
 245
 246         /* mark all pairs having one in/out register with cycle in common as checked */
 247         for (idx = 0; idx < cycle->n_elems; idx++) {
 248                 cur_pair_idx = get_pairidx_for_regidx(pairs, n, cycle->elems[idx]->index, 0);
 249
 250                 if (cur_pair_idx >= 0)
 251                         pairs[cur_pair_idx].checked = 1;
 252
 253                 cur_pair_idx = get_pairidx_for_regidx(pairs, n, cycle->elems[idx]->index, 1);
 254
 255                 if (cur_pair_idx >= 0)
 256                         pairs[cur_pair_idx].checked = 1;
 257         }
 258
 259         return cycle;
 260 }
 261
 262 /**
 263  * Lowers a perm node.  Resolves cycles and creates a bunch of
 264  * copy and swap operations to permute registers.
 265  * Note: The caller of this function has to make sure, that irn
 266  *       is a Perm node.
 267  *
 268  * @param irn      The perm node
 269  * @param block    The block the perm node belongs to
 270  * @param walk_env The environment
 271  */
 272 static void lower_perm_node(ir_node *irn, void *walk_env) {
 273         ir_graph        *irg = get_irn_irg(irn);
 274         const arch_register_class_t *reg_class;
 275         lower_env_t     *env         = walk_env;
 276         int             real_size    = 0;
 277         int             keep_perm    = 0;
 278         int             n, i, pn, do_copy, j, n_ops;
 279         reg_pair_t      *pairs;
 280         const ir_edge_t *edge;
 281         ir_node         *sched_point, *block, *in[2];
 282         ir_node         *arg1, *arg2, *res1, *res2;
 283         ir_node         *cpyxchg = NULL;
 284         DEBUG_ONLY(firm_dbg_module_t *mod;)
 285
 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, "perm: %+F\n", irn));
 298         DBG((mod, LEVEL_1, "sched point is %+F\n", sched_point));
 299         assert(sched_point && "Perm is not scheduled or has no predecessor");
 300
 301         n = get_irn_arity(irn);
 302         assert(n == get_irn_n_edges(irn) && "perm's in and out numbers different");
 303
 304         reg_class = arch_get_irn_register(get_irn_n(irn, 0))->reg_class;
 305         pairs     = alloca(n * sizeof(pairs[0]));
 306
 307         /* build the list of register pairs (in, out) */
 308         i = 0;
 309         foreach_out_edge(irn, edge) {
 310                 pairs[i].out_node = get_edge_src_irn(edge);
 311                 pn                = get_Proj_proj(pairs[i].out_node);
 312                 pairs[i].in_node  = get_irn_n(irn, pn);
 313
 314                 pairs[i].in_reg  = arch_get_irn_register(pairs[i].in_node);
 315                 pairs[i].out_reg = arch_get_irn_register(pairs[i].out_node);
 316
 317                 pairs[i].checked = 0;
 318                 i++;
 319         }
 320
 321         /* sort the register pairs by the indices of the in registers */
 322         qsort(pairs, n, sizeof(pairs[0]), compare_reg_pair);
 323
 324         /* Mark all equal pairs as checked, and exchange the OUT proj with
 325                 the IN node. */
 326         for (i = 0; i < n; i++) {
 327                 if (pairs[i].in_reg->index == pairs[i].out_reg->index) {
 328                         DBG((mod, LEVEL_1, "%+F removing equal perm register pair (%+F, %+F, %s)\n",
 329                                 irn, pairs[i].in_node, pairs[i].out_node, pairs[i].out_reg->name));
 330
 331                         /* We have to check for a special case:
 332                                 The in-node could be a Proj from a Perm. In this case,
 333                                 we need to correct the projnum */
 334                         if (be_is_Perm(pairs[i].in_node) && is_Proj(pairs[i].in_node)) {
 335                                 set_Proj_proj(pairs[i].out_node, get_Proj_proj(pairs[i].in_node));
 336                         }
 337
 338                         /* reroute the edges from the proj to the argument */
 339                         exchange(pairs[i].out_node, pairs[i].in_node);
 340                         //edges_reroute(pairs[i].out_node, pairs[i].in_node, env->birg->irg);
 341                         //set_irn_n(pairs[i].out_node, 0, new_Bad());
 342
 343                         pairs[i].checked = 1;
 344                 }
 345         }
 346
 347         /* Set do_copy to 0 if it's on but we have no free register */
 348         if (do_copy) {
 349                 do_copy = 0;
 350         }
 351
 352         real_size = n - get_n_checked_pairs(pairs, n);
 353
 354         /* check for cycles and chains */
 355         while (get_n_checked_pairs(pairs, n) < n) {
 356                 perm_cycle_t *cycle;
 357
 358                 i = n_ops = 0;
 359
 360                 /* go to the first not-checked pair */
 361                 while (pairs[i].checked) i++;
 362                 cycle = XMALLOCZ(perm_cycle_t);
 363                 cycle = get_perm_cycle(cycle, pairs, n, i);
 364
 365                 DB((mod, LEVEL_1, "%+F: following %s created:\n  ", irn, cycle->type == PERM_CHAIN ? "chain" : "cycle"));
 366                 for (j = 0; j < cycle->n_elems; j++) {
 367                         DB((mod, LEVEL_1, " %s", cycle->elems[j]->name));
 368                 }
 369                 DB((mod, LEVEL_1, "\n"));
 370
 371                 /*
 372                         We don't need to do anything if we have a Perm with two
 373                         elements which represents a cycle, because those nodes
 374                         already represent exchange nodes
 375                 */
 376                 if (n == 2 && cycle->type == PERM_CYCLE) {
 377                         free(cycle);
 378                         keep_perm = 1;
 379                         continue;
 380                 }
 381
 382 //TODO: - iff PERM_CYCLE && do_copy -> determine free temp reg and insert copy to/from it before/after
 383 //        the copy cascade (this reduces the cycle into a chain)
 384
 385                 /* build copy/swap nodes from back to front */
 386                 for (i = cycle->n_elems - 2; i >= 0; i--) {
 387                         arg1 = get_node_for_register(pairs, n, cycle->elems[i], 0);
 388                         arg2 = get_node_for_register(pairs, n, cycle->elems[i + 1], 0);
 389
 390                         res1 = get_node_for_register(pairs, n, cycle->elems[i], 1);
 391                         res2 = get_node_for_register(pairs, n, cycle->elems[i + 1], 1);
 392                         /*
 393                                 If we have a cycle and don't copy: we need to create exchange nodes
 394                                 NOTE: An exchange node is a perm node with 2 INs and 2 OUTs
 395                                 IN_1  = in node with register i
 396                                 IN_2  = in node with register i + 1
 397                                 OUT_1 = out node with register i + 1
 398                                 OUT_2 = out node with register i
 399                         */
 400                         if (cycle->type == PERM_CYCLE && !do_copy) {
 401                                 in[0] = arg1;
 402                                 in[1] = arg2;
 403
 404                                 /* At this point we have to handle the following problem:     */
 405                                 /*                                                            */
 406                                 /* If we have a cycle with more than two elements, then       */
 407                                 /* this could correspond to the following Perm node:          */
 408                                 /*                                                            */
 409                                 /*   +----+   +----+   +----+                                 */
 410                                 /*   | r1 |   | r2 |   | r3 |                                 */
 411                                 /*   +-+--+   +-+--+   +--+-+                                 */
 412                                 /*     |        |         |                                   */
 413                                 /*     |        |         |                                   */
 414                                 /*   +-+--------+---------+-+                                 */
 415                                 /*   |         Perm         |                                 */
 416                                 /*   +-+--------+---------+-+                                 */
 417                                 /*     |        |         |                                   */
 418                                 /*     |        |         |                                   */
 419                                 /*   +-+--+   +-+--+   +--+-+                                 */
 420                                 /*   |Proj|   |Proj|   |Proj|                                 */
 421                                 /*   | r2 |   | r3 |   | r1 |                                 */
 422                                 /*   +----+   +----+   +----+                                 */
 423                                 /*                                                            */
 424                                 /* This node is about to be split up into two 2x Perm's       */
 425                                 /* for which we need 4 Proj's and the one additional Proj     */
 426                                 /* of the first Perm has to be one IN of the second. So in    */
 427                                 /* general we need to create one additional Proj for each     */
 428                                 /* "middle" Perm and set this to one in node of the successor */
 429                                 /* Perm.                                                      */
 430
 431                                 DBG((mod, LEVEL_1, "%+F creating exchange node (%+F, %s) and (%+F, %s) with\n",
 432                                         irn, arg1, cycle->elems[i]->name, arg2, cycle->elems[i + 1]->name));
 433                                 DBG((mod, LEVEL_1, "%+F                        (%+F, %s) and (%+F, %s)\n",
 434                                         irn, res1, cycle->elems[i]->name, res2, cycle->elems[i + 1]->name));
 435
 436                                 cpyxchg = be_new_Perm(reg_class, irg, block, 2, in);
 437                                 n_ops++;
 438
 439                                 if (i > 0) {
 440                                         /* cycle is not done yet */
 441                                         int pidx = get_pairidx_for_regidx(pairs, n, cycle->elems[i]->index, 0);
 442
 443                                         /* create intermediate proj */
 444                                         res1 = new_r_Proj(irg, block, cpyxchg, get_irn_mode(res1), 0);
 445
 446                                         /* set as in for next Perm */
 447                                         pairs[pidx].in_node = res1;
 448                                 }
 449
 450                                 set_Proj_pred(res2, cpyxchg);
 451                                 set_Proj_proj(res2, 0);
 452                                 set_Proj_pred(res1, cpyxchg);
 453                                 set_Proj_proj(res1, 1);
 454
 455                                 arch_set_irn_register(res2, cycle->elems[i + 1]);
 456                                 arch_set_irn_register(res1, cycle->elems[i]);
 457
 458                                 /* insert the copy/exchange node in schedule after the magic schedule node (see above) */
 459                                 sched_add_after(sched_point, cpyxchg);
 460
 461                                 DBG((mod, LEVEL_1, "replacing %+F with %+F, placed new node after %+F\n", irn, cpyxchg, sched_point));
 462
 463                                 /* set the new scheduling point */
 464                                 sched_point = res1;
 465                         }
 466                         else {
 467                                 DBG((mod, LEVEL_1, "%+F creating copy node (%+F, %s) -> (%+F, %s)\n",
 468                                         irn, arg1, cycle->elems[i]->name, res2, cycle->elems[i + 1]->name));
 469
 470                                 cpyxchg = be_new_Copy(reg_class, irg, block, arg1);
 471                                 arch_set_irn_register(cpyxchg, cycle->elems[i + 1]);
 472                                 n_ops++;
 473
 474                                 /* exchange copy node and proj */
 475                                 exchange(res2, cpyxchg);
 476
 477                                 /* insert the copy/exchange node in schedule after the magic schedule node (see above) */
 478                                 sched_add_after(sched_point, cpyxchg);
 479
 480                                 /* set the new scheduling point */
 481                                 sched_point = cpyxchg;
 482                         }
 483                 }
 484
 485                 free((void *) cycle->elems);
 486                 free(cycle);
 487         }
 488
 489         /* remove the perm from schedule */
 490         if (! keep_perm) {
 491                 sched_remove(irn);
 492                 kill_node(irn);
 493         }
 494 }
 495
 496
 497
 498 static int has_irn_users(const ir_node *irn) {
 499         return get_irn_out_edge_first_kind(irn, EDGE_KIND_NORMAL) != 0;
 500 }
 501
 502 /**
 503  * Skip all Proj nodes.
 504  */
 505 static INLINE ir_node *belower_skip_proj(ir_node *irn) {
 506         while(is_Proj(irn))
 507                 irn = get_Proj_pred(irn);
 508         return irn;
 509 }
 510
 511 static ir_node *find_copy(ir_node *irn, ir_node *op)
 512 {
 513         ir_node *block    = get_nodes_block(irn);
 514         ir_node *cur_node;
 515
 516         for (cur_node = sched_prev(irn);
 517                 ! is_Block(cur_node) && be_is_Copy(cur_node) && get_nodes_block(cur_node) == block;
 518                 cur_node = sched_prev(cur_node))
 519         {
 520                 if (be_get_Copy_op(cur_node) == op && arch_irn_is(cur_node, dont_spill))
 521                         return cur_node;
 522         }
 523
 524         return NULL;
 525 }
 526
 527 static void gen_assure_different_pattern(ir_node *irn, ir_node *other_different, constraint_env_t *env) {
 528         be_irg_t                    *birg     = env->birg;
 529         ir_graph                    *irg      = be_get_birg_irg(birg);
 530         ir_nodemap_t                *op_set   = &env->op_set;
 531         ir_node                     *block    = get_nodes_block(irn);
 532         const arch_register_class_t *cls      = arch_get_irn_reg_class(other_different, -1);
 533         ir_node                     *in[2], *keep, *cpy;
 534         op_copy_assoc_t             *entry;
 535         DEBUG_ONLY(firm_dbg_module_t *mod     = env->dbg;)
 536
 537         if (arch_irn_is(other_different, ignore) ||
 538                         !mode_is_datab(get_irn_mode(other_different))) {
 539                 DBG((mod, LEVEL_1, "ignore constraint for %+F because other_irn is ignore or not a datab node\n", irn));
 540                 return;
 541         }
 542
 543         /* Make a not spillable copy of the different node   */
 544         /* this is needed because the different irn could be */
 545         /* in block far far away                             */
 546         /* The copy is optimized later if not needed         */
 547
 548         /* check if already exists such a copy in the schedule immediately before */
 549         cpy = find_copy(belower_skip_proj(irn), other_different);
 550         if (! cpy) {
 551                 cpy = be_new_Copy(cls, irg, block, other_different);
 552                 be_node_set_flags(cpy, BE_OUT_POS(0), arch_irn_flags_dont_spill);
 553                 DBG((mod, LEVEL_1, "created non-spillable %+F for value %+F\n", cpy, other_different));
 554         }
 555         else {
 556                 DBG((mod, LEVEL_1, "using already existing %+F for value %+F\n", cpy, other_different));
 557         }
 558
 559         in[0] = irn;
 560         in[1] = cpy;
 561
 562         /* Add the Keep resp. CopyKeep and reroute the users */
 563         /* of the other_different irn in case of CopyKeep.   */
 564         if (has_irn_users(other_different)) {
 565                 keep = be_new_CopyKeep_single(cls, irg, block, cpy, irn, get_irn_mode(other_different));
 566                 be_node_set_reg_class(keep, 1, cls);
 567         }
 568         else {
 569                 keep = be_new_Keep(cls, irg, block, 2, in);
 570         }
 571
 572         DBG((mod, LEVEL_1, "created %+F(%+F, %+F)\n\n", keep, irn, cpy));
 573
 574         /* insert copy and keep into schedule */
 575         assert(sched_is_scheduled(irn) && "need schedule to assure constraints");
 576         if (! sched_is_scheduled(cpy))
 577                 sched_add_before(belower_skip_proj(irn), cpy);
 578         sched_add_after(irn, keep);
 579
 580         /* insert the other different and it's copies into the map */
 581         entry = ir_nodemap_get(op_set, other_different);
 582         if (! entry) {
 583                 entry      = obstack_alloc(&env->obst, sizeof(*entry));
 584                 entry->cls = cls;
 585                 ir_nodeset_init(&entry->copies);
 586
 587                 ir_nodemap_insert(op_set, other_different, entry);
 588         }
 589
 590         /* insert copy */
 591         ir_nodeset_insert(&entry->copies, cpy);
 592
 593         /* insert keep in case of CopyKeep */
 594         if (be_is_CopyKeep(keep)) {
 595                 ir_nodeset_insert(&entry->copies, keep);
 596         }
 597 }
 598
 599 /**
 600  * Checks if node has a must_be_different constraint in output and adds a Keep
 601  * then to assure the constraint.
 602  */
 603 static void assure_different_constraints(ir_node *irn, constraint_env_t *env) {
 604         ir_node                   *skipped_irn = belower_skip_proj(irn);
 605         const arch_register_req_t *req         = arch_get_register_req(irn, -1);
 606
 607         if (arch_register_req_is(req, must_be_different)) {
 608                 const unsigned other = req->other_different;
 609                 int i;
 610
 611                 if (arch_register_req_is(req, should_be_same)) {
 612                         const unsigned same = req->other_same;
 613
 614                         if (is_po2(other) && is_po2(same)) {
 615                                 int idx_other = ntz(other);
 616                                 int idx_same  = ntz(same);
 617
 618                                 /*
 619                                  * We can safely ignore a should_be_same x must_be_different y
 620                                  * IFF both inputs are equal!
 621                                  */
 622                                 if (get_irn_n(skipped_irn, idx_other) == get_irn_n(skipped_irn, idx_same)) {
 623                                         return;
 624                                 }
 625                         }
 626                 }
 627                 for (i = 0; 1U << i <= other; ++i) {
 628                         if (other & (1U << i)) {
 629                                 ir_node *different_from = get_irn_n(skipped_irn, i);
 630                                 gen_assure_different_pattern(irn, different_from, env);
 631                         }
 632                 }
 633         }
 634 }
 635
 636 /**
 637  * Calls the functions to assure register constraints.
 638  *
 639  * @param irn      The node to be checked for lowering
 640  * @param walk_env The walker environment
 641  */
 642 static void assure_constraints_walker(ir_node *irn, void *walk_env) {
 643         if (is_Block(irn))
 644                 return;
 645
 646         if (sched_is_scheduled(irn) && mode_is_datab(get_irn_mode(irn)))
 647                 assure_different_constraints(irn, walk_env);
 648 }
 649
 650 /**
 651  * Melt all copykeeps pointing to the same node
 652  * (or Projs of the same node), copying the same operand.
 653  */
 654 static void melt_copykeeps(constraint_env_t *cenv) {
 655         be_irg_t *birg = cenv->birg;
 656         ir_graph *irg  = be_get_birg_irg(birg);
 657         ir_nodemap_iterator_t map_iter;
 658         ir_nodemap_entry_t    map_entry;
 659
 660         /* for all */
 661         foreach_ir_nodemap(&cenv->op_set, map_entry, map_iter) {
 662                 op_copy_assoc_t *entry = map_entry.data;
 663                 int     idx, num_ck;
 664                 ir_node *cp;
 665                 struct obstack obst;
 666                 ir_nodeset_iterator_t iter;
 667                 ir_node **ck_arr, **melt_arr;
 668
 669                 obstack_init(&obst);
 670
 671                 /* collect all copykeeps */
 672                 num_ck = idx = 0;
 673                 foreach_ir_nodeset(&entry->copies, cp, iter) {
 674                         if (be_is_CopyKeep(cp)) {
 675                                 obstack_grow(&obst, &cp, sizeof(cp));
 676                                 ++num_ck;
 677                         }
 678 #ifdef KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK
 679                         else {
 680                                 set_irn_mode(cp, mode_ANY);
 681                                 keep_alive(cp);
 682                         }
 683 #endif /* KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK */
 684                 }
 685
 686                 /* compare each copykeep with all other copykeeps */
 687                 ck_arr = (ir_node **)obstack_finish(&obst);
 688                 for (idx = 0; idx < num_ck; ++idx) {
 689                         ir_node *ref, *ref_mode_T;
 690
 691                         if (ck_arr[idx]) {
 692                                 int j, n_melt;
 693                                 ir_node **new_ck_in;
 694                                 ir_node *new_ck;
 695                                 ir_node *sched_pt = NULL;
 696
 697                                 n_melt     = 1;
 698                                 ref        = ck_arr[idx];
 699                                 ref_mode_T = skip_Proj(get_irn_n(ref, 1));
 700                                 obstack_grow(&obst, &ref, sizeof(ref));
 701
 702                                 DBG((cenv->dbg, LEVEL_1, "Trying to melt %+F:\n", ref));
 703
 704                                 /* check for copykeeps pointing to the same mode_T node as the reference copykeep */
 705                                 for (j = 0; j < num_ck; ++j) {
 706                                         ir_node *cur_ck = ck_arr[j];
 707
 708                                         if (j != idx && cur_ck && skip_Proj(get_irn_n(cur_ck, 1)) == ref_mode_T) {
 709                                                 obstack_grow(&obst, &cur_ck, sizeof(cur_ck));
 710                                                 ir_nodeset_remove(&entry->copies, cur_ck);
 711                                                 DBG((cenv->dbg, LEVEL_1, "\t%+F\n", cur_ck));
 712                                                 ck_arr[j] = NULL;
 713                                                 ++n_melt;
 714                                                 sched_remove(cur_ck);
 715                                         }
 716                                 }
 717                                 ck_arr[idx] = NULL;
 718
 719                                 /* check, if we found some candidates for melting */
 720                                 if (n_melt == 1) {
 721                                         DBG((cenv->dbg, LEVEL_1, "\tno candidate found\n"));
 722                                         continue;
 723                                 }
 724
 725                                 ir_nodeset_remove(&entry->copies, ref);
 726                                 sched_remove(ref);
 727
 728                                 melt_arr = (ir_node **)obstack_finish(&obst);
 729                                 /* melt all found copykeeps */
 730                                 NEW_ARR_A(ir_node *, new_ck_in, n_melt);
 731                                 for (j = 0; j < n_melt; ++j) {
 732                                         new_ck_in[j] = get_irn_n(melt_arr[j], 1);
 733
 734                                         /* now, we can kill the melted keep, except the */
 735                                         /* ref one, we still need some information      */
 736                                         if (melt_arr[j] != ref)
 737                                                 kill_node(melt_arr[j]);
 738                                 }
 739
 740 #ifdef KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK
 741                                 new_ck = be_new_CopyKeep(entry->cls, irg, get_nodes_block(ref), be_get_CopyKeep_op(ref), n_melt, new_ck_in, mode_ANY);
 742                                 keep_alive(new_ck);
 743 #else
 744                                 new_ck = be_new_CopyKeep(entry->cls, irg, get_nodes_block(ref), be_get_CopyKeep_op(ref), n_melt, new_ck_in, get_irn_mode(ref));
 745 #endif /* KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK */
 746
 747                                 /* set register class for all kept inputs */
 748                                 for (j = 1; j <= n_melt; ++j)
 749                                         be_node_set_reg_class(new_ck, j, entry->cls);
 750
 751                                 ir_nodeset_insert(&entry->copies, new_ck);
 752
 753                                 /* find scheduling point */
 754                                 sched_pt = ref_mode_T;
 755                                 do {
 756                                         /* just walk along the schedule until a non-Keep/CopyKeep node is found */
 757                                         sched_pt = sched_next(sched_pt);
 758                                 } while (be_is_Keep(sched_pt) || be_is_CopyKeep(sched_pt));
 759
 760                                 sched_add_before(sched_pt, new_ck);
 761                                 DBG((cenv->dbg, LEVEL_1, "created %+F, scheduled before %+F\n", new_ck, sched_pt));
 762
 763                                 /* finally: kill the reference copykeep */
 764                                 kill_node(ref);
 765                         }
 766                 }
 767
 768                 obstack_free(&obst, NULL);
 769         }
 770 }
 771
 772 /**
 773  * Walks over all nodes to assure register constraints.
 774  *
 775  * @param birg  The birg structure containing the irg
 776  */
 777 void assure_constraints(be_irg_t *birg) {
 778         ir_graph              *irg = be_get_birg_irg(birg);
 779         constraint_env_t      cenv;
 780         ir_node               **nodes;
 781         ir_nodemap_iterator_t map_iter;
 782         ir_nodemap_entry_t    map_entry;
 783         FIRM_DBG_REGISTER(firm_dbg_module_t *mod, "firm.be.lower.constr");
 784
 785         DEBUG_ONLY(cenv.dbg = mod;)
 786         cenv.birg   = birg;
 787         ir_nodemap_init(&cenv.op_set);
 788         obstack_init(&cenv.obst);
 789
 790         irg_walk_blkwise_graph(irg, NULL, assure_constraints_walker, &cenv);
 791
 792         /* melt copykeeps, pointing to projs of */
 793         /* the same mode_T node and keeping the */
 794         /* same operand                         */
 795         melt_copykeeps(&cenv);
 796
 797         /* for all */
 798         foreach_ir_nodemap(&cenv.op_set, map_entry, map_iter) {
 799                 op_copy_assoc_t *entry = map_entry.data;
 800                 int     n;
 801                 ir_node *cp;
 802                 ir_nodeset_iterator_t iter;
 803                 be_ssa_construction_env_t senv;
 804
 805                 n     = ir_nodeset_size(&entry->copies);
 806                 nodes = alloca(n * sizeof(nodes[0]));
 807
 808                 /* put the node in an array */
 809                 DBG((mod, LEVEL_1, "introduce copies for %+F ", map_entry.node));
 810
 811                 /* collect all copies */
 812                 n = 0;
 813                 foreach_ir_nodeset(&entry->copies, cp, iter) {
 814                         nodes[n++] = cp;
 815                         DB((mod, LEVEL_1, ", %+F ", cp));
 816                 }
 817
 818                 DB((mod, LEVEL_1, "\n"));
 819
 820                 /* introduce the copies for the operand and it's copies */
 821                 be_ssa_construction_init(&senv, birg);
 822                 be_ssa_construction_add_copy(&senv, map_entry.node);
 823                 be_ssa_construction_add_copies(&senv, nodes, n);
 824                 be_ssa_construction_fix_users(&senv, map_entry.node);
 825                 be_ssa_construction_destroy(&senv);
 826
 827                 /* Could be that not all CopyKeeps are really needed, */
 828                 /* so we transform unnecessary ones into Keeps.       */
 829                 foreach_ir_nodeset(&entry->copies, cp, iter) {
 830                         if (be_is_CopyKeep(cp) && get_irn_n_edges(cp) < 1) {
 831                                 ir_node *keep;
 832                                 int     n = get_irn_arity(cp);
 833
 834                                 keep = be_new_Keep(arch_get_irn_reg_class(cp, -1),
 835                                         irg, get_nodes_block(cp), n, get_irn_in(cp) + 1);
 836                                 sched_add_before(cp, keep);
 837
 838                                 /* Set all ins (including the block) of the CopyKeep BAD to keep the verifier happy. */
 839                                 sched_remove(cp);
 840                                 kill_node(cp);
 841                         }
 842                 }
 843
 844                 ir_nodeset_destroy(&entry->copies);
 845         }
 846
 847         ir_nodemap_destroy(&cenv.op_set);
 848         obstack_free(&cenv.obst, NULL);
 849         be_liveness_invalidate(be_get_birg_liveness(birg));
 850 }
 851
 852
 853 /**
 854  * Push nodes that do not need to be permed through the Perm.
 855  * This is commonly a reload cascade at block ends.
 856  * @note This routine needs interference.
 857  * @note Probably, we can implement it a little more efficient.
 858  *       Especially searching the frontier lazily might be better.
 859  * @param perm The perm.
 860  * @param data The walker data (lower_env_t).
 861  * @return     1, if there is something left to perm over.
 862  *             0, if removed the complete perm.
 863  */
 864 static int push_through_perm(ir_node *perm, void *data)
 865 {
 866         lower_env_t *env = data;
 867
 868         ir_graph *irg     = get_irn_irg(perm);
 869         ir_node *bl       = get_nodes_block(perm);
 870         ir_node *node;
 871         int  arity        = get_irn_arity(perm);
 872         int *map;
 873         int *proj_map;
 874         bitset_t *moved   = bitset_alloca(arity);
 875         int n_moved;
 876         int new_size;
 877         ir_node *frontier = bl;
 878         FIRM_DBG_REGISTER(firm_dbg_module_t *mod, "firm.be.lower.permmove");
 879
 880         int i, n;
 881         const ir_edge_t *edge;
 882         ir_node *one_proj = NULL, *irn;
 883         const arch_register_class_t *cls = NULL;
 884
 885         DBG((mod, LEVEL_1, "perm move %+F irg %+F\n", perm, irg));
 886
 887         /* get some Proj and find out the register class of that Proj. */
 888         edge     = get_irn_out_edge_first_kind(perm, EDGE_KIND_NORMAL);
 889         one_proj = get_edge_src_irn(edge);
 890         assert(is_Proj(one_proj));
 891         cls      = arch_get_irn_reg_class(one_proj, -1);
 892
 893         /* Find the point in the schedule after which the
 894          * potentially movable nodes must be defined.
 895          * A Perm will only be pushed up to first instruction
 896          * which lets an operand of itself die.
 897          * If we would allow to move the Perm above this instruction,
 898          * the former dead operand would be live now at the point of
 899          * the Perm, increasing the register pressure by one.
 900          */
 901         sched_foreach_reverse_from (sched_prev(perm), irn) {
 902                 for (i = get_irn_arity(irn) - 1; i >= 0; --i) {
 903                         ir_node *op = get_irn_n(irn, i);
 904                         if (arch_irn_consider_in_reg_alloc(cls, op) &&
 905                             !values_interfere(env->birg, op, one_proj)) {
 906                                 frontier = irn;
 907                                 goto found_front;
 908                         }
 909                 }
 910         }
 911 found_front:
 912
 913         DBG((mod, LEVEL_2, "\tfrontier: %+F\n", frontier));
 914
 915         node = sched_prev(perm);
 916         n_moved = 0;
 917         while(!sched_is_begin(node)) {
 918                 const arch_register_req_t *req;
 919                 int                        input = -1;
 920                 ir_node                   *proj;
 921
 922                 /* search if node is a INPUT of Perm */
 923                 foreach_out_edge(perm, edge) {
 924                         ir_node *out = get_edge_src_irn(edge);
 925                         int      pn  = get_Proj_proj(out);
 926                         ir_node *in  = get_irn_n(perm, pn);
 927                         if (node == in) {
 928                                 proj  = out;
 929                                 input = pn;
 930                                 break;
 931                         }
 932                 }
 933                 /* it wasn't an input to the perm, we can't do anything more */
 934                 if(input < 0)
 935                         break;
 936                 if(!sched_comes_after(frontier, node))
 937                         break;
 938                 if (arch_irn_is(node, modify_flags))
 939                         break;
 940                 if(is_Proj(node)) {
 941                         req = arch_get_register_req(get_Proj_pred(node),
 942                                                     -1 - get_Proj_proj(node));
 943                 } else {
 944                         req = arch_get_register_req(node, -1);
 945                 }
 946                 if(req->type != arch_register_req_type_normal)
 947                         break;
 948                 for(i = get_irn_arity(node) - 1; i >= 0; --i) {
 949                         ir_node *opop = get_irn_n(node, i);
 950                         if (arch_irn_consider_in_reg_alloc(cls, opop)) {
 951                                 break;
 952                         }
 953                 }
 954                 if(i >= 0)
 955                         break;
 956
 957                 DBG((mod, LEVEL_2, "\tmoving %+F after %+F, killing %+F\n", node, perm, proj));
 958
 959                 /* move the movable node in front of the Perm */
 960                 sched_remove(node);
 961                 sched_add_after(perm, node);
 962
 963                 /* give it the proj's register */
 964                 arch_set_irn_register(node, arch_get_irn_register(proj));
 965
 966                 /* reroute all users of the proj to the moved node. */
 967                 edges_reroute(proj, node, irg);
 968
 969                 /* and kill it */
 970                 set_Proj_pred(proj, new_Bad());
 971                 kill_node(proj);
 972
 973                 bitset_set(moved, input);
 974                 n_moved++;
 975
 976                 node = sched_prev(node);
 977         }
 978
 979         /* well, we could not push anything through the perm */
 980         if(n_moved == 0)
 981                 return 1;
 982
 983         new_size = arity - n_moved;
 984         if(new_size == 0) {
 985                 return 0;
 986         }
 987
 988         map      = alloca(new_size * sizeof(map[0]));
 989         proj_map = alloca(arity * sizeof(proj_map[0]));
 990         memset(proj_map, -1, sizeof(proj_map[0]));
 991         n   = 0;
 992         for(i = 0; i < arity; ++i) {
 993                 if(bitset_is_set(moved, i))
 994                         continue;
 995                 map[n]      = i;
 996                 proj_map[i] = n;
 997                 n++;
 998         }
 999         assert(n == new_size);
1000         foreach_out_edge(perm, edge) {
1001                 ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
1002                 int      pn   = get_Proj_proj(proj);
1003                 pn = proj_map[pn];
1004                 assert(pn >= 0);
1005                 set_Proj_proj(proj, pn);
1006         }
1007
1008         be_Perm_reduce(perm, new_size, map);
1009         return 1;
1010 }
1011
1012 /**
1013  * Calls the corresponding lowering function for the node.
1014  *
1015  * @param irn      The node to be checked for lowering
1016  * @param walk_env The walker environment
1017  */
1018 static void lower_nodes_after_ra_walker(ir_node *irn, void *walk_env) {
1019         int perm_stayed;
1020
1021         if (is_Block(irn) || is_Proj(irn))
1022                 return;
1023         if (!be_is_Perm(irn))
1024                 return;
1025
1026         perm_stayed = push_through_perm(irn, walk_env);
1027         if (!perm_stayed)
1028                 return;
1029
1030         lower_perm_node(irn, walk_env);
1031 }
1032
1033 /**
1034  * Walks over all blocks in an irg and performs lowering need to be
1035  * done after register allocation (e.g. perm lowering).
1036  *
1037  * @param birg      The birg object
1038  * @param do_copy   1 == resolve cycles with a free reg if available
1039  */
1040 void lower_nodes_after_ra(be_irg_t *birg, int do_copy) {
1041         lower_env_t env;
1042         ir_graph    *irg = be_get_birg_irg(birg);
1043
1044         env.birg    = birg;
1045         env.do_copy = do_copy;
1046         FIRM_DBG_REGISTER(env.dbg_module, "firm.be.lower");
1047
1048         /* we will need interference */
1049         be_liveness_assure_chk(be_get_birg_liveness(birg));
1050
1051         irg_walk_blkwise_graph(irg, NULL, lower_nodes_after_ra_walker, &env);
1052 }