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                         /* reroute the edges from the proj to the argument */
 332                         exchange(pairs[i].out_node, pairs[i].in_node);
 333
 334                         pairs[i].checked = 1;
 335                 }
 336         }
 337
 338         /* Set do_copy to 0 if it's on but we have no free register */
 339         if (do_copy) {
 340                 do_copy = 0;
 341         }
 342
 343         real_size = n - get_n_checked_pairs(pairs, n);
 344
 345         /* check for cycles and chains */
 346         while (get_n_checked_pairs(pairs, n) < n) {
 347                 perm_cycle_t *cycle;
 348
 349                 i = n_ops = 0;
 350
 351                 /* go to the first not-checked pair */
 352                 while (pairs[i].checked) i++;
 353                 cycle = XMALLOCZ(perm_cycle_t);
 354                 cycle = get_perm_cycle(cycle, pairs, n, i);
 355
 356                 DB((mod, LEVEL_1, "%+F: following %s created:\n  ", irn, cycle->type == PERM_CHAIN ? "chain" : "cycle"));
 357                 for (j = 0; j < cycle->n_elems; j++) {
 358                         DB((mod, LEVEL_1, " %s", cycle->elems[j]->name));
 359                 }
 360                 DB((mod, LEVEL_1, "\n"));
 361
 362                 /*
 363                         We don't need to do anything if we have a Perm with two
 364                         elements which represents a cycle, because those nodes
 365                         already represent exchange nodes
 366                 */
 367                 if (n == 2 && cycle->type == PERM_CYCLE) {
 368                         free(cycle);
 369                         keep_perm = 1;
 370                         continue;
 371                 }
 372
 373 //TODO: - iff PERM_CYCLE && do_copy -> determine free temp reg and insert copy to/from it before/after
 374 //        the copy cascade (this reduces the cycle into a chain)
 375
 376                 /* build copy/swap nodes from back to front */
 377                 for (i = cycle->n_elems - 2; i >= 0; i--) {
 378                         arg1 = get_node_for_register(pairs, n, cycle->elems[i], 0);
 379                         arg2 = get_node_for_register(pairs, n, cycle->elems[i + 1], 0);
 380
 381                         res1 = get_node_for_register(pairs, n, cycle->elems[i], 1);
 382                         res2 = get_node_for_register(pairs, n, cycle->elems[i + 1], 1);
 383                         /*
 384                                 If we have a cycle and don't copy: we need to create exchange nodes
 385                                 NOTE: An exchange node is a perm node with 2 INs and 2 OUTs
 386                                 IN_1  = in node with register i
 387                                 IN_2  = in node with register i + 1
 388                                 OUT_1 = out node with register i + 1
 389                                 OUT_2 = out node with register i
 390                         */
 391                         if (cycle->type == PERM_CYCLE && !do_copy) {
 392                                 in[0] = arg1;
 393                                 in[1] = arg2;
 394
 395                                 /* At this point we have to handle the following problem:     */
 396                                 /*                                                            */
 397                                 /* If we have a cycle with more than two elements, then       */
 398                                 /* this could correspond to the following Perm node:          */
 399                                 /*                                                            */
 400                                 /*   +----+   +----+   +----+                                 */
 401                                 /*   | r1 |   | r2 |   | r3 |                                 */
 402                                 /*   +-+--+   +-+--+   +--+-+                                 */
 403                                 /*     |        |         |                                   */
 404                                 /*     |        |         |                                   */
 405                                 /*   +-+--------+---------+-+                                 */
 406                                 /*   |         Perm         |                                 */
 407                                 /*   +-+--------+---------+-+                                 */
 408                                 /*     |        |         |                                   */
 409                                 /*     |        |         |                                   */
 410                                 /*   +-+--+   +-+--+   +--+-+                                 */
 411                                 /*   |Proj|   |Proj|   |Proj|                                 */
 412                                 /*   | r2 |   | r3 |   | r1 |                                 */
 413                                 /*   +----+   +----+   +----+                                 */
 414                                 /*                                                            */
 415                                 /* This node is about to be split up into two 2x Perm's       */
 416                                 /* for which we need 4 Proj's and the one additional Proj     */
 417                                 /* of the first Perm has to be one IN of the second. So in    */
 418                                 /* general we need to create one additional Proj for each     */
 419                                 /* "middle" Perm and set this to one in node of the successor */
 420                                 /* Perm.                                                      */
 421
 422                                 DBG((mod, LEVEL_1, "%+F creating exchange node (%+F, %s) and (%+F, %s) with\n",
 423                                         irn, arg1, cycle->elems[i]->name, arg2, cycle->elems[i + 1]->name));
 424                                 DBG((mod, LEVEL_1, "%+F                        (%+F, %s) and (%+F, %s)\n",
 425                                         irn, res1, cycle->elems[i]->name, res2, cycle->elems[i + 1]->name));
 426
 427                                 cpyxchg = be_new_Perm(reg_class, irg, block, 2, in);
 428                                 n_ops++;
 429
 430                                 if (i > 0) {
 431                                         /* cycle is not done yet */
 432                                         int pidx = get_pairidx_for_regidx(pairs, n, cycle->elems[i]->index, 0);
 433
 434                                         /* create intermediate proj */
 435                                         res1 = new_r_Proj(irg, block, cpyxchg, get_irn_mode(res1), 0);
 436
 437                                         /* set as in for next Perm */
 438                                         pairs[pidx].in_node = res1;
 439                                 }
 440
 441                                 set_Proj_pred(res2, cpyxchg);
 442                                 set_Proj_proj(res2, 0);
 443                                 set_Proj_pred(res1, cpyxchg);
 444                                 set_Proj_proj(res1, 1);
 445
 446                                 arch_set_irn_register(res2, cycle->elems[i + 1]);
 447                                 arch_set_irn_register(res1, cycle->elems[i]);
 448
 449                                 /* insert the copy/exchange node in schedule after the magic schedule node (see above) */
 450                                 sched_add_after(sched_point, cpyxchg);
 451
 452                                 DBG((mod, LEVEL_1, "replacing %+F with %+F, placed new node after %+F\n", irn, cpyxchg, sched_point));
 453
 454                                 /* set the new scheduling point */
 455                                 sched_point = res1;
 456                         }
 457                         else {
 458                                 DBG((mod, LEVEL_1, "%+F creating copy node (%+F, %s) -> (%+F, %s)\n",
 459                                         irn, arg1, cycle->elems[i]->name, res2, cycle->elems[i + 1]->name));
 460
 461                                 cpyxchg = be_new_Copy(reg_class, irg, block, arg1);
 462                                 arch_set_irn_register(cpyxchg, cycle->elems[i + 1]);
 463                                 n_ops++;
 464
 465                                 /* exchange copy node and proj */
 466                                 exchange(res2, cpyxchg);
 467
 468                                 /* insert the copy/exchange node in schedule after the magic schedule node (see above) */
 469                                 sched_add_after(sched_point, cpyxchg);
 470
 471                                 /* set the new scheduling point */
 472                                 sched_point = cpyxchg;
 473                         }
 474                 }
 475
 476                 free((void *) cycle->elems);
 477                 free(cycle);
 478         }
 479
 480         /* remove the perm from schedule */
 481         if (! keep_perm) {
 482                 sched_remove(irn);
 483                 kill_node(irn);
 484         }
 485 }
 486
 487
 488
 489 static int has_irn_users(const ir_node *irn) {
 490         return get_irn_out_edge_first_kind(irn, EDGE_KIND_NORMAL) != 0;
 491 }
 492
 493 /**
 494  * Skip all Proj nodes.
 495  */
 496 static INLINE ir_node *belower_skip_proj(ir_node *irn) {
 497         while(is_Proj(irn))
 498                 irn = get_Proj_pred(irn);
 499         return irn;
 500 }
 501
 502 static ir_node *find_copy(ir_node *irn, ir_node *op)
 503 {
 504         ir_node *block    = get_nodes_block(irn);
 505         ir_node *cur_node;
 506
 507         for (cur_node = sched_prev(irn);
 508                 ! is_Block(cur_node) && be_is_Copy(cur_node) && get_nodes_block(cur_node) == block;
 509                 cur_node = sched_prev(cur_node))
 510         {
 511                 if (be_get_Copy_op(cur_node) == op && arch_irn_is(cur_node, dont_spill))
 512                         return cur_node;
 513         }
 514
 515         return NULL;
 516 }
 517
 518 static void gen_assure_different_pattern(ir_node *irn, ir_node *other_different, constraint_env_t *env) {
 519         be_irg_t                    *birg     = env->birg;
 520         ir_graph                    *irg      = be_get_birg_irg(birg);
 521         ir_nodemap_t                *op_set   = &env->op_set;
 522         ir_node                     *block    = get_nodes_block(irn);
 523         const arch_register_class_t *cls      = arch_get_irn_reg_class(other_different, -1);
 524         ir_node                     *in[2], *keep, *cpy;
 525         op_copy_assoc_t             *entry;
 526         DEBUG_ONLY(firm_dbg_module_t *mod     = env->dbg;)
 527
 528         if (arch_irn_is(other_different, ignore) ||
 529                         !mode_is_datab(get_irn_mode(other_different))) {
 530                 DBG((mod, LEVEL_1, "ignore constraint for %+F because other_irn is ignore or not a datab node\n", irn));
 531                 return;
 532         }
 533
 534         /* Make a not spillable copy of the different node   */
 535         /* this is needed because the different irn could be */
 536         /* in block far far away                             */
 537         /* The copy is optimized later if not needed         */
 538
 539         /* check if already exists such a copy in the schedule immediately before */
 540         cpy = find_copy(belower_skip_proj(irn), other_different);
 541         if (! cpy) {
 542                 cpy = be_new_Copy(cls, irg, block, other_different);
 543                 be_node_set_flags(cpy, BE_OUT_POS(0), arch_irn_flags_dont_spill);
 544                 DBG((mod, LEVEL_1, "created non-spillable %+F for value %+F\n", cpy, other_different));
 545         }
 546         else {
 547                 DBG((mod, LEVEL_1, "using already existing %+F for value %+F\n", cpy, other_different));
 548         }
 549
 550         in[0] = irn;
 551         in[1] = cpy;
 552
 553         /* Add the Keep resp. CopyKeep and reroute the users */
 554         /* of the other_different irn in case of CopyKeep.   */
 555         if (has_irn_users(other_different)) {
 556                 keep = be_new_CopyKeep_single(cls, irg, block, cpy, irn, get_irn_mode(other_different));
 557                 be_node_set_reg_class(keep, 1, cls);
 558         }
 559         else {
 560                 keep = be_new_Keep(cls, irg, block, 2, in);
 561         }
 562
 563         DBG((mod, LEVEL_1, "created %+F(%+F, %+F)\n\n", keep, irn, cpy));
 564
 565         /* insert copy and keep into schedule */
 566         assert(sched_is_scheduled(irn) && "need schedule to assure constraints");
 567         if (! sched_is_scheduled(cpy))
 568                 sched_add_before(belower_skip_proj(irn), cpy);
 569         sched_add_after(irn, keep);
 570
 571         /* insert the other different and it's copies into the map */
 572         entry = ir_nodemap_get(op_set, other_different);
 573         if (! entry) {
 574                 entry      = obstack_alloc(&env->obst, sizeof(*entry));
 575                 entry->cls = cls;
 576                 ir_nodeset_init(&entry->copies);
 577
 578                 ir_nodemap_insert(op_set, other_different, entry);
 579         }
 580
 581         /* insert copy */
 582         ir_nodeset_insert(&entry->copies, cpy);
 583
 584         /* insert keep in case of CopyKeep */
 585         if (be_is_CopyKeep(keep)) {
 586                 ir_nodeset_insert(&entry->copies, keep);
 587         }
 588 }
 589
 590 /**
 591  * Checks if node has a must_be_different constraint in output and adds a Keep
 592  * then to assure the constraint.
 593  */
 594 static void assure_different_constraints(ir_node *irn, constraint_env_t *env) {
 595         ir_node                   *skipped_irn = belower_skip_proj(irn);
 596         const arch_register_req_t *req         = arch_get_register_req(irn, -1);
 597
 598         if (arch_register_req_is(req, must_be_different)) {
 599                 const unsigned other = req->other_different;
 600                 int i;
 601
 602                 if (arch_register_req_is(req, should_be_same)) {
 603                         const unsigned same = req->other_same;
 604
 605                         if (is_po2(other) && is_po2(same)) {
 606                                 int idx_other = ntz(other);
 607                                 int idx_same  = ntz(same);
 608
 609                                 /*
 610                                  * We can safely ignore a should_be_same x must_be_different y
 611                                  * IFF both inputs are equal!
 612                                  */
 613                                 if (get_irn_n(skipped_irn, idx_other) == get_irn_n(skipped_irn, idx_same)) {
 614                                         return;
 615                                 }
 616                         }
 617                 }
 618                 for (i = 0; 1U << i <= other; ++i) {
 619                         if (other & (1U << i)) {
 620                                 ir_node *different_from = get_irn_n(skipped_irn, i);
 621                                 gen_assure_different_pattern(irn, different_from, env);
 622                         }
 623                 }
 624         }
 625 }
 626
 627 /**
 628  * Calls the functions to assure register constraints.
 629  *
 630  * @param irn      The node to be checked for lowering
 631  * @param walk_env The walker environment
 632  */
 633 static void assure_constraints_walker(ir_node *irn, void *walk_env) {
 634         if (is_Block(irn))
 635                 return;
 636
 637         if (sched_is_scheduled(irn) && mode_is_datab(get_irn_mode(irn)))
 638                 assure_different_constraints(irn, walk_env);
 639 }
 640
 641 /**
 642  * Melt all copykeeps pointing to the same node
 643  * (or Projs of the same node), copying the same operand.
 644  */
 645 static void melt_copykeeps(constraint_env_t *cenv) {
 646         be_irg_t *birg = cenv->birg;
 647         ir_graph *irg  = be_get_birg_irg(birg);
 648         ir_nodemap_iterator_t map_iter;
 649         ir_nodemap_entry_t    map_entry;
 650
 651         /* for all */
 652         foreach_ir_nodemap(&cenv->op_set, map_entry, map_iter) {
 653                 op_copy_assoc_t *entry = map_entry.data;
 654                 int     idx, num_ck;
 655                 ir_node *cp;
 656                 struct obstack obst;
 657                 ir_nodeset_iterator_t iter;
 658                 ir_node **ck_arr, **melt_arr;
 659
 660                 obstack_init(&obst);
 661
 662                 /* collect all copykeeps */
 663                 num_ck = idx = 0;
 664                 foreach_ir_nodeset(&entry->copies, cp, iter) {
 665                         if (be_is_CopyKeep(cp)) {
 666                                 obstack_grow(&obst, &cp, sizeof(cp));
 667                                 ++num_ck;
 668                         }
 669 #ifdef KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK
 670                         else {
 671                                 set_irn_mode(cp, mode_ANY);
 672                                 keep_alive(cp);
 673                         }
 674 #endif /* KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK */
 675                 }
 676
 677                 /* compare each copykeep with all other copykeeps */
 678                 ck_arr = (ir_node **)obstack_finish(&obst);
 679                 for (idx = 0; idx < num_ck; ++idx) {
 680                         ir_node *ref, *ref_mode_T;
 681
 682                         if (ck_arr[idx]) {
 683                                 int j, n_melt;
 684                                 ir_node **new_ck_in;
 685                                 ir_node *new_ck;
 686                                 ir_node *sched_pt = NULL;
 687
 688                                 n_melt     = 1;
 689                                 ref        = ck_arr[idx];
 690                                 ref_mode_T = skip_Proj(get_irn_n(ref, 1));
 691                                 obstack_grow(&obst, &ref, sizeof(ref));
 692
 693                                 DBG((cenv->dbg, LEVEL_1, "Trying to melt %+F:\n", ref));
 694
 695                                 /* check for copykeeps pointing to the same mode_T node as the reference copykeep */
 696                                 for (j = 0; j < num_ck; ++j) {
 697                                         ir_node *cur_ck = ck_arr[j];
 698
 699                                         if (j != idx && cur_ck && skip_Proj(get_irn_n(cur_ck, 1)) == ref_mode_T) {
 700                                                 obstack_grow(&obst, &cur_ck, sizeof(cur_ck));
 701                                                 ir_nodeset_remove(&entry->copies, cur_ck);
 702                                                 DBG((cenv->dbg, LEVEL_1, "\t%+F\n", cur_ck));
 703                                                 ck_arr[j] = NULL;
 704                                                 ++n_melt;
 705                                                 sched_remove(cur_ck);
 706                                         }
 707                                 }
 708                                 ck_arr[idx] = NULL;
 709
 710                                 /* check, if we found some candidates for melting */
 711                                 if (n_melt == 1) {
 712                                         DBG((cenv->dbg, LEVEL_1, "\tno candidate found\n"));
 713                                         continue;
 714                                 }
 715
 716                                 ir_nodeset_remove(&entry->copies, ref);
 717                                 sched_remove(ref);
 718
 719                                 melt_arr = (ir_node **)obstack_finish(&obst);
 720                                 /* melt all found copykeeps */
 721                                 NEW_ARR_A(ir_node *, new_ck_in, n_melt);
 722                                 for (j = 0; j < n_melt; ++j) {
 723                                         new_ck_in[j] = get_irn_n(melt_arr[j], 1);
 724
 725                                         /* now, we can kill the melted keep, except the */
 726                                         /* ref one, we still need some information      */
 727                                         if (melt_arr[j] != ref)
 728                                                 kill_node(melt_arr[j]);
 729                                 }
 730
 731 #ifdef KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK
 732                                 new_ck = be_new_CopyKeep(entry->cls, irg, get_nodes_block(ref), be_get_CopyKeep_op(ref), n_melt, new_ck_in, mode_ANY);
 733                                 keep_alive(new_ck);
 734 #else
 735                                 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));
 736 #endif /* KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK */
 737
 738                                 /* set register class for all kept inputs */
 739                                 for (j = 1; j <= n_melt; ++j)
 740                                         be_node_set_reg_class(new_ck, j, entry->cls);
 741
 742                                 ir_nodeset_insert(&entry->copies, new_ck);
 743
 744                                 /* find scheduling point */
 745                                 sched_pt = ref_mode_T;
 746                                 do {
 747                                         /* just walk along the schedule until a non-Keep/CopyKeep node is found */
 748                                         sched_pt = sched_next(sched_pt);
 749                                 } while (be_is_Keep(sched_pt) || be_is_CopyKeep(sched_pt));
 750
 751                                 sched_add_before(sched_pt, new_ck);
 752                                 DBG((cenv->dbg, LEVEL_1, "created %+F, scheduled before %+F\n", new_ck, sched_pt));
 753
 754                                 /* finally: kill the reference copykeep */
 755                                 kill_node(ref);
 756                         }
 757                 }
 758
 759                 obstack_free(&obst, NULL);
 760         }
 761 }
 762
 763 /**
 764  * Walks over all nodes to assure register constraints.
 765  *
 766  * @param birg  The birg structure containing the irg
 767  */
 768 void assure_constraints(be_irg_t *birg) {
 769         ir_graph              *irg = be_get_birg_irg(birg);
 770         constraint_env_t      cenv;
 771         ir_node               **nodes;
 772         ir_nodemap_iterator_t map_iter;
 773         ir_nodemap_entry_t    map_entry;
 774         FIRM_DBG_REGISTER(firm_dbg_module_t *mod, "firm.be.lower.constr");
 775
 776         DEBUG_ONLY(cenv.dbg = mod;)
 777         cenv.birg   = birg;
 778         ir_nodemap_init(&cenv.op_set);
 779         obstack_init(&cenv.obst);
 780
 781         irg_walk_blkwise_graph(irg, NULL, assure_constraints_walker, &cenv);
 782
 783         /* melt copykeeps, pointing to projs of */
 784         /* the same mode_T node and keeping the */
 785         /* same operand                         */
 786         melt_copykeeps(&cenv);
 787
 788         /* for all */
 789         foreach_ir_nodemap(&cenv.op_set, map_entry, map_iter) {
 790                 op_copy_assoc_t *entry = map_entry.data;
 791                 int     n;
 792                 ir_node *cp;
 793                 ir_nodeset_iterator_t iter;
 794                 be_ssa_construction_env_t senv;
 795
 796                 n     = ir_nodeset_size(&entry->copies);
 797                 nodes = alloca(n * sizeof(nodes[0]));
 798
 799                 /* put the node in an array */
 800                 DBG((mod, LEVEL_1, "introduce copies for %+F ", map_entry.node));
 801
 802                 /* collect all copies */
 803                 n = 0;
 804                 foreach_ir_nodeset(&entry->copies, cp, iter) {
 805                         nodes[n++] = cp;
 806                         DB((mod, LEVEL_1, ", %+F ", cp));
 807                 }
 808
 809                 DB((mod, LEVEL_1, "\n"));
 810
 811                 /* introduce the copies for the operand and it's copies */
 812                 be_ssa_construction_init(&senv, birg);
 813                 be_ssa_construction_add_copy(&senv, map_entry.node);
 814                 be_ssa_construction_add_copies(&senv, nodes, n);
 815                 be_ssa_construction_fix_users(&senv, map_entry.node);
 816                 be_ssa_construction_destroy(&senv);
 817
 818                 /* Could be that not all CopyKeeps are really needed, */
 819                 /* so we transform unnecessary ones into Keeps.       */
 820                 foreach_ir_nodeset(&entry->copies, cp, iter) {
 821                         if (be_is_CopyKeep(cp) && get_irn_n_edges(cp) < 1) {
 822                                 ir_node *keep;
 823                                 int     n = get_irn_arity(cp);
 824
 825                                 keep = be_new_Keep(arch_get_irn_reg_class(cp, -1),
 826                                         irg, get_nodes_block(cp), n, get_irn_in(cp) + 1);
 827                                 sched_add_before(cp, keep);
 828
 829                                 /* Set all ins (including the block) of the CopyKeep BAD to keep the verifier happy. */
 830                                 sched_remove(cp);
 831                                 kill_node(cp);
 832                         }
 833                 }
 834
 835                 ir_nodeset_destroy(&entry->copies);
 836         }
 837
 838         ir_nodemap_destroy(&cenv.op_set);
 839         obstack_free(&cenv.obst, NULL);
 840         be_liveness_invalidate(be_get_birg_liveness(birg));
 841 }
 842
 843
 844 /**
 845  * Push nodes that do not need to be permed through the Perm.
 846  * This is commonly a reload cascade at block ends.
 847  * @note This routine needs interference.
 848  * @note Probably, we can implement it a little more efficient.
 849  *       Especially searching the frontier lazily might be better.
 850  * @param perm The perm.
 851  * @param data The walker data (lower_env_t).
 852  * @return     1, if there is something left to perm over.
 853  *             0, if removed the complete perm.
 854  */
 855 static int push_through_perm(ir_node *perm, void *data)
 856 {
 857         lower_env_t *env = data;
 858
 859         ir_graph *irg     = get_irn_irg(perm);
 860         ir_node *bl       = get_nodes_block(perm);
 861         ir_node *node;
 862         int  arity        = get_irn_arity(perm);
 863         int *map;
 864         int *proj_map;
 865         bitset_t *moved   = bitset_alloca(arity);
 866         int n_moved;
 867         int new_size;
 868         ir_node *frontier = bl;
 869         FIRM_DBG_REGISTER(firm_dbg_module_t *mod, "firm.be.lower.permmove");
 870
 871         int i, n;
 872         const ir_edge_t *edge;
 873         ir_node *one_proj = NULL, *irn;
 874         const arch_register_class_t *cls = NULL;
 875
 876         DBG((mod, LEVEL_1, "perm move %+F irg %+F\n", perm, irg));
 877
 878         /* get some Proj and find out the register class of that Proj. */
 879         edge     = get_irn_out_edge_first_kind(perm, EDGE_KIND_NORMAL);
 880         one_proj = get_edge_src_irn(edge);
 881         assert(is_Proj(one_proj));
 882         cls      = arch_get_irn_reg_class(one_proj, -1);
 883
 884         /* Find the point in the schedule after which the
 885          * potentially movable nodes must be defined.
 886          * A Perm will only be pushed up to first instruction
 887          * which lets an operand of itself die.
 888          * If we would allow to move the Perm above this instruction,
 889          * the former dead operand would be live now at the point of
 890          * the Perm, increasing the register pressure by one.
 891          */
 892         sched_foreach_reverse_from (sched_prev(perm), irn) {
 893                 for (i = get_irn_arity(irn) - 1; i >= 0; --i) {
 894                         ir_node *op = get_irn_n(irn, i);
 895                         if (arch_irn_consider_in_reg_alloc(cls, op) &&
 896                             !values_interfere(env->birg, op, one_proj)) {
 897                                 frontier = irn;
 898                                 goto found_front;
 899                         }
 900                 }
 901         }
 902 found_front:
 903
 904         DBG((mod, LEVEL_2, "\tfrontier: %+F\n", frontier));
 905
 906         node = sched_prev(perm);
 907         n_moved = 0;
 908         while(!sched_is_begin(node)) {
 909                 const arch_register_req_t *req;
 910                 int                        input = -1;
 911                 ir_node                   *proj;
 912
 913                 /* search if node is a INPUT of Perm */
 914                 foreach_out_edge(perm, edge) {
 915                         ir_node *out = get_edge_src_irn(edge);
 916                         int      pn  = get_Proj_proj(out);
 917                         ir_node *in  = get_irn_n(perm, pn);
 918                         if (node == in) {
 919                                 proj  = out;
 920                                 input = pn;
 921                                 break;
 922                         }
 923                 }
 924                 /* it wasn't an input to the perm, we can't do anything more */
 925                 if(input < 0)
 926                         break;
 927                 if(!sched_comes_after(frontier, node))
 928                         break;
 929                 if (arch_irn_is(node, modify_flags))
 930                         break;
 931                 if(is_Proj(node)) {
 932                         req = arch_get_register_req(get_Proj_pred(node),
 933                                                     -1 - get_Proj_proj(node));
 934                 } else {
 935                         req = arch_get_register_req(node, -1);
 936                 }
 937                 if(req->type != arch_register_req_type_normal)
 938                         break;
 939                 for(i = get_irn_arity(node) - 1; i >= 0; --i) {
 940                         ir_node *opop = get_irn_n(node, i);
 941                         if (arch_irn_consider_in_reg_alloc(cls, opop)) {
 942                                 break;
 943                         }
 944                 }
 945                 if(i >= 0)
 946                         break;
 947
 948                 DBG((mod, LEVEL_2, "\tmoving %+F after %+F, killing %+F\n", node, perm, proj));
 949
 950                 /* move the movable node in front of the Perm */
 951                 sched_remove(node);
 952                 sched_add_after(perm, node);
 953
 954                 /* give it the proj's register */
 955                 arch_set_irn_register(node, arch_get_irn_register(proj));
 956
 957                 /* reroute all users of the proj to the moved node. */
 958                 edges_reroute(proj, node, irg);
 959
 960                 /* and kill it */
 961                 set_Proj_pred(proj, new_Bad());
 962                 kill_node(proj);
 963
 964                 bitset_set(moved, input);
 965                 n_moved++;
 966
 967                 node = sched_prev(node);
 968         }
 969
 970         /* well, we could not push anything through the perm */
 971         if(n_moved == 0)
 972                 return 1;
 973
 974         new_size = arity - n_moved;
 975         if(new_size == 0) {
 976                 return 0;
 977         }
 978
 979         map      = alloca(new_size * sizeof(map[0]));
 980         proj_map = alloca(arity * sizeof(proj_map[0]));
 981         memset(proj_map, -1, sizeof(proj_map[0]));
 982         n   = 0;
 983         for(i = 0; i < arity; ++i) {
 984                 if(bitset_is_set(moved, i))
 985                         continue;
 986                 map[n]      = i;
 987                 proj_map[i] = n;
 988                 n++;
 989         }
 990         assert(n == new_size);
 991         foreach_out_edge(perm, edge) {
 992                 ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
 993                 int      pn   = get_Proj_proj(proj);
 994                 pn = proj_map[pn];
 995                 assert(pn >= 0);
 996                 set_Proj_proj(proj, pn);
 997         }
 998
 999         be_Perm_reduce(perm, new_size, map);
1000         return 1;
1001 }
1002
1003 /**
1004  * Calls the corresponding lowering function for the node.
1005  *
1006  * @param irn      The node to be checked for lowering
1007  * @param walk_env The walker environment
1008  */
1009 static void lower_nodes_after_ra_walker(ir_node *irn, void *walk_env) {
1010         int perm_stayed;
1011
1012         if (is_Block(irn) || is_Proj(irn))
1013                 return;
1014         if (!be_is_Perm(irn))
1015                 return;
1016
1017         perm_stayed = push_through_perm(irn, walk_env);
1018         if (!perm_stayed)
1019                 return;
1020
1021         lower_perm_node(irn, walk_env);
1022 }
1023
1024 /**
1025  * Walks over all blocks in an irg and performs lowering need to be
1026  * done after register allocation (e.g. perm lowering).
1027  *
1028  * @param birg      The birg object
1029  * @param do_copy   1 == resolve cycles with a free reg if available
1030  */
1031 void lower_nodes_after_ra(be_irg_t *birg, int do_copy) {
1032         lower_env_t env;
1033         ir_graph    *irg = be_get_birg_irg(birg);
1034
1035         env.birg    = birg;
1036         env.do_copy = do_copy;
1037         FIRM_DBG_REGISTER(env.dbg_module, "firm.be.lower");
1038
1039         /* we will need interference */
1040         be_liveness_assure_chk(be_get_birg_liveness(birg));
1041
1042         irg_walk_blkwise_graph(irg, NULL, lower_nodes_after_ra_walker, &env);
1043 }