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 "xmalloc.h"
  34 #include "irnodeset.h"
  35 #include "irnodemap.h"
  36 #include "irgmod.h"
  37 #include "iredges_t.h"
  38 #include "irgwalk.h"
  39 #include "array_t.h"
  40
  41 #include "bearch_t.h"
  42 #include "belower.h"
  43 #include "benode_t.h"
  44 #include "besched_t.h"
  45 #include "bestat.h"
  46 #include "bessaconstr.h"
  47 #include "beintlive_t.h"
  48
  49 #undef KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK
  50
  51 DEBUG_ONLY(static firm_dbg_module_t *dbg;)
  52 DEBUG_ONLY(static firm_dbg_module_t *dbg_constr;)
  53 DEBUG_ONLY(static firm_dbg_module_t *dbg_permmove;)
  54
  55 /** Associates an ir_node with it's copy and CopyKeep. */
  56 typedef struct {
  57         ir_nodeset_t copies; /**< all non-spillable copies of this irn */
  58         const arch_register_class_t *cls;
  59 } op_copy_assoc_t;
  60
  61 /** Environment for constraints. */
  62 typedef struct {
  63         be_irg_t       *birg;
  64         ir_nodemap_t   op_set;
  65         struct obstack obst;
  66 } constraint_env_t;
  67
  68 /** Lowering walker environment. */
  69 typedef struct _lower_env_t {
  70         be_irg_t         *birg;
  71         unsigned          do_copy : 1;
  72 } lower_env_t;
  73
  74 /** Holds a Perm register pair. */
  75 typedef struct _reg_pair_t {
  76         const arch_register_t *in_reg;    /**< a perm IN register */
  77         ir_node               *in_node;   /**< the in node to which the register belongs */
  78
  79         const arch_register_t *out_reg;   /**< a perm OUT register */
  80         ir_node               *out_node;  /**< the out node to which the register belongs */
  81
  82         int                    checked;   /**< indicates whether the pair was check for cycle or not */
  83 } reg_pair_t;
  84
  85 typedef enum _perm_type_t {
  86         PERM_CYCLE,
  87         PERM_CHAIN,
  88         PERM_SWAP,
  89         PERM_COPY
  90 } perm_type_t;
  91
  92 /** Structure to represent cycles or chains in a Perm. */
  93 typedef struct _perm_cycle_t {
  94         const arch_register_t **elems;       /**< the registers in the cycle */
  95         int                     n_elems;     /**< number of elements in the cycle */
  96         perm_type_t             type;        /**< type (CHAIN or CYCLE) */
  97 } perm_cycle_t;
  98
  99 /** returns the number register pairs marked as checked. */
 100 static int get_n_unchecked_pairs(reg_pair_t const *const pairs, int const n)
 101 {
 102         int n_unchecked = 0;
 103         int i;
 104
 105         for (i = 0; i < n; i++) {
 106                 if (!pairs[i].checked)
 107                         n_unchecked++;
 108         }
 109
 110         return n_unchecked;
 111 }
 112
 113 /**
 114  * Gets the node corresponding to an IN register from an array of register pairs.
 115  * NOTE: The given registers pairs and the register to look for must belong
 116  *       to the same register class.
 117  *
 118  * @param pairs  The array of register pairs
 119  * @param n      The number of pairs
 120  * @param reg    The register to look for
 121  * @return The corresponding node or NULL if not found
 122  */
 123 static ir_node *get_node_for_in_register(reg_pair_t *pairs, int n, const arch_register_t *reg) {
 124         int i;
 125
 126         for (i = 0; i < n; i++) {
 127                 /* in register matches */
 128                 if (pairs[i].in_reg->index == reg->index)
 129                         return pairs[i].in_node;
 130         }
 131
 132         return NULL;
 133 }
 134
 135 /**
 136  * Gets the node corresponding to an OUT register from an array of register pairs.
 137  * NOTE: The given registers pairs and the register to look for must belong
 138  *       to the same register class.
 139  *
 140  * @param pairs  The array of register pairs
 141  * @param n      The number of pairs
 142  * @param reg    The register to look for
 143  * @return The corresponding node or NULL if not found
 144  */
 145 static ir_node *get_node_for_out_register(reg_pair_t *pairs, int n, const arch_register_t *reg) {
 146         int i;
 147
 148         for (i = 0; i < n; i++) {
 149                 /* out register matches */
 150                 if (pairs[i].out_reg->index == reg->index)
 151                         return pairs[i].out_node;
 152         }
 153
 154         return NULL;
 155 }
 156
 157 /**
 158  * Gets the index in the register pair array where the in register
 159  * corresponds to reg_idx.
 160  *
 161  * @param pairs  The array of register pairs
 162  * @param n      The number of pairs
 163  * @param reg    The register index to look for
 164  *
 165  * @return The corresponding index in pairs or -1 if not found
 166  */
 167 static int get_pairidx_for_in_regidx(reg_pair_t *pairs, int n, unsigned reg_idx) {
 168         int i;
 169
 170         for (i = 0; i < n; i++) {
 171                 /* in register matches */
 172                 if (pairs[i].in_reg->index == reg_idx)
 173                         return i;
 174         }
 175         return -1;
 176 }
 177
 178 /**
 179  * Gets the index in the register pair array where the out register
 180  * corresponds to reg_idx.
 181  *
 182  * @param pairs  The array of register pairs
 183  * @param n      The number of pairs
 184  * @param reg    The register index to look for
 185  *
 186  * @return The corresponding index in pairs or -1 if not found
 187  */
 188 static int get_pairidx_for_out_regidx(reg_pair_t *pairs, int n, unsigned reg_idx) {
 189         int i;
 190
 191         for (i = 0; i < n; i++) {
 192                 /* out register matches */
 193                 if (pairs[i].out_reg->index == reg_idx)
 194                         return i;
 195         }
 196         return -1;
 197 }
 198
 199 /**
 200  * Gets an array of register pairs and tries to identify a cycle or chain
 201  * starting at position start.
 202  *
 203  * @param cycle  Variable to hold the cycle
 204  * @param pairs  Array of register pairs
 205  * @param n      length of the pairs array
 206  * @param start  Index to start
 207  *
 208  * @return The cycle or chain
 209  */
 210 static void get_perm_cycle(perm_cycle_t *const cycle,
 211                            reg_pair_t   *const pairs,
 212                            int           const n,
 213                            int                 start)
 214 {
 215         int         head         = pairs[start].in_reg->index;
 216         int         cur_idx      = pairs[start].out_reg->index;
 217         int   const n_pairs_todo = get_n_unchecked_pairs(pairs, n);
 218         perm_type_t cycle_tp     = PERM_CYCLE;
 219         int         idx;
 220
 221         /* We could be right in the middle of a chain, so we need to find the start */
 222         while (head != cur_idx) {
 223                 /* goto previous register in cycle or chain */
 224                 int const cur_pair_idx = get_pairidx_for_out_regidx(pairs, n, head);
 225
 226                 if (cur_pair_idx < 0) {
 227                         cycle_tp = PERM_CHAIN;
 228                         break;
 229                 } else {
 230                         head  = pairs[cur_pair_idx].in_reg->index;
 231                         start = cur_pair_idx;
 232                 }
 233         }
 234
 235         /* assume worst case: all remaining pairs build a cycle or chain */
 236         cycle->elems    = XMALLOCNZ(const arch_register_t*, n_pairs_todo * 2);
 237         cycle->n_elems  = 2;  /* initial number of elements is 2 */
 238         cycle->elems[0] = pairs[start].in_reg;
 239         cycle->elems[1] = pairs[start].out_reg;
 240         cycle->type     = cycle_tp;
 241         cur_idx         = pairs[start].out_reg->index;
 242
 243         idx = 2;
 244         /* check for cycle or end of a chain */
 245         while (cur_idx != head) {
 246                 /* goto next register in cycle or chain */
 247                 int const cur_pair_idx = get_pairidx_for_in_regidx(pairs, n, cur_idx);
 248
 249                 if (cur_pair_idx < 0)
 250                         break;
 251
 252                 cur_idx = pairs[cur_pair_idx].out_reg->index;
 253
 254                 /* it's not the first element: insert it */
 255                 if (cur_idx != head) {
 256                         cycle->elems[idx++] = pairs[cur_pair_idx].out_reg;
 257                         cycle->n_elems++;
 258                 } else {
 259                         /* we are there where we started -> CYCLE */
 260                         cycle->type = PERM_CYCLE;
 261                 }
 262         }
 263
 264         /* mark all pairs having one in/out register with cycle in common as checked */
 265         for (idx = 0; idx < cycle->n_elems; idx++) {
 266                 int cur_pair_idx;
 267
 268                 cur_pair_idx = get_pairidx_for_in_regidx(pairs, n, cycle->elems[idx]->index);
 269                 if (cur_pair_idx >= 0)
 270                         pairs[cur_pair_idx].checked = 1;
 271
 272                 cur_pair_idx = get_pairidx_for_out_regidx(pairs, n, cycle->elems[idx]->index);
 273                 if (cur_pair_idx >= 0)
 274                         pairs[cur_pair_idx].checked = 1;
 275         }
 276 }
 277
 278 /**
 279  * Lowers a perm node.  Resolves cycles and creates a bunch of
 280  * copy and swap operations to permute registers.
 281  * Note: The caller of this function has to make sure, that irn
 282  *       is a Perm node.
 283  *
 284  * @param irn      The perm node
 285  * @param block    The block the perm node belongs to
 286  * @param env      The lowerer environment
 287  */
 288 static void lower_perm_node(ir_node *irn, lower_env_t *env)
 289 {
 290         const arch_register_class_t *const reg_class   = arch_get_irn_register(get_irn_n(irn, 0))->reg_class;
 291         ir_graph                    *const irg         = get_irn_irg(irn);
 292         ir_node                     *const block       = get_nodes_block(irn);
 293         int                          const arity       = get_irn_arity(irn);
 294         reg_pair_t                  *const pairs       = alloca(arity * sizeof(pairs[0]));
 295         int                                keep_perm   = 0;
 296         int                                do_copy     = env->do_copy;
 297         /* Get the schedule predecessor node to the perm.
 298          * NOTE: This works with auto-magic. If we insert the new copy/exchange
 299          * nodes after this node, everything should be ok. */
 300         ir_node                     *      sched_point = sched_prev(irn);
 301         const ir_edge_t             *      edge;
 302         const ir_edge_t             *      next;
 303         int                                n;
 304         int                                i;
 305
 306         DBG((dbg, LEVEL_1, "perm: %+F, sched point is %+F\n", irn, sched_point));
 307         assert(sched_point && "Perm is not scheduled or has no predecessor");
 308
 309         assert(arity == get_irn_n_edges(irn) && "perm's in and out numbers different");
 310
 311         /* build the list of register pairs (in, out) */
 312         n = 0;
 313         foreach_out_edge_safe(irn, edge, next) {
 314                 ir_node               *const out     = get_edge_src_irn(edge);
 315                 long                   const pn      = get_Proj_proj(out);
 316                 ir_node               *const in      = get_irn_n(irn, pn);
 317                 arch_register_t const *const in_reg  = arch_get_irn_register(in);
 318                 arch_register_t const *const out_reg = arch_get_irn_register(out);
 319                 reg_pair_t            *      pair;
 320
 321                 if (in_reg == out_reg) {
 322                         DBG((dbg, LEVEL_1, "%+F removing equal perm register pair (%+F, %+F, %s)\n",
 323                                                 irn, in, out, out_reg->name));
 324                         exchange(out, in);
 325                         continue;
 326                 }
 327
 328                 pair           = &pairs[n++];
 329                 pair->in_node  = in;
 330                 pair->in_reg   = arch_get_irn_register(in);
 331                 pair->out_node = out;
 332                 pair->out_reg  = arch_get_irn_register(out);
 333                 pair->checked  = 0;
 334         }
 335
 336         DBG((dbg, LEVEL_1, "%+F has %d unresolved constraints\n", irn, n));
 337
 338         /* Set do_copy to 0 if it's on but we have no free register */
 339         /* TODO check for free register */
 340         if (do_copy) {
 341                 do_copy = 0;
 342         }
 343
 344         /* check for cycles and chains */
 345         while (get_n_unchecked_pairs(pairs, n) > 0) {
 346                 perm_cycle_t cycle;
 347                 int          j;
 348
 349                 /* go to the first not-checked pair */
 350                 for (i = 0; pairs[i].checked; ++i) {}
 351                 get_perm_cycle(&cycle, pairs, n, i);
 352
 353                 DB((dbg, LEVEL_1, "%+F: following %s created:\n  ", irn, cycle.type == PERM_CHAIN ? "chain" : "cycle"));
 354                 for (j = 0; j < cycle.n_elems; j++) {
 355                         DB((dbg, LEVEL_1, " %s", cycle.elems[j]->name));
 356                 }
 357                 DB((dbg, LEVEL_1, "\n"));
 358
 359                 if (cycle.type == PERM_CYCLE && arity == 2) {
 360                         /* We don't need to do anything if we have a Perm with two elements
 361                          * which represents a cycle, because those nodes already represent
 362                          * exchange nodes */
 363                         keep_perm = 1;
 364                 } else {
 365                         /* TODO: - iff PERM_CYCLE && do_copy -> determine free temp reg and
 366                          * insert copy to/from it before/after the copy cascade (this
 367                          * reduces the cycle into a chain) */
 368
 369                         /* build copy/swap nodes from back to front */
 370                         for (i = cycle.n_elems - 2; i >= 0; i--) {
 371                                 ir_node *arg1 = get_node_for_in_register(pairs, n, cycle.elems[i]);
 372                                 ir_node *arg2 = get_node_for_in_register(pairs, n, cycle.elems[i + 1]);
 373
 374                                 ir_node *res1 = get_node_for_out_register(pairs, n, cycle.elems[i]);
 375                                 ir_node *res2 = get_node_for_out_register(pairs, n, cycle.elems[i + 1]);
 376                                 /* If we have a cycle and don't copy: we need to create exchange
 377                                  * nodes
 378                                  * NOTE: An exchange node is a perm node with 2 INs and 2 OUTs
 379                                  * IN_1  = in  node with register i
 380                                  * IN_2  = in  node with register i + 1
 381                                  * OUT_1 = out node with register i + 1
 382                                  * OUT_2 = out node with register i */
 383                                 if (cycle.type == PERM_CYCLE && !do_copy) {
 384                                         ir_node *in[2];
 385                                         ir_node *cpyxchg;
 386
 387                                         in[0] = arg1;
 388                                         in[1] = arg2;
 389
 390                                         /* At this point we have to handle the following problem:
 391                                          *
 392                                          * If we have a cycle with more than two elements, then this
 393                                          * could correspond to the following Perm node:
 394                                          *
 395                                          *   +----+   +----+   +----+
 396                                          *   | r1 |   | r2 |   | r3 |
 397                                          *   +-+--+   +-+--+   +--+-+
 398                                          *     |        |         |
 399                                          *     |        |         |
 400                                          *   +-+--------+---------+-+
 401                                          *   |         Perm         |
 402                                          *   +-+--------+---------+-+
 403                                          *     |        |         |
 404                                          *     |        |         |
 405                                          *   +-+--+   +-+--+   +--+-+
 406                                          *   |Proj|   |Proj|   |Proj|
 407                                          *   | r2 |   | r3 |   | r1 |
 408                                          *   +----+   +----+   +----+
 409                                          *
 410                                          * This node is about to be split up into two 2x Perm's for
 411                                          * which we need 4 Proj's and the one additional Proj of the
 412                                          * first Perm has to be one IN of the second. So in general
 413                                          * we need to create one additional Proj for each "middle"
 414                                          * Perm and set this to one in node of the successor Perm. */
 415
 416                                         DBG((dbg, LEVEL_1, "%+F creating exchange node (%+F, %s) and (%+F, %s) with\n",
 417                                                                 irn, arg1, cycle.elems[i]->name, arg2, cycle.elems[i + 1]->name));
 418                                         DBG((dbg, LEVEL_1, "%+F                        (%+F, %s) and (%+F, %s)\n",
 419                                                                 irn, res1, cycle.elems[i]->name, res2, cycle.elems[i + 1]->name));
 420
 421                                         cpyxchg = be_new_Perm(reg_class, irg, block, 2, in);
 422
 423                                         if (i > 0) {
 424                                                 /* cycle is not done yet */
 425                                                 int pidx = get_pairidx_for_in_regidx(pairs, n, cycle.elems[i]->index);
 426
 427                                                 /* create intermediate proj */
 428                                                 res1 = new_r_Proj(irg, block, cpyxchg, get_irn_mode(res1), 0);
 429
 430                                                 /* set as in for next Perm */
 431                                                 pairs[pidx].in_node = res1;
 432                                         }
 433
 434                                         set_Proj_pred(res2, cpyxchg);
 435                                         set_Proj_proj(res2, 0);
 436                                         set_Proj_pred(res1, cpyxchg);
 437                                         set_Proj_proj(res1, 1);
 438
 439                                         arch_set_irn_register(res2, cycle.elems[i + 1]);
 440                                         arch_set_irn_register(res1, cycle.elems[i]);
 441
 442                                         /* insert the copy/exchange node in schedule after the magic schedule node (see above) */
 443                                         sched_add_after(sched_point, cpyxchg);
 444
 445                                         DBG((dbg, LEVEL_1, "replacing %+F with %+F, placed new node after %+F\n", irn, cpyxchg, sched_point));
 446
 447                                         /* set the new scheduling point */
 448                                         sched_point = res1;
 449                                 } else {
 450                                         ir_node *cpyxchg;
 451
 452                                         DBG((dbg, LEVEL_1, "%+F creating copy node (%+F, %s) -> (%+F, %s)\n",
 453                                                                 irn, arg1, cycle.elems[i]->name, res2, cycle.elems[i + 1]->name));
 454
 455                                         cpyxchg = be_new_Copy(reg_class, irg, block, arg1);
 456                                         arch_set_irn_register(cpyxchg, cycle.elems[i + 1]);
 457
 458                                         /* exchange copy node and proj */
 459                                         exchange(res2, cpyxchg);
 460
 461                                         /* insert the copy/exchange node in schedule after the magic schedule node (see above) */
 462                                         sched_add_after(sched_point, cpyxchg);
 463
 464                                         /* set the new scheduling point */
 465                                         sched_point = cpyxchg;
 466                                 }
 467                         }
 468                 }
 469
 470                 free((void*)cycle.elems);
 471         }
 472
 473         /* remove the perm from schedule */
 474         if (!keep_perm) {
 475                 sched_remove(irn);
 476                 kill_node(irn);
 477         }
 478 }
 479
 480
 481
 482 static int has_irn_users(const ir_node *irn) {
 483         return get_irn_out_edge_first_kind(irn, EDGE_KIND_NORMAL) != 0;
 484 }
 485
 486 static ir_node *find_copy(ir_node *irn, ir_node *op)
 487 {
 488         ir_node *cur_node;
 489
 490         for (cur_node = irn;;) {
 491                 cur_node = sched_prev(cur_node);
 492                 if (! be_is_Copy(cur_node))
 493                         return NULL;
 494                 if (be_get_Copy_op(cur_node) == op && arch_irn_is(cur_node, dont_spill))
 495                         return cur_node;
 496         }
 497 }
 498
 499 static void gen_assure_different_pattern(ir_node *irn, ir_node *other_different, constraint_env_t *env) {
 500         ir_graph                    *irg;
 501         ir_nodemap_t                *op_set;
 502         ir_node                     *block;
 503         const arch_register_class_t *cls;
 504         ir_node                     *keep, *cpy;
 505         op_copy_assoc_t             *entry;
 506
 507         if (arch_irn_is(other_different, ignore) ||
 508                         !mode_is_datab(get_irn_mode(other_different))) {
 509                 DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "ignore constraint for %+F because other_irn is ignore or not a datab node\n", irn));
 510                 return;
 511         }
 512
 513         irg    = be_get_birg_irg(env->birg);
 514         op_set = &env->op_set;
 515         block  = get_nodes_block(irn);
 516         cls    = arch_get_irn_reg_class(other_different, -1);
 517
 518         /* Make a not spillable copy of the different node   */
 519         /* this is needed because the different irn could be */
 520         /* in block far far away                             */
 521         /* The copy is optimized later if not needed         */
 522
 523         /* check if already exists such a copy in the schedule immediately before */
 524         cpy = find_copy(skip_Proj(irn), other_different);
 525         if (! cpy) {
 526                 cpy = be_new_Copy(cls, irg, block, other_different);
 527                 be_node_set_flags(cpy, BE_OUT_POS(0), arch_irn_flags_dont_spill);
 528                 DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "created non-spillable %+F for value %+F\n", cpy, other_different));
 529         } else {
 530                 DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "using already existing %+F for value %+F\n", cpy, other_different));
 531         }
 532
 533         /* Add the Keep resp. CopyKeep and reroute the users */
 534         /* of the other_different irn in case of CopyKeep.   */
 535         if (has_irn_users(other_different)) {
 536                 keep = be_new_CopyKeep_single(cls, irg, block, cpy, irn, get_irn_mode(other_different));
 537                 be_node_set_reg_class(keep, 1, cls);
 538         } else {
 539                 ir_node *in[2];
 540
 541                 in[0] = irn;
 542                 in[1] = cpy;
 543                 keep = be_new_Keep(cls, irg, block, 2, in);
 544         }
 545
 546         DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "created %+F(%+F, %+F)\n\n", keep, irn, cpy));
 547
 548         /* insert copy and keep into schedule */
 549         assert(sched_is_scheduled(irn) && "need schedule to assure constraints");
 550         if (! sched_is_scheduled(cpy))
 551                 sched_add_before(skip_Proj(irn), cpy);
 552         sched_add_after(irn, keep);
 553
 554         /* insert the other different and it's copies into the map */
 555         entry = ir_nodemap_get(op_set, other_different);
 556         if (! entry) {
 557                 entry      = obstack_alloc(&env->obst, sizeof(*entry));
 558                 entry->cls = cls;
 559                 ir_nodeset_init(&entry->copies);
 560
 561                 ir_nodemap_insert(op_set, other_different, entry);
 562         }
 563
 564         /* insert copy */
 565         ir_nodeset_insert(&entry->copies, cpy);
 566
 567         /* insert keep in case of CopyKeep */
 568         if (be_is_CopyKeep(keep))
 569                 ir_nodeset_insert(&entry->copies, keep);
 570 }
 571
 572 /**
 573  * Checks if node has a must_be_different constraint in output and adds a Keep
 574  * then to assure the constraint.
 575  *
 576  * @param irn          the node to check
 577  * @param skipped_irn  if irn is a Proj node, its predecessor, else irn
 578  * @param env          the constraint environment
 579  */
 580 static void assure_different_constraints(ir_node *irn, ir_node *skipped_irn, constraint_env_t *env) {
 581         const arch_register_req_t *req = arch_get_register_req_out(irn);
 582
 583         if (arch_register_req_is(req, must_be_different)) {
 584                 const unsigned other = req->other_different;
 585                 int i;
 586
 587                 if (arch_register_req_is(req, should_be_same)) {
 588                         const unsigned same = req->other_same;
 589
 590                         if (is_po2(other) && is_po2(same)) {
 591                                 int idx_other = ntz(other);
 592                                 int idx_same  = ntz(same);
 593
 594                                 /*
 595                                  * We can safely ignore a should_be_same x must_be_different y
 596                                  * IFF both inputs are equal!
 597                                  */
 598                                 if (get_irn_n(skipped_irn, idx_other) == get_irn_n(skipped_irn, idx_same)) {
 599                                         return;
 600                                 }
 601                         }
 602                 }
 603                 for (i = 0; 1U << i <= other; ++i) {
 604                         if (other & (1U << i)) {
 605                                 ir_node *different_from = get_irn_n(skipped_irn, i);
 606                                 gen_assure_different_pattern(irn, different_from, env);
 607                         }
 608                 }
 609         }
 610 }
 611
 612 /**
 613  * Calls the functions to assure register constraints.
 614  *
 615  * @param block    The block to be checked
 616  * @param walk_env The walker environment
 617  */
 618 static void assure_constraints_walker(ir_node *block, void *walk_env) {
 619         ir_node *irn;
 620
 621         sched_foreach_reverse(block, irn) {
 622                 ir_mode *mode = get_irn_mode(irn);
 623
 624                 if (mode == mode_T) {
 625                         const ir_edge_t *edge;
 626
 627                         foreach_out_edge(irn, edge) {
 628                                 ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
 629
 630                                 mode = get_irn_mode(proj);
 631                                 if (mode_is_datab(mode))
 632                                         assure_different_constraints(proj, irn, walk_env);
 633                         }
 634                 } else if (mode_is_datab(mode)) {
 635                         assure_different_constraints(irn, irn, walk_env);
 636                 }
 637         }
 638 }
 639
 640 /**
 641  * Melt all copykeeps pointing to the same node
 642  * (or Projs of the same node), copying the same operand.
 643  */
 644 static void melt_copykeeps(constraint_env_t *cenv) {
 645         be_irg_t *birg = cenv->birg;
 646         ir_graph *irg  = be_get_birg_irg(birg);
 647         ir_nodemap_iterator_t map_iter;
 648         ir_nodemap_entry_t    map_entry;
 649
 650         /* for all */
 651         foreach_ir_nodemap(&cenv->op_set, map_entry, map_iter) {
 652                 op_copy_assoc_t *entry = map_entry.data;
 653                 int     idx, num_ck;
 654                 ir_node *cp;
 655                 struct obstack obst;
 656                 ir_nodeset_iterator_t iter;
 657                 ir_node **ck_arr, **melt_arr;
 658
 659                 obstack_init(&obst);
 660
 661                 /* collect all copykeeps */
 662                 num_ck = idx = 0;
 663                 foreach_ir_nodeset(&entry->copies, cp, iter) {
 664                         if (be_is_CopyKeep(cp)) {
 665                                 obstack_grow(&obst, &cp, sizeof(cp));
 666                                 ++num_ck;
 667                         }
 668 #ifdef KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK
 669                         else {
 670                                 set_irn_mode(cp, mode_ANY);
 671                                 keep_alive(cp);
 672                         }
 673 #endif /* KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK */
 674                 }
 675
 676                 /* compare each copykeep with all other copykeeps */
 677                 ck_arr = (ir_node **)obstack_finish(&obst);
 678                 for (idx = 0; idx < num_ck; ++idx) {
 679                         ir_node *ref, *ref_mode_T;
 680
 681                         if (ck_arr[idx]) {
 682                                 int j, n_melt;
 683                                 ir_node **new_ck_in;
 684                                 ir_node *new_ck;
 685                                 ir_node *sched_pt = NULL;
 686
 687                                 n_melt     = 1;
 688                                 ref        = ck_arr[idx];
 689                                 ref_mode_T = skip_Proj(get_irn_n(ref, 1));
 690                                 obstack_grow(&obst, &ref, sizeof(ref));
 691
 692                                 DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "Trying to melt %+F:\n", ref));
 693
 694                                 /* check for copykeeps pointing to the same mode_T node as the reference copykeep */
 695                                 for (j = 0; j < num_ck; ++j) {
 696                                         ir_node *cur_ck = ck_arr[j];
 697
 698                                         if (j != idx && cur_ck && skip_Proj(get_irn_n(cur_ck, 1)) == ref_mode_T) {
 699                                                 obstack_grow(&obst, &cur_ck, sizeof(cur_ck));
 700                                                 ir_nodeset_remove(&entry->copies, cur_ck);
 701                                                 DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "\t%+F\n", cur_ck));
 702                                                 ck_arr[j] = NULL;
 703                                                 ++n_melt;
 704                                                 sched_remove(cur_ck);
 705                                         }
 706                                 }
 707                                 ck_arr[idx] = NULL;
 708
 709                                 /* check, if we found some candidates for melting */
 710                                 if (n_melt == 1) {
 711                                         DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "\tno candidate found\n"));
 712                                         continue;
 713                                 }
 714
 715                                 ir_nodeset_remove(&entry->copies, ref);
 716                                 sched_remove(ref);
 717
 718                                 melt_arr = (ir_node **)obstack_finish(&obst);
 719                                 /* melt all found copykeeps */
 720                                 NEW_ARR_A(ir_node *, new_ck_in, n_melt);
 721                                 for (j = 0; j < n_melt; ++j) {
 722                                         new_ck_in[j] = get_irn_n(melt_arr[j], 1);
 723
 724                                         /* now, we can kill the melted keep, except the */
 725                                         /* ref one, we still need some information      */
 726                                         if (melt_arr[j] != ref)
 727                                                 kill_node(melt_arr[j]);
 728                                 }
 729
 730 #ifdef KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK
 731                                 new_ck = be_new_CopyKeep(entry->cls, irg, get_nodes_block(ref), be_get_CopyKeep_op(ref), n_melt, new_ck_in, mode_ANY);
 732                                 keep_alive(new_ck);
 733 #else
 734                                 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));
 735 #endif /* KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK */
 736
 737                                 /* set register class for all kept inputs */
 738                                 for (j = 1; j <= n_melt; ++j)
 739                                         be_node_set_reg_class(new_ck, j, entry->cls);
 740
 741                                 ir_nodeset_insert(&entry->copies, new_ck);
 742
 743                                 /* find scheduling point */
 744                                 sched_pt = ref_mode_T;
 745                                 do {
 746                                         /* just walk along the schedule until a non-Keep/CopyKeep node is found */
 747                                         sched_pt = sched_next(sched_pt);
 748                                 } while (be_is_Keep(sched_pt) || be_is_CopyKeep(sched_pt));
 749
 750                                 sched_add_before(sched_pt, new_ck);
 751                                 DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "created %+F, scheduled before %+F\n", new_ck, sched_pt));
 752
 753                                 /* finally: kill the reference copykeep */
 754                                 kill_node(ref);
 755                         }
 756                 }
 757
 758                 obstack_free(&obst, NULL);
 759         }
 760 }
 761
 762 /**
 763  * Walks over all nodes to assure register constraints.
 764  *
 765  * @param birg  The birg structure containing the irg
 766  */
 767 void assure_constraints(be_irg_t *birg) {
 768         ir_graph              *irg = be_get_birg_irg(birg);
 769         constraint_env_t      cenv;
 770         ir_node               **nodes;
 771         ir_nodemap_iterator_t map_iter;
 772         ir_nodemap_entry_t    map_entry;
 773
 774         FIRM_DBG_REGISTER(dbg_constr, "firm.be.lower.constr");
 775
 776         cenv.birg = birg;
 777         ir_nodemap_init(&cenv.op_set);
 778         obstack_init(&cenv.obst);
 779
 780         irg_block_walk_graph(irg, NULL, assure_constraints_walker, &cenv);
 781
 782         /* melt copykeeps, pointing to projs of */
 783         /* the same mode_T node and keeping the */
 784         /* same operand                         */
 785         melt_copykeeps(&cenv);
 786
 787         /* for all */
 788         foreach_ir_nodemap(&cenv.op_set, map_entry, map_iter) {
 789                 op_copy_assoc_t *entry = map_entry.data;
 790                 int     n;
 791                 ir_node *cp;
 792                 ir_nodeset_iterator_t iter;
 793                 be_ssa_construction_env_t senv;
 794
 795                 n     = ir_nodeset_size(&entry->copies);
 796                 nodes = alloca(n * sizeof(nodes[0]));
 797
 798                 /* put the node in an array */
 799                 DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "introduce copies for %+F ", map_entry.node));
 800
 801                 /* collect all copies */
 802                 n = 0;
 803                 foreach_ir_nodeset(&entry->copies, cp, iter) {
 804                         nodes[n++] = cp;
 805                         DB((dbg_constr, LEVEL_1, ", %+F ", cp));
 806                 }
 807
 808                 DB((dbg_constr, LEVEL_1, "\n"));
 809
 810                 /* introduce the copies for the operand and it's copies */
 811                 be_ssa_construction_init(&senv, birg);
 812                 be_ssa_construction_add_copy(&senv, map_entry.node);
 813                 be_ssa_construction_add_copies(&senv, nodes, n);
 814                 be_ssa_construction_fix_users(&senv, map_entry.node);
 815                 be_ssa_construction_destroy(&senv);
 816
 817                 /* Could be that not all CopyKeeps are really needed, */
 818                 /* so we transform unnecessary ones into Keeps.       */
 819                 foreach_ir_nodeset(&entry->copies, cp, iter) {
 820                         if (be_is_CopyKeep(cp) && get_irn_n_edges(cp) < 1) {
 821                                 ir_node *keep;
 822                                 int     n = get_irn_arity(cp);
 823
 824                                 keep = be_new_Keep(arch_get_irn_reg_class(cp, -1),
 825                                         irg, get_nodes_block(cp), n, get_irn_in(cp) + 1);
 826                                 sched_add_before(cp, keep);
 827
 828                                 /* Set all ins (including the block) of the CopyKeep BAD to keep the verifier happy. */
 829                                 sched_remove(cp);
 830                                 kill_node(cp);
 831                         }
 832                 }
 833
 834                 ir_nodeset_destroy(&entry->copies);
 835         }
 836
 837         ir_nodemap_destroy(&cenv.op_set);
 838         obstack_free(&cenv.obst, NULL);
 839         be_liveness_invalidate(be_get_birg_liveness(birg));
 840 }
 841
 842
 843 /**
 844  * Push nodes that do not need to be permed through the Perm.
 845  * This is commonly a reload cascade at block ends.
 846  * @note This routine needs interference.
 847  * @note Probably, we can implement it a little more efficient.
 848  *       Especially searching the frontier lazily might be better.
 849  *
 850  * @param perm The perm
 851  * @param env  The lowerer environment
 852  *
 853  * @return     1, if there is something left to perm over.
 854  *             0, if removed the complete perm.
 855  */
 856 static int push_through_perm(ir_node *perm, lower_env_t *env)
 857 {
 858         ir_graph *irg     = get_irn_irg(perm);
 859         ir_node *bl       = get_nodes_block(perm);
 860         ir_node *node;
 861         int  arity        = get_irn_arity(perm);
 862         int *map;
 863         int *proj_map;
 864         bitset_t *moved   = bitset_alloca(arity);
 865         int n_moved;
 866         int new_size;
 867         ir_node *frontier = bl;
 868
 869         int i, n;
 870         const ir_edge_t *edge;
 871         ir_node *one_proj = NULL, *irn;
 872         const arch_register_class_t *cls = NULL;
 873
 874         DBG((dbg_permmove, LEVEL_1, "perm move %+F irg %+F\n", perm, irg));
 875
 876         /* get some Proj and find out the register class of that Proj. */
 877         edge     = get_irn_out_edge_first_kind(perm, EDGE_KIND_NORMAL);
 878         one_proj = get_edge_src_irn(edge);
 879         assert(is_Proj(one_proj));
 880         cls      = arch_get_irn_reg_class(one_proj, -1);
 881
 882         /* Find the point in the schedule after which the
 883          * potentially movable nodes must be defined.
 884          * A Perm will only be pushed up to first instruction
 885          * which lets an operand of itself die.
 886          * If we would allow to move the Perm above this instruction,
 887          * the former dead operand would be live now at the point of
 888          * the Perm, increasing the register pressure by one.
 889          */
 890         sched_foreach_reverse_from(sched_prev(perm), irn) {
 891                 for (i = get_irn_arity(irn) - 1; i >= 0; --i) {
 892                         ir_node *op = get_irn_n(irn, i);
 893                         if (arch_irn_consider_in_reg_alloc(cls, op) &&
 894                             !values_interfere(env->birg, op, one_proj)) {
 895                                 frontier = irn;
 896                                 goto found_front;
 897                         }
 898                 }
 899         }
 900 found_front:
 901
 902         DBG((dbg_permmove, LEVEL_2, "\tfrontier: %+F\n", frontier));
 903
 904         node = sched_prev(perm);
 905         n_moved = 0;
 906         while (!sched_is_begin(node)) {
 907                 const arch_register_req_t *req;
 908                 int                        input = -1;
 909                 ir_node                   *proj;
 910
 911                 /* search if node is a INPUT of Perm */
 912                 foreach_out_edge(perm, edge) {
 913                         ir_node *out = get_edge_src_irn(edge);
 914                         int      pn  = get_Proj_proj(out);
 915                         ir_node *in  = get_irn_n(perm, pn);
 916                         if (node == in) {
 917                                 proj  = out;
 918                                 input = pn;
 919                                 break;
 920                         }
 921                 }
 922                 /* it wasn't an input to the perm, we can't do anything more */
 923                 if (input < 0)
 924                         break;
 925                 if (!sched_comes_after(frontier, node))
 926                         break;
 927                 if (arch_irn_is(node, modify_flags))
 928                         break;
 929                 req = arch_get_register_req_out(node);
 930                 if (req->type != arch_register_req_type_normal)
 931                         break;
 932                 for (i = get_irn_arity(node) - 1; i >= 0; --i) {
 933                         ir_node *opop = get_irn_n(node, i);
 934                         if (arch_irn_consider_in_reg_alloc(cls, opop)) {
 935                                 break;
 936                         }
 937                 }
 938                 if (i >= 0)
 939                         break;
 940
 941                 DBG((dbg_permmove, LEVEL_2, "\tmoving %+F after %+F, killing %+F\n", node, perm, proj));
 942
 943                 /* move the movable node in front of the Perm */
 944                 sched_remove(node);
 945                 sched_add_after(perm, node);
 946
 947                 /* give it the proj's register */
 948                 arch_set_irn_register(node, arch_get_irn_register(proj));
 949
 950                 /* reroute all users of the proj to the moved node. */
 951                 edges_reroute(proj, node, irg);
 952
 953                 /* and kill it */
 954                 set_Proj_pred(proj, new_Bad());
 955                 kill_node(proj);
 956
 957                 bitset_set(moved, input);
 958                 n_moved++;
 959
 960                 node = sched_prev(node);
 961         }
 962
 963         /* well, we could not push anything through the perm */
 964         if(n_moved == 0)
 965                 return 1;
 966
 967         new_size = arity - n_moved;
 968         if(new_size == 0) {
 969                 return 0;
 970         }
 971
 972         map      = alloca(new_size * sizeof(map[0]));
 973         proj_map = alloca(arity * sizeof(proj_map[0]));
 974         memset(proj_map, -1, sizeof(proj_map[0]));
 975         n   = 0;
 976         for (i = 0; i < arity; ++i) {
 977                 if (bitset_is_set(moved, i))
 978                         continue;
 979                 map[n]      = i;
 980                 proj_map[i] = n;
 981                 n++;
 982         }
 983         assert(n == new_size);
 984         foreach_out_edge(perm, edge) {
 985                 ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
 986                 int      pn   = get_Proj_proj(proj);
 987                 pn = proj_map[pn];
 988                 assert(pn >= 0);
 989                 set_Proj_proj(proj, pn);
 990         }
 991
 992         be_Perm_reduce(perm, new_size, map);
 993         return 1;
 994 }
 995
 996 /**
 997  * Calls the corresponding lowering function for the node.
 998  *
 999  * @param irn      The node to be checked for lowering
1000  * @param walk_env The walker environment
1001  */
1002 static void lower_nodes_after_ra_walker(ir_node *irn, void *walk_env)
1003 {
1004         int perm_stayed;
1005
1006         if (!be_is_Perm(irn))
1007                 return;
1008
1009         perm_stayed = push_through_perm(irn, walk_env);
1010         if (perm_stayed)
1011                 lower_perm_node(irn, walk_env);
1012 }
1013
1014 /**
1015  * Walks over all blocks in an irg and performs lowering need to be
1016  * done after register allocation (e.g. perm lowering).
1017  *
1018  * @param birg      The birg object
1019  * @param do_copy   1 == resolve cycles with a free reg if available
1020  */
1021 void lower_nodes_after_ra(be_irg_t *birg, int do_copy) {
1022         lower_env_t env;
1023         ir_graph    *irg;
1024
1025         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.be.lower");
1026         FIRM_DBG_REGISTER(dbg_permmove, "firm.be.lower.permmove");
1027
1028         env.birg    = birg;
1029         env.do_copy = do_copy;
1030
1031         /* we will need interference */
1032         be_liveness_assure_chk(be_get_birg_liveness(birg));
1033
1034         irg = be_get_birg_irg(birg);
1035         irg_walk_graph(irg, NULL, lower_nodes_after_ra_walker, &env);
1036 }