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 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  28 #include "config.h"
  29 #endif
  30
  31 #include <stdlib.h>
  32
  33 #include "ircons.h"
  34 #include "debug.h"
  35 #include "irhooks.h"
  36 #include "xmalloc.h"
  37 #include "irnodeset.h"
  38 #include "irgmod.h"
  39 #include "iredges_t.h"
  40 #include "irgwalk.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 op with it's copy and CopyKeep. */
  53 typedef struct {
  54         ir_node *op;         /**< an irn which must be different */
  55         ir_nodeset_t copies; /**< all non-spillable copies of this irn */
  56         const arch_register_class_t *cls;
  57 } op_copy_assoc_t;
  58
  59 /** Environment for constraints. */
  60 typedef struct {
  61         be_irg_t       *birg;
  62         pset           *op_set;
  63         struct obstack obst;
  64         DEBUG_ONLY(firm_dbg_module_t *dbg;)
  65 } constraint_env_t;
  66
  67 /** Lowering walker environment. */
  68 typedef struct _lower_env_t {
  69         be_irg_t         *birg;
  70         const arch_env_t *arch_env;
  71         unsigned          do_copy : 1;
  72         DEBUG_ONLY(firm_dbg_module_t *dbg_module;)
  73 } lower_env_t;
  74
  75 /** Holds a Perm register pair. */
  76 typedef struct _reg_pair_t {
  77         const arch_register_t *in_reg;    /**< a perm IN register */
  78         ir_node               *in_node;   /**< the in node to which the register belongs */
  79
  80         const arch_register_t *out_reg;   /**< a perm OUT register */
  81         ir_node               *out_node;  /**< the out node to which the register belongs */
  82
  83         int                    checked;   /**< indicates whether the pair was check for cycle or not */
  84 } reg_pair_t;
  85
  86 typedef enum _perm_type_t {
  87         PERM_CYCLE,
  88         PERM_CHAIN,
  89         PERM_SWAP,
  90         PERM_COPY
  91 } perm_type_t;
  92
  93 /** Structure to represent cycles or chains in a Perm. */
  94 typedef struct _perm_cycle_t {
  95         const arch_register_t **elems;       /**< the registers in the cycle */
  96         int                     n_elems;     /**< number of elements in the cycle */
  97         perm_type_t             type;        /**< type (CHAIN or CYCLE) */
  98 } perm_cycle_t;
  99
 100 /** Compare the two operands. */
 101 static int cmp_op_copy_assoc(const void *a, const void *b) {
 102         const op_copy_assoc_t *op1 = a;
 103         const op_copy_assoc_t *op2 = b;
 104
 105         return op1->op != op2->op;
 106 }
 107
 108 /** Compare the in registers of two register pairs. */
 109 static int compare_reg_pair(const void *a, const void *b) {
 110         const reg_pair_t *pair_a = a;
 111         const reg_pair_t *pair_b = b;
 112
 113         if (pair_a->in_reg->index > pair_b->in_reg->index)
 114                 return 1;
 115         else
 116                 return -1;
 117 }
 118
 119 /** returns the number register pairs marked as checked. */
 120 static int get_n_checked_pairs(reg_pair_t *pairs, int n) {
 121         int i, n_checked = 0;
 122
 123         for (i = 0; i < n; i++) {
 124                 if (pairs[i].checked)
 125                         n_checked++;
 126         }
 127
 128         return n_checked;
 129 }
 130
 131 /**
 132  * Gets the node corresponding to a register from an array of register pairs.
 133  * NOTE: The given registers pairs and the register to look for must belong
 134  *       to the same register class.
 135  *
 136  * @param pairs  The array of register pairs
 137  * @param n      The number of pairs
 138  * @param reg    The register to look for
 139  * @param in_out 0 == look for IN register, 1 == look for OUT register
 140  * @return The corresponding node or NULL if not found
 141  */
 142 static ir_node *get_node_for_register(reg_pair_t *pairs, int n, const arch_register_t *reg, int in_out) {
 143         int i;
 144
 145         if (in_out) {
 146                 for (i = 0; i < n; i++) {
 147                         /* out register matches */
 148                         if (pairs[i].out_reg->index == reg->index)
 149                                 return pairs[i].out_node;
 150                 }
 151         }
 152         else {
 153                 for (i = 0; i < n; i++) {
 154                         /* in register matches */
 155                         if (pairs[i].in_reg->index == reg->index)
 156                                 return pairs[i].in_node;
 157                 }
 158         }
 159
 160         return NULL;
 161 }
 162
 163 /**
 164  * Gets the index in the register pair array where the in/out register
 165  * corresponds to reg_idx.
 166  *
 167  * @param pairs  The array of register pairs
 168  * @param n      The number of pairs
 169  * @param reg    The register index to look for
 170  * @param in_out 0 == look for IN register, 1 == look for OUT register
 171  * @return The corresponding index in pairs or -1 if not found
 172  */
 173 static int get_pairidx_for_regidx(reg_pair_t *pairs, int n, int reg_idx, int in_out) {
 174         int i;
 175
 176         if (in_out) {
 177                 for (i = 0; i < n; i++) {
 178                         /* out register matches */
 179                         if ((int) pairs[i].out_reg->index == reg_idx)
 180                                 return i;
 181                 }
 182         }
 183         else {
 184                 for (i = 0; i < n; i++) {
 185                         /* in register matches */
 186                         if ((int) pairs[i].in_reg->index == reg_idx)
 187                                 return i;
 188                 }
 189         }
 190
 191         return -1;
 192 }
 193
 194 /**
 195  * Gets an array of register pairs and tries to identify a cycle or chain starting
 196  * at position start.
 197  *
 198  * @param cycle Variable to hold the cycle
 199  * @param pairs Array of register pairs
 200  * @param start Index to start
 201  * @return The cycle or chain
 202  */
 203 static perm_cycle_t *get_perm_cycle(perm_cycle_t *cycle, reg_pair_t *pairs, int n, int start) {
 204         int head         = pairs[start].in_reg->index;
 205         int cur_idx      = pairs[start].out_reg->index;
 206         int cur_pair_idx = start;
 207         int n_pairs_done = get_n_checked_pairs(pairs, n);
 208         int idx;
 209         perm_type_t cycle_tp = PERM_CYCLE;
 210
 211         /* We could be right in the middle of a chain, so we need to find the start */
 212         while (head != cur_idx) {
 213                 /* goto previous register in cycle or chain */
 214                 cur_pair_idx = get_pairidx_for_regidx(pairs, n, head, 1);
 215
 216                 if (cur_pair_idx < 0) {
 217                         cycle_tp = PERM_CHAIN;
 218                         break;
 219                 }
 220                 else {
 221                         head  = pairs[cur_pair_idx].in_reg->index;
 222                         start = cur_pair_idx;
 223                 }
 224         }
 225
 226         /* assume worst case: all remaining pairs build a cycle or chain */
 227         cycle->elems    = xcalloc((n - n_pairs_done) * 2, sizeof(cycle->elems[0]));
 228         cycle->n_elems  = 2;  /* initial number of elements is 2 */
 229         cycle->elems[0] = pairs[start].in_reg;
 230         cycle->elems[1] = pairs[start].out_reg;
 231         cycle->type     = cycle_tp;
 232         cur_idx         = pairs[start].out_reg->index;
 233
 234         idx = 2;
 235         /* check for cycle or end of a chain */
 236         while (cur_idx != head) {
 237                 /* goto next register in cycle or chain */
 238                 cur_pair_idx = get_pairidx_for_regidx(pairs, n, cur_idx, 0);
 239
 240                 if (cur_pair_idx < 0)
 241                         break;
 242
 243                 cur_idx = pairs[cur_pair_idx].out_reg->index;
 244
 245                 /* it's not the first element: insert it */
 246                 if (cur_idx != head) {
 247                         cycle->elems[idx++] = pairs[cur_pair_idx].out_reg;
 248                         cycle->n_elems++;
 249                 }
 250                 else {
 251                         /* we are there where we started -> CYCLE */
 252                         cycle->type = PERM_CYCLE;
 253                 }
 254         }
 255
 256         /* mark all pairs having one in/out register with cycle in common as checked */
 257         for (idx = 0; idx < cycle->n_elems; idx++) {
 258                 cur_pair_idx = get_pairidx_for_regidx(pairs, n, cycle->elems[idx]->index, 0);
 259
 260                 if (cur_pair_idx >= 0)
 261                         pairs[cur_pair_idx].checked = 1;
 262
 263                 cur_pair_idx = get_pairidx_for_regidx(pairs, n, cycle->elems[idx]->index, 1);
 264
 265                 if (cur_pair_idx >= 0)
 266                         pairs[cur_pair_idx].checked = 1;
 267         }
 268
 269         return cycle;
 270 }
 271
 272 /**
 273  * Lowers a perm node.  Resolves cycles and creates a bunch of
 274  * copy and swap operations to permute registers.
 275  * Note: The caller of this function has to make sure, that irn
 276  *       is a Perm node.
 277  *
 278  * @param irn      The perm node
 279  * @param block    The block the perm node belongs to
 280  * @param walk_env The environment
 281  */
 282 static void lower_perm_node(ir_node *irn, void *walk_env) {
 283         ir_graph        *irg = get_irn_irg(irn);
 284         const arch_register_class_t *reg_class;
 285         const arch_env_t            *arch_env;
 286         lower_env_t     *env         = walk_env;
 287         int             real_size    = 0;
 288         int             keep_perm    = 0;
 289         int             n, i, pn, do_copy, j, n_ops;
 290         reg_pair_t      *pairs;
 291         const ir_edge_t *edge;
 292         perm_cycle_t    *cycle;
 293         ir_node         *sched_point, *block, *in[2];
 294         ir_node         *arg1, *arg2, *res1, *res2;
 295         ir_node         *cpyxchg = NULL;
 296         DEBUG_ONLY(firm_dbg_module_t *mod;)
 297
 298         arch_env = env->arch_env;
 299         do_copy  = env->do_copy;
 300         DEBUG_ONLY(mod = env->dbg_module;)
 301         block    = get_nodes_block(irn);
 302
 303         /*
 304                 Get the schedule predecessor node to the perm
 305                 NOTE: This works with auto-magic. If we insert the
 306                         new copy/exchange nodes after this node, everything
 307                         should be ok.
 308         */
 309         sched_point = sched_prev(irn);
 310         DBG((mod, LEVEL_1, "perm: %+F\n", irn));
 311         DBG((mod, LEVEL_1, "sched point is %+F\n", sched_point));
 312         assert(sched_point && "Perm is not scheduled or has no predecessor");
 313
 314         n = get_irn_arity(irn);
 315         assert(n == get_irn_n_edges(irn) && "perm's in and out numbers different");
 316
 317         reg_class = arch_get_irn_register(arch_env, get_irn_n(irn, 0))->reg_class;
 318         pairs     = alloca(n * sizeof(pairs[0]));
 319
 320         /* build the list of register pairs (in, out) */
 321         i = 0;
 322         foreach_out_edge(irn, edge) {
 323                 pairs[i].out_node = get_edge_src_irn(edge);
 324                 pn                = get_Proj_proj(pairs[i].out_node);
 325                 pairs[i].in_node  = get_irn_n(irn, pn);
 326
 327                 pairs[i].in_reg  = arch_get_irn_register(arch_env, pairs[i].in_node);
 328                 pairs[i].out_reg = arch_get_irn_register(arch_env, pairs[i].out_node);
 329
 330                 pairs[i].checked = 0;
 331                 i++;
 332         }
 333
 334         /* sort the register pairs by the indices of the in registers */
 335         qsort(pairs, n, sizeof(pairs[0]), compare_reg_pair);
 336
 337         /* Mark all equal pairs as checked, and exchange the OUT proj with
 338                 the IN node. */
 339         for (i = 0; i < n; i++) {
 340                 if (pairs[i].in_reg->index == pairs[i].out_reg->index) {
 341                         DBG((mod, LEVEL_1, "%+F removing equal perm register pair (%+F, %+F, %s)\n",
 342                                 irn, pairs[i].in_node, pairs[i].out_node, pairs[i].out_reg->name));
 343
 344                         /* We have to check for a special case:
 345                                 The in-node could be a Proj from a Perm. In this case,
 346                                 we need to correct the projnum */
 347                         if (be_is_Perm(pairs[i].in_node) && is_Proj(pairs[i].in_node)) {
 348                                 set_Proj_proj(pairs[i].out_node, get_Proj_proj(pairs[i].in_node));
 349                         }
 350
 351                         /* reroute the edges from the proj to the argument */
 352                         exchange(pairs[i].out_node, pairs[i].in_node);
 353                         //edges_reroute(pairs[i].out_node, pairs[i].in_node, env->birg->irg);
 354                         //set_irn_n(pairs[i].out_node, 0, new_Bad());
 355
 356                         pairs[i].checked = 1;
 357                 }
 358         }
 359
 360         /* Set do_copy to 0 if it's on but we have no free register */
 361         if (do_copy) {
 362                 do_copy = 0;
 363         }
 364
 365         real_size = n - get_n_checked_pairs(pairs, n);
 366
 367         be_do_stat_perm(reg_class->name, reg_class->n_regs, irn, block, n, real_size);
 368
 369         /* check for cycles and chains */
 370         while (get_n_checked_pairs(pairs, n) < n) {
 371                 i = n_ops = 0;
 372
 373                 /* go to the first not-checked pair */
 374                 while (pairs[i].checked) i++;
 375                 cycle = xcalloc(1, sizeof(*cycle));
 376                 cycle = get_perm_cycle(cycle, pairs, n, i);
 377
 378                 DB((mod, LEVEL_1, "%+F: following %s created:\n  ", irn, cycle->type == PERM_CHAIN ? "chain" : "cycle"));
 379                 for (j = 0; j < cycle->n_elems; j++) {
 380                         DB((mod, LEVEL_1, " %s", cycle->elems[j]->name));
 381                 }
 382                 DB((mod, LEVEL_1, "\n"));
 383
 384                 /*
 385                         We don't need to do anything if we have a Perm with two
 386                         elements which represents a cycle, because those nodes
 387                         already represent exchange nodes
 388                 */
 389                 if (n == 2 && cycle->type == PERM_CYCLE) {
 390                         free(cycle);
 391                         keep_perm = 1;
 392                         continue;
 393                 }
 394
 395 //TODO: - iff PERM_CYCLE && do_copy -> determine free temp reg and insert copy to/from it before/after
 396 //        the copy cascade (this reduces the cycle into a chain)
 397
 398                 /* build copy/swap nodes from back to front */
 399                 for (i = cycle->n_elems - 2; i >= 0; i--) {
 400                         arg1 = get_node_for_register(pairs, n, cycle->elems[i], 0);
 401                         arg2 = get_node_for_register(pairs, n, cycle->elems[i + 1], 0);
 402
 403                         res1 = get_node_for_register(pairs, n, cycle->elems[i], 1);
 404                         res2 = get_node_for_register(pairs, n, cycle->elems[i + 1], 1);
 405                         /*
 406                                 If we have a cycle and don't copy: we need to create exchange nodes
 407                                 NOTE: An exchange node is a perm node with 2 INs and 2 OUTs
 408                                 IN_1  = in node with register i
 409                                 IN_2  = in node with register i + 1
 410                                 OUT_1 = out node with register i + 1
 411                                 OUT_2 = out node with register i
 412                         */
 413                         if (cycle->type == PERM_CYCLE && !do_copy) {
 414                                 in[0] = arg1;
 415                                 in[1] = arg2;
 416
 417                                 /* At this point we have to handle the following problem:     */
 418                                 /*                                                            */
 419                                 /* If we have a cycle with more than two elements, then       */
 420                                 /* this could correspond to the following Perm node:          */
 421                                 /*                                                            */
 422                                 /*   +----+   +----+   +----+                                 */
 423                                 /*   | r1 |   | r2 |   | r3 |                                 */
 424                                 /*   +-+--+   +-+--+   +--+-+                                 */
 425                                 /*     |        |         |                                   */
 426                                 /*     |        |         |                                   */
 427                                 /*   +-+--------+---------+-+                                 */
 428                                 /*   |         Perm         |                                 */
 429                                 /*   +-+--------+---------+-+                                 */
 430                                 /*     |        |         |                                   */
 431                                 /*     |        |         |                                   */
 432                                 /*   +-+--+   +-+--+   +--+-+                                 */
 433                                 /*   |Proj|   |Proj|   |Proj|                                 */
 434                                 /*   | r2 |   | r3 |   | r1 |                                 */
 435                                 /*   +----+   +----+   +----+                                 */
 436                                 /*                                                            */
 437                                 /* This node is about to be split up into two 2x Perm's       */
 438                                 /* for which we need 4 Proj's and the one additional Proj     */
 439                                 /* of the first Perm has to be one IN of the second. So in    */
 440                                 /* general we need to create one additional Proj for each     */
 441                                 /* "middle" Perm and set this to one in node of the successor */
 442                                 /* Perm.                                                      */
 443
 444                                 DBG((mod, LEVEL_1, "%+F creating exchange node (%+F, %s) and (%+F, %s) with\n",
 445                                         irn, arg1, cycle->elems[i]->name, arg2, cycle->elems[i + 1]->name));
 446                                 DBG((mod, LEVEL_1, "%+F                        (%+F, %s) and (%+F, %s)\n",
 447                                         irn, res1, cycle->elems[i]->name, res2, cycle->elems[i + 1]->name));
 448
 449                                 cpyxchg = be_new_Perm(reg_class, irg, block, 2, in);
 450                                 n_ops++;
 451
 452                                 if (i > 0) {
 453                                         /* cycle is not done yet */
 454                                         int pidx = get_pairidx_for_regidx(pairs, n, cycle->elems[i]->index, 0);
 455
 456                                         /* create intermediate proj */
 457                                         res1 = new_r_Proj(irg, block, cpyxchg, get_irn_mode(res1), 0);
 458
 459                                         /* set as in for next Perm */
 460                                         pairs[pidx].in_node = res1;
 461                                 }
 462
 463                                 set_Proj_pred(res2, cpyxchg);
 464                                 set_Proj_proj(res2, 0);
 465                                 set_Proj_pred(res1, cpyxchg);
 466                                 set_Proj_proj(res1, 1);
 467
 468                                 arch_set_irn_register(arch_env, res2, cycle->elems[i + 1]);
 469                                 arch_set_irn_register(arch_env, res1, cycle->elems[i]);
 470
 471                                 /* insert the copy/exchange node in schedule after the magic schedule node (see above) */
 472                                 sched_add_after(sched_point, cpyxchg);
 473
 474                                 DBG((mod, LEVEL_1, "replacing %+F with %+F, placed new node after %+F\n", irn, cpyxchg, sched_point));
 475
 476                                 /* set the new scheduling point */
 477                                 sched_point = res1;
 478                         }
 479                         else {
 480                                 DBG((mod, LEVEL_1, "%+F creating copy node (%+F, %s) -> (%+F, %s)\n",
 481                                         irn, arg1, cycle->elems[i]->name, res2, cycle->elems[i + 1]->name));
 482
 483                                 cpyxchg = be_new_Copy(reg_class, irg, block, arg1);
 484                                 arch_set_irn_register(arch_env, cpyxchg, cycle->elems[i + 1]);
 485                                 n_ops++;
 486
 487                                 /* exchange copy node and proj */
 488                                 exchange(res2, cpyxchg);
 489
 490                                 /* insert the copy/exchange node in schedule after the magic schedule node (see above) */
 491                                 sched_add_after(sched_point, cpyxchg);
 492
 493                                 /* set the new scheduling point */
 494                                 sched_point = cpyxchg;
 495                         }
 496                 }
 497
 498                 be_do_stat_permcycle(reg_class->name, irn, block, cycle->type == PERM_CHAIN, cycle->n_elems, n_ops);
 499
 500                 free((void *) cycle->elems);
 501                 free(cycle);
 502         }
 503
 504         /* remove the perm from schedule */
 505         if (! keep_perm) {
 506                 sched_remove(irn);
 507                 kill_node(irn);
 508         }
 509 }
 510
 511
 512
 513 static int has_irn_users(const ir_node *irn) {
 514         return get_irn_out_edge_first_kind(irn, EDGE_KIND_NORMAL) != 0;
 515 }
 516
 517 /**
 518  * Skip all Proj nodes.
 519  */
 520 static INLINE ir_node *belower_skip_proj(ir_node *irn) {
 521         while(is_Proj(irn))
 522                 irn = get_Proj_pred(irn);
 523         return irn;
 524 }
 525
 526 static ir_node *find_copy(constraint_env_t *env, ir_node *irn, ir_node *op) {
 527         const arch_env_t *arch_env = be_get_birg_arch_env(env->birg);
 528         ir_node          *block    = get_nodes_block(irn);
 529         ir_node          *cur_node;
 530
 531         for (cur_node = sched_prev(irn);
 532                 ! is_Block(cur_node) && be_is_Copy(cur_node) && get_nodes_block(cur_node) == block;
 533                 cur_node = sched_prev(cur_node))
 534         {
 535                 if (be_get_Copy_op(cur_node) == op && arch_irn_is(arch_env, cur_node, dont_spill))
 536                         return cur_node;
 537         }
 538
 539         return NULL;
 540 }
 541
 542 static void gen_assure_different_pattern(ir_node *irn, ir_node *other_different, constraint_env_t *env) {
 543         be_irg_t                    *birg     = env->birg;
 544         ir_graph                    *irg      = be_get_birg_irg(birg);
 545         pset                        *op_set   = env->op_set;
 546         const arch_env_t            *arch_env = be_get_birg_arch_env(birg);
 547         ir_node                     *block    = get_nodes_block(irn);
 548         const arch_register_class_t *cls      = arch_get_irn_reg_class(arch_env, other_different, -1);
 549         ir_node                     *in[2], *keep, *cpy;
 550         op_copy_assoc_t             key, *entry;
 551         DEBUG_ONLY(firm_dbg_module_t *mod     = env->dbg;)
 552
 553         if (arch_irn_is(arch_env, other_different, ignore) || ! mode_is_datab(get_irn_mode(other_different))) {
 554                 DBG((mod, LEVEL_1, "ignore constraint for %+F because other_irn is ignore or not a datab node\n", irn));
 555                 return;
 556         }
 557
 558         /* Make a not spillable copy of the different node   */
 559         /* this is needed because the different irn could be */
 560         /* in block far far away                             */
 561         /* The copy is optimized later if not needed         */
 562
 563         /* check if already exists such a copy in the schedule immediately before */
 564         cpy = find_copy(env, belower_skip_proj(irn), other_different);
 565         if (! cpy) {
 566                 cpy = be_new_Copy(cls, irg, block, other_different);
 567                 be_node_set_flags(cpy, BE_OUT_POS(0), arch_irn_flags_dont_spill);
 568                 DBG((mod, LEVEL_1, "created non-spillable %+F for value %+F\n", cpy, other_different));
 569         }
 570         else {
 571                 DBG((mod, LEVEL_1, "using already existing %+F for value %+F\n", cpy, other_different));
 572         }
 573
 574         in[0] = irn;
 575         in[1] = cpy;
 576
 577         /* Add the Keep resp. CopyKeep and reroute the users */
 578         /* of the other_different irn in case of CopyKeep.   */
 579         if (has_irn_users(other_different)) {
 580                 keep = be_new_CopyKeep_single(cls, irg, block, cpy, irn, get_irn_mode(other_different));
 581                 be_node_set_reg_class(keep, 1, cls);
 582         }
 583         else {
 584                 keep = be_new_Keep(cls, irg, block, 2, in);
 585         }
 586
 587         DBG((mod, LEVEL_1, "created %+F(%+F, %+F)\n\n", keep, irn, cpy));
 588
 589         /* insert copy and keep into schedule */
 590         assert(sched_is_scheduled(irn) && "need schedule to assure constraints");
 591         if (! sched_is_scheduled(cpy))
 592                 sched_add_before(belower_skip_proj(irn), cpy);
 593         sched_add_after(irn, keep);
 594
 595         /* insert the other different and it's copies into the set */
 596         key.op = other_different;
 597         entry  = pset_find(op_set, &key, hash_irn(other_different));
 598
 599         if (! entry) {
 600                 entry         = obstack_alloc(&env->obst, sizeof(*entry));
 601                 ir_nodeset_init(&entry->copies);
 602                 entry->op     = other_different;
 603                 entry->cls    = cls;
 604         }
 605
 606         /* insert copy */
 607         ir_nodeset_insert(&entry->copies, cpy);
 608
 609         /* insert keep in case of CopyKeep */
 610         if (be_is_CopyKeep(keep)) {
 611                 ir_nodeset_insert(&entry->copies, keep);
 612         }
 613
 614         pset_insert(op_set, entry, hash_irn(other_different));
 615 }
 616
 617 /**
 618  * Checks if node has a should_be_different constraint in output
 619  * and adds a Keep then to assure the constraint.
 620  */
 621 static void assure_different_constraints(ir_node *irn, constraint_env_t *env) {
 622         const arch_register_req_t *req;
 623         const arch_env_t          *arch_env = be_get_birg_arch_env(env->birg);
 624
 625         req = arch_get_register_req(arch_env, irn, -1);
 626
 627         if (arch_register_req_is(req, should_be_different)) {
 628                 const unsigned other = req->other_different;
 629                 int i;
 630
 631                 if (arch_register_req_is(req, should_be_same)) {
 632                         const unsigned same = req->other_same;
 633
 634                         if (is_po2(other) && is_po2(same)) {
 635                                 int idx_other = ntz(other);
 636                                 int idx_same  = ntz(same);
 637
 638                                 /*
 639                                  * We can safely ignore a should_be_same x should_be_different y
 640                                  * IFF both inputs are equal!
 641                                  */
 642                                 if (get_irn_n(irn, idx_other) == get_irn_n(irn, idx_same)) {
 643                                         return;
 644                                 }
 645                         }
 646                 }
 647                 for (i = 0; 1U << i <= other; ++i) {
 648                         if (other & (1U << i)) {
 649                                 ir_node *different_from = get_irn_n(belower_skip_proj(irn), i);
 650                                 gen_assure_different_pattern(irn, different_from, env);
 651                         }
 652                 }
 653         }
 654 }
 655
 656 /**
 657  * Calls the functions to assure register constraints.
 658  *
 659  * @param irn      The node to be checked for lowering
 660  * @param walk_env The walker environment
 661  */
 662 static void assure_constraints_walker(ir_node *irn, void *walk_env) {
 663         if (is_Block(irn))
 664                 return;
 665
 666         if (sched_is_scheduled(irn) && mode_is_datab(get_irn_mode(irn)))
 667                 assure_different_constraints(irn, walk_env);
 668
 669         return;
 670 }
 671
 672 /**
 673  * Melt all copykeeps pointing to the same node
 674  * (or Projs of the same node), copying the same operand.
 675  */
 676 static void melt_copykeeps(constraint_env_t *cenv) {
 677         be_irg_t *birg = cenv->birg;
 678         ir_graph *irg  = be_get_birg_irg(birg);
 679         op_copy_assoc_t *entry;
 680
 681         /* for all */
 682         foreach_pset(cenv->op_set, entry) {
 683                 int     idx, num_ck;
 684                 ir_node *cp;
 685                 struct obstack obst;
 686                 ir_nodeset_iterator_t iter;
 687                 ir_node **ck_arr, **melt_arr;
 688
 689                 obstack_init(&obst);
 690
 691                 /* collect all copykeeps */
 692                 num_ck = idx = 0;
 693                 foreach_ir_nodeset(&entry->copies, cp, iter) {
 694                         if (be_is_CopyKeep(cp)) {
 695                                 obstack_grow(&obst, &cp, sizeof(cp));
 696                                 ++num_ck;
 697                         }
 698 #ifdef KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK
 699                         else {
 700                                 set_irn_mode(cp, mode_ANY);
 701                                 keep_alive(cp);
 702                         }
 703 #endif /* KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK */
 704                 }
 705
 706                 /* compare each copykeep with all other copykeeps */
 707                 ck_arr = (ir_node **)obstack_finish(&obst);
 708                 for (idx = 0; idx < num_ck; ++idx) {
 709                         ir_node *ref, *ref_mode_T;
 710
 711                         if (ck_arr[idx]) {
 712                                 int j, n_melt;
 713                                 ir_node **new_ck_in;
 714                                 ir_node *new_ck;
 715                                 ir_node *sched_pt = NULL;
 716
 717                                 n_melt     = 1;
 718                                 ref        = ck_arr[idx];
 719                                 ref_mode_T = skip_Proj(get_irn_n(ref, 1));
 720                                 obstack_grow(&obst, &ref, sizeof(ref));
 721
 722                                 DBG((cenv->dbg, LEVEL_1, "Trying to melt %+F:\n", ref));
 723
 724                                 /* check for copykeeps pointing to the same mode_T node as the reference copykeep */
 725                                 for (j = 0; j < num_ck; ++j) {
 726                                         ir_node *cur_ck = ck_arr[j];
 727
 728                                         if (j != idx && cur_ck && skip_Proj(get_irn_n(cur_ck, 1)) == ref_mode_T) {
 729                                                 obstack_grow(&obst, &cur_ck, sizeof(cur_ck));
 730                                                 ir_nodeset_remove(&entry->copies, cur_ck);
 731                                                 DBG((cenv->dbg, LEVEL_1, "\t%+F\n", cur_ck));
 732                                                 ck_arr[j] = NULL;
 733                                                 ++n_melt;
 734                                                 sched_remove(cur_ck);
 735                                         }
 736                                 }
 737                                 ck_arr[idx] = NULL;
 738
 739                                 /* check, if we found some candidates for melting */
 740                                 if (n_melt == 1) {
 741                                         DBG((cenv->dbg, LEVEL_1, "\tno candidate found\n"));
 742                                         continue;
 743                                 }
 744
 745                                 ir_nodeset_remove(&entry->copies, ref);
 746                                 sched_remove(ref);
 747
 748                                 melt_arr = (ir_node **)obstack_finish(&obst);
 749                                 /* melt all found copykeeps */
 750                                 NEW_ARR_A(ir_node *, new_ck_in, n_melt);
 751                                 for (j = 0; j < n_melt; ++j) {
 752                                         new_ck_in[j] = get_irn_n(melt_arr[j], 1);
 753
 754                                         /* now, we can kill the melted keep, except the */
 755                                         /* ref one, we still need some information      */
 756                                         if (melt_arr[j] != ref)
 757                                                 kill_node(melt_arr[j]);
 758                                 }
 759
 760 #ifdef KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK
 761                                 new_ck = be_new_CopyKeep(entry->cls, irg, get_nodes_block(ref), be_get_CopyKeep_op(ref), n_melt, new_ck_in, mode_ANY);
 762                                 keep_alive(new_ck);
 763 #else
 764                                 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));
 765 #endif /* KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK */
 766
 767                                 /* set register class for all kept inputs */
 768                                 for (j = 1; j <= n_melt; ++j)
 769                                         be_node_set_reg_class(new_ck, j, entry->cls);
 770
 771                                 ir_nodeset_insert(&entry->copies, new_ck);
 772
 773                                 /* find scheduling point */
 774                                 sched_pt = ref_mode_T;
 775                                 do {
 776                                         /* just walk along the schedule until a non-Keep/CopyKeep node is found */
 777                                         sched_pt = sched_next(sched_pt);
 778                                 } while (be_is_Keep(sched_pt) || be_is_CopyKeep(sched_pt));
 779
 780                                 sched_add_before(sched_pt, new_ck);
 781                                 DBG((cenv->dbg, LEVEL_1, "created %+F, scheduled before %+F\n", new_ck, sched_pt));
 782
 783                                 /* finally: kill the reference copykeep */
 784                                 kill_node(ref);
 785                         }
 786                 }
 787
 788                 obstack_free(&obst, NULL);
 789         }
 790 }
 791
 792 /**
 793  * Walks over all nodes to assure register constraints.
 794  *
 795  * @param birg  The birg structure containing the irg
 796  */
 797 void assure_constraints(be_irg_t *birg) {
 798         ir_graph         *irg      = be_get_birg_irg(birg);
 799         const arch_env_t *arch_env = be_get_birg_arch_env(birg);
 800         constraint_env_t cenv;
 801         op_copy_assoc_t  *entry;
 802         ir_node          **nodes;
 803         FIRM_DBG_REGISTER(firm_dbg_module_t *mod, "firm.be.lower.constr");
 804
 805         be_assure_dom_front(birg);
 806
 807         DEBUG_ONLY(cenv.dbg = mod;)
 808         cenv.birg   = birg;
 809         cenv.op_set = new_pset(cmp_op_copy_assoc, 16);
 810         obstack_init(&cenv.obst);
 811
 812         irg_walk_blkwise_graph(irg, NULL, assure_constraints_walker, &cenv);
 813
 814         /* melt copykeeps, pointing to projs of */
 815         /* the same mode_T node and keeping the */
 816         /* same operand                         */
 817         melt_copykeeps(&cenv);
 818
 819         /* for all */
 820         foreach_pset(cenv.op_set, entry) {
 821                 int     n;
 822                 ir_node *cp;
 823                 ir_nodeset_iterator_t iter;
 824                 be_ssa_construction_env_t senv;
 825
 826                 n     = ir_nodeset_size(&entry->copies);
 827                 nodes = alloca(n * sizeof(nodes[0]));
 828
 829                 /* put the node in an array */
 830                 DBG((mod, LEVEL_1, "introduce copies for %+F ", entry->op));
 831
 832                 /* collect all copies */
 833                 n = 0;
 834                 foreach_ir_nodeset(&entry->copies, cp, iter) {
 835                         nodes[n++] = cp;
 836                         DB((mod, LEVEL_1, ", %+F ", cp));
 837                 }
 838
 839                 DB((mod, LEVEL_1, "\n"));
 840
 841                 /* introduce the copies for the operand and it's copies */
 842                 be_ssa_construction_init(&senv, birg);
 843                 be_ssa_construction_add_copy(&senv, entry->op);
 844                 be_ssa_construction_add_copies(&senv, nodes, n);
 845                 be_ssa_construction_fix_users(&senv, entry->op);
 846                 be_ssa_construction_destroy(&senv);
 847
 848                 /* Could be that not all CopyKeeps are really needed, */
 849                 /* so we transform unnecessary ones into Keeps.       */
 850                 foreach_ir_nodeset(&entry->copies, cp, iter) {
 851                         if (be_is_CopyKeep(cp) && get_irn_n_edges(cp) < 1) {
 852                                 ir_node *keep;
 853                                 int     n = get_irn_arity(cp);
 854
 855                                 keep = be_new_Keep(arch_get_irn_reg_class(arch_env, cp, -1),
 856                                         irg, get_nodes_block(cp), n, get_irn_in(cp) + 1);
 857                                 sched_add_before(cp, keep);
 858
 859                                 /* Set all ins (including the block) of the CopyKeep BAD to keep the verifier happy. */
 860                                 sched_remove(cp);
 861                                 kill_node(cp);
 862                         }
 863                 }
 864
 865                 ir_nodeset_destroy(&entry->copies);
 866         }
 867
 868         del_pset(cenv.op_set);
 869         obstack_free(&cenv.obst, NULL);
 870         be_liveness_invalidate(be_get_birg_liveness(birg));
 871 }
 872
 873
 874 /**
 875  * Push nodes that do not need to be permed through the Perm.
 876  * This is commonly a reload cascade at block ends.
 877  * @note This routine needs interference.
 878  * @note Probably, we can implement it a little more efficient.
 879  *       Especially searching the frontier lazily might be better.
 880  * @param perm The perm.
 881  * @param data The walker data (lower_env_t).
 882  * @return     1, if there is something left to perm over.
 883  *             0, if removed the complete perm.
 884  */
 885 static int push_through_perm(ir_node *perm, void *data)
 886 {
 887         lower_env_t *env       = data;
 888         const arch_env_t *aenv = env->arch_env;
 889
 890         ir_graph *irg     = get_irn_irg(perm);
 891         ir_node *bl       = get_nodes_block(perm);
 892         ir_node *node;
 893         int  arity        = get_irn_arity(perm);
 894         int *map;
 895         int *proj_map;
 896         bitset_t *moved   = bitset_alloca(arity);
 897         int n_moved;
 898         int new_size;
 899         ir_node *frontier = sched_first(bl);
 900         FIRM_DBG_REGISTER(firm_dbg_module_t *mod, "firm.be.lower.permmove");
 901
 902         int i, n;
 903         const ir_edge_t *edge;
 904         ir_node *last_proj = NULL, *irn;
 905         const arch_register_class_t *cls = NULL;
 906
 907         DBG((mod, LEVEL_1, "perm move %+F irg %+F\n", perm, irg));
 908
 909         /* get some proj and find out the register class of the proj. */
 910         foreach_out_edge (perm, edge) {
 911                 last_proj  = get_edge_src_irn(edge);
 912                 cls = arch_get_irn_reg_class(aenv, last_proj, -1);
 913                 assert(is_Proj(last_proj));
 914                 break;
 915         }
 916
 917         /* find the point in the schedule after which the
 918          * potentially movable nodes must be defined.
 919          * A perm will only be pushed up to first instruction
 920          * which lets an operand of itself die.  */
 921
 922         sched_foreach_reverse_from (sched_prev(perm), irn) {
 923                 for(i = get_irn_arity(irn) - 1; i >= 0; --i) {
 924                         ir_node *op = get_irn_n(irn, i);
 925                         if(arch_irn_consider_in_reg_alloc(aenv, cls, op)
 926                                 && !values_interfere(env->birg, op, last_proj)) {
 927                                 frontier = sched_next(irn);
 928                                 goto found_front;
 929                         }
 930                 }
 931         }
 932 found_front:
 933
 934         DBG((mod, LEVEL_2, "\tfrontier: %+F\n", frontier));
 935
 936         node = sched_prev(perm);
 937         n_moved = 0;
 938         while(!sched_is_begin(node)) {
 939                 const arch_register_req_t *req;
 940                 int                        input = -1;
 941                 ir_node                   *proj;
 942
 943                 foreach_out_edge(perm, edge) {
 944                         ir_node *out = get_edge_src_irn(edge);
 945                         int      pn  = get_Proj_proj(out);
 946                         ir_node *in  = get_irn_n(perm, pn);
 947                         if(node == in) {
 948                                 proj  = out;
 949                                 input = pn;
 950                                 break;
 951                         }
 952                 }
 953                 /* it wasn't an input to the perm, we can't do anything more */
 954                 if(input < 0)
 955                         break;
 956                 if(!sched_comes_after(frontier, node))
 957                         break;
 958                 if(arch_irn_is(aenv, node, modify_flags))
 959                         break;
 960                 if(is_Proj(node)) {
 961                         req = arch_get_register_req(aenv, get_Proj_pred(node),
 962                                                     -1 - get_Proj_proj(node));
 963                 } else {
 964                         req = arch_get_register_req(aenv, node, -1);
 965                 }
 966                 if(req->type != arch_register_req_type_normal)
 967                         break;
 968                 for(i = get_irn_arity(node) - 1; i >= 0; --i) {
 969                         ir_node *opop = get_irn_n(node, i);
 970                         if (arch_irn_consider_in_reg_alloc(aenv, cls, opop)) {
 971                                 break;
 972                         }
 973                 }
 974                 if(i >= 0)
 975                         break;
 976
 977                 DBG((mod, LEVEL_2, "\tmoving %+F after %+F, killing %+F\n", node, perm, proj));
 978
 979                 /* move the movable node in front of the Perm */
 980                 sched_remove(node);
 981                 sched_add_after(perm, node);
 982
 983                 /* give it the proj's register */
 984                 arch_set_irn_register(aenv, node, arch_get_irn_register(aenv, proj));
 985
 986                 /* reroute all users of the proj to the moved node. */
 987                 edges_reroute(proj, node, irg);
 988
 989                 /* and kill it */
 990                 set_Proj_pred(proj, new_Bad());
 991                 kill_node(proj);
 992
 993                 bitset_set(moved, input);
 994                 n_moved++;
 995
 996                 node = sched_prev(node);
 997         }
 998
 999         /* well, we could not push anything through the perm */
1000         if(n_moved == 0)
1001                 return 1;
1002
1003         new_size = arity - n_moved;
1004         if(new_size == 0) {
1005                 return 0;
1006         }
1007
1008         map      = alloca(new_size * sizeof(map[0]));
1009         proj_map = alloca(arity * sizeof(proj_map[0]));
1010         memset(proj_map, -1, sizeof(proj_map[0]));
1011         n   = 0;
1012         for(i = 0; i < arity; ++i) {
1013                 if(bitset_is_set(moved, i))
1014                         continue;
1015                 map[n]      = i;
1016                 proj_map[i] = n;
1017                 n++;
1018         }
1019         assert(n == new_size);
1020         foreach_out_edge(perm, edge) {
1021                 ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
1022                 int      pn   = get_Proj_proj(proj);
1023                 pn = proj_map[pn];
1024                 assert(pn >= 0);
1025                 set_Proj_proj(proj, pn);
1026         }
1027
1028         be_Perm_reduce(perm, new_size, map);
1029         return 1;
1030 }
1031
1032 /**
1033  * Calls the corresponding lowering function for the node.
1034  *
1035  * @param irn      The node to be checked for lowering
1036  * @param walk_env The walker environment
1037  */
1038 static void lower_nodes_after_ra_walker(ir_node *irn, void *walk_env) {
1039         int perm_stayed;
1040
1041         if (is_Block(irn) || is_Proj(irn))
1042                 return;
1043         if (!be_is_Perm(irn))
1044                 return;
1045
1046         perm_stayed = push_through_perm(irn, walk_env);
1047         if (!perm_stayed)
1048                 return;
1049
1050         lower_perm_node(irn, walk_env);
1051 }
1052
1053 /**
1054  * Walks over all blocks in an irg and performs lowering need to be
1055  * done after register allocation (e.g. perm lowering).
1056  *
1057  * @param birg      The birg object
1058  * @param do_copy   1 == resolve cycles with a free reg if available
1059  */
1060 void lower_nodes_after_ra(be_irg_t *birg, int do_copy) {
1061         lower_env_t env;
1062         ir_graph    *irg = be_get_birg_irg(birg);
1063
1064         env.birg     = birg;
1065         env.arch_env = be_get_birg_arch_env(birg);
1066         env.do_copy  = do_copy;
1067         FIRM_DBG_REGISTER(env.dbg_module, "firm.be.lower");
1068
1069         /* we will need interference */
1070         be_liveness_assure_chk(be_get_birg_liveness(birg));
1071
1072         irg_walk_blkwise_graph(irg, NULL, lower_nodes_after_ra_walker, &env);
1073 }