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

   1 /*
   2  * Copyright (C) 1995-2011 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
  23  *              register constraints.
  24  * @author      Christian Wuerdig
  25  * @date        14.12.2005
  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 "irnodehashmap.h"
  36 #include "irgmod.h"
  37 #include "iredges_t.h"
  38 #include "irgwalk.h"
  39 #include "array_t.h"
  40
  41 #include "bearch.h"
  42 #include "belower.h"
  43 #include "benode.h"
  44 #include "besched.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 its 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         ir_graph        *irg;
  64         ir_nodehashmap_t op_set;
  65         struct obstack   obst;
  66 } constraint_env_t;
  67
  68 /** Lowering walker environment. */
  69 typedef struct lower_env_t {
  70         ir_graph *irg;
  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 {
 125         int i;
 126
 127         for (i = 0; i < n; i++) {
 128                 /* in register matches */
 129                 if (pairs[i].in_reg->index == reg->index)
 130                         return pairs[i].in_node;
 131         }
 132
 133         return NULL;
 134 }
 135
 136 /**
 137  * Gets the node corresponding to an OUT register from an array of register pairs.
 138  * NOTE: The given registers pairs and the register to look for must belong
 139  *       to the same register class.
 140  *
 141  * @param pairs  The array of register pairs
 142  * @param n      The number of pairs
 143  * @param reg    The register to look for
 144  * @return The corresponding node or NULL if not found
 145  */
 146 static ir_node *get_node_for_out_register(reg_pair_t *pairs, int n, const arch_register_t *reg)
 147 {
 148         int i;
 149
 150         for (i = 0; i < n; i++) {
 151                 /* out register matches */
 152                 if (pairs[i].out_reg->index == reg->index)
 153                         return pairs[i].out_node;
 154         }
 155
 156         return NULL;
 157 }
 158
 159 /**
 160  * Gets the index in the register pair array where the in register
 161  * corresponds to reg_idx.
 162  *
 163  * @param pairs  The array of register pairs
 164  * @param n      The number of pairs
 165  * @param reg    The register index to look for
 166  *
 167  * @return The corresponding index in pairs or -1 if not found
 168  */
 169 static int get_pairidx_for_in_regidx(reg_pair_t *pairs, int n, unsigned reg_idx)
 170 {
 171         int i;
 172
 173         for (i = 0; i < n; i++) {
 174                 /* in register matches */
 175                 if (pairs[i].in_reg->index == reg_idx)
 176                         return i;
 177         }
 178         return -1;
 179 }
 180
 181 /**
 182  * Gets the index in the register pair array where the out register
 183  * corresponds to reg_idx.
 184  *
 185  * @param pairs  The array of register pairs
 186  * @param n      The number of pairs
 187  * @param reg    The register index to look for
 188  *
 189  * @return The corresponding index in pairs or -1 if not found
 190  */
 191 static int get_pairidx_for_out_regidx(reg_pair_t *pairs, int n, unsigned reg_idx)
 192 {
 193         int i;
 194
 195         for (i = 0; i < n; i++) {
 196                 /* out register matches */
 197                 if (pairs[i].out_reg->index == reg_idx)
 198                         return i;
 199         }
 200         return -1;
 201 }
 202
 203 /**
 204  * Gets an array of register pairs and tries to identify a cycle or chain
 205  * starting at position start.
 206  *
 207  * @param cycle  Variable to hold the cycle
 208  * @param pairs  Array of register pairs
 209  * @param n      length of the pairs array
 210  * @param start  Index to start
 211  *
 212  * @return The cycle or chain
 213  */
 214 static void get_perm_cycle(perm_cycle_t *const cycle,
 215                            reg_pair_t   *const pairs,
 216                            int           const n,
 217                            int                 start)
 218 {
 219         int         head         = pairs[start].in_reg->index;
 220         int         cur_idx      = pairs[start].out_reg->index;
 221         int   const n_pairs_todo = get_n_unchecked_pairs(pairs, n);
 222         perm_type_t cycle_tp     = PERM_CYCLE;
 223         int         idx;
 224
 225         /* We could be right in the middle of a chain, so we need to find the start */
 226         while (head != cur_idx) {
 227                 /* goto previous register in cycle or chain */
 228                 int const cur_pair_idx = get_pairidx_for_out_regidx(pairs, n, head);
 229
 230                 if (cur_pair_idx < 0) {
 231                         cycle_tp = PERM_CHAIN;
 232                         break;
 233                 } else {
 234                         head  = pairs[cur_pair_idx].in_reg->index;
 235                         start = cur_pair_idx;
 236                 }
 237         }
 238
 239         /* assume worst case: all remaining pairs build a cycle or chain */
 240         cycle->elems    = XMALLOCNZ(const arch_register_t*, n_pairs_todo * 2);
 241         cycle->n_elems  = 2;  /* initial number of elements is 2 */
 242         cycle->elems[0] = pairs[start].in_reg;
 243         cycle->elems[1] = pairs[start].out_reg;
 244         cycle->type     = cycle_tp;
 245         cur_idx         = pairs[start].out_reg->index;
 246
 247         idx = 2;
 248         /* check for cycle or end of a chain */
 249         while (cur_idx != head) {
 250                 /* goto next register in cycle or chain */
 251                 int const cur_pair_idx = get_pairidx_for_in_regidx(pairs, n, cur_idx);
 252
 253                 if (cur_pair_idx < 0)
 254                         break;
 255
 256                 cur_idx = pairs[cur_pair_idx].out_reg->index;
 257
 258                 /* it's not the first element: insert it */
 259                 if (cur_idx != head) {
 260                         cycle->elems[idx++] = pairs[cur_pair_idx].out_reg;
 261                         cycle->n_elems++;
 262                 } else {
 263                         /* we are there where we started -> CYCLE */
 264                         cycle->type = PERM_CYCLE;
 265                 }
 266         }
 267
 268         /* mark all pairs having one in/out register with cycle in common as checked */
 269         for (idx = 0; idx < cycle->n_elems; idx++) {
 270                 int cur_pair_idx;
 271
 272                 cur_pair_idx = get_pairidx_for_in_regidx(pairs, n, cycle->elems[idx]->index);
 273                 if (cur_pair_idx >= 0)
 274                         pairs[cur_pair_idx].checked = 1;
 275
 276                 cur_pair_idx = get_pairidx_for_out_regidx(pairs, n, cycle->elems[idx]->index);
 277                 if (cur_pair_idx >= 0)
 278                         pairs[cur_pair_idx].checked = 1;
 279         }
 280 }
 281
 282 /**
 283  * Lowers a perm node.  Resolves cycles and creates a bunch of
 284  * copy and swap operations to permute registers.
 285  * Note: The caller of this function has to make sure, that irn
 286  *       is a Perm node.
 287  *
 288  * @param irn      The perm node
 289  * @param block    The block the perm node belongs to
 290  * @param env      The lowerer environment
 291  */
 292 static void lower_perm_node(ir_node *irn, lower_env_t *env)
 293 {
 294         const arch_register_class_t *const reg_class   = arch_get_irn_register(get_irn_n(irn, 0))->reg_class;
 295         ir_node                     *const block       = get_nodes_block(irn);
 296         int                          const arity       = get_irn_arity(irn);
 297         reg_pair_t                  *const pairs       = ALLOCAN(reg_pair_t, arity);
 298         int                                keep_perm   = 0;
 299         int                                do_copy     = env->do_copy;
 300         /* Get the schedule predecessor node to the perm.
 301          * NOTE: This works with auto-magic. If we insert the new copy/exchange
 302          * nodes after this node, everything should be ok. */
 303         ir_node                     *      sched_point = sched_prev(irn);
 304         int                                n;
 305         int                                i;
 306
 307         DBG((dbg, LEVEL_1, "perm: %+F, sched point is %+F\n", irn, sched_point));
 308         assert(sched_point && "Perm is not scheduled or has no predecessor");
 309
 310         assert(arity == get_irn_n_edges(irn) && "perm's in and out numbers different");
 311
 312         /* build the list of register pairs (in, out) */
 313         n = 0;
 314         foreach_out_edge_safe(irn, edge) {
 315                 ir_node               *const out     = get_edge_src_irn(edge);
 316                 long                   const pn      = get_Proj_proj(out);
 317                 ir_node               *const in      = get_irn_n(irn, pn);
 318                 arch_register_t const *const in_reg  = arch_get_irn_register(in);
 319                 arch_register_t const *const out_reg = arch_get_irn_register(out);
 320                 reg_pair_t            *      pair;
 321
 322                 if (in_reg == out_reg) {
 323                         DBG((dbg, LEVEL_1, "%+F removing equal perm register pair (%+F, %+F, %s)\n",
 324                                                 irn, in, out, out_reg->name));
 325                         exchange(out, in);
 326                         continue;
 327                 }
 328
 329                 pair           = &pairs[n++];
 330                 pair->in_node  = in;
 331                 pair->in_reg   = in_reg;
 332                 pair->out_node = out;
 333                 pair->out_reg  = out_reg;
 334                 pair->checked  = 0;
 335         }
 336
 337         DBG((dbg, LEVEL_1, "%+F has %d unresolved constraints\n", irn, n));
 338
 339         /* Set do_copy to 0 if it's on but we have no free register */
 340         /* TODO check for free register */
 341         if (do_copy) {
 342                 do_copy = 0;
 343         }
 344
 345         /* check for cycles and chains */
 346         while (get_n_unchecked_pairs(pairs, n) > 0) {
 347                 perm_cycle_t cycle;
 348                 int          j;
 349
 350                 /* go to the first not-checked pair */
 351                 for (i = 0; pairs[i].checked; ++i) {}
 352                 get_perm_cycle(&cycle, pairs, n, i);
 353
 354                 DB((dbg, LEVEL_1, "%+F: following %s created:\n  ", irn, cycle.type == PERM_CHAIN ? "chain" : "cycle"));
 355                 for (j = 0; j < cycle.n_elems; j++) {
 356                         DB((dbg, LEVEL_1, " %s", cycle.elems[j]->name));
 357                 }
 358                 DB((dbg, LEVEL_1, "\n"));
 359
 360                 if (cycle.type == PERM_CYCLE && arity == 2) {
 361                         /* We don't need to do anything if we have a Perm with two elements
 362                          * which represents a cycle, because those nodes already represent
 363                          * exchange nodes */
 364                         keep_perm = 1;
 365                 } else {
 366                         /* TODO: - iff PERM_CYCLE && do_copy -> determine free temp reg and
 367                          * insert copy to/from it before/after the copy cascade (this
 368                          * reduces the cycle into a chain) */
 369
 370                         /* build copy/swap nodes from back to front */
 371                         for (i = cycle.n_elems - 2; i >= 0; i--) {
 372                                 ir_node *arg1 = get_node_for_in_register(pairs, n, cycle.elems[i]);
 373                                 ir_node *arg2 = get_node_for_in_register(pairs, n, cycle.elems[i + 1]);
 374
 375                                 ir_node *res1 = get_node_for_out_register(pairs, n, cycle.elems[i]);
 376                                 ir_node *res2 = get_node_for_out_register(pairs, n, cycle.elems[i + 1]);
 377                                 /* If we have a cycle and don't copy: we need to create exchange
 378                                  * nodes
 379                                  * NOTE: An exchange node is a perm node with 2 INs and 2 OUTs
 380                                  * IN_1  = in  node with register i
 381                                  * IN_2  = in  node with register i + 1
 382                                  * OUT_1 = out node with register i + 1
 383                                  * OUT_2 = out node with register i */
 384                                 if (cycle.type == PERM_CYCLE && !do_copy) {
 385                                         ir_node *in[2];
 386                                         ir_node *cpyxchg;
 387
 388                                         in[0] = arg1;
 389                                         in[1] = arg2;
 390
 391                                         /* At this point we have to handle the following problem:
 392                                          *
 393                                          * If we have a cycle with more than two elements, then this
 394                                          * could correspond to the following Perm node:
 395                                          *
 396                                          *   +----+   +----+   +----+
 397                                          *   | r1 |   | r2 |   | r3 |
 398                                          *   +-+--+   +-+--+   +--+-+
 399                                          *     |        |         |
 400                                          *     |        |         |
 401                                          *   +-+--------+---------+-+
 402                                          *   |         Perm         |
 403                                          *   +-+--------+---------+-+
 404                                          *     |        |         |
 405                                          *     |        |         |
 406                                          *   +-+--+   +-+--+   +--+-+
 407                                          *   |Proj|   |Proj|   |Proj|
 408                                          *   | r2 |   | r3 |   | r1 |
 409                                          *   +----+   +----+   +----+
 410                                          *
 411                                          * This node is about to be split up into two 2x Perm's for
 412                                          * which we need 4 Proj's and the one additional Proj of the
 413                                          * first Perm has to be one IN of the second. So in general
 414                                          * we need to create one additional Proj for each "middle"
 415                                          * Perm and set this to one in node of the successor Perm. */
 416
 417                                         DBG((dbg, LEVEL_1, "%+F creating exchange node (%+F, %s) and (%+F, %s) with\n",
 418                                                                 irn, arg1, cycle.elems[i]->name, arg2, cycle.elems[i + 1]->name));
 419                                         DBG((dbg, LEVEL_1, "%+F                        (%+F, %s) and (%+F, %s)\n",
 420                                                                 irn, res1, cycle.elems[i]->name, res2, cycle.elems[i + 1]->name));
 421
 422                                         cpyxchg = be_new_Perm(reg_class, block, 2, in);
 423
 424                                         if (i > 0) {
 425                                                 /* cycle is not done yet */
 426                                                 int pidx = get_pairidx_for_in_regidx(pairs, n, cycle.elems[i]->index);
 427
 428                                                 /* create intermediate proj */
 429                                                 res1 = new_r_Proj(cpyxchg, get_irn_mode(res1), 0);
 430
 431                                                 /* set as in for next Perm */
 432                                                 pairs[pidx].in_node = res1;
 433                                         }
 434
 435                                         set_Proj_pred(res2, cpyxchg);
 436                                         set_Proj_proj(res2, 0);
 437                                         set_Proj_pred(res1, cpyxchg);
 438                                         set_Proj_proj(res1, 1);
 439
 440                                         arch_set_irn_register(res2, cycle.elems[i + 1]);
 441                                         arch_set_irn_register(res1, cycle.elems[i]);
 442
 443                                         /* insert the copy/exchange node in schedule after the magic schedule node (see above) */
 444                                         sched_add_after(skip_Proj(sched_point), cpyxchg);
 445
 446                                         DB((dbg, LEVEL_1, "replacing %+F with %+F, placed new node after %+F\n", irn, cpyxchg, sched_point));
 447
 448                                         /* set the new scheduling point */
 449                                         sched_point = res1;
 450                                 } else {
 451                                         ir_node *cpyxchg;
 452
 453                                         DB((dbg, LEVEL_1, "%+F creating copy node (%+F, %s) -> (%+F, %s)\n",
 454                                                                 irn, arg1, cycle.elems[i]->name, res2, cycle.elems[i + 1]->name));
 455
 456                                         cpyxchg = be_new_Copy(block, arg1);
 457                                         arch_set_irn_register(cpyxchg, cycle.elems[i + 1]);
 458
 459                                         /* exchange copy node and proj */
 460                                         exchange(res2, cpyxchg);
 461
 462                                         /* insert the copy/exchange node in schedule after the magic schedule node (see above) */
 463                                         sched_add_after(skip_Proj(sched_point), cpyxchg);
 464
 465                                         /* set the new scheduling point */
 466                                         sched_point = cpyxchg;
 467                                 }
 468                         }
 469                 }
 470
 471                 free((void*)cycle.elems);
 472         }
 473
 474         /* remove the perm from schedule */
 475         if (!keep_perm) {
 476                 sched_remove(irn);
 477                 kill_node(irn);
 478         }
 479 }
 480
 481
 482
 483 static int has_irn_users(const ir_node *irn)
 484 {
 485         return get_irn_out_edge_first_kind(irn, EDGE_KIND_NORMAL) != 0;
 486 }
 487
 488 static ir_node *find_copy(ir_node *irn, ir_node *op)
 489 {
 490         ir_node *cur_node;
 491
 492         for (cur_node = irn;;) {
 493                 cur_node = sched_prev(cur_node);
 494                 if (! be_is_Copy(cur_node))
 495                         return NULL;
 496                 if (be_get_Copy_op(cur_node) == op && arch_irn_is(cur_node, dont_spill))
 497                         return cur_node;
 498         }
 499 }
 500
 501 static void gen_assure_different_pattern(ir_node *irn, ir_node *other_different, constraint_env_t *env)
 502 {
 503         ir_nodehashmap_t            *op_set;
 504         ir_node                     *block;
 505         const arch_register_class_t *cls;
 506         ir_node                     *keep, *cpy;
 507         op_copy_assoc_t             *entry;
 508
 509         if (arch_irn_is_ignore(other_different) ||
 510                         !mode_is_datab(get_irn_mode(other_different))) {
 511                 DB((dbg_constr, LEVEL_1, "ignore constraint for %+F because other_irn is ignore or not a datab node\n", irn));
 512                 return;
 513         }
 514
 515         op_set = &env->op_set;
 516         block  = get_nodes_block(irn);
 517         cls    = arch_get_irn_reg_class(other_different);
 518
 519         /* Make a not spillable copy of the different node   */
 520         /* this is needed because the different irn could be */
 521         /* in block far far away                             */
 522         /* The copy is optimized later if not needed         */
 523
 524         /* check if already exists such a copy in the schedule immediately before */
 525         cpy = find_copy(skip_Proj(irn), other_different);
 526         if (! cpy) {
 527                 cpy = be_new_Copy(block, other_different);
 528                 arch_set_irn_flags(cpy, arch_irn_flags_dont_spill);
 529                 DB((dbg_constr, LEVEL_1, "created non-spillable %+F for value %+F\n", cpy, other_different));
 530         } else {
 531                 DB((dbg_constr, LEVEL_1, "using already existing %+F for value %+F\n", cpy, other_different));
 532         }
 533
 534         /* Add the Keep resp. CopyKeep and reroute the users */
 535         /* of the other_different irn in case of CopyKeep.   */
 536         if (has_irn_users(other_different)) {
 537                 keep = be_new_CopyKeep_single(block, cpy, irn);
 538                 be_node_set_reg_class_in(keep, 1, cls);
 539         } else {
 540                 ir_node *in[2];
 541
 542                 in[0] = irn;
 543                 in[1] = cpy;
 544                 keep = be_new_Keep(block, 2, in);
 545         }
 546
 547         DB((dbg_constr, LEVEL_1, "created %+F(%+F, %+F)\n\n", keep, irn, cpy));
 548
 549         /* insert copy and keep into schedule */
 550         assert(sched_is_scheduled(irn) && "need schedule to assure constraints");
 551         if (! sched_is_scheduled(cpy))
 552                 sched_add_before(skip_Proj(irn), cpy);
 553         sched_add_after(skip_Proj(irn), keep);
 554
 555         /* insert the other different and its copies into the map */
 556         entry = (op_copy_assoc_t*)ir_nodehashmap_get(op_set, other_different);
 557         if (! entry) {
 558                 entry      = OALLOC(&env->obst, op_copy_assoc_t);
 559                 entry->cls = cls;
 560                 ir_nodeset_init(&entry->copies);
 561
 562                 ir_nodehashmap_insert(op_set, other_different, entry);
 563         }
 564
 565         /* insert copy */
 566         ir_nodeset_insert(&entry->copies, cpy);
 567
 568         /* insert keep in case of CopyKeep */
 569         if (be_is_CopyKeep(keep))
 570                 ir_nodeset_insert(&entry->copies, keep);
 571 }
 572
 573 /**
 574  * Checks if node has a must_be_different constraint in output and adds a Keep
 575  * then to assure the constraint.
 576  *
 577  * @param irn          the node to check
 578  * @param skipped_irn  if irn is a Proj node, its predecessor, else irn
 579  * @param env          the constraint environment
 580  */
 581 static void assure_different_constraints(ir_node *irn, ir_node *skipped_irn, constraint_env_t *env)
 582 {
 583         const arch_register_req_t *req = arch_get_irn_register_req(irn);
 584
 585         if (arch_register_req_is(req, must_be_different)) {
 586                 const unsigned other = req->other_different;
 587                 int i;
 588
 589                 if (arch_register_req_is(req, should_be_same)) {
 590                         const unsigned same = req->other_same;
 591
 592                         if (is_po2(other) && is_po2(same)) {
 593                                 int idx_other = ntz(other);
 594                                 int idx_same  = ntz(same);
 595
 596                                 /*
 597                                  * We can safely ignore a should_be_same x must_be_different y
 598                                  * IFF both inputs are equal!
 599                                  */
 600                                 if (get_irn_n(skipped_irn, idx_other) == get_irn_n(skipped_irn, idx_same)) {
 601                                         return;
 602                                 }
 603                         }
 604                 }
 605                 for (i = 0; 1U << i <= other; ++i) {
 606                         if (other & (1U << i)) {
 607                                 ir_node *different_from = get_irn_n(skipped_irn, i);
 608                                 gen_assure_different_pattern(irn, different_from, env);
 609                         }
 610                 }
 611         }
 612 }
 613
 614 /**
 615  * Calls the functions to assure register constraints.
 616  *
 617  * @param block    The block to be checked
 618  * @param walk_env The walker environment
 619  */
 620 static void assure_constraints_walker(ir_node *block, void *walk_env)
 621 {
 622         ir_node *irn;
 623         constraint_env_t *env = (constraint_env_t*)walk_env;
 624
 625         sched_foreach_reverse(block, irn) {
 626                 ir_mode *mode = get_irn_mode(irn);
 627
 628                 if (mode == mode_T) {
 629                         foreach_out_edge(irn, edge) {
 630                                 ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
 631
 632                                 mode = get_irn_mode(proj);
 633                                 if (mode_is_datab(mode))
 634                                         assure_different_constraints(proj, irn, env);
 635                         }
 636                 } else if (mode_is_datab(mode)) {
 637                         assure_different_constraints(irn, irn, env);
 638                 }
 639         }
 640 }
 641
 642 /**
 643  * Melt all copykeeps pointing to the same node
 644  * (or Projs of the same node), copying the same operand.
 645  */
 646 static void melt_copykeeps(constraint_env_t *cenv)
 647 {
 648         ir_nodehashmap_iterator_t map_iter;
 649         ir_nodehashmap_entry_t    map_entry;
 650
 651         /* for all */
 652         foreach_ir_nodehashmap(&cenv->op_set, map_entry, map_iter) {
 653                 op_copy_assoc_t *entry = (op_copy_assoc_t*)map_entry.data;
 654                 int     idx, num_ck;
 655                 ir_node *cp;
 656                 struct obstack obst;
 657                 ir_nodeset_iterator_t iter;
 658                 ir_node **ck_arr, **melt_arr;
 659
 660                 obstack_init(&obst);
 661
 662                 /* collect all copykeeps */
 663                 num_ck = idx = 0;
 664                 foreach_ir_nodeset(&entry->copies, cp, iter) {
 665                         if (be_is_CopyKeep(cp)) {
 666                                 obstack_grow(&obst, &cp, sizeof(cp));
 667                                 ++num_ck;
 668                         }
 669 #ifdef KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK
 670                         else {
 671                                 set_irn_mode(cp, mode_ANY);
 672                                 keep_alive(cp);
 673                         }
 674 #endif /* KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK */
 675                 }
 676
 677                 /* compare each copykeep with all other copykeeps */
 678                 ck_arr = (ir_node **)obstack_finish(&obst);
 679                 for (idx = 0; idx < num_ck; ++idx) {
 680                         ir_node *ref, *ref_mode_T;
 681
 682                         if (ck_arr[idx]) {
 683                                 int j, n_melt;
 684                                 ir_node **new_ck_in;
 685                                 ir_node *new_ck;
 686                                 ir_node *sched_pt = NULL;
 687
 688                                 n_melt     = 1;
 689                                 ref        = ck_arr[idx];
 690                                 ref_mode_T = skip_Proj(get_irn_n(ref, 1));
 691                                 obstack_grow(&obst, &ref, sizeof(ref));
 692
 693                                 DB((dbg_constr, LEVEL_1, "Trying to melt %+F:\n", ref));
 694
 695                                 /* check for copykeeps pointing to the same mode_T node as the reference copykeep */
 696                                 for (j = 0; j < num_ck; ++j) {
 697                                         ir_node *cur_ck = ck_arr[j];
 698
 699                                         if (j != idx && cur_ck && skip_Proj(get_irn_n(cur_ck, 1)) == ref_mode_T) {
 700                                                 obstack_grow(&obst, &cur_ck, sizeof(cur_ck));
 701                                                 ir_nodeset_remove(&entry->copies, cur_ck);
 702                                                 DB((dbg_constr, LEVEL_1, "\t%+F\n", cur_ck));
 703                                                 ck_arr[j] = NULL;
 704                                                 ++n_melt;
 705                                                 sched_remove(cur_ck);
 706                                         }
 707                                 }
 708                                 ck_arr[idx] = NULL;
 709
 710                                 /* check, if we found some candidates for melting */
 711                                 if (n_melt == 1) {
 712                                         DB((dbg_constr, LEVEL_1, "\tno candidate found\n"));
 713                                         continue;
 714                                 }
 715
 716                                 ir_nodeset_remove(&entry->copies, ref);
 717                                 sched_remove(ref);
 718
 719                                 melt_arr = (ir_node **)obstack_finish(&obst);
 720                                 /* melt all found copykeeps */
 721                                 NEW_ARR_A(ir_node *, new_ck_in, n_melt);
 722                                 for (j = 0; j < n_melt; ++j) {
 723                                         new_ck_in[j] = get_irn_n(melt_arr[j], 1);
 724
 725                                         /* now, we can kill the melted keep, except the */
 726                                         /* ref one, we still need some information      */
 727                                         if (melt_arr[j] != ref)
 728                                                 kill_node(melt_arr[j]);
 729                                 }
 730
 731 #ifdef KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK
 732                                 new_ck = be_new_CopyKeep(get_nodes_block(ref), be_get_CopyKeep_op(ref), n_melt, new_ck_in);
 733                                 keep_alive(new_ck);
 734 #else
 735                                 new_ck = be_new_CopyKeep(get_nodes_block(ref), be_get_CopyKeep_op(ref), n_melt, new_ck_in);
 736 #endif /* KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK */
 737
 738                                 /* set register class for all kept inputs */
 739                                 for (j = 1; j <= n_melt; ++j)
 740                                         be_node_set_reg_class_in(new_ck, j, entry->cls);
 741
 742                                 ir_nodeset_insert(&entry->copies, new_ck);
 743
 744                                 /* find scheduling point */
 745                                 sched_pt = ref_mode_T;
 746                                 do {
 747                                         /* just walk along the schedule until a non-Keep/CopyKeep node is found */
 748                                         sched_pt = sched_next(sched_pt);
 749                                 } while (be_is_Keep(sched_pt) || be_is_CopyKeep(sched_pt));
 750
 751                                 sched_add_before(sched_pt, new_ck);
 752                                 DB((dbg_constr, LEVEL_1, "created %+F, scheduled before %+F\n", new_ck, sched_pt));
 753
 754                                 /* finally: kill the reference copykeep */
 755                                 kill_node(ref);
 756                         }
 757                 }
 758
 759                 obstack_free(&obst, NULL);
 760         }
 761 }
 762
 763 void assure_constraints(ir_graph *irg)
 764 {
 765         constraint_env_t          cenv;
 766         ir_nodehashmap_iterator_t map_iter;
 767         ir_nodehashmap_entry_t    map_entry;
 768
 769         FIRM_DBG_REGISTER(dbg_constr, "firm.be.lower.constr");
 770
 771         cenv.irg = irg;
 772         ir_nodehashmap_init(&cenv.op_set);
 773         obstack_init(&cenv.obst);
 774
 775         irg_block_walk_graph(irg, NULL, assure_constraints_walker, &cenv);
 776
 777         /* melt copykeeps, pointing to projs of */
 778         /* the same mode_T node and keeping the */
 779         /* same operand                         */
 780         melt_copykeeps(&cenv);
 781
 782         /* for all */
 783         foreach_ir_nodehashmap(&cenv.op_set, map_entry, map_iter) {
 784                 op_copy_assoc_t          *entry = (op_copy_assoc_t*)map_entry.data;
 785                 size_t                    n     = ir_nodeset_size(&entry->copies);
 786                 ir_node                 **nodes = ALLOCAN(ir_node*, n);
 787                 ir_node                  *cp;
 788                 ir_nodeset_iterator_t     iter;
 789                 be_ssa_construction_env_t senv;
 790
 791                 /* put the node in an array */
 792                 DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "introduce copies for %+F ", map_entry.node));
 793
 794                 /* collect all copies */
 795                 n = 0;
 796                 foreach_ir_nodeset(&entry->copies, cp, iter) {
 797                         nodes[n++] = cp;
 798                         DB((dbg_constr, LEVEL_1, ", %+F ", cp));
 799                 }
 800
 801                 DB((dbg_constr, LEVEL_1, "\n"));
 802
 803                 /* introduce the copies for the operand and its copies */
 804                 be_ssa_construction_init(&senv, irg);
 805                 be_ssa_construction_add_copy(&senv, map_entry.node);
 806                 be_ssa_construction_add_copies(&senv, nodes, n);
 807                 be_ssa_construction_fix_users(&senv, map_entry.node);
 808                 be_ssa_construction_destroy(&senv);
 809
 810                 /* Could be that not all CopyKeeps are really needed, */
 811                 /* so we transform unnecessary ones into Keeps.       */
 812                 foreach_ir_nodeset(&entry->copies, cp, iter) {
 813                         if (be_is_CopyKeep(cp) && get_irn_n_edges(cp) < 1) {
 814                                 int      n   = get_irn_arity(cp);
 815                                 ir_node *keep;
 816
 817                                 keep = be_new_Keep(get_nodes_block(cp), n, get_irn_in(cp) + 1);
 818                                 sched_add_before(cp, keep);
 819
 820                                 /* Set all ins (including the block) of the CopyKeep BAD to keep the verifier happy. */
 821                                 sched_remove(cp);
 822                                 kill_node(cp);
 823                         }
 824                 }
 825
 826                 ir_nodeset_destroy(&entry->copies);
 827         }
 828
 829         ir_nodehashmap_destroy(&cenv.op_set);
 830         obstack_free(&cenv.obst, NULL);
 831         be_invalidate_live_sets(irg);
 832 }
 833
 834 /**
 835  * Push nodes that do not need to be permed through the Perm.
 836  * This is commonly a reload cascade at block ends.
 837  * @note This routine needs interference.
 838  * @note Probably, we can implement it a little more efficient.
 839  *       Especially searching the frontier lazily might be better.
 840  *
 841  * @param perm The perm
 842  * @param env  The lowerer environment
 843  *
 844  * @return     1, if there is something left to perm over.
 845  *             0, if removed the complete perm.
 846  */
 847 static int push_through_perm(ir_node *perm)
 848 {
 849         ir_graph *irg     = get_irn_irg(perm);
 850         ir_node *bl       = get_nodes_block(perm);
 851         ir_node *node;
 852         int  arity        = get_irn_arity(perm);
 853         int *map;
 854         int *proj_map;
 855         bitset_t *moved   = bitset_alloca(arity);
 856         int n_moved;
 857         int new_size;
 858         ir_node *frontier = bl;
 859         ir_node *irn;
 860         int i, n;
 861
 862         /* get some Proj and find out the register class of that Proj. */
 863         ir_node                     *one_proj = get_edge_src_irn(get_irn_out_edge_first_kind(perm, EDGE_KIND_NORMAL));
 864         const arch_register_class_t *cls      = arch_get_irn_reg_class(one_proj);
 865         assert(is_Proj(one_proj));
 866
 867         DB((dbg_permmove, LEVEL_1, "perm move %+F irg %+F\n", perm, irg));
 868
 869         /* Find the point in the schedule after which the
 870          * potentially movable nodes must be defined.
 871          * A Perm will only be pushed up to first instruction
 872          * which lets an operand of itself die.
 873          * If we would allow to move the Perm above this instruction,
 874          * the former dead operand would be live now at the point of
 875          * the Perm, increasing the register pressure by one.
 876          */
 877         sched_foreach_reverse_from(sched_prev(perm), irn) {
 878                 for (i = get_irn_arity(irn) - 1; i >= 0; --i) {
 879                         ir_node *op = get_irn_n(irn, i);
 880                         be_lv_t *lv = be_get_irg_liveness(irg);
 881                         if (arch_irn_consider_in_reg_alloc(cls, op) &&
 882                             !be_values_interfere(lv, op, one_proj)) {
 883                                 frontier = irn;
 884                                 goto found_front;
 885                         }
 886                 }
 887         }
 888 found_front:
 889
 890         DB((dbg_permmove, LEVEL_2, "\tfrontier: %+F\n", frontier));
 891
 892         node = sched_prev(perm);
 893         n_moved = 0;
 894         while (!sched_is_begin(node)) {
 895                 const arch_register_req_t *req;
 896                 int                        input = -1;
 897                 ir_node                   *proj  = NULL;
 898
 899                 /* search if node is a INPUT of Perm */
 900                 foreach_out_edge(perm, edge) {
 901                         ir_node *out = get_edge_src_irn(edge);
 902                         int      pn  = get_Proj_proj(out);
 903                         ir_node *in  = get_irn_n(perm, pn);
 904                         if (node == in) {
 905                                 proj  = out;
 906                                 input = pn;
 907                                 break;
 908                         }
 909                 }
 910                 /* it wasn't an input to the perm, we can't do anything more */
 911                 if (input < 0)
 912                         break;
 913                 if (!sched_comes_after(frontier, node))
 914                         break;
 915                 if (arch_irn_is(node, modify_flags))
 916                         break;
 917                 req = arch_get_irn_register_req(node);
 918                 if (req->type != arch_register_req_type_normal)
 919                         break;
 920                 for (i = get_irn_arity(node) - 1; i >= 0; --i) {
 921                         ir_node *opop = get_irn_n(node, i);
 922                         if (arch_irn_consider_in_reg_alloc(cls, opop)) {
 923                                 break;
 924                         }
 925                 }
 926                 if (i >= 0)
 927                         break;
 928
 929                 DBG((dbg_permmove, LEVEL_2, "\tmoving %+F after %+F, killing %+F\n", node, perm, proj));
 930
 931                 /* move the movable node in front of the Perm */
 932                 sched_remove(node);
 933                 sched_add_after(perm, node);
 934
 935                 /* give it the proj's register */
 936                 arch_set_irn_register(node, arch_get_irn_register(proj));
 937
 938                 /* reroute all users of the proj to the moved node. */
 939                 exchange(proj, node);
 940
 941                 bitset_set(moved, input);
 942                 n_moved++;
 943
 944                 node = sched_prev(node);
 945         }
 946
 947         /* well, we could not push anything through the perm */
 948         if (n_moved == 0)
 949                 return 1;
 950
 951         new_size = arity - n_moved;
 952         if (new_size == 0) {
 953                 sched_remove(perm);
 954                 kill_node(perm);
 955                 return 0;
 956         }
 957
 958         map      = ALLOCAN(int, new_size);
 959         proj_map = ALLOCAN(int, arity);
 960         memset(proj_map, -1, sizeof(proj_map[0]));
 961         n   = 0;
 962         for (i = 0; i < arity; ++i) {
 963                 if (bitset_is_set(moved, i))
 964                         continue;
 965                 map[n]      = i;
 966                 proj_map[i] = n;
 967                 n++;
 968         }
 969         assert(n == new_size);
 970         foreach_out_edge(perm, edge) {
 971                 ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
 972                 int      pn   = get_Proj_proj(proj);
 973                 pn = proj_map[pn];
 974                 assert(pn >= 0);
 975                 set_Proj_proj(proj, pn);
 976         }
 977
 978         be_Perm_reduce(perm, new_size, map);
 979         return 1;
 980 }
 981
 982 /**
 983  * Calls the corresponding lowering function for the node.
 984  *
 985  * @param irn      The node to be checked for lowering
 986  * @param walk_env The walker environment
 987  */
 988 static void lower_nodes_after_ra_walker(ir_node *irn, void *walk_env)
 989 {
 990         int perm_stayed;
 991
 992         if (!be_is_Perm(irn))
 993                 return;
 994
 995         perm_stayed = push_through_perm(irn);
 996         if (perm_stayed)
 997                 lower_perm_node(irn, (lower_env_t*)walk_env);
 998 }
 999
1000 void lower_nodes_after_ra(ir_graph *irg, int do_copy)
1001 {
1002         lower_env_t env;
1003
1004         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.be.lower");
1005         FIRM_DBG_REGISTER(dbg_permmove, "firm.be.lower.permmove");
1006
1007         env.irg     = irg;
1008         env.do_copy = do_copy;
1009
1010         /* we will need interference */
1011         be_assure_live_chk(irg);
1012
1013         irg_walk_graph(irg, NULL, lower_nodes_after_ra_walker, &env);
1014 }