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

   1 /*
   2  * Copyright (C) 1995-2007 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 "benodesets.h"
  49 #include "beintlive_t.h"
  50
  51 #undef KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK
  52
  53 /* associates op with it's copy and CopyKeep */
  54 typedef struct {
  55         ir_node *op;         /* an irn which must be different */
  56         ir_nodeset_t copies; /* all non-spillable copies of this irn */
  57         const arch_register_class_t *cls;
  58 } op_copy_assoc_t;
  59
  60 /* environment for constraints */
  61 typedef struct {
  62         be_irg_t       *birg;
  63         pset           *op_set;
  64         struct obstack obst;
  65         DEBUG_ONLY(firm_dbg_module_t *dbg;)
  66 } constraint_env_t;
  67
  68 /* lowering walker environment */
  69 typedef struct _lower_env_t {
  70         be_irg_t         *birg;
  71         const arch_env_t *arch_env;
  72         unsigned          do_copy : 1;
  73         DEBUG_ONLY(firm_dbg_module_t *dbg_module;)
  74 } lower_env_t;
  75
  76 /* holds a perm register pair */
  77 typedef struct _reg_pair_t {
  78         const arch_register_t *in_reg;    /**< a perm IN register */
  79         ir_node               *in_node;   /**< the in node to which the register belongs */
  80
  81         const arch_register_t *out_reg;   /**< a perm OUT register */
  82         ir_node               *out_node;  /**< the out node to which the register belongs */
  83
  84         int                    checked;   /**< indicates whether the pair was check for cycle or not */
  85 } reg_pair_t;
  86
  87 typedef enum _perm_type_t {
  88         PERM_CYCLE,
  89         PERM_CHAIN,
  90         PERM_SWAP,
  91         PERM_COPY
  92 } perm_type_t;
  93
  94 /* structure to represent cycles or chains in a perm */
  95 typedef struct _perm_cycle_t {
  96         const arch_register_t **elems;       /**< the registers in the cycle */
  97         int                     n_elems;     /**< number of elements in the cycle */
  98         perm_type_t             type;        /**< type (CHAIN or CYCLE) */
  99 } perm_cycle_t;
 100
 101 //
 102 /* Compare the two operands */
 103 static int cmp_op_copy_assoc(const void *a, const void *b) {
 104         const op_copy_assoc_t *op1 = a;
 105         const op_copy_assoc_t *op2 = b;
 106
 107         return op1->op != op2->op;
 108 }
 109
 110 /* Compare the in registers of two register pairs */
 111 static int compare_reg_pair(const void *a, const void *b) {
 112         const reg_pair_t *pair_a = a;
 113         const reg_pair_t *pair_b = b;
 114
 115         if (pair_a->in_reg->index > pair_b->in_reg->index)
 116                 return 1;
 117         else
 118                 return -1;
 119 }
 120
 121 /* returns the number register pairs marked as checked */
 122 static int get_n_checked_pairs(reg_pair_t *pairs, int n) {
 123         int i, n_checked = 0;
 124
 125         for (i = 0; i < n; i++) {
 126                 if (pairs[i].checked)
 127                         n_checked++;
 128         }
 129
 130         return n_checked;
 131 }
 132
 133 /**
 134  * Gets the node corresponding to a register from an array of register pairs.
 135  * NOTE: The given registers pairs and the register to look for must belong
 136  *       to the same register class.
 137  *
 138  * @param pairs  The array of register pairs
 139  * @param n      The number of pairs
 140  * @param reg    The register to look for
 141  * @param in_out 0 == look for IN register, 1 == look for OUT register
 142  * @return The corresponding node or NULL if not found
 143  */
 144 static ir_node *get_node_for_register(reg_pair_t *pairs, int n, const arch_register_t *reg, int in_out) {
 145         int i;
 146
 147         if (in_out) {
 148                 for (i = 0; i < n; i++) {
 149                         /* out register matches */
 150                         if (pairs[i].out_reg->index == reg->index)
 151                                 return pairs[i].out_node;
 152                 }
 153         }
 154         else {
 155                 for (i = 0; i < n; i++) {
 156                         /* in register matches */
 157                         if (pairs[i].in_reg->index == reg->index)
 158                                 return pairs[i].in_node;
 159                 }
 160         }
 161
 162         return NULL;
 163 }
 164
 165 /**
 166  * Gets the index in the register pair array where the in/out register
 167  * corresponds to reg_idx.
 168  *
 169  * @param pairs  The array of register pairs
 170  * @param n      The number of pairs
 171  * @param reg    The register index to look for
 172  * @param in_out 0 == look for IN register, 1 == look for OUT register
 173  * @return The corresponding index in pairs or -1 if not found
 174  */
 175 static int get_pairidx_for_regidx(reg_pair_t *pairs, int n, int reg_idx, int in_out) {
 176         int i;
 177
 178         if (in_out) {
 179                 for (i = 0; i < n; i++) {
 180                         /* out register matches */
 181                         if ((int) pairs[i].out_reg->index == reg_idx)
 182                                 return i;
 183                 }
 184         }
 185         else {
 186                 for (i = 0; i < n; i++) {
 187                         /* in register matches */
 188                         if ((int) pairs[i].in_reg->index == reg_idx)
 189                                 return i;
 190                 }
 191         }
 192
 193         return -1;
 194 }
 195
 196 /**
 197  * Gets an array of register pairs and tries to identify a cycle or chain starting
 198  * at position start.
 199  *
 200  * @param cycle Variable to hold the cycle
 201  * @param pairs Array of register pairs
 202  * @param start Index to start
 203  * @return The cycle or chain
 204  */
 205 static perm_cycle_t *get_perm_cycle(perm_cycle_t *cycle, reg_pair_t *pairs, int n, int start) {
 206         int head         = pairs[start].in_reg->index;
 207         int cur_idx      = pairs[start].out_reg->index;
 208         int cur_pair_idx = start;
 209         int n_pairs_done = get_n_checked_pairs(pairs, n);
 210         int idx;
 211         perm_type_t cycle_tp = PERM_CYCLE;
 212
 213         /* We could be right in the middle of a chain, so we need to find the start */
 214         while (head != cur_idx) {
 215                 /* goto previous register in cycle or chain */
 216                 cur_pair_idx = get_pairidx_for_regidx(pairs, n, head, 1);
 217
 218                 if (cur_pair_idx < 0) {
 219                         cycle_tp = PERM_CHAIN;
 220                         break;
 221                 }
 222                 else {
 223                         head  = pairs[cur_pair_idx].in_reg->index;
 224                         start = cur_pair_idx;
 225                 }
 226         }
 227
 228         /* assume worst case: all remaining pairs build a cycle or chain */
 229         cycle->elems    = xcalloc((n - n_pairs_done) * 2, sizeof(cycle->elems[0]));
 230         cycle->n_elems  = 2;  /* initial number of elements is 2 */
 231         cycle->elems[0] = pairs[start].in_reg;
 232         cycle->elems[1] = pairs[start].out_reg;
 233         cycle->type     = cycle_tp;
 234         cur_idx         = pairs[start].out_reg->index;
 235
 236         idx = 2;
 237         /* check for cycle or end of a chain */
 238         while (cur_idx != head) {
 239                 /* goto next register in cycle or chain */
 240                 cur_pair_idx = get_pairidx_for_regidx(pairs, n, cur_idx, 0);
 241
 242                 if (cur_pair_idx < 0)
 243                         break;
 244
 245                 cur_idx = pairs[cur_pair_idx].out_reg->index;
 246
 247                 /* it's not the first element: insert it */
 248                 if (cur_idx != head) {
 249                         cycle->elems[idx++] = pairs[cur_pair_idx].out_reg;
 250                         cycle->n_elems++;
 251                 }
 252                 else {
 253                         /* we are there where we started -> CYCLE */
 254                         cycle->type = PERM_CYCLE;
 255                 }
 256         }
 257
 258         /* mark all pairs having one in/out register with cycle in common as checked */
 259         for (idx = 0; idx < cycle->n_elems; idx++) {
 260                 cur_pair_idx = get_pairidx_for_regidx(pairs, n, cycle->elems[idx]->index, 0);
 261
 262                 if (cur_pair_idx >= 0)
 263                         pairs[cur_pair_idx].checked = 1;
 264
 265                 cur_pair_idx = get_pairidx_for_regidx(pairs, n, cycle->elems[idx]->index, 1);
 266
 267                 if (cur_pair_idx >= 0)
 268                         pairs[cur_pair_idx].checked = 1;
 269         }
 270
 271         return cycle;
 272 }
 273
 274 /**
 275  * Lowers a perm node.  Resolves cycles and creates a bunch of
 276  * copy and swap operations to permute registers.
 277  * Note: The caller of this function has to make sure, that irn
 278  *       is a Perm node.
 279  *
 280  * @param irn      The perm node
 281  * @param block    The block the perm node belongs to
 282  * @param walk_env The environment
 283  */
 284 static void lower_perm_node(ir_node *irn, void *walk_env) {
 285         ir_graph        *irg = get_irn_irg(irn);
 286         const arch_register_class_t *reg_class;
 287         const arch_env_t            *arch_env;
 288         lower_env_t     *env         = walk_env;
 289         int             real_size    = 0;
 290         int             keep_perm    = 0;
 291         int             n, i, pn, do_copy, j, n_ops;
 292         reg_pair_t      *pairs;
 293         const ir_edge_t *edge;
 294         perm_cycle_t    *cycle;
 295         ir_node         *sched_point, *block, *in[2];
 296         ir_node         *arg1, *arg2, *res1, *res2;
 297         ir_node         *cpyxchg = NULL;
 298         DEBUG_ONLY(firm_dbg_module_t *mod;)
 299
 300         arch_env = env->arch_env;
 301         do_copy  = env->do_copy;
 302         DEBUG_ONLY(mod = env->dbg_module;)
 303         block    = get_nodes_block(irn);
 304
 305         /*
 306                 Get the schedule predecessor node to the perm
 307                 NOTE: This works with auto-magic. If we insert the
 308                         new copy/exchange nodes after this node, everything
 309                         should be ok.
 310         */
 311         sched_point = sched_prev(irn);
 312         DBG((mod, LEVEL_1, "perm: %+F\n", irn));
 313         DBG((mod, LEVEL_1, "sched point is %+F\n", sched_point));
 314         assert(sched_point && "Perm is not scheduled or has no predecessor");
 315
 316         n = get_irn_arity(irn);
 317         assert(n == get_irn_n_edges(irn) && "perm's in and out numbers different");
 318
 319         reg_class = arch_get_irn_register(arch_env, get_irn_n(irn, 0))->reg_class;
 320         pairs     = alloca(n * sizeof(pairs[0]));
 321
 322         /* build the list of register pairs (in, out) */
 323         i = 0;
 324         foreach_out_edge(irn, edge) {
 325                 pairs[i].out_node = get_edge_src_irn(edge);
 326                 pn                = get_Proj_proj(pairs[i].out_node);
 327                 pairs[i].in_node  = get_irn_n(irn, pn);
 328
 329                 pairs[i].in_reg  = arch_get_irn_register(arch_env, pairs[i].in_node);
 330                 pairs[i].out_reg = arch_get_irn_register(arch_env, pairs[i].out_node);
 331
 332                 pairs[i].checked = 0;
 333                 i++;
 334         }
 335
 336         /* sort the register pairs by the indices of the in registers */
 337         qsort(pairs, n, sizeof(pairs[0]), compare_reg_pair);
 338
 339         /* Mark all equal pairs as checked, and exchange the OUT proj with
 340                 the IN node. */
 341         for (i = 0; i < n; i++) {
 342                 if (pairs[i].in_reg->index == pairs[i].out_reg->index) {
 343                         DBG((mod, LEVEL_1, "%+F removing equal perm register pair (%+F, %+F, %s)\n",
 344                                 irn, pairs[i].in_node, pairs[i].out_node, pairs[i].out_reg->name));
 345
 346                         /* We have to check for a special case:
 347                                 The in-node could be a Proj from a Perm. In this case,
 348                                 we need to correct the projnum */
 349                         if (be_is_Perm(pairs[i].in_node) && is_Proj(pairs[i].in_node)) {
 350                                 set_Proj_proj(pairs[i].out_node, get_Proj_proj(pairs[i].in_node));
 351                         }
 352
 353                         /* reroute the edges from the proj to the argument */
 354                         exchange(pairs[i].out_node, pairs[i].in_node);
 355                         //edges_reroute(pairs[i].out_node, pairs[i].in_node, env->birg->irg);
 356                         //set_irn_n(pairs[i].out_node, 0, new_Bad());
 357
 358                         pairs[i].checked = 1;
 359                 }
 360         }
 361
 362         /* Set do_copy to 0 if it's on but we have no free register */
 363         if (do_copy) {
 364                 do_copy = 0;
 365         }
 366
 367         real_size = n - get_n_checked_pairs(pairs, n);
 368
 369         be_do_stat_perm(reg_class->name, reg_class->n_regs, irn, block, n, real_size);
 370
 371         /* check for cycles and chains */
 372         while (get_n_checked_pairs(pairs, n) < n) {
 373                 i = n_ops = 0;
 374
 375                 /* go to the first not-checked pair */
 376                 while (pairs[i].checked) i++;
 377                 cycle = xcalloc(1, sizeof(*cycle));
 378                 cycle = get_perm_cycle(cycle, pairs, n, i);
 379
 380                 DB((mod, LEVEL_1, "%+F: following %s created:\n  ", irn, cycle->type == PERM_CHAIN ? "chain" : "cycle"));
 381                 for (j = 0; j < cycle->n_elems; j++) {
 382                         DB((mod, LEVEL_1, " %s", cycle->elems[j]->name));
 383                 }
 384                 DB((mod, LEVEL_1, "\n"));
 385
 386                 /*
 387                         We don't need to do anything if we have a Perm with two
 388                         elements which represents a cycle, because those nodes
 389                         already represent exchange nodes
 390                 */
 391                 if (n == 2 && cycle->type == PERM_CYCLE) {
 392                         free(cycle);
 393                         keep_perm = 1;
 394                         continue;
 395                 }
 396
 397 //TODO: - iff PERM_CYCLE && do_copy -> determine free temp reg and insert copy to/from it before/after
 398 //        the copy cascade (this reduces the cycle into a chain)
 399
 400                 /* build copy/swap nodes from back to front */
 401                 for (i = cycle->n_elems - 2; i >= 0; i--) {
 402                         arg1 = get_node_for_register(pairs, n, cycle->elems[i], 0);
 403                         arg2 = get_node_for_register(pairs, n, cycle->elems[i + 1], 0);
 404
 405                         res1 = get_node_for_register(pairs, n, cycle->elems[i], 1);
 406                         res2 = get_node_for_register(pairs, n, cycle->elems[i + 1], 1);
 407                         /*
 408                                 If we have a cycle and don't copy: we need to create exchange nodes
 409                                 NOTE: An exchange node is a perm node with 2 INs and 2 OUTs
 410                                 IN_1  = in node with register i
 411                                 IN_2  = in node with register i + 1
 412                                 OUT_1 = out node with register i + 1
 413                                 OUT_2 = out node with register i
 414                         */
 415                         if (cycle->type == PERM_CYCLE && !do_copy) {
 416                                 in[0] = arg1;
 417                                 in[1] = arg2;
 418
 419                                 /* At this point we have to handle the following problem:     */
 420                                 /*                                                            */
 421                                 /* If we have a cycle with more than two elements, then       */
 422                                 /* this could correspond to the following Perm node:          */
 423                                 /*                                                            */
 424                                 /*   +----+   +----+   +----+                                 */
 425                                 /*   | r1 |   | r2 |   | r3 |                                 */
 426                                 /*   +-+--+   +-+--+   +--+-+                                 */
 427                                 /*     |        |         |                                   */
 428                                 /*     |        |         |                                   */
 429                                 /*   +-+--------+---------+-+                                 */
 430                                 /*   |         Perm         |                                 */
 431                                 /*   +-+--------+---------+-+                                 */
 432                                 /*     |        |         |                                   */
 433                                 /*     |        |         |                                   */
 434                                 /*   +-+--+   +-+--+   +--+-+                                 */
 435                                 /*   |Proj|   |Proj|   |Proj|                                 */
 436                                 /*   | r2 |   | r3 |   | r1 |                                 */
 437                                 /*   +----+   +----+   +----+                                 */
 438                                 /*                                                            */
 439                                 /* This node is about to be split up into two 2x Perm's       */
 440                                 /* for which we need 4 Proj's and the one additional Proj     */
 441                                 /* of the first Perm has to be one IN of the second. So in    */
 442                                 /* general we need to create one additional Proj for each     */
 443                                 /* "middle" Perm and set this to one in node of the successor */
 444                                 /* Perm.                                                      */
 445
 446                                 DBG((mod, LEVEL_1, "%+F creating exchange node (%+F, %s) and (%+F, %s) with\n",
 447                                         irn, arg1, cycle->elems[i]->name, arg2, cycle->elems[i + 1]->name));
 448                                 DBG((mod, LEVEL_1, "%+F                        (%+F, %s) and (%+F, %s)\n",
 449                                         irn, res1, cycle->elems[i]->name, res2, cycle->elems[i + 1]->name));
 450
 451                                 cpyxchg = be_new_Perm(reg_class, irg, block, 2, in);
 452                                 n_ops++;
 453
 454                                 if (i > 0) {
 455                                         /* cycle is not done yet */
 456                                         int pidx = get_pairidx_for_regidx(pairs, n, cycle->elems[i]->index, 0);
 457
 458                                         /* create intermediate proj */
 459                                         res1 = new_r_Proj(irg, block, cpyxchg, get_irn_mode(res1), 0);
 460
 461                                         /* set as in for next Perm */
 462                                         pairs[pidx].in_node = res1;
 463                                 }
 464
 465                                 set_Proj_pred(res2, cpyxchg);
 466                                 set_Proj_proj(res2, 0);
 467                                 set_Proj_pred(res1, cpyxchg);
 468                                 set_Proj_proj(res1, 1);
 469
 470                                 arch_set_irn_register(arch_env, res2, cycle->elems[i + 1]);
 471                                 arch_set_irn_register(arch_env, res1, cycle->elems[i]);
 472
 473                                 /* insert the copy/exchange node in schedule after the magic schedule node (see above) */
 474                                 sched_add_after(sched_point, cpyxchg);
 475
 476                                 DBG((mod, LEVEL_1, "replacing %+F with %+F, placed new node after %+F\n", irn, cpyxchg, sched_point));
 477
 478                                 /* set the new scheduling point */
 479                                 sched_point = res1;
 480                         }
 481                         else {
 482                                 DBG((mod, LEVEL_1, "%+F creating copy node (%+F, %s) -> (%+F, %s)\n",
 483                                         irn, arg1, cycle->elems[i]->name, res2, cycle->elems[i + 1]->name));
 484
 485                                 cpyxchg = be_new_Copy(reg_class, irg, block, arg1);
 486                                 arch_set_irn_register(arch_env, cpyxchg, cycle->elems[i + 1]);
 487                                 n_ops++;
 488
 489                                 /* exchange copy node and proj */
 490                                 exchange(res2, cpyxchg);
 491
 492                                 /* insert the copy/exchange node in schedule after the magic schedule node (see above) */
 493                                 sched_add_after(sched_point, cpyxchg);
 494
 495                                 /* set the new scheduling point */
 496                                 sched_point = cpyxchg;
 497                         }
 498                 }
 499
 500                 be_do_stat_permcycle(reg_class->name, irn, block, cycle->type == PERM_CHAIN, cycle->n_elems, n_ops);
 501
 502                 free((void *) cycle->elems);
 503                 free(cycle);
 504         }
 505
 506         /* remove the perm from schedule */
 507         if (! keep_perm) {
 508                 sched_remove(irn);
 509                 be_kill_node(irn);
 510         }
 511 }
 512
 513
 514
 515 static int get_n_out_edges(const ir_node *irn) {
 516         const ir_edge_t *edge;
 517         int cnt = 0;
 518
 519         foreach_out_edge(irn, edge) {
 520                 cnt++;
 521         }
 522
 523         return cnt;
 524 }
 525
 526 static INLINE ir_node *belower_skip_proj(ir_node *irn) {
 527         while(is_Proj(irn))
 528                 irn = get_Proj_pred(irn);
 529         return irn;
 530 }
 531
 532 static ir_node *find_copy(constraint_env_t *env, ir_node *irn, ir_node *op) {
 533         const arch_env_t *arch_env = be_get_birg_arch_env(env->birg);
 534         ir_node          *block    = get_nodes_block(irn);
 535         ir_node          *cur_node;
 536
 537         for (cur_node = sched_prev(irn);
 538                 ! is_Block(cur_node) && be_is_Copy(cur_node) && get_nodes_block(cur_node) == block;
 539                 cur_node = sched_prev(cur_node))
 540         {
 541                 if (be_get_Copy_op(cur_node) == op && arch_irn_is(arch_env, cur_node, dont_spill))
 542                         return cur_node;
 543         }
 544
 545         return NULL;
 546 }
 547
 548 static void gen_assure_different_pattern(ir_node *irn, ir_node *other_different, constraint_env_t *env) {
 549         be_irg_t                    *birg     = env->birg;
 550         ir_graph                    *irg      = be_get_birg_irg(birg);
 551         pset                        *op_set   = env->op_set;
 552         const arch_env_t            *arch_env = be_get_birg_arch_env(birg);
 553         ir_node                     *block    = get_nodes_block(irn);
 554         const arch_register_class_t *cls      = arch_get_irn_reg_class(arch_env, other_different, -1);
 555         ir_node                     *in[2], *keep, *cpy;
 556         op_copy_assoc_t             key, *entry;
 557         DEBUG_ONLY(firm_dbg_module_t *mod     = env->dbg;)
 558
 559         if (arch_irn_is(arch_env, other_different, ignore) || ! mode_is_datab(get_irn_mode(other_different))) {
 560                 DBG((mod, LEVEL_1, "ignore constraint for %+F because other_irn is ignore or not a datab node\n", irn));
 561                 return;
 562         }
 563
 564         /* Make a not spillable copy of the different node   */
 565         /* this is needed because the different irn could be */
 566         /* in block far far away                             */
 567         /* The copy is optimized later if not needed         */
 568
 569         /* check if already exists such a copy in the schedule immediatly before */
 570         cpy = find_copy(env, belower_skip_proj(irn), other_different);
 571         if (! cpy) {
 572                 cpy = be_new_Copy(cls, irg, block, other_different);
 573                 be_node_set_flags(cpy, BE_OUT_POS(0), arch_irn_flags_dont_spill);
 574                 DBG((mod, LEVEL_1, "created non-spillable %+F for value %+F\n", cpy, other_different));
 575         }
 576         else {
 577                 DBG((mod, LEVEL_1, "using already existing %+F for value %+F\n", cpy, other_different));
 578         }
 579
 580         in[0] = irn;
 581         in[1] = cpy;
 582
 583         /* Add the Keep resp. CopyKeep and reroute the users */
 584         /* of the other_different irn in case of CopyKeep.   */
 585         if (get_n_out_edges(other_different) == 0) {
 586                 keep = be_new_Keep(cls, irg, block, 2, in);
 587         }
 588         else {
 589                 keep = be_new_CopyKeep_single(cls, irg, block, cpy, irn, get_irn_mode(other_different));
 590                 be_node_set_reg_class(keep, 1, cls);
 591         }
 592
 593         DBG((mod, LEVEL_1, "created %+F(%+F, %+F)\n\n", keep, irn, cpy));
 594
 595         /* insert copy and keep into schedule */
 596         assert(sched_is_scheduled(irn) && "need schedule to assure constraints");
 597         if (! sched_is_scheduled(cpy))
 598                 sched_add_before(belower_skip_proj(irn), cpy);
 599         sched_add_after(irn, keep);
 600
 601         /* insert the other different and it's copies into the set */
 602         key.op         = other_different;
 603         entry          = pset_find(op_set, &key, nodeset_hash(other_different));
 604
 605         if (! entry) {
 606                 entry         = obstack_alloc(&env->obst, sizeof(*entry));
 607                 ir_nodeset_init(&entry->copies);
 608                 entry->op     = other_different;
 609                 entry->cls    = cls;
 610         }
 611
 612         /* insert copy */
 613         ir_nodeset_insert(&entry->copies, cpy);
 614
 615         /* insert keep in case of CopyKeep */
 616         if (be_is_CopyKeep(keep)) {
 617                 ir_nodeset_insert(&entry->copies, keep);
 618         }
 619
 620         pset_insert(op_set, entry, nodeset_hash(other_different));
 621 }
 622
 623 /**
 624  * Checks if node has a should_be_different constraint in output
 625  * and adds a Keep then to assure the constraint.
 626  */
 627 static void assure_different_constraints(ir_node *irn, constraint_env_t *env) {
 628         const arch_register_req_t *req;
 629         const arch_env_t          *arch_env = be_get_birg_arch_env(env->birg);
 630
 631         req = arch_get_register_req(arch_env, irn, -1);
 632
 633         if (arch_register_req_is(req, should_be_different)) {
 634                 ir_node *different_from = get_irn_n(belower_skip_proj(irn), req->other_different);
 635                 gen_assure_different_pattern(irn, different_from, env);
 636         } else if (arch_register_req_is(req, should_be_different_from_all)) {
 637                 int i, n = get_irn_arity(belower_skip_proj(irn));
 638                 for (i = 0; i < n; i++) {
 639                         gen_assure_different_pattern(irn, get_irn_n(belower_skip_proj(irn), i), env);
 640                 }
 641         }
 642 }
 643
 644
 645
 646 /**
 647  * Calls the functions to assure register constraints.
 648  *
 649  * @param irn      The node to be checked for lowering
 650  * @param walk_env The walker environment
 651  */
 652 static void assure_constraints_walker(ir_node *irn, void *walk_env) {
 653         if (is_Block(irn))
 654                 return;
 655
 656         if (sched_is_scheduled(irn) && mode_is_datab(get_irn_mode(irn)))
 657                 assure_different_constraints(irn, walk_env);
 658
 659         return;
 660 }
 661
 662 /**
 663  * Melt all copykeeps pointing to the same node
 664  * (or Projs of the same node), copying the same operand.
 665  */
 666 static void melt_copykeeps(constraint_env_t *cenv) {
 667         be_irg_t *birg = cenv->birg;
 668         ir_graph *irg  = be_get_birg_irg(birg);
 669         op_copy_assoc_t *entry;
 670
 671         /* for all */
 672         foreach_pset(cenv->op_set, entry) {
 673                 int     idx, num_ck;
 674                 ir_node *cp;
 675                 struct obstack obst;
 676                 ir_nodeset_iterator_t iter;
 677                 ir_node **ck_arr, **melt_arr;
 678
 679                 obstack_init(&obst);
 680
 681                 /* collect all copykeeps */
 682                 num_ck = idx = 0;
 683                 foreach_ir_nodeset(&entry->copies, cp, iter) {
 684                         if (be_is_CopyKeep(cp)) {
 685                                 obstack_grow(&obst, &cp, sizeof(cp));
 686                                 ++num_ck;
 687                         }
 688 #ifdef KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK
 689                         else {
 690                                 set_irn_mode(cp, mode_ANY);
 691                                 keep_alive(cp);
 692                         }
 693 #endif /* KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK */
 694                 }
 695
 696                 /* compare each copykeep with all other copykeeps */
 697                 ck_arr = (ir_node **)obstack_finish(&obst);
 698                 for (idx = 0; idx < num_ck; ++idx) {
 699                         ir_node *ref, *ref_mode_T;
 700
 701                         if (ck_arr[idx]) {
 702                                 int j, n_melt;
 703                                 ir_node **new_ck_in;
 704                                 ir_node *new_ck;
 705                                 ir_node *sched_pt = NULL;
 706
 707                                 n_melt     = 1;
 708                                 ref        = ck_arr[idx];
 709                                 ref_mode_T = skip_Proj(get_irn_n(ref, 1));
 710                                 obstack_grow(&obst, &ref, sizeof(ref));
 711
 712                                 DBG((cenv->dbg, LEVEL_1, "Trying to melt %+F:\n", ref));
 713
 714                                 /* check for copykeeps pointing to the same mode_T node as the reference copykeep */
 715                                 for (j = 0; j < num_ck; ++j) {
 716                                         ir_node *cur_ck = ck_arr[j];
 717
 718                                         if (j != idx && cur_ck && skip_Proj(get_irn_n(cur_ck, 1)) == ref_mode_T) {
 719                                                 obstack_grow(&obst, &cur_ck, sizeof(cur_ck));
 720                                                 ir_nodeset_remove(&entry->copies, cur_ck);
 721                                                 DBG((cenv->dbg, LEVEL_1, "\t%+F\n", cur_ck));
 722                                                 ck_arr[j] = NULL;
 723                                                 ++n_melt;
 724                                                 sched_remove(cur_ck);
 725                                         }
 726                                 }
 727                                 ck_arr[idx] = NULL;
 728
 729                                 /* check, if we found some candidates for melting */
 730                                 if (n_melt == 1) {
 731                                         DBG((cenv->dbg, LEVEL_1, "\tno candidate found\n"));
 732                                         continue;
 733                                 }
 734
 735                                 ir_nodeset_remove(&entry->copies, ref);
 736                                 sched_remove(ref);
 737
 738                                 melt_arr = (ir_node **)obstack_finish(&obst);
 739                                 /* melt all found copykeeps */
 740                                 NEW_ARR_A(ir_node *, new_ck_in, n_melt);
 741                                 for (j = 0; j < n_melt; ++j) {
 742                                         new_ck_in[j] = get_irn_n(melt_arr[j], 1);
 743
 744                                         /* now, we can kill the melted keep, except the */
 745                                         /* ref one, we still need some information      */
 746                                         if (melt_arr[j] != ref)
 747                                                 be_kill_node(melt_arr[j]);
 748                                 }
 749
 750 #ifdef KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK
 751                                 new_ck = be_new_CopyKeep(entry->cls, irg, get_nodes_block(ref), be_get_CopyKeep_op(ref), n_melt, new_ck_in, mode_ANY);
 752                                 keep_alive(new_ck);
 753 #else
 754                                 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));
 755 #endif /* KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK */
 756
 757                                 /* set register class for all keeped inputs */
 758                                 for (j = 1; j <= n_melt; ++j)
 759                                         be_node_set_reg_class(new_ck, j, entry->cls);
 760
 761                                 ir_nodeset_insert(&entry->copies, new_ck);
 762
 763                                 /* find scheduling point */
 764                                 if (get_irn_mode(ref_mode_T) == mode_T) {
 765                                         /* walk along the Projs */
 766                                         for (sched_pt = sched_next(ref_mode_T); is_Proj(sched_pt) || be_is_Keep(sched_pt) || be_is_CopyKeep(sched_pt); sched_pt = sched_next(sched_pt))
 767                                                 /* just walk along the schedule until a non-Proj/Keep/CopyKeep node is found*/ ;
 768                                 }
 769                                 else {
 770                                         sched_pt = ref_mode_T;
 771                                 }
 772
 773                                 sched_add_before(sched_pt, new_ck);
 774                                 DBG((cenv->dbg, LEVEL_1, "created %+F, scheduled before %+F\n", new_ck, sched_pt));
 775
 776                                 /* finally: kill the reference copykeep */
 777                                 be_kill_node(ref);
 778                         }
 779                 }
 780
 781                 obstack_free(&obst, NULL);
 782         }
 783 }
 784
 785 /**
 786  * Walks over all nodes to assure register constraints.
 787  *
 788  * @param birg  The birg structure containing the irg
 789  */
 790 void assure_constraints(be_irg_t *birg) {
 791         ir_graph         *irg      = be_get_birg_irg(birg);
 792         const arch_env_t *arch_env = be_get_birg_arch_env(birg);
 793         constraint_env_t cenv;
 794         op_copy_assoc_t  *entry;
 795         ir_node          **nodes;
 796         FIRM_DBG_REGISTER(firm_dbg_module_t *mod, "firm.be.lower.constr");
 797
 798         be_assure_dom_front(birg);
 799
 800         DEBUG_ONLY(cenv.dbg = mod;)
 801         cenv.birg   = birg;
 802         cenv.op_set = new_pset(cmp_op_copy_assoc, 16);
 803         obstack_init(&cenv.obst);
 804
 805         irg_walk_blkwise_graph(irg, NULL, assure_constraints_walker, &cenv);
 806
 807         /* melt copykeeps, pointing to projs of */
 808         /* the same mode_T node and keeping the */
 809         /* same operand                         */
 810         melt_copykeeps(&cenv);
 811
 812         /* for all */
 813         foreach_pset(cenv.op_set, entry) {
 814                 int     n;
 815                 ir_node *cp;
 816                 ir_nodeset_iterator_t iter;
 817                 be_ssa_construction_env_t senv;
 818
 819                 n     = ir_nodeset_size(&entry->copies);
 820                 nodes = alloca(n * sizeof(nodes[0]));
 821
 822                 /* put the node in an array */
 823                 DBG((mod, LEVEL_1, "introduce copies for %+F ", entry->op));
 824
 825                 /* collect all copies */
 826                 n = 0;
 827                 foreach_ir_nodeset(&entry->copies, cp, iter) {
 828                         nodes[n++] = cp;
 829                         DB((mod, LEVEL_1, ", %+F ", cp));
 830                 }
 831
 832                 DB((mod, LEVEL_1, "\n"));
 833
 834                 /* introduce the copies for the operand and it's copies */
 835                 be_ssa_construction_init(&senv, birg);
 836                 be_ssa_construction_add_copy(&senv, entry->op);
 837                 be_ssa_construction_add_copies(&senv, nodes, n);
 838                 be_ssa_construction_fix_users(&senv, entry->op);
 839                 be_ssa_construction_destroy(&senv);
 840
 841                 /* Could be that not all CopyKeeps are really needed, */
 842                 /* so we transform unnecessary ones into Keeps.       */
 843                 foreach_ir_nodeset(&entry->copies, cp, iter) {
 844                         if (be_is_CopyKeep(cp) && get_irn_n_edges(cp) < 1) {
 845                                 ir_node *keep;
 846                                 int     n = get_irn_arity(cp);
 847
 848                                 keep = be_new_Keep(arch_get_irn_reg_class(arch_env, cp, -1),
 849                                         irg, get_nodes_block(cp), n, (ir_node **)&get_irn_in(cp)[1]);
 850                                 sched_add_before(cp, keep);
 851
 852                                 /* Set all ins (including the block) of the CopyKeep BAD to keep the verifier happy. */
 853                                 sched_remove(cp);
 854                                 be_kill_node(cp);
 855                         }
 856                 }
 857
 858                 ir_nodeset_destroy(&entry->copies);
 859         }
 860
 861         del_pset(cenv.op_set);
 862         obstack_free(&cenv.obst, NULL);
 863         be_liveness_invalidate(be_get_birg_liveness(birg));
 864 }
 865
 866
 867 /**
 868  * Push nodes that do not need to be permed through the Perm.
 869  * This is commonly a reload cascade at block ends.
 870  * @note This routine needs interference.
 871  * @note Probably, we can implement it a little more efficient.
 872  *       Especially searching the frontier lazily might be better.
 873  * @param perm The perm.
 874  * @param data The walker data (lower_env_t).
 875  * @return     1, if there is something left to perm over.
 876  *             0, if removed the complete perm.
 877  */
 878 static int push_through_perm(ir_node *perm, void *data)
 879 {
 880         lower_env_t *env       = data;
 881         const arch_env_t *aenv = env->arch_env;
 882
 883         ir_graph *irg     = get_irn_irg(perm);
 884         ir_node *bl       = get_nodes_block(perm);
 885         ir_node *node;
 886         int  arity        = get_irn_arity(perm);
 887         int *map;
 888         int *proj_map;
 889         bitset_t *moved   = bitset_alloca(arity);
 890         int n_moved;
 891         int new_size;
 892         ir_node *frontier = sched_first(bl);
 893         FIRM_DBG_REGISTER(firm_dbg_module_t *mod, "firm.be.lower.permmove");
 894
 895         int i, n;
 896         const ir_edge_t *edge;
 897         ir_node *last_proj, *irn;
 898         const arch_register_class_t *cls = NULL;
 899
 900         DBG((mod, LEVEL_1, "perm move %+F irg %+F\n", perm, irg));
 901
 902         /* get some proj and find out the register class of the proj. */
 903         foreach_out_edge (perm, edge) {
 904                 last_proj  = get_edge_src_irn(edge);
 905                 cls = arch_get_irn_reg_class(aenv, last_proj, -1);
 906                 assert(is_Proj(last_proj));
 907                 break;
 908         }
 909
 910         /* find the point in the schedule after which the
 911          * potentially movable nodes must be defined.
 912          * A perm will only be pushed up to first instruction
 913          * which lets an operand of itself die.  */
 914
 915         sched_foreach_reverse_from (sched_prev(perm), irn) {
 916                 for(i = get_irn_arity(irn) - 1; i >= 0; --i) {
 917                         ir_node *op = get_irn_n(irn, i);
 918                         if(arch_irn_consider_in_reg_alloc(aenv, cls, op)
 919                                 && !values_interfere(env->birg, op, last_proj)) {
 920                                 frontier = sched_next(irn);
 921                                 goto found_front;
 922                         }
 923                 }
 924         }
 925 found_front:
 926
 927         DBG((mod, LEVEL_2, "\tfrontier: %+F\n", frontier));
 928
 929         node = sched_prev(perm);
 930         n_moved = 0;
 931         while(!sched_is_begin(node)) {
 932                 const arch_register_req_t *req;
 933                 int                        input = -1;
 934                 ir_node                   *proj;
 935
 936                 foreach_out_edge(perm, edge) {
 937                         ir_node *out = get_edge_src_irn(edge);
 938                         int      pn  = get_Proj_proj(out);
 939                         ir_node *in  = get_irn_n(perm, pn);
 940                         if(node == in) {
 941                                 proj  = out;
 942                                 input = pn;
 943                                 break;
 944                         }
 945                 }
 946                 /* it wasn't an input to the perm, we can't do anything more */
 947                 if(input < 0)
 948                         break;
 949                 if(!sched_comes_after(frontier, node))
 950                         break;
 951                 if(arch_irn_is(aenv, node, modify_flags))
 952                         break;
 953                 if(is_Proj(node)) {
 954                         req = arch_get_register_req(aenv, get_Proj_pred(node),
 955                                                     -1 - get_Proj_proj(node));
 956                 } else {
 957                         req = arch_get_register_req(aenv, node, -1);
 958                 }
 959                 if(req->type != arch_register_req_type_normal)
 960                         break;
 961                 for(i = get_irn_arity(node) - 1; i >= 0; --i) {
 962                         ir_node *opop = get_irn_n(node, i);
 963                         if (arch_irn_consider_in_reg_alloc(aenv, cls, opop)) {
 964                                 break;
 965                         }
 966                 }
 967                 if(i >= 0)
 968                         break;
 969
 970                 DBG((mod, LEVEL_2, "\tmoving %+F after %+F, killing %+F\n", node, perm, proj));
 971
 972                 /* move the movable node in front of the Perm */
 973                 sched_remove(node);
 974                 sched_add_after(perm, node);
 975
 976                 /* give it the proj's register */
 977                 arch_set_irn_register(aenv, node, arch_get_irn_register(aenv, proj));
 978
 979                 /* reroute all users of the proj to the moved node. */
 980                 edges_reroute(proj, node, irg);
 981
 982                 /* and kill it */
 983                 set_Proj_pred(proj, new_Bad());
 984                 be_kill_node(proj);
 985
 986                 bitset_set(moved, input);
 987                 n_moved++;
 988
 989                 node = sched_prev(node);
 990         }
 991
 992         /* well, we could not push anything through the perm */
 993         if(n_moved == 0)
 994                 return 1;
 995
 996         new_size = arity - n_moved;
 997         if(new_size == 0) {
 998                 return 0;
 999         }
1000
1001         map      = alloca(new_size * sizeof(map[0]));
1002         proj_map = alloca(arity * sizeof(proj_map[0]));
1003         memset(proj_map, -1, sizeof(proj_map[0]));
1004         n   = 0;
1005         for(i = 0; i < arity; ++i) {
1006                 if(bitset_is_set(moved, i))
1007                         continue;
1008                 map[n]      = i;
1009                 proj_map[i] = n;
1010                 n++;
1011         }
1012         assert(n == new_size);
1013         foreach_out_edge(perm, edge) {
1014                 ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
1015                 int      pn   = get_Proj_proj(proj);
1016                 pn = proj_map[pn];
1017                 assert(pn >= 0);
1018                 set_Proj_proj(proj, pn);
1019         }
1020
1021         be_Perm_reduce(perm, new_size, map);
1022         return 1;
1023 }
1024
1025 /**
1026  * Calls the corresponding lowering function for the node.
1027  *
1028  * @param irn      The node to be checked for lowering
1029  * @param walk_env The walker environment
1030  */
1031 static void lower_nodes_after_ra_walker(ir_node *irn, void *walk_env) {
1032         int perm_stayed;
1033
1034         if (is_Block(irn) || is_Proj(irn))
1035                 return;
1036         if (!be_is_Perm(irn))
1037                 return;
1038
1039         perm_stayed = push_through_perm(irn, walk_env);
1040         if (!perm_stayed)
1041                 return;
1042
1043         lower_perm_node(irn, walk_env);
1044 }
1045
1046 /**
1047  * Walks over all blocks in an irg and performs lowering need to be
1048  * done after register allocation (e.g. perm lowering).
1049  *
1050  * @param birg      The birg object
1051  * @param do_copy   1 == resolve cycles with a free reg if available
1052  */
1053 void lower_nodes_after_ra(be_irg_t *birg, int do_copy) {
1054         lower_env_t env;
1055         ir_graph    *irg = be_get_birg_irg(birg);
1056
1057         env.birg     = birg;
1058         env.arch_env = be_get_birg_arch_env(birg);
1059         env.do_copy  = do_copy;
1060         FIRM_DBG_REGISTER(env.dbg_module, "firm.be.lower");
1061
1062         /* we will need interference */
1063         be_liveness_assure_chk(be_get_birg_liveness(birg));
1064
1065         irg_walk_blkwise_graph(irg, NULL, lower_nodes_after_ra_walker, &env);
1066 }