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

   1 /*
   2  * Copyright (C) 1995-2008 University of Karlsruhe.  All right reserved.
   3  *
   4  * This file is part of libFirm.
   5  *
   6  * This file may be distributed and/or modified under the terms of the
   7  * GNU General Public License version 2 as published by the Free Software
   8  * Foundation and appearing in the file LICENSE.GPL included in the
   9  * packaging of this file.
  10  *
  11  * Licensees holding valid libFirm Professional Edition licenses may use
  12  * this file in accordance with the libFirm Commercial License.
  13  * Agreement provided with the Software.
  14  *
  15  * This file is provided AS IS with NO WARRANTY OF ANY KIND, INCLUDING THE
  16  * WARRANTY OF DESIGN, MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
  17  * PURPOSE.
  18  */
  19
  20 /**
  21  * @file
  22  * @brief       Performs lowering of perm nodes. Inserts copies to assure register constraints.
  23  * @author      Christian Wuerdig
  24  * @date        14.12.2005
  25  * @version     $Id$
  26  */
  27 #include "config.h"
  28
  29 #include <stdlib.h>
  30
  31 #include "ircons.h"
  32 #include "debug.h"
  33 #include "irhooks.h"
  34 #include "xmalloc.h"
  35 #include "irnodeset.h"
  36 #include "irnodemap.h"
  37 #include "irgmod.h"
  38 #include "iredges_t.h"
  39 #include "irgwalk.h"
  40 #include "array_t.h"
  41
  42 #include "bearch_t.h"
  43 #include "belower.h"
  44 #include "benode_t.h"
  45 #include "besched_t.h"
  46 #include "bestat.h"
  47 #include "bessaconstr.h"
  48 #include "beintlive_t.h"
  49
  50 #undef KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK
  51
  52 DEBUG_ONLY(static firm_dbg_module_t *dbg;)
  53 DEBUG_ONLY(static firm_dbg_module_t *dbg_constr;)
  54
  55 /** Associates an ir_node with it's copy and CopyKeep. */
  56 typedef struct {
  57         ir_nodeset_t copies; /**< all non-spillable copies of this irn */
  58         const arch_register_class_t *cls;
  59 } op_copy_assoc_t;
  60
  61 /** Environment for constraints. */
  62 typedef struct {
  63         be_irg_t       *birg;
  64         ir_nodemap_t   op_set;
  65         struct obstack obst;
  66 } constraint_env_t;
  67
  68 /** Lowering walker environment. */
  69 typedef struct _lower_env_t {
  70         be_irg_t         *birg;
  71         unsigned          do_copy : 1;
  72 } lower_env_t;
  73
  74 /** Holds a Perm register pair. */
  75 typedef struct _reg_pair_t {
  76         const arch_register_t *in_reg;    /**< a perm IN register */
  77         ir_node               *in_node;   /**< the in node to which the register belongs */
  78
  79         const arch_register_t *out_reg;   /**< a perm OUT register */
  80         ir_node               *out_node;  /**< the out node to which the register belongs */
  81
  82         int                    checked;   /**< indicates whether the pair was check for cycle or not */
  83 } reg_pair_t;
  84
  85 typedef enum _perm_type_t {
  86         PERM_CYCLE,
  87         PERM_CHAIN,
  88         PERM_SWAP,
  89         PERM_COPY
  90 } perm_type_t;
  91
  92 /** Structure to represent cycles or chains in a Perm. */
  93 typedef struct _perm_cycle_t {
  94         const arch_register_t **elems;       /**< the registers in the cycle */
  95         int                     n_elems;     /**< number of elements in the cycle */
  96         perm_type_t             type;        /**< type (CHAIN or CYCLE) */
  97 } perm_cycle_t;
  98
  99 /** Compare the in registers of two register pairs. */
 100 static int compare_reg_pair(const void *a, const void *b) {
 101         const reg_pair_t *pair_a = a;
 102         const reg_pair_t *pair_b = b;
 103
 104         if (pair_a->in_reg->index > pair_b->in_reg->index)
 105                 return 1;
 106         else
 107                 return -1;
 108 }
 109
 110 /** returns the number register pairs marked as checked. */
 111 static int get_n_checked_pairs(reg_pair_t *pairs, int n) {
 112         int i, n_checked = 0;
 113
 114         for (i = 0; i < n; i++) {
 115                 if (pairs[i].checked)
 116                         n_checked++;
 117         }
 118
 119         return n_checked;
 120 }
 121
 122 /**
 123  * Gets the node corresponding to an IN register from an array of register pairs.
 124  * NOTE: The given registers pairs and the register to look for must belong
 125  *       to the same register class.
 126  *
 127  * @param pairs  The array of register pairs
 128  * @param n      The number of pairs
 129  * @param reg    The register to look for
 130  * @return The corresponding node or NULL if not found
 131  */
 132 static ir_node *get_node_for_in_register(reg_pair_t *pairs, int n, const arch_register_t *reg) {
 133         int i;
 134
 135         for (i = 0; i < n; i++) {
 136                 /* in register matches */
 137                 if (pairs[i].in_reg->index == reg->index)
 138                         return pairs[i].in_node;
 139         }
 140
 141         return NULL;
 142 }
 143
 144 /**
 145  * Gets the node corresponding to an OUT register from an array of register pairs.
 146  * NOTE: The given registers pairs and the register to look for must belong
 147  *       to the same register class.
 148  *
 149  * @param pairs  The array of register pairs
 150  * @param n      The number of pairs
 151  * @param reg    The register to look for
 152  * @return The corresponding node or NULL if not found
 153  */
 154 static ir_node *get_node_for_out_register(reg_pair_t *pairs, int n, const arch_register_t *reg) {
 155         int i;
 156
 157         for (i = 0; i < n; i++) {
 158                 /* out register matches */
 159                 if (pairs[i].out_reg->index == reg->index)
 160                         return pairs[i].out_node;
 161         }
 162
 163         return NULL;
 164 }
 165
 166 /**
 167  * Gets the index in the register pair array where the in/out register
 168  * corresponds to reg_idx.
 169  *
 170  * @param pairs  The array of register pairs
 171  * @param n      The number of pairs
 172  * @param reg    The register index to look for
 173  * @param in_out 0 == look for IN register, 1 == look for OUT register
 174  * @return The corresponding index in pairs or -1 if not found
 175  */
 176 static int get_pairidx_for_regidx(reg_pair_t *pairs, int n, int reg_idx, int in_out) {
 177         int i;
 178
 179         if (in_out) {
 180                 for (i = 0; i < n; i++) {
 181                         /* out register matches */
 182                         if ((int) pairs[i].out_reg->index == reg_idx)
 183                                 return i;
 184                 }
 185         }
 186         else {
 187                 for (i = 0; i < n; i++) {
 188                         /* in register matches */
 189                         if ((int) pairs[i].in_reg->index == reg_idx)
 190                                 return i;
 191                 }
 192         }
 193
 194         return -1;
 195 }
 196
 197 /**
 198  * Gets an array of register pairs and tries to identify a cycle or chain starting
 199  * at position start.
 200  *
 201  * @param cycle Variable to hold the cycle
 202  * @param pairs Array of register pairs
 203  * @param start Index to start
 204  * @return The cycle or chain
 205  */
 206 static perm_cycle_t *get_perm_cycle(perm_cycle_t *cycle, reg_pair_t *pairs, int n, int start) {
 207         int head         = pairs[start].in_reg->index;
 208         int cur_idx      = pairs[start].out_reg->index;
 209         int cur_pair_idx = start;
 210         int n_pairs_done = get_n_checked_pairs(pairs, n);
 211         int idx;
 212         perm_type_t cycle_tp = PERM_CYCLE;
 213
 214         /* We could be right in the middle of a chain, so we need to find the start */
 215         while (head != cur_idx) {
 216                 /* goto previous register in cycle or chain */
 217                 cur_pair_idx = get_pairidx_for_regidx(pairs, n, head, 1);
 218
 219                 if (cur_pair_idx < 0) {
 220                         cycle_tp = PERM_CHAIN;
 221                         break;
 222                 }
 223                 else {
 224                         head  = pairs[cur_pair_idx].in_reg->index;
 225                         start = cur_pair_idx;
 226                 }
 227         }
 228
 229         /* assume worst case: all remaining pairs build a cycle or chain */
 230         cycle->elems    = XMALLOCNZ(const arch_register_t*, (n - n_pairs_done) * 2);
 231         cycle->n_elems  = 2;  /* initial number of elements is 2 */
 232         cycle->elems[0] = pairs[start].in_reg;
 233         cycle->elems[1] = pairs[start].out_reg;
 234         cycle->type     = cycle_tp;
 235         cur_idx         = pairs[start].out_reg->index;
 236
 237         idx = 2;
 238         /* check for cycle or end of a chain */
 239         while (cur_idx != head) {
 240                 /* goto next register in cycle or chain */
 241                 cur_pair_idx = get_pairidx_for_regidx(pairs, n, cur_idx, 0);
 242
 243                 if (cur_pair_idx < 0)
 244                         break;
 245
 246                 cur_idx = pairs[cur_pair_idx].out_reg->index;
 247
 248                 /* it's not the first element: insert it */
 249                 if (cur_idx != head) {
 250                         cycle->elems[idx++] = pairs[cur_pair_idx].out_reg;
 251                         cycle->n_elems++;
 252                 }
 253                 else {
 254                         /* we are there where we started -> CYCLE */
 255                         cycle->type = PERM_CYCLE;
 256                 }
 257         }
 258
 259         /* mark all pairs having one in/out register with cycle in common as checked */
 260         for (idx = 0; idx < cycle->n_elems; idx++) {
 261                 cur_pair_idx = get_pairidx_for_regidx(pairs, n, cycle->elems[idx]->index, 0);
 262
 263                 if (cur_pair_idx >= 0)
 264                         pairs[cur_pair_idx].checked = 1;
 265
 266                 cur_pair_idx = get_pairidx_for_regidx(pairs, n, cycle->elems[idx]->index, 1);
 267
 268                 if (cur_pair_idx >= 0)
 269                         pairs[cur_pair_idx].checked = 1;
 270         }
 271
 272         return cycle;
 273 }
 274
 275 /**
 276  * Lowers a perm node.  Resolves cycles and creates a bunch of
 277  * copy and swap operations to permute registers.
 278  * Note: The caller of this function has to make sure, that irn
 279  *       is a Perm node.
 280  *
 281  * @param irn      The perm node
 282  * @param block    The block the perm node belongs to
 283  * @param walk_env The environment
 284  */
 285 static void lower_perm_node(ir_node *irn, void *walk_env) {
 286         ir_graph        *irg = get_irn_irg(irn);
 287         const arch_register_class_t *reg_class;
 288         lower_env_t     *env         = walk_env;
 289         int             keep_perm    = 0;
 290         int             n, i, pn, do_copy, j, n_ops;
 291         reg_pair_t      *pairs;
 292         const ir_edge_t *edge;
 293         ir_node         *sched_point, *block, *in[2];
 294         ir_node         *arg1, *arg2, *res1, *res2;
 295         ir_node         *cpyxchg = NULL;
 296
 297         do_copy  = env->do_copy;
 298         block    = get_nodes_block(irn);
 299
 300         /*
 301                 Get the schedule predecessor node to the perm
 302                 NOTE: This works with auto-magic. If we insert the
 303                         new copy/exchange nodes after this node, everything
 304                         should be ok.
 305         */
 306         sched_point = sched_prev(irn);
 307         DBG((dbg, LEVEL_1, "perm: %+F\n", irn));
 308         DBG((dbg, LEVEL_1, "sched point is %+F\n", sched_point));
 309         assert(sched_point && "Perm is not scheduled or has no predecessor");
 310
 311         n = get_irn_arity(irn);
 312         assert(n == get_irn_n_edges(irn) && "perm's in and out numbers different");
 313
 314         reg_class = arch_get_irn_register(get_irn_n(irn, 0))->reg_class;
 315         pairs     = alloca(n * sizeof(pairs[0]));
 316
 317         /* build the list of register pairs (in, out) */
 318         i = 0;
 319         foreach_out_edge(irn, edge) {
 320                 pairs[i].out_node = get_edge_src_irn(edge);
 321                 pn                = get_Proj_proj(pairs[i].out_node);
 322                 pairs[i].in_node  = get_irn_n(irn, pn);
 323
 324                 pairs[i].in_reg  = arch_get_irn_register(pairs[i].in_node);
 325                 pairs[i].out_reg = arch_get_irn_register(pairs[i].out_node);
 326
 327                 pairs[i].checked = 0;
 328                 i++;
 329         }
 330
 331         /* sort the register pairs by the indices of the in registers */
 332         qsort(pairs, n, sizeof(pairs[0]), compare_reg_pair);
 333
 334         /* Mark all equal pairs as checked, and exchange the OUT proj with
 335                 the IN node. */
 336         for (i = 0; i < n; i++) {
 337                 if (pairs[i].in_reg->index == pairs[i].out_reg->index) {
 338                         DBG((dbg, LEVEL_1, "%+F removing equal perm register pair (%+F, %+F, %s)\n",
 339                                 irn, pairs[i].in_node, pairs[i].out_node, pairs[i].out_reg->name));
 340
 341                         /* reroute the edges from the proj to the argument */
 342                         exchange(pairs[i].out_node, pairs[i].in_node);
 343
 344                         pairs[i].checked = 1;
 345                 }
 346         }
 347
 348         /* Set do_copy to 0 if it's on but we have no free register */
 349         if (do_copy) {
 350                 do_copy = 0;
 351         }
 352
 353         /* check for cycles and chains */
 354         while (get_n_checked_pairs(pairs, n) < n) {
 355                 perm_cycle_t *cycle;
 356
 357                 i = n_ops = 0;
 358
 359                 /* go to the first not-checked pair */
 360                 while (pairs[i].checked) i++;
 361                 cycle = XMALLOCZ(perm_cycle_t);
 362                 cycle = get_perm_cycle(cycle, pairs, n, i);
 363
 364                 DB((dbg, LEVEL_1, "%+F: following %s created:\n  ", irn, cycle->type == PERM_CHAIN ? "chain" : "cycle"));
 365                 for (j = 0; j < cycle->n_elems; j++) {
 366                         DB((dbg, LEVEL_1, " %s", cycle->elems[j]->name));
 367                 }
 368                 DB((dbg, LEVEL_1, "\n"));
 369
 370                 /*
 371                         We don't need to do anything if we have a Perm with two
 372                         elements which represents a cycle, because those nodes
 373                         already represent exchange nodes
 374                 */
 375                 if (n == 2 && cycle->type == PERM_CYCLE) {
 376                         free(cycle);
 377                         keep_perm = 1;
 378                         continue;
 379                 }
 380
 381 //TODO: - iff PERM_CYCLE && do_copy -> determine free temp reg and insert copy to/from it before/after
 382 //        the copy cascade (this reduces the cycle into a chain)
 383
 384                 /* build copy/swap nodes from back to front */
 385                 for (i = cycle->n_elems - 2; i >= 0; i--) {
 386                         arg1 = get_node_for_in_register(pairs, n, cycle->elems[i]);
 387                         arg2 = get_node_for_in_register(pairs, n, cycle->elems[i + 1]);
 388
 389                         res1 = get_node_for_out_register(pairs, n, cycle->elems[i]);
 390                         res2 = get_node_for_out_register(pairs, n, cycle->elems[i + 1]);
 391                         /*
 392                                 If we have a cycle and don't copy: we need to create exchange nodes
 393                                 NOTE: An exchange node is a perm node with 2 INs and 2 OUTs
 394                                 IN_1  = in node with register i
 395                                 IN_2  = in node with register i + 1
 396                                 OUT_1 = out node with register i + 1
 397                                 OUT_2 = out node with register i
 398                         */
 399                         if (cycle->type == PERM_CYCLE && !do_copy) {
 400                                 in[0] = arg1;
 401                                 in[1] = arg2;
 402
 403                                 /* At this point we have to handle the following problem:     */
 404                                 /*                                                            */
 405                                 /* If we have a cycle with more than two elements, then       */
 406                                 /* this could correspond to the following Perm node:          */
 407                                 /*                                                            */
 408                                 /*   +----+   +----+   +----+                                 */
 409                                 /*   | r1 |   | r2 |   | r3 |                                 */
 410                                 /*   +-+--+   +-+--+   +--+-+                                 */
 411                                 /*     |        |         |                                   */
 412                                 /*     |        |         |                                   */
 413                                 /*   +-+--------+---------+-+                                 */
 414                                 /*   |         Perm         |                                 */
 415                                 /*   +-+--------+---------+-+                                 */
 416                                 /*     |        |         |                                   */
 417                                 /*     |        |         |                                   */
 418                                 /*   +-+--+   +-+--+   +--+-+                                 */
 419                                 /*   |Proj|   |Proj|   |Proj|                                 */
 420                                 /*   | r2 |   | r3 |   | r1 |                                 */
 421                                 /*   +----+   +----+   +----+                                 */
 422                                 /*                                                            */
 423                                 /* This node is about to be split up into two 2x Perm's       */
 424                                 /* for which we need 4 Proj's and the one additional Proj     */
 425                                 /* of the first Perm has to be one IN of the second. So in    */
 426                                 /* general we need to create one additional Proj for each     */
 427                                 /* "middle" Perm and set this to one in node of the successor */
 428                                 /* Perm.                                                      */
 429
 430                                 DBG((dbg, LEVEL_1, "%+F creating exchange node (%+F, %s) and (%+F, %s) with\n",
 431                                         irn, arg1, cycle->elems[i]->name, arg2, cycle->elems[i + 1]->name));
 432                                 DBG((dbg, LEVEL_1, "%+F                        (%+F, %s) and (%+F, %s)\n",
 433                                         irn, res1, cycle->elems[i]->name, res2, cycle->elems[i + 1]->name));
 434
 435                                 cpyxchg = be_new_Perm(reg_class, irg, block, 2, in);
 436                                 n_ops++;
 437
 438                                 if (i > 0) {
 439                                         /* cycle is not done yet */
 440                                         int pidx = get_pairidx_for_regidx(pairs, n, cycle->elems[i]->index, 0);
 441
 442                                         /* create intermediate proj */
 443                                         res1 = new_r_Proj(irg, block, cpyxchg, get_irn_mode(res1), 0);
 444
 445                                         /* set as in for next Perm */
 446                                         pairs[pidx].in_node = res1;
 447                                 }
 448
 449                                 set_Proj_pred(res2, cpyxchg);
 450                                 set_Proj_proj(res2, 0);
 451                                 set_Proj_pred(res1, cpyxchg);
 452                                 set_Proj_proj(res1, 1);
 453
 454                                 arch_set_irn_register(res2, cycle->elems[i + 1]);
 455                                 arch_set_irn_register(res1, cycle->elems[i]);
 456
 457                                 /* insert the copy/exchange node in schedule after the magic schedule node (see above) */
 458                                 sched_add_after(sched_point, cpyxchg);
 459
 460                                 DBG((dbg, LEVEL_1, "replacing %+F with %+F, placed new node after %+F\n", irn, cpyxchg, sched_point));
 461
 462                                 /* set the new scheduling point */
 463                                 sched_point = res1;
 464                         }
 465                         else {
 466                                 DBG((dbg, LEVEL_1, "%+F creating copy node (%+F, %s) -> (%+F, %s)\n",
 467                                         irn, arg1, cycle->elems[i]->name, res2, cycle->elems[i + 1]->name));
 468
 469                                 cpyxchg = be_new_Copy(reg_class, irg, block, arg1);
 470                                 arch_set_irn_register(cpyxchg, cycle->elems[i + 1]);
 471                                 n_ops++;
 472
 473                                 /* exchange copy node and proj */
 474                                 exchange(res2, cpyxchg);
 475
 476                                 /* insert the copy/exchange node in schedule after the magic schedule node (see above) */
 477                                 sched_add_after(sched_point, cpyxchg);
 478
 479                                 /* set the new scheduling point */
 480                                 sched_point = cpyxchg;
 481                         }
 482                 }
 483
 484                 free((void *) cycle->elems);
 485                 free(cycle);
 486         }
 487
 488         /* remove the perm from schedule */
 489         if (! keep_perm) {
 490                 sched_remove(irn);
 491                 kill_node(irn);
 492         }
 493 }
 494
 495
 496
 497 static int has_irn_users(const ir_node *irn) {
 498         return get_irn_out_edge_first_kind(irn, EDGE_KIND_NORMAL) != 0;
 499 }
 500
 501 /**
 502  * Skip all Proj nodes.
 503  */
 504 static INLINE ir_node *belower_skip_proj(ir_node *irn) {
 505         while(is_Proj(irn))
 506                 irn = get_Proj_pred(irn);
 507         return irn;
 508 }
 509
 510 static ir_node *find_copy(ir_node *irn, ir_node *op)
 511 {
 512         ir_node *cur_node;
 513
 514         for (cur_node = irn;;) {
 515                 cur_node = sched_prev(cur_node);
 516                 if (! be_is_Copy(cur_node))
 517                         return NULL;
 518                 if (be_get_Copy_op(cur_node) == op && arch_irn_is(cur_node, dont_spill))
 519                         return cur_node;
 520         }
 521 }
 522
 523 static void gen_assure_different_pattern(ir_node *irn, ir_node *other_different, constraint_env_t *env) {
 524         be_irg_t                    *birg     = env->birg;
 525         ir_graph                    *irg      = be_get_birg_irg(birg);
 526         ir_nodemap_t                *op_set   = &env->op_set;
 527         ir_node                     *block    = get_nodes_block(irn);
 528         const arch_register_class_t *cls      = arch_get_irn_reg_class(other_different, -1);
 529         ir_node                     *in[2], *keep, *cpy;
 530         op_copy_assoc_t             *entry;
 531
 532         if (arch_irn_is(other_different, ignore) ||
 533                         !mode_is_datab(get_irn_mode(other_different))) {
 534                 DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "ignore constraint for %+F because other_irn is ignore or not a datab node\n", irn));
 535                 return;
 536         }
 537
 538         /* Make a not spillable copy of the different node   */
 539         /* this is needed because the different irn could be */
 540         /* in block far far away                             */
 541         /* The copy is optimized later if not needed         */
 542
 543         /* check if already exists such a copy in the schedule immediately before */
 544         cpy = find_copy(belower_skip_proj(irn), other_different);
 545         if (! cpy) {
 546                 cpy = be_new_Copy(cls, irg, block, other_different);
 547                 be_node_set_flags(cpy, BE_OUT_POS(0), arch_irn_flags_dont_spill);
 548                 DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "created non-spillable %+F for value %+F\n", cpy, other_different));
 549         }
 550         else {
 551                 DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "using already existing %+F for value %+F\n", cpy, other_different));
 552         }
 553
 554         in[0] = irn;
 555         in[1] = cpy;
 556
 557         /* Add the Keep resp. CopyKeep and reroute the users */
 558         /* of the other_different irn in case of CopyKeep.   */
 559         if (has_irn_users(other_different)) {
 560                 keep = be_new_CopyKeep_single(cls, irg, block, cpy, irn, get_irn_mode(other_different));
 561                 be_node_set_reg_class(keep, 1, cls);
 562         }
 563         else {
 564                 keep = be_new_Keep(cls, irg, block, 2, in);
 565         }
 566
 567         DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "created %+F(%+F, %+F)\n\n", keep, irn, cpy));
 568
 569         /* insert copy and keep into schedule */
 570         assert(sched_is_scheduled(irn) && "need schedule to assure constraints");
 571         if (! sched_is_scheduled(cpy))
 572                 sched_add_before(belower_skip_proj(irn), cpy);
 573         sched_add_after(irn, keep);
 574
 575         /* insert the other different and it's copies into the map */
 576         entry = ir_nodemap_get(op_set, other_different);
 577         if (! entry) {
 578                 entry      = obstack_alloc(&env->obst, sizeof(*entry));
 579                 entry->cls = cls;
 580                 ir_nodeset_init(&entry->copies);
 581
 582                 ir_nodemap_insert(op_set, other_different, entry);
 583         }
 584
 585         /* insert copy */
 586         ir_nodeset_insert(&entry->copies, cpy);
 587
 588         /* insert keep in case of CopyKeep */
 589         if (be_is_CopyKeep(keep)) {
 590                 ir_nodeset_insert(&entry->copies, keep);
 591         }
 592 }
 593
 594 /**
 595  * Checks if node has a must_be_different constraint in output and adds a Keep
 596  * then to assure the constraint.
 597  *
 598  * @param irn          the node to check
 599  * @param skipped_irn  if irn is a Proj node, its predecessor, else irn
 600  * @param env          the constraint environment
 601  */
 602 static void assure_different_constraints(ir_node *irn, ir_node *skipped_irn, constraint_env_t *env) {
 603         const arch_register_req_t *req = arch_get_register_req(irn, -1);
 604
 605         if (arch_register_req_is(req, must_be_different)) {
 606                 const unsigned other = req->other_different;
 607                 int i;
 608
 609                 if (arch_register_req_is(req, should_be_same)) {
 610                         const unsigned same = req->other_same;
 611
 612                         if (is_po2(other) && is_po2(same)) {
 613                                 int idx_other = ntz(other);
 614                                 int idx_same  = ntz(same);
 615
 616                                 /*
 617                                  * We can safely ignore a should_be_same x must_be_different y
 618                                  * IFF both inputs are equal!
 619                                  */
 620                                 if (get_irn_n(skipped_irn, idx_other) == get_irn_n(skipped_irn, idx_same)) {
 621                                         return;
 622                                 }
 623                         }
 624                 }
 625                 for (i = 0; 1U << i <= other; ++i) {
 626                         if (other & (1U << i)) {
 627                                 ir_node *different_from = get_irn_n(skipped_irn, i);
 628                                 gen_assure_different_pattern(irn, different_from, env);
 629                         }
 630                 }
 631         }
 632 }
 633
 634 /**
 635  * Calls the functions to assure register constraints.
 636  *
 637  * @param block    The block to be checked
 638  * @param walk_env The walker environment
 639  */
 640 static void assure_constraints_walker(ir_node *block, void *walk_env) {
 641         ir_node *irn;
 642
 643         sched_foreach_reverse(block, irn) {
 644                 ir_mode *mode = get_irn_mode(irn);
 645
 646                 if (mode == mode_T) {
 647                         const ir_edge_t *edge;
 648
 649                         foreach_out_edge(irn, edge) {
 650                                 ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
 651
 652                                 mode = get_irn_mode(proj);
 653                                 if (mode_is_datab(mode))
 654                                         assure_different_constraints(proj, irn, walk_env);
 655                         }
 656                 } else if (mode_is_datab(mode)) {
 657                         assure_different_constraints(irn, irn, walk_env);
 658                 }
 659         }
 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         ir_nodemap_iterator_t map_iter;
 670         ir_nodemap_entry_t    map_entry;
 671
 672         /* for all */
 673         foreach_ir_nodemap(&cenv->op_set, map_entry, map_iter) {
 674                 op_copy_assoc_t *entry = map_entry.data;
 675                 int     idx, num_ck;
 676                 ir_node *cp;
 677                 struct obstack obst;
 678                 ir_nodeset_iterator_t iter;
 679                 ir_node **ck_arr, **melt_arr;
 680
 681                 obstack_init(&obst);
 682
 683                 /* collect all copykeeps */
 684                 num_ck = idx = 0;
 685                 foreach_ir_nodeset(&entry->copies, cp, iter) {
 686                         if (be_is_CopyKeep(cp)) {
 687                                 obstack_grow(&obst, &cp, sizeof(cp));
 688                                 ++num_ck;
 689                         }
 690 #ifdef KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK
 691                         else {
 692                                 set_irn_mode(cp, mode_ANY);
 693                                 keep_alive(cp);
 694                         }
 695 #endif /* KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK */
 696                 }
 697
 698                 /* compare each copykeep with all other copykeeps */
 699                 ck_arr = (ir_node **)obstack_finish(&obst);
 700                 for (idx = 0; idx < num_ck; ++idx) {
 701                         ir_node *ref, *ref_mode_T;
 702
 703                         if (ck_arr[idx]) {
 704                                 int j, n_melt;
 705                                 ir_node **new_ck_in;
 706                                 ir_node *new_ck;
 707                                 ir_node *sched_pt = NULL;
 708
 709                                 n_melt     = 1;
 710                                 ref        = ck_arr[idx];
 711                                 ref_mode_T = skip_Proj(get_irn_n(ref, 1));
 712                                 obstack_grow(&obst, &ref, sizeof(ref));
 713
 714                                 DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "Trying to melt %+F:\n", ref));
 715
 716                                 /* check for copykeeps pointing to the same mode_T node as the reference copykeep */
 717                                 for (j = 0; j < num_ck; ++j) {
 718                                         ir_node *cur_ck = ck_arr[j];
 719
 720                                         if (j != idx && cur_ck && skip_Proj(get_irn_n(cur_ck, 1)) == ref_mode_T) {
 721                                                 obstack_grow(&obst, &cur_ck, sizeof(cur_ck));
 722                                                 ir_nodeset_remove(&entry->copies, cur_ck);
 723                                                 DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "\t%+F\n", cur_ck));
 724                                                 ck_arr[j] = NULL;
 725                                                 ++n_melt;
 726                                                 sched_remove(cur_ck);
 727                                         }
 728                                 }
 729                                 ck_arr[idx] = NULL;
 730
 731                                 /* check, if we found some candidates for melting */
 732                                 if (n_melt == 1) {
 733                                         DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "\tno candidate found\n"));
 734                                         continue;
 735                                 }
 736
 737                                 ir_nodeset_remove(&entry->copies, ref);
 738                                 sched_remove(ref);
 739
 740                                 melt_arr = (ir_node **)obstack_finish(&obst);
 741                                 /* melt all found copykeeps */
 742                                 NEW_ARR_A(ir_node *, new_ck_in, n_melt);
 743                                 for (j = 0; j < n_melt; ++j) {
 744                                         new_ck_in[j] = get_irn_n(melt_arr[j], 1);
 745
 746                                         /* now, we can kill the melted keep, except the */
 747                                         /* ref one, we still need some information      */
 748                                         if (melt_arr[j] != ref)
 749                                                 kill_node(melt_arr[j]);
 750                                 }
 751
 752 #ifdef KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK
 753                                 new_ck = be_new_CopyKeep(entry->cls, irg, get_nodes_block(ref), be_get_CopyKeep_op(ref), n_melt, new_ck_in, mode_ANY);
 754                                 keep_alive(new_ck);
 755 #else
 756                                 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));
 757 #endif /* KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK */
 758
 759                                 /* set register class for all kept inputs */
 760                                 for (j = 1; j <= n_melt; ++j)
 761                                         be_node_set_reg_class(new_ck, j, entry->cls);
 762
 763                                 ir_nodeset_insert(&entry->copies, new_ck);
 764
 765                                 /* find scheduling point */
 766                                 sched_pt = ref_mode_T;
 767                                 do {
 768                                         /* just walk along the schedule until a non-Keep/CopyKeep node is found */
 769                                         sched_pt = sched_next(sched_pt);
 770                                 } while (be_is_Keep(sched_pt) || be_is_CopyKeep(sched_pt));
 771
 772                                 sched_add_before(sched_pt, new_ck);
 773                                 DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "created %+F, scheduled before %+F\n", new_ck, sched_pt));
 774
 775                                 /* finally: kill the reference copykeep */
 776                                 kill_node(ref);
 777                         }
 778                 }
 779
 780                 obstack_free(&obst, NULL);
 781         }
 782 }
 783
 784 /**
 785  * Walks over all nodes to assure register constraints.
 786  *
 787  * @param birg  The birg structure containing the irg
 788  */
 789 void assure_constraints(be_irg_t *birg) {
 790         ir_graph              *irg = be_get_birg_irg(birg);
 791         constraint_env_t      cenv;
 792         ir_node               **nodes;
 793         ir_nodemap_iterator_t map_iter;
 794         ir_nodemap_entry_t    map_entry;
 795
 796         FIRM_DBG_REGISTER(dbg_constr, "firm.be.lower.constr");
 797
 798         cenv.birg = birg;
 799         ir_nodemap_init(&cenv.op_set);
 800         obstack_init(&cenv.obst);
 801
 802         irg_block_walk_graph(irg, NULL, assure_constraints_walker, &cenv);
 803
 804         /* melt copykeeps, pointing to projs of */
 805         /* the same mode_T node and keeping the */
 806         /* same operand                         */
 807         melt_copykeeps(&cenv);
 808
 809         /* for all */
 810         foreach_ir_nodemap(&cenv.op_set, map_entry, map_iter) {
 811                 op_copy_assoc_t *entry = map_entry.data;
 812                 int     n;
 813                 ir_node *cp;
 814                 ir_nodeset_iterator_t iter;
 815                 be_ssa_construction_env_t senv;
 816
 817                 n     = ir_nodeset_size(&entry->copies);
 818                 nodes = alloca(n * sizeof(nodes[0]));
 819
 820                 /* put the node in an array */
 821                 DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "introduce copies for %+F ", map_entry.node));
 822
 823                 /* collect all copies */
 824                 n = 0;
 825                 foreach_ir_nodeset(&entry->copies, cp, iter) {
 826                         nodes[n++] = cp;
 827                         DB((dbg_constr, LEVEL_1, ", %+F ", cp));
 828                 }
 829
 830                 DB((dbg_constr, LEVEL_1, "\n"));
 831
 832                 /* introduce the copies for the operand and it's copies */
 833                 be_ssa_construction_init(&senv, birg);
 834                 be_ssa_construction_add_copy(&senv, map_entry.node);
 835                 be_ssa_construction_add_copies(&senv, nodes, n);
 836                 be_ssa_construction_fix_users(&senv, map_entry.node);
 837                 be_ssa_construction_destroy(&senv);
 838
 839                 /* Could be that not all CopyKeeps are really needed, */
 840                 /* so we transform unnecessary ones into Keeps.       */
 841                 foreach_ir_nodeset(&entry->copies, cp, iter) {
 842                         if (be_is_CopyKeep(cp) && get_irn_n_edges(cp) < 1) {
 843                                 ir_node *keep;
 844                                 int     n = get_irn_arity(cp);
 845
 846                                 keep = be_new_Keep(arch_get_irn_reg_class(cp, -1),
 847                                         irg, get_nodes_block(cp), n, get_irn_in(cp) + 1);
 848                                 sched_add_before(cp, keep);
 849
 850                                 /* Set all ins (including the block) of the CopyKeep BAD to keep the verifier happy. */
 851                                 sched_remove(cp);
 852                                 kill_node(cp);
 853                         }
 854                 }
 855
 856                 ir_nodeset_destroy(&entry->copies);
 857         }
 858
 859         ir_nodemap_destroy(&cenv.op_set);
 860         obstack_free(&cenv.obst, NULL);
 861         be_liveness_invalidate(be_get_birg_liveness(birg));
 862 }
 863
 864
 865 /**
 866  * Push nodes that do not need to be permed through the Perm.
 867  * This is commonly a reload cascade at block ends.
 868  * @note This routine needs interference.
 869  * @note Probably, we can implement it a little more efficient.
 870  *       Especially searching the frontier lazily might be better.
 871  * @param perm The perm.
 872  * @param data The walker data (lower_env_t).
 873  * @return     1, if there is something left to perm over.
 874  *             0, if removed the complete perm.
 875  */
 876 static int push_through_perm(ir_node *perm, void *data)
 877 {
 878         lower_env_t *env = data;
 879
 880         ir_graph *irg     = get_irn_irg(perm);
 881         ir_node *bl       = get_nodes_block(perm);
 882         ir_node *node;
 883         int  arity        = get_irn_arity(perm);
 884         int *map;
 885         int *proj_map;
 886         bitset_t *moved   = bitset_alloca(arity);
 887         int n_moved;
 888         int new_size;
 889         ir_node *frontier = bl;
 890         FIRM_DBG_REGISTER(firm_dbg_module_t *mod, "firm.be.lower.permmove");
 891
 892         int i, n;
 893         const ir_edge_t *edge;
 894         ir_node *one_proj = NULL, *irn;
 895         const arch_register_class_t *cls = NULL;
 896
 897         DBG((mod, LEVEL_1, "perm move %+F irg %+F\n", perm, irg));
 898
 899         /* get some Proj and find out the register class of that Proj. */
 900         edge     = get_irn_out_edge_first_kind(perm, EDGE_KIND_NORMAL);
 901         one_proj = get_edge_src_irn(edge);
 902         assert(is_Proj(one_proj));
 903         cls      = arch_get_irn_reg_class(one_proj, -1);
 904
 905         /* Find the point in the schedule after which the
 906          * potentially movable nodes must be defined.
 907          * A Perm will only be pushed up to first instruction
 908          * which lets an operand of itself die.
 909          * If we would allow to move the Perm above this instruction,
 910          * the former dead operand would be live now at the point of
 911          * the Perm, increasing the register pressure by one.
 912          */
 913         sched_foreach_reverse_from (sched_prev(perm), irn) {
 914                 for (i = get_irn_arity(irn) - 1; i >= 0; --i) {
 915                         ir_node *op = get_irn_n(irn, i);
 916                         if (arch_irn_consider_in_reg_alloc(cls, op) &&
 917                             !values_interfere(env->birg, op, one_proj)) {
 918                                 frontier = irn;
 919                                 goto found_front;
 920                         }
 921                 }
 922         }
 923 found_front:
 924
 925         DBG((mod, LEVEL_2, "\tfrontier: %+F\n", frontier));
 926
 927         node = sched_prev(perm);
 928         n_moved = 0;
 929         while(!sched_is_begin(node)) {
 930                 const arch_register_req_t *req;
 931                 int                        input = -1;
 932                 ir_node                   *proj;
 933
 934                 /* search if node is a INPUT of Perm */
 935                 foreach_out_edge(perm, edge) {
 936                         ir_node *out = get_edge_src_irn(edge);
 937                         int      pn  = get_Proj_proj(out);
 938                         ir_node *in  = get_irn_n(perm, pn);
 939                         if (node == in) {
 940                                 proj  = out;
 941                                 input = pn;
 942                                 break;
 943                         }
 944                 }
 945                 /* it wasn't an input to the perm, we can't do anything more */
 946                 if(input < 0)
 947                         break;
 948                 if(!sched_comes_after(frontier, node))
 949                         break;
 950                 if (arch_irn_is(node, modify_flags))
 951                         break;
 952                 if(is_Proj(node)) {
 953                         req = arch_get_register_req(get_Proj_pred(node),
 954                                                     -1 - get_Proj_proj(node));
 955                 } else {
 956                         req = arch_get_register_req(node, -1);
 957                 }
 958                 if(req->type != arch_register_req_type_normal)
 959                         break;
 960                 for(i = get_irn_arity(node) - 1; i >= 0; --i) {
 961                         ir_node *opop = get_irn_n(node, i);
 962                         if (arch_irn_consider_in_reg_alloc(cls, opop)) {
 963                                 break;
 964                         }
 965                 }
 966                 if(i >= 0)
 967                         break;
 968
 969                 DBG((mod, LEVEL_2, "\tmoving %+F after %+F, killing %+F\n", node, perm, proj));
 970
 971                 /* move the movable node in front of the Perm */
 972                 sched_remove(node);
 973                 sched_add_after(perm, node);
 974
 975                 /* give it the proj's register */
 976                 arch_set_irn_register(node, arch_get_irn_register(proj));
 977
 978                 /* reroute all users of the proj to the moved node. */
 979                 edges_reroute(proj, node, irg);
 980
 981                 /* and kill it */
 982                 set_Proj_pred(proj, new_Bad());
 983                 kill_node(proj);
 984
 985                 bitset_set(moved, input);
 986                 n_moved++;
 987
 988                 node = sched_prev(node);
 989         }
 990
 991         /* well, we could not push anything through the perm */
 992         if(n_moved == 0)
 993                 return 1;
 994
 995         new_size = arity - n_moved;
 996         if(new_size == 0) {
 997                 return 0;
 998         }
 999
1000         map      = alloca(new_size * sizeof(map[0]));
1001         proj_map = alloca(arity * sizeof(proj_map[0]));
1002         memset(proj_map, -1, sizeof(proj_map[0]));
1003         n   = 0;
1004         for(i = 0; i < arity; ++i) {
1005                 if(bitset_is_set(moved, i))
1006                         continue;
1007                 map[n]      = i;
1008                 proj_map[i] = n;
1009                 n++;
1010         }
1011         assert(n == new_size);
1012         foreach_out_edge(perm, edge) {
1013                 ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
1014                 int      pn   = get_Proj_proj(proj);
1015                 pn = proj_map[pn];
1016                 assert(pn >= 0);
1017                 set_Proj_proj(proj, pn);
1018         }
1019
1020         be_Perm_reduce(perm, new_size, map);
1021         return 1;
1022 }
1023
1024 /**
1025  * Calls the corresponding lowering function for the node.
1026  *
1027  * @param irn      The node to be checked for lowering
1028  * @param walk_env The walker environment
1029  */
1030 static void lower_nodes_after_ra_walker(ir_node *irn, void *walk_env)
1031 {
1032         int perm_stayed;
1033
1034         if (!be_is_Perm(irn))
1035                 return;
1036
1037         perm_stayed = push_through_perm(irn, walk_env);
1038         if (!perm_stayed)
1039                 return;
1040
1041         lower_perm_node(irn, walk_env);
1042 }
1043
1044 /**
1045  * Walks over all blocks in an irg and performs lowering need to be
1046  * done after register allocation (e.g. perm lowering).
1047  *
1048  * @param birg      The birg object
1049  * @param do_copy   1 == resolve cycles with a free reg if available
1050  */
1051 void lower_nodes_after_ra(be_irg_t *birg, int do_copy) {
1052         lower_env_t env;
1053         ir_graph    *irg;
1054
1055         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.be.lower");
1056
1057         env.birg    = birg;
1058         env.do_copy = do_copy;
1059
1060         /* we will need interference */
1061         be_liveness_assure_chk(be_get_birg_liveness(birg));
1062
1063         irg = be_get_birg_irg(birg);
1064         irg_walk_graph(irg, NULL, lower_nodes_after_ra_walker, &env);
1065 }