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

   1 /*
   2  * Copyright (C) 1995-2011 University of Karlsruhe.  All right reserved.
   3  *
   4  * This file is part of libFirm.
   5  *
   6  * This file may be distributed and/or modified under the terms of the
   7  * GNU General Public License version 2 as published by the Free Software
   8  * Foundation and appearing in the file LICENSE.GPL included in the
   9  * packaging of this file.
  10  *
  11  * Licensees holding valid libFirm Professional Edition licenses may use
  12  * this file in accordance with the libFirm Commercial License.
  13  * Agreement provided with the Software.
  14  *
  15  * This file is provided AS IS with NO WARRANTY OF ANY KIND, INCLUDING THE
  16  * WARRANTY OF DESIGN, MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
  17  * PURPOSE.
  18  */
  19
  20 /**
  21  * @file
  22  * @brief       Performs lowering of perm nodes. Inserts copies to assure
  23  *              register constraints.
  24  * @author      Christian Wuerdig
  25  * @date        14.12.2005
  26  * @version     $Id$
  27  */
  28 #include "config.h"
  29
  30 #include <stdlib.h>
  31
  32 #include "ircons.h"
  33 #include "debug.h"
  34 #include "xmalloc.h"
  35 #include "irnodeset.h"
  36 #include "irnodehashmap.h"
  37 #include "irgmod.h"
  38 #include "iredges_t.h"
  39 #include "irgwalk.h"
  40 #include "array_t.h"
  41
  42 #include "bearch.h"
  43 #include "belower.h"
  44 #include "benode.h"
  45 #include "besched.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 DEBUG_ONLY(static firm_dbg_module_t *dbg_permmove;)
  55
  56 /** Associates an ir_node with its copy and CopyKeep. */
  57 typedef struct {
  58         ir_nodeset_t copies; /**< all non-spillable copies of this irn */
  59         const arch_register_class_t *cls;
  60 } op_copy_assoc_t;
  61
  62 /** Environment for constraints. */
  63 typedef struct {
  64         ir_graph        *irg;
  65         ir_nodehashmap_t op_set;
  66         struct obstack   obst;
  67 } constraint_env_t;
  68
  69 /** Lowering walker environment. */
  70 typedef struct lower_env_t {
  71         ir_graph *irg;
  72         unsigned  do_copy : 1;
  73 } lower_env_t;
  74
  75 /** Holds a Perm register pair. */
  76 typedef struct reg_pair_t {
  77         const arch_register_t *in_reg;    /**< a perm IN register */
  78         ir_node               *in_node;   /**< the in node to which the register belongs */
  79
  80         const arch_register_t *out_reg;   /**< a perm OUT register */
  81         ir_node               *out_node;  /**< the out node to which the register belongs */
  82
  83         int                    checked;   /**< indicates whether the pair was check for cycle or not */
  84 } reg_pair_t;
  85
  86 typedef enum perm_type_t {
  87         PERM_CYCLE,
  88         PERM_CHAIN,
  89         PERM_SWAP,
  90         PERM_COPY
  91 } perm_type_t;
  92
  93 /** Structure to represent cycles or chains in a Perm. */
  94 typedef struct perm_cycle_t {
  95         const arch_register_t **elems;       /**< the registers in the cycle */
  96         int                     n_elems;     /**< number of elements in the cycle */
  97         perm_type_t             type;        /**< type (CHAIN or CYCLE) */
  98 } perm_cycle_t;
  99
 100 /** returns the number register pairs marked as checked. */
 101 static int get_n_unchecked_pairs(reg_pair_t const *const pairs, int const n)
 102 {
 103         int n_unchecked = 0;
 104         int i;
 105
 106         for (i = 0; i < n; i++) {
 107                 if (!pairs[i].checked)
 108                         n_unchecked++;
 109         }
 110
 111         return n_unchecked;
 112 }
 113
 114 /**
 115  * Gets the node corresponding to an IN register from an array of register pairs.
 116  * NOTE: The given registers pairs and the register to look for must belong
 117  *       to the same register class.
 118  *
 119  * @param pairs  The array of register pairs
 120  * @param n      The number of pairs
 121  * @param reg    The register to look for
 122  * @return The corresponding node or NULL if not found
 123  */
 124 static ir_node *get_node_for_in_register(reg_pair_t *pairs, int n, const arch_register_t *reg)
 125 {
 126         int i;
 127
 128         for (i = 0; i < n; i++) {
 129                 /* in register matches */
 130                 if (pairs[i].in_reg->index == reg->index)
 131                         return pairs[i].in_node;
 132         }
 133
 134         return NULL;
 135 }
 136
 137 /**
 138  * Gets the node corresponding to an OUT register from an array of register pairs.
 139  * NOTE: The given registers pairs and the register to look for must belong
 140  *       to the same register class.
 141  *
 142  * @param pairs  The array of register pairs
 143  * @param n      The number of pairs
 144  * @param reg    The register to look for
 145  * @return The corresponding node or NULL if not found
 146  */
 147 static ir_node *get_node_for_out_register(reg_pair_t *pairs, int n, const arch_register_t *reg)
 148 {
 149         int i;
 150
 151         for (i = 0; i < n; i++) {
 152                 /* out register matches */
 153                 if (pairs[i].out_reg->index == reg->index)
 154                         return pairs[i].out_node;
 155         }
 156
 157         return NULL;
 158 }
 159
 160 /**
 161  * Gets the index in the register pair array where the in register
 162  * corresponds to reg_idx.
 163  *
 164  * @param pairs  The array of register pairs
 165  * @param n      The number of pairs
 166  * @param reg    The register index to look for
 167  *
 168  * @return The corresponding index in pairs or -1 if not found
 169  */
 170 static int get_pairidx_for_in_regidx(reg_pair_t *pairs, int n, unsigned reg_idx)
 171 {
 172         int i;
 173
 174         for (i = 0; i < n; i++) {
 175                 /* in register matches */
 176                 if (pairs[i].in_reg->index == reg_idx)
 177                         return i;
 178         }
 179         return -1;
 180 }
 181
 182 /**
 183  * Gets the index in the register pair array where the out register
 184  * corresponds to reg_idx.
 185  *
 186  * @param pairs  The array of register pairs
 187  * @param n      The number of pairs
 188  * @param reg    The register index to look for
 189  *
 190  * @return The corresponding index in pairs or -1 if not found
 191  */
 192 static int get_pairidx_for_out_regidx(reg_pair_t *pairs, int n, unsigned reg_idx)
 193 {
 194         int i;
 195
 196         for (i = 0; i < n; i++) {
 197                 /* out register matches */
 198                 if (pairs[i].out_reg->index == reg_idx)
 199                         return i;
 200         }
 201         return -1;
 202 }
 203
 204 /**
 205  * Gets an array of register pairs and tries to identify a cycle or chain
 206  * starting at position start.
 207  *
 208  * @param cycle  Variable to hold the cycle
 209  * @param pairs  Array of register pairs
 210  * @param n      length of the pairs array
 211  * @param start  Index to start
 212  *
 213  * @return The cycle or chain
 214  */
 215 static void get_perm_cycle(perm_cycle_t *const cycle,
 216                            reg_pair_t   *const pairs,
 217                            int           const n,
 218                            int                 start)
 219 {
 220         int         head         = pairs[start].in_reg->index;
 221         int         cur_idx      = pairs[start].out_reg->index;
 222         int   const n_pairs_todo = get_n_unchecked_pairs(pairs, n);
 223         perm_type_t cycle_tp     = PERM_CYCLE;
 224         int         idx;
 225
 226         /* We could be right in the middle of a chain, so we need to find the start */
 227         while (head != cur_idx) {
 228                 /* goto previous register in cycle or chain */
 229                 int const cur_pair_idx = get_pairidx_for_out_regidx(pairs, n, head);
 230
 231                 if (cur_pair_idx < 0) {
 232                         cycle_tp = PERM_CHAIN;
 233                         break;
 234                 } else {
 235                         head  = pairs[cur_pair_idx].in_reg->index;
 236                         start = cur_pair_idx;
 237                 }
 238         }
 239
 240         /* assume worst case: all remaining pairs build a cycle or chain */
 241         cycle->elems    = XMALLOCNZ(const arch_register_t*, n_pairs_todo * 2);
 242         cycle->n_elems  = 2;  /* initial number of elements is 2 */
 243         cycle->elems[0] = pairs[start].in_reg;
 244         cycle->elems[1] = pairs[start].out_reg;
 245         cycle->type     = cycle_tp;
 246         cur_idx         = pairs[start].out_reg->index;
 247
 248         idx = 2;
 249         /* check for cycle or end of a chain */
 250         while (cur_idx != head) {
 251                 /* goto next register in cycle or chain */
 252                 int const cur_pair_idx = get_pairidx_for_in_regidx(pairs, n, cur_idx);
 253
 254                 if (cur_pair_idx < 0)
 255                         break;
 256
 257                 cur_idx = pairs[cur_pair_idx].out_reg->index;
 258
 259                 /* it's not the first element: insert it */
 260                 if (cur_idx != head) {
 261                         cycle->elems[idx++] = pairs[cur_pair_idx].out_reg;
 262                         cycle->n_elems++;
 263                 } else {
 264                         /* we are there where we started -> CYCLE */
 265                         cycle->type = PERM_CYCLE;
 266                 }
 267         }
 268
 269         /* mark all pairs having one in/out register with cycle in common as checked */
 270         for (idx = 0; idx < cycle->n_elems; idx++) {
 271                 int cur_pair_idx;
 272
 273                 cur_pair_idx = get_pairidx_for_in_regidx(pairs, n, cycle->elems[idx]->index);
 274                 if (cur_pair_idx >= 0)
 275                         pairs[cur_pair_idx].checked = 1;
 276
 277                 cur_pair_idx = get_pairidx_for_out_regidx(pairs, n, cycle->elems[idx]->index);
 278                 if (cur_pair_idx >= 0)
 279                         pairs[cur_pair_idx].checked = 1;
 280         }
 281 }
 282
 283 /**
 284  * Lowers a perm node.  Resolves cycles and creates a bunch of
 285  * copy and swap operations to permute registers.
 286  * Note: The caller of this function has to make sure, that irn
 287  *       is a Perm node.
 288  *
 289  * @param irn      The perm node
 290  * @param block    The block the perm node belongs to
 291  * @param env      The lowerer environment
 292  */
 293 static void lower_perm_node(ir_node *irn, lower_env_t *env)
 294 {
 295         const arch_register_class_t *const reg_class   = arch_get_irn_register(get_irn_n(irn, 0))->reg_class;
 296         ir_node                     *const block       = get_nodes_block(irn);
 297         int                          const arity       = get_irn_arity(irn);
 298         reg_pair_t                  *const pairs       = ALLOCAN(reg_pair_t, arity);
 299         int                                keep_perm   = 0;
 300         int                                do_copy     = env->do_copy;
 301         /* Get the schedule predecessor node to the perm.
 302          * NOTE: This works with auto-magic. If we insert the new copy/exchange
 303          * nodes after this node, everything should be ok. */
 304         ir_node                     *      sched_point = sched_prev(irn);
 305         const ir_edge_t             *      edge;
 306         const ir_edge_t             *      next;
 307         int                                n;
 308         int                                i;
 309
 310         DBG((dbg, LEVEL_1, "perm: %+F, sched point is %+F\n", irn, sched_point));
 311         assert(sched_point && "Perm is not scheduled or has no predecessor");
 312
 313         assert(arity == get_irn_n_edges(irn) && "perm's in and out numbers different");
 314
 315         /* build the list of register pairs (in, out) */
 316         n = 0;
 317         foreach_out_edge_safe(irn, edge, next) {
 318                 ir_node               *const out     = get_edge_src_irn(edge);
 319                 long                   const pn      = get_Proj_proj(out);
 320                 ir_node               *const in      = get_irn_n(irn, pn);
 321                 arch_register_t const *const in_reg  = arch_get_irn_register(in);
 322                 arch_register_t const *const out_reg = arch_get_irn_register(out);
 323                 reg_pair_t            *      pair;
 324
 325                 if (in_reg == out_reg) {
 326                         DBG((dbg, LEVEL_1, "%+F removing equal perm register pair (%+F, %+F, %s)\n",
 327                                                 irn, in, out, out_reg->name));
 328                         exchange(out, in);
 329                         continue;
 330                 }
 331
 332                 pair           = &pairs[n++];
 333                 pair->in_node  = in;
 334                 pair->in_reg   = in_reg;
 335                 pair->out_node = out;
 336                 pair->out_reg  = out_reg;
 337                 pair->checked  = 0;
 338         }
 339
 340         DBG((dbg, LEVEL_1, "%+F has %d unresolved constraints\n", irn, n));
 341
 342         /* Set do_copy to 0 if it's on but we have no free register */
 343         /* TODO check for free register */
 344         if (do_copy) {
 345                 do_copy = 0;
 346         }
 347
 348         /* check for cycles and chains */
 349         while (get_n_unchecked_pairs(pairs, n) > 0) {
 350                 perm_cycle_t cycle;
 351                 int          j;
 352
 353                 /* go to the first not-checked pair */
 354                 for (i = 0; pairs[i].checked; ++i) {}
 355                 get_perm_cycle(&cycle, pairs, n, i);
 356
 357                 DB((dbg, LEVEL_1, "%+F: following %s created:\n  ", irn, cycle.type == PERM_CHAIN ? "chain" : "cycle"));
 358                 for (j = 0; j < cycle.n_elems; j++) {
 359                         DB((dbg, LEVEL_1, " %s", cycle.elems[j]->name));
 360                 }
 361                 DB((dbg, LEVEL_1, "\n"));
 362
 363                 if (cycle.type == PERM_CYCLE && arity == 2) {
 364                         /* We don't need to do anything if we have a Perm with two elements
 365                          * which represents a cycle, because those nodes already represent
 366                          * exchange nodes */
 367                         keep_perm = 1;
 368                 } else {
 369                         /* TODO: - iff PERM_CYCLE && do_copy -> determine free temp reg and
 370                          * insert copy to/from it before/after the copy cascade (this
 371                          * reduces the cycle into a chain) */
 372
 373                         /* build copy/swap nodes from back to front */
 374                         for (i = cycle.n_elems - 2; i >= 0; i--) {
 375                                 ir_node *arg1 = get_node_for_in_register(pairs, n, cycle.elems[i]);
 376                                 ir_node *arg2 = get_node_for_in_register(pairs, n, cycle.elems[i + 1]);
 377
 378                                 ir_node *res1 = get_node_for_out_register(pairs, n, cycle.elems[i]);
 379                                 ir_node *res2 = get_node_for_out_register(pairs, n, cycle.elems[i + 1]);
 380                                 /* If we have a cycle and don't copy: we need to create exchange
 381                                  * nodes
 382                                  * NOTE: An exchange node is a perm node with 2 INs and 2 OUTs
 383                                  * IN_1  = in  node with register i
 384                                  * IN_2  = in  node with register i + 1
 385                                  * OUT_1 = out node with register i + 1
 386                                  * OUT_2 = out node with register i */
 387                                 if (cycle.type == PERM_CYCLE && !do_copy) {
 388                                         ir_node *in[2];
 389                                         ir_node *cpyxchg;
 390
 391                                         in[0] = arg1;
 392                                         in[1] = arg2;
 393
 394                                         /* At this point we have to handle the following problem:
 395                                          *
 396                                          * If we have a cycle with more than two elements, then this
 397                                          * could correspond to the following Perm node:
 398                                          *
 399                                          *   +----+   +----+   +----+
 400                                          *   | r1 |   | r2 |   | r3 |
 401                                          *   +-+--+   +-+--+   +--+-+
 402                                          *     |        |         |
 403                                          *     |        |         |
 404                                          *   +-+--------+---------+-+
 405                                          *   |         Perm         |
 406                                          *   +-+--------+---------+-+
 407                                          *     |        |         |
 408                                          *     |        |         |
 409                                          *   +-+--+   +-+--+   +--+-+
 410                                          *   |Proj|   |Proj|   |Proj|
 411                                          *   | r2 |   | r3 |   | r1 |
 412                                          *   +----+   +----+   +----+
 413                                          *
 414                                          * This node is about to be split up into two 2x Perm's for
 415                                          * which we need 4 Proj's and the one additional Proj of the
 416                                          * first Perm has to be one IN of the second. So in general
 417                                          * we need to create one additional Proj for each "middle"
 418                                          * Perm and set this to one in node of the successor Perm. */
 419
 420                                         DBG((dbg, LEVEL_1, "%+F creating exchange node (%+F, %s) and (%+F, %s) with\n",
 421                                                                 irn, arg1, cycle.elems[i]->name, arg2, cycle.elems[i + 1]->name));
 422                                         DBG((dbg, LEVEL_1, "%+F                        (%+F, %s) and (%+F, %s)\n",
 423                                                                 irn, res1, cycle.elems[i]->name, res2, cycle.elems[i + 1]->name));
 424
 425                                         cpyxchg = be_new_Perm(reg_class, block, 2, in);
 426
 427                                         if (i > 0) {
 428                                                 /* cycle is not done yet */
 429                                                 int pidx = get_pairidx_for_in_regidx(pairs, n, cycle.elems[i]->index);
 430
 431                                                 /* create intermediate proj */
 432                                                 res1 = new_r_Proj(cpyxchg, get_irn_mode(res1), 0);
 433
 434                                                 /* set as in for next Perm */
 435                                                 pairs[pidx].in_node = res1;
 436                                         }
 437
 438                                         set_Proj_pred(res2, cpyxchg);
 439                                         set_Proj_proj(res2, 0);
 440                                         set_Proj_pred(res1, cpyxchg);
 441                                         set_Proj_proj(res1, 1);
 442
 443                                         arch_set_irn_register(res2, cycle.elems[i + 1]);
 444                                         arch_set_irn_register(res1, cycle.elems[i]);
 445
 446                                         /* insert the copy/exchange node in schedule after the magic schedule node (see above) */
 447                                         sched_add_after(skip_Proj(sched_point), cpyxchg);
 448
 449                                         DB((dbg, LEVEL_1, "replacing %+F with %+F, placed new node after %+F\n", irn, cpyxchg, sched_point));
 450
 451                                         /* set the new scheduling point */
 452                                         sched_point = res1;
 453                                 } else {
 454                                         ir_node *cpyxchg;
 455
 456                                         DB((dbg, LEVEL_1, "%+F creating copy node (%+F, %s) -> (%+F, %s)\n",
 457                                                                 irn, arg1, cycle.elems[i]->name, res2, cycle.elems[i + 1]->name));
 458
 459                                         cpyxchg = be_new_Copy(block, arg1);
 460                                         arch_set_irn_register(cpyxchg, cycle.elems[i + 1]);
 461
 462                                         /* exchange copy node and proj */
 463                                         exchange(res2, cpyxchg);
 464
 465                                         /* insert the copy/exchange node in schedule after the magic schedule node (see above) */
 466                                         sched_add_after(skip_Proj(sched_point), cpyxchg);
 467
 468                                         /* set the new scheduling point */
 469                                         sched_point = cpyxchg;
 470                                 }
 471                         }
 472                 }
 473
 474                 free((void*)cycle.elems);
 475         }
 476
 477         /* remove the perm from schedule */
 478         if (!keep_perm) {
 479                 sched_remove(irn);
 480                 kill_node(irn);
 481         }
 482 }
 483
 484
 485
 486 static int has_irn_users(const ir_node *irn)
 487 {
 488         return get_irn_out_edge_first_kind(irn, EDGE_KIND_NORMAL) != 0;
 489 }
 490
 491 static ir_node *find_copy(ir_node *irn, ir_node *op)
 492 {
 493         ir_node *cur_node;
 494
 495         for (cur_node = irn;;) {
 496                 cur_node = sched_prev(cur_node);
 497                 if (! be_is_Copy(cur_node))
 498                         return NULL;
 499                 if (be_get_Copy_op(cur_node) == op && arch_irn_is(cur_node, dont_spill))
 500                         return cur_node;
 501         }
 502 }
 503
 504 static void gen_assure_different_pattern(ir_node *irn, ir_node *other_different, constraint_env_t *env)
 505 {
 506         ir_nodehashmap_t            *op_set;
 507         ir_node                     *block;
 508         const arch_register_class_t *cls;
 509         ir_node                     *keep, *cpy;
 510         op_copy_assoc_t             *entry;
 511
 512         if (arch_irn_is_ignore(other_different) ||
 513                         !mode_is_datab(get_irn_mode(other_different))) {
 514                 DB((dbg_constr, LEVEL_1, "ignore constraint for %+F because other_irn is ignore or not a datab node\n", irn));
 515                 return;
 516         }
 517
 518         op_set = &env->op_set;
 519         block  = get_nodes_block(irn);
 520         cls    = arch_get_irn_reg_class(other_different);
 521
 522         /* Make a not spillable copy of the different node   */
 523         /* this is needed because the different irn could be */
 524         /* in block far far away                             */
 525         /* The copy is optimized later if not needed         */
 526
 527         /* check if already exists such a copy in the schedule immediately before */
 528         cpy = find_copy(skip_Proj(irn), other_different);
 529         if (! cpy) {
 530                 cpy = be_new_Copy(block, other_different);
 531                 arch_set_irn_flags(cpy, arch_irn_flags_dont_spill);
 532                 DB((dbg_constr, LEVEL_1, "created non-spillable %+F for value %+F\n", cpy, other_different));
 533         } else {
 534                 DB((dbg_constr, LEVEL_1, "using already existing %+F for value %+F\n", cpy, other_different));
 535         }
 536
 537         /* Add the Keep resp. CopyKeep and reroute the users */
 538         /* of the other_different irn in case of CopyKeep.   */
 539         if (has_irn_users(other_different)) {
 540                 keep = be_new_CopyKeep_single(block, cpy, irn);
 541                 be_node_set_reg_class_in(keep, 1, cls);
 542         } else {
 543                 ir_node *in[2];
 544
 545                 in[0] = irn;
 546                 in[1] = cpy;
 547                 keep = be_new_Keep(block, 2, in);
 548         }
 549
 550         DB((dbg_constr, LEVEL_1, "created %+F(%+F, %+F)\n\n", keep, irn, cpy));
 551
 552         /* insert copy and keep into schedule */
 553         assert(sched_is_scheduled(irn) && "need schedule to assure constraints");
 554         if (! sched_is_scheduled(cpy))
 555                 sched_add_before(skip_Proj(irn), cpy);
 556         sched_add_after(skip_Proj(irn), keep);
 557
 558         /* insert the other different and its copies into the map */
 559         entry = (op_copy_assoc_t*)ir_nodehashmap_get(op_set, other_different);
 560         if (! entry) {
 561                 entry      = OALLOC(&env->obst, op_copy_assoc_t);
 562                 entry->cls = cls;
 563                 ir_nodeset_init(&entry->copies);
 564
 565                 ir_nodehashmap_insert(op_set, other_different, entry);
 566         }
 567
 568         /* insert copy */
 569         ir_nodeset_insert(&entry->copies, cpy);
 570
 571         /* insert keep in case of CopyKeep */
 572         if (be_is_CopyKeep(keep))
 573                 ir_nodeset_insert(&entry->copies, keep);
 574 }
 575
 576 /**
 577  * Checks if node has a must_be_different constraint in output and adds a Keep
 578  * then to assure the constraint.
 579  *
 580  * @param irn          the node to check
 581  * @param skipped_irn  if irn is a Proj node, its predecessor, else irn
 582  * @param env          the constraint environment
 583  */
 584 static void assure_different_constraints(ir_node *irn, ir_node *skipped_irn, constraint_env_t *env)
 585 {
 586         const arch_register_req_t *req = arch_get_irn_register_req(irn);
 587
 588         if (arch_register_req_is(req, must_be_different)) {
 589                 const unsigned other = req->other_different;
 590                 int i;
 591
 592                 if (arch_register_req_is(req, should_be_same)) {
 593                         const unsigned same = req->other_same;
 594
 595                         if (is_po2(other) && is_po2(same)) {
 596                                 int idx_other = ntz(other);
 597                                 int idx_same  = ntz(same);
 598
 599                                 /*
 600                                  * We can safely ignore a should_be_same x must_be_different y
 601                                  * IFF both inputs are equal!
 602                                  */
 603                                 if (get_irn_n(skipped_irn, idx_other) == get_irn_n(skipped_irn, idx_same)) {
 604                                         return;
 605                                 }
 606                         }
 607                 }
 608                 for (i = 0; 1U << i <= other; ++i) {
 609                         if (other & (1U << i)) {
 610                                 ir_node *different_from = get_irn_n(skipped_irn, i);
 611                                 gen_assure_different_pattern(irn, different_from, env);
 612                         }
 613                 }
 614         }
 615 }
 616
 617 /**
 618  * Calls the functions to assure register constraints.
 619  *
 620  * @param block    The block to be checked
 621  * @param walk_env The walker environment
 622  */
 623 static void assure_constraints_walker(ir_node *block, void *walk_env)
 624 {
 625         ir_node *irn;
 626         constraint_env_t *env = (constraint_env_t*)walk_env;
 627
 628         sched_foreach_reverse(block, irn) {
 629                 ir_mode *mode = get_irn_mode(irn);
 630
 631                 if (mode == mode_T) {
 632                         const ir_edge_t *edge;
 633
 634                         foreach_out_edge(irn, edge) {
 635                                 ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
 636
 637                                 mode = get_irn_mode(proj);
 638                                 if (mode_is_datab(mode))
 639                                         assure_different_constraints(proj, irn, env);
 640                         }
 641                 } else if (mode_is_datab(mode)) {
 642                         assure_different_constraints(irn, irn, env);
 643                 }
 644         }
 645 }
 646
 647 /**
 648  * Melt all copykeeps pointing to the same node
 649  * (or Projs of the same node), copying the same operand.
 650  */
 651 static void melt_copykeeps(constraint_env_t *cenv)
 652 {
 653         ir_nodehashmap_iterator_t map_iter;
 654         ir_nodehashmap_entry_t    map_entry;
 655
 656         /* for all */
 657         foreach_ir_nodehashmap(&cenv->op_set, map_entry, map_iter) {
 658                 op_copy_assoc_t *entry = (op_copy_assoc_t*)map_entry.data;
 659                 int     idx, num_ck;
 660                 ir_node *cp;
 661                 struct obstack obst;
 662                 ir_nodeset_iterator_t iter;
 663                 ir_node **ck_arr, **melt_arr;
 664
 665                 obstack_init(&obst);
 666
 667                 /* collect all copykeeps */
 668                 num_ck = idx = 0;
 669                 foreach_ir_nodeset(&entry->copies, cp, iter) {
 670                         if (be_is_CopyKeep(cp)) {
 671                                 obstack_grow(&obst, &cp, sizeof(cp));
 672                                 ++num_ck;
 673                         }
 674 #ifdef KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK
 675                         else {
 676                                 set_irn_mode(cp, mode_ANY);
 677                                 keep_alive(cp);
 678                         }
 679 #endif /* KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK */
 680                 }
 681
 682                 /* compare each copykeep with all other copykeeps */
 683                 ck_arr = (ir_node **)obstack_finish(&obst);
 684                 for (idx = 0; idx < num_ck; ++idx) {
 685                         ir_node *ref, *ref_mode_T;
 686
 687                         if (ck_arr[idx]) {
 688                                 int j, n_melt;
 689                                 ir_node **new_ck_in;
 690                                 ir_node *new_ck;
 691                                 ir_node *sched_pt = NULL;
 692
 693                                 n_melt     = 1;
 694                                 ref        = ck_arr[idx];
 695                                 ref_mode_T = skip_Proj(get_irn_n(ref, 1));
 696                                 obstack_grow(&obst, &ref, sizeof(ref));
 697
 698                                 DB((dbg_constr, LEVEL_1, "Trying to melt %+F:\n", ref));
 699
 700                                 /* check for copykeeps pointing to the same mode_T node as the reference copykeep */
 701                                 for (j = 0; j < num_ck; ++j) {
 702                                         ir_node *cur_ck = ck_arr[j];
 703
 704                                         if (j != idx && cur_ck && skip_Proj(get_irn_n(cur_ck, 1)) == ref_mode_T) {
 705                                                 obstack_grow(&obst, &cur_ck, sizeof(cur_ck));
 706                                                 ir_nodeset_remove(&entry->copies, cur_ck);
 707                                                 DB((dbg_constr, LEVEL_1, "\t%+F\n", cur_ck));
 708                                                 ck_arr[j] = NULL;
 709                                                 ++n_melt;
 710                                                 sched_remove(cur_ck);
 711                                         }
 712                                 }
 713                                 ck_arr[idx] = NULL;
 714
 715                                 /* check, if we found some candidates for melting */
 716                                 if (n_melt == 1) {
 717                                         DB((dbg_constr, LEVEL_1, "\tno candidate found\n"));
 718                                         continue;
 719                                 }
 720
 721                                 ir_nodeset_remove(&entry->copies, ref);
 722                                 sched_remove(ref);
 723
 724                                 melt_arr = (ir_node **)obstack_finish(&obst);
 725                                 /* melt all found copykeeps */
 726                                 NEW_ARR_A(ir_node *, new_ck_in, n_melt);
 727                                 for (j = 0; j < n_melt; ++j) {
 728                                         new_ck_in[j] = get_irn_n(melt_arr[j], 1);
 729
 730                                         /* now, we can kill the melted keep, except the */
 731                                         /* ref one, we still need some information      */
 732                                         if (melt_arr[j] != ref)
 733                                                 kill_node(melt_arr[j]);
 734                                 }
 735
 736 #ifdef KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK
 737                                 new_ck = be_new_CopyKeep(get_nodes_block(ref), be_get_CopyKeep_op(ref), n_melt, new_ck_in);
 738                                 keep_alive(new_ck);
 739 #else
 740                                 new_ck = be_new_CopyKeep(get_nodes_block(ref), be_get_CopyKeep_op(ref), n_melt, new_ck_in);
 741 #endif /* KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK */
 742
 743                                 /* set register class for all kept inputs */
 744                                 for (j = 1; j <= n_melt; ++j)
 745                                         be_node_set_reg_class_in(new_ck, j, entry->cls);
 746
 747                                 ir_nodeset_insert(&entry->copies, new_ck);
 748
 749                                 /* find scheduling point */
 750                                 sched_pt = ref_mode_T;
 751                                 do {
 752                                         /* just walk along the schedule until a non-Keep/CopyKeep node is found */
 753                                         sched_pt = sched_next(sched_pt);
 754                                 } while (be_is_Keep(sched_pt) || be_is_CopyKeep(sched_pt));
 755
 756                                 sched_add_before(sched_pt, new_ck);
 757                                 DB((dbg_constr, LEVEL_1, "created %+F, scheduled before %+F\n", new_ck, sched_pt));
 758
 759                                 /* finally: kill the reference copykeep */
 760                                 kill_node(ref);
 761                         }
 762                 }
 763
 764                 obstack_free(&obst, NULL);
 765         }
 766 }
 767
 768 void assure_constraints(ir_graph *irg)
 769 {
 770         constraint_env_t          cenv;
 771         ir_nodehashmap_iterator_t map_iter;
 772         ir_nodehashmap_entry_t    map_entry;
 773
 774         FIRM_DBG_REGISTER(dbg_constr, "firm.be.lower.constr");
 775
 776         cenv.irg = irg;
 777         ir_nodehashmap_init(&cenv.op_set);
 778         obstack_init(&cenv.obst);
 779
 780         irg_block_walk_graph(irg, NULL, assure_constraints_walker, &cenv);
 781
 782         /* melt copykeeps, pointing to projs of */
 783         /* the same mode_T node and keeping the */
 784         /* same operand                         */
 785         melt_copykeeps(&cenv);
 786
 787         /* for all */
 788         foreach_ir_nodehashmap(&cenv.op_set, map_entry, map_iter) {
 789                 op_copy_assoc_t          *entry = (op_copy_assoc_t*)map_entry.data;
 790                 size_t                    n     = ir_nodeset_size(&entry->copies);
 791                 ir_node                 **nodes = ALLOCAN(ir_node*, n);
 792                 ir_node                  *cp;
 793                 ir_nodeset_iterator_t     iter;
 794                 be_ssa_construction_env_t senv;
 795
 796                 /* put the node in an array */
 797                 DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "introduce copies for %+F ", map_entry.node));
 798
 799                 /* collect all copies */
 800                 n = 0;
 801                 foreach_ir_nodeset(&entry->copies, cp, iter) {
 802                         nodes[n++] = cp;
 803                         DB((dbg_constr, LEVEL_1, ", %+F ", cp));
 804                 }
 805
 806                 DB((dbg_constr, LEVEL_1, "\n"));
 807
 808                 /* introduce the copies for the operand and its copies */
 809                 be_ssa_construction_init(&senv, irg);
 810                 be_ssa_construction_add_copy(&senv, map_entry.node);
 811                 be_ssa_construction_add_copies(&senv, nodes, n);
 812                 be_ssa_construction_fix_users(&senv, map_entry.node);
 813                 be_ssa_construction_destroy(&senv);
 814
 815                 /* Could be that not all CopyKeeps are really needed, */
 816                 /* so we transform unnecessary ones into Keeps.       */
 817                 foreach_ir_nodeset(&entry->copies, cp, iter) {
 818                         if (be_is_CopyKeep(cp) && get_irn_n_edges(cp) < 1) {
 819                                 int      n   = get_irn_arity(cp);
 820                                 ir_node *keep;
 821
 822                                 keep = be_new_Keep(get_nodes_block(cp), n, get_irn_in(cp) + 1);
 823                                 sched_add_before(cp, keep);
 824
 825                                 /* Set all ins (including the block) of the CopyKeep BAD to keep the verifier happy. */
 826                                 sched_remove(cp);
 827                                 kill_node(cp);
 828                         }
 829                 }
 830
 831                 ir_nodeset_destroy(&entry->copies);
 832         }
 833
 834         ir_nodehashmap_destroy(&cenv.op_set);
 835         obstack_free(&cenv.obst, NULL);
 836         be_liveness_invalidate(be_get_irg_liveness(irg));
 837 }
 838
 839
 840 /**
 841  * Push nodes that do not need to be permed through the Perm.
 842  * This is commonly a reload cascade at block ends.
 843  * @note This routine needs interference.
 844  * @note Probably, we can implement it a little more efficient.
 845  *       Especially searching the frontier lazily might be better.
 846  *
 847  * @param perm The perm
 848  * @param env  The lowerer environment
 849  *
 850  * @return     1, if there is something left to perm over.
 851  *             0, if removed the complete perm.
 852  */
 853 static int push_through_perm(ir_node *perm)
 854 {
 855         ir_graph *irg     = get_irn_irg(perm);
 856         ir_node *bl       = get_nodes_block(perm);
 857         ir_node *node;
 858         int  arity        = get_irn_arity(perm);
 859         int *map;
 860         int *proj_map;
 861         bitset_t *moved   = bitset_alloca(arity);
 862         int n_moved;
 863         int new_size;
 864         ir_node *frontier = bl;
 865         ir_node *irn;
 866         int i, n;
 867
 868         /* get some Proj and find out the register class of that Proj. */
 869         const ir_edge_t             *edge     = get_irn_out_edge_first_kind(perm, EDGE_KIND_NORMAL);
 870         ir_node                     *one_proj = get_edge_src_irn(edge);
 871         const arch_register_class_t *cls      = arch_get_irn_reg_class(one_proj);
 872         assert(is_Proj(one_proj));
 873
 874         DB((dbg_permmove, LEVEL_1, "perm move %+F irg %+F\n", perm, irg));
 875
 876         /* Find the point in the schedule after which the
 877          * potentially movable nodes must be defined.
 878          * A Perm will only be pushed up to first instruction
 879          * which lets an operand of itself die.
 880          * If we would allow to move the Perm above this instruction,
 881          * the former dead operand would be live now at the point of
 882          * the Perm, increasing the register pressure by one.
 883          */
 884         sched_foreach_reverse_from(sched_prev(perm), irn) {
 885                 for (i = get_irn_arity(irn) - 1; i >= 0; --i) {
 886                         ir_node *op = get_irn_n(irn, i);
 887                         be_lv_t *lv = be_get_irg_liveness(irg);
 888                         if (arch_irn_consider_in_reg_alloc(cls, op) &&
 889                             !be_values_interfere(lv, op, one_proj)) {
 890                                 frontier = irn;
 891                                 goto found_front;
 892                         }
 893                 }
 894         }
 895 found_front:
 896
 897         DB((dbg_permmove, LEVEL_2, "\tfrontier: %+F\n", frontier));
 898
 899         node = sched_prev(perm);
 900         n_moved = 0;
 901         while (!sched_is_begin(node)) {
 902                 const arch_register_req_t *req;
 903                 int                        input = -1;
 904                 ir_node                   *proj  = NULL;
 905
 906                 /* search if node is a INPUT of Perm */
 907                 foreach_out_edge(perm, edge) {
 908                         ir_node *out = get_edge_src_irn(edge);
 909                         int      pn  = get_Proj_proj(out);
 910                         ir_node *in  = get_irn_n(perm, pn);
 911                         if (node == in) {
 912                                 proj  = out;
 913                                 input = pn;
 914                                 break;
 915                         }
 916                 }
 917                 /* it wasn't an input to the perm, we can't do anything more */
 918                 if (input < 0)
 919                         break;
 920                 if (!sched_comes_after(frontier, node))
 921                         break;
 922                 if (arch_irn_is(node, modify_flags))
 923                         break;
 924                 req = arch_get_irn_register_req(node);
 925                 if (req->type != arch_register_req_type_normal)
 926                         break;
 927                 for (i = get_irn_arity(node) - 1; i >= 0; --i) {
 928                         ir_node *opop = get_irn_n(node, i);
 929                         if (arch_irn_consider_in_reg_alloc(cls, opop)) {
 930                                 break;
 931                         }
 932                 }
 933                 if (i >= 0)
 934                         break;
 935
 936                 DBG((dbg_permmove, LEVEL_2, "\tmoving %+F after %+F, killing %+F\n", node, perm, proj));
 937
 938                 /* move the movable node in front of the Perm */
 939                 sched_remove(node);
 940                 sched_add_after(perm, node);
 941
 942                 /* give it the proj's register */
 943                 arch_set_irn_register(node, arch_get_irn_register(proj));
 944
 945                 /* reroute all users of the proj to the moved node. */
 946                 exchange(proj, node);
 947
 948                 bitset_set(moved, input);
 949                 n_moved++;
 950
 951                 node = sched_prev(node);
 952         }
 953
 954         /* well, we could not push anything through the perm */
 955         if (n_moved == 0)
 956                 return 1;
 957
 958         new_size = arity - n_moved;
 959         if (new_size == 0) {
 960                 sched_remove(perm);
 961                 kill_node(perm);
 962                 return 0;
 963         }
 964
 965         map      = ALLOCAN(int, new_size);
 966         proj_map = ALLOCAN(int, arity);
 967         memset(proj_map, -1, sizeof(proj_map[0]));
 968         n   = 0;
 969         for (i = 0; i < arity; ++i) {
 970                 if (bitset_is_set(moved, i))
 971                         continue;
 972                 map[n]      = i;
 973                 proj_map[i] = n;
 974                 n++;
 975         }
 976         assert(n == new_size);
 977         foreach_out_edge(perm, edge) {
 978                 ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
 979                 int      pn   = get_Proj_proj(proj);
 980                 pn = proj_map[pn];
 981                 assert(pn >= 0);
 982                 set_Proj_proj(proj, pn);
 983         }
 984
 985         be_Perm_reduce(perm, new_size, map);
 986         return 1;
 987 }
 988
 989 /**
 990  * Calls the corresponding lowering function for the node.
 991  *
 992  * @param irn      The node to be checked for lowering
 993  * @param walk_env The walker environment
 994  */
 995 static void lower_nodes_after_ra_walker(ir_node *irn, void *walk_env)
 996 {
 997         int perm_stayed;
 998
 999         if (!be_is_Perm(irn))
1000                 return;
1001
1002         perm_stayed = push_through_perm(irn);
1003         if (perm_stayed)
1004                 lower_perm_node(irn, (lower_env_t*)walk_env);
1005 }
1006
1007 void lower_nodes_after_ra(ir_graph *irg, int do_copy)
1008 {
1009         lower_env_t env;
1010
1011         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.be.lower");
1012         FIRM_DBG_REGISTER(dbg_permmove, "firm.be.lower.permmove");
1013
1014         env.irg     = irg;
1015         env.do_copy = do_copy;
1016
1017         /* we will need interference */
1018         be_liveness_assure_chk(be_get_irg_liveness(irg));
1019
1020         irg_walk_graph(irg, NULL, lower_nodes_after_ra_walker, &env);
1021 }