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 DEBUG_ONLY(static firm_dbg_module_t *dbg_permmove;)
  55
  56 /** Associates an ir_node with it's 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         be_irg_t       *birg;
  65         ir_nodemap_t   op_set;
  66         struct obstack obst;
  67 } constraint_env_t;
  68
  69 /** Lowering walker environment. */
  70 typedef struct _lower_env_t {
  71         be_irg_t         *birg;
  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         int i;
 126
 127         for (i = 0; i < n; i++) {
 128                 /* in register matches */
 129                 if (pairs[i].in_reg->index == reg->index)
 130                         return pairs[i].in_node;
 131         }
 132
 133         return NULL;
 134 }
 135
 136 /**
 137  * Gets the node corresponding to an OUT register from an array of register pairs.
 138  * NOTE: The given registers pairs and the register to look for must belong
 139  *       to the same register class.
 140  *
 141  * @param pairs  The array of register pairs
 142  * @param n      The number of pairs
 143  * @param reg    The register to look for
 144  * @return The corresponding node or NULL if not found
 145  */
 146 static ir_node *get_node_for_out_register(reg_pair_t *pairs, int n, const arch_register_t *reg) {
 147         int i;
 148
 149         for (i = 0; i < n; i++) {
 150                 /* out register matches */
 151                 if (pairs[i].out_reg->index == reg->index)
 152                         return pairs[i].out_node;
 153         }
 154
 155         return NULL;
 156 }
 157
 158 /**
 159  * Gets the index in the register pair array where the in register
 160  * corresponds to reg_idx.
 161  *
 162  * @param pairs  The array of register pairs
 163  * @param n      The number of pairs
 164  * @param reg    The register index to look for
 165  *
 166  * @return The corresponding index in pairs or -1 if not found
 167  */
 168 static int get_pairidx_for_in_regidx(reg_pair_t *pairs, int n, unsigned reg_idx) {
 169         int i;
 170
 171         for (i = 0; i < n; i++) {
 172                 /* in register matches */
 173                 if (pairs[i].in_reg->index == reg_idx)
 174                         return i;
 175         }
 176         return -1;
 177 }
 178
 179 /**
 180  * Gets the index in the register pair array where the out register
 181  * corresponds to reg_idx.
 182  *
 183  * @param pairs  The array of register pairs
 184  * @param n      The number of pairs
 185  * @param reg    The register index to look for
 186  *
 187  * @return The corresponding index in pairs or -1 if not found
 188  */
 189 static int get_pairidx_for_out_regidx(reg_pair_t *pairs, int n, unsigned reg_idx) {
 190         int i;
 191
 192         for (i = 0; i < n; i++) {
 193                 /* out register matches */
 194                 if (pairs[i].out_reg->index == reg_idx)
 195                         return i;
 196         }
 197         return -1;
 198 }
 199
 200 /**
 201  * Gets an array of register pairs and tries to identify a cycle or chain
 202  * starting at position start.
 203  *
 204  * @param cycle  Variable to hold the cycle
 205  * @param pairs  Array of register pairs
 206  * @param n      length of the pairs array
 207  * @param start  Index to start
 208  *
 209  * @return The cycle or chain
 210  */
 211 static void get_perm_cycle(perm_cycle_t *const cycle,
 212                            reg_pair_t   *const pairs,
 213                            int           const n,
 214                            int                 start)
 215 {
 216         int         head         = pairs[start].in_reg->index;
 217         int         cur_idx      = pairs[start].out_reg->index;
 218         int   const n_pairs_todo = get_n_unchecked_pairs(pairs, n);
 219         perm_type_t cycle_tp     = PERM_CYCLE;
 220         int         idx;
 221
 222         /* We could be right in the middle of a chain, so we need to find the start */
 223         while (head != cur_idx) {
 224                 /* goto previous register in cycle or chain */
 225                 int const cur_pair_idx = get_pairidx_for_out_regidx(pairs, n, head);
 226
 227                 if (cur_pair_idx < 0) {
 228                         cycle_tp = PERM_CHAIN;
 229                         break;
 230                 } else {
 231                         head  = pairs[cur_pair_idx].in_reg->index;
 232                         start = cur_pair_idx;
 233                 }
 234         }
 235
 236         /* assume worst case: all remaining pairs build a cycle or chain */
 237         cycle->elems    = XMALLOCNZ(const arch_register_t*, n_pairs_todo * 2);
 238         cycle->n_elems  = 2;  /* initial number of elements is 2 */
 239         cycle->elems[0] = pairs[start].in_reg;
 240         cycle->elems[1] = pairs[start].out_reg;
 241         cycle->type     = cycle_tp;
 242         cur_idx         = pairs[start].out_reg->index;
 243
 244         idx = 2;
 245         /* check for cycle or end of a chain */
 246         while (cur_idx != head) {
 247                 /* goto next register in cycle or chain */
 248                 int const cur_pair_idx = get_pairidx_for_in_regidx(pairs, n, cur_idx);
 249
 250                 if (cur_pair_idx < 0)
 251                         break;
 252
 253                 cur_idx = pairs[cur_pair_idx].out_reg->index;
 254
 255                 /* it's not the first element: insert it */
 256                 if (cur_idx != head) {
 257                         cycle->elems[idx++] = pairs[cur_pair_idx].out_reg;
 258                         cycle->n_elems++;
 259                 } else {
 260                         /* we are there where we started -> CYCLE */
 261                         cycle->type = PERM_CYCLE;
 262                 }
 263         }
 264
 265         /* mark all pairs having one in/out register with cycle in common as checked */
 266         for (idx = 0; idx < cycle->n_elems; idx++) {
 267                 int cur_pair_idx;
 268
 269                 cur_pair_idx = get_pairidx_for_in_regidx(pairs, n, cycle->elems[idx]->index);
 270                 if (cur_pair_idx >= 0)
 271                         pairs[cur_pair_idx].checked = 1;
 272
 273                 cur_pair_idx = get_pairidx_for_out_regidx(pairs, n, cycle->elems[idx]->index);
 274                 if (cur_pair_idx >= 0)
 275                         pairs[cur_pair_idx].checked = 1;
 276         }
 277 }
 278
 279 /**
 280  * Lowers a perm node.  Resolves cycles and creates a bunch of
 281  * copy and swap operations to permute registers.
 282  * Note: The caller of this function has to make sure, that irn
 283  *       is a Perm node.
 284  *
 285  * @param irn      The perm node
 286  * @param block    The block the perm node belongs to
 287  * @param env      The lowerer environment
 288  */
 289 static void lower_perm_node(ir_node *irn, lower_env_t *env)
 290 {
 291         const arch_register_class_t *const reg_class   = arch_get_irn_register(get_irn_n(irn, 0))->reg_class;
 292         ir_graph                    *const irg         = get_irn_irg(irn);
 293         ir_node                     *const block       = get_nodes_block(irn);
 294         int                          const n           = get_irn_arity(irn);
 295         reg_pair_t                  *const pairs       = alloca(n * sizeof(pairs[0]));
 296         int                                keep_perm   = 0;
 297         int                                do_copy     = env->do_copy;
 298         /* Get the schedule predecessor node to the perm.
 299          * NOTE: This works with auto-magic. If we insert the new copy/exchange
 300          * nodes after this node, everything should be ok. */
 301         ir_node                     *      sched_point = sched_prev(irn);
 302         const ir_edge_t             *      edge;
 303         int                                i;
 304
 305         DBG((dbg, LEVEL_1, "perm: %+F, sched point is %+F\n", irn, sched_point));
 306         assert(sched_point && "Perm is not scheduled or has no predecessor");
 307
 308         assert(n == get_irn_n_edges(irn) && "perm's in and out numbers different");
 309
 310         /* build the list of register pairs (in, out) */
 311         i = 0;
 312         foreach_out_edge(irn, edge) {
 313                 reg_pair_t *const pair = &pairs[i++];
 314                 ir_node    *const out  = get_edge_src_irn(edge);
 315                 long        const pn   = get_Proj_proj(out);
 316                 ir_node    *const in   = get_irn_n(irn, pn);
 317
 318                 pair->in_node  = in;
 319                 pair->in_reg   = arch_get_irn_register(in);
 320                 pair->out_node = out;
 321                 pair->out_reg  = arch_get_irn_register(out);
 322                 pair->checked  = 0;
 323         }
 324
 325         /* Mark all equal pairs as checked, and exchange the OUT proj with the IN
 326          * node. */
 327         for (i = 0; i < n; i++) {
 328                 reg_pair_t *const pair = &pairs[i];
 329
 330                 if (pair->in_reg->index != pair->out_reg->index)
 331                         continue;
 332
 333                 DBG((dbg, LEVEL_1, "%+F removing equal perm register pair (%+F, %+F, %s)\n",
 334                                         irn, pair->in_node, pair->out_node, pair->out_reg->name));
 335
 336                 /* reroute the edges from the proj to the argument */
 337                 exchange(pair->out_node, pair->in_node);
 338
 339                 pair->checked = 1;
 340         }
 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 (n == 2 && cycle.type == PERM_CYCLE) {
 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, irg, 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(irg, block, 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(sched_point, cpyxchg);
 448
 449                                         DBG((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                                         DBG((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(reg_class, irg, 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(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         return get_irn_out_edge_first_kind(irn, EDGE_KIND_NORMAL) != 0;
 488 }
 489
 490 static ir_node *find_copy(ir_node *irn, ir_node *op)
 491 {
 492         ir_node *cur_node;
 493
 494         for (cur_node = irn;;) {
 495                 cur_node = sched_prev(cur_node);
 496                 if (! be_is_Copy(cur_node))
 497                         return NULL;
 498                 if (be_get_Copy_op(cur_node) == op && arch_irn_is(cur_node, dont_spill))
 499                         return cur_node;
 500         }
 501 }
 502
 503 static void gen_assure_different_pattern(ir_node *irn, ir_node *other_different, constraint_env_t *env) {
 504         ir_graph                    *irg;
 505         ir_nodemap_t                *op_set;
 506         ir_node                     *block;
 507         const arch_register_class_t *cls;
 508         ir_node                     *keep, *cpy;
 509         op_copy_assoc_t             *entry;
 510
 511         if (arch_irn_is(other_different, ignore) ||
 512                         !mode_is_datab(get_irn_mode(other_different))) {
 513                 DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "ignore constraint for %+F because other_irn is ignore or not a datab node\n", irn));
 514                 return;
 515         }
 516
 517         irg    = be_get_birg_irg(env->birg);
 518         op_set = &env->op_set;
 519         block  = get_nodes_block(irn);
 520         cls    = arch_get_irn_reg_class(other_different, -1);
 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(cls, irg, block, other_different);
 531                 be_node_set_flags(cpy, BE_OUT_POS(0), arch_irn_flags_dont_spill);
 532                 DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "created non-spillable %+F for value %+F\n", cpy, other_different));
 533         } else {
 534                 DBG((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(cls, irg, block, cpy, irn, get_irn_mode(other_different));
 541                 be_node_set_reg_class(keep, 1, cls);
 542         } else {
 543                 ir_node *in[2];
 544
 545                 in[0] = irn;
 546                 in[1] = cpy;
 547                 keep = be_new_Keep(cls, irg, block, 2, in);
 548         }
 549
 550         DBG((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(irn, keep);
 557
 558         /* insert the other different and it's copies into the map */
 559         entry = ir_nodemap_get(op_set, other_different);
 560         if (! entry) {
 561                 entry      = obstack_alloc(&env->obst, sizeof(*entry));
 562                 entry->cls = cls;
 563                 ir_nodeset_init(&entry->copies);
 564
 565                 ir_nodemap_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         const arch_register_req_t *req = arch_get_register_req(irn, -1);
 586
 587         if (arch_register_req_is(req, must_be_different)) {
 588                 const unsigned other = req->other_different;
 589                 int i;
 590
 591                 if (arch_register_req_is(req, should_be_same)) {
 592                         const unsigned same = req->other_same;
 593
 594                         if (is_po2(other) && is_po2(same)) {
 595                                 int idx_other = ntz(other);
 596                                 int idx_same  = ntz(same);
 597
 598                                 /*
 599                                  * We can safely ignore a should_be_same x must_be_different y
 600                                  * IFF both inputs are equal!
 601                                  */
 602                                 if (get_irn_n(skipped_irn, idx_other) == get_irn_n(skipped_irn, idx_same)) {
 603                                         return;
 604                                 }
 605                         }
 606                 }
 607                 for (i = 0; 1U << i <= other; ++i) {
 608                         if (other & (1U << i)) {
 609                                 ir_node *different_from = get_irn_n(skipped_irn, i);
 610                                 gen_assure_different_pattern(irn, different_from, env);
 611                         }
 612                 }
 613         }
 614 }
 615
 616 /**
 617  * Calls the functions to assure register constraints.
 618  *
 619  * @param block    The block to be checked
 620  * @param walk_env The walker environment
 621  */
 622 static void assure_constraints_walker(ir_node *block, void *walk_env) {
 623         ir_node *irn;
 624
 625         sched_foreach_reverse(block, irn) {
 626                 ir_mode *mode = get_irn_mode(irn);
 627
 628                 if (mode == mode_T) {
 629                         const ir_edge_t *edge;
 630
 631                         foreach_out_edge(irn, edge) {
 632                                 ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
 633
 634                                 mode = get_irn_mode(proj);
 635                                 if (mode_is_datab(mode))
 636                                         assure_different_constraints(proj, irn, walk_env);
 637                         }
 638                 } else if (mode_is_datab(mode)) {
 639                         assure_different_constraints(irn, irn, walk_env);
 640                 }
 641         }
 642 }
 643
 644 /**
 645  * Melt all copykeeps pointing to the same node
 646  * (or Projs of the same node), copying the same operand.
 647  */
 648 static void melt_copykeeps(constraint_env_t *cenv) {
 649         be_irg_t *birg = cenv->birg;
 650         ir_graph *irg  = be_get_birg_irg(birg);
 651         ir_nodemap_iterator_t map_iter;
 652         ir_nodemap_entry_t    map_entry;
 653
 654         /* for all */
 655         foreach_ir_nodemap(&cenv->op_set, map_entry, map_iter) {
 656                 op_copy_assoc_t *entry = map_entry.data;
 657                 int     idx, num_ck;
 658                 ir_node *cp;
 659                 struct obstack obst;
 660                 ir_nodeset_iterator_t iter;
 661                 ir_node **ck_arr, **melt_arr;
 662
 663                 obstack_init(&obst);
 664
 665                 /* collect all copykeeps */
 666                 num_ck = idx = 0;
 667                 foreach_ir_nodeset(&entry->copies, cp, iter) {
 668                         if (be_is_CopyKeep(cp)) {
 669                                 obstack_grow(&obst, &cp, sizeof(cp));
 670                                 ++num_ck;
 671                         }
 672 #ifdef KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK
 673                         else {
 674                                 set_irn_mode(cp, mode_ANY);
 675                                 keep_alive(cp);
 676                         }
 677 #endif /* KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK */
 678                 }
 679
 680                 /* compare each copykeep with all other copykeeps */
 681                 ck_arr = (ir_node **)obstack_finish(&obst);
 682                 for (idx = 0; idx < num_ck; ++idx) {
 683                         ir_node *ref, *ref_mode_T;
 684
 685                         if (ck_arr[idx]) {
 686                                 int j, n_melt;
 687                                 ir_node **new_ck_in;
 688                                 ir_node *new_ck;
 689                                 ir_node *sched_pt = NULL;
 690
 691                                 n_melt     = 1;
 692                                 ref        = ck_arr[idx];
 693                                 ref_mode_T = skip_Proj(get_irn_n(ref, 1));
 694                                 obstack_grow(&obst, &ref, sizeof(ref));
 695
 696                                 DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "Trying to melt %+F:\n", ref));
 697
 698                                 /* check for copykeeps pointing to the same mode_T node as the reference copykeep */
 699                                 for (j = 0; j < num_ck; ++j) {
 700                                         ir_node *cur_ck = ck_arr[j];
 701
 702                                         if (j != idx && cur_ck && skip_Proj(get_irn_n(cur_ck, 1)) == ref_mode_T) {
 703                                                 obstack_grow(&obst, &cur_ck, sizeof(cur_ck));
 704                                                 ir_nodeset_remove(&entry->copies, cur_ck);
 705                                                 DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "\t%+F\n", cur_ck));
 706                                                 ck_arr[j] = NULL;
 707                                                 ++n_melt;
 708                                                 sched_remove(cur_ck);
 709                                         }
 710                                 }
 711                                 ck_arr[idx] = NULL;
 712
 713                                 /* check, if we found some candidates for melting */
 714                                 if (n_melt == 1) {
 715                                         DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "\tno candidate found\n"));
 716                                         continue;
 717                                 }
 718
 719                                 ir_nodeset_remove(&entry->copies, ref);
 720                                 sched_remove(ref);
 721
 722                                 melt_arr = (ir_node **)obstack_finish(&obst);
 723                                 /* melt all found copykeeps */
 724                                 NEW_ARR_A(ir_node *, new_ck_in, n_melt);
 725                                 for (j = 0; j < n_melt; ++j) {
 726                                         new_ck_in[j] = get_irn_n(melt_arr[j], 1);
 727
 728                                         /* now, we can kill the melted keep, except the */
 729                                         /* ref one, we still need some information      */
 730                                         if (melt_arr[j] != ref)
 731                                                 kill_node(melt_arr[j]);
 732                                 }
 733
 734 #ifdef KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK
 735                                 new_ck = be_new_CopyKeep(entry->cls, irg, get_nodes_block(ref), be_get_CopyKeep_op(ref), n_melt, new_ck_in, mode_ANY);
 736                                 keep_alive(new_ck);
 737 #else
 738                                 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));
 739 #endif /* KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK */
 740
 741                                 /* set register class for all kept inputs */
 742                                 for (j = 1; j <= n_melt; ++j)
 743                                         be_node_set_reg_class(new_ck, j, entry->cls);
 744
 745                                 ir_nodeset_insert(&entry->copies, new_ck);
 746
 747                                 /* find scheduling point */
 748                                 sched_pt = ref_mode_T;
 749                                 do {
 750                                         /* just walk along the schedule until a non-Keep/CopyKeep node is found */
 751                                         sched_pt = sched_next(sched_pt);
 752                                 } while (be_is_Keep(sched_pt) || be_is_CopyKeep(sched_pt));
 753
 754                                 sched_add_before(sched_pt, new_ck);
 755                                 DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "created %+F, scheduled before %+F\n", new_ck, sched_pt));
 756
 757                                 /* finally: kill the reference copykeep */
 758                                 kill_node(ref);
 759                         }
 760                 }
 761
 762                 obstack_free(&obst, NULL);
 763         }
 764 }
 765
 766 /**
 767  * Walks over all nodes to assure register constraints.
 768  *
 769  * @param birg  The birg structure containing the irg
 770  */
 771 void assure_constraints(be_irg_t *birg) {
 772         ir_graph              *irg = be_get_birg_irg(birg);
 773         constraint_env_t      cenv;
 774         ir_node               **nodes;
 775         ir_nodemap_iterator_t map_iter;
 776         ir_nodemap_entry_t    map_entry;
 777
 778         FIRM_DBG_REGISTER(dbg_constr, "firm.be.lower.constr");
 779
 780         cenv.birg = birg;
 781         ir_nodemap_init(&cenv.op_set);
 782         obstack_init(&cenv.obst);
 783
 784         irg_block_walk_graph(irg, NULL, assure_constraints_walker, &cenv);
 785
 786         /* melt copykeeps, pointing to projs of */
 787         /* the same mode_T node and keeping the */
 788         /* same operand                         */
 789         melt_copykeeps(&cenv);
 790
 791         /* for all */
 792         foreach_ir_nodemap(&cenv.op_set, map_entry, map_iter) {
 793                 op_copy_assoc_t *entry = map_entry.data;
 794                 int     n;
 795                 ir_node *cp;
 796                 ir_nodeset_iterator_t iter;
 797                 be_ssa_construction_env_t senv;
 798
 799                 n     = ir_nodeset_size(&entry->copies);
 800                 nodes = alloca(n * sizeof(nodes[0]));
 801
 802                 /* put the node in an array */
 803                 DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "introduce copies for %+F ", map_entry.node));
 804
 805                 /* collect all copies */
 806                 n = 0;
 807                 foreach_ir_nodeset(&entry->copies, cp, iter) {
 808                         nodes[n++] = cp;
 809                         DB((dbg_constr, LEVEL_1, ", %+F ", cp));
 810                 }
 811
 812                 DB((dbg_constr, LEVEL_1, "\n"));
 813
 814                 /* introduce the copies for the operand and it's copies */
 815                 be_ssa_construction_init(&senv, birg);
 816                 be_ssa_construction_add_copy(&senv, map_entry.node);
 817                 be_ssa_construction_add_copies(&senv, nodes, n);
 818                 be_ssa_construction_fix_users(&senv, map_entry.node);
 819                 be_ssa_construction_destroy(&senv);
 820
 821                 /* Could be that not all CopyKeeps are really needed, */
 822                 /* so we transform unnecessary ones into Keeps.       */
 823                 foreach_ir_nodeset(&entry->copies, cp, iter) {
 824                         if (be_is_CopyKeep(cp) && get_irn_n_edges(cp) < 1) {
 825                                 ir_node *keep;
 826                                 int     n = get_irn_arity(cp);
 827
 828                                 keep = be_new_Keep(arch_get_irn_reg_class(cp, -1),
 829                                         irg, get_nodes_block(cp), n, get_irn_in(cp) + 1);
 830                                 sched_add_before(cp, keep);
 831
 832                                 /* Set all ins (including the block) of the CopyKeep BAD to keep the verifier happy. */
 833                                 sched_remove(cp);
 834                                 kill_node(cp);
 835                         }
 836                 }
 837
 838                 ir_nodeset_destroy(&entry->copies);
 839         }
 840
 841         ir_nodemap_destroy(&cenv.op_set);
 842         obstack_free(&cenv.obst, NULL);
 843         be_liveness_invalidate(be_get_birg_liveness(birg));
 844 }
 845
 846
 847 /**
 848  * Push nodes that do not need to be permed through the Perm.
 849  * This is commonly a reload cascade at block ends.
 850  * @note This routine needs interference.
 851  * @note Probably, we can implement it a little more efficient.
 852  *       Especially searching the frontier lazily might be better.
 853  *
 854  * @param perm The perm
 855  * @param env  The lowerer environment
 856  *
 857  * @return     1, if there is something left to perm over.
 858  *             0, if removed the complete perm.
 859  */
 860 static int push_through_perm(ir_node *perm, lower_env_t *env)
 861 {
 862         ir_graph *irg     = get_irn_irg(perm);
 863         ir_node *bl       = get_nodes_block(perm);
 864         ir_node *node;
 865         int  arity        = get_irn_arity(perm);
 866         int *map;
 867         int *proj_map;
 868         bitset_t *moved   = bitset_alloca(arity);
 869         int n_moved;
 870         int new_size;
 871         ir_node *frontier = bl;
 872
 873         int i, n;
 874         const ir_edge_t *edge;
 875         ir_node *one_proj = NULL, *irn;
 876         const arch_register_class_t *cls = NULL;
 877
 878         DBG((dbg_permmove, LEVEL_1, "perm move %+F irg %+F\n", perm, irg));
 879
 880         /* get some Proj and find out the register class of that Proj. */
 881         edge     = get_irn_out_edge_first_kind(perm, EDGE_KIND_NORMAL);
 882         one_proj = get_edge_src_irn(edge);
 883         assert(is_Proj(one_proj));
 884         cls      = arch_get_irn_reg_class(one_proj, -1);
 885
 886         /* Find the point in the schedule after which the
 887          * potentially movable nodes must be defined.
 888          * A Perm will only be pushed up to first instruction
 889          * which lets an operand of itself die.
 890          * If we would allow to move the Perm above this instruction,
 891          * the former dead operand would be live now at the point of
 892          * the Perm, increasing the register pressure by one.
 893          */
 894         sched_foreach_reverse_from(sched_prev(perm), irn) {
 895                 for (i = get_irn_arity(irn) - 1; i >= 0; --i) {
 896                         ir_node *op = get_irn_n(irn, i);
 897                         if (arch_irn_consider_in_reg_alloc(cls, op) &&
 898                             !values_interfere(env->birg, op, one_proj)) {
 899                                 frontier = irn;
 900                                 goto found_front;
 901                         }
 902                 }
 903         }
 904 found_front:
 905
 906         DBG((dbg_permmove, LEVEL_2, "\tfrontier: %+F\n", frontier));
 907
 908         node = sched_prev(perm);
 909         n_moved = 0;
 910         while (!sched_is_begin(node)) {
 911                 const arch_register_req_t *req;
 912                 int                        input = -1;
 913                 ir_node                   *proj;
 914
 915                 /* search if node is a INPUT of Perm */
 916                 foreach_out_edge(perm, edge) {
 917                         ir_node *out = get_edge_src_irn(edge);
 918                         int      pn  = get_Proj_proj(out);
 919                         ir_node *in  = get_irn_n(perm, pn);
 920                         if (node == in) {
 921                                 proj  = out;
 922                                 input = pn;
 923                                 break;
 924                         }
 925                 }
 926                 /* it wasn't an input to the perm, we can't do anything more */
 927                 if (input < 0)
 928                         break;
 929                 if (!sched_comes_after(frontier, node))
 930                         break;
 931                 if (arch_irn_is(node, modify_flags))
 932                         break;
 933                 if (is_Proj(node)) {
 934                         req = arch_get_register_req(get_Proj_pred(node),
 935                                                     -1 - get_Proj_proj(node));
 936                 } else {
 937                         req = arch_get_register_req(node, -1);
 938                 }
 939                 if (req->type != arch_register_req_type_normal)
 940                         break;
 941                 for (i = get_irn_arity(node) - 1; i >= 0; --i) {
 942                         ir_node *opop = get_irn_n(node, i);
 943                         if (arch_irn_consider_in_reg_alloc(cls, opop)) {
 944                                 break;
 945                         }
 946                 }
 947                 if (i >= 0)
 948                         break;
 949
 950                 DBG((dbg_permmove, LEVEL_2, "\tmoving %+F after %+F, killing %+F\n", node, perm, proj));
 951
 952                 /* move the movable node in front of the Perm */
 953                 sched_remove(node);
 954                 sched_add_after(perm, node);
 955
 956                 /* give it the proj's register */
 957                 arch_set_irn_register(node, arch_get_irn_register(proj));
 958
 959                 /* reroute all users of the proj to the moved node. */
 960                 edges_reroute(proj, node, irg);
 961
 962                 /* and kill it */
 963                 set_Proj_pred(proj, new_Bad());
 964                 kill_node(proj);
 965
 966                 bitset_set(moved, input);
 967                 n_moved++;
 968
 969                 node = sched_prev(node);
 970         }
 971
 972         /* well, we could not push anything through the perm */
 973         if(n_moved == 0)
 974                 return 1;
 975
 976         new_size = arity - n_moved;
 977         if(new_size == 0) {
 978                 return 0;
 979         }
 980
 981         map      = alloca(new_size * sizeof(map[0]));
 982         proj_map = alloca(arity * sizeof(proj_map[0]));
 983         memset(proj_map, -1, sizeof(proj_map[0]));
 984         n   = 0;
 985         for (i = 0; i < arity; ++i) {
 986                 if (bitset_is_set(moved, i))
 987                         continue;
 988                 map[n]      = i;
 989                 proj_map[i] = n;
 990                 n++;
 991         }
 992         assert(n == new_size);
 993         foreach_out_edge(perm, edge) {
 994                 ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
 995                 int      pn   = get_Proj_proj(proj);
 996                 pn = proj_map[pn];
 997                 assert(pn >= 0);
 998                 set_Proj_proj(proj, pn);
 999         }
1000
1001         be_Perm_reduce(perm, new_size, map);
1002         return 1;
1003 }
1004
1005 /**
1006  * Calls the corresponding lowering function for the node.
1007  *
1008  * @param irn      The node to be checked for lowering
1009  * @param walk_env The walker environment
1010  */
1011 static void lower_nodes_after_ra_walker(ir_node *irn, void *walk_env)
1012 {
1013         int perm_stayed;
1014
1015         if (!be_is_Perm(irn))
1016                 return;
1017
1018         perm_stayed = push_through_perm(irn, walk_env);
1019         if (perm_stayed)
1020                 lower_perm_node(irn, walk_env);
1021 }
1022
1023 /**
1024  * Walks over all blocks in an irg and performs lowering need to be
1025  * done after register allocation (e.g. perm lowering).
1026  *
1027  * @param birg      The birg object
1028  * @param do_copy   1 == resolve cycles with a free reg if available
1029  */
1030 void lower_nodes_after_ra(be_irg_t *birg, int do_copy) {
1031         lower_env_t env;
1032         ir_graph    *irg;
1033
1034         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.be.lower");
1035         FIRM_DBG_REGISTER(dbg_permmove, "firm.be.lower.permmove");
1036
1037         env.birg    = birg;
1038         env.do_copy = do_copy;
1039
1040         /* we will need interference */
1041         be_liveness_assure_chk(be_get_birg_liveness(birg));
1042
1043         irg = be_get_birg_irg(birg);
1044         irg_walk_graph(irg, NULL, lower_nodes_after_ra_walker, &env);
1045 }