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

   1 /*
   2  * Copyright (C) 1995-2008 University of Karlsruhe.  All right reserved.
   3  *
   4  * This file is part of libFirm.
   5  *
   6  * This file may be distributed and/or modified under the terms of the
   7  * GNU General Public License version 2 as published by the Free Software
   8  * Foundation and appearing in the file LICENSE.GPL included in the
   9  * packaging of this file.
  10  *
  11  * Licensees holding valid libFirm Professional Edition licenses may use
  12  * this file in accordance with the libFirm Commercial License.
  13  * Agreement provided with the Software.
  14  *
  15  * This file is provided AS IS with NO WARRANTY OF ANY KIND, INCLUDING THE
  16  * WARRANTY OF DESIGN, MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
  17  * PURPOSE.
  18  */
  19
  20 /**
  21  * @file
  22  * @brief       Performs lowering of perm nodes. Inserts copies to assure register constraints.
  23  * @author      Christian Wuerdig
  24  * @date        14.12.2005
  25  * @version     $Id$
  26  */
  27 #include "config.h"
  28
  29 #include <stdlib.h>
  30
  31 #include "ircons.h"
  32 #include "debug.h"
  33 #include "irhooks.h"
  34 #include "xmalloc.h"
  35 #include "irnodeset.h"
  36 #include "irnodemap.h"
  37 #include "irgmod.h"
  38 #include "iredges_t.h"
  39 #include "irgwalk.h"
  40 #include "array_t.h"
  41
  42 #include "bearch_t.h"
  43 #include "belower.h"
  44 #include "benode_t.h"
  45 #include "besched_t.h"
  46 #include "bestat.h"
  47 #include "bessaconstr.h"
  48 #include "beintlive_t.h"
  49
  50 #undef KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK
  51
  52 DEBUG_ONLY(static firm_dbg_module_t *dbg;)
  53 DEBUG_ONLY(static firm_dbg_module_t *dbg_constr;)
  54
  55 /** Associates an ir_node with it's copy and CopyKeep. */
  56 typedef struct {
  57         ir_nodeset_t copies; /**< all non-spillable copies of this irn */
  58         const arch_register_class_t *cls;
  59 } op_copy_assoc_t;
  60
  61 /** Environment for constraints. */
  62 typedef struct {
  63         be_irg_t       *birg;
  64         ir_nodemap_t   op_set;
  65         struct obstack obst;
  66 } constraint_env_t;
  67
  68 /** Lowering walker environment. */
  69 typedef struct _lower_env_t {
  70         be_irg_t         *birg;
  71         unsigned          do_copy : 1;
  72 } lower_env_t;
  73
  74 /** Holds a Perm register pair. */
  75 typedef struct _reg_pair_t {
  76         const arch_register_t *in_reg;    /**< a perm IN register */
  77         ir_node               *in_node;   /**< the in node to which the register belongs */
  78
  79         const arch_register_t *out_reg;   /**< a perm OUT register */
  80         ir_node               *out_node;  /**< the out node to which the register belongs */
  81
  82         int                    checked;   /**< indicates whether the pair was check for cycle or not */
  83 } reg_pair_t;
  84
  85 typedef enum _perm_type_t {
  86         PERM_CYCLE,
  87         PERM_CHAIN,
  88         PERM_SWAP,
  89         PERM_COPY
  90 } perm_type_t;
  91
  92 /** Structure to represent cycles or chains in a Perm. */
  93 typedef struct _perm_cycle_t {
  94         const arch_register_t **elems;       /**< the registers in the cycle */
  95         int                     n_elems;     /**< number of elements in the cycle */
  96         perm_type_t             type;        /**< type (CHAIN or CYCLE) */
  97 } perm_cycle_t;
  98
  99 /** Compare the in registers of two register pairs. */
 100 static int compare_reg_pair(const void *a, const void *b) {
 101         const reg_pair_t *pair_a = a;
 102         const reg_pair_t *pair_b = b;
 103
 104         if (pair_a->in_reg->index > pair_b->in_reg->index)
 105                 return 1;
 106         else
 107                 return -1;
 108 }
 109
 110 /** returns the number register pairs marked as checked. */
 111 static int get_n_checked_pairs(reg_pair_t *pairs, int n) {
 112         int i, n_checked = 0;
 113
 114         for (i = 0; i < n; i++) {
 115                 if (pairs[i].checked)
 116                         n_checked++;
 117         }
 118
 119         return n_checked;
 120 }
 121
 122 /**
 123  * Gets the node corresponding to an IN register from an array of register pairs.
 124  * NOTE: The given registers pairs and the register to look for must belong
 125  *       to the same register class.
 126  *
 127  * @param pairs  The array of register pairs
 128  * @param n      The number of pairs
 129  * @param reg    The register to look for
 130  * @return The corresponding node or NULL if not found
 131  */
 132 static ir_node *get_node_for_in_register(reg_pair_t *pairs, int n, const arch_register_t *reg) {
 133         int i;
 134
 135         for (i = 0; i < n; i++) {
 136                 /* in register matches */
 137                 if (pairs[i].in_reg->index == reg->index)
 138                         return pairs[i].in_node;
 139         }
 140
 141         return NULL;
 142 }
 143
 144 /**
 145  * Gets the node corresponding to an OUT register from an array of register pairs.
 146  * NOTE: The given registers pairs and the register to look for must belong
 147  *       to the same register class.
 148  *
 149  * @param pairs  The array of register pairs
 150  * @param n      The number of pairs
 151  * @param reg    The register to look for
 152  * @return The corresponding node or NULL if not found
 153  */
 154 static ir_node *get_node_for_out_register(reg_pair_t *pairs, int n, const arch_register_t *reg) {
 155         int i;
 156
 157         for (i = 0; i < n; i++) {
 158                 /* out register matches */
 159                 if (pairs[i].out_reg->index == reg->index)
 160                         return pairs[i].out_node;
 161         }
 162
 163         return NULL;
 164 }
 165
 166 /**
 167  * Gets the index in the register pair array where the in register
 168  * corresponds to reg_idx.
 169  *
 170  * @param pairs  The array of register pairs
 171  * @param n      The number of pairs
 172  * @param reg    The register index to look for
 173  *
 174  * @return The corresponding index in pairs or -1 if not found
 175  */
 176 static int get_pairidx_for_in_regidx(reg_pair_t *pairs, int n, unsigned reg_idx) {
 177         int i;
 178
 179         for (i = 0; i < n; i++) {
 180                 /* in register matches */
 181                 if (pairs[i].in_reg->index == reg_idx)
 182                         return i;
 183         }
 184         return -1;
 185 }
 186
 187 /**
 188  * Gets the index in the register pair array where the out register
 189  * corresponds to reg_idx.
 190  *
 191  * @param pairs  The array of register pairs
 192  * @param n      The number of pairs
 193  * @param reg    The register index to look for
 194  *
 195  * @return The corresponding index in pairs or -1 if not found
 196  */
 197 static int get_pairidx_for_out_regidx(reg_pair_t *pairs, int n, unsigned reg_idx) {
 198         int i;
 199
 200         for (i = 0; i < n; i++) {
 201                 /* out register matches */
 202                 if (pairs[i].out_reg->index == reg_idx)
 203                         return i;
 204         }
 205         return -1;
 206 }
 207
 208 /**
 209  * Gets an array of register pairs and tries to identify a cycle or chain
 210  * starting at position start.
 211  *
 212  * @param cycle Variable to hold the cycle
 213  * @param pairs Array of register pairs
 214  * @param start Index to start
 215  * @return The cycle or chain
 216  */
 217 static void get_perm_cycle(perm_cycle_t *const cycle,
 218                            reg_pair_t   *const pairs,
 219                            int           const n,
 220                            int                 start)
 221 {
 222         int         head         = pairs[start].in_reg->index;
 223         int         cur_idx      = pairs[start].out_reg->index;
 224         int   const n_pairs_done = get_n_checked_pairs(pairs, n);
 225         perm_type_t cycle_tp     = PERM_CYCLE;
 226         int         idx;
 227
 228         /* We could be right in the middle of a chain, so we need to find the start */
 229         while (head != cur_idx) {
 230                 /* goto previous register in cycle or chain */
 231                 int const cur_pair_idx = get_pairidx_for_out_regidx(pairs, n, head);
 232
 233                 if (cur_pair_idx < 0) {
 234                         cycle_tp = PERM_CHAIN;
 235                         break;
 236                 } else {
 237                         head  = pairs[cur_pair_idx].in_reg->index;
 238                         start = cur_pair_idx;
 239                 }
 240         }
 241
 242         /* assume worst case: all remaining pairs build a cycle or chain */
 243         cycle->elems    = XMALLOCNZ(const arch_register_t*, (n - n_pairs_done) * 2);
 244         cycle->n_elems  = 2;  /* initial number of elements is 2 */
 245         cycle->elems[0] = pairs[start].in_reg;
 246         cycle->elems[1] = pairs[start].out_reg;
 247         cycle->type     = cycle_tp;
 248         cur_idx         = pairs[start].out_reg->index;
 249
 250         idx = 2;
 251         /* check for cycle or end of a chain */
 252         while (cur_idx != head) {
 253                 /* goto next register in cycle or chain */
 254                 int const cur_pair_idx = get_pairidx_for_in_regidx(pairs, n, cur_idx);
 255
 256                 if (cur_pair_idx < 0)
 257                         break;
 258
 259                 cur_idx = pairs[cur_pair_idx].out_reg->index;
 260
 261                 /* it's not the first element: insert it */
 262                 if (cur_idx != head) {
 263                         cycle->elems[idx++] = pairs[cur_pair_idx].out_reg;
 264                         cycle->n_elems++;
 265                 } else {
 266                         /* we are there where we started -> CYCLE */
 267                         cycle->type = PERM_CYCLE;
 268                 }
 269         }
 270
 271         /* mark all pairs having one in/out register with cycle in common as checked */
 272         for (idx = 0; idx < cycle->n_elems; idx++) {
 273                 int cur_pair_idx;
 274
 275                 cur_pair_idx = get_pairidx_for_in_regidx(pairs, n, cycle->elems[idx]->index);
 276                 if (cur_pair_idx >= 0)
 277                         pairs[cur_pair_idx].checked = 1;
 278
 279                 cur_pair_idx = get_pairidx_for_out_regidx(pairs, n, cycle->elems[idx]->index);
 280                 if (cur_pair_idx >= 0)
 281                         pairs[cur_pair_idx].checked = 1;
 282         }
 283 }
 284
 285 /**
 286  * Lowers a perm node.  Resolves cycles and creates a bunch of
 287  * copy and swap operations to permute registers.
 288  * Note: The caller of this function has to make sure, that irn
 289  *       is a Perm node.
 290  *
 291  * @param irn      The perm node
 292  * @param block    The block the perm node belongs to
 293  * @param walk_env The environment
 294  */
 295 static void lower_perm_node(ir_node *irn, void *walk_env)
 296 {
 297         lower_env_t                 *const env         = walk_env;
 298         const arch_register_class_t *const reg_class   = arch_get_irn_register(get_irn_n(irn, 0))->reg_class;
 299         ir_graph                    *const irg         = get_irn_irg(irn);
 300         ir_node                     *const block       = get_nodes_block(irn);
 301         int                          const n           = get_irn_arity(irn);
 302         reg_pair_t                  *const pairs       = alloca(n * sizeof(pairs[0]));
 303         int                                keep_perm   = 0;
 304         int                                do_copy     = env->do_copy;
 305         /* Get the schedule predecessor node to the perm.
 306          * NOTE: This works with auto-magic. If we insert the new copy/exchange
 307          * nodes after this node, everything should be ok. */
 308         ir_node                     *      sched_point = sched_prev(irn);
 309         const ir_edge_t             *      edge;
 310         int                                i;
 311
 312         DBG((dbg, LEVEL_1, "perm: %+F, sched point is %+F\n", irn, sched_point));
 313         assert(sched_point && "Perm is not scheduled or has no predecessor");
 314
 315         assert(n == get_irn_n_edges(irn) && "perm's in and out numbers different");
 316
 317         /* build the list of register pairs (in, out) */
 318         i = 0;
 319         foreach_out_edge(irn, edge) {
 320                 reg_pair_t *const pair = &pairs[i++];
 321                 ir_node    *const out  = get_edge_src_irn(edge);
 322                 long        const pn   = get_Proj_proj(out);
 323                 ir_node    *const in   = get_irn_n(irn, pn);
 324
 325                 pair->in_node  = in;
 326                 pair->in_reg   = arch_get_irn_register(in);
 327                 pair->out_node = out;
 328                 pair->out_reg  = arch_get_irn_register(out);
 329                 pair->checked  = 0;
 330         }
 331
 332         /* sort the register pairs by the indices of the in registers */
 333         qsort(pairs, n, sizeof(pairs[0]), compare_reg_pair);
 334
 335         /* Mark all equal pairs as checked, and exchange the OUT proj with the IN
 336          * node. */
 337         for (i = 0; i < n; i++) {
 338                 reg_pair_t *const pair = &pairs[i];
 339
 340                 if (pair->in_reg->index != pair->out_reg->index)
 341                         continue;
 342
 343                 DBG((dbg, LEVEL_1, "%+F removing equal perm register pair (%+F, %+F, %s)\n",
 344                                         irn, pair->in_node, pair->out_node, pair->out_reg->name));
 345
 346                 /* reroute the edges from the proj to the argument */
 347                 exchange(pair->out_node, pair->in_node);
 348
 349                 pair->checked = 1;
 350         }
 351
 352         /* Set do_copy to 0 if it's on but we have no free register */
 353         /* TODO check for free register */
 354         if (do_copy) {
 355                 do_copy = 0;
 356         }
 357
 358         /* check for cycles and chains */
 359         while (get_n_checked_pairs(pairs, n) < n) {
 360                 perm_cycle_t cycle;
 361                 int          j;
 362
 363                 /* go to the first not-checked pair */
 364                 for (i = 0; pairs[i].checked; ++i) {}
 365                 get_perm_cycle(&cycle, pairs, n, i);
 366
 367                 DB((dbg, LEVEL_1, "%+F: following %s created:\n  ", irn, cycle.type == PERM_CHAIN ? "chain" : "cycle"));
 368                 for (j = 0; j < cycle.n_elems; j++) {
 369                         DB((dbg, LEVEL_1, " %s", cycle.elems[j]->name));
 370                 }
 371                 DB((dbg, LEVEL_1, "\n"));
 372
 373                 if (n == 2 && cycle.type == PERM_CYCLE) {
 374                         /* We don't need to do anything if we have a Perm with two elements
 375                          * which represents a cycle, because those nodes already represent
 376                          * exchange nodes */
 377                         keep_perm = 1;
 378                 } else {
 379                         /* TODO: - iff PERM_CYCLE && do_copy -> determine free temp reg and
 380                          * insert copy to/from it before/after the copy cascade (this
 381                          * reduces the cycle into a chain) */
 382
 383                         /* build copy/swap nodes from back to front */
 384                         for (i = cycle.n_elems - 2; i >= 0; i--) {
 385                                 ir_node *arg1 = get_node_for_in_register(pairs, n, cycle.elems[i]);
 386                                 ir_node *arg2 = get_node_for_in_register(pairs, n, cycle.elems[i + 1]);
 387
 388                                 ir_node *res1 = get_node_for_out_register(pairs, n, cycle.elems[i]);
 389                                 ir_node *res2 = get_node_for_out_register(pairs, n, cycle.elems[i + 1]);
 390                                 /* If we have a cycle and don't copy: we need to create exchange
 391                                  * nodes
 392                                  * NOTE: An exchange node is a perm node with 2 INs and 2 OUTs
 393                                  * IN_1  = in  node with register i
 394                                  * IN_2  = in  node with register i + 1
 395                                  * OUT_1 = out node with register i + 1
 396                                  * OUT_2 = out node with register i */
 397                                 if (cycle.type == PERM_CYCLE && !do_copy) {
 398                                         ir_node *in[2];
 399                                         ir_node *cpyxchg;
 400
 401                                         in[0] = arg1;
 402                                         in[1] = arg2;
 403
 404                                         /* At this point we have to handle the following problem:
 405                                          *
 406                                          * If we have a cycle with more than two elements, then this
 407                                          * could correspond to the following Perm node:
 408                                          *
 409                                          *   +----+   +----+   +----+
 410                                          *   | r1 |   | r2 |   | r3 |
 411                                          *   +-+--+   +-+--+   +--+-+
 412                                          *     |        |         |
 413                                          *     |        |         |
 414                                          *   +-+--------+---------+-+
 415                                          *   |         Perm         |
 416                                          *   +-+--------+---------+-+
 417                                          *     |        |         |
 418                                          *     |        |         |
 419                                          *   +-+--+   +-+--+   +--+-+
 420                                          *   |Proj|   |Proj|   |Proj|
 421                                          *   | r2 |   | r3 |   | r1 |
 422                                          *   +----+   +----+   +----+
 423                                          *
 424                                          * This node is about to be split up into two 2x Perm's for
 425                                          * which we need 4 Proj's and the one additional Proj of the
 426                                          * first Perm has to be one IN of the second. So in general
 427                                          * we need to create one additional Proj for each "middle"
 428                                          * Perm and set this to one in node of the successor Perm. */
 429
 430                                         DBG((dbg, LEVEL_1, "%+F creating exchange node (%+F, %s) and (%+F, %s) with\n",
 431                                                                 irn, arg1, cycle.elems[i]->name, arg2, cycle.elems[i + 1]->name));
 432                                         DBG((dbg, LEVEL_1, "%+F                        (%+F, %s) and (%+F, %s)\n",
 433                                                                 irn, res1, cycle.elems[i]->name, res2, cycle.elems[i + 1]->name));
 434
 435                                         cpyxchg = be_new_Perm(reg_class, irg, block, 2, in);
 436
 437                                         if (i > 0) {
 438                                                 /* cycle is not done yet */
 439                                                 int pidx = get_pairidx_for_in_regidx(pairs, n, cycle.elems[i]->index);
 440
 441                                                 /* create intermediate proj */
 442                                                 res1 = new_r_Proj(irg, block, cpyxchg, get_irn_mode(res1), 0);
 443
 444                                                 /* set as in for next Perm */
 445                                                 pairs[pidx].in_node = res1;
 446                                         }
 447
 448                                         set_Proj_pred(res2, cpyxchg);
 449                                         set_Proj_proj(res2, 0);
 450                                         set_Proj_pred(res1, cpyxchg);
 451                                         set_Proj_proj(res1, 1);
 452
 453                                         arch_set_irn_register(res2, cycle.elems[i + 1]);
 454                                         arch_set_irn_register(res1, cycle.elems[i]);
 455
 456                                         /* insert the copy/exchange node in schedule after the magic schedule node (see above) */
 457                                         sched_add_after(sched_point, cpyxchg);
 458
 459                                         DBG((dbg, LEVEL_1, "replacing %+F with %+F, placed new node after %+F\n", irn, cpyxchg, sched_point));
 460
 461                                         /* set the new scheduling point */
 462                                         sched_point = res1;
 463                                 } else {
 464                                         ir_node *cpyxchg;
 465
 466                                         DBG((dbg, LEVEL_1, "%+F creating copy node (%+F, %s) -> (%+F, %s)\n",
 467                                                                 irn, arg1, cycle.elems[i]->name, res2, cycle.elems[i + 1]->name));
 468
 469                                         cpyxchg = be_new_Copy(reg_class, irg, block, arg1);
 470                                         arch_set_irn_register(cpyxchg, cycle.elems[i + 1]);
 471
 472                                         /* exchange copy node and proj */
 473                                         exchange(res2, cpyxchg);
 474
 475                                         /* insert the copy/exchange node in schedule after the magic schedule node (see above) */
 476                                         sched_add_after(sched_point, cpyxchg);
 477
 478                                         /* set the new scheduling point */
 479                                         sched_point = cpyxchg;
 480                                 }
 481                         }
 482                 }
 483
 484                 free((void*)cycle.elems);
 485         }
 486
 487         /* remove the perm from schedule */
 488         if (!keep_perm) {
 489                 sched_remove(irn);
 490                 kill_node(irn);
 491         }
 492 }
 493
 494
 495
 496 static int has_irn_users(const ir_node *irn) {
 497         return get_irn_out_edge_first_kind(irn, EDGE_KIND_NORMAL) != 0;
 498 }
 499
 500 static ir_node *find_copy(ir_node *irn, ir_node *op)
 501 {
 502         ir_node *cur_node;
 503
 504         for (cur_node = irn;;) {
 505                 cur_node = sched_prev(cur_node);
 506                 if (! be_is_Copy(cur_node))
 507                         return NULL;
 508                 if (be_get_Copy_op(cur_node) == op && arch_irn_is(cur_node, dont_spill))
 509                         return cur_node;
 510         }
 511 }
 512
 513 static void gen_assure_different_pattern(ir_node *irn, ir_node *other_different, constraint_env_t *env) {
 514         ir_graph                    *irg;
 515         ir_nodemap_t                *op_set;
 516         ir_node                     *block;
 517         const arch_register_class_t *cls;
 518         ir_node                     *keep, *cpy;
 519         op_copy_assoc_t             *entry;
 520
 521         if (arch_irn_is(other_different, ignore) ||
 522                         !mode_is_datab(get_irn_mode(other_different))) {
 523                 DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "ignore constraint for %+F because other_irn is ignore or not a datab node\n", irn));
 524                 return;
 525         }
 526
 527         irg    = be_get_birg_irg(env->birg);
 528         op_set = &env->op_set;
 529         block  = get_nodes_block(irn);
 530         cls    = arch_get_irn_reg_class(other_different, -1);
 531
 532         /* Make a not spillable copy of the different node   */
 533         /* this is needed because the different irn could be */
 534         /* in block far far away                             */
 535         /* The copy is optimized later if not needed         */
 536
 537         /* check if already exists such a copy in the schedule immediately before */
 538         cpy = find_copy(skip_Proj(irn), other_different);
 539         if (! cpy) {
 540                 cpy = be_new_Copy(cls, irg, block, other_different);
 541                 be_node_set_flags(cpy, BE_OUT_POS(0), arch_irn_flags_dont_spill);
 542                 DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "created non-spillable %+F for value %+F\n", cpy, other_different));
 543         } else {
 544                 DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "using already existing %+F for value %+F\n", cpy, other_different));
 545         }
 546
 547         /* Add the Keep resp. CopyKeep and reroute the users */
 548         /* of the other_different irn in case of CopyKeep.   */
 549         if (has_irn_users(other_different)) {
 550                 keep = be_new_CopyKeep_single(cls, irg, block, cpy, irn, get_irn_mode(other_different));
 551                 be_node_set_reg_class(keep, 1, cls);
 552         } else {
 553                 ir_node *in[2];
 554
 555                 in[0] = irn;
 556                 in[1] = cpy;
 557                 keep = be_new_Keep(cls, irg, block, 2, in);
 558         }
 559
 560         DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "created %+F(%+F, %+F)\n\n", keep, irn, cpy));
 561
 562         /* insert copy and keep into schedule */
 563         assert(sched_is_scheduled(irn) && "need schedule to assure constraints");
 564         if (! sched_is_scheduled(cpy))
 565                 sched_add_before(skip_Proj(irn), cpy);
 566         sched_add_after(irn, keep);
 567
 568         /* insert the other different and it's copies into the map */
 569         entry = ir_nodemap_get(op_set, other_different);
 570         if (! entry) {
 571                 entry      = obstack_alloc(&env->obst, sizeof(*entry));
 572                 entry->cls = cls;
 573                 ir_nodeset_init(&entry->copies);
 574
 575                 ir_nodemap_insert(op_set, other_different, entry);
 576         }
 577
 578         /* insert copy */
 579         ir_nodeset_insert(&entry->copies, cpy);
 580
 581         /* insert keep in case of CopyKeep */
 582         if (be_is_CopyKeep(keep))
 583                 ir_nodeset_insert(&entry->copies, keep);
 584 }
 585
 586 /**
 587  * Checks if node has a must_be_different constraint in output and adds a Keep
 588  * then to assure the constraint.
 589  *
 590  * @param irn          the node to check
 591  * @param skipped_irn  if irn is a Proj node, its predecessor, else irn
 592  * @param env          the constraint environment
 593  */
 594 static void assure_different_constraints(ir_node *irn, ir_node *skipped_irn, constraint_env_t *env) {
 595         const arch_register_req_t *req = arch_get_register_req(irn, -1);
 596
 597         if (arch_register_req_is(req, must_be_different)) {
 598                 const unsigned other = req->other_different;
 599                 int i;
 600
 601                 if (arch_register_req_is(req, should_be_same)) {
 602                         const unsigned same = req->other_same;
 603
 604                         if (is_po2(other) && is_po2(same)) {
 605                                 int idx_other = ntz(other);
 606                                 int idx_same  = ntz(same);
 607
 608                                 /*
 609                                  * We can safely ignore a should_be_same x must_be_different y
 610                                  * IFF both inputs are equal!
 611                                  */
 612                                 if (get_irn_n(skipped_irn, idx_other) == get_irn_n(skipped_irn, idx_same)) {
 613                                         return;
 614                                 }
 615                         }
 616                 }
 617                 for (i = 0; 1U << i <= other; ++i) {
 618                         if (other & (1U << i)) {
 619                                 ir_node *different_from = get_irn_n(skipped_irn, i);
 620                                 gen_assure_different_pattern(irn, different_from, env);
 621                         }
 622                 }
 623         }
 624 }
 625
 626 /**
 627  * Calls the functions to assure register constraints.
 628  *
 629  * @param block    The block to be checked
 630  * @param walk_env The walker environment
 631  */
 632 static void assure_constraints_walker(ir_node *block, void *walk_env) {
 633         ir_node *irn;
 634
 635         sched_foreach_reverse(block, irn) {
 636                 ir_mode *mode = get_irn_mode(irn);
 637
 638                 if (mode == mode_T) {
 639                         const ir_edge_t *edge;
 640
 641                         foreach_out_edge(irn, edge) {
 642                                 ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
 643
 644                                 mode = get_irn_mode(proj);
 645                                 if (mode_is_datab(mode))
 646                                         assure_different_constraints(proj, irn, walk_env);
 647                         }
 648                 } else if (mode_is_datab(mode)) {
 649                         assure_different_constraints(irn, irn, walk_env);
 650                 }
 651         }
 652 }
 653
 654 /**
 655  * Melt all copykeeps pointing to the same node
 656  * (or Projs of the same node), copying the same operand.
 657  */
 658 static void melt_copykeeps(constraint_env_t *cenv) {
 659         be_irg_t *birg = cenv->birg;
 660         ir_graph *irg  = be_get_birg_irg(birg);
 661         ir_nodemap_iterator_t map_iter;
 662         ir_nodemap_entry_t    map_entry;
 663
 664         /* for all */
 665         foreach_ir_nodemap(&cenv->op_set, map_entry, map_iter) {
 666                 op_copy_assoc_t *entry = map_entry.data;
 667                 int     idx, num_ck;
 668                 ir_node *cp;
 669                 struct obstack obst;
 670                 ir_nodeset_iterator_t iter;
 671                 ir_node **ck_arr, **melt_arr;
 672
 673                 obstack_init(&obst);
 674
 675                 /* collect all copykeeps */
 676                 num_ck = idx = 0;
 677                 foreach_ir_nodeset(&entry->copies, cp, iter) {
 678                         if (be_is_CopyKeep(cp)) {
 679                                 obstack_grow(&obst, &cp, sizeof(cp));
 680                                 ++num_ck;
 681                         }
 682 #ifdef KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK
 683                         else {
 684                                 set_irn_mode(cp, mode_ANY);
 685                                 keep_alive(cp);
 686                         }
 687 #endif /* KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK */
 688                 }
 689
 690                 /* compare each copykeep with all other copykeeps */
 691                 ck_arr = (ir_node **)obstack_finish(&obst);
 692                 for (idx = 0; idx < num_ck; ++idx) {
 693                         ir_node *ref, *ref_mode_T;
 694
 695                         if (ck_arr[idx]) {
 696                                 int j, n_melt;
 697                                 ir_node **new_ck_in;
 698                                 ir_node *new_ck;
 699                                 ir_node *sched_pt = NULL;
 700
 701                                 n_melt     = 1;
 702                                 ref        = ck_arr[idx];
 703                                 ref_mode_T = skip_Proj(get_irn_n(ref, 1));
 704                                 obstack_grow(&obst, &ref, sizeof(ref));
 705
 706                                 DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "Trying to melt %+F:\n", ref));
 707
 708                                 /* check for copykeeps pointing to the same mode_T node as the reference copykeep */
 709                                 for (j = 0; j < num_ck; ++j) {
 710                                         ir_node *cur_ck = ck_arr[j];
 711
 712                                         if (j != idx && cur_ck && skip_Proj(get_irn_n(cur_ck, 1)) == ref_mode_T) {
 713                                                 obstack_grow(&obst, &cur_ck, sizeof(cur_ck));
 714                                                 ir_nodeset_remove(&entry->copies, cur_ck);
 715                                                 DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "\t%+F\n", cur_ck));
 716                                                 ck_arr[j] = NULL;
 717                                                 ++n_melt;
 718                                                 sched_remove(cur_ck);
 719                                         }
 720                                 }
 721                                 ck_arr[idx] = NULL;
 722
 723                                 /* check, if we found some candidates for melting */
 724                                 if (n_melt == 1) {
 725                                         DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "\tno candidate found\n"));
 726                                         continue;
 727                                 }
 728
 729                                 ir_nodeset_remove(&entry->copies, ref);
 730                                 sched_remove(ref);
 731
 732                                 melt_arr = (ir_node **)obstack_finish(&obst);
 733                                 /* melt all found copykeeps */
 734                                 NEW_ARR_A(ir_node *, new_ck_in, n_melt);
 735                                 for (j = 0; j < n_melt; ++j) {
 736                                         new_ck_in[j] = get_irn_n(melt_arr[j], 1);
 737
 738                                         /* now, we can kill the melted keep, except the */
 739                                         /* ref one, we still need some information      */
 740                                         if (melt_arr[j] != ref)
 741                                                 kill_node(melt_arr[j]);
 742                                 }
 743
 744 #ifdef KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK
 745                                 new_ck = be_new_CopyKeep(entry->cls, irg, get_nodes_block(ref), be_get_CopyKeep_op(ref), n_melt, new_ck_in, mode_ANY);
 746                                 keep_alive(new_ck);
 747 #else
 748                                 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));
 749 #endif /* KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK */
 750
 751                                 /* set register class for all kept inputs */
 752                                 for (j = 1; j <= n_melt; ++j)
 753                                         be_node_set_reg_class(new_ck, j, entry->cls);
 754
 755                                 ir_nodeset_insert(&entry->copies, new_ck);
 756
 757                                 /* find scheduling point */
 758                                 sched_pt = ref_mode_T;
 759                                 do {
 760                                         /* just walk along the schedule until a non-Keep/CopyKeep node is found */
 761                                         sched_pt = sched_next(sched_pt);
 762                                 } while (be_is_Keep(sched_pt) || be_is_CopyKeep(sched_pt));
 763
 764                                 sched_add_before(sched_pt, new_ck);
 765                                 DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "created %+F, scheduled before %+F\n", new_ck, sched_pt));
 766
 767                                 /* finally: kill the reference copykeep */
 768                                 kill_node(ref);
 769                         }
 770                 }
 771
 772                 obstack_free(&obst, NULL);
 773         }
 774 }
 775
 776 /**
 777  * Walks over all nodes to assure register constraints.
 778  *
 779  * @param birg  The birg structure containing the irg
 780  */
 781 void assure_constraints(be_irg_t *birg) {
 782         ir_graph              *irg = be_get_birg_irg(birg);
 783         constraint_env_t      cenv;
 784         ir_node               **nodes;
 785         ir_nodemap_iterator_t map_iter;
 786         ir_nodemap_entry_t    map_entry;
 787
 788         FIRM_DBG_REGISTER(dbg_constr, "firm.be.lower.constr");
 789
 790         cenv.birg = birg;
 791         ir_nodemap_init(&cenv.op_set);
 792         obstack_init(&cenv.obst);
 793
 794         irg_block_walk_graph(irg, NULL, assure_constraints_walker, &cenv);
 795
 796         /* melt copykeeps, pointing to projs of */
 797         /* the same mode_T node and keeping the */
 798         /* same operand                         */
 799         melt_copykeeps(&cenv);
 800
 801         /* for all */
 802         foreach_ir_nodemap(&cenv.op_set, map_entry, map_iter) {
 803                 op_copy_assoc_t *entry = map_entry.data;
 804                 int     n;
 805                 ir_node *cp;
 806                 ir_nodeset_iterator_t iter;
 807                 be_ssa_construction_env_t senv;
 808
 809                 n     = ir_nodeset_size(&entry->copies);
 810                 nodes = alloca(n * sizeof(nodes[0]));
 811
 812                 /* put the node in an array */
 813                 DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "introduce copies for %+F ", map_entry.node));
 814
 815                 /* collect all copies */
 816                 n = 0;
 817                 foreach_ir_nodeset(&entry->copies, cp, iter) {
 818                         nodes[n++] = cp;
 819                         DB((dbg_constr, LEVEL_1, ", %+F ", cp));
 820                 }
 821
 822                 DB((dbg_constr, LEVEL_1, "\n"));
 823
 824                 /* introduce the copies for the operand and it's copies */
 825                 be_ssa_construction_init(&senv, birg);
 826                 be_ssa_construction_add_copy(&senv, map_entry.node);
 827                 be_ssa_construction_add_copies(&senv, nodes, n);
 828                 be_ssa_construction_fix_users(&senv, map_entry.node);
 829                 be_ssa_construction_destroy(&senv);
 830
 831                 /* Could be that not all CopyKeeps are really needed, */
 832                 /* so we transform unnecessary ones into Keeps.       */
 833                 foreach_ir_nodeset(&entry->copies, cp, iter) {
 834                         if (be_is_CopyKeep(cp) && get_irn_n_edges(cp) < 1) {
 835                                 ir_node *keep;
 836                                 int     n = get_irn_arity(cp);
 837
 838                                 keep = be_new_Keep(arch_get_irn_reg_class(cp, -1),
 839                                         irg, get_nodes_block(cp), n, get_irn_in(cp) + 1);
 840                                 sched_add_before(cp, keep);
 841
 842                                 /* Set all ins (including the block) of the CopyKeep BAD to keep the verifier happy. */
 843                                 sched_remove(cp);
 844                                 kill_node(cp);
 845                         }
 846                 }
 847
 848                 ir_nodeset_destroy(&entry->copies);
 849         }
 850
 851         ir_nodemap_destroy(&cenv.op_set);
 852         obstack_free(&cenv.obst, NULL);
 853         be_liveness_invalidate(be_get_birg_liveness(birg));
 854 }
 855
 856
 857 /**
 858  * Push nodes that do not need to be permed through the Perm.
 859  * This is commonly a reload cascade at block ends.
 860  * @note This routine needs interference.
 861  * @note Probably, we can implement it a little more efficient.
 862  *       Especially searching the frontier lazily might be better.
 863  * @param perm The perm.
 864  * @param data The walker data (lower_env_t).
 865  * @return     1, if there is something left to perm over.
 866  *             0, if removed the complete perm.
 867  */
 868 static int push_through_perm(ir_node *perm, void *data)
 869 {
 870         lower_env_t *env = data;
 871
 872         ir_graph *irg     = get_irn_irg(perm);
 873         ir_node *bl       = get_nodes_block(perm);
 874         ir_node *node;
 875         int  arity        = get_irn_arity(perm);
 876         int *map;
 877         int *proj_map;
 878         bitset_t *moved   = bitset_alloca(arity);
 879         int n_moved;
 880         int new_size;
 881         ir_node *frontier = bl;
 882         FIRM_DBG_REGISTER(firm_dbg_module_t *mod, "firm.be.lower.permmove");
 883
 884         int i, n;
 885         const ir_edge_t *edge;
 886         ir_node *one_proj = NULL, *irn;
 887         const arch_register_class_t *cls = NULL;
 888
 889         DBG((mod, LEVEL_1, "perm move %+F irg %+F\n", perm, irg));
 890
 891         /* get some Proj and find out the register class of that Proj. */
 892         edge     = get_irn_out_edge_first_kind(perm, EDGE_KIND_NORMAL);
 893         one_proj = get_edge_src_irn(edge);
 894         assert(is_Proj(one_proj));
 895         cls      = arch_get_irn_reg_class(one_proj, -1);
 896
 897         /* Find the point in the schedule after which the
 898          * potentially movable nodes must be defined.
 899          * A Perm will only be pushed up to first instruction
 900          * which lets an operand of itself die.
 901          * If we would allow to move the Perm above this instruction,
 902          * the former dead operand would be live now at the point of
 903          * the Perm, increasing the register pressure by one.
 904          */
 905         sched_foreach_reverse_from (sched_prev(perm), irn) {
 906                 for (i = get_irn_arity(irn) - 1; i >= 0; --i) {
 907                         ir_node *op = get_irn_n(irn, i);
 908                         if (arch_irn_consider_in_reg_alloc(cls, op) &&
 909                             !values_interfere(env->birg, op, one_proj)) {
 910                                 frontier = irn;
 911                                 goto found_front;
 912                         }
 913                 }
 914         }
 915 found_front:
 916
 917         DBG((mod, LEVEL_2, "\tfrontier: %+F\n", frontier));
 918
 919         node = sched_prev(perm);
 920         n_moved = 0;
 921         while(!sched_is_begin(node)) {
 922                 const arch_register_req_t *req;
 923                 int                        input = -1;
 924                 ir_node                   *proj;
 925
 926                 /* search if node is a INPUT of Perm */
 927                 foreach_out_edge(perm, edge) {
 928                         ir_node *out = get_edge_src_irn(edge);
 929                         int      pn  = get_Proj_proj(out);
 930                         ir_node *in  = get_irn_n(perm, pn);
 931                         if (node == in) {
 932                                 proj  = out;
 933                                 input = pn;
 934                                 break;
 935                         }
 936                 }
 937                 /* it wasn't an input to the perm, we can't do anything more */
 938                 if(input < 0)
 939                         break;
 940                 if(!sched_comes_after(frontier, node))
 941                         break;
 942                 if (arch_irn_is(node, modify_flags))
 943                         break;
 944                 if(is_Proj(node)) {
 945                         req = arch_get_register_req(get_Proj_pred(node),
 946                                                     -1 - get_Proj_proj(node));
 947                 } else {
 948                         req = arch_get_register_req(node, -1);
 949                 }
 950                 if(req->type != arch_register_req_type_normal)
 951                         break;
 952                 for(i = get_irn_arity(node) - 1; i >= 0; --i) {
 953                         ir_node *opop = get_irn_n(node, i);
 954                         if (arch_irn_consider_in_reg_alloc(cls, opop)) {
 955                                 break;
 956                         }
 957                 }
 958                 if(i >= 0)
 959                         break;
 960
 961                 DBG((mod, LEVEL_2, "\tmoving %+F after %+F, killing %+F\n", node, perm, proj));
 962
 963                 /* move the movable node in front of the Perm */
 964                 sched_remove(node);
 965                 sched_add_after(perm, node);
 966
 967                 /* give it the proj's register */
 968                 arch_set_irn_register(node, arch_get_irn_register(proj));
 969
 970                 /* reroute all users of the proj to the moved node. */
 971                 edges_reroute(proj, node, irg);
 972
 973                 /* and kill it */
 974                 set_Proj_pred(proj, new_Bad());
 975                 kill_node(proj);
 976
 977                 bitset_set(moved, input);
 978                 n_moved++;
 979
 980                 node = sched_prev(node);
 981         }
 982
 983         /* well, we could not push anything through the perm */
 984         if(n_moved == 0)
 985                 return 1;
 986
 987         new_size = arity - n_moved;
 988         if(new_size == 0) {
 989                 return 0;
 990         }
 991
 992         map      = alloca(new_size * sizeof(map[0]));
 993         proj_map = alloca(arity * sizeof(proj_map[0]));
 994         memset(proj_map, -1, sizeof(proj_map[0]));
 995         n   = 0;
 996         for(i = 0; i < arity; ++i) {
 997                 if(bitset_is_set(moved, i))
 998                         continue;
 999                 map[n]      = i;
1000                 proj_map[i] = n;
1001                 n++;
1002         }
1003         assert(n == new_size);
1004         foreach_out_edge(perm, edge) {
1005                 ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
1006                 int      pn   = get_Proj_proj(proj);
1007                 pn = proj_map[pn];
1008                 assert(pn >= 0);
1009                 set_Proj_proj(proj, pn);
1010         }
1011
1012         be_Perm_reduce(perm, new_size, map);
1013         return 1;
1014 }
1015
1016 /**
1017  * Calls the corresponding lowering function for the node.
1018  *
1019  * @param irn      The node to be checked for lowering
1020  * @param walk_env The walker environment
1021  */
1022 static void lower_nodes_after_ra_walker(ir_node *irn, void *walk_env)
1023 {
1024         int perm_stayed;
1025
1026         if (!be_is_Perm(irn))
1027                 return;
1028
1029         perm_stayed = push_through_perm(irn, walk_env);
1030         if (!perm_stayed)
1031                 return;
1032
1033         lower_perm_node(irn, walk_env);
1034 }
1035
1036 /**
1037  * Walks over all blocks in an irg and performs lowering need to be
1038  * done after register allocation (e.g. perm lowering).
1039  *
1040  * @param birg      The birg object
1041  * @param do_copy   1 == resolve cycles with a free reg if available
1042  */
1043 void lower_nodes_after_ra(be_irg_t *birg, int do_copy) {
1044         lower_env_t env;
1045         ir_graph    *irg;
1046
1047         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.be.lower");
1048
1049         env.birg    = birg;
1050         env.do_copy = do_copy;
1051
1052         /* we will need interference */
1053         be_liveness_assure_chk(be_get_birg_liveness(birg));
1054
1055         irg = be_get_birg_irg(birg);
1056         irg_walk_graph(irg, NULL, lower_nodes_after_ra_walker, &env);
1057 }