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 starting
 210  * 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 perm_cycle_t *get_perm_cycle(perm_cycle_t *cycle, reg_pair_t *pairs, int n, int start) {
 218         unsigned head    = pairs[start].in_reg->index;
 219         unsigned cur_idx = pairs[start].out_reg->index;
 220         int cur_pair_idx = start;
 221         int n_pairs_done = get_n_checked_pairs(pairs, n);
 222         int idx;
 223         perm_type_t cycle_tp = PERM_CYCLE;
 224
 225         /* We could be right in the middle of a chain, so we need to find the start */
 226         while (head != cur_idx) {
 227                 /* goto previous register in cycle or chain */
 228                 cur_pair_idx = get_pairidx_for_out_regidx(pairs, n, head);
 229
 230                 if (cur_pair_idx < 0) {
 231                         cycle_tp = PERM_CHAIN;
 232                         break;
 233                 }
 234                 else {
 235                         head  = pairs[cur_pair_idx].in_reg->index;
 236                         start = cur_pair_idx;
 237                 }
 238         }
 239
 240         /* assume worst case: all remaining pairs build a cycle or chain */
 241         cycle->elems    = XMALLOCNZ(const arch_register_t*, (n - n_pairs_done) * 2);
 242         cycle->n_elems  = 2;  /* initial number of elements is 2 */
 243         cycle->elems[0] = pairs[start].in_reg;
 244         cycle->elems[1] = pairs[start].out_reg;
 245         cycle->type     = cycle_tp;
 246         cur_idx         = pairs[start].out_reg->index;
 247
 248         idx = 2;
 249         /* check for cycle or end of a chain */
 250         while (cur_idx != head) {
 251                 /* goto next register in cycle or chain */
 252                 cur_pair_idx = get_pairidx_for_in_regidx(pairs, n, cur_idx);
 253
 254                 if (cur_pair_idx < 0)
 255                         break;
 256
 257                 cur_idx = pairs[cur_pair_idx].out_reg->index;
 258
 259                 /* it's not the first element: insert it */
 260                 if (cur_idx != head) {
 261                         cycle->elems[idx++] = pairs[cur_pair_idx].out_reg;
 262                         cycle->n_elems++;
 263                 }
 264                 else {
 265                         /* we are there where we started -> CYCLE */
 266                         cycle->type = PERM_CYCLE;
 267                 }
 268         }
 269
 270         /* mark all pairs having one in/out register with cycle in common as checked */
 271         for (idx = 0; idx < cycle->n_elems; idx++) {
 272                 cur_pair_idx = get_pairidx_for_in_regidx(pairs, n, cycle->elems[idx]->index);
 273
 274                 if (cur_pair_idx >= 0)
 275                         pairs[cur_pair_idx].checked = 1;
 276
 277                 cur_pair_idx = get_pairidx_for_out_regidx(pairs, n, cycle->elems[idx]->index);
 278
 279                 if (cur_pair_idx >= 0)
 280                         pairs[cur_pair_idx].checked = 1;
 281         }
 282
 283         return cycle;
 284 }
 285
 286 /**
 287  * Lowers a perm node.  Resolves cycles and creates a bunch of
 288  * copy and swap operations to permute registers.
 289  * Note: The caller of this function has to make sure, that irn
 290  *       is a Perm node.
 291  *
 292  * @param irn      The perm node
 293  * @param block    The block the perm node belongs to
 294  * @param walk_env The environment
 295  */
 296 static void lower_perm_node(ir_node *irn, void *walk_env) {
 297         ir_graph        *irg = get_irn_irg(irn);
 298         const arch_register_class_t *reg_class;
 299         lower_env_t     *env         = walk_env;
 300         int             keep_perm    = 0;
 301         int             n, i, pn, do_copy, j, n_ops;
 302         reg_pair_t      *pairs;
 303         const ir_edge_t *edge;
 304         ir_node         *sched_point, *block, *in[2];
 305         ir_node         *arg1, *arg2, *res1, *res2;
 306         ir_node         *cpyxchg = NULL;
 307
 308         do_copy  = env->do_copy;
 309         block    = get_nodes_block(irn);
 310
 311         /*
 312                 Get the schedule predecessor node to the perm
 313                 NOTE: This works with auto-magic. If we insert the
 314                         new copy/exchange nodes after this node, everything
 315                         should be ok.
 316         */
 317         sched_point = sched_prev(irn);
 318         DBG((dbg, LEVEL_1, "perm: %+F\n", irn));
 319         DBG((dbg, LEVEL_1, "sched point is %+F\n", sched_point));
 320         assert(sched_point && "Perm is not scheduled or has no predecessor");
 321
 322         n = get_irn_arity(irn);
 323         assert(n == get_irn_n_edges(irn) && "perm's in and out numbers different");
 324
 325         reg_class = arch_get_irn_register(get_irn_n(irn, 0))->reg_class;
 326         pairs     = alloca(n * sizeof(pairs[0]));
 327
 328         /* build the list of register pairs (in, out) */
 329         i = 0;
 330         foreach_out_edge(irn, edge) {
 331                 pairs[i].out_node = get_edge_src_irn(edge);
 332                 pn                = get_Proj_proj(pairs[i].out_node);
 333                 pairs[i].in_node  = get_irn_n(irn, pn);
 334
 335                 pairs[i].in_reg  = arch_get_irn_register(pairs[i].in_node);
 336                 pairs[i].out_reg = arch_get_irn_register(pairs[i].out_node);
 337
 338                 pairs[i].checked = 0;
 339                 i++;
 340         }
 341
 342         /* sort the register pairs by the indices of the in registers */
 343         qsort(pairs, n, sizeof(pairs[0]), compare_reg_pair);
 344
 345         /* Mark all equal pairs as checked, and exchange the OUT proj with
 346                 the IN node. */
 347         for (i = 0; i < n; i++) {
 348                 if (pairs[i].in_reg->index == pairs[i].out_reg->index) {
 349                         DBG((dbg, LEVEL_1, "%+F removing equal perm register pair (%+F, %+F, %s)\n",
 350                                 irn, pairs[i].in_node, pairs[i].out_node, pairs[i].out_reg->name));
 351
 352                         /* reroute the edges from the proj to the argument */
 353                         exchange(pairs[i].out_node, pairs[i].in_node);
 354
 355                         pairs[i].checked = 1;
 356                 }
 357         }
 358
 359         /* Set do_copy to 0 if it's on but we have no free register */
 360         if (do_copy) {
 361                 do_copy = 0;
 362         }
 363
 364         /* check for cycles and chains */
 365         while (get_n_checked_pairs(pairs, n) < n) {
 366                 perm_cycle_t *cycle;
 367
 368                 i = n_ops = 0;
 369
 370                 /* go to the first not-checked pair */
 371                 while (pairs[i].checked) i++;
 372                 cycle = XMALLOCZ(perm_cycle_t);
 373                 cycle = get_perm_cycle(cycle, pairs, n, i);
 374
 375                 DB((dbg, LEVEL_1, "%+F: following %s created:\n  ", irn, cycle->type == PERM_CHAIN ? "chain" : "cycle"));
 376                 for (j = 0; j < cycle->n_elems; j++) {
 377                         DB((dbg, LEVEL_1, " %s", cycle->elems[j]->name));
 378                 }
 379                 DB((dbg, LEVEL_1, "\n"));
 380
 381                 /*
 382                         We don't need to do anything if we have a Perm with two
 383                         elements which represents a cycle, because those nodes
 384                         already represent exchange nodes
 385                 */
 386                 if (n == 2 && cycle->type == PERM_CYCLE) {
 387                         free(cycle);
 388                         keep_perm = 1;
 389                         continue;
 390                 }
 391
 392 //TODO: - iff PERM_CYCLE && do_copy -> determine free temp reg and insert copy to/from it before/after
 393 //        the copy cascade (this reduces the cycle into a chain)
 394
 395                 /* build copy/swap nodes from back to front */
 396                 for (i = cycle->n_elems - 2; i >= 0; i--) {
 397                         arg1 = get_node_for_in_register(pairs, n, cycle->elems[i]);
 398                         arg2 = get_node_for_in_register(pairs, n, cycle->elems[i + 1]);
 399
 400                         res1 = get_node_for_out_register(pairs, n, cycle->elems[i]);
 401                         res2 = get_node_for_out_register(pairs, n, cycle->elems[i + 1]);
 402                         /*
 403                                 If we have a cycle and don't copy: we need to create exchange nodes
 404                                 NOTE: An exchange node is a perm node with 2 INs and 2 OUTs
 405                                 IN_1  = in node with register i
 406                                 IN_2  = in node with register i + 1
 407                                 OUT_1 = out node with register i + 1
 408                                 OUT_2 = out node with register i
 409                         */
 410                         if (cycle->type == PERM_CYCLE && !do_copy) {
 411                                 in[0] = arg1;
 412                                 in[1] = arg2;
 413
 414                                 /* At this point we have to handle the following problem:     */
 415                                 /*                                                            */
 416                                 /* If we have a cycle with more than two elements, then       */
 417                                 /* this could correspond to the following Perm node:          */
 418                                 /*                                                            */
 419                                 /*   +----+   +----+   +----+                                 */
 420                                 /*   | r1 |   | r2 |   | r3 |                                 */
 421                                 /*   +-+--+   +-+--+   +--+-+                                 */
 422                                 /*     |        |         |                                   */
 423                                 /*     |        |         |                                   */
 424                                 /*   +-+--------+---------+-+                                 */
 425                                 /*   |         Perm         |                                 */
 426                                 /*   +-+--------+---------+-+                                 */
 427                                 /*     |        |         |                                   */
 428                                 /*     |        |         |                                   */
 429                                 /*   +-+--+   +-+--+   +--+-+                                 */
 430                                 /*   |Proj|   |Proj|   |Proj|                                 */
 431                                 /*   | r2 |   | r3 |   | r1 |                                 */
 432                                 /*   +----+   +----+   +----+                                 */
 433                                 /*                                                            */
 434                                 /* This node is about to be split up into two 2x Perm's       */
 435                                 /* for which we need 4 Proj's and the one additional Proj     */
 436                                 /* of the first Perm has to be one IN of the second. So in    */
 437                                 /* general we need to create one additional Proj for each     */
 438                                 /* "middle" Perm and set this to one in node of the successor */
 439                                 /* Perm.                                                      */
 440
 441                                 DBG((dbg, LEVEL_1, "%+F creating exchange node (%+F, %s) and (%+F, %s) with\n",
 442                                         irn, arg1, cycle->elems[i]->name, arg2, cycle->elems[i + 1]->name));
 443                                 DBG((dbg, LEVEL_1, "%+F                        (%+F, %s) and (%+F, %s)\n",
 444                                         irn, res1, cycle->elems[i]->name, res2, cycle->elems[i + 1]->name));
 445
 446                                 cpyxchg = be_new_Perm(reg_class, irg, block, 2, in);
 447                                 n_ops++;
 448
 449                                 if (i > 0) {
 450                                         /* cycle is not done yet */
 451                                         int pidx = get_pairidx_for_in_regidx(pairs, n, cycle->elems[i]->index);
 452
 453                                         /* create intermediate proj */
 454                                         res1 = new_r_Proj(irg, block, cpyxchg, get_irn_mode(res1), 0);
 455
 456                                         /* set as in for next Perm */
 457                                         pairs[pidx].in_node = res1;
 458                                 }
 459
 460                                 set_Proj_pred(res2, cpyxchg);
 461                                 set_Proj_proj(res2, 0);
 462                                 set_Proj_pred(res1, cpyxchg);
 463                                 set_Proj_proj(res1, 1);
 464
 465                                 arch_set_irn_register(res2, cycle->elems[i + 1]);
 466                                 arch_set_irn_register(res1, cycle->elems[i]);
 467
 468                                 /* insert the copy/exchange node in schedule after the magic schedule node (see above) */
 469                                 sched_add_after(sched_point, cpyxchg);
 470
 471                                 DBG((dbg, LEVEL_1, "replacing %+F with %+F, placed new node after %+F\n", irn, cpyxchg, sched_point));
 472
 473                                 /* set the new scheduling point */
 474                                 sched_point = res1;
 475                         }
 476                         else {
 477                                 DBG((dbg, LEVEL_1, "%+F creating copy node (%+F, %s) -> (%+F, %s)\n",
 478                                         irn, arg1, cycle->elems[i]->name, res2, cycle->elems[i + 1]->name));
 479
 480                                 cpyxchg = be_new_Copy(reg_class, irg, block, arg1);
 481                                 arch_set_irn_register(cpyxchg, cycle->elems[i + 1]);
 482                                 n_ops++;
 483
 484                                 /* exchange copy node and proj */
 485                                 exchange(res2, cpyxchg);
 486
 487                                 /* insert the copy/exchange node in schedule after the magic schedule node (see above) */
 488                                 sched_add_after(sched_point, cpyxchg);
 489
 490                                 /* set the new scheduling point */
 491                                 sched_point = cpyxchg;
 492                         }
 493                 }
 494
 495                 free((void *) cycle->elems);
 496                 free(cycle);
 497         }
 498
 499         /* remove the perm from schedule */
 500         if (! keep_perm) {
 501                 sched_remove(irn);
 502                 kill_node(irn);
 503         }
 504 }
 505
 506
 507
 508 static int has_irn_users(const ir_node *irn) {
 509         return get_irn_out_edge_first_kind(irn, EDGE_KIND_NORMAL) != 0;
 510 }
 511
 512 /**
 513  * Skip all Proj nodes.
 514  */
 515 static INLINE ir_node *belower_skip_proj(ir_node *irn) {
 516         while(is_Proj(irn))
 517                 irn = get_Proj_pred(irn);
 518         return irn;
 519 }
 520
 521 static ir_node *find_copy(ir_node *irn, ir_node *op)
 522 {
 523         ir_node *cur_node;
 524
 525         for (cur_node = irn;;) {
 526                 cur_node = sched_prev(cur_node);
 527                 if (! be_is_Copy(cur_node))
 528                         return NULL;
 529                 if (be_get_Copy_op(cur_node) == op && arch_irn_is(cur_node, dont_spill))
 530                         return cur_node;
 531         }
 532 }
 533
 534 static void gen_assure_different_pattern(ir_node *irn, ir_node *other_different, constraint_env_t *env) {
 535         be_irg_t                    *birg     = env->birg;
 536         ir_graph                    *irg      = be_get_birg_irg(birg);
 537         ir_nodemap_t                *op_set   = &env->op_set;
 538         ir_node                     *block    = get_nodes_block(irn);
 539         const arch_register_class_t *cls      = arch_get_irn_reg_class(other_different, -1);
 540         ir_node                     *in[2], *keep, *cpy;
 541         op_copy_assoc_t             *entry;
 542
 543         if (arch_irn_is(other_different, ignore) ||
 544                         !mode_is_datab(get_irn_mode(other_different))) {
 545                 DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "ignore constraint for %+F because other_irn is ignore or not a datab node\n", irn));
 546                 return;
 547         }
 548
 549         /* Make a not spillable copy of the different node   */
 550         /* this is needed because the different irn could be */
 551         /* in block far far away                             */
 552         /* The copy is optimized later if not needed         */
 553
 554         /* check if already exists such a copy in the schedule immediately before */
 555         cpy = find_copy(belower_skip_proj(irn), other_different);
 556         if (! cpy) {
 557                 cpy = be_new_Copy(cls, irg, block, other_different);
 558                 be_node_set_flags(cpy, BE_OUT_POS(0), arch_irn_flags_dont_spill);
 559                 DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "created non-spillable %+F for value %+F\n", cpy, other_different));
 560         }
 561         else {
 562                 DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "using already existing %+F for value %+F\n", cpy, other_different));
 563         }
 564
 565         in[0] = irn;
 566         in[1] = cpy;
 567
 568         /* Add the Keep resp. CopyKeep and reroute the users */
 569         /* of the other_different irn in case of CopyKeep.   */
 570         if (has_irn_users(other_different)) {
 571                 keep = be_new_CopyKeep_single(cls, irg, block, cpy, irn, get_irn_mode(other_different));
 572                 be_node_set_reg_class(keep, 1, cls);
 573         }
 574         else {
 575                 keep = be_new_Keep(cls, irg, block, 2, in);
 576         }
 577
 578         DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "created %+F(%+F, %+F)\n\n", keep, irn, cpy));
 579
 580         /* insert copy and keep into schedule */
 581         assert(sched_is_scheduled(irn) && "need schedule to assure constraints");
 582         if (! sched_is_scheduled(cpy))
 583                 sched_add_before(belower_skip_proj(irn), cpy);
 584         sched_add_after(irn, keep);
 585
 586         /* insert the other different and it's copies into the map */
 587         entry = ir_nodemap_get(op_set, other_different);
 588         if (! entry) {
 589                 entry      = obstack_alloc(&env->obst, sizeof(*entry));
 590                 entry->cls = cls;
 591                 ir_nodeset_init(&entry->copies);
 592
 593                 ir_nodemap_insert(op_set, other_different, entry);
 594         }
 595
 596         /* insert copy */
 597         ir_nodeset_insert(&entry->copies, cpy);
 598
 599         /* insert keep in case of CopyKeep */
 600         if (be_is_CopyKeep(keep)) {
 601                 ir_nodeset_insert(&entry->copies, keep);
 602         }
 603 }
 604
 605 /**
 606  * Checks if node has a must_be_different constraint in output and adds a Keep
 607  * then to assure the constraint.
 608  *
 609  * @param irn          the node to check
 610  * @param skipped_irn  if irn is a Proj node, its predecessor, else irn
 611  * @param env          the constraint environment
 612  */
 613 static void assure_different_constraints(ir_node *irn, ir_node *skipped_irn, constraint_env_t *env) {
 614         const arch_register_req_t *req = arch_get_register_req(irn, -1);
 615
 616         if (arch_register_req_is(req, must_be_different)) {
 617                 const unsigned other = req->other_different;
 618                 int i;
 619
 620                 if (arch_register_req_is(req, should_be_same)) {
 621                         const unsigned same = req->other_same;
 622
 623                         if (is_po2(other) && is_po2(same)) {
 624                                 int idx_other = ntz(other);
 625                                 int idx_same  = ntz(same);
 626
 627                                 /*
 628                                  * We can safely ignore a should_be_same x must_be_different y
 629                                  * IFF both inputs are equal!
 630                                  */
 631                                 if (get_irn_n(skipped_irn, idx_other) == get_irn_n(skipped_irn, idx_same)) {
 632                                         return;
 633                                 }
 634                         }
 635                 }
 636                 for (i = 0; 1U << i <= other; ++i) {
 637                         if (other & (1U << i)) {
 638                                 ir_node *different_from = get_irn_n(skipped_irn, i);
 639                                 gen_assure_different_pattern(irn, different_from, env);
 640                         }
 641                 }
 642         }
 643 }
 644
 645 /**
 646  * Calls the functions to assure register constraints.
 647  *
 648  * @param block    The block to be checked
 649  * @param walk_env The walker environment
 650  */
 651 static void assure_constraints_walker(ir_node *block, void *walk_env) {
 652         ir_node *irn;
 653
 654         sched_foreach_reverse(block, irn) {
 655                 ir_mode *mode = get_irn_mode(irn);
 656
 657                 if (mode == mode_T) {
 658                         const ir_edge_t *edge;
 659
 660                         foreach_out_edge(irn, edge) {
 661                                 ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
 662
 663                                 mode = get_irn_mode(proj);
 664                                 if (mode_is_datab(mode))
 665                                         assure_different_constraints(proj, irn, walk_env);
 666                         }
 667                 } else if (mode_is_datab(mode)) {
 668                         assure_different_constraints(irn, irn, walk_env);
 669                 }
 670         }
 671 }
 672
 673 /**
 674  * Melt all copykeeps pointing to the same node
 675  * (or Projs of the same node), copying the same operand.
 676  */
 677 static void melt_copykeeps(constraint_env_t *cenv) {
 678         be_irg_t *birg = cenv->birg;
 679         ir_graph *irg  = be_get_birg_irg(birg);
 680         ir_nodemap_iterator_t map_iter;
 681         ir_nodemap_entry_t    map_entry;
 682
 683         /* for all */
 684         foreach_ir_nodemap(&cenv->op_set, map_entry, map_iter) {
 685                 op_copy_assoc_t *entry = map_entry.data;
 686                 int     idx, num_ck;
 687                 ir_node *cp;
 688                 struct obstack obst;
 689                 ir_nodeset_iterator_t iter;
 690                 ir_node **ck_arr, **melt_arr;
 691
 692                 obstack_init(&obst);
 693
 694                 /* collect all copykeeps */
 695                 num_ck = idx = 0;
 696                 foreach_ir_nodeset(&entry->copies, cp, iter) {
 697                         if (be_is_CopyKeep(cp)) {
 698                                 obstack_grow(&obst, &cp, sizeof(cp));
 699                                 ++num_ck;
 700                         }
 701 #ifdef KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK
 702                         else {
 703                                 set_irn_mode(cp, mode_ANY);
 704                                 keep_alive(cp);
 705                         }
 706 #endif /* KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK */
 707                 }
 708
 709                 /* compare each copykeep with all other copykeeps */
 710                 ck_arr = (ir_node **)obstack_finish(&obst);
 711                 for (idx = 0; idx < num_ck; ++idx) {
 712                         ir_node *ref, *ref_mode_T;
 713
 714                         if (ck_arr[idx]) {
 715                                 int j, n_melt;
 716                                 ir_node **new_ck_in;
 717                                 ir_node *new_ck;
 718                                 ir_node *sched_pt = NULL;
 719
 720                                 n_melt     = 1;
 721                                 ref        = ck_arr[idx];
 722                                 ref_mode_T = skip_Proj(get_irn_n(ref, 1));
 723                                 obstack_grow(&obst, &ref, sizeof(ref));
 724
 725                                 DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "Trying to melt %+F:\n", ref));
 726
 727                                 /* check for copykeeps pointing to the same mode_T node as the reference copykeep */
 728                                 for (j = 0; j < num_ck; ++j) {
 729                                         ir_node *cur_ck = ck_arr[j];
 730
 731                                         if (j != idx && cur_ck && skip_Proj(get_irn_n(cur_ck, 1)) == ref_mode_T) {
 732                                                 obstack_grow(&obst, &cur_ck, sizeof(cur_ck));
 733                                                 ir_nodeset_remove(&entry->copies, cur_ck);
 734                                                 DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "\t%+F\n", cur_ck));
 735                                                 ck_arr[j] = NULL;
 736                                                 ++n_melt;
 737                                                 sched_remove(cur_ck);
 738                                         }
 739                                 }
 740                                 ck_arr[idx] = NULL;
 741
 742                                 /* check, if we found some candidates for melting */
 743                                 if (n_melt == 1) {
 744                                         DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "\tno candidate found\n"));
 745                                         continue;
 746                                 }
 747
 748                                 ir_nodeset_remove(&entry->copies, ref);
 749                                 sched_remove(ref);
 750
 751                                 melt_arr = (ir_node **)obstack_finish(&obst);
 752                                 /* melt all found copykeeps */
 753                                 NEW_ARR_A(ir_node *, new_ck_in, n_melt);
 754                                 for (j = 0; j < n_melt; ++j) {
 755                                         new_ck_in[j] = get_irn_n(melt_arr[j], 1);
 756
 757                                         /* now, we can kill the melted keep, except the */
 758                                         /* ref one, we still need some information      */
 759                                         if (melt_arr[j] != ref)
 760                                                 kill_node(melt_arr[j]);
 761                                 }
 762
 763 #ifdef KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK
 764                                 new_ck = be_new_CopyKeep(entry->cls, irg, get_nodes_block(ref), be_get_CopyKeep_op(ref), n_melt, new_ck_in, mode_ANY);
 765                                 keep_alive(new_ck);
 766 #else
 767                                 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));
 768 #endif /* KEEP_ALIVE_COPYKEEP_HACK */
 769
 770                                 /* set register class for all kept inputs */
 771                                 for (j = 1; j <= n_melt; ++j)
 772                                         be_node_set_reg_class(new_ck, j, entry->cls);
 773
 774                                 ir_nodeset_insert(&entry->copies, new_ck);
 775
 776                                 /* find scheduling point */
 777                                 sched_pt = ref_mode_T;
 778                                 do {
 779                                         /* just walk along the schedule until a non-Keep/CopyKeep node is found */
 780                                         sched_pt = sched_next(sched_pt);
 781                                 } while (be_is_Keep(sched_pt) || be_is_CopyKeep(sched_pt));
 782
 783                                 sched_add_before(sched_pt, new_ck);
 784                                 DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "created %+F, scheduled before %+F\n", new_ck, sched_pt));
 785
 786                                 /* finally: kill the reference copykeep */
 787                                 kill_node(ref);
 788                         }
 789                 }
 790
 791                 obstack_free(&obst, NULL);
 792         }
 793 }
 794
 795 /**
 796  * Walks over all nodes to assure register constraints.
 797  *
 798  * @param birg  The birg structure containing the irg
 799  */
 800 void assure_constraints(be_irg_t *birg) {
 801         ir_graph              *irg = be_get_birg_irg(birg);
 802         constraint_env_t      cenv;
 803         ir_node               **nodes;
 804         ir_nodemap_iterator_t map_iter;
 805         ir_nodemap_entry_t    map_entry;
 806
 807         FIRM_DBG_REGISTER(dbg_constr, "firm.be.lower.constr");
 808
 809         cenv.birg = birg;
 810         ir_nodemap_init(&cenv.op_set);
 811         obstack_init(&cenv.obst);
 812
 813         irg_block_walk_graph(irg, NULL, assure_constraints_walker, &cenv);
 814
 815         /* melt copykeeps, pointing to projs of */
 816         /* the same mode_T node and keeping the */
 817         /* same operand                         */
 818         melt_copykeeps(&cenv);
 819
 820         /* for all */
 821         foreach_ir_nodemap(&cenv.op_set, map_entry, map_iter) {
 822                 op_copy_assoc_t *entry = map_entry.data;
 823                 int     n;
 824                 ir_node *cp;
 825                 ir_nodeset_iterator_t iter;
 826                 be_ssa_construction_env_t senv;
 827
 828                 n     = ir_nodeset_size(&entry->copies);
 829                 nodes = alloca(n * sizeof(nodes[0]));
 830
 831                 /* put the node in an array */
 832                 DBG((dbg_constr, LEVEL_1, "introduce copies for %+F ", map_entry.node));
 833
 834                 /* collect all copies */
 835                 n = 0;
 836                 foreach_ir_nodeset(&entry->copies, cp, iter) {
 837                         nodes[n++] = cp;
 838                         DB((dbg_constr, LEVEL_1, ", %+F ", cp));
 839                 }
 840
 841                 DB((dbg_constr, LEVEL_1, "\n"));
 842
 843                 /* introduce the copies for the operand and it's copies */
 844                 be_ssa_construction_init(&senv, birg);
 845                 be_ssa_construction_add_copy(&senv, map_entry.node);
 846                 be_ssa_construction_add_copies(&senv, nodes, n);
 847                 be_ssa_construction_fix_users(&senv, map_entry.node);
 848                 be_ssa_construction_destroy(&senv);
 849
 850                 /* Could be that not all CopyKeeps are really needed, */
 851                 /* so we transform unnecessary ones into Keeps.       */
 852                 foreach_ir_nodeset(&entry->copies, cp, iter) {
 853                         if (be_is_CopyKeep(cp) && get_irn_n_edges(cp) < 1) {
 854                                 ir_node *keep;
 855                                 int     n = get_irn_arity(cp);
 856
 857                                 keep = be_new_Keep(arch_get_irn_reg_class(cp, -1),
 858                                         irg, get_nodes_block(cp), n, get_irn_in(cp) + 1);
 859                                 sched_add_before(cp, keep);
 860
 861                                 /* Set all ins (including the block) of the CopyKeep BAD to keep the verifier happy. */
 862                                 sched_remove(cp);
 863                                 kill_node(cp);
 864                         }
 865                 }
 866
 867                 ir_nodeset_destroy(&entry->copies);
 868         }
 869
 870         ir_nodemap_destroy(&cenv.op_set);
 871         obstack_free(&cenv.obst, NULL);
 872         be_liveness_invalidate(be_get_birg_liveness(birg));
 873 }
 874
 875
 876 /**
 877  * Push nodes that do not need to be permed through the Perm.
 878  * This is commonly a reload cascade at block ends.
 879  * @note This routine needs interference.
 880  * @note Probably, we can implement it a little more efficient.
 881  *       Especially searching the frontier lazily might be better.
 882  * @param perm The perm.
 883  * @param data The walker data (lower_env_t).
 884  * @return     1, if there is something left to perm over.
 885  *             0, if removed the complete perm.
 886  */
 887 static int push_through_perm(ir_node *perm, void *data)
 888 {
 889         lower_env_t *env = data;
 890
 891         ir_graph *irg     = get_irn_irg(perm);
 892         ir_node *bl       = get_nodes_block(perm);
 893         ir_node *node;
 894         int  arity        = get_irn_arity(perm);
 895         int *map;
 896         int *proj_map;
 897         bitset_t *moved   = bitset_alloca(arity);
 898         int n_moved;
 899         int new_size;
 900         ir_node *frontier = bl;
 901         FIRM_DBG_REGISTER(firm_dbg_module_t *mod, "firm.be.lower.permmove");
 902
 903         int i, n;
 904         const ir_edge_t *edge;
 905         ir_node *one_proj = NULL, *irn;
 906         const arch_register_class_t *cls = NULL;
 907
 908         DBG((mod, LEVEL_1, "perm move %+F irg %+F\n", perm, irg));
 909
 910         /* get some Proj and find out the register class of that Proj. */
 911         edge     = get_irn_out_edge_first_kind(perm, EDGE_KIND_NORMAL);
 912         one_proj = get_edge_src_irn(edge);
 913         assert(is_Proj(one_proj));
 914         cls      = arch_get_irn_reg_class(one_proj, -1);
 915
 916         /* Find the point in the schedule after which the
 917          * potentially movable nodes must be defined.
 918          * A Perm will only be pushed up to first instruction
 919          * which lets an operand of itself die.
 920          * If we would allow to move the Perm above this instruction,
 921          * the former dead operand would be live now at the point of
 922          * the Perm, increasing the register pressure by one.
 923          */
 924         sched_foreach_reverse_from (sched_prev(perm), irn) {
 925                 for (i = get_irn_arity(irn) - 1; i >= 0; --i) {
 926                         ir_node *op = get_irn_n(irn, i);
 927                         if (arch_irn_consider_in_reg_alloc(cls, op) &&
 928                             !values_interfere(env->birg, op, one_proj)) {
 929                                 frontier = irn;
 930                                 goto found_front;
 931                         }
 932                 }
 933         }
 934 found_front:
 935
 936         DBG((mod, LEVEL_2, "\tfrontier: %+F\n", frontier));
 937
 938         node = sched_prev(perm);
 939         n_moved = 0;
 940         while(!sched_is_begin(node)) {
 941                 const arch_register_req_t *req;
 942                 int                        input = -1;
 943                 ir_node                   *proj;
 944
 945                 /* search if node is a INPUT of Perm */
 946                 foreach_out_edge(perm, edge) {
 947                         ir_node *out = get_edge_src_irn(edge);
 948                         int      pn  = get_Proj_proj(out);
 949                         ir_node *in  = get_irn_n(perm, pn);
 950                         if (node == in) {
 951                                 proj  = out;
 952                                 input = pn;
 953                                 break;
 954                         }
 955                 }
 956                 /* it wasn't an input to the perm, we can't do anything more */
 957                 if(input < 0)
 958                         break;
 959                 if(!sched_comes_after(frontier, node))
 960                         break;
 961                 if (arch_irn_is(node, modify_flags))
 962                         break;
 963                 if(is_Proj(node)) {
 964                         req = arch_get_register_req(get_Proj_pred(node),
 965                                                     -1 - get_Proj_proj(node));
 966                 } else {
 967                         req = arch_get_register_req(node, -1);
 968                 }
 969                 if(req->type != arch_register_req_type_normal)
 970                         break;
 971                 for(i = get_irn_arity(node) - 1; i >= 0; --i) {
 972                         ir_node *opop = get_irn_n(node, i);
 973                         if (arch_irn_consider_in_reg_alloc(cls, opop)) {
 974                                 break;
 975                         }
 976                 }
 977                 if(i >= 0)
 978                         break;
 979
 980                 DBG((mod, LEVEL_2, "\tmoving %+F after %+F, killing %+F\n", node, perm, proj));
 981
 982                 /* move the movable node in front of the Perm */
 983                 sched_remove(node);
 984                 sched_add_after(perm, node);
 985
 986                 /* give it the proj's register */
 987                 arch_set_irn_register(node, arch_get_irn_register(proj));
 988
 989                 /* reroute all users of the proj to the moved node. */
 990                 edges_reroute(proj, node, irg);
 991
 992                 /* and kill it */
 993                 set_Proj_pred(proj, new_Bad());
 994                 kill_node(proj);
 995
 996                 bitset_set(moved, input);
 997                 n_moved++;
 998
 999                 node = sched_prev(node);
1000         }
1001
1002         /* well, we could not push anything through the perm */
1003         if(n_moved == 0)
1004                 return 1;
1005
1006         new_size = arity - n_moved;
1007         if(new_size == 0) {
1008                 return 0;
1009         }
1010
1011         map      = alloca(new_size * sizeof(map[0]));
1012         proj_map = alloca(arity * sizeof(proj_map[0]));
1013         memset(proj_map, -1, sizeof(proj_map[0]));
1014         n   = 0;
1015         for(i = 0; i < arity; ++i) {
1016                 if(bitset_is_set(moved, i))
1017                         continue;
1018                 map[n]      = i;
1019                 proj_map[i] = n;
1020                 n++;
1021         }
1022         assert(n == new_size);
1023         foreach_out_edge(perm, edge) {
1024                 ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
1025                 int      pn   = get_Proj_proj(proj);
1026                 pn = proj_map[pn];
1027                 assert(pn >= 0);
1028                 set_Proj_proj(proj, pn);
1029         }
1030
1031         be_Perm_reduce(perm, new_size, map);
1032         return 1;
1033 }
1034
1035 /**
1036  * Calls the corresponding lowering function for the node.
1037  *
1038  * @param irn      The node to be checked for lowering
1039  * @param walk_env The walker environment
1040  */
1041 static void lower_nodes_after_ra_walker(ir_node *irn, void *walk_env)
1042 {
1043         int perm_stayed;
1044
1045         if (!be_is_Perm(irn))
1046                 return;
1047
1048         perm_stayed = push_through_perm(irn, walk_env);
1049         if (!perm_stayed)
1050                 return;
1051
1052         lower_perm_node(irn, walk_env);
1053 }
1054
1055 /**
1056  * Walks over all blocks in an irg and performs lowering need to be
1057  * done after register allocation (e.g. perm lowering).
1058  *
1059  * @param birg      The birg object
1060  * @param do_copy   1 == resolve cycles with a free reg if available
1061  */
1062 void lower_nodes_after_ra(be_irg_t *birg, int do_copy) {
1063         lower_env_t env;
1064         ir_graph    *irg;
1065
1066         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.be.lower");
1067
1068         env.birg    = birg;
1069         env.do_copy = do_copy;
1070
1071         /* we will need interference */
1072         be_liveness_assure_chk(be_get_birg_liveness(birg));
1073
1074         irg = be_get_birg_irg(birg);
1075         irg_walk_graph(irg, NULL, lower_nodes_after_ra_walker, &env);
1076 }