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

   1 /**
   2  * @file   benode.c
   3  * @date   17.05.2005
   4  * @author Sebastian Hack
   5  *
   6  * Backend node support.
   7  *
   8  * This file provdies Perm, Copy, Spill and Reload nodes.
   9  *
  10  * Copyright (C) 2005 Universitaet Karlsruhe
  11  * Released under the GPL
  12  */
  13
  14 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  15 #include "config.h"
  16 #endif
  17
  18 #include <stdlib.h>
  19
  20 #include "obst.h"
  21 #include "set.h"
  22 #include "pmap.h"
  23 #include "util.h"
  24 #include "debug.h"
  25 #include "fourcc.h"
  26
  27 #include "irop_t.h"
  28 #include "irmode_t.h"
  29 #include "irnode_t.h"
  30 #include "ircons_t.h"
  31 #include "irprintf.h"
  32
  33 #include "be_t.h"
  34 #include "belive_t.h"
  35 #include "besched_t.h"
  36 #include "benode_t.h"
  37
  38 #include "beirgmod.h"
  39
  40 /* Sometimes we want to put const nodes into get_irn_generic_attr ... */
  41 #define get_irn_attr(irn) get_irn_generic_attr((ir_node *) (irn))
  42
  43 static unsigned be_node_tag = FOURCC('B', 'E', 'N', 'O');
  44
  45 typedef enum _node_kind_t {
  46         node_kind_spill,
  47         node_kind_reload,
  48         node_kind_perm,
  49         node_kind_copy,
  50         node_kind_kill,
  51         node_kind_last
  52 } node_kind_t;
  53
  54 typedef struct {
  55         node_kind_t kind;
  56         const arch_register_class_t *cls;
  57         ir_op *op;
  58         int n_pos;
  59         int *pos;
  60 } be_op_t;
  61
  62 typedef struct {
  63         const arch_register_t *reg;
  64         arch_register_req_t   req;
  65 } be_reg_data_t;
  66
  67 typedef struct {
  68         int                         n_outs;
  69         const arch_register_class_t *cls;
  70         be_reg_data_t               *reg_data;
  71 } be_node_attr_t;
  72
  73 typedef struct {
  74         be_node_attr_t node_attr;
  75         ir_node *spill_ctx;  /**< The node in whose context this spill was introduced. */
  76         unsigned offset;     /**< The offset of the memory location the spill writes to
  77                                                    in the spill area. */
  78 } be_spill_attr_t;
  79
  80 static ir_op *op_Spill;
  81 static ir_op *op_Reload;
  82 static ir_op *op_Perm;
  83 static ir_op *op_Copy;
  84 static ir_op *op_Keep;
  85
  86 static int beo_base = -1;
  87
  88 static const ir_op_ops be_node_op_ops;
  89
  90 void be_node_init(void) {
  91         static int inited = 0;
  92         int i;
  93
  94         if(inited)
  95                 return;
  96
  97         inited = 1;
  98
  99         beo_base = get_next_ir_opcode();
 100
 101         /* Acquire all needed opcodes. We assume that they are consecutive! */
 102         for(i = beo_Spill; i < beo_Last; ++i)
 103                 get_next_ir_opcode();
 104
 105         op_Spill  = new_ir_op(beo_base + beo_Spill,  "Spill",  op_pin_state_mem_pinned, 0, oparity_unary,    0, sizeof(be_spill_attr_t), &be_node_op_ops);
 106         op_Reload = new_ir_op(beo_base + beo_Reload, "Reload", op_pin_state_mem_pinned, 0, oparity_zero,     0, sizeof(be_node_attr_t),  &be_node_op_ops);
 107         op_Perm   = new_ir_op(beo_base + beo_Perm,   "Perm",   op_pin_state_pinned,     0, oparity_variable, 0, sizeof(be_node_attr_t),  &be_node_op_ops);
 108         op_Copy   = new_ir_op(beo_base + beo_Copy,   "Copy",   op_pin_state_pinned,     0, oparity_unary,    0, sizeof(be_node_attr_t),  &be_node_op_ops);
 109         op_Keep   = new_ir_op(beo_base + beo_Keep,   "Keep",   op_pin_state_pinned,     0, oparity_variable, 0, sizeof(be_node_attr_t),  &be_node_op_ops);
 110
 111         set_op_tag(op_Spill,  &be_node_tag);
 112         set_op_tag(op_Reload, &be_node_tag);
 113         set_op_tag(op_Perm,   &be_node_tag);
 114         set_op_tag(op_Copy,   &be_node_tag);
 115         set_op_tag(op_Keep,   &be_node_tag);
 116 }
 117
 118 static void *init_node_attr(ir_node* irn, const arch_register_class_t *cls, ir_graph *irg, int n_outs)
 119 {
 120         be_node_attr_t *a = get_irn_attr(irn);
 121
 122         a->n_outs   = n_outs;
 123         a->cls      = cls;
 124         a->reg_data = NULL;
 125
 126         if(n_outs > 0) {
 127                 int i;
 128
 129                 a->reg_data = NEW_ARR_D(be_reg_data_t, get_irg_obstack(irg), n_outs);
 130                 memset(a->reg_data, 0, n_outs * sizeof(a->reg_data[0]));
 131                 for(i = 0; i < n_outs; ++i) {
 132                         a->reg_data[i].req.cls  = cls;
 133                         a->reg_data[i].req.type = arch_register_req_type_normal;
 134                 }
 135         }
 136
 137         return a;
 138 }
 139
 140 static INLINE int is_be_node(const ir_node *irn)
 141 {
 142         return get_op_tag(get_irn_op(irn)) == &be_node_tag;
 143 }
 144
 145 be_opcode_t get_irn_be_opcode(const ir_node *irn)
 146 {
 147         return is_be_node(irn) ? get_irn_opcode(irn) - beo_base : beo_NoBeOp;
 148 }
 149
 150 ir_node *be_new_Spill(const arch_register_class_t *cls, ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *to_spill, ir_node *ctx)
 151 {
 152         be_spill_attr_t *a;
 153         ir_node *in[1];
 154         ir_node *res;
 155
 156         in[0] = to_spill;
 157         res   = new_ir_node(NULL, irg, bl, op_Spill, mode_M, 1, in);
 158         a     = init_node_attr(res, cls, irg, 0);
 159         a->offset    = BE_SPILL_NO_OFFSET;
 160         a->spill_ctx = ctx;
 161         return res;
 162 }
 163
 164 ir_node *be_new_Reload(const arch_register_class_t *cls, ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_mode *mode, ir_node *mem)
 165 {
 166         ir_node *in[1];
 167         ir_node *res;
 168
 169         in[0] = mem;
 170         res   = new_ir_node(NULL, irg, bl, op_Reload, mode, 1, in);
 171         init_node_attr(res, cls, irg, 1);
 172         return res;
 173 }
 174
 175 ir_node *be_new_Perm(const arch_register_class_t *cls, ir_graph *irg, ir_node *bl, int n, ir_node *in[])
 176 {
 177         ir_node *irn = new_ir_node(NULL, irg, bl, op_Perm, mode_T, n, in);
 178         init_node_attr(irn, cls, irg, n);
 179         return irn;
 180 }
 181
 182 ir_node *be_new_Copy(const arch_register_class_t *cls, ir_graph *irg, ir_node *bl, ir_node *op)
 183 {
 184         ir_node *in[1];
 185         ir_node *res;
 186
 187         in[0] = op;
 188         res   = new_ir_node(NULL, irg, bl, op_Copy, get_irn_mode(op), 1, in);
 189         init_node_attr(res, cls, irg, 1);
 190         return res;
 191 }
 192
 193 ir_node *be_new_Keep(const arch_register_class_t *cls, ir_graph *irg, ir_node *bl, int n, ir_node *in[])
 194 {
 195         ir_node *irn;
 196
 197         irn = new_ir_node(NULL, irg, bl, op_Keep, mode_ANY, n, in);
 198         init_node_attr(irn, cls, irg, 0);
 199         keep_alive(irn);
 200         return irn;
 201 }
 202
 203 int be_is_Spill(const ir_node *irn)
 204 {
 205         return get_irn_be_opcode(irn) == beo_Spill;
 206 }
 207
 208 int be_is_Reload(const ir_node *irn)
 209 {
 210         return get_irn_be_opcode(irn) == beo_Reload;
 211 }
 212
 213 int be_is_Copy(const ir_node *irn)
 214 {
 215         return get_irn_be_opcode(irn) == beo_Copy;
 216 }
 217
 218 int be_is_Perm(const ir_node *irn)
 219 {
 220         return get_irn_be_opcode(irn) == beo_Perm;
 221 }
 222
 223 int be_is_Keep(const ir_node *irn)
 224 {
 225         return get_irn_be_opcode(irn) == beo_Keep;
 226 }
 227
 228 void be_set_Perm_out_req(ir_node *irn, int pos, const arch_register_req_t *req)
 229 {
 230         be_node_attr_t *a = get_irn_attr(irn);
 231
 232         assert(be_is_Perm(irn));
 233         assert(pos >= 0 && pos < get_irn_arity(irn));
 234         memcpy(&a->reg_data[pos].req, req, sizeof(req[0]));
 235 }
 236
 237 void be_set_Spill_offset(ir_node *irn, unsigned offset)
 238 {
 239         be_spill_attr_t *a = get_irn_attr(irn);
 240         assert(be_is_Spill(irn));
 241         a->offset = offset;
 242 }
 243
 244 static ir_node *find_a_spill_walker(ir_node *irn, unsigned visited_nr)
 245 {
 246         if(get_irn_visited(irn) < visited_nr) {
 247                 set_irn_visited(irn, visited_nr);
 248
 249                 if(is_Phi(irn)) {
 250                         int i, n;
 251                         for(i = 0, n = get_irn_arity(irn); i < n; ++i) {
 252                                 ir_node *n = find_a_spill_walker(get_irn_n(irn, i), visited_nr);
 253                                 if(n != NULL)
 254                                         return n;
 255                         }
 256                 }
 257
 258                 else if(get_irn_be_opcode(irn) == beo_Spill)
 259                         return irn;
 260         }
 261
 262         return NULL;
 263 }
 264
 265 ir_node *be_get_Spill_context(const ir_node *irn) {
 266         const be_spill_attr_t *a = get_irn_attr(irn);
 267         assert(be_is_Spill(irn));
 268         return a->spill_ctx;
 269 }
 270
 271 /**
 272  * Finds a spill for a reload.
 273  * If the reload is directly using the spill, this is simple,
 274  * else we perform DFS from the reload (over all PhiMs) and return
 275  * the first spill node we find.
 276  */
 277 static INLINE ir_node *find_a_spill(ir_node *irn)
 278 {
 279         ir_graph *irg       = get_irn_irg(irn);
 280         unsigned visited_nr = get_irg_visited(irg) + 1;
 281
 282         assert(be_is_Reload(irn));
 283         set_irg_visited(irg, visited_nr);
 284         return find_a_spill_walker(irn, visited_nr);
 285 }
 286
 287
 288 unsigned be_get_spill_offset(ir_node *irn)
 289 {
 290         int opc           = get_irn_opcode(irn);
 291
 292         switch(get_irn_be_opcode(irn)) {
 293         case beo_Reload:
 294                 return be_get_spill_offset(find_a_spill(irn));
 295         case beo_Spill:
 296                 {
 297                         be_spill_attr_t *a = get_irn_attr(irn);
 298                         return a->offset;
 299                 }
 300         default:
 301                 assert(0 && "Must give spill/reload node");
 302         }
 303
 304         return (unsigned) -1;
 305 }
 306
 307 ir_node *be_spill(const arch_env_t *arch_env, ir_node *irn, ir_node *ctx)
 308 {
 309         const arch_register_class_t *cls = arch_get_irn_reg_class(arch_env, irn, -1);
 310
 311         ir_node *bl    = get_nodes_block(irn);
 312         ir_graph *irg  = get_irn_irg(bl);
 313         ir_node *spill = be_new_Spill(cls, irg, bl, irn, ctx);
 314         ir_node *insert;
 315
 316         /*
 317          * search the right insertion point. a spill of a phi cannot be put
 318          * directly after the phi, if there are some phis behind the one which
 319          * is spilled.
 320          */
 321         insert = sched_next(irn);
 322         while(is_Phi(insert) && !sched_is_end(insert))
 323                 insert = sched_next(insert);
 324
 325         sched_add_before(insert, spill);
 326         return spill;
 327 }
 328
 329 ir_node *be_reload(const arch_env_t *arch_env,
 330                                    const arch_register_class_t *cls,
 331                                    ir_node *irn, int pos, ir_mode *mode, ir_node *spill)
 332 {
 333         ir_node *reload;
 334
 335         ir_node *bl   = get_nodes_block(irn);
 336         ir_graph *irg = get_irn_irg(bl);
 337
 338         assert(be_is_Spill(spill) || (is_Phi(spill) && get_irn_mode(spill) == mode_M));
 339
 340         reload = be_new_Reload(cls, irg, bl, mode, spill);
 341
 342         set_irn_n(irn, pos, reload);
 343         sched_add_before(irn, reload);
 344         return reload;
 345 }
 346
 347 static int redir_proj(const ir_node **node, int pos)
 348 {
 349         const ir_node *n = *node;
 350
 351         if(is_Proj(n)) {
 352                 assert(pos == -1 && "Illegal pos for a Proj");
 353                 *node = get_Proj_pred(n);
 354                 return get_Proj_proj(n);
 355         }
 356
 357         return 0;
 358 }
 359
 360 static void *put_out_reg_req(arch_register_req_t *req, const ir_node *irn, int out_pos)
 361 {
 362         const be_node_attr_t *a = get_irn_attr(irn);
 363
 364
 365         if(out_pos < a->n_outs)
 366                 memcpy(req, &a->reg_data[out_pos].req, sizeof(req[0]));
 367         else {
 368                 req->type = arch_register_req_type_none;
 369                 req->cls  = NULL;
 370         }
 371
 372         return req;
 373 }
 374
 375 static void *put_in_reg_req(arch_register_req_t *req, const ir_node *irn, int pos)
 376 {
 377         const be_node_attr_t *a = get_irn_attr(irn);
 378         int n                   = get_irn_arity(irn);
 379
 380         req->type = arch_register_req_type_none;
 381         req->cls  = NULL;
 382
 383         switch(get_irn_be_opcode(irn)) {
 384         case beo_Spill:
 385         case beo_Copy:
 386         case beo_Keep:
 387         case beo_Perm:
 388                 if(pos < n) {
 389                         req->type = arch_register_req_type_normal;
 390                         req->cls  = a->cls;
 391                 }
 392                 break;
 393         case beo_Reload:
 394         default:
 395                 req = NULL;
 396         }
 397
 398         return req;
 399 }
 400
 401 static const arch_register_req_t *
 402 be_node_get_irn_reg_req(const void *self, arch_register_req_t *req, const ir_node *irn, int pos)
 403 {
 404         int out_pos = pos;
 405
 406         if(pos < 0) {
 407                 if(get_irn_mode(irn) == mode_T)
 408                         return NULL;
 409
 410                 out_pos = redir_proj((const ir_node **) &irn, pos);
 411                 assert(is_be_node(irn));
 412                 return put_out_reg_req(req, irn, out_pos);
 413         }
 414
 415         else {
 416                 return is_be_node(irn) ? put_in_reg_req(req, irn, pos) : NULL;
 417         }
 418
 419         return req;
 420 }
 421
 422 static void
 423 be_node_set_irn_reg(const void *_self, ir_node *irn, const arch_register_t *reg)
 424 {
 425         int out_pos;
 426         be_node_attr_t *a;
 427
 428         out_pos = redir_proj((const ir_node **) &irn, -1);
 429         a       = get_irn_attr(irn);
 430
 431         assert(is_be_node(irn));
 432         assert(out_pos < a->n_outs && "position too high");
 433         a->reg_data[out_pos].reg = reg;
 434 }
 435
 436 const arch_register_t *
 437 be_node_get_irn_reg(const void *_self, const ir_node *irn)
 438 {
 439         int out_pos;
 440         be_node_attr_t *a;
 441
 442         out_pos = redir_proj((const ir_node **) &irn, -1);
 443         a       = get_irn_attr(irn);
 444
 445         assert(is_be_node(irn));
 446         assert(out_pos < a->n_outs && "position too high");
 447
 448         return a->reg_data[out_pos].reg;
 449 }
 450
 451 arch_irn_class_t be_node_classify(const void *_self, const ir_node *irn)
 452 {
 453         redir_proj((const ir_node **) &irn, -1);
 454
 455         switch(get_irn_be_opcode(irn)) {
 456 #define XXX(a,b) case beo_ ## a: return arch_irn_class_ ## b;
 457                 XXX(Spill, spill)
 458                 XXX(Reload, reload)
 459                 XXX(Perm, perm)
 460                 XXX(Copy, copy)
 461 #undef XXX
 462                 default:
 463                 return 0;
 464         }
 465
 466         return 0;
 467 }
 468
 469 arch_irn_class_t be_node_get_flags(const void *_self, const ir_node *irn)
 470 {
 471         return 0;
 472 }
 473
 474 static const arch_irn_ops_if_t be_node_irn_ops_if = {
 475         be_node_get_irn_reg_req,
 476         be_node_set_irn_reg,
 477         be_node_get_irn_reg,
 478         be_node_classify,
 479         be_node_get_flags,
 480 };
 481
 482 static const arch_irn_ops_t be_node_irn_ops = {
 483         &be_node_irn_ops_if
 484 };
 485
 486 const void *be_node_get_arch_ops(const arch_irn_handler_t *self, const ir_node *irn)
 487 {
 488         redir_proj((const ir_node **) &irn, -1);
 489         return is_be_node(irn) ? &be_node_irn_ops : NULL;
 490 }
 491
 492 const arch_irn_handler_t be_node_irn_handler = {
 493         be_node_get_arch_ops
 494 };
 495
 496 static int dump_node(ir_node *irn, FILE *f, dump_reason_t reason)
 497 {
 498         be_node_attr_t *at = get_irn_attr(irn);
 499         int i;
 500
 501         assert(is_be_node(irn));
 502
 503         switch(reason) {
 504                 case dump_node_opcode_txt:
 505                         fprintf(f, get_op_name(get_irn_op(irn)));
 506                         break;
 507                 case dump_node_mode_txt:
 508                         fprintf(f, get_mode_name(get_irn_mode(irn)));
 509                         break;
 510                 case dump_node_nodeattr_txt:
 511                         break;
 512                 case dump_node_info_txt:
 513                         fprintf(f, "reg class: %s\n", at->cls->name);
 514                         for(i = 0; i < at->n_outs; ++i) {
 515                                 const arch_register_t *reg = at->reg_data[i].reg;
 516                                 fprintf(f, "reg #%d: %s\n", i, reg ? reg->name : "n/a");
 517                         }
 518
 519                         if(get_irn_be_opcode(irn) == beo_Spill) {
 520                                 be_spill_attr_t *a = (be_spill_attr_t *) at;
 521                                 ir_fprintf(f, "spill context: %+F\n", a->spill_ctx);
 522                                 ir_fprintf(f, "spill offset: %04x (%u)\n", a->offset, a->offset);
 523                         }
 524                         break;
 525         }
 526
 527         return 0;
 528 }
 529
 530 static const ir_op_ops be_node_op_ops = {
 531         NULL,
 532         NULL,
 533         NULL,
 534         NULL,
 535         NULL,
 536         NULL,
 537         NULL,
 538         NULL,
 539         NULL,
 540         NULL,
 541         NULL,
 542         dump_node,
 543         NULL
 544 };
 545
 546 pset *nodes_live_at(const arch_env_t *arch_env, const arch_register_class_t *cls, const ir_node *pos, pset *live)
 547 {
 548         firm_dbg_module_t *dbg = firm_dbg_register("firm.be.node");
 549         ir_node *bl            = get_nodes_block(pos);
 550         ir_node *irn;
 551         irn_live_t *li;
 552
 553         live_foreach(bl, li) {
 554                 ir_node *irn = (ir_node *) li->irn;
 555                 if(live_is_end(li) && arch_irn_consider_in_reg_alloc(arch_env, cls, irn))
 556                         pset_insert_ptr(live, irn);
 557         }
 558
 559         sched_foreach_reverse(bl, irn) {
 560                 int i, n;
 561                 ir_node *x;
 562
 563                 /*
 564                  * If we encounter the node we want to insert the Perm after,
 565                 * exit immediately, so that this node is still live
 566                 */
 567                 if(irn == pos)
 568                         return live;
 569
 570                 DBG((dbg, LEVEL_1, "%+F\n", irn));
 571                 for(x = pset_first(live); x; x = pset_next(live))
 572                         DBG((dbg, LEVEL_1, "\tlive: %+F\n", x));
 573
 574                 if(arch_irn_has_reg_class(arch_env, irn, -1, cls))
 575                         pset_remove_ptr(live, irn);
 576
 577                 for(i = 0, n = get_irn_arity(irn); i < n; ++i) {
 578                         ir_node *op = get_irn_n(irn, i);
 579
 580                         if(arch_irn_consider_in_reg_alloc(arch_env, cls, op))
 581                                 pset_insert_ptr(live, op);
 582                 }
 583         }
 584
 585         return NULL;
 586 }
 587
 588 ir_node *insert_Perm_after(const arch_env_t *arch_env,
 589                                                    const arch_register_class_t *cls,
 590                                                    dom_front_info_t *dom_front,
 591                                                    ir_node *pos)
 592 {
 593         ir_node *bl                 = is_Block(pos) ? pos : get_nodes_block(pos);
 594         ir_graph *irg               = get_irn_irg(bl);
 595         pset *live                  = pset_new_ptr_default();
 596         firm_dbg_module_t *dbg      = firm_dbg_register("be.node");
 597
 598         ir_node *curr, *irn, *perm, **nodes;
 599         int i, n;
 600
 601         DBG((dbg, LEVEL_1, "Insert Perm after: %+F\n", pos));
 602
 603         if(!nodes_live_at(arch_env, cls, pos, live))
 604                 assert(0 && "position not found");
 605
 606         n = pset_count(live);
 607
 608         if(n == 0)
 609                 return NULL;
 610
 611         nodes = malloc(n * sizeof(nodes[0]));
 612
 613         DBG((dbg, LEVEL_1, "live:\n"));
 614         for(irn = pset_first(live), i = 0; irn; irn = pset_next(live), i++) {
 615                 DBG((dbg, LEVEL_1, "\t%+F\n", irn));
 616                 nodes[i] = irn;
 617         }
 618
 619         perm = be_new_Perm(cls, irg, bl, n, nodes);
 620         sched_add_after(pos, perm);
 621         free(nodes);
 622
 623         curr = perm;
 624         for(i = 0; i < n; ++i) {
 625                 ir_node *copies[1];
 626                 ir_node *perm_op = get_irn_n(perm, i);
 627                 const arch_register_t *reg = arch_get_irn_register(arch_env, perm_op);
 628
 629                 ir_mode *mode = get_irn_mode(perm_op);
 630                 ir_node *proj = new_r_Proj(irg, bl, perm, mode, i);
 631                 arch_set_irn_register(arch_env, proj, reg);
 632
 633                 sched_add_after(curr, proj);
 634                 curr = proj;
 635
 636                 copies[0] = proj;
 637                 be_introduce_copies(dom_front, perm_op, 1, copies);
 638         }
 639         return perm;
 640 }