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

   1 /*
   2  * Copyright (C) 1995-2011 University of Karlsruhe.  All right reserved.
   3  *
   4  * This file is part of libFirm.
   5  *
   6  * This file may be distributed and/or modified under the terms of the
   7  * GNU General Public License version 2 as published by the Free Software
   8  * Foundation and appearing in the file LICENSE.GPL included in the
   9  * packaging of this file.
  10  *
  11  * Licensees holding valid libFirm Professional Edition licenses may use
  12  * this file in accordance with the libFirm Commercial License.
  13  * Agreement provided with the Software.
  14  *
  15  * This file is provided AS IS with NO WARRANTY OF ANY KIND, INCLUDING THE
  16  * WARRANTY OF DESIGN, MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
  17  * PURPOSE.
  18  */
  19
  20 /**
  21  * @file
  22  * @brief       Peephole optimisation framework keeps track of which registers contain which values
  23  * @author      Matthias Braun
  24  */
  25 #include "config.h"
  26
  27 #include "array_t.h"
  28 #include "bepeephole.h"
  29
  30 #include "iredges_t.h"
  31 #include "irgwalk.h"
  32 #include "irprintf.h"
  33 #include "ircons.h"
  34 #include "irgmod.h"
  35 #include "heights.h"
  36 #include "error.h"
  37
  38 #include "beirg.h"
  39 #include "belive_t.h"
  40 #include "bearch.h"
  41 #include "beintlive_t.h"
  42 #include "benode.h"
  43 #include "besched.h"
  44 #include "bemodule.h"
  45
  46 DEBUG_ONLY(static firm_dbg_module_t *dbg = NULL;)
  47
  48 static const arch_env_t *arch_env;
  49 static be_lv_t          *lv;
  50 static ir_node          *current_node;
  51 ir_node                **register_values;
  52
  53 static void clear_reg_value(ir_node *node)
  54 {
  55         const arch_register_t *reg;
  56         unsigned               reg_idx;
  57
  58         if (!mode_is_data(get_irn_mode(node)))
  59                 return;
  60
  61         reg = arch_get_irn_register(node);
  62         if (reg == NULL) {
  63                 panic("No register assigned at %+F", node);
  64         }
  65         if (reg->type & arch_register_type_virtual)
  66                 return;
  67         reg_idx = reg->global_index;
  68
  69         DB((dbg, LEVEL_1, "Clear Register %s\n", reg->name));
  70         register_values[reg_idx] = NULL;
  71 }
  72
  73 static void set_reg_value(ir_node *node)
  74 {
  75         const arch_register_t *reg;
  76         unsigned               reg_idx;
  77
  78         if (!mode_is_data(get_irn_mode(node)))
  79                 return;
  80
  81         reg = arch_get_irn_register(node);
  82         if (reg == NULL) {
  83                 panic("No register assigned at %+F", node);
  84         }
  85         if (reg->type & arch_register_type_virtual)
  86                 return;
  87         reg_idx = reg->global_index;
  88
  89         DB((dbg, LEVEL_1, "Set Register %s: %+F\n", reg->name, node));
  90         register_values[reg_idx] = node;
  91 }
  92
  93 static void clear_defs(ir_node *node)
  94 {
  95         /* clear values defined */
  96         be_foreach_value(node, value,
  97                 clear_reg_value(value);
  98         );
  99 }
 100
 101 static void set_uses(ir_node *node)
 102 {
 103         int i, arity;
 104
 105         /* set values used */
 106         arity = get_irn_arity(node);
 107         for (i = 0; i < arity; ++i) {
 108                 ir_node *in = get_irn_n(node, i);
 109                 set_reg_value(in);
 110         }
 111 }
 112
 113 void be_peephole_new_node(ir_node * nw)
 114 {
 115         be_liveness_introduce(lv, nw);
 116 }
 117
 118 /**
 119  * must be called from peephole optimisations before a node will be killed
 120  * and its users will be redirected to new_node.
 121  * so bepeephole can update its internal state.
 122  *
 123  * Note: killing a node and rewiring is only allowed if new_node produces
 124  * the same registers as old_node.
 125  */
 126 static void be_peephole_before_exchange(const ir_node *old_node,
 127                                         ir_node *new_node)
 128 {
 129         const arch_register_t *reg;
 130         unsigned               reg_idx;
 131         bool                   old_is_current = false;
 132
 133         DB((dbg, LEVEL_1, "About to exchange and kill %+F with %+F\n", old_node, new_node));
 134
 135         assert(sched_is_scheduled(skip_Proj_const(old_node)));
 136         assert(sched_is_scheduled(skip_Proj(new_node)));
 137
 138         if (current_node == old_node) {
 139                 old_is_current = true;
 140
 141                 /* next node to be processed will be killed. Its scheduling predecessor
 142                  * must be processed next. */
 143                 current_node = sched_next(current_node);
 144                 assert (!is_Bad(current_node));
 145
 146                 /* we can't handle liveness updates correctly when exchange current node
 147                  * with something behind it */
 148                 assert(value_dominates(skip_Proj(new_node), skip_Proj_const(old_node)));
 149         }
 150
 151         if (!mode_is_data(get_irn_mode(old_node)))
 152                 return;
 153
 154         reg = arch_get_irn_register(old_node);
 155         if (reg == NULL) {
 156                 panic("No register assigned at %+F", old_node);
 157         }
 158         assert(reg == arch_get_irn_register(new_node) &&
 159               "KILLING a node and replacing by different register is not allowed");
 160
 161         reg_idx = reg->global_index;
 162         if (register_values[reg_idx] == old_node || old_is_current) {
 163                 register_values[reg_idx] = new_node;
 164         }
 165
 166         be_liveness_remove(lv, old_node);
 167 }
 168
 169 void be_peephole_exchange(ir_node *old, ir_node *nw)
 170 {
 171         be_peephole_before_exchange(old, nw);
 172         sched_remove(old);
 173         exchange(old, nw);
 174         be_peephole_new_node(nw);
 175 }
 176
 177 /**
 178  * block-walker: run peephole optimization on the given block.
 179  */
 180 static void process_block(ir_node *block, void *data)
 181 {
 182         (void) data;
 183
 184         /* construct initial register assignment */
 185         memset(register_values, 0, sizeof(ir_node*) * arch_env->n_registers);
 186
 187         assert(lv->sets_valid && "live sets must be computed");
 188         DB((dbg, LEVEL_1, "\nProcessing block %+F (from end)\n", block));
 189         be_lv_foreach(lv, block, be_lv_state_end, node) {
 190                 set_reg_value(node);
 191         }
 192         DB((dbg, LEVEL_1, "\nstart processing\n"));
 193
 194         /* walk the block from last insn to the first */
 195         current_node = sched_last(block);
 196         for ( ; !sched_is_begin(current_node);
 197                         current_node = sched_prev(current_node)) {
 198                 ir_op             *op;
 199                 peephole_opt_func  peephole_node;
 200
 201                 assert(!is_Bad(current_node));
 202                 if (is_Phi(current_node))
 203                         break;
 204
 205                 clear_defs(current_node);
 206                 set_uses(current_node);
 207
 208                 op            = get_irn_op(current_node);
 209                 peephole_node = (peephole_opt_func)op->ops.generic;
 210                 if (peephole_node == NULL)
 211                         continue;
 212
 213                 DB((dbg, LEVEL_2, "optimize %+F\n", current_node));
 214                 peephole_node(current_node);
 215                 assert(!is_Bad(current_node));
 216         }
 217 }
 218
 219 /**
 220  * Check whether the node has only one user.  Explicitly ignore the anchor.
 221  */
 222 bool be_has_only_one_user(ir_node *node)
 223 {
 224         int n = get_irn_n_edges(node);
 225         int n_users;
 226
 227         if (n <= 1)
 228                 return 1;
 229
 230         n_users = 0;
 231         foreach_out_edge(node, edge) {
 232                 ir_node *src = get_edge_src_irn(edge);
 233                 /* ignore anchor and keep-alive edges */
 234                 if (is_Anchor(src) || is_End(src))
 235                         continue;
 236                 n_users++;
 237         }
 238
 239         return n_users == 1;
 240 }
 241
 242 static inline bool overlapping_regs(const arch_register_t *reg0,
 243         const arch_register_req_t *req0, const arch_register_t *reg1,
 244         const arch_register_req_t *req1)
 245 {
 246         if (reg0 == NULL || reg1 == NULL)
 247                 return false;
 248         return reg0->global_index < (unsigned)reg1->global_index + req1->width
 249                 && reg1->global_index < (unsigned)reg0->global_index + req0->width;
 250 }
 251
 252 bool be_can_move_down(ir_heights_t *heights, const ir_node *node,
 253                       const ir_node *before)
 254 {
 255         assert(get_nodes_block(node) == get_nodes_block(before));
 256         assert(sched_get_time_step(node) < sched_get_time_step(before));
 257
 258         int      node_arity = get_irn_arity(node);
 259         ir_node *schedpoint = sched_next(node);
 260
 261         while (schedpoint != before) {
 262                 /* schedpoint must not use our computed values */
 263                 if (heights_reachable_in_block(heights, schedpoint, node))
 264                         return false;
 265
 266                 /* schedpoint must not overwrite registers of our inputs */
 267                 for (int i = 0; i < node_arity; ++i) {
 268                         ir_node                   *in  = get_irn_n(node, i);
 269                         const arch_register_t     *reg = arch_get_irn_register(in);
 270                         if (reg == NULL)
 271                                 continue;
 272                         const arch_register_req_t *in_req
 273                                 = arch_get_irn_register_req_in(node, i);
 274                         be_foreach_out(schedpoint, o) {
 275                                 const arch_register_t *outreg
 276                                         = arch_get_irn_register_out(schedpoint, o);
 277                                 const arch_register_req_t *outreq
 278                                         = arch_get_irn_register_req_out(schedpoint, o);
 279                                 if (overlapping_regs(reg, in_req, outreg, outreq))
 280                                         return false;
 281                         }
 282                 }
 283
 284                 schedpoint = sched_next(schedpoint);
 285         }
 286         return true;
 287 }
 288
 289 bool be_can_move_up(ir_heights_t *heights, const ir_node *node,
 290                     const ir_node *after)
 291 {
 292         const ir_node *node_block  = get_nodes_block(node);
 293         const ir_node *after_block = get_block_const(after);
 294         const ir_node *schedpoint;
 295         if (node_block != after_block) {
 296                 /* currently we can move up exactly 1 block */
 297                 assert(get_Block_cfgpred_block(node_block, 0) == after_block);
 298                 ir_node *first = sched_first(node_block);
 299
 300                 /* do not move nodes changing memory */
 301                 if (is_memop(node)) {
 302                         ir_node *meminput = get_memop_mem(node);
 303                         if (!is_NoMem(meminput))
 304                                 return false;
 305                 }
 306
 307                 /* make sure we can move to the beginning of the succ block */
 308                 if (node != first && !be_can_move_up(heights, node, sched_prev(first)))
 309                         return false;
 310
 311                 /* check if node overrides any of live-in values of other successors */
 312                 ir_graph *irg = get_irn_irg(node);
 313                 be_lv_t  *lv  = be_get_irg_liveness(irg);
 314                 foreach_block_succ(after_block, edge) {
 315                         ir_node *succ = get_edge_src_irn(edge);
 316                         if (succ == node_block)
 317                                 continue;
 318
 319                         be_lv_foreach(lv, succ, be_lv_state_in, live_node) {
 320                                 const arch_register_t     *reg = arch_get_irn_register(live_node);
 321                                 const arch_register_req_t *req = arch_get_irn_register_req(live_node);
 322                                 be_foreach_out(node, o) {
 323                                         const arch_register_t *outreg
 324                                                 = arch_get_irn_register_out(node, o);
 325                                         const arch_register_req_t *outreq
 326                                                 = arch_get_irn_register_req_out(node, o);
 327                                         if (overlapping_regs(outreg, outreq, reg, req))
 328                                                 return false;
 329                                 }
 330                         }
 331                         sched_foreach(succ, phi) {
 332                                 if (!is_Phi(phi))
 333                                         break;
 334                                 const arch_register_t     *reg = arch_get_irn_register(phi);
 335                                 const arch_register_req_t *req = arch_get_irn_register_req(phi);
 336                                 be_foreach_out(node, o) {
 337                                         const arch_register_t *outreg
 338                                                 = arch_get_irn_register_out(node, o);
 339                                         const arch_register_req_t *outreq
 340                                                 = arch_get_irn_register_req_out(node, o);
 341                                         if (overlapping_regs(outreg, outreq, reg, req))
 342                                                 return false;
 343                                 }
 344                         }
 345                 }
 346                 schedpoint = sched_last(after_block);
 347         } else {
 348                 schedpoint = sched_prev(node);
 349         }
 350
 351         /* move schedule upwards until we hit the "after" node */
 352         while (schedpoint != after) {
 353                 /* TODO: the following heights query only works for nodes in the same
 354                  * block, otherwise we have to be conservative here */
 355                 if (get_nodes_block(node) != get_nodes_block(schedpoint))
 356                         return false;
 357                 /* node must not depend on schedpoint */
 358                 if (heights_reachable_in_block(heights, node, schedpoint))
 359                         return false;
 360
 361                 /* node must not overwrite registers used by schedpoint */
 362                 int arity = get_irn_arity(schedpoint);
 363                 for (int i = 0; i < arity; ++i) {
 364                         const arch_register_t *reg
 365                                 = arch_get_irn_register_in(schedpoint, i);
 366                         if (reg == NULL)
 367                                 continue;
 368                         const arch_register_req_t *in_req
 369                                 = arch_get_irn_register_req_in(schedpoint, i);
 370                         be_foreach_out(node, o) {
 371                                 const arch_register_t *outreg
 372                                         = arch_get_irn_register_out(node, o);
 373                                 const arch_register_req_t *outreq
 374                                         = arch_get_irn_register_req_out(node, o);
 375                                 if (overlapping_regs(outreg, outreq, reg, in_req))
 376                                         return false;
 377                         }
 378                 }
 379
 380                 schedpoint = sched_prev(schedpoint);
 381         }
 382         return true;
 383 }
 384
 385 /*
 386  * Tries to optimize a beIncSP node with its previous IncSP node.
 387  * Must be run from a be_peephole_opt() context.
 388  */
 389 ir_node *be_peephole_IncSP_IncSP(ir_node *node)
 390 {
 391         int      pred_offs;
 392         int      curr_offs;
 393         int      offs;
 394         ir_node *pred = be_get_IncSP_pred(node);
 395
 396         if (!be_is_IncSP(pred))
 397                 return node;
 398
 399         if (!be_has_only_one_user(pred))
 400                 return node;
 401
 402         pred_offs = be_get_IncSP_offset(pred);
 403         curr_offs = be_get_IncSP_offset(node);
 404         offs = curr_offs + pred_offs;
 405
 406         /* add node offset to pred and remove our IncSP */
 407         be_set_IncSP_offset(pred, offs);
 408
 409         be_peephole_exchange(node, pred);
 410         return pred;
 411 }
 412
 413 void be_peephole_opt(ir_graph *irg)
 414 {
 415 #if 0
 416         /* we sometimes find BadE nodes in float apps like optest_float.c or
 417          * kahansum.c for example... */
 418         be_invalidate_live_sets(irg);
 419 #endif
 420         be_assure_live_sets(irg);
 421
 422         arch_env = be_get_irg_arch_env(irg);
 423         lv       = be_get_irg_liveness(irg);
 424
 425         register_values = XMALLOCN(ir_node*, arch_env->n_registers);
 426
 427         irg_block_walk_graph(irg, process_block, NULL, NULL);
 428
 429         xfree(register_values);
 430 }
 431
 432 BE_REGISTER_MODULE_CONSTRUCTOR(be_init_peephole)
 433 void be_init_peephole(void)
 434 {
 435         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.be.peephole");
 436 }