nsz Git - libfirm/blob - ir/be/bepeephole.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       Peephole optimisation framework keeps track of which registers contain which values
  23  * @author      Matthias Braun
  24  * @version     $Id$
  25  */
  26 #include "config.h"
  27
  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 "error.h"
  36
  37 #include "beirg.h"
  38 #include "belive_t.h"
  39 #include "bearch.h"
  40 #include "benode.h"
  41 #include "besched.h"
  42 #include "bemodule.h"
  43
  44 DEBUG_ONLY(static firm_dbg_module_t *dbg = NULL;)
  45
  46 static const arch_env_t *arch_env;
  47 static be_lv_t          *lv;
  48 static ir_node          *current_node;
  49 ir_node               ***register_values;
  50
  51 static void clear_reg_value(ir_node *node)
  52 {
  53         const arch_register_t       *reg;
  54         const arch_register_class_t *cls;
  55         unsigned                     reg_idx;
  56         unsigned                     cls_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 (arch_register_type_is(reg, virtual))
  66                 return;
  67         cls     = arch_register_get_class(reg);
  68         reg_idx = arch_register_get_index(reg);
  69         cls_idx = arch_register_class_index(cls);
  70
  71         //assert(register_values[cls_idx][reg_idx] != NULL);
  72         DB((dbg, LEVEL_1, "Clear Register %s\n", reg->name));
  73         register_values[cls_idx][reg_idx] = NULL;
  74 }
  75
  76 static void set_reg_value(ir_node *node)
  77 {
  78         const arch_register_t       *reg;
  79         const arch_register_class_t *cls;
  80         unsigned                     reg_idx;
  81         unsigned                     cls_idx;
  82
  83         if (!mode_is_data(get_irn_mode(node)))
  84                 return;
  85
  86         reg = arch_get_irn_register(node);
  87         if (reg == NULL) {
  88                 panic("No register assigned at %+F", node);
  89         }
  90         if (arch_register_type_is(reg, virtual))
  91                 return;
  92         cls     = arch_register_get_class(reg);
  93         reg_idx = arch_register_get_index(reg);
  94         cls_idx = arch_register_class_index(cls);
  95
  96         DB((dbg, LEVEL_1, "Set Register %s: %+F\n", reg->name, node));
  97         register_values[cls_idx][reg_idx] = node;
  98 }
  99
 100 static void clear_defs(ir_node *node)
 101 {
 102         /* clear values defined */
 103         if (get_irn_mode(node) == mode_T) {
 104                 const ir_edge_t *edge;
 105                 foreach_out_edge(node, edge) {
 106                         ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
 107                         clear_reg_value(proj);
 108                 }
 109         } else {
 110                 clear_reg_value(node);
 111         }
 112 }
 113
 114 static void set_uses(ir_node *node)
 115 {
 116         int i, arity;
 117
 118         /* set values used */
 119         arity = get_irn_arity(node);
 120         for (i = 0; i < arity; ++i) {
 121                 ir_node *in = get_irn_n(node, i);
 122                 set_reg_value(in);
 123         }
 124 }
 125
 126 void be_peephole_new_node(ir_node * nw)
 127 {
 128         be_liveness_introduce(lv, nw);
 129 }
 130
 131 /**
 132  * must be called from peephole optimisations before a node will be killed
 133  * and its users will be redirected to new_node.
 134  * so bepeephole can update it's internal state.
 135  *
 136  * Note: killing a node and rewiring os only allowed if new_node produces
 137  * the same registers as old_node.
 138  */
 139 static void be_peephole_before_exchange(const ir_node *old_node,
 140                                         ir_node *new_node)
 141 {
 142         const arch_register_t       *reg;
 143         const arch_register_class_t *cls;
 144         unsigned                     reg_idx;
 145         unsigned                     cls_idx;
 146
 147         DB((dbg, LEVEL_1, "About to exchange and kill %+F with %+F\n", old_node, new_node));
 148
 149         if (current_node == old_node) {
 150                 /* next node to be processed will be killed. Its scheduling predecessor
 151                  * must be processed next. */
 152                 current_node = sched_next(current_node);
 153                 assert (!is_Bad(current_node));
 154         }
 155
 156         if (!mode_is_data(get_irn_mode(old_node)))
 157                 return;
 158
 159         reg = arch_get_irn_register(old_node);
 160         if (reg == NULL) {
 161                 panic("No register assigned at %+F", old_node);
 162         }
 163         assert(reg == arch_get_irn_register(new_node) &&
 164               "KILLING a node and replacing by different register is not allowed");
 165
 166         cls     = arch_register_get_class(reg);
 167         reg_idx = arch_register_get_index(reg);
 168         cls_idx = arch_register_class_index(cls);
 169
 170         if (register_values[cls_idx][reg_idx] == old_node) {
 171                 register_values[cls_idx][reg_idx] = new_node;
 172         }
 173
 174         be_liveness_remove(lv, old_node);
 175 }
 176
 177 void be_peephole_exchange(ir_node *old, ir_node *nw)
 178 {
 179         be_peephole_before_exchange(old, nw);
 180         sched_remove(old);
 181         exchange(old, nw);
 182         be_peephole_new_node(nw);
 183 }
 184
 185 /**
 186  * block-walker: run peephole optimization on the given block.
 187  */
 188 static void process_block(ir_node *block, void *data)
 189 {
 190         unsigned n_classes;
 191         unsigned i;
 192         int l;
 193         (void) data;
 194
 195         /* construct initial register assignment */
 196         n_classes = arch_env_get_n_reg_class(arch_env);
 197         for (i = 0; i < n_classes; ++i) {
 198                 const arch_register_class_t *cls    = arch_env_get_reg_class(arch_env, i);
 199                 unsigned                     n_regs = arch_register_class_n_regs(cls);
 200                 memset(register_values[i], 0, sizeof(ir_node*) * n_regs);
 201         }
 202
 203         assert(lv->nodes && "live sets must be computed");
 204         DB((dbg, LEVEL_1, "\nProcessing block %+F (from end)\n", block));
 205         be_lv_foreach(lv, block, be_lv_state_end, l) {
 206                 ir_node *node = be_lv_get_irn(lv, block, l);
 207                 set_reg_value(node);
 208         }
 209         DB((dbg, LEVEL_1, "\nstart processing\n"));
 210
 211         /* walk the block from last insn to the first */
 212         current_node = sched_last(block);
 213         for ( ; !sched_is_begin(current_node);
 214                         current_node = sched_prev(current_node)) {
 215                 ir_op             *op;
 216                 peephole_opt_func  peephole_node;
 217
 218                 assert(!is_Bad(current_node));
 219                 if (is_Phi(current_node))
 220                         break;
 221
 222                 clear_defs(current_node);
 223                 set_uses(current_node);
 224
 225                 op            = get_irn_op(current_node);
 226                 peephole_node = (peephole_opt_func)op->ops.generic;
 227                 if (peephole_node == NULL)
 228                         continue;
 229
 230                 DB((dbg, LEVEL_2, "optimize %+F\n", current_node));
 231                 peephole_node(current_node);
 232                 assert(!is_Bad(current_node));
 233         }
 234 }
 235
 236 static void kill_node_and_preds(ir_node *node)
 237 {
 238         int arity, i;
 239
 240         arity = get_irn_arity(node);
 241         for (i = 0; i < arity; ++i) {
 242                 ir_node *pred = get_irn_n(node, i);
 243
 244                 set_irn_n(node, i, new_Bad());
 245                 if (get_irn_n_edges(pred) != 0)
 246                         continue;
 247
 248                 kill_node_and_preds(pred);
 249         }
 250
 251         if (!is_Proj(node))
 252                 sched_remove(node);
 253         kill_node(node);
 254 }
 255
 256 /**
 257  * Walk through the block schedule and skip all barrier nodes.
 258  */
 259 static void skip_barrier(ir_node *block, ir_graph *irg)
 260 {
 261         ir_node *irn;
 262
 263         sched_foreach_reverse(block, irn) {
 264                 int       arity;
 265                 unsigned *used;
 266                 unsigned  n_used;
 267                 const ir_edge_t *edge, *next;
 268
 269                 if (!be_is_Barrier(irn))
 270                         continue;
 271
 272                 /* track which outputs are actually used, as we have to create
 273                  * keep nodes for unused outputs */
 274                 arity = get_irn_arity(irn);
 275                 rbitset_alloca(used, arity);
 276
 277                 foreach_out_edge_safe(irn, edge, next) {
 278                         ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
 279                         int      pn;
 280                         ir_node *pred;
 281
 282                         if (is_Anchor(proj))
 283                                 continue;
 284
 285                         pn   = (int) get_Proj_proj(proj);
 286                         pred = get_irn_n(irn, pn);
 287
 288                         rbitset_set(used, pn);
 289
 290                         edges_reroute_kind(proj, pred, EDGE_KIND_NORMAL, irg);
 291                         edges_reroute_kind(proj, pred, EDGE_KIND_DEP, irg);
 292                 }
 293
 294                 /* the barrier also had the effect of a Keep for unused inputs.
 295                  * we now have to create an explicit Keep for them */
 296                 n_used = rbitset_popcount(used, arity);
 297                 if (n_used < (unsigned) arity) {
 298                         int       n_in = arity - (int) n_used;
 299                         ir_node **in   = ALLOCAN(ir_node*, n_in);
 300                         int       i    = 0;
 301                         int       n    = 0;
 302                         ir_node  *keep;
 303
 304                         for (i = 0; i < arity; ++i) {
 305                                 if (rbitset_is_set(used, i))
 306                                         continue;
 307                                 assert(n < n_in);
 308                                 in[n++] = get_irn_n(irn, i);
 309                         }
 310                         keep = be_new_Barrier(get_nodes_block(irn), n_in, in);
 311                         keep_alive(keep);
 312                         sched_add_before(irn, keep);
 313                 }
 314
 315                 kill_node_and_preds(irn);
 316                 break;
 317         }
 318 }
 319
 320 /**
 321  * Kill the Barrier nodes for better peephole optimization.
 322  */
 323 static void     kill_barriers(ir_graph *irg)
 324 {
 325         ir_node *end_blk = get_irg_end_block(irg);
 326         ir_node *start_blk = get_irg_start_block(irg);
 327         int i;
 328
 329         /* skip the barrier on all return blocks */
 330         for (i = get_Block_n_cfgpreds(end_blk) - 1; i >= 0; --i) {
 331                 ir_node *be_ret = get_Block_cfgpred(end_blk, i);
 332                 ir_node *ret_blk = get_nodes_block(be_ret);
 333
 334                 if (ret_blk == start_blk)
 335                         continue;
 336
 337                 skip_barrier(ret_blk, irg);
 338         }
 339
 340         /* skip the barrier on the start block */
 341         start_blk = get_irg_start_block(irg);
 342         skip_barrier(start_blk, irg);
 343 }
 344
 345 /**
 346  * Check whether the node has only one user.  Explicitly ignore the anchor.
 347  */
 348 static int has_only_one_user(ir_node *node)
 349 {
 350         int              n = get_irn_n_edges(node);
 351         const ir_edge_t *edge;
 352
 353         if (n <= 1)
 354                 return 1;
 355
 356         if (n > 2)
 357                 return 0;
 358
 359         foreach_out_edge(node, edge) {
 360                 ir_node *src = get_edge_src_irn(edge);
 361                 if (is_Anchor(src))
 362                         return 1;
 363         }
 364
 365         return 0;
 366 }
 367
 368 /*
 369  * Tries to optimize a beIncSP node with its previous IncSP node.
 370  * Must be run from a be_peephole_opt() context.
 371  */
 372 ir_node *be_peephole_IncSP_IncSP(ir_node *node)
 373 {
 374         int      pred_offs;
 375         int      curr_offs;
 376         int      offs;
 377         ir_node *pred = be_get_IncSP_pred(node);
 378
 379         if (!be_is_IncSP(pred))
 380                 return node;
 381
 382         if (!has_only_one_user(pred))
 383                 return node;
 384
 385         pred_offs = be_get_IncSP_offset(pred);
 386         curr_offs = be_get_IncSP_offset(node);
 387
 388         if (pred_offs == BE_STACK_FRAME_SIZE_EXPAND) {
 389                 if (curr_offs != BE_STACK_FRAME_SIZE_SHRINK) {
 390                         return node;
 391                 }
 392                 offs = 0;
 393         } else if (pred_offs == BE_STACK_FRAME_SIZE_SHRINK) {
 394                 if (curr_offs != BE_STACK_FRAME_SIZE_EXPAND) {
 395                         return node;
 396                 }
 397                 offs = 0;
 398         } else if (curr_offs == BE_STACK_FRAME_SIZE_EXPAND ||
 399                    curr_offs == BE_STACK_FRAME_SIZE_SHRINK) {
 400                 return node;
 401         } else {
 402                 offs = curr_offs + pred_offs;
 403         }
 404
 405         /* add node offset to pred and remove our IncSP */
 406         be_set_IncSP_offset(pred, offs);
 407
 408         be_peephole_exchange(node, pred);
 409         return pred;
 410 }
 411
 412 void be_peephole_opt(be_irg_t *birg)
 413 {
 414         ir_graph *irg = be_get_birg_irg(birg);
 415         unsigned  n_classes;
 416         unsigned  i;
 417
 418         /* barrier nodes are used for register allocations. They hinders
 419          * peephole optimizations, so remove them here. */
 420         kill_barriers(irg);
 421
 422         /* we sometimes find BadE nodes in float apps like optest_float.c or
 423          * kahansum.c for example... */
 424         be_liveness_invalidate(birg->lv);
 425         be_liveness_assure_sets(be_assure_liveness(irg));
 426
 427         arch_env = be_get_irg_arch_env(irg);
 428         lv       = be_get_irg_liveness(irg);
 429
 430         n_classes = arch_env_get_n_reg_class(arch_env);
 431         register_values = XMALLOCN(ir_node**, n_classes);
 432         for (i = 0; i < n_classes; ++i) {
 433                 const arch_register_class_t *cls    = arch_env_get_reg_class(arch_env, i);
 434                 unsigned                     n_regs = arch_register_class_n_regs(cls);
 435                 register_values[i] = XMALLOCN(ir_node*, n_regs);
 436         }
 437
 438         irg_block_walk_graph(irg, process_block, NULL, NULL);
 439
 440         for (i = 0; i < n_classes; ++i) {
 441                 xfree(register_values[i]);
 442         }
 443         xfree(register_values);
 444 }
 445
 446 BE_REGISTER_MODULE_CONSTRUCTOR(be_init_peephole);
 447 void be_init_peephole(void)
 448 {
 449         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.be.peephole");
 450 }