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         if (get_irn_mode(node) == mode_T) {
  97                 foreach_out_edge(node, edge) {
  98                         ir_node *proj = get_edge_src_irn(edge);
  99                         clear_reg_value(proj);
 100                 }
 101         } else {
 102                 clear_reg_value(node);
 103         }
 104 }
 105
 106 static void set_uses(ir_node *node)
 107 {
 108         int i, arity;
 109
 110         /* set values used */
 111         arity = get_irn_arity(node);
 112         for (i = 0; i < arity; ++i) {
 113                 ir_node *in = get_irn_n(node, i);
 114                 set_reg_value(in);
 115         }
 116 }
 117
 118 void be_peephole_new_node(ir_node * nw)
 119 {
 120         be_liveness_introduce(lv, nw);
 121 }
 122
 123 /**
 124  * must be called from peephole optimisations before a node will be killed
 125  * and its users will be redirected to new_node.
 126  * so bepeephole can update its internal state.
 127  *
 128  * Note: killing a node and rewiring is only allowed if new_node produces
 129  * the same registers as old_node.
 130  */
 131 static void be_peephole_before_exchange(const ir_node *old_node,
 132                                         ir_node *new_node)
 133 {
 134         const arch_register_t *reg;
 135         unsigned               reg_idx;
 136         bool                   old_is_current = false;
 137
 138         DB((dbg, LEVEL_1, "About to exchange and kill %+F with %+F\n", old_node, new_node));
 139
 140         assert(sched_is_scheduled(skip_Proj_const(old_node)));
 141         assert(sched_is_scheduled(skip_Proj(new_node)));
 142
 143         if (current_node == old_node) {
 144                 old_is_current = true;
 145
 146                 /* next node to be processed will be killed. Its scheduling predecessor
 147                  * must be processed next. */
 148                 current_node = sched_next(current_node);
 149                 assert (!is_Bad(current_node));
 150
 151                 /* we can't handle liveness updates correctly when exchange current node
 152                  * with something behind it */
 153                 assert(value_dominates(skip_Proj(new_node), skip_Proj_const(old_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         reg_idx = reg->global_index;
 167         if (register_values[reg_idx] == old_node || old_is_current) {
 168                 register_values[reg_idx] = new_node;
 169         }
 170
 171         be_liveness_remove(lv, old_node);
 172 }
 173
 174 void be_peephole_exchange(ir_node *old, ir_node *nw)
 175 {
 176         be_peephole_before_exchange(old, nw);
 177         sched_remove(old);
 178         exchange(old, nw);
 179         be_peephole_new_node(nw);
 180 }
 181
 182 /**
 183  * block-walker: run peephole optimization on the given block.
 184  */
 185 static void process_block(ir_node *block, void *data)
 186 {
 187         (void) data;
 188
 189         /* construct initial register assignment */
 190         memset(register_values, 0, sizeof(ir_node*) * arch_env->n_registers);
 191
 192         assert(lv->sets_valid && "live sets must be computed");
 193         DB((dbg, LEVEL_1, "\nProcessing block %+F (from end)\n", block));
 194         be_lv_foreach(lv, block, be_lv_state_end, node) {
 195                 set_reg_value(node);
 196         }
 197         DB((dbg, LEVEL_1, "\nstart processing\n"));
 198
 199         /* walk the block from last insn to the first */
 200         current_node = sched_last(block);
 201         for ( ; !sched_is_begin(current_node);
 202                         current_node = sched_prev(current_node)) {
 203                 ir_op             *op;
 204                 peephole_opt_func  peephole_node;
 205
 206                 assert(!is_Bad(current_node));
 207                 if (is_Phi(current_node))
 208                         break;
 209
 210                 clear_defs(current_node);
 211                 set_uses(current_node);
 212
 213                 op            = get_irn_op(current_node);
 214                 peephole_node = (peephole_opt_func)op->ops.generic;
 215                 if (peephole_node == NULL)
 216                         continue;
 217
 218                 DB((dbg, LEVEL_2, "optimize %+F\n", current_node));
 219                 peephole_node(current_node);
 220                 assert(!is_Bad(current_node));
 221         }
 222 }
 223
 224 /**
 225  * Check whether the node has only one user.  Explicitly ignore the anchor.
 226  */
 227 bool be_has_only_one_user(ir_node *node)
 228 {
 229         int n = get_irn_n_edges(node);
 230         int n_users;
 231
 232         if (n <= 1)
 233                 return 1;
 234
 235         n_users = 0;
 236         foreach_out_edge(node, edge) {
 237                 ir_node *src = get_edge_src_irn(edge);
 238                 /* ignore anchor and keep-alive edges */
 239                 if (is_Anchor(src) || is_End(src))
 240                         continue;
 241                 n_users++;
 242         }
 243
 244         return n_users == 1;
 245 }
 246
 247 static inline bool overlapping_regs(const arch_register_t *reg0,
 248         const arch_register_req_t *req0, const arch_register_t *reg1,
 249         const arch_register_req_t *req1)
 250 {
 251         if (reg0 == NULL || reg1 == NULL)
 252                 return false;
 253         return reg0->global_index < (unsigned)reg1->global_index + req1->width
 254                 && reg1->global_index < (unsigned)reg0->global_index + req0->width;
 255 }
 256
 257 bool be_can_move_down(ir_heights_t *heights, const ir_node *node,
 258                       const ir_node *before)
 259 {
 260         assert(get_nodes_block(node) == get_nodes_block(before));
 261         assert(sched_get_time_step(node) < sched_get_time_step(before));
 262
 263         int      node_arity = get_irn_arity(node);
 264         ir_node *schedpoint = sched_next(node);
 265
 266         while (schedpoint != before) {
 267                 /* schedpoint must not use our computed values */
 268                 if (heights_reachable_in_block(heights, schedpoint, node))
 269                         return false;
 270
 271                 /* schedpoint must not overwrite registers of our inputs */
 272                 unsigned n_outs = arch_get_irn_n_outs(schedpoint);
 273                 for (int i = 0; i < node_arity; ++i) {
 274                         ir_node                   *in  = get_irn_n(node, i);
 275                         const arch_register_t     *reg = arch_get_irn_register(in);
 276                         if (reg == NULL)
 277                                 continue;
 278                         const arch_register_req_t *in_req
 279                                 = arch_get_irn_register_req_in(node, i);
 280                         for (unsigned o = 0; o < n_outs; ++o) {
 281                                 const arch_register_t *outreg
 282                                         = arch_get_irn_register_out(schedpoint, o);
 283                                 const arch_register_req_t *outreq
 284                                         = arch_get_irn_register_req_out(schedpoint, o);
 285                                 if (overlapping_regs(reg, in_req, outreg, outreq))
 286                                         return false;
 287                         }
 288                 }
 289
 290                 schedpoint = sched_next(schedpoint);
 291         }
 292         return true;
 293 }
 294
 295 bool be_can_move_up(ir_heights_t *heights, const ir_node *node,
 296                     const ir_node *after)
 297 {
 298         unsigned       n_outs      = arch_get_irn_n_outs(node);
 299         const ir_node *node_block  = get_nodes_block(node);
 300         const ir_node *after_block = get_block_const(after);
 301         const ir_node *schedpoint;
 302         if (node_block != after_block) {
 303                 /* currently we can move up exactly 1 block */
 304                 assert(get_Block_cfgpred_block(node_block, 0) == after_block);
 305                 ir_node *first = sched_first(node_block);
 306                 /* make sure we can move to the beginning of the succ block */
 307                 if (node != first && !be_can_move_up(heights, node, sched_prev(first)))
 308                         return false;
 309
 310                 /* check if node overrides any of live-in values of other successors */
 311                 ir_graph *irg = get_irn_irg(node);
 312                 be_lv_t  *lv  = be_get_irg_liveness(irg);
 313                 foreach_block_succ(after_block, edge) {
 314                         ir_node *succ = get_edge_src_irn(edge);
 315                         if (succ == node_block)
 316                                 continue;
 317
 318                         be_lv_foreach(lv, succ, be_lv_state_in, live_node) {
 319                                 const arch_register_t     *reg = arch_get_irn_register(live_node);
 320                                 const arch_register_req_t *req = arch_get_irn_register_req(live_node);
 321                                 for (unsigned o = 0; o < n_outs; ++o) {
 322                                         const arch_register_t *outreg
 323                                                 = arch_get_irn_register_out(node, o);
 324                                         const arch_register_req_t *outreq
 325                                                 = arch_get_irn_register_req_out(node, o);
 326                                         if (overlapping_regs(outreg, outreq, reg, req))
 327                                                 return false;
 328                                 }
 329                         }
 330                         sched_foreach(succ, phi) {
 331                                 if (!is_Phi(phi))
 332                                         break;
 333                                 const arch_register_t     *reg = arch_get_irn_register(phi);
 334                                 const arch_register_req_t *req = arch_get_irn_register_req(phi);
 335                                 for (unsigned o = 0; o < n_outs; ++o) {
 336                                         const arch_register_t *outreg
 337                                                 = arch_get_irn_register_out(node, o);
 338                                         const arch_register_req_t *outreq
 339                                                 = arch_get_irn_register_req_out(node, o);
 340                                         if (overlapping_regs(outreg, outreq, reg, req))
 341                                                 return false;
 342                                 }
 343                         }
 344                 }
 345                 schedpoint = sched_last(after_block);
 346         } else {
 347                 schedpoint = sched_prev(node);
 348         }
 349
 350         /* move schedule upwards until we hit the "after" node */
 351         while (schedpoint != after) {
 352                 /* TODO: the following heights query only works for nodes in the same
 353                  * block, otherwise we have to be conservative here */
 354                 if (get_nodes_block(node) != get_nodes_block(schedpoint))
 355                         return false;
 356                 /* node must not depend on schedpoint */
 357                 if (heights_reachable_in_block(heights, node, schedpoint))
 358                         return false;
 359
 360                 /* node must not overwrite registers used by schedpoint */
 361                 int arity = get_irn_arity(schedpoint);
 362                 for (int i = 0; i < arity; ++i) {
 363                         const arch_register_t *reg
 364                                 = arch_get_irn_register_in(schedpoint, i);
 365                         if (reg == NULL)
 366                                 continue;
 367                         const arch_register_req_t *in_req
 368                                 = arch_get_irn_register_req_in(schedpoint, i);
 369                         for (unsigned o = 0; o < n_outs; ++o) {
 370                                 const arch_register_t *outreg
 371                                         = arch_get_irn_register_out(node, o);
 372                                 const arch_register_req_t *outreq
 373                                         = arch_get_irn_register_req_out(node, o);
 374                                 if (overlapping_regs(outreg, outreq, reg, in_req))
 375                                         return false;
 376                         }
 377                 }
 378
 379                 schedpoint = sched_prev(schedpoint);
 380         }
 381         return true;
 382 }
 383
 384 /*
 385  * Tries to optimize a beIncSP node with its previous IncSP node.
 386  * Must be run from a be_peephole_opt() context.
 387  */
 388 ir_node *be_peephole_IncSP_IncSP(ir_node *node)
 389 {
 390         int      pred_offs;
 391         int      curr_offs;
 392         int      offs;
 393         ir_node *pred = be_get_IncSP_pred(node);
 394
 395         if (!be_is_IncSP(pred))
 396                 return node;
 397
 398         if (!be_has_only_one_user(pred))
 399                 return node;
 400
 401         pred_offs = be_get_IncSP_offset(pred);
 402         curr_offs = be_get_IncSP_offset(node);
 403         offs = curr_offs + pred_offs;
 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(ir_graph *irg)
 413 {
 414 #if 0
 415         /* we sometimes find BadE nodes in float apps like optest_float.c or
 416          * kahansum.c for example... */
 417         be_invalidate_live_sets(irg);
 418 #endif
 419         be_assure_live_sets(irg);
 420
 421         arch_env = be_get_irg_arch_env(irg);
 422         lv       = be_get_irg_liveness(irg);
 423
 424         register_values = XMALLOCN(ir_node*, arch_env->n_registers);
 425
 426         irg_block_walk_graph(irg, process_block, NULL, NULL);
 427
 428         xfree(register_values);
 429 }
 430
 431 BE_REGISTER_MODULE_CONSTRUCTOR(be_init_peephole)
 432 void be_init_peephole(void)
 433 {
 434         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.be.peephole");
 435 }