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

   1 /**
   2  * @author Daniel Grund
   3  * @date 04.01.2005
   4  */
   5
   6 #include <stdlib.h>
   7
   8 #include "obst.h"
   9 #include "pset.h"
  10 #include "bitset.h"
  11 #include "debug.h"
  12
  13 #include "bechordal.h"
  14 #include "belive.h"
  15 #include "bera_t.h"
  16 #include "bephicongr_t.h"
  17 #include "bephicoal_t.h"
  18
  19 #define DEBUG_LVL SET_LEVEL_2
  20
  21 #define MAX_PHI_CLS_SIZE (1<<(sizeof(unsigned char)*8)) /* possible colors added should fit into unsigned char */
  22 #define MAX_COLORS 16
  23 #define CHANGE_IMPOSSIBLE 0
  24 #define CHANGE_SAVE 1
  25
  26 #define DRYRUN 0
  27 #define PERFORM 1
  28
  29 typedef struct _phi_unit_t {
  30         unsigned char count;
  31         unsigned char phi_count;
  32
  33         /* 1 phi */
  34         ir_node **members;                      /**< [0] is the phi node. [1..count-1] the arguments of the phi not interfering with it */
  35         int *colors;                            /**< [i] is the color to set for members[i]. [i] == NO_COLOR means dont change anything for members[i]*/
  36         char *is_live_in;                       /**< [i]==1 means members[i] is live-in in (all of) its cf-pred-blocks of the phi node */
  37 } phi_unit_t;
  38
  39
  40 static firm_dbg_module_t *dbgphi = NULL;
  41
  42 /**
  43  * Contains ir_nodes of phi-classes whose colors were reassigned during coalescing.
  44  * So one can perform a check not to switch them twice or more.
  45  */
  46 static pset *pinned_nodes = NULL;
  47
  48 /**
  49  * Contains ir_nodes of phi-classes whose colors may change unlimited times.
  50  * These nodes are not optimizable, so there is no need to pin their color.
  51  */
  52 static pset *free_nodes = NULL;
  53
  54
  55 /* TODO: ask/check if additional ir_node-space is initialized with 0000 */
  56 #define belongs_to_a_phi_class(n) (get_irn_phi_info(n)->phi)
  57
  58 #define is_color_free(bl,col) (!bitset_is_set(get_ra_block_info(bl)->used_colors, col))
  59
  60 /**
  61  * Sets the color of node @p n to @p col, but acts
  62  * pinning aware.
  63  */
  64 static INLINE void set_color(ir_node *n, int col) {
  65         assert(!pset_find_ptr(pinned_nodes, n));
  66         set_irn_color(n, col);
  67         if (belongs_to_a_phi_class(n) && !pset_find_ptr(free_nodes, n))
  68                 pset_insert_ptr(pinned_nodes, n);
  69 }
  70
  71 /**
  72  * Tries to set the color of @p n to @p col. Performs recoloring of other nodes
  73  * as required to preserve correctness.
  74  * @param  n The node to set the color for
  75  * @param  col The color to set.
  76  * @param  dryrun If true no colors are actually set, only testing is performed.
  77  *                If false colors get set and it must be sure that no conflicts will occur.
  78  * @return If setting the color is impossible CHANGE_IMPOSSIBLE is returned
  79  *         else the number of nodes that need a (cascading) change is returned.
  80  */
  81 static int color_irn(ir_node *n, int col, int perform) {
  82         ir_node *bl;
  83         int res = CHANGE_IMPOSSIBLE;
  84         DBG((dbgphi, LEVEL_2, "\t\t\t%n --> %d\n", n, col));
  85         assert(is_color(col));
  86
  87         if (get_irn_color(n) == col) {
  88                 DBG((dbgphi, LEVEL_2, "\t\t\t  Same\n"));
  89                 /* insert it into pinned_nodes */
  90                 if (perform)
  91                         if (belongs_to_a_phi_class(n) && !pset_find_ptr(free_nodes, n))
  92                                 pset_insert_ptr(pinned_nodes, n);
  93                 return CHANGE_SAVE;
  94         }
  95
  96         if (pset_find_ptr(pinned_nodes, n)) {
  97                 DBG((dbgphi, LEVEL_2, "\t\t\t  Pinned\n"));
  98                 if (perform)
  99                         assert(0 && "No prior check with dryrun or buggy");
 100                 return CHANGE_IMPOSSIBLE;
 101         }
 102
 103         bl = get_nodes_block(n);
 104         if (is_color_free(bl, col) && !is_live_out(bl, n)) {
 105                 DBG((dbgphi, LEVEL_2, "\t\t\t  Free\n"));
 106                 if (perform)
 107                         set_color(n, col);
 108                 return CHANGE_SAVE;
 109         }
 110
 111         /* for now, in the aldi-version return impossible */
 112         DBG((dbgphi, LEVEL_2, "\t\t\t  Impossible\n"));
 113         return CHANGE_IMPOSSIBLE;
 114
 115         return res;
 116 }
 117
 118
 119 /**
 120  * Tries to set as much members of a phi unit as possible to color @p col.
 121  * - Each change taken alone is guaranteed to be conflict free.
 122  * - _If_ all members are neither live-in nor live-out in their cf-pred-blocks
 123  *   _then_ all changes together can be applied conflict free.
 124  * - _If_ there is a member, which is live-in or live-out in its cf-pred-block
 125  *    of the phi node, it is possible that all changes together will conflict.
 126  * TODO: check above comment with swapping complete colors in mind
 127  * - TODO: Write sth. about dom-tree influence on this.
 128  */
 129 static int try_colors(phi_unit_t *pu, int col, int b_size) {
 130         struct obstack ob;
 131         int i, o, cand_size, mis_size;
 132         ir_node **cand, **mis;
 133
 134         obstack_init(&ob);
 135
 136         /* first init pessimistically, so we can just return
 137          * if we see there wont be a better result */
 138         mis_size = 0;
 139         for (i = 0; i < pu->count; ++i)
 140                 pu->colors[i] = NO_COLOR;
 141
 142         /* For all members check if color would be possible.
 143          * Does not check if color is possible in combination with
 144          * other members colors being set */
 145         cand_size = 0;
 146         for (i = 0; i < pu->count; ++i) {
 147                 DBG((dbgphi, 1, "\t\t    Testing %n\n", pu->members[i]));
 148                 if (color_irn(pu->members[i], col, DRYRUN) == CHANGE_SAVE) {
 149                         DBG((dbgphi, 1, "\t\t\tAdding to cand\n"));
 150                         obstack_ptr_grow(&ob, pu->members[i]);
 151                         cand_size++;
 152                 } else {
 153                         DBG((dbgphi, 1, "\t\t\tImpossible\n"));
 154                 }
 155                 /* if color is not possible for the phi node then exit (phi comes first)*/
 156                 if (cand_size == 0)
 157                         goto ret;
 158         }
 159         cand = obstack_finish(&ob);
 160
 161         /* shortcut: if cand is worse than best then mis wont be better. */
 162         if (cand_size < b_size)
 163                 goto ret;
 164
 165         /* now take the candidates cand and determine a max independent set
 166          * with respect to edges representing live range interference */
 167         /* TODO: make this 'un-greedy' */
 168         DBG((dbgphi, 1, "\t\t    Max indep set\n"));
 169         for (i = 0; i < cand_size; ++i) {
 170                 int intf_det = 0;
 171                 for (o = 0; o < mis_size; ++o) {
 172                         mis = (ir_node**) obstack_base(&ob);
 173                         if (values_interfere(cand[i], mis[o])) {
 174                                 intf_det = 1;
 175                                 break;
 176                         }
 177                 }
 178
 179                 if (!intf_det) {
 180                         DBG((dbgphi, 1, "\t\t\tAdding to mis %n\n", cand[i]));
 181                         obstack_ptr_grow(&ob, cand[i]);
 182                         mis_size++;
 183                 }
 184         }
 185         mis = obstack_finish(&ob);
 186
 187         /* Now set the colors of all nodes in the mis to col.
 188          * HINT: Set the color of all nodes, even if one has the same color already */
 189         for (i = 0; i < pu->count; ++i)
 190                 for (o = 0; o < mis_size; ++o)
 191                         if (pu->members[i] == mis[o])
 192                                 pu->colors[i] = col;
 193
 194 ret:
 195         obstack_free(&ob, NULL);
 196         return mis_size;
 197 }
 198
 199
 200 /**
 201  * Sets the colors of members[i] to colors[i] as far as possible.
 202  * Each single change must be conflict free (checked by try_colors).
 203  * In some cases not all colors can be set.
 204  */
 205  /*TODO : BUGGY due to false reasoning with live-outs
 206   *       thus fallback to save variant with testing all before setting. */
 207 static void set_colors(phi_unit_t *pu) {
 208         int i;
 209
 210         for (i = 0; i < pu->count; ++i)
 211                 if (pu->colors[i] != NO_COLOR) {
 212                         if (color_irn(pu->members[i], pu->colors[i], DRYRUN) == CHANGE_SAVE) {
 213                                 DBG((dbgphi, 1, "\t\tSetting %n to %d\n", pu->members[i], pu->colors[i]));
 214                                 color_irn(pu->members[i], pu->colors[i], PERFORM);
 215                         } else {
 216                                 DBG((dbgphi, 1, "\t\tConflict due to sth.: %n\n", pu->members[i]));
 217                         }
 218                 }
 219 }
 220
 221
 222 /**
 223  * Tries to re-allocate colors of this phi-class, to achieve a lower number of
 224  * copies placed during phi destruction. Optimized version. Works only for
 225  * phi-classes/phi-units with exactly 1 phi node, which is the case for approx.
 226  * 80% of all phi classes.
 227  */
 228 static void coalesce_1_phi(phi_unit_t *pu) {
 229         int *b_colors, b_size, b_color;
 230         int i, size, col;
 231
 232         /* init best search result */
 233         b_colors = malloc(pu->count * sizeof(*b_colors));
 234         b_size = 0;
 235         b_color = NO_COLOR;
 236         for (i = 0; i < pu->count; ++i)
 237                 b_colors[i] = NO_COLOR;
 238
 239         /* find optimum of all colors */
 240         for (col = MAX_COLORS-1; col >= 0; --col) {
 241                 DBG((dbgphi, 1, "\tTrying color %d\n", col));
 242                 size = try_colors(pu, col, b_size);
 243
 244                 /* did we find a better max ind. set? */
 245                 if (size > b_size) {
 246                         b_size = size;
 247                         b_color = col;
 248                         memcpy(b_colors, pu->colors, pu->count * sizeof(*b_colors));
 249                         DBG((dbgphi, 1, "\t!! Better size: %d\n", b_size));
 250                 }
 251
 252                 /* shortcut: if all members can be colored we are content */
 253                 if (b_size == pu->count)
 254                         break;
 255         }
 256         DBG((dbgphi, 1, "\tBest color: %d  Copies: %d/%d\n", b_color, pu->count-b_size, pu->count));
 257         if (b_color == NO_COLOR)
 258                 goto ret;
 259
 260         /* now apply the found optimum */
 261         memcpy(pu->colors, b_colors, pu->count * sizeof(*b_colors));
 262         set_colors(pu);
 263
 264 ret:
 265         free(b_colors);
 266 }
 267
 268 /**
 269  * Tries to re-allocate colors of this phi-class, to achieve a lower number of
 270  * copies placed during phi destruction. General purpose version.
 271  */
 272 static void coalesce_n_phi(phi_unit_t *pu) {
 273         DBG((dbgphi, 1, "\n"));
 274         /* TODO */
 275 }
 276
 277 /**
 278  * Prepares a phi class for further processing as a phi unit.
 279  * @param pc The phi class to prepare.
 280  * @return A so called phi unit containing some prepared informations
 281  *         needed by the following coalescing phase.
 282  */
 283 static phi_unit_t *new_phi_unit(pset *pc) {
 284         phi_unit_t *pu;
 285         ir_node *n, *phi = NULL;
 286
 287         assert(pset_count(pc) <= MAX_PHI_CLS_SIZE && "Phi class too large!");
 288
 289         /* get the phi count of this class */
 290         pu = malloc(sizeof(*pu));
 291         pu->phi_count = 0;
 292         for (n = pset_first(pc); n; n = pset_next(pc))
 293                 if (is_Phi(n)) {
 294                         phi = n;
 295                         pu->phi_count++;
 296                 }
 297
 298         if (pu->phi_count == 1) {
 299                 ir_node **tmp, *phi_block;
 300                 int i, max;
 301                 struct obstack ob;
 302
 303                 obstack_init(&ob);
 304
 305                 /* build member set not containing phi interferers */
 306                 DBG((dbgphi, 1, "Phi-1 class:\n"));
 307                 pu->count = 1; /*for the phi*/
 308                 for (n = pset_first(pc); n; n = pset_next(pc)) {
 309                         if (is_Phi(n))
 310                                 continue;
 311                         if (!values_interfere(phi, n)) {
 312                                 DBG((dbgphi, 1, "\tAdding to members: %n\n", n));
 313                                 obstack_ptr_grow(&ob, n);
 314                                 pu->count++;
 315                         } else {
 316                                 DBG((dbgphi, 1, "\tPhi interferer: %n\n", n));
 317                                 pset_insert_ptr(free_nodes, n);
 318                         }
 319                 }
 320                 tmp = obstack_finish(&ob);
 321                 pu->members = malloc(pu->count * sizeof(*pu->members));
 322                 pu->members[0] = phi;
 323                 memcpy(&pu->members[1], tmp, (pu->count-1) * sizeof(*tmp));
 324
 325                 /* init of colors array */
 326                 pu->colors = malloc(pu->count * sizeof(*pu->colors));
 327
 328                 /* live-in analysis */
 329                 /* HINT: It is possible that a node occurs twice as arg of a phi,
 330                  * one time being live-in, and another time not being live-in.
 331                  */
 332                 pu->is_live_in = calloc(pu->count, sizeof(*pu->is_live_in));
 333                 phi_block = get_nodes_block(phi);
 334                 for (i = 0, max = get_irn_arity(phi); i < max; ++i) {
 335                         int midx, o;
 336                 ir_node *arg, *block_ith_pred;
 337
 338                 arg = get_irn_n(phi, i);
 339                         block_ith_pred = get_nodes_block(get_irn_n(phi_block, i));
 340
 341                         /* find the arg in the members array */
 342                         midx = -1;
 343                         for (o = 0; o < pu->count; ++o)
 344                                 if (pu->members[o] == arg) {
 345                                         midx = o;
 346                                         break;
 347                                 }
 348                         if (midx == -1)
 349                                 continue;
 350
 351                         if (is_live_in(block_ith_pred, arg)) {
 352                                 pu->is_live_in[midx] |= 1;
 353                                 DBG((dbgphi, 1, "\t%n is live-in in %n\n", arg, block_ith_pred));
 354                         }
 355                 }
 356
 357                 obstack_free(&ob, NULL);
 358         } else {
 359                 DBG((dbgphi, 1, "Phi-n class:\n"));
 360                 /* TODO */
 361         }
 362
 363         DBG((dbgphi, 1, "\n"));
 364         return pu;
 365 }
 366
 367
 368 /**
 369  * Deletes a phi unit
 370  */
 371 static void free_phi_unit(phi_unit_t *pu) {
 372         DBG((dbgphi, 1, "\n"));
 373         if (pu->phi_count == 1) {
 374                 free(pu->members);
 375                 free(pu->colors);
 376                 free(pu->is_live_in);
 377         } else {
 378                 /* TODO */
 379         }
 380         free(pu);
 381 }
 382
 383
 384 void be_phi_coalesce(pset *all_phi_classes) {
 385         pset *pc;
 386
 387         pinned_nodes = pset_new_ptr(256);
 388         free_nodes = pset_new_ptr(64);
 389
 390         for (pc = pset_first(all_phi_classes); pc; pc = pset_next(all_phi_classes)) {
 391                 phi_unit_t *pu = new_phi_unit(pc);
 392                 if (pu->phi_count == 1)
 393                         coalesce_1_phi(pu);
 394                 else
 395                         coalesce_n_phi(pu);
 396                 free_phi_unit(pu);
 397         }
 398
 399         del_pset(free_nodes);
 400         del_pset(pinned_nodes);
 401 }
 402
 403
 404 void be_phi_coal_init(void) {
 405         dbgphi = firm_dbg_register("Phi coalescing");
 406         firm_dbg_set_mask(dbgphi, DEBUG_LVL);
 407 }