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

   1 /*
   2  * Copyright (C) 1995-2007 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       implementation of the spill/reload placement abstraction layer
  23  * @author      Daniel Grund, Sebastian Hack, Matthias Braun
  24  * @date                29.09.2005
  25  * @version     $Id$
  26  */
  27 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  28 #include "config.h"
  29 #endif
  30
  31 #include <stdlib.h>
  32
  33 #include "pset.h"
  34 #include "irnode_t.h"
  35 #include "ircons_t.h"
  36 #include "iredges_t.h"
  37 #include "irbackedge_t.h"
  38 #include "irprintf.h"
  39 #include "ident_t.h"
  40 #include "type_t.h"
  41 #include "entity_t.h"
  42 #include "debug.h"
  43 #include "irgwalk.h"
  44 #include "array.h"
  45 #include "pdeq.h"
  46 #include "execfreq.h"
  47 #include "irnodeset.h"
  48
  49 #include "bearch_t.h"
  50 #include "belive_t.h"
  51 #include "besched_t.h"
  52 #include "bespill.h"
  53 #include "belive_t.h"
  54 #include "benode_t.h"
  55 #include "bechordal_t.h"
  56 #include "bejavacoal.h"
  57 #include "benodesets.h"
  58 #include "bespilloptions.h"
  59 #include "bestatevent.h"
  60 #include "bessaconstr.h"
  61 #include "beirg_t.h"
  62 #include "beintlive_t.h"
  63 #include "bemodule.h"
  64
  65 DEBUG_ONLY(static firm_dbg_module_t *dbg = NULL;)
  66
  67 #define REMAT_COST_INFINITE  1000
  68
  69 typedef struct reloader_t reloader_t;
  70 struct reloader_t {
  71         reloader_t *next;
  72         ir_node    *reloader;
  73         ir_node    *rematted_node;
  74         int         remat_cost_delta; /** costs needed for rematerialization,
  75                                            compared to placing a reload */
  76 };
  77
  78 typedef struct spill_info_t spill_info_t;
  79 struct spill_info_t {
  80         ir_node    *to_spill;  /**< the value that should get spilled */
  81         reloader_t *reloaders; /**< list of places where the value should get
  82                                     reloaded */
  83         ir_node    *spill;     /**< the spill node, or a PhiM node */
  84         ir_node    *old_spill; /**< if we had the value of a phi spilled before but
  85                                     not the phi itself then this field contains the
  86                                     spill for the phi value */
  87         const arch_register_class_t *reload_cls; /** the register class in which the
  88                                                      reload should be placed */
  89 };
  90
  91 struct spill_env_t {
  92         const arch_env_t *arch_env;
  93         ir_graph         *irg;
  94         struct obstack    obst;
  95         be_irg_t         *birg;
  96         int               spill_cost;     /**< the cost of a single spill node */
  97         int               reload_cost;    /**< the cost of a reload node */
  98         set              *spills;         /**< all spill_info_t's, which must be
  99                                                placed */
 100         ir_nodeset_t      mem_phis;       /**< set of all spilled phis. */
 101         ir_exec_freq     *exec_freq;
 102
 103 #ifdef FIRM_STATISTICS
 104         unsigned          spill_count;
 105         unsigned          reload_count;
 106         unsigned          remat_count;
 107         unsigned          spilled_phi_count;
 108 #endif
 109 };
 110
 111 /**
 112  * Compare two spill infos.
 113  */
 114 static
 115 int cmp_spillinfo(const void *x, const void *y, size_t size)
 116 {
 117         const spill_info_t *xx = x;
 118         const spill_info_t *yy = y;
 119         (void) size;
 120
 121         return xx->to_spill != yy->to_spill;
 122 }
 123
 124 /**
 125  * Returns spill info for a specific value (the value that is to be spilled)
 126  */
 127 static
 128 spill_info_t *get_spillinfo(const spill_env_t *env, ir_node *value)
 129 {
 130         spill_info_t info, *res;
 131         int hash = nodeset_hash(value);
 132
 133         info.to_spill = value;
 134         res = set_find(env->spills, &info, sizeof(info), hash);
 135
 136         if (res == NULL) {
 137                 info.reloaders = NULL;
 138                 info.spill = NULL;
 139                 info.old_spill = NULL;
 140                 info.reload_cls = NULL;
 141                 res = set_insert(env->spills, &info, sizeof(info), hash);
 142         }
 143
 144         return res;
 145 }
 146
 147 spill_env_t *be_new_spill_env(be_irg_t *birg)
 148 {
 149         const arch_env_t *arch_env = birg->main_env->arch_env;
 150
 151         spill_env_t *env        = xmalloc(sizeof(env[0]));
 152         env->spills                     = new_set(cmp_spillinfo, 1024);
 153         env->irg            = be_get_birg_irg(birg);
 154         env->birg           = birg;
 155         env->arch_env       = arch_env;
 156         ir_nodeset_init(&env->mem_phis);
 157         env->spill_cost     = arch_env->isa->spill_cost;
 158         env->reload_cost    = arch_env->isa->reload_cost;
 159         env->exec_freq      = be_get_birg_exec_freq(birg);
 160         obstack_init(&env->obst);
 161
 162 #ifdef FIRM_STATISTICS
 163         env->spill_count       = 0;
 164         env->reload_count      = 0;
 165         env->remat_count       = 0;
 166         env->spilled_phi_count = 0;
 167 #endif
 168
 169         return env;
 170 }
 171
 172 void be_delete_spill_env(spill_env_t *env)
 173 {
 174         del_set(env->spills);
 175         ir_nodeset_destroy(&env->mem_phis);
 176         obstack_free(&env->obst, NULL);
 177         free(env);
 178 }
 179
 180 /*
 181  *  ____  _                  ____      _                 _
 182  * |  _ \| | __ _  ___ ___  |  _ \ ___| | ___   __ _  __| |___
 183  * | |_) | |/ _` |/ __/ _ \ | |_) / _ \ |/ _ \ / _` |/ _` / __|
 184  * |  __/| | (_| | (_|  __/ |  _ <  __/ | (_) | (_| | (_| \__ \
 185  * |_|   |_|\__,_|\___\___| |_| \_\___|_|\___/ \__,_|\__,_|___/
 186  *
 187  */
 188
 189 void be_add_remat(spill_env_t *env, ir_node *to_spill, ir_node *before,
 190                   ir_node *rematted_node)
 191 {
 192         spill_info_t *spill_info;
 193         reloader_t *reloader;
 194
 195         spill_info = get_spillinfo(env, to_spill);
 196
 197         /* add the remat information */
 198         reloader                = obstack_alloc(&env->obst, sizeof(reloader[0]));
 199         reloader->next          = spill_info->reloaders;
 200         reloader->reloader      = before;
 201         reloader->rematted_node = rematted_node;
 202         reloader->remat_cost_delta = 0; /* We will never have a cost win over a
 203                                            reload since we're not even allowed to
 204                                            create a reload */
 205
 206         spill_info->reloaders  = reloader;
 207
 208         DBG((dbg, LEVEL_1, "creating spillinfo for %+F, will be rematerialized before %+F\n",
 209                 to_spill, before));
 210 }
 211
 212 void be_add_reload(spill_env_t *env, ir_node *to_spill, ir_node *before,
 213                    const arch_register_class_t *reload_cls, int allow_remat)
 214 {
 215         spill_info_t *info;
 216         reloader_t *rel;
 217
 218         info = get_spillinfo(env, to_spill);
 219
 220         if (is_Phi(to_spill)) {
 221                 int i, arity;
 222
 223                 /* create spillinfos for the phi arguments */
 224                 for (i = 0, arity = get_irn_arity(to_spill); i < arity; ++i) {
 225                         ir_node *arg = get_irn_n(to_spill, i);
 226                         get_spillinfo(env, arg);
 227                 }
 228
 229 #if 1
 230                 /* hackery... sometimes the morgan algo spilled the value of a phi,
 231                  * the belady algo decides later to spill the whole phi, then sees the
 232                  * spill node and adds a reload for that spill node, problem is the
 233                  * reload gets attach to that same spill (and is totally unnecessary)
 234                  */
 235                 if (info->old_spill != NULL &&
 236                         (before == info->old_spill || value_dominates(before, info->old_spill)))
 237                 {
 238                         printf("spilledphi hack was needed...\n");
 239                         before = sched_next(info->old_spill);
 240                 }
 241 #endif
 242         }
 243
 244         assert(!is_Proj(before) && !be_is_Keep(before));
 245
 246         /* put reload into list */
 247         rel                = obstack_alloc(&env->obst, sizeof(rel[0]));
 248         rel->next          = info->reloaders;
 249         rel->reloader      = before;
 250         rel->rematted_node = NULL;
 251         if(!allow_remat) {
 252                 rel->remat_cost_delta = REMAT_COST_INFINITE;
 253         } else {
 254                 rel->remat_cost_delta = 0;
 255         }
 256
 257         info->reloaders  = rel;
 258         assert(info->reload_cls == NULL || info->reload_cls == reload_cls);
 259         info->reload_cls = reload_cls;
 260
 261         DBG((dbg, LEVEL_1, "creating spillinfo for %+F, will be reloaded before %+F, may%s be rematerialized\n",
 262                 to_spill, before, allow_remat ? "" : " not"));
 263 }
 264
 265 ir_node *be_get_end_of_block_insertion_point(const ir_node *block)
 266 {
 267         ir_node *last = sched_last(block);
 268
 269         /* we might have projs and keepanys behind the jump... */
 270         while(is_Proj(last) || be_is_Keep(last)) {
 271                 last = sched_prev(last);
 272                 assert(!sched_is_end(last));
 273         }
 274
 275         if(!is_cfop(last)) {
 276                 last = sched_next(last);
 277                 /* last node must be a cfop, only exception is the start block */
 278                 assert(last     == get_irg_start_block(get_irn_irg(block)));
 279         }
 280
 281         /* add the reload before the (cond-)jump */
 282         return last;
 283 }
 284
 285 /**
 286  * Returns the point at which you can insert a node that should be executed
 287  * before block @p block when coming from pred @p pos.
 288  */
 289 static
 290 ir_node *get_block_insertion_point(ir_node *block, int pos)
 291 {
 292         ir_node *predblock;
 293
 294         /* simply add the reload to the beginning of the block if we only have 1
 295          * predecessor. We don't need to check for phis as there can't be any in a
 296          * block with only 1 pred. */
 297         if(get_Block_n_cfgpreds(block) == 1) {
 298                 assert(!is_Phi(sched_first(block)));
 299                 return sched_first(block);
 300         }
 301
 302         /* We have to reload the value in pred-block */
 303         predblock = get_Block_cfgpred_block(block, pos);
 304         return be_get_end_of_block_insertion_point(predblock);
 305 }
 306
 307 void be_add_reload_at_end(spill_env_t *env, ir_node *to_spill, const ir_node *block,
 308                           const arch_register_class_t *reload_cls,
 309                           int allow_remat)
 310 {
 311         ir_node *before = be_get_end_of_block_insertion_point(block);
 312         be_add_reload(env, to_spill, before, reload_cls, allow_remat);
 313 }
 314
 315 void be_add_reload_on_edge(spill_env_t *env, ir_node *to_spill, ir_node *block,
 316                            int pos,     const arch_register_class_t *reload_cls,
 317                            int allow_remat)
 318 {
 319         ir_node *before = get_block_insertion_point(block, pos);
 320         be_add_reload(env, to_spill, before, reload_cls, allow_remat);
 321 }
 322
 323 void be_spill_phi(spill_env_t *env, ir_node *node)
 324 {
 325         spill_info_t* spill;
 326         int i, arity;
 327
 328         assert(is_Phi(node));
 329
 330         ir_nodeset_insert(&env->mem_phis, node);
 331
 332         /* create spillinfos for the phi arguments */
 333         spill = get_spillinfo(env, node);
 334         for(i = 0, arity = get_irn_arity(node); i < arity; ++i) {
 335                 ir_node *arg = get_irn_n(node, i);
 336                 get_spillinfo(env, arg);
 337         }
 338
 339         /* if we had a spill for the phi value before, then remove this spill from
 340          * schedule, as we will remove it in the insert spill/reload phase
 341          */
 342         if(spill->spill != NULL && !is_Phi(spill->spill)) {
 343                 assert(spill->old_spill == NULL);
 344                 spill->old_spill = spill->spill;
 345                 spill->spill = NULL;
 346         }
 347 }
 348
 349 /*
 350  *   ____                _         ____        _ _ _
 351  *  / ___|_ __ ___  __ _| |_ ___  / ___| _ __ (_) | |___
 352  * | |   | '__/ _ \/ _` | __/ _ \ \___ \| '_ \| | | / __|
 353  * | |___| | |  __/ (_| | ||  __/  ___) | |_) | | | \__ \
 354  *  \____|_|  \___|\__,_|\__\___| |____/| .__/|_|_|_|___/
 355  *                                      |_|
 356  */
 357
 358 /**
 359  * Schedules a node after an instruction. That is the place after all projs and
 360  * phis that are scheduled after the instruction. This function also skips phi
 361  * nodes at the beginning of a block
 362  */
 363 static
 364 void sched_add_after_insn(ir_node *sched_after, ir_node *node)
 365 {
 366         ir_node *next = sched_next(sched_after);
 367         while(is_Proj(next) || is_Phi(next) || be_is_Keep(next)) {
 368                 next = sched_next(next);
 369         }
 370         assert(next != NULL);
 371
 372         if(sched_is_end(next)) {
 373                 sched_add_after(sched_last(get_nodes_block(sched_after)), node);
 374         } else {
 375                 sched_add_before(next, node);
 376         }
 377 }
 378
 379 /**
 380  * Creates a spill.
 381  *
 382  * @param senv      the spill environment
 383  * @param irn       the node that should be spilled
 384  * @param ctx_irn   an user of the spilled node
 385  *
 386  * @return a be_Spill node
 387  */
 388 static
 389 void spill_irn(spill_env_t *env, spill_info_t *spillinfo)
 390 {
 391         optimization_state_t  opt;
 392         ir_node              *to_spill = spillinfo->to_spill;
 393
 394         DBG((dbg, LEVEL_1, "spilling %+F ... ", to_spill));
 395
 396         /* Trying to spill an already spilled value, no need for a new spill
 397          * node then, we can simply connect to the same one for this reload
 398          *
 399          * Normally reloads get simply rematerialized instead of spilled again; this
 400          * can happen annyway when the reload is the pred of a phi to spill)
 401          */
 402         if (be_is_Reload(to_spill)) {
 403                 spillinfo->spill = get_irn_n(to_spill, be_pos_Reload_mem);
 404                 DB((dbg, LEVEL_1, "skip reload, using existing spill %+F\n", spillinfo->spill));
 405                 return;
 406         }
 407
 408         assert(!(arch_irn_is(env->arch_env, to_spill, dont_spill)
 409                                 && "Attempt to spill a node marked 'dont_spill'"));
 410
 411         /* some backends have virtual noreg/unknown nodes that are not scheduled */
 412         if(!sched_is_scheduled(to_spill)) {
 413                 spillinfo->spill = new_NoMem();
 414                 return;
 415         }
 416
 417
 418         /*
 419          * We switch on optimizations here to get CSE. This is needed as the STA
 420          * backends has some extra spill phases and we want to make use of those
 421          * spills instead of creating new ones.
 422          */
 423         save_optimization_state(&opt);
 424         set_optimize(1);
 425         spillinfo->spill = be_spill(env->arch_env, to_spill);
 426         restore_optimization_state(&opt);
 427         if (! sched_is_scheduled(spillinfo->spill)) {
 428                 DB((dbg, LEVEL_1, "add spill %+F after %+F\n", spillinfo->spill, to_spill));
 429 #ifdef FIRM_STATISTICS
 430                 env->spill_count++;
 431 #endif
 432                 sched_add_after_insn(to_spill, spillinfo->spill);
 433         } else {
 434                 DB((dbg, LEVEL_1, "re-using spill %+F after %+F\n", spillinfo->spill, to_spill));
 435         }
 436 }
 437
 438 static
 439 void spill_node(spill_env_t *env, spill_info_t *spillinfo);
 440
 441 /**
 442  * If the first usage of a Phi result would be out of memory
 443  * there is no sense in allocating a register for it.
 444  * Thus we spill it and all its operands to the same spill slot.
 445  * Therefore the phi/dataB becomes a phi/Memory
 446  *
 447  * @param senv      the spill environment
 448  * @param phi       the Phi node that should be spilled
 449  * @param ctx_irn   an user of the spilled node
 450  */
 451 static
 452 void spill_phi(spill_env_t *env, spill_info_t *spillinfo)
 453 {
 454         ir_node *phi = spillinfo->to_spill;
 455         int i;
 456         int arity = get_irn_arity(phi);
 457         ir_node     *block    = get_nodes_block(phi);
 458         ir_node     **ins;
 459
 460         assert(is_Phi(phi));
 461
 462         DBG((dbg, LEVEL_1, "spilling Phi %+F:\n", phi));
 463         /* build a new PhiM */
 464         ins = alloca(sizeof(ir_node*) * arity);
 465         for(i = 0; i < arity; ++i) {
 466                 ins[i] = get_irg_bad(env->irg);
 467         }
 468         spillinfo->spill = new_r_Phi(env->irg, block, arity, ins, mode_M);
 469 #ifdef FIRM_STATISTICS
 470         env->spilled_phi_count++;
 471 #endif
 472
 473         for(i = 0; i < arity; ++i) {
 474                 ir_node *arg = get_irn_n(phi, i);
 475                 spill_info_t *arg_info = get_spillinfo(env, arg);
 476
 477                 spill_node(env, arg_info);
 478
 479                 set_irn_n(spillinfo->spill, i, arg_info->spill);
 480         }
 481         DBG((dbg, LEVEL_1, "... done spilling Phi %+F, created PhiM %+F\n", phi, spillinfo->spill));
 482
 483         /* rewire reloads from old_spill to phi */
 484         if (spillinfo->old_spill != NULL) {
 485                 const ir_edge_t *edge, *next;
 486                 ir_node *old_spill = spillinfo->old_spill;
 487
 488                 DBG((dbg, LEVEL_1, "old spill found, rewiring reloads:\n"));
 489
 490                 foreach_out_edge_safe(old_spill, edge, next) {
 491                         ir_node *reload = get_edge_src_irn(edge);
 492                         int     pos     = get_edge_src_pos(edge);
 493
 494                         DBG((dbg, LEVEL_1, "\tset input %d of %+F to %+F\n", pos, reload, spillinfo->spill));
 495
 496                         assert(be_is_Reload(reload) || is_Phi(reload));
 497                         set_irn_n(reload, pos, spillinfo->spill);
 498                 }
 499                 DBG((dbg, LEVEL_1, "\tset input of %+F to BAD\n", old_spill));
 500                 set_irn_n(old_spill, be_pos_Spill_val, new_Bad());
 501                 /* sched_remove(old_spill); */
 502                 spillinfo->old_spill = NULL;
 503         }
 504 }
 505
 506 /**
 507  * Spill a node.
 508  *
 509  * @param senv      the spill environment
 510  * @param to_spill  the node that should be spilled
 511  */
 512 static
 513 void spill_node(spill_env_t *env, spill_info_t *spillinfo)
 514 {
 515         ir_node *to_spill;
 516
 517         /* the node should be tagged for spilling already... */
 518         if(spillinfo->spill != NULL)
 519                 return;
 520
 521         to_spill = spillinfo->to_spill;
 522
 523         if (is_Phi(to_spill) && ir_nodeset_contains(&env->mem_phis, to_spill)) {
 524                 spill_phi(env, spillinfo);
 525         } else {
 526                 spill_irn(env, spillinfo);
 527         }
 528 }
 529
 530 /*
 531  *
 532  *  ____                      _            _       _ _
 533  * |  _ \ ___ _ __ ___   __ _| |_ ___ _ __(_) __ _| (_)_______
 534  * | |_) / _ \ '_ ` _ \ / _` | __/ _ \ '__| |/ _` | | |_  / _ \
 535  * |  _ <  __/ | | | | | (_| | ||  __/ |  | | (_| | | |/ /  __/
 536  * |_| \_\___|_| |_| |_|\__,_|\__\___|_|  |_|\__,_|_|_/___\___|
 537  *
 538  */
 539
 540 /**
 541  * Tests whether value @p arg is available before node @p reloader
 542  * @returns 1 if value is available, 0 otherwise
 543  */
 544 static
 545 int is_value_available(spill_env_t *env, const ir_node *arg, const ir_node *reloader)
 546 {
 547         if(is_Unknown(arg) || arg == new_NoMem())
 548                 return 1;
 549
 550         if(be_is_Spill(arg))
 551                 return 1;
 552
 553         if(arg == get_irg_frame(env->irg))
 554                 return 1;
 555
 556         /* hack for now (happens when command should be inserted at end of block) */
 557         if(is_Block(reloader)) {
 558                 return 0;
 559         }
 560
 561         /*
 562          * Ignore registers are always available
 563          */
 564         if(arch_irn_is(env->arch_env, arg, ignore)) {
 565                 return 1;
 566         }
 567
 568         /* the following test does not work while spilling,
 569          * because the liveness info is not adapted yet to the effects of the
 570          * additional spills/reloads.
 571          */
 572 #if 0
 573         /* we want to remat before the insn reloader
 574          * thus an arguments is alive if
 575          *   - it interferes with the reloaders result
 576          *   - or it is (last-) used by reloader itself
 577          */
 578         if (values_interfere(env->birg->lv, reloader, arg)) {
 579                 return 1;
 580         }
 581
 582         arity = get_irn_arity(reloader);
 583         for (i = 0; i < arity; ++i) {
 584                 ir_node *rel_arg = get_irn_n(reloader, i);
 585                 if (rel_arg == arg)
 586                         return 1;
 587         }
 588 #endif
 589
 590         return 0;
 591 }
 592
 593 /**
 594  * Checks whether the node can principally be rematerialized
 595  */
 596 static
 597 int is_remat_node(spill_env_t *env, const ir_node *node)
 598 {
 599         const arch_env_t *arch_env = env->arch_env;
 600
 601         assert(!be_is_Spill(node));
 602
 603         if(arch_irn_is(arch_env, node, rematerializable))
 604                 return 1;
 605
 606         return 0;
 607 }
 608
 609 /**
 610  * Check if a node is rematerializable. This tests for the following conditions:
 611  *
 612  * - The node itself is rematerializable
 613  * - All arguments of the node are available or also rematerialisable
 614  * - The costs for the rematerialisation operation is less or equal a limit
 615  *
 616  * Returns the costs needed for rematerialisation or something
 617  * >= REMAT_COST_INFINITE if remat is not possible.
 618  */
 619 static
 620 int check_remat_conditions_costs(spill_env_t *env, const ir_node *spilled,
 621                                  const ir_node *reloader, int parentcosts)
 622 {
 623         int i, arity;
 624         int argremats;
 625         int costs = 0;
 626
 627         if(!is_remat_node(env, spilled))
 628                 return REMAT_COST_INFINITE;
 629
 630         if(be_is_Reload(spilled)) {
 631                 costs += 2;
 632         } else {
 633                 costs += arch_get_op_estimated_cost(env->arch_env, spilled);
 634         }
 635         if(parentcosts + costs >= env->reload_cost + env->spill_cost) {
 636                 return REMAT_COST_INFINITE;
 637         }
 638
 639         argremats = 0;
 640         for(i = 0, arity = get_irn_arity(spilled); i < arity; ++i) {
 641                 ir_node *arg = get_irn_n(spilled, i);
 642
 643                 if(is_value_available(env, arg, reloader))
 644                         continue;
 645
 646                 /* we have to rematerialize the argument as well */
 647                 if(argremats >= 1) {
 648                         /* we only support rematerializing 1 argument at the moment,
 649                          * so that we don't have to care about register pressure
 650                          */
 651                         return REMAT_COST_INFINITE;
 652                 }
 653                 argremats++;
 654
 655                 costs += check_remat_conditions_costs(env, arg, reloader, parentcosts + costs);
 656                 if(parentcosts + costs >= env->reload_cost + env->spill_cost)
 657                         return REMAT_COST_INFINITE;
 658         }
 659
 660         return costs;
 661 }
 662
 663 /**
 664  * Re-materialize a node.
 665  *
 666  * @param senv      the spill environment
 667  * @param spilled   the node that was spilled
 668  * @param reloader  a irn that requires a reload
 669  */
 670 static
 671 ir_node *do_remat(spill_env_t *env, ir_node *spilled, ir_node *reloader)
 672 {
 673         int i, arity;
 674         ir_node *res;
 675         ir_node *bl;
 676         ir_node **ins;
 677
 678         if(is_Block(reloader)) {
 679                 bl = reloader;
 680         } else {
 681                 bl = get_nodes_block(reloader);
 682         }
 683
 684         ins = alloca(get_irn_arity(spilled) * sizeof(ins[0]));
 685         for(i = 0, arity = get_irn_arity(spilled); i < arity; ++i) {
 686                 ir_node *arg = get_irn_n(spilled, i);
 687
 688                 if(is_value_available(env, arg, reloader)) {
 689                         ins[i] = arg;
 690                 } else {
 691                         ins[i] = do_remat(env, arg, reloader);
 692 #ifdef FIRM_STATISTICS
 693                         /* don't count the recursive call as remat */
 694                         env->remat_count--;
 695 #endif
 696                 }
 697         }
 698
 699         /* create a copy of the node */
 700         res = new_ir_node(get_irn_dbg_info(spilled), env->irg, bl,
 701                           get_irn_op(spilled), get_irn_mode(spilled),
 702                           get_irn_arity(spilled), ins);
 703         copy_node_attr(spilled, res);
 704         new_backedge_info(res);
 705
 706         DBG((dbg, LEVEL_1, "Insert remat %+F of %+F before reloader %+F\n", res, spilled, reloader));
 707
 708         if (! is_Proj(res)) {
 709                 /* insert in schedule */
 710                 sched_reset(res);
 711                 sched_add_before(reloader, res);
 712 #ifdef FIRM_STATISTICS
 713                 env->remat_count++;
 714 #endif
 715         }
 716
 717         return res;
 718 }
 719
 720 double be_get_spill_costs(spill_env_t *env, ir_node *to_spill, ir_node *after)
 721 {
 722         ir_node *block = get_nodes_block(after);
 723         double   freq  = get_block_execfreq(env->exec_freq, block);
 724         (void) to_spill;
 725
 726         return env->spill_cost * freq;
 727 }
 728
 729 double be_get_reload_costs(spill_env_t *env, ir_node *to_spill, ir_node *before)
 730 {
 731         ir_node      *block = get_nodes_block(before);
 732         double        freq  = get_block_execfreq(env->exec_freq, block);
 733
 734         if(be_do_remats) {
 735                 /* is the node rematerializable? */
 736                 int costs = check_remat_conditions_costs(env, to_spill, before, 0);
 737                 if(costs < env->reload_cost)
 738                         return costs * freq;
 739         }
 740
 741         return env->reload_cost * freq;
 742 }
 743
 744 int be_is_rematerializable(spill_env_t *env, const ir_node *to_remat, const ir_node *before)
 745 {
 746         return check_remat_conditions_costs(env, to_remat, before, 0) < REMAT_COST_INFINITE;
 747 }
 748
 749 double be_get_reload_costs_on_edge(spill_env_t *env, ir_node *to_spill,
 750                                 ir_node *block, int pos)
 751 {
 752         ir_node *before = get_block_insertion_point(block, pos);
 753         return be_get_reload_costs(env, to_spill, before);
 754 }
 755
 756 /*
 757  *  ___                     _     ____      _                 _
 758  * |_ _|_ __  ___  ___ _ __| |_  |  _ \ ___| | ___   __ _  __| |___
 759  *  | || '_ \/ __|/ _ \ '__| __| | |_) / _ \ |/ _ \ / _` |/ _` / __|
 760  *  | || | | \__ \  __/ |  | |_  |  _ <  __/ | (_) | (_| | (_| \__ \
 761  * |___|_| |_|___/\___|_|   \__| |_| \_\___|_|\___/ \__,_|\__,_|___/
 762  *
 763  */
 764
 765 void be_insert_spills_reloads(spill_env_t *env)
 766 {
 767         const arch_env_t      *arch_env  = env->arch_env;
 768         const ir_exec_freq    *exec_freq = env->exec_freq;
 769         spill_info_t          *si;
 770         ir_nodeset_iterator_t  iter;
 771         ir_node               *node;
 772
 773         /* create all phi-ms first, this is needed so, that phis, hanging on
 774            spilled phis work correctly */
 775         foreach_ir_nodeset(&env->mem_phis, node, iter) {
 776                 spill_info_t *info = get_spillinfo(env, node);
 777                 spill_node(env, info);
 778         }
 779
 780         /* process each spilled node */
 781         for (si = set_first(env->spills); si; si = set_next(env->spills)) {
 782                 reloader_t *rld;
 783                 ir_node  *to_spill        = si->to_spill;
 784                 ir_mode  *mode            = get_irn_mode(to_spill);
 785                 ir_node **copies          = NEW_ARR_F(ir_node*, 0);
 786                 double    all_remat_costs = 0; /** costs when we would remat all nodes */
 787                 int       force_remat     = 0;
 788
 789                 DBG((dbg, LEVEL_1, "\nhandling all reloaders of %+F:\n", to_spill));
 790
 791                 /* determine possibility of rematerialisations */
 792                 if(be_do_remats) {
 793                         for (rld = si->reloaders; rld != NULL; rld = rld->next) {
 794                                 double   freq;
 795                                 int      remat_cost;
 796                                 int      remat_cost_delta;
 797                                 ir_node *block;
 798                                 ir_node *reloader = rld->reloader;
 799
 800                                 if(rld->rematted_node != NULL) {
 801                                         DBG((dbg, LEVEL_2, "\tforced remat %+F before %+F\n",
 802                                              rld->rematted_node, reloader));
 803                                         continue;
 804                                 }
 805                                 if(rld->remat_cost_delta >= REMAT_COST_INFINITE) {
 806                                         DBG((dbg, LEVEL_2, "\treload before %+F is forbidden\n",
 807                                              reloader));
 808                                         all_remat_costs = REMAT_COST_INFINITE;
 809                                         continue;
 810                                 }
 811
 812                                 remat_cost  = check_remat_conditions_costs(env, to_spill,
 813                                                                            reloader, 0);
 814                                 if(remat_cost >= REMAT_COST_INFINITE) {
 815                                         DBG((dbg, LEVEL_2, "\tremat before %+F not possible\n",
 816                                              reloader));
 817                                         rld->remat_cost_delta = REMAT_COST_INFINITE;
 818                                         all_remat_costs       = REMAT_COST_INFINITE;
 819                                         continue;
 820                                 }
 821
 822                                 remat_cost_delta      = remat_cost - env->reload_cost;
 823                                 rld->remat_cost_delta = remat_cost_delta;
 824                                 block                 = is_Block(reloader) ? reloader : get_nodes_block(reloader);
 825                                 freq                  = get_block_execfreq(exec_freq, block);
 826                                 all_remat_costs      += remat_cost_delta * freq;
 827                                 DBG((dbg, LEVEL_2, "\tremat costs delta before %+F: "
 828                                      "%d (rel %f)\n", reloader, remat_cost_delta,
 829                                      remat_cost_delta * freq));
 830                         }
 831                         if(all_remat_costs < REMAT_COST_INFINITE) {
 832                                 ir_node *block = get_nodes_block(to_spill);
 833                                 double   freq  = get_block_execfreq(exec_freq, block);
 834                                 /* we don't need the costs for the spill if we can remat
 835                                    all reloaders */
 836                                 all_remat_costs -= env->spill_cost * freq;
 837
 838                                 DBG((dbg, LEVEL_2, "\tspill costs %d (rel %f)\n",
 839                                      env->spill_cost, env->spill_cost * freq));
 840                         }
 841
 842                         if(all_remat_costs < 0) {
 843                                 DBG((dbg, LEVEL_1, "\nforcing remats of all reloaders (%f)\n",
 844                                      all_remat_costs));
 845                                 force_remat = 1;
 846                         }
 847                 }
 848
 849                 /* go through all reloads for this spill */
 850                 for (rld = si->reloaders; rld != NULL; rld = rld->next) {
 851                         ir_node *copy; /* a reload is a "copy" of the original value */
 852
 853                         if (rld->rematted_node != NULL) {
 854                                 copy = rld->rematted_node;
 855                                 sched_add_before(rld->reloader, copy);
 856                         } else if (be_do_remats &&
 857                                         (force_remat || rld->remat_cost_delta < 0)) {
 858                                 copy = do_remat(env, to_spill, rld->reloader);
 859                         } else {
 860                                 /* make sure we have a spill */
 861                                 if (si->spill == NULL) {
 862                                         spill_node(env, si);
 863                                 }
 864
 865                                 /* create a reload */
 866                                 copy = be_reload(arch_env, si->reload_cls, rld->reloader, mode,
 867                                                  si->spill);
 868 #ifdef FIRM_STATISTICS
 869                                 env->reload_count++;
 870 #endif
 871                         }
 872
 873                         DBG((dbg, LEVEL_1, " %+F of %+F before %+F\n",
 874                              copy, to_spill, rld->reloader));
 875                         ARR_APP1(ir_node*, copies, copy);
 876                 }
 877
 878                 /* if we had any reloads or remats, then we need to reconstruct the
 879                  * SSA form for the spilled value */
 880                 if (ARR_LEN(copies) > 0) {
 881                         be_ssa_construction_env_t senv;
 882                         /* be_lv_t *lv = be_get_birg_liveness(env->birg); */
 883
 884                         be_ssa_construction_init(&senv, env->birg);
 885                         be_ssa_construction_add_copy(&senv, to_spill);
 886                         be_ssa_construction_add_copies(&senv, copies, ARR_LEN(copies));
 887                         be_ssa_construction_fix_users(&senv, to_spill);
 888
 889 #if 0
 890                         /* no need to enable this as long as we invalidate liveness
 891                            after this function... */
 892                         be_ssa_construction_update_liveness_phis(&senv);
 893                         be_liveness_update(to_spill);
 894                         len = ARR_LEN(copies);
 895                         for(i = 0; i < len; ++i) {
 896                                 be_liveness_update(lv, copies[i]);
 897                         }
 898 #endif
 899                         be_ssa_construction_destroy(&senv);
 900                 }
 901
 902                 DEL_ARR_F(copies);
 903                 si->reloaders = NULL;
 904         }
 905
 906         stat_ev_dbl("spill_spills", env->spill_count);
 907         stat_ev_dbl("spill_reloads", env->reload_count);
 908         stat_ev_dbl("spill_remats", env->remat_count);
 909         stat_ev_dbl("spill_spilled_phis", env->spilled_phi_count);
 910
 911         /* Matze: In theory be_ssa_construction should take care of the liveness...
 912          * try to disable this again in the future */
 913         be_liveness_invalidate(env->birg->lv);
 914
 915         be_remove_dead_nodes_from_schedule(env->birg);
 916 }
 917
 918 void be_init_spill(void)
 919 {
 920         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.be.spill");
 921 }
 922
 923 BE_REGISTER_MODULE_CONSTRUCTOR(be_init_spill);