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       Main spill driver.
  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 /* only rematerialise when costs are less than REMAT_COST_LIMIT */
  68 /* TODO determine a good value here... */
  69 #define REMAT_COST_LIMIT        10
  70
  71 #define REMAT_COST_INFINITE  1000
  72
  73 typedef struct reloader_t reloader_t;
  74 struct reloader_t {
  75         reloader_t *next;
  76         ir_node    *reloader;
  77         ir_node    *rematted_node;
  78         int         remat_cost_delta; /** costs needed for rematerialization,
  79                                            compared to placing a reload */
  80 };
  81
  82 typedef struct spill_info_t spill_info_t;
  83 struct spill_info_t {
  84         /** the value that should get spilled */
  85         ir_node *to_spill;
  86         /** list of places where the value should get reloaded */
  87         reloader_t *reloaders;
  88
  89         /** the spill node, or a PhiM node */
  90         ir_node *spill;
  91         /** if we had the value of a phi spilled before but not the phi itself then
  92          * this field contains the spill for the phi value */
  93         ir_node *old_spill;
  94
  95         /** the register class in which the reload should be placed */
  96         const arch_register_class_t *reload_cls;
  97 };
  98
  99 struct spill_env_t {
 100         const arch_env_t *arch_env;
 101         ir_graph *irg;
 102         struct obstack obst;
 103         be_irg_t *birg;
 104         int spill_cost;     /**< the cost of a single spill node */
 105         int reload_cost;    /**< the cost of a reload node */
 106         set *spills;        /**< all spill_info_t's, which must be placed */
 107         ir_nodeset_t mem_phis;     /**< set of all special spilled phis. allocated and freed separately */
 108 #ifdef FIRM_STATISTICS
 109         int   spill_count;
 110         int   reload_count;
 111         int   remat_count;
 112         int   spilled_phi_count;
 113 #endif
 114 };
 115
 116 /**
 117  * Compare two spill infos.
 118  */
 119 static int cmp_spillinfo(const void *x, const void *y, size_t size) {
 120         const spill_info_t *xx = x;
 121         const spill_info_t *yy = y;
 122         return xx->to_spill != yy->to_spill;
 123 }
 124
 125 /**
 126  * Returns spill info for a specific value (returns NULL if the info doesn't
 127  * exist yet)
 128  */
 129 static spill_info_t *find_spillinfo(const spill_env_t *env, ir_node *value) {
 130         spill_info_t info;
 131         int hash = nodeset_hash(value);
 132
 133         info.to_spill = value;
 134
 135         return set_find(env->spills, &info, sizeof(info), hash);
 136 }
 137
 138 /**
 139  * Returns spill info for a specific value (the value that is to be spilled)
 140  */
 141 static spill_info_t *get_spillinfo(const spill_env_t *env, ir_node *value)
 142 {
 143         spill_info_t info, *res;
 144         int hash = nodeset_hash(value);
 145
 146         info.to_spill = value;
 147         res = set_find(env->spills, &info, sizeof(info), hash);
 148
 149         if (res == NULL) {
 150                 info.reloaders = NULL;
 151                 info.spill = NULL;
 152                 info.old_spill = NULL;
 153                 info.reload_cls = NULL;
 154                 res = set_insert(env->spills, &info, sizeof(info), hash);
 155         }
 156
 157         return res;
 158 }
 159
 160 /* Creates a new spill environment. */
 161 spill_env_t *be_new_spill_env(be_irg_t *birg)
 162 {
 163         const arch_env_t *arch_env = birg->main_env->arch_env;
 164
 165         spill_env_t *env        = xmalloc(sizeof(env[0]));
 166         env->spills                     = new_set(cmp_spillinfo, 1024);
 167         env->irg            = be_get_birg_irg(birg);
 168         env->birg           = birg;
 169         env->arch_env       = arch_env;
 170         ir_nodeset_init(&env->mem_phis);
 171         env->spill_cost     = arch_env->isa->spill_cost;
 172         env->reload_cost    = arch_env->isa->reload_cost;
 173         obstack_init(&env->obst);
 174 #ifdef FIRM_STATISTICS
 175         env->spill_count       = 0;
 176         env->reload_count      = 0;
 177         env->remat_count       = 0;
 178         env->spilled_phi_count = 0;
 179 #endif
 180
 181         return env;
 182 }
 183
 184 /* Deletes a spill environment. */
 185 void be_delete_spill_env(spill_env_t *env)
 186 {
 187         del_set(env->spills);
 188         ir_nodeset_destroy(&env->mem_phis);
 189         obstack_free(&env->obst, NULL);
 190         free(env);
 191 }
 192
 193 /*
 194  *  ____  _                  ____      _                 _
 195  * |  _ \| | __ _  ___ ___  |  _ \ ___| | ___   __ _  __| |___
 196  * | |_) | |/ _` |/ __/ _ \ | |_) / _ \ |/ _ \ / _` |/ _` / __|
 197  * |  __/| | (_| | (_|  __/ |  _ <  __/ | (_) | (_| | (_| \__ \
 198  * |_|   |_|\__,_|\___\___| |_| \_\___|_|\___/ \__,_|\__,_|___/
 199  *
 200  */
 201
 202 void be_add_remat(spill_env_t *env, ir_node *to_spill, ir_node *before,
 203                   ir_node *rematted_node)
 204 {
 205         spill_info_t *spill_info;
 206         reloader_t *reloader;
 207
 208         spill_info = get_spillinfo(env, to_spill);
 209
 210         /* add the remat information */
 211         reloader                = obstack_alloc(&env->obst, sizeof(reloader[0]));
 212         reloader->next          = spill_info->reloaders;
 213         reloader->reloader      = before;
 214         reloader->rematted_node = rematted_node;
 215         reloader->remat_cost_delta = 0; /* delta is 0 since we will do a remat in
 216                                            each, as we will never place a reload,
 217                                            we will never have a cost win */
 218
 219         spill_info->reloaders  = reloader;
 220
 221         DBG((dbg, LEVEL_1, "creating spillinfo for %+F, will be rematerialized before %+F\n",
 222                 to_spill, before));
 223 }
 224
 225 void be_add_reload(spill_env_t *env, ir_node *to_spill, ir_node *before,
 226                    const arch_register_class_t *reload_cls, int allow_remat)
 227 {
 228         spill_info_t *info;
 229         reloader_t *rel;
 230
 231         info = get_spillinfo(env, to_spill);
 232
 233         if (is_Phi(to_spill)) {
 234                 int i, arity;
 235
 236                 /* create spillinfos for the phi arguments */
 237                 for (i = 0, arity = get_irn_arity(to_spill); i < arity; ++i) {
 238                         ir_node *arg = get_irn_n(to_spill, i);
 239                         get_spillinfo(env, arg);
 240                 }
 241
 242 #if 1
 243                 /* hackery... sometimes the morgan algo spilled the value of a phi,
 244                  * the belady algo decides later to spill the whole phi, then sees the
 245                  * spill node and adds a reload for that spill node, problem is the
 246                  * reload gets attach to that same spill (and is totally unnecessary)
 247                  */
 248                 if (info->old_spill != NULL &&
 249                         (before == info->old_spill || value_dominates(before, info->old_spill)))
 250                 {
 251                         printf("spilledphi hack was needed...\n");
 252                         before = sched_next(info->old_spill);
 253                 }
 254 #endif
 255         }
 256
 257         /* put reload into list */
 258         rel                = obstack_alloc(&env->obst, sizeof(rel[0]));
 259         rel->next          = info->reloaders;
 260         rel->reloader      = before;
 261         rel->rematted_node = NULL;
 262         if(!allow_remat) {
 263                 rel->remat_cost_delta = REMAT_COST_INFINITE;
 264         } else {
 265                 rel->remat_cost_delta = 0;
 266         }
 267
 268         info->reloaders  = rel;
 269         assert(info->reload_cls == NULL || info->reload_cls == reload_cls);
 270         info->reload_cls = reload_cls;
 271
 272         DBG((dbg, LEVEL_1, "creating spillinfo for %+F, will be reloaded before %+F, may%s be rematerialized\n",
 273                 to_spill, before, allow_remat ? "" : " not"));
 274 }
 275
 276 /**
 277  * Returns the point at which you can insert a node that should be executed
 278  * before block @p block when coming from pred @p pos.
 279  */
 280 static ir_node *get_block_insertion_point(ir_node *block, int pos) {
 281         ir_node *predblock, *last;
 282
 283         /* simply add the reload to the beginning of the block if we only have 1
 284          * predecessor. We don't need to check for phis as there can't be any in a
 285          * block with only 1 pred. */
 286         if(get_Block_n_cfgpreds(block) == 1) {
 287                 assert(!is_Phi(sched_first(block)));
 288                 return sched_first(block);
 289         }
 290
 291         /* We have to reload the value in pred-block */
 292         predblock = get_Block_cfgpred_block(block, pos);
 293         last = sched_last(predblock);
 294
 295         /* we might have projs and keepanys behind the jump... */
 296         while(is_Proj(last) || be_is_Keep(last)) {
 297                 last = sched_prev(last);
 298                 assert(!sched_is_end(last));
 299         }
 300
 301         if(!is_cfop(last)) {
 302                 last = sched_next(last);
 303                 /* last node must be a cfop, only exception is the start block */
 304                 assert(last     == get_irg_start_block(get_irn_irg(block)));
 305         }
 306
 307         /* add the reload before the (cond-)jump */
 308         return last;
 309 }
 310
 311 void be_add_reload_on_edge(spill_env_t *env, ir_node *to_spill, ir_node *block,
 312                            int pos,     const arch_register_class_t *reload_cls,
 313                            int allow_remat)
 314 {
 315         ir_node *before = get_block_insertion_point(block, pos);
 316         be_add_reload(env, to_spill, before, reload_cls, allow_remat);
 317 }
 318
 319 void be_spill_phi(spill_env_t *env, ir_node *node)
 320 {
 321         spill_info_t* spill;
 322         int i, arity;
 323
 324         assert(is_Phi(node));
 325
 326         ir_nodeset_insert(&env->mem_phis, node);
 327
 328         /* create spillinfos for the phi arguments */
 329         spill = get_spillinfo(env, node);
 330         for(i = 0, arity = get_irn_arity(node); i < arity; ++i) {
 331                 ir_node *arg = get_irn_n(node, i);
 332                 get_spillinfo(env, arg);
 333         }
 334
 335         /* if we had a spill for the phi value before, then remove this spill from
 336          * schedule, as we will remove it in the insert spill/reload phase
 337          */
 338         if(spill->spill != NULL && !is_Phi(spill->spill)) {
 339                 assert(spill->old_spill == NULL);
 340                 spill->old_spill = spill->spill;
 341                 spill->spill = NULL;
 342         }
 343 }
 344
 345 /*
 346  *   ____                _         ____        _ _ _
 347  *  / ___|_ __ ___  __ _| |_ ___  / ___| _ __ (_) | |___
 348  * | |   | '__/ _ \/ _` | __/ _ \ \___ \| '_ \| | | / __|
 349  * | |___| | |  __/ (_| | ||  __/  ___) | |_) | | | \__ \
 350  *  \____|_|  \___|\__,_|\__\___| |____/| .__/|_|_|_|___/
 351  *                                      |_|
 352  */
 353
 354 /**
 355  * Schedules a node after an instruction. That is the place after all projs and
 356  * phis that are scheduled after the instruction. This function also skips phi
 357  * nodes at the beginning of a block
 358  */
 359 static
 360 void sched_add_after_insn(ir_node *sched_after, ir_node *node)
 361 {
 362         ir_node *next = sched_next(sched_after);
 363         while(is_Proj(next) || is_Phi(next)) {
 364                 next = sched_next(next);
 365         }
 366         assert(next != NULL);
 367
 368         if(sched_is_end(next)) {
 369                 sched_add_after(sched_last(get_nodes_block(sched_after)), node);
 370         } else {
 371                 sched_add_before(next, node);
 372         }
 373 }
 374
 375 /**
 376  * Creates a spill.
 377  *
 378  * @param senv      the spill environment
 379  * @param irn       the node that should be spilled
 380  * @param ctx_irn   an user of the spilled node
 381  *
 382  * @return a be_Spill node
 383  */
 384 static
 385 void spill_irn(spill_env_t *env, spill_info_t *spillinfo)
 386 {
 387         optimization_state_t  opt;
 388         ir_node              *to_spill = spillinfo->to_spill;
 389
 390         DBG((dbg, LEVEL_1, "spilling %+F ... ", to_spill));
 391
 392         /* Trying to spill an already spilled value, no need for a new spill
 393          * node then, we can simply connect to the same one for this reload
 394          *
 395          * Normally reloads get simply rematerialized instead of spilled again; this
 396          * can happen annyway when the reload is the pred of a phi to spill)
 397          */
 398         if (be_is_Reload(to_spill)) {
 399                 spillinfo->spill = get_irn_n(to_spill, be_pos_Reload_mem);
 400                 DB((dbg, LEVEL_1, "skip reload, using existing spill %+F\n", spillinfo->spill));
 401                 return;
 402         }
 403
 404         assert(!(arch_irn_is(env->arch_env, to_spill, dont_spill)
 405                                 && "Attempt to spill a node marked 'dont_spill'"));
 406
 407         /* some backends have virtual noreg/unknown nodes that are not scheduled */
 408         if(!sched_is_scheduled(to_spill)) {
 409                 spillinfo->spill = new_NoMem();
 410                 return;
 411         }
 412
 413
 414         /*
 415          * We switch on optimizations here to get CSE. This is needed as the STA
 416          * backends has some extra spill phases and we want to make use of those
 417          * spills instead of creating new ones.
 418          */
 419         save_optimization_state(&opt);
 420         set_optimize(1);
 421         spillinfo->spill = be_spill(env->arch_env, to_spill);
 422         restore_optimization_state(&opt);
 423         if (! sched_is_scheduled(spillinfo->spill)) {
 424                 DB((dbg, LEVEL_1, "add spill %+F after %+F\n", spillinfo->spill, to_spill));
 425 #ifdef FIRM_STATISTICS
 426                 env->spill_count++;
 427 #endif
 428                 sched_add_after_insn(to_spill, spillinfo->spill);
 429         } else {
 430                 DB((dbg, LEVEL_1, "re-using spill %+F after %+F\n", spillinfo->spill, to_spill));
 431         }
 432 }
 433
 434 static
 435 void spill_node(spill_env_t *env, spill_info_t *spillinfo);
 436
 437 /**
 438  * If the first usage of a Phi result would be out of memory
 439  * there is no sense in allocating a register for it.
 440  * Thus we spill it and all its operands to the same spill slot.
 441  * Therefore the phi/dataB becomes a phi/Memory
 442  *
 443  * @param senv      the spill environment
 444  * @param phi       the Phi node that should be spilled
 445  * @param ctx_irn   an user of the spilled node
 446  */
 447 static
 448 void spill_phi(spill_env_t *env, spill_info_t *spillinfo)
 449 {
 450         ir_node *phi = spillinfo->to_spill;
 451         int i;
 452         int arity = get_irn_arity(phi);
 453         ir_node     *block    = get_nodes_block(phi);
 454         ir_node     **ins;
 455
 456         assert(is_Phi(phi));
 457
 458         DBG((dbg, LEVEL_1, "spilling Phi %+F:\n", phi));
 459         /* build a new PhiM */
 460         ins = alloca(sizeof(ir_node*) * arity);
 461         for(i = 0; i < arity; ++i) {
 462                 ins[i] = get_irg_bad(env->irg);
 463         }
 464         spillinfo->spill = new_r_Phi(env->irg, block, arity, ins, mode_M);
 465 #ifdef FIRM_STATISTICS
 466         env->spilled_phi_count++;
 467 #endif
 468
 469         for(i = 0; i < arity; ++i) {
 470                 ir_node *arg = get_irn_n(phi, i);
 471                 spill_info_t *arg_info = get_spillinfo(env, arg);
 472
 473                 spill_node(env, arg_info);
 474
 475                 set_irn_n(spillinfo->spill, i, arg_info->spill);
 476         }
 477         DBG((dbg, LEVEL_1, "... done spilling Phi %+F, created PhiM %+F\n", phi, spillinfo->spill));
 478
 479         /* rewire reloads from old_spill to phi */
 480         if (spillinfo->old_spill != NULL) {
 481                 const ir_edge_t *edge, *next;
 482                 ir_node *old_spill = spillinfo->old_spill;
 483
 484                 DBG((dbg, LEVEL_1, "old spill found, rewiring reloads:\n"));
 485
 486                 foreach_out_edge_safe(old_spill, edge, next) {
 487                         ir_node *reload = get_edge_src_irn(edge);
 488                         int     pos     = get_edge_src_pos(edge);
 489
 490                         DBG((dbg, LEVEL_1, "\tset input %d of %+F to %+F\n", pos, reload, spillinfo->spill));
 491
 492                         assert(be_is_Reload(reload) || is_Phi(reload));
 493                         set_irn_n(reload, pos, spillinfo->spill);
 494                 }
 495                 DBG((dbg, LEVEL_1, "\tset input of %+F to BAD\n", old_spill));
 496                 set_irn_n(old_spill, be_pos_Spill_val, new_Bad());
 497                 /* sched_remove(old_spill); */
 498                 spillinfo->old_spill = NULL;
 499         }
 500 }
 501
 502 /**
 503  * Spill a node.
 504  *
 505  * @param senv      the spill environment
 506  * @param to_spill  the node that should be spilled
 507  */
 508 static
 509 void spill_node(spill_env_t *env, spill_info_t *spillinfo)
 510 {
 511         ir_node *to_spill;
 512
 513         /* the node should be tagged for spilling already... */
 514         if(spillinfo->spill != NULL)
 515                 return;
 516
 517         to_spill = spillinfo->to_spill;
 518
 519         if (is_Phi(to_spill) && ir_nodeset_contains(&env->mem_phis, to_spill)) {
 520                 spill_phi(env, spillinfo);
 521         } else {
 522                 spill_irn(env, spillinfo);
 523         }
 524 }
 525
 526 /*
 527  *
 528  *  ____                      _            _       _ _
 529  * |  _ \ ___ _ __ ___   __ _| |_ ___ _ __(_) __ _| (_)_______
 530  * | |_) / _ \ '_ ` _ \ / _` | __/ _ \ '__| |/ _` | | |_  / _ \
 531  * |  _ <  __/ | | | | | (_| | ||  __/ |  | | (_| | | |/ /  __/
 532  * |_| \_\___|_| |_| |_|\__,_|\__\___|_|  |_|\__,_|_|_/___\___|
 533  *
 534  */
 535
 536 /**
 537  * Tests whether value @p arg is available before node @p reloader
 538  * @returns 1 if value is available, 0 otherwise
 539  */
 540 static
 541 int is_value_available(spill_env_t *env, ir_node *arg, ir_node *reloader)
 542 {
 543         if(is_Unknown(arg) || arg == new_NoMem())
 544                 return 1;
 545
 546         if(be_is_Spill(arg))
 547                 return 1;
 548
 549         if(arg == get_irg_frame(env->irg))
 550                 return 1;
 551
 552         /* hack for now (happens when command should be inserted at end of block) */
 553         if(is_Block(reloader)) {
 554                 return 0;
 555         }
 556
 557         /*
 558          * Ignore registers are always available
 559          */
 560         if(arch_irn_is(env->arch_env, arg, ignore)) {
 561                 return 1;
 562         }
 563
 564         /* the following test does not work while spilling,
 565          * because the liveness info is not adapted yet to the effects of the
 566          * additional spills/reloads.
 567          */
 568 #if 0
 569         /* we want to remat before the insn reloader
 570          * thus an arguments is alive if
 571          *   - it interferes with the reloaders result
 572          *   - or it is (last-) used by reloader itself
 573          */
 574         if (values_interfere(env->birg->lv, reloader, arg)) {
 575                 return 1;
 576         }
 577
 578         arity = get_irn_arity(reloader);
 579         for (i = 0; i < arity; ++i) {
 580                 ir_node *rel_arg = get_irn_n(reloader, i);
 581                 if (rel_arg == arg)
 582                         return 1;
 583         }
 584 #endif
 585
 586         return 0;
 587 }
 588
 589 /**
 590  * Checks whether the node can principally be rematerialized
 591  */
 592 static
 593 int is_remat_node(spill_env_t *env, ir_node *node)
 594 {
 595         const arch_env_t *arch_env = env->arch_env;
 596
 597         assert(!be_is_Spill(node));
 598
 599         if(arch_irn_is(arch_env, node, rematerializable))
 600                 return 1;
 601
 602         return 0;
 603 }
 604
 605 /**
 606  * Check if a node is rematerializable. This tests for the following conditions:
 607  *
 608  * - The node itself is rematerializable
 609  * - All arguments of the node are available or also rematerialisable
 610  * - The costs for the rematerialisation operation is less or equal a limit
 611  *
 612  * Returns the costs needed for rematerialisation or something
 613  * >= REMAT_COST_INFINITE if remat is not possible.
 614  */
 615 static
 616 int check_remat_conditions_costs(spill_env_t *env, ir_node *spilled,
 617                                  ir_node *reloader, int parentcosts)
 618 {
 619         int i, arity;
 620         int argremats;
 621         int costs = 0;
 622
 623         if(!is_remat_node(env, spilled))
 624                 return REMAT_COST_INFINITE;
 625
 626         if(be_is_Reload(spilled)) {
 627                 costs += 2;
 628         } else {
 629                 costs += arch_get_op_estimated_cost(env->arch_env, spilled);
 630         }
 631         if(parentcosts + costs >= env->reload_cost + env->spill_cost) {
 632                 return REMAT_COST_INFINITE;
 633         }
 634
 635         argremats = 0;
 636         for(i = 0, arity = get_irn_arity(spilled); i < arity; ++i) {
 637                 ir_node *arg = get_irn_n(spilled, i);
 638
 639                 if(is_value_available(env, arg, reloader))
 640                         continue;
 641
 642                 /* we have to rematerialize the argument as well */
 643                 if(argremats >= 1) {
 644                         /* we only support rematerializing 1 argument at the moment,
 645                          * so that we don't have to care about register pressure
 646                          */
 647                         return REMAT_COST_INFINITE;
 648                 }
 649                 argremats++;
 650
 651                 costs += check_remat_conditions_costs(env, arg, reloader, parentcosts + costs);
 652                 if(parentcosts + costs >= env->reload_cost + env->spill_cost)
 653                         return REMAT_COST_INFINITE;
 654         }
 655
 656         return costs;
 657 }
 658
 659 /**
 660  * Re-materialize a node.
 661  *
 662  * @param senv      the spill environment
 663  * @param spilled   the node that was spilled
 664  * @param reloader  a irn that requires a reload
 665  */
 666 static
 667 ir_node *do_remat(spill_env_t *env, ir_node *spilled, ir_node *reloader)
 668 {
 669         int i, arity;
 670         ir_node *res;
 671         ir_node *bl;
 672         ir_node **ins;
 673
 674         if(is_Block(reloader)) {
 675                 bl = reloader;
 676         } else {
 677                 bl = get_nodes_block(reloader);
 678         }
 679
 680         ins = alloca(get_irn_arity(spilled) * sizeof(ins[0]));
 681         for(i = 0, arity = get_irn_arity(spilled); i < arity; ++i) {
 682                 ir_node *arg = get_irn_n(spilled, i);
 683
 684                 if(is_value_available(env, arg, reloader)) {
 685                         ins[i] = arg;
 686                 } else {
 687                         ins[i] = do_remat(env, arg, reloader);
 688 #ifdef FIRM_STATISTICS
 689                         /* don't count the recursive call as remat */
 690                         env->remat_count--;
 691 #endif
 692                 }
 693         }
 694
 695         /* create a copy of the node */
 696         res = new_ir_node(get_irn_dbg_info(spilled), env->irg, bl,
 697                           get_irn_op(spilled), get_irn_mode(spilled),
 698                           get_irn_arity(spilled), ins);
 699         copy_node_attr(spilled, res);
 700         new_backedge_info(res);
 701         sched_reset(res);
 702
 703         DBG((dbg, LEVEL_1, "Insert remat %+F of %+F before reloader %+F\n", res, spilled, reloader));
 704
 705         /* insert in schedule */
 706         sched_add_before(reloader, res);
 707 #ifdef FIRM_STATISTICS
 708         env->remat_count++;
 709 #endif
 710
 711         return res;
 712 }
 713
 714 int be_get_reload_costs(spill_env_t *env, ir_node *to_spill, ir_node *before)
 715 {
 716         spill_info_t *spill_info;
 717
 718         if(be_do_remats) {
 719                 /* is the node rematerializable? */
 720                 int costs = check_remat_conditions_costs(env, to_spill, before, 0);
 721                 if(costs < env->spill_cost + env->reload_cost)
 722                         return costs;
 723         }
 724
 725         /* do we already have a spill? */
 726         spill_info = find_spillinfo(env, to_spill);
 727         if(spill_info != NULL && spill_info->spill != NULL)
 728                 return env->reload_cost;
 729
 730         return env->spill_cost + env->reload_cost;
 731 }
 732
 733 int be_get_reload_costs_on_edge(spill_env_t *env, ir_node *to_spill,
 734                                 ir_node *block, int pos)
 735 {
 736         ir_node *before = get_block_insertion_point(block, pos);
 737         return be_get_reload_costs(env, to_spill, before);
 738 }
 739
 740 /*
 741  *  ___                     _     ____      _                 _
 742  * |_ _|_ __  ___  ___ _ __| |_  |  _ \ ___| | ___   __ _  __| |___
 743  *  | || '_ \/ __|/ _ \ '__| __| | |_) / _ \ |/ _ \ / _` |/ _` / __|
 744  *  | || | | \__ \  __/ |  | |_  |  _ <  __/ | (_) | (_| | (_| \__ \
 745  * |___|_| |_|___/\___|_|   \__| |_| \_\___|_|\___/ \__,_|\__,_|___/
 746  *
 747  */
 748
 749 void be_insert_spills_reloads(spill_env_t *env)
 750 {
 751         const arch_env_t      *arch_env  = env->arch_env;
 752         const ir_exec_freq    *exec_freq = be_get_birg_exec_freq(env->birg);
 753         spill_info_t          *si;
 754         ir_nodeset_iterator_t  iter;
 755         ir_node               *node;
 756
 757         /* create all phi-ms first, this is needed so, that phis, hanging on
 758            spilled phis work correctly */
 759         foreach_ir_nodeset(&env->mem_phis, node, iter) {
 760                 spill_info_t *info = get_spillinfo(env, node);
 761                 spill_node(env, info);
 762         }
 763
 764         /* process each spilled node */
 765         for (si = set_first(env->spills); si; si = set_next(env->spills)) {
 766                 reloader_t *rld;
 767                 ir_node  *to_spill        = si->to_spill;
 768                 ir_mode  *mode            = get_irn_mode(to_spill);
 769                 ir_node **copies          = NEW_ARR_F(ir_node*, 0);
 770                 double    all_remat_costs = 0; /** costs when we would remat all nodes */
 771                 int       force_remat     = 0;
 772
 773                 DBG((dbg, LEVEL_1, "\nhandling all reloaders of %+F:\n", to_spill));
 774
 775                 /* determine possibility of rematerialisations */
 776                 if(be_do_remats) {
 777                         for (rld = si->reloaders; rld != NULL; rld = rld->next) {
 778                                 double   freq;
 779                                 int      remat_cost;
 780                                 int      remat_cost_delta;
 781                                 ir_node *block;
 782                                 ir_node *reloader = rld->reloader;
 783
 784                                 if(rld->rematted_node != NULL) {
 785                                         DBG((dbg, LEVEL_2, "\tforced remat %+F before %+F\n",
 786                                              rld->rematted_node, reloader));
 787                                         continue;
 788                                 }
 789                                 if(rld->remat_cost_delta >= REMAT_COST_INFINITE) {
 790                                         DBG((dbg, LEVEL_2, "\treload before %+F is forbidden\n",
 791                                              reloader));
 792                                         all_remat_costs = REMAT_COST_INFINITE;
 793                                         continue;
 794                                 }
 795
 796                                 remat_cost  = check_remat_conditions_costs(env, to_spill,
 797                                                                            reloader, 0);
 798                                 if(remat_cost >= REMAT_COST_INFINITE) {
 799                                         DBG((dbg, LEVEL_2, "\tremat before %+F not possible\n",
 800                                              reloader));
 801                                         rld->remat_cost_delta = REMAT_COST_INFINITE;
 802                                         all_remat_costs       = REMAT_COST_INFINITE;
 803                                         continue;
 804                                 }
 805
 806                                 remat_cost_delta      = remat_cost - env->reload_cost;
 807                                 rld->remat_cost_delta = remat_cost_delta;
 808                                 block                 = get_nodes_block(reloader);
 809                                 freq                  = get_block_execfreq(exec_freq, block);
 810                                 all_remat_costs      += remat_cost_delta * freq;
 811                                 DBG((dbg, LEVEL_2, "\tremat costs delta before %+F: "
 812                                      "%d (rel %f)\n", reloader, remat_cost_delta,
 813                                      remat_cost_delta * freq));
 814                         }
 815                         if(all_remat_costs < REMAT_COST_INFINITE) {
 816                                 ir_node *block = get_nodes_block(to_spill);
 817                                 double   freq  = get_block_execfreq(exec_freq, block);
 818                                 /* we don't need the costs for the spill if we can remat
 819                                    all reloaders */
 820                                 all_remat_costs -= env->spill_cost * freq;
 821
 822                                 DBG((dbg, LEVEL_2, "\tspill costs %d (rel %f)\n",
 823                                      env->spill_cost, env->spill_cost * freq));
 824                         }
 825
 826                         if(all_remat_costs < 0) {
 827                                 DBG((dbg, LEVEL_1, "\nforcing remats of all reloaders (%f)\n",
 828                                      all_remat_costs));
 829                                 force_remat = 1;
 830                         }
 831                 }
 832
 833                 /* go through all reloads for this spill */
 834                 for (rld = si->reloaders; rld != NULL; rld = rld->next) {
 835                         ir_node *copy; /* a reload is a "copy" of the original value */
 836
 837                         if (rld->rematted_node != NULL) {
 838                                 copy = rld->rematted_node;
 839                                 sched_add_before(rld->reloader, copy);
 840                         } else if (be_do_remats &&
 841                                         (force_remat || rld->remat_cost_delta < 0)) {
 842                                 copy = do_remat(env, to_spill, rld->reloader);
 843                         } else {
 844                                 /* make sure we have a spill */
 845                                 if (si->spill == NULL) {
 846                                         spill_node(env, si);
 847                                 }
 848
 849                                 /* create a reload */
 850                                 copy = be_reload(arch_env, si->reload_cls, rld->reloader, mode,
 851                                                  si->spill);
 852 #ifdef FIRM_STATISTICS
 853                                 env->reload_count++;
 854 #endif
 855                         }
 856
 857                         DBG((dbg, LEVEL_1, " %+F of %+F before %+F\n",
 858                              copy, to_spill, rld->reloader));
 859                         ARR_APP1(ir_node*, copies, copy);
 860                 }
 861
 862                 /* if we had any reloads or remats, then we need to reconstruct the
 863                  * SSA form for the spilled value */
 864                 if (ARR_LEN(copies) > 0) {
 865                         be_ssa_construction_env_t senv;
 866                         /* be_lv_t *lv = be_get_birg_liveness(env->birg); */
 867
 868                         be_ssa_construction_init(&senv, env->birg);
 869                         be_ssa_construction_add_copy(&senv, to_spill);
 870                         be_ssa_construction_add_copies(&senv, copies, ARR_LEN(copies));
 871                         be_ssa_construction_fix_users(&senv, to_spill);
 872
 873 #if 0
 874                         /* no need to enable this as long as we invalidate liveness
 875                            after this function... */
 876                         be_ssa_construction_update_liveness_phis(&senv);
 877                         be_liveness_update(to_spill);
 878                         len = ARR_LEN(copies);
 879                         for(i = 0; i < len; ++i) {
 880                                 be_liveness_update(lv, copies[i]);
 881                         }
 882 #endif
 883                         be_ssa_construction_destroy(&senv);
 884                 }
 885
 886                 DEL_ARR_F(copies);
 887                 si->reloaders = NULL;
 888         }
 889
 890 #ifdef FIRM_STATISTICS
 891         if (be_stat_ev_is_active()) {
 892                 be_stat_ev("spill_spills", env->spill_count);
 893                 be_stat_ev("spill_reloads", env->reload_count);
 894                 be_stat_ev("spill_remats", env->remat_count);
 895                 be_stat_ev("spill_spilled_phis", env->spilled_phi_count);
 896         }
 897 #endif
 898
 899         be_remove_dead_nodes_from_schedule(env->irg);
 900         /* Matze: In theory be_ssa_construction should take care of the liveness...
 901          * try to disable this again in the future */
 902         be_invalidate_liveness(env->birg);
 903 }
 904
 905 void be_init_spill(void)
 906 {
 907         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.be.spill");
 908 }
 909
 910 BE_REGISTER_MODULE_CONSTRUCTOR(be_init_spill);