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

   1 /**
   2  * Author:      Daniel Grund, Sebastian Hack
   3  * Date:                29.09.2005
   4  * Copyright:   (c) Universitaet Karlsruhe
   5  * Licence:     This file protected by GPL -  GNU GENERAL PUBLIC LICENSE.
   6  */
   7 #ifdef HAVE_CONFIG_H
   8 #include "config.h"
   9 #endif
  10
  11 #include <stdlib.h>
  12
  13 #include "pset.h"
  14 #include "irnode_t.h"
  15 #include "ircons_t.h"
  16 #include "iredges_t.h"
  17 #include "ident_t.h"
  18 #include "type_t.h"
  19 #include "entity_t.h"
  20 #include "debug.h"
  21 #include "irgwalk.h"
  22 #include "array.h"
  23 #include "pdeq.h"
  24
  25 #include "belive_t.h"
  26 #include "besched_t.h"
  27 #include "bespill.h"
  28 #include "benode_t.h"
  29 #include "bechordal_t.h"
  30
  31 #define REMAT
  32 /* This enables re-computation of values. Current state: Unfinished and buggy. */
  33 #undef BUGGY_REMAT
  34
  35 typedef struct _reloader_t reloader_t;
  36 typedef struct _spill_info_t spill_info_t;
  37
  38 struct _reloader_t {
  39         reloader_t *next;
  40         ir_node *reloader;
  41 };
  42
  43 struct _spill_info_t {
  44         ir_node *spilled_node;
  45         reloader_t *reloaders;
  46 };
  47
  48 typedef struct _spill_ctx_t {
  49         ir_node *spilled;  /**< The spilled node. */
  50         ir_node *user;     /**< The node this spill is for. */
  51         ir_node *spill;    /**< The spill itself. */
  52 } spill_ctx_t;
  53
  54 struct _spill_env_t {
  55         const arch_register_class_t *cls;
  56         const be_chordal_env_t *chordal_env;
  57         struct obstack obst;
  58         set *spill_ctxs;
  59         set *spills;                            /**< all spill_info_t's, which must be placed */
  60         pset *mem_phis;                         /**< set of all special spilled phis. allocated and freed separately */
  61         decide_irn_t is_mem_phi;        /**< callback func to decide if a phi needs special spilling */
  62         void *data;                                     /**< data passed to all callbacks */
  63         DEBUG_ONLY(firm_dbg_module_t *dbg;)
  64 };
  65
  66 /* associated Phi -> Spill*/
  67 typedef struct _phi_spill_assoc_t {
  68         ir_node *phi;
  69         ir_node *spill;
  70 } phi_spill_assoc_t;
  71
  72 /**
  73  * Compare two Phi->Spill associations.
  74  */
  75 static int cmp_phi_spill_assoc(const void *a, const void *b, size_t n) {
  76         const phi_spill_assoc_t *p1 = a;
  77         const phi_spill_assoc_t *p2 = b;
  78         return p1->phi != p2->phi;
  79 }
  80
  81 /**
  82  * compare two spill contexts.
  83  */
  84 static int cmp_spillctx(const void *a, const void *b, size_t n) {
  85         const spill_ctx_t *p = a;
  86         const spill_ctx_t *q = b;
  87         return p->user != q->user || p->spilled != q->spilled;
  88 }
  89
  90 /**
  91  * Compare two spill infos.
  92  */
  93 static int cmp_spillinfo(const void *x, const void *y, size_t size) {
  94         const spill_info_t *xx = x;
  95         const spill_info_t *yy = y;
  96         return xx->spilled_node != yy->spilled_node;
  97 }
  98
  99 DEBUG_ONLY(
 100 /* Sets the debug module of a spill environment. */
 101 void be_set_spill_env_dbg_module(spill_env_t *env, firm_dbg_module_t *dbg) {
 102         env->dbg = dbg;
 103 }
 104 )
 105
 106 /* Creates a new spill environment. */
 107 spill_env_t *be_new_spill_env(const be_chordal_env_t *chordal_env, decide_irn_t is_mem_phi, void *data) {
 108         spill_env_t *env = xmalloc(sizeof(env[0]));
 109         env->spill_ctxs  = new_set(cmp_spillctx, 1024);
 110         env->spills      = new_set(cmp_spillinfo, 1024);
 111         env->cls         = chordal_env->cls;
 112         env->is_mem_phi  = is_mem_phi;
 113         env->data        = data;
 114         env->chordal_env = chordal_env;
 115         obstack_init(&env->obst);
 116         return env;
 117 }
 118
 119 /* Deletes a spill environment. */
 120 void be_delete_spill_env(spill_env_t *senv) {
 121         del_set(senv->spill_ctxs);
 122         del_set(senv->spills);
 123         obstack_free(&senv->obst, NULL);
 124         free(senv);
 125 }
 126
 127 /**
 128  * Returns a spill context. If the context did not exists, create one.
 129  *
 130  * @param sc        the set containing all spill contexts
 131  * @param to_spill  the node that should be spilled
 132  * @param ctx_irn   an user of the spilled node
 133  *
 134  * @return a spill context.
 135  */
 136 static spill_ctx_t *be_get_spill_ctx(set *sc, ir_node *to_spill, ir_node *ctx_irn) {
 137         spill_ctx_t templ;
 138
 139         templ.spilled = to_spill;
 140         templ.user    = ctx_irn;
 141         templ.spill   = NULL;
 142
 143         return set_insert(sc, &templ, sizeof(templ), HASH_COMBINE(HASH_PTR(to_spill), HASH_PTR(ctx_irn)));
 144 }
 145
 146 /**
 147  * Creates a spill.
 148  *
 149  * @param senv      the spill environment
 150  * @param irn       the node that should be spilled
 151  * @param ctx_irn   an user of the spilled node
 152  *
 153  * @return a be_Spill node
 154  */
 155 static ir_node *be_spill_irn(spill_env_t *senv, ir_node *irn, ir_node *ctx_irn) {
 156         spill_ctx_t *ctx;
 157         const be_main_env_t *env = senv->chordal_env->birg->main_env;
 158         DBG((senv->dbg, LEVEL_1, "%+F in ctx %+F\n", irn, ctx_irn));
 159
 160         // Has the value already been spilled?
 161         ctx = be_get_spill_ctx(senv->spill_ctxs, irn, ctx_irn);
 162         if(ctx->spill)
 163                 return ctx->spill;
 164
 165         /* Trying to spill an already spilled value, no need for a new spill
 166          * node then, we can simply connect to the same one for this reload
 167          */
 168         if(be_is_Reload(irn)) {
 169                 return get_irn_n(irn, be_pos_Reload_mem);
 170         }
 171
 172         ctx->spill = be_spill(env->arch_env, irn, ctx_irn);
 173         return ctx->spill;
 174 }
 175
 176 /**
 177  * If the first usage of a Phi result would be out of memory
 178  * there is no sense in allocating a register for it.
 179  * Thus we spill it and all its operands to the same spill slot.
 180  * Therefore the phi/dataB becomes a phi/Memory
 181  *
 182  * @param senv      the spill environment
 183  * @param phi       the Phi node that should be spilled
 184  * @param ctx_irn   an user of the spilled node
 185  *
 186  * @return a be_Spill node
 187  */
 188 static ir_node *be_spill_phi(spill_env_t *senv, ir_node *phi, ir_node *ctx_irn, unsigned visited_nr, set *already_visited_phis) {
 189         int         i, n      = get_irn_arity(phi);
 190         ir_graph    *irg      = senv->chordal_env->irg;
 191         ir_node     *bl       = get_nodes_block(phi);
 192         ir_node     **ins, *phi_spill;
 193         phi_spill_assoc_t key;
 194         spill_ctx_t *ctx;
 195
 196         assert(is_Phi(phi));
 197         DBG((senv->dbg, LEVEL_1, "%+F in ctx %+F\n", phi, ctx_irn));
 198
 199         /* build a new PhiM */
 200         NEW_ARR_A(ir_node *, ins, n);
 201         for (i = 0; i < n; ++i) {
 202                 ins[i]    = new_r_Bad(irg);
 203         }
 204         phi_spill = new_r_Phi(senv->chordal_env->irg, bl, n, ins, mode_M);
 205         key.phi   = phi;
 206         key.spill = phi_spill;
 207         set_insert(already_visited_phis, &key, sizeof(key), HASH_PTR(phi));
 208
 209         /* search an existing spill for this context */
 210         ctx = be_get_spill_ctx(senv->spill_ctxs, phi, ctx_irn);
 211
 212         /* if not found spill the phi */
 213         if (! ctx->spill) {
 214         set_irn_visited(phi, visited_nr);
 215
 216                 /* collect all arguments of the phi */
 217                 for (i = 0; i < n; ++i) {
 218                         ir_node *arg = get_irn_n(phi, i);
 219                         ir_node *sub_res;
 220                         phi_spill_assoc_t *entry;
 221
 222                         if(is_Phi(arg) && pset_find_ptr(senv->mem_phis, arg)) {
 223                                 if (get_irn_visited(arg) < visited_nr)
 224                                         sub_res = be_spill_phi(senv, arg, ctx_irn, visited_nr, already_visited_phis);
 225                                 else {
 226                                         /* we already visited the argument phi: get it's spill */
 227                                         key.phi   = arg;
 228                                         key.spill = NULL;
 229                                         entry     = set_find(already_visited_phis, &key, sizeof(key), HASH_PTR(arg));
 230                                         assert(entry && "argument phi already visited, but no spill found?!?");
 231                                         sub_res   = entry->spill;
 232                                         assert(sub_res && "spill missing?!?");
 233                                 }
 234                         }
 235                         else
 236                                 sub_res = be_spill_irn(senv, arg, ctx_irn);
 237
 238                         set_irn_n(phi_spill, i, sub_res);
 239                 }
 240
 241                 ctx->spill = phi_spill;
 242         }
 243         return ctx->spill;
 244 }
 245
 246 /**
 247  * Spill a node.
 248  *
 249  * @param senv      the spill environment
 250  * @param to_spill  the node that should be spilled
 251  *
 252  * @return a be_Spill node
 253  */
 254 static ir_node *be_spill_node(spill_env_t *senv, ir_node *to_spill, unsigned visited_nr) {
 255         ir_graph *irg                  = get_irn_irg(to_spill);
 256         int      save_optimize         = get_optimize();
 257         int      save_normalize        = get_opt_normalize();
 258         set      *already_visited_phis = new_set(cmp_phi_spill_assoc, 10);
 259         ir_node *res;
 260
 261         /*
 262          * Disable optimization so that the phi functions do not
 263          * disappear.
 264          */
 265         set_optimize(0);
 266         set_opt_normalize(0);
 267
 268         if (pset_find_ptr(senv->mem_phis, to_spill))
 269                 res = be_spill_phi(senv, to_spill, to_spill, visited_nr, already_visited_phis);
 270         else
 271                 res = be_spill_irn(senv, to_spill, to_spill);
 272
 273         del_set(already_visited_phis);
 274
 275         /* reset the optimizations */
 276         set_optimize(save_optimize);
 277         set_opt_normalize(save_normalize);
 278
 279         return res;
 280 }
 281
 282 #ifdef REMAT
 283
 284 #ifdef BUGGY_REMAT
 285
 286 /**
 287  * Check if a spilled node could be rematerialized.
 288  *
 289  * @param senv      the spill environment
 290  * @param spill     the Spill node
 291  * @param spilled   the node that was spilled
 292  * @param reloader  a irn that requires a reload
 293  */
 294 static int check_remat_conditions(spill_env_t *senv, ir_node *spill, ir_node *spilled, ir_node *reloader) {
 295         int pos, max;
 296
 297         /* check for 'normal' spill and general remat condition */
 298         if (!be_is_Spill(spill) || !arch_irn_is(senv->chordal_env->birg->main_env->arch_env, spilled, rematerializable))
 299                 return 0;
 300
 301         /* check availability of original arguments */
 302         if (is_Block(reloader)) {
 303
 304                 /* we want to remat at the end of a block.
 305                  * thus all arguments must be alive at the end of the block
 306                  */
 307                 for (pos=0, max=get_irn_arity(spilled); pos<max; ++pos) {
 308                         ir_node *arg = get_irn_n(spilled, pos);
 309                         if (!is_live_end(reloader, arg))
 310                                 return 0;
 311                 }
 312
 313         } else {
 314
 315                 /* we want to remat before the insn reloader
 316                  * thus an arguments is alive if
 317                  *   - it interferes with the reloaders result
 318                  * or
 319                  *   - or it is (last-) used by reloader itself
 320                  */
 321                 for (pos=0, max=get_irn_arity(spilled); pos<max; ++pos) {
 322                         ir_node *arg = get_irn_n(spilled, pos);
 323                         int i, m;
 324
 325                         if (values_interfere(reloader, arg))
 326                                 goto is_alive;
 327
 328                         for (i=0, m=get_irn_arity(reloader); i<m; ++i) {
 329                                 ir_node *rel_arg = get_irn_n(reloader, i);
 330                                 if (rel_arg == arg)
 331                                         goto is_alive;
 332                         }
 333
 334                         /* arg is not alive before reloader */
 335                         return 0;
 336
 337 is_alive:       ;
 338
 339                 }
 340
 341         }
 342
 343         return 1;
 344 }
 345
 346 #else /* BUGGY_REMAT */
 347
 348 /**
 349  * A very simple rematerialization checker.
 350  *
 351  * @param senv      the spill environment
 352  * @param spill     the Spill node
 353  * @param spilled   the node that was spilled
 354  * @param reloader  a irn that requires a reload
 355  */
 356 static int check_remat_conditions(spill_env_t *senv, ir_node *spill, ir_node *spilled, ir_node *reloader) {
 357         const arch_env_t *aenv = senv->chordal_env->birg->main_env->arch_env;
 358
 359         return get_irn_arity(spilled) == 0 &&
 360                    be_is_Spill(spill) &&
 361                    arch_irn_is(aenv, spilled, rematerializable);
 362 }
 363
 364 #endif /* BUGGY_REMAT */
 365
 366 #endif /* REMAT */
 367
 368 /**
 369  * Re-materialize a node.
 370  *
 371  * @param senv      the spill environment
 372  * @param spilled   the node that was spilled
 373  * @param reloader  a irn that requires a reload
 374  */
 375 static ir_node *do_remat(spill_env_t *senv, ir_node *spilled, ir_node *reloader) {
 376         ir_node *res;
 377         ir_node *bl = (is_Block(reloader)) ? reloader : get_nodes_block(reloader);
 378
 379         /* recompute the value */
 380         res = new_ir_node(get_irn_dbg_info(spilled), senv->chordal_env->irg, bl,
 381                 get_irn_op(spilled),
 382                 get_irn_mode(spilled),
 383                 get_irn_arity(spilled),
 384                 get_irn_in(spilled) + 1);
 385         copy_node_attr(spilled, res);
 386
 387         DBG((senv->dbg, LEVEL_1, "Insert remat %+F before reloader %+F\n", res, reloader));
 388
 389         /* insert in schedule */
 390         if (is_Block(reloader)) {
 391                 ir_node *insert = sched_skip(reloader, 0, sched_skip_cf_predicator, (void *) senv->chordal_env->birg->main_env->arch_env);
 392                 sched_add_after(insert, res);
 393         } else {
 394                 sched_add_before(reloader, res);
 395         }
 396
 397         return res;
 398 }
 399
 400 /**
 401  * Walker: fills the mem_phis set by evaluating Phi nodes
 402  * using the is_mem_phi() callback.
 403  */
 404 static void phi_walker(ir_node *irn, void *env) {
 405         spill_env_t *senv = env;
 406
 407         if (is_Phi(irn)) {
 408                 const arch_env_t *arch = senv->chordal_env->birg->main_env->arch_env;
 409                 if (arch_irn_has_reg_class(arch, irn, 0, senv->cls) &&
 410                         senv->is_mem_phi(irn, senv->data)) {
 411                         DBG((senv->dbg, LEVEL_1, "  %+F\n", irn));
 412                         pset_insert_ptr(senv->mem_phis, irn);
 413                 }
 414         }
 415 }
 416
 417 void be_insert_spills_reloads(spill_env_t *senv, pset *reload_set) {
 418         const arch_env_t *aenv = senv->chordal_env->birg->main_env->arch_env;
 419         ir_graph *irg          = senv->chordal_env->irg;
 420         unsigned visited_nr;
 421         ir_node *irn;
 422         spill_info_t *si;
 423         pdeq *possibly_dead;
 424
 425         /* get all special spilled phis */
 426         DBG((senv->dbg, LEVEL_1, "Mem-phis:\n"));
 427         senv->mem_phis = pset_new_ptr_default();
 428         irg_walk_graph(senv->chordal_env->irg, phi_walker, NULL, senv);
 429
 430         /* Add reloads for mem_phis */
 431         /* BETTER: These reloads (1) should only be inserted, if they are really needed */
 432         DBG((senv->dbg, LEVEL_1, "Reloads for mem-phis:\n"));
 433         for(irn = pset_first(senv->mem_phis); irn; irn = pset_next(senv->mem_phis)) {
 434                 const ir_edge_t *e;
 435                 DBG((senv->dbg, LEVEL_1, " Mem-phi %+F\n", irn));
 436                 foreach_out_edge(irn, e) {
 437                         ir_node *user = e->src;
 438                         if (is_Phi(user) && !pset_find_ptr(senv->mem_phis, user)) {
 439                                         ir_node *use_bl = get_nodes_block(user);
 440                                         DBG((senv->dbg, LEVEL_1, " non-mem-phi user %+F\n", user));
 441                                         be_add_reload_on_edge(senv, irn, use_bl, e->pos); /* (1) */
 442                         }
 443                 }
 444         }
 445
 446         visited_nr = get_irg_visited(irg) + 1;
 447         set_irg_visited(irg, visited_nr);
 448
 449         /* process each spilled node */
 450         DBG((senv->dbg, LEVEL_1, "Insert spills and reloads:\n"));
 451         possibly_dead = new_pdeq();
 452         for(si = set_first(senv->spills); si; si = set_next(senv->spills)) {
 453                 int i;
 454                 reloader_t *rld;
 455                 ir_mode *mode = get_irn_mode(si->spilled_node);
 456                 ir_node *value;
 457                 pset *values = pset_new_ptr(16);
 458
 459                 /* go through all reloads for this spill */
 460                 for(rld = si->reloaders; rld; rld = rld->next) {
 461                         ir_node *new_val;
 462
 463                         /* the spill for this reloader */
 464                         ir_node *spill   = be_spill_node(senv, si->spilled_node, visited_nr);
 465
 466 #ifdef REMAT
 467                         if (check_remat_conditions(senv, spill, si->spilled_node, rld->reloader)) {
 468                                 new_val = do_remat(senv, si->spilled_node, rld->reloader);
 469                                 pdeq_putl(possibly_dead, spill);
 470                         }
 471                         else
 472 #endif
 473                                 /* do a reload */
 474                                 new_val = be_reload(aenv, senv->cls, rld->reloader, mode, spill);
 475
 476                         DBG((senv->dbg, LEVEL_1, " %+F of %+F before %+F\n", new_val, si->spilled_node, rld->reloader));
 477                         pset_insert_ptr(values, new_val);
 478                         if(reload_set)
 479                                 pset_insert_ptr(reload_set, new_val);
 480                 }
 481
 482                 /* introduce copies, rewire the uses */
 483                 assert(pset_count(values) > 0 && "???");
 484                 pset_insert_ptr(values, si->spilled_node);
 485                 be_ssa_constr_set_ignore(senv->chordal_env->dom_front, values, senv->mem_phis);
 486
 487                 /* Remove reloads which are not used by anyone */
 488                 /* TODO: Better call a general garbage collection routine here... this here gets clunky
 489                  * and doesn't handle all cases (like memphis)
 490                  */
 491                 foreach_pset(values, value) {
 492                         if(get_irn_n_edges(value) == 0) {
 493                                 sched_remove(value);
 494                                 // remove the node from preds
 495                                 if(be_is_Reload(value)) {
 496                                         ir_node* spill = get_irn_n(value, be_pos_Reload_mem);
 497                                         if(be_is_Spill(spill)) {
 498                                                 assert(be_is_Spill(spill));
 499
 500                                                 set_irn_n(value, be_pos_Reload_mem, new_r_Bad(irg));
 501                                                 set_irn_n(value, be_pos_Reload_frame, new_r_Bad(irg));
 502
 503                                                 // maybe the spill is not used anymoe too now?
 504                                                 if(get_irn_n_edges(spill) == 0) {
 505                                                         sched_remove(spill);
 506                                                         set_irn_n(spill, be_pos_Spill_val, new_r_Bad(irg));
 507                                                         set_irn_n(spill, be_pos_Spill_frame, new_r_Bad(irg));
 508                                                 }
 509                                         } else if(is_Phi(spill)) {
 510                                                 // TODO memphi
 511                                         } else {
 512                                                 assert(0 && "Only spill or mem-phi expected here");
 513                                         }
 514                                 } else if(is_Phi(value)) {
 515                                         for(i = 0; i < get_Phi_n_preds(value); ++i)
 516                                                 set_irn_n(value, i, new_r_Bad(irg));
 517                                 } else {
 518                                         assert(0);
 519                                 }
 520                         }
 521                 }
 522
 523                 del_pset(values);
 524         }
 525
 526         foreach_pset(senv->mem_phis, irn) {
 527                 int i, n;
 528                 for (i = 0, n = get_irn_arity(irn); i < n; ++i) {
 529                         pdeq_putl(possibly_dead, get_irn_n(irn, i));
 530                         set_irn_n(irn, i, new_r_Bad(senv->chordal_env->irg));
 531                 }
 532                 sched_remove(irn);
 533         }
 534
 535         /* check if possibly dead nodes are really dead yet */
 536         while (! pdeq_empty(possibly_dead)) {
 537                 ir_node *irn = pdeq_getr(possibly_dead);
 538                 const ir_edge_t *edge = get_irn_out_edge_first(irn);
 539
 540                 if (! edge) {
 541                         int i;
 542                         for (i = get_irn_arity(irn) - 1; i >= 0; --i) {
 543                                 pdeq_putl(possibly_dead, get_irn_n(irn, i));
 544                                 set_irn_n(irn, i, new_r_Bad(senv->chordal_env->irg));
 545                         }
 546                         sched_remove(irn);
 547                 }
 548         }
 549         del_pdeq(possibly_dead);
 550         del_pset(senv->mem_phis);
 551
 552         // reloads are placed now, but we might reuse the spill environment for further spilling decisions
 553         del_set(senv->spills);
 554         senv->spills = new_set(cmp_spillinfo, 1024);
 555 }
 556
 557 void be_add_reload(spill_env_t *senv, ir_node *to_spill, ir_node *before) {
 558         spill_info_t templ, *res;
 559         reloader_t *rel;
 560
 561         templ.spilled_node = to_spill;
 562         templ.reloaders    = NULL;
 563         res = set_insert(senv->spills, &templ, sizeof(templ), HASH_PTR(to_spill));
 564
 565         rel           = obstack_alloc(&senv->obst, sizeof(rel[0]));
 566         rel->reloader = before;
 567         rel->next     = res->reloaders;
 568         res->reloaders = rel;
 569 }
 570
 571 void be_add_reload_on_edge(spill_env_t *senv, ir_node *to_spill, ir_node *bl, int pos) {
 572         ir_node *insert_bl = get_irn_arity(bl) == 1 ? sched_first(bl) : get_Block_cfgpred_block(bl, pos);
 573         be_add_reload(senv, to_spill, insert_bl);
 574 }
 575
 576
 577
 578 /****************************************
 579
 580         SPILL SLOT MANAGEMENT AND OPTS
 581
 582 ****************************************/
 583
 584 typedef struct _spill_slot_t {
 585         unsigned size;
 586         unsigned align;
 587         pset *members;
 588         ir_mode *largest_mode;  /* the mode of all members with largest size */
 589 } spill_slot_t;
 590
 591 typedef struct _ss_env_t {
 592         struct obstack ob;
 593         be_chordal_env_t *cenv;
 594         pmap *slots;            /* maps spill_contexts to spill_slots */
 595         pmap *types;    /* maps modes to types */
 596         DEBUG_ONLY(firm_dbg_module_t *dbg;)
 597 } ss_env_t;
 598
 599
 600 /**
 601  * Walker: compute the spill slots
 602  */
 603 static void compute_spill_slots_walker(ir_node *spill, void *env) {
 604         ss_env_t *ssenv = env;
 605         ir_node *ctx;
 606         pmap_entry *entry;
 607         spill_slot_t *ss;
 608
 609         if (!be_is_Spill(spill))
 610                 return;
 611
 612         /* check, if this spill is for a context already known */
 613         ctx = be_get_Spill_context(spill);
 614         entry = pmap_find(ssenv->slots, ctx);
 615
 616         if (!entry) {
 617                 struct _arch_env_t *arch_env     = ssenv->cenv->birg->main_env->arch_env;
 618                 const arch_register_class_t *cls = arch_get_irn_reg_class(arch_env, spill, be_pos_Spill_val);
 619                 ir_mode *largest_mode            = arch_register_class_mode(cls);
 620
 621                 /* this is a new spill context */
 622                 ss = obstack_alloc(&ssenv->ob, sizeof(*ss));
 623                 ss->members      = pset_new_ptr(8);
 624                 ss->largest_mode = largest_mode;
 625                 ss->size         = get_mode_size_bytes(ss->largest_mode);
 626                 ss->align        = arch_isa_get_reg_class_alignment(arch_env->isa, cls);
 627                 pmap_insert(ssenv->slots, ctx, ss);
 628         } else {
 629                 /* values with the same spill_ctx must go into the same spill slot */
 630                 ss = entry->value;
 631
 632 #ifndef NDEBUG
 633                 /* ugly mega assert :-) */
 634                 {
 635                         ir_node *irn;
 636                         struct _arch_env_t *arch_env     = ssenv->cenv->birg->main_env->arch_env;
 637                         const arch_register_class_t *cls = arch_get_irn_reg_class(arch_env, spill, be_pos_Spill_val);
 638                         int size = get_mode_size_bytes(arch_register_class_mode(cls));
 639                         assert(ss->size == size && "Different sizes for the same spill slot are not allowed.");
 640                         for (irn = pset_first(ss->members); irn; irn = pset_next(ss->members)) {
 641                                 /* use values_interfere here, because it uses the dominance check,
 642                                          which does work for values in memory */
 643                                 assert(!values_interfere(spill, irn) && "Spills for the same spill slot must not interfere!");
 644                         }
 645                 }
 646 #endif /* NDEBUG */
 647         }
 648
 649         pset_insert_ptr(ss->members, spill);
 650 }
 651
 652 /**
 653  * qsort compare function, sort spill slots by size.
 654  */
 655 static int ss_sorter(const void *v1, const void *v2) {
 656         const spill_slot_t **ss1 = (const spill_slot_t **)v1;
 657         const spill_slot_t **ss2 = (const spill_slot_t **)v2;
 658         return ((int) (*ss2)->size) - ((int) (*ss1)->size);
 659 }
 660
 661
 662 /**
 663  * This function should optimize the spill slots.
 664  *  - Coalescing of multiple slots
 665  *  - Ordering the slots
 666  *
 667  * Input slots are in @p ssenv->slots
 668  * @p size The count of initial spill slots in @p ssenv->slots
 669  *         This also is the size of the preallocated array @p ass
 670  *
 671  * @return An array of spill slots @p ass in specific order
 672  **/
 673 static void optimize_slots(ss_env_t *ssenv, int size, spill_slot_t *ass[]) {
 674         int i, o, used_slots;
 675         pmap_entry *entr;
 676
 677         i=0;
 678         pmap_foreach(ssenv->slots, entr)
 679                 ass[i++] = entr->value;
 680
 681         /* Sort the array to minimize fragmentation and cache footprint.
 682            Large slots come first */
 683         qsort(ass, size, sizeof(ass[0]), ss_sorter);
 684
 685         /* For each spill slot:
 686                 - assign a new offset to this slot
 687             - xor find another slot to coalesce with */
 688         used_slots = 0;
 689         for (i=0; i<size; ++i) { /* for each spill slot */
 690                 ir_node *n1;
 691                 int tgt_slot = -1;
 692
 693                 DBG((ssenv->dbg, LEVEL_1, "Spill slot %d members:\n", i));
 694                 for(n1 = pset_first(ass[i]->members); n1; n1 = pset_next(ass[i]->members))
 695                         DBG((ssenv->dbg, LEVEL_1, "  %+F\n", n1));
 696
 697
 698                 for (o=0; o < used_slots && tgt_slot == -1; ++o) { /* for each offset-assigned spill slot */
 699                         /* check inter-slot-pairs for interference */
 700                         ir_node *n2;
 701                         for(n1 = pset_first(ass[i]->members); n1; n1 = pset_next(ass[i]->members))
 702                                 for(n2 = pset_first(ass[o]->members); n2; n2 = pset_next(ass[o]->members))
 703                                         if(values_interfere(n1, n2)) {
 704                                                 pset_break(ass[i]->members);
 705                                                 pset_break(ass[o]->members);
 706                                                 DBG((ssenv->dbg, LEVEL_1, "    Interf %+F -- %+F\n", n1, n2));
 707                                                 goto interf_detected;
 708                                         }
 709
 710                         /* if we are here, there is no interference between ass[i] and ass[o] */
 711                         tgt_slot = o;
 712
 713 interf_detected: /*nothing*/ ;
 714                 }
 715
 716                 /* now the members of ass[i] join the members of ass[tgt_slot] */
 717
 718                 /* do we need a new slot? */
 719                 if (tgt_slot == -1) {
 720                         tgt_slot = used_slots;
 721                         used_slots++;
 722
 723                         /* init slot */
 724                         if (tgt_slot != i) {
 725                                 ass[tgt_slot]->size = ass[i]->size;
 726                                 del_pset(ass[tgt_slot]->members);
 727                                 ass[tgt_slot]->members = pset_new_ptr(8);
 728                         }
 729                 }
 730
 731                 /* copy the members to the target pset */
 732                 /* NOTE: If src and tgt pset are the same, inserting while iterating is not allowed */
 733                 if (tgt_slot != i)
 734                         for(n1 = pset_first(ass[i]->members); n1; n1 = pset_next(ass[i]->members))
 735                                         pset_insert_ptr(ass[tgt_slot]->members, n1);
 736         }
 737 }
 738
 739 #define ALIGN_SPILL_AREA 16
 740 #define pset_foreach(pset, elm)  for(elm=pset_first(pset); elm; elm=pset_next(pset))
 741
 742 /**
 743  * Returns a spill type for a mode. Keep them in a map to reduce
 744  * the number of types.
 745  *
 746  * @param types  a map containing all created types
 747  * @param ss     the spill slot
 748  *
 749  * Note that type types should are identical for every mode.
 750  * This rule might break if two different register classes return the same
 751  * mode but different alignments.
 752  */
 753 static ir_type *get_spill_type(pmap *types, spill_slot_t *ss) {
 754   pmap_entry *e = pmap_find(types, ss->largest_mode);
 755   ir_type *res;
 756
 757   if (! e) {
 758                 char buf[64];
 759     snprintf(buf, sizeof(buf), "spill_slot_type_%s", get_mode_name(ss->largest_mode));
 760     res = new_type_primitive(new_id_from_str(buf), ss->largest_mode);
 761                 set_type_alignment_bytes(res, ss->align);
 762     pmap_insert(types, ss->largest_mode, res);
 763   }
 764   else {
 765     res = e->value;
 766                 assert(get_type_alignment_bytes(res) == (int)ss->align);
 767         }
 768   return res;
 769 }
 770
 771 /**
 772  * Create spill slot entities on the frame type.
 773  *
 774  * @param ssenv   the spill environment
 775  * @param n       number of spill slots
 776  * @param ss      array of spill slots
 777  */
 778 static void assign_entities(ss_env_t *ssenv, int n_slots, spill_slot_t *ss[]) {
 779         int i, offset, frame_align;
 780         ir_type *frame = get_irg_frame_type(ssenv->cenv->irg);
 781
 782         /* aligning by increasing frame size */
 783         offset = get_type_size_bits(frame) / 8;
 784         offset = round_up2(offset, ALIGN_SPILL_AREA);
 785         set_type_size_bytes(frame, -1);
 786
 787         /* create entities and assign offsets according to size and alignment*/
 788         for (i = 0; i < n_slots; ++i) {
 789                 char buf[64];
 790                 ident *name;
 791                 entity *spill_ent;
 792                 ir_node *irn;
 793
 794                 /* build entity */
 795                 snprintf(buf, sizeof(buf), "spill_slot_%d", i);
 796                 name = new_id_from_str(buf);
 797
 798                 spill_ent = new_entity(frame, name, get_spill_type(ssenv->types, ss[i]));
 799
 800                 /* align */
 801                 offset = round_up2(offset, ss[i]->align);
 802                 /* set */
 803                 set_entity_offset_bytes(spill_ent, offset);
 804                 /* next possible offset */
 805                 offset += round_up2(ss[i]->size, ss[i]->align);
 806
 807                 pset_foreach(ss[i]->members, irn)
 808                         be_set_Spill_entity(irn, spill_ent);
 809         }
 810
 811         /* set final size of stack frame */
 812         frame_align = get_type_alignment_bytes(frame);
 813         set_type_size_bytes(frame, round_up2(offset, frame_align));
 814 }
 815
 816 void be_compute_spill_offsets(be_chordal_env_t *cenv) {
 817         ss_env_t ssenv;
 818         spill_slot_t **ss;
 819         int ss_size;
 820         pmap_entry *pme;
 821
 822         obstack_init(&ssenv.ob);
 823         ssenv.cenv  = cenv;
 824         ssenv.slots = pmap_create();
 825         ssenv.types = pmap_create();
 826         FIRM_DBG_REGISTER(ssenv.dbg, "ir.be.spillslots");
 827
 828         /* Get initial spill slots */
 829         irg_walk_graph(cenv->irg, NULL, compute_spill_slots_walker, &ssenv);
 830
 831         /* Build an empty array for optimized spill slots */
 832         ss_size = pmap_count(ssenv.slots);
 833         ss = obstack_alloc(&ssenv.ob, ss_size * sizeof(*ss));
 834         optimize_slots(&ssenv, ss_size, ss);
 835
 836         /* Integrate slots into the stack frame entity */
 837         assign_entities(&ssenv, ss_size, ss);
 838
 839         /* Clean up */
 840         pmap_foreach(ssenv.slots, pme)
 841         del_pset(((spill_slot_t *)pme->value)->members);
 842         pmap_destroy(ssenv.slots);
 843         pmap_destroy(ssenv.types);
 844         obstack_free(&ssenv.ob, NULL);
 845
 846         be_copy_entities_to_reloads(cenv->irg);
 847 }