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

   1 /*
   2  * Author:    Matthias Braun
   3  * Date:      05.05.2006
   4  * Copyright: (c) Universitaet Karlsruhe
   5  * License:   This file protected by GPL -  GNU GENERAL PUBLIC LICENSE.
   6  * CVS-Id:    $Id$
   7  */
   8 #ifdef HAVE_CONFIG_H
   9 #include "config.h"
  10 #endif
  11
  12 #include "beverify.h"
  13 #include "belive.h"
  14 #include "besched_t.h"
  15
  16 #include "irnode.h"
  17 #include "irgraph.h"
  18 #include "irgwalk.h"
  19 #include "irprintf.h"
  20 #include "irdump_t.h"
  21 #include "iredges.h"
  22 #include "set.h"
  23 #include "array.h"
  24 #include "benode_t.h"
  25
  26 static int my_values_interfere(const ir_node *a, const ir_node *b);
  27
  28 typedef struct be_verify_register_pressure_env_t_ {
  29         ir_graph                    *irg;                 /**< the irg to verify */
  30          be_lv_t                    *lv;                  /**< Liveness information. */
  31         const arch_env_t            *arch_env;            /**< an architecture environment */
  32         const arch_register_class_t *cls;                 /**< the register class to check for */
  33         int                         registers_available;  /**< number of available registers */
  34         int                         problem_found;        /**< flag indicating if a problem was found */
  35 } be_verify_register_pressure_env_t;
  36
  37 /**
  38  * Print all nodes of a pset into a file.
  39  */
  40 static void print_living_values(FILE *F, pset *live_nodes)
  41 {
  42         ir_node *node;
  43
  44         ir_fprintf(F, "\t");
  45         foreach_pset(live_nodes, node) {
  46                 ir_fprintf(F, "%+F ", node);
  47         }
  48         ir_fprintf(F, "\n");
  49 }
  50
  51 /**
  52  * Check if number of live nodes never exceeds the number of available registers.
  53  */
  54 static void verify_liveness_walker(ir_node *block, void *data)
  55 {
  56         be_verify_register_pressure_env_t *env = (be_verify_register_pressure_env_t *)data;
  57         pset    *live_nodes = pset_new_ptr_default();
  58         ir_node *irn;
  59         int pressure;
  60
  61         /* collect register pressure info, start with end of a block */
  62         be_liveness_end_of_block(env->lv, env->arch_env, env->cls, block, live_nodes);
  63
  64         pressure = pset_count(live_nodes);
  65         if(pressure > env->registers_available) {
  66                 ir_fprintf(stderr, "Verify Warning: Register pressure too high at end of block %+F(%s) (%d/%d):\n",
  67                         block, get_irg_dump_name(env->irg), pressure, env->registers_available);
  68                 print_living_values(stderr, live_nodes);
  69                 env->problem_found = 1;
  70         }
  71
  72         sched_foreach_reverse(block, irn) {
  73                 if (is_Phi(irn))
  74                         break;
  75
  76                 be_liveness_transfer(env->arch_env, env->cls, irn, live_nodes);
  77
  78                 pressure = pset_count(live_nodes);
  79
  80                 if(pressure > env->registers_available) {
  81                         ir_fprintf(stderr, "Verify Warning: Register pressure too high before node %+F in %+F(%s) (%d/%d):\n",
  82                                 irn, block, get_irg_dump_name(env->irg), pressure, env->registers_available);
  83                         print_living_values(stderr, live_nodes);
  84                         env->problem_found = 1;
  85                 }
  86         }
  87         del_pset(live_nodes);
  88 }
  89
  90 /**
  91  * Start a walk over the irg and check the register pressure.
  92  */
  93 int be_verify_register_pressure(const arch_env_t *arch_env, const arch_register_class_t *cls, ir_graph *irg)
  94 {
  95         be_verify_register_pressure_env_t env;
  96
  97         env.lv                  = be_liveness(irg);
  98         env.irg                 = irg;
  99         env.arch_env            = arch_env;
 100         env.cls                 = cls;
 101         env.registers_available = arch_count_non_ignore_regs(arch_env, cls);
 102         env.problem_found       = 0;
 103
 104         irg_block_walk_graph(irg, verify_liveness_walker, NULL, &env);
 105         be_liveness_free(env.lv);
 106
 107         return ! env.problem_found;
 108 }
 109
 110 typedef struct be_verify_schedule_env_t_ {
 111         int      problem_found;    /**< flags indicating if there was a problem */
 112         ir_graph *irg;             /**< the irg to check */
 113 } be_verify_schedule_env_t;
 114
 115 /**
 116  * Simple schedule checker.
 117  */
 118 static void verify_schedule_walker(ir_node *block, void *data)
 119 {
 120         be_verify_schedule_env_t *env = (be_verify_schedule_env_t*) data;
 121         ir_node *node;
 122         int non_phi_found  = 0;
 123         int cfchange_found = 0;
 124         // TODO ask arch about delay branches
 125         int delay_branches = 0;
 126         pset *uses = pset_new_ptr_default();
 127
 128         /*
 129          * Tests for the following things:
 130          *   1. Make sure that all phi nodes are scheduled at the beginning of the block
 131          *   2. There is 1 or no control flow changing node scheduled and exactly delay_branches operations after it.
 132          *   3. No value is defined after it has been used
 133          */
 134         sched_foreach(block, node) {
 135                 int i, arity;
 136
 137                 // 1. Check for phis
 138                 if (is_Phi(node)) {
 139                         if (non_phi_found) {
 140                                 ir_fprintf(stderr, "Verify Warning: Phi node %+F scheduled after non-Phi nodes in block %+F (%s)\n",
 141                                         node, block, get_irg_dump_name(env->irg));
 142                                 env->problem_found = 1;
 143                         }
 144                 } else {
 145                         non_phi_found = 1;
 146                 }
 147
 148                 // 2. Check for control flow changing nodes
 149                 if (is_cfop(node) && get_irn_opcode(node) != iro_Start) {
 150                         /* check, that only one CF operation is scheduled */
 151                         if (cfchange_found == 1) {
 152                                 ir_fprintf(stderr, "Verify Warning: More than 1 control flow changing node (%+F) scheduled in block %+F (%s)\n",
 153                                         node, block, get_irg_dump_name(env->irg));
 154                                 env->problem_found = 1;
 155                         }
 156                         cfchange_found = 1;
 157                 } else if (cfchange_found) {
 158                         // proj and keepany aren't real instructions...
 159                         if(!is_Proj(node) && !be_is_Keep(node)) {
 160                                 /* check for delay branches */
 161                                 if (delay_branches == 0) {
 162                                         ir_fprintf(stderr, "Verify Warning: Node %+F scheduled after control flow changing node (+delay branches) in block %+F (%s)\n",
 163                                                 node, block, get_irg_dump_name(env->irg));
 164                                         env->problem_found = 1;
 165                                 } else {
 166                                         delay_branches--;
 167                                 }
 168                         }
 169                 }
 170
 171                 // 3. Check for uses
 172                 if(pset_find_ptr(uses, node)) {
 173                         ir_fprintf(stderr, "Verify Warning: Value %+F used before it was defined in block %+F (%s)\n",
 174                                 node, block, get_irg_dump_name(env->irg));
 175                         env->problem_found = 1;
 176                 }
 177                 if(!is_Phi(node)) {
 178                         for(i = 0, arity = get_irn_arity(node); i < arity; ++i) {
 179                                 pset_insert_ptr(uses, get_irn_n(node, i));
 180                         }
 181                 }
 182         }
 183         del_pset(uses);
 184
 185         /* check that all delay branches are filled (at least with NOPs) */
 186         if (cfchange_found && delay_branches != 0) {
 187                 ir_fprintf(stderr, "Verify warning: Not all delay slots filled after jump (%d/%d) in block %+F (%s)\n",
 188                         block, get_irg_dump_name(env->irg));
 189                 env->problem_found = 1;
 190         }
 191 }
 192
 193 static int should_be_scheduled(ir_node *node) {
 194         if(is_Block(node))
 195                 return -1;
 196
 197         if(get_irn_mode(node) == mode_M) {
 198                 if(is_Proj(node))
 199                         return -1;
 200                 if(is_Phi(node) || is_Sync(node) || get_irn_opcode(node) == iro_Pin)
 201                         return 0;
 202         }
 203         if(is_Proj(node) && get_irn_mode(node) == mode_X)
 204                 return 0;
 205         if(be_is_Keep(node) && get_irn_opcode(get_nodes_block(node)) == iro_Bad)
 206                 return 0;
 207
 208         switch(get_irn_opcode(node)) {
 209         case iro_End:
 210         case iro_NoMem:
 211         case iro_Bad:
 212                 return 0;
 213         default:
 214                 break;
 215         }
 216
 217         return 1;
 218 }
 219
 220 static void check_schedule(ir_node *node, void *data) {
 221         be_verify_schedule_env_t *env = data;
 222         int should_be;
 223
 224         should_be = should_be_scheduled(node);
 225         if(should_be == -1)
 226                 return;
 227
 228         if(should_be ? !sched_is_scheduled(node) : sched_is_scheduled(node)) {
 229                 ir_fprintf(stderr, "Verify warning: Node %+F in block %+F(%s) should%s be scheduled\n",
 230                         node, get_nodes_block(node), get_irg_dump_name(env->irg), should_be ? "" : " not");
 231                 env->problem_found = 1;
 232         }
 233 }
 234
 235 /**
 236  * Start a walk over the irg and check schedule.
 237  */
 238 int be_verify_schedule(ir_graph *irg)
 239 {
 240         be_verify_schedule_env_t env;
 241
 242         env.problem_found = 0;
 243         env.irg           = irg;
 244
 245         irg_block_walk_graph(irg, verify_schedule_walker, NULL, &env);
 246         // check if all nodes are scheduled
 247         irg_walk_graph(irg, check_schedule, NULL, &env);
 248
 249         return ! env.problem_found;
 250 }
 251
 252
 253
 254 //---------------------------------------------------------------------------
 255
 256
 257
 258 typedef struct _spill_t {
 259         ir_node *spill;
 260         entity *ent;
 261 } spill_t;
 262
 263 typedef struct {
 264         be_lv_t *lv;
 265         ir_graph *irg;
 266         set *spills;
 267         ir_node **reloads;
 268         int problem_found;
 269 } be_verify_spillslots_env_t;
 270
 271 static int cmp_spill(const void* d1, const void* d2, size_t size) {
 272         const spill_t* s1 = d1;
 273         const spill_t* s2 = d2;
 274         return s1->spill != s2->spill;
 275 }
 276
 277 static spill_t *find_spill(be_verify_spillslots_env_t *env, ir_node *node) {
 278         spill_t spill;
 279
 280         spill.spill = node;
 281         return set_find(env->spills, &spill, sizeof(spill), HASH_PTR(node));
 282 }
 283
 284 static spill_t *get_spill(be_verify_spillslots_env_t *env, ir_node *node, entity *ent) {
 285         spill_t spill, *res;
 286         int hash = HASH_PTR(node);
 287
 288         spill.spill = node;
 289         res = set_find(env->spills, &spill, sizeof(spill), hash);
 290
 291         if(res == NULL) {
 292                 spill.ent = ent;
 293                 res = set_insert(env->spills, &spill, sizeof(spill), hash);
 294         }
 295
 296         return res;
 297 }
 298
 299 static void collect(be_verify_spillslots_env_t *env, ir_node *node, ir_node *reload, entity* ent);
 300
 301 static void check_entity(be_verify_spillslots_env_t *env, ir_node *node, entity *ent) {
 302         if(ent == NULL) {
 303                 ir_fprintf(stderr, "Verify warning: Node %+F in block %+F(%s) should have an entity assigned\n",
 304                            node, get_nodes_block(node), get_irg_dump_name(env->irg));
 305         }
 306 }
 307
 308 static void collect_spill(be_verify_spillslots_env_t *env, ir_node *node, ir_node *reload, entity* ent) {
 309         entity *spillent = be_get_frame_entity(node);
 310         check_entity(env, node, spillent);
 311         get_spill(env, node, ent);
 312
 313         if(spillent != ent) {
 314                 ir_fprintf(stderr, "Verify warning: Spill %+F has different entity than reload %+F in block %+F(%s)\n",
 315                         node, reload, get_nodes_block(node), get_irg_dump_name(env->irg));
 316                 env->problem_found = 1;
 317         }
 318 }
 319
 320 static void collect_memperm(be_verify_spillslots_env_t *env, ir_node *node, ir_node *reload, entity* ent) {
 321         int i, arity;
 322         spill_t spill, *res;
 323         int hash = HASH_PTR(node);
 324         int out;
 325         ir_node* memperm;
 326         entity *spillent;
 327
 328         assert(is_Proj(node));
 329
 330         memperm = get_Proj_pred(node);
 331         out = get_Proj_proj(node);
 332
 333         spillent = be_get_MemPerm_out_entity(memperm, out);
 334         check_entity(env, memperm, spillent);
 335         if(spillent != ent) {
 336                 ir_fprintf(stderr, "Verify warning: MemPerm %+F has different entity than reload %+F in block %+F(%s)\n",
 337                         node, reload, get_nodes_block(node), get_irg_dump_name(env->irg));
 338                 env->problem_found = 1;
 339         }
 340
 341         spill.spill = node;
 342         res = set_find(env->spills, &spill, sizeof(spill), hash);
 343         if(res != NULL) {
 344                 return;
 345         }
 346
 347         spill.ent = spillent;
 348         res = set_insert(env->spills, &spill, sizeof(spill), hash);
 349
 350         for(i = 0, arity = get_irn_arity(memperm); i < arity; ++i) {
 351                 ir_node* arg = get_irn_n(memperm, i);
 352                 entity* argent = be_get_MemPerm_in_entity(memperm, i);
 353
 354                 collect(env, arg, memperm, argent);
 355         }
 356 }
 357
 358 static void collect_memphi(be_verify_spillslots_env_t *env, ir_node *node, ir_node *reload, entity *ent) {
 359         int i, arity;
 360         spill_t spill, *res;
 361         int hash = HASH_PTR(node);
 362
 363         assert(is_Phi(node));
 364
 365         spill.spill = node;
 366         res = set_find(env->spills, &spill, sizeof(spill), hash);
 367         if(res != NULL) {
 368                 return;
 369         }
 370
 371         spill.ent = ent;
 372         res = set_insert(env->spills, &spill, sizeof(spill), hash);
 373
 374         // is 1 of the arguments a spill?
 375         for(i = 0, arity = get_irn_arity(node); i < arity; ++i) {
 376                 ir_node* arg = get_irn_n(node, i);
 377                 collect(env, arg, reload, ent);
 378         }
 379 }
 380
 381 static void collect(be_verify_spillslots_env_t *env, ir_node *node, ir_node *reload, entity* ent) {
 382         if(be_is_Spill(node)) {
 383                 collect_spill(env, node, reload, ent);
 384         } else if(is_Proj(node)) {
 385                 collect_memperm(env, node, reload, ent);
 386         } else if(is_Phi(node) && get_irn_mode(node) == mode_M) {
 387                 collect_memphi(env, node, reload, ent);
 388         } else {
 389                 ir_fprintf(stderr, "Verify warning: No spill, memperm or memphi attached to node %+F found from node %+F in block %+F(%s)\n",
 390                         node, reload, get_nodes_block(node), get_irg_dump_name(env->irg));
 391                 env->problem_found = 1;
 392         }
 393 }
 394
 395 /**
 396  * This walker function searches for reloads and collects all the spills
 397  * and memphis attached to them.
 398  */
 399 static void collect_spills_walker(ir_node *node, void *data) {
 400         be_verify_spillslots_env_t *env = data;
 401
 402         if(be_is_Reload(node)) {
 403                 ir_node *spill = get_irn_n(node, be_pos_Reload_mem);
 404                 entity* ent = be_get_frame_entity(node);
 405                 check_entity(env, node, ent);
 406
 407                 collect(env, spill, node, ent);
 408                 ARR_APP1(ir_node*, env->reloads, node);
 409         }
 410 }
 411
 412 static void check_spillslot_interference(be_verify_spillslots_env_t *env) {
 413         int spillcount = set_count(env->spills);
 414         spill_t **spills = alloca(spillcount * sizeof(spills[0]));
 415         spill_t *spill;
 416         int i;
 417
 418         for(spill = set_first(env->spills), i = 0; spill != NULL; spill = set_next(env->spills), ++i) {
 419                 spills[i] = spill;
 420         }
 421
 422         for(i = 0; i < spillcount; ++i) {
 423                 spill_t *sp1 = spills[i];
 424                 int i2;
 425
 426                 for(i2 = i+1; i2 < spillcount; ++i2) {
 427                         spill_t *sp2 = spills[i2];
 428
 429                         if(sp1->ent != sp2->ent)
 430                                 continue;
 431
 432                         if(my_values_interfere(sp1->spill, sp2->spill)) {
 433                                 ir_fprintf(stderr, "Verify warning: Spillslots for %+F in block %+F(%s) and %+F in block %+F(%s) interfere\n",
 434                                         sp1->spill, get_nodes_block(sp1->spill), get_irg_dump_name(env->irg),
 435                                         sp2->spill, get_nodes_block(sp2->spill), get_irg_dump_name(env->irg));
 436                                 env->problem_found = 1;
 437                                 my_values_interfere(sp1->spill, sp2->spill);
 438                                 printf("Intf: %d\n", values_interfere(env->lv, sp1->spill, sp2->spill));
 439                         }
 440                 }
 441         }
 442 }
 443
 444 static void check_lonely_spills(ir_node *node, void *data) {
 445         be_verify_spillslots_env_t *env = data;
 446
 447         if(be_is_Spill(node) || (is_Proj(node) && be_is_MemPerm(get_Proj_pred(node)))) {
 448                 spill_t *spill = find_spill(env, node);
 449                 if(be_is_Spill(node)) {
 450                         entity *ent = be_get_frame_entity(node);
 451                         check_entity(env, node, ent);
 452                 }
 453
 454                 if(spill == NULL) {
 455                         ir_fprintf(stderr, "Verify warning: Node %+F in block %+F(%s) not connected to a reaload\n",
 456                                    node, get_nodes_block(node), get_irg_dump_name(env->irg));
 457                 }
 458         }
 459 }
 460
 461 int be_verify_spillslots(ir_graph *irg)
 462 {
 463         be_verify_spillslots_env_t env;
 464
 465         env.irg = irg;
 466         env.spills = new_set(cmp_spill, 10);
 467         env.reloads = NEW_ARR_F(ir_node*, 0);
 468         env.problem_found = 0;
 469         env.lv = be_liveness(irg);
 470
 471         irg_walk_graph(irg, collect_spills_walker, NULL, &env);
 472         irg_walk_graph(irg, check_lonely_spills, NULL, &env);
 473
 474         check_spillslot_interference(&env);
 475
 476         be_liveness_free(env.lv);
 477         DEL_ARR_F(env.reloads);
 478         del_set(env.spills);
 479
 480         return ! env.problem_found;
 481 }
 482
 483
 484
 485 //---------------------------------------------------------------------------
 486
 487
 488
 489 /**
 490  * Check, if two values interfere.
 491  * @param a The first value.
 492  * @param b The second value.
 493  * @return 1, if a and b interfere, 0 if not.
 494  */
 495 static int my_values_interfere(const ir_node *a, const ir_node *b)
 496 {
 497         const ir_edge_t *edge;
 498         ir_node *bb;
 499         int a2b = value_dominates(a, b);
 500         int b2a = value_dominates(b, a);
 501
 502         /* If there is no dominance relation, they do not interfere. */
 503         if(!a2b && !b2a)
 504                 return 0;
 505
 506         /*
 507          * Adjust a and b so, that a dominates b if
 508          * a dominates b or vice versa.
 509          */
 510         if(b2a) {
 511                 const ir_node *t = a;
 512                 a = b;
 513                 b = t;
 514         }
 515
 516         bb = get_nodes_block(b);
 517
 518         /*
 519          * Look at all usages of a.
 520          * If there's one usage of a in the block of b, then
 521          * we check, if this use is dominated by b, if that's true
 522          * a and b interfere. Note that b must strictly dominate the user,
 523          * since if b is the last user of in the block, b and a do not
 524          * interfere.
 525          * Uses of a not in b's block can be disobeyed, because the
 526          * check for a being live at the end of b's block is already
 527          * performed.
 528          */
 529         foreach_out_edge(a, edge) {
 530                 const ir_node *user = get_edge_src_irn(edge);
 531                 if(b == user)
 532                         continue;
 533
 534                 if(get_irn_opcode(user) == iro_End)
 535                         continue;
 536
 537                 // in case of phi arguments we compare with the block the value comes from
 538                 if(is_Phi(user)) {
 539                         ir_node *phiblock = get_nodes_block(user);
 540                         if(phiblock == bb)
 541                                 continue;
 542                         user = get_irn_n(phiblock, get_edge_src_pos(edge));
 543                 }
 544
 545                 if(value_dominates(b, user))
 546                         return 1;
 547         }
 548
 549         return 0;
 550 }