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