added dumper to dump a part of the loop tree as graph.
[libfirm] / ir / ir / irgwalk.c
1 /*
2  * Project:     libFIRM
3  * File name:   ir/ir/irgwalk.c
4  * Purpose:
5  * Author:      Boris Boesler
6  * Modified by: Goetz Lindenmaier
7  * Created:
8  * CVS-ID:      $Id$
9  * Copyright:   (c) 1999-2003 Universität Karlsruhe
10  * Licence:     This file protected by GPL -  GNU GENERAL PUBLIC LICENSE.
11  */
12
13 /**
14 * traverse an ir graph
15 * - execute the pre function before recursion
16 * - execute the post function after recursion
17 */
18
19
20 #ifdef HAVE_CONFIG_H
21 # include <config.h>
22 #endif
23
24 # include <stdlib.h>
25
26 # include "irnode_t.h"
27 # include "irgraph.h" /* visited flag */
28 # include "irprog.h"
29 # include "irgwalk.h"
30 # include "typewalk.h"
31
32 # include "eset.h"
33 # include "array.h"
34
35 /* walk over an interprocedural graph (callgraph). Visits only graphs in irg_set. */
36 static void irg_walk_cg(ir_node * node, int visited, eset * irg_set,
37                         irg_walk_func *pre, irg_walk_func *post, void * env) {
38   int i;
39   ir_graph * rem = current_ir_graph;
40   ir_node * pred;
41
42   assert(node && node->kind == k_ir_node);
43   if (get_irn_visited(node) >= visited) return;
44
45   set_irn_visited(node, visited);
46
47   pred = skip_Proj(node);
48   if (get_irn_op(pred) == op_CallBegin
49       || get_irn_op(pred) == op_EndReg
50       || get_irn_op(pred) == op_EndExcept) {
51     current_ir_graph = get_irn_irg(pred);
52   }
53
54   if (pre) pre(node, env);
55
56   if (is_no_Block(node))
57     irg_walk_cg(get_nodes_block(node), visited, irg_set, pre, post, env);
58
59   if (get_irn_op(node) == op_Block) { /* block */
60     for (i = get_irn_arity(node) - 1; i >= 0; --i) {
61       ir_node * exec = get_irn_n(node, i);
62       ir_node * pred = skip_Proj(exec);
63       if ((get_irn_op(pred) != op_CallBegin
64            && get_irn_op(pred) != op_EndReg
65            && get_irn_op(pred) != op_EndExcept)
66           || eset_contains(irg_set, get_irn_irg(pred))) {
67         irg_walk_cg(exec, visited, irg_set, pre, post, env);
68       }
69     }
70   } else if (get_irn_op(node) == op_Filter) {
71     for (i = get_irn_arity(node) - 1; i >= 0; --i) {
72       ir_node * pred = get_irn_n(node, i);
73       if (get_irn_op(pred) == op_Unknown || get_irn_op(pred) == op_Bad) {
74         irg_walk_cg(pred, visited, irg_set, pre, post, env);
75       } else {
76         ir_node * exec;
77         exec = skip_Proj(get_Block_cfgpred(get_nodes_block(node), i));
78         assert(get_irn_op(exec) == op_CallBegin
79                || get_irn_op(exec) == op_EndReg
80                || get_irn_op(exec) == op_EndExcept);
81         if (eset_contains(irg_set, get_irn_irg(exec))) {
82           current_ir_graph = get_irn_irg(exec);
83           irg_walk_cg(pred, visited, irg_set, pre, post, env);
84           current_ir_graph = rem;
85         }
86       }
87     }
88   } else {
89     for (i = get_irn_arity(node) - 1; i >= 0; --i) {
90       irg_walk_cg(get_irn_n(node, i), visited, irg_set, pre, post, env);
91     }
92   }
93
94   if (post) post(node, env);
95
96   current_ir_graph = rem;
97 }
98
99
100 /* Insert all ir_graphs in irg_set, that are (transitive) reachable. */
101 static void collect_irgs(ir_node * node, eset * irg_set) {
102   if (get_irn_op(node) == op_Call) {
103     int i;
104     for (i = get_Call_n_callees(node) - 1; i >= 0; --i) {
105       entity * ent = get_Call_callee(node, i);
106       ir_graph * irg = ent ? get_entity_irg(ent) : NULL;
107       if (irg && !eset_contains(irg_set, irg)) {
108         eset_insert(irg_set, irg);
109         irg_walk_graph(irg, (irg_walk_func *) collect_irgs, NULL, irg_set);
110       }
111     }
112   }
113 }
114
115 static void
116 irg_walk_2(ir_node *node, irg_walk_func *pre, irg_walk_func *post, void * env)
117 {
118   int i;
119   assert(node && node->kind==k_ir_node);
120
121   if (get_irn_visited(node) < get_irg_visited(current_ir_graph)) {
122     set_irn_visited(node, get_irg_visited(current_ir_graph));
123
124     if (pre) pre(node, env);
125
126     if (is_no_Block(node))
127       irg_walk_2(get_nodes_block(node), pre, post, env);
128     for (i = get_irn_arity(node) - 1; i >= 0; --i)
129       irg_walk_2(get_irn_n(node, i), pre, post, env);
130
131     if (post) post(node, env);
132   }
133   return;
134 }
135
136
137 void irg_walk(ir_node *node, irg_walk_func *pre, irg_walk_func *post, void *env)
138 {
139   assert(node  && node->kind==k_ir_node);
140   if (interprocedural_view) {
141     eset * irg_set = eset_create();
142     int visited;
143     ir_graph * irg;
144     interprocedural_view = false;
145     eset_insert(irg_set, current_ir_graph);
146     irg_walk(node, (irg_walk_func *) collect_irgs, NULL, irg_set);
147     interprocedural_view = true;
148     visited = get_max_irg_visited() + 1;
149     for (irg = eset_first(irg_set); irg; irg = eset_next(irg_set)) {
150       set_irg_visited(irg, visited);
151     }
152     irg_walk_cg(node, visited, irg_set, pre, post, env);
153     eset_destroy(irg_set);
154   } else {
155     inc_irg_visited(current_ir_graph);
156     irg_walk_2(node, pre, post, env);
157   }
158   return;
159 }
160
161
162 void irg_walk_graph(ir_graph *irg, irg_walk_func *pre, irg_walk_func *post, void *env) {
163   ir_graph * rem = current_ir_graph;
164   current_ir_graph = irg;
165   irg_walk(get_irg_end(irg), pre, post, env);
166   current_ir_graph = rem;
167 }
168
169 /* Executes irg_walk(end, pre, post, env) for all irgraphs in irprog.
170    Sets current_ir_graph properly for each walk.  Conserves current
171    current_ir_graph. */
172 void all_irg_walk(irg_walk_func *pre, irg_walk_func *post, void *env) {
173   int i;
174   ir_graph *irg, *rem;
175
176   rem = current_ir_graph;
177
178   for (i = 0; i < get_irp_n_irgs(); i++) {
179     irg = get_irp_irg(i);
180     current_ir_graph = irg;
181     irg_walk(get_irg_end(irg), pre, post, env);
182   }
183   current_ir_graph = rem;
184 }
185
186 /***************************************************************************/
187
188 /* Returns current_ir_graph and sets it to the irg of predecessor index
189    of node n. */
190 static INLINE ir_graph *
191 switch_irg (ir_node *n, int index) {
192   ir_graph *old_current = current_ir_graph;
193
194   if (interprocedural_view) {
195     /* Only Filter and Block nodes can have predecessors in other graphs. */
196     if (get_irn_op(n) == op_Filter)
197       n = get_nodes_block(n);
198     if (get_irn_op(n) == op_Block) {
199       ir_node *cfop = skip_Proj(get_Block_cfgpred(n, index));
200       if (is_ip_cfop(cfop)) {
201         current_ir_graph = get_irn_irg(cfop);
202       }
203     }
204   }
205
206   return old_current;
207 }
208
209 static void
210 cg_walk_2(ir_node *node, irg_walk_func *pre, irg_walk_func *post, void * env)
211 {
212   int i;
213   ir_graph *rem = NULL;
214   assert(node);
215
216   if (get_irn_visited(node) < get_irg_visited(current_ir_graph)) {
217     set_irn_visited(node, get_irg_visited(current_ir_graph));
218
219     if (pre) pre(node, env);
220
221     if (is_no_Block(node))
222       cg_walk_2(get_nodes_block(node), pre, post, env);
223     for (i = get_irn_arity(node) - 1; i >= 0; --i) {
224       rem = switch_irg(node, i);
225       cg_walk_2(get_irn_n(node, i), pre, post, env);
226       current_ir_graph = rem;
227     }
228
229     if (post) post(node, env);
230   }
231   return;
232 }
233
234
235 /* Walks all irgs in interprocedural view.  Visits each node only once. */
236 void cg_walk(irg_walk_func *pre, irg_walk_func *post, void *env) {
237   int i;
238   ir_graph *rem = current_ir_graph;
239   int rem_view = interprocedural_view;
240
241   interprocedural_view = true;
242
243   inc_max_irg_visited();
244   /* Fix all irg_visited flags */
245   for (i = 0; i < get_irp_n_irgs(); i++)
246     set_irg_visited(get_irp_irg(i), get_max_irg_visited());
247
248   /* Walk starting at unreachable procedures. */
249   for (i = 0; i < get_irp_n_irgs(); i++) {
250     ir_node *sb;
251     current_ir_graph = get_irp_irg(i);
252
253     sb = get_irg_start_block(current_ir_graph);
254
255     if ((get_Block_n_cfgpreds(sb) > 1) ||
256         (get_nodes_block(get_Block_cfgpred(sb, 0)) != sb)) continue;
257
258     cg_walk_2(get_irg_end(current_ir_graph), pre, post, env);
259   }
260
261   /* Check whether we walked all procedures: there could be procedures
262      with cyclic calls but no call from the outside. */
263   for (i = 0; i < get_irp_n_irgs(); i++) {
264     ir_node *eb;
265     current_ir_graph = get_irp_irg(i);
266
267     eb = get_irg_start_block(current_ir_graph);
268     if (get_irn_visited(eb) < get_irg_visited(current_ir_graph)) {
269       cg_walk_2(get_irg_end(current_ir_graph), pre, post, env);
270     }
271   }
272
273   interprocedural_view = rem_view;
274   current_ir_graph = rem;
275 }
276
277
278 /***************************************************************************/
279
280 /* Walks back from n until it finds a real cf op. */
281 static ir_node *get_cf_op(ir_node *n) {
282   ir_node *pred;
283
284   n = skip_nop(n);
285   n = skip_Tuple(n);
286   pred = skip_Proj(n);
287   if (!(is_cfop(pred) || is_fragile_op(pred) ||
288         (get_irn_op(pred) == op_Bad)))
289     n = get_cf_op(n);
290
291   return skip_Proj(n);
292 }
293
294 static void irg_block_walk_2(ir_node *node, irg_walk_func *pre, irg_walk_func *post, void *env)
295 {
296   int i;
297   assert(get_irn_opcode(node) == iro_Block);
298
299   if(get_Block_block_visited(node) < get_irg_block_visited(current_ir_graph)) {
300     set_Block_block_visited(node, get_irg_block_visited(current_ir_graph));
301
302     if(pre) pre(node, env);
303
304     for(i = get_Block_n_cfgpreds(node) - 1; i >= 0; --i) {
305       /* find the corresponding predecessor block. */
306       ir_node *pred = get_cf_op(get_Block_cfgpred(node, i));
307       pred = get_nodes_block(pred);
308       if(get_irn_opcode(pred) == iro_Block) {
309         /* recursion */
310         irg_block_walk_2(pred, pre, post, env);
311       }
312       else {
313         assert(get_irn_opcode(pred) == iro_Bad);
314       }
315     }
316
317     if(post) post(node, env);
318   }
319   return;
320 }
321
322
323 /* walks only over Block nodes in the graph.  Has it's own visited
324    flag, so that it can be interleaved with the other walker.         */
325 void irg_block_walk(ir_node *node, irg_walk_func *pre, irg_walk_func *post, void *env)
326 {
327   ir_node *block, *pred;
328   int i;
329
330   assert(node);
331   assert(!interprocedural_view);   /* interprocedural_view not implemented, because it
332                                     * interleaves with irg_walk */
333   inc_irg_block_visited(current_ir_graph);
334   if (is_no_Block(node)) block = get_nodes_block(node); else block = node;
335   assert(get_irn_opcode(block)  == iro_Block);
336   irg_block_walk_2(block, pre, post, env);
337   /* keepalive: the endless loops ... */
338   if (get_irn_op(node) == op_End)
339     for (i = 0; i < get_irn_arity(node); i++) {
340       pred = get_irn_n(node, i);
341       if (get_irn_op(pred) == op_Block)
342         irg_block_walk_2(pred, pre, post, env);
343     }
344
345   return;
346 }
347
348
349 void irg_block_walk_graph(ir_graph *irg, irg_walk_func *pre,
350                           irg_walk_func *post, void *env) {
351   ir_graph * rem = current_ir_graph;
352   current_ir_graph = irg;
353   irg_block_walk(get_irg_end(irg), pre, post, env);
354   current_ir_graph = rem;
355 }
356
357 /********************************************************************/
358
359 typedef struct walk_env {
360   irg_walk_func *pre;
361   irg_walk_func *post;
362   void *env;
363 } walk_env;
364
365 /* Walk to all constant expressions in this entity. */
366 static void walk_entity(entity *ent, void *env)
367 {
368   walk_env *my_env = (walk_env *)env;
369
370   if (get_entity_variability(ent) != variability_uninitialized) {
371     if (is_atomic_entity(ent)) {
372       irg_walk(get_atomic_ent_value(ent), my_env->pre, my_env->post, my_env->env);
373     }
374     else {
375       int i, n = get_compound_ent_n_values(ent);
376
377       for (i = 0; i < n; i++)
378         irg_walk(get_compound_ent_value(ent, i), my_env->pre, my_env->post, my_env->env);
379     }
380   }
381 }
382
383 /* Walks over all code in const_code_irg. */
384 void walk_const_code(irg_walk_func *pre, irg_walk_func *post, void *env) {
385   int i, j;
386   walk_env my_env;
387
388   ir_graph *rem = current_ir_graph;
389   current_ir_graph = get_const_code_irg();
390   inc_irg_visited(current_ir_graph);
391
392   my_env.pre = pre;
393   my_env.post = post;
394   my_env.env = env;
395
396   /* Walk all types that can contain constant entities.  */
397   walk_types_entities(get_glob_type(), &walk_entity, &my_env);
398   for (i = 0; i < get_irp_n_types(); i++)
399     walk_types_entities(get_irp_type(i), &walk_entity, &my_env);
400   for (i = 0; i < get_irp_n_irgs(); i++)
401     walk_types_entities(get_irg_frame_type(get_irp_irg(i)), &walk_entity, &my_env);
402
403   /* Walk constant array bounds. */
404   for (i = 0; i < get_irp_n_types(); i++) {
405     type *tp = get_irp_type(i);
406     if (is_array_type(tp)) {
407       for (j = 0; j < get_array_n_dimensions(tp); j++) {
408         ir_node *n;
409         n = get_array_lower_bound(tp, j);
410         if (n) irg_walk(n, pre, post, env);
411         n = get_array_upper_bound(tp, j);
412         if (n) irg_walk(n, pre, post, env);
413       }
414     }
415   }
416
417   current_ir_graph = rem;
418 }
419
420
421 /********************************************************************/
422 /** Walking support for interprocedural analysis                   **/
423 /**                                                                **/
424 /** @@@ Don't use, not operational yet, doesn't grok recursions!!  **/
425 /** @@@ Header for irgwalk.h, here until it works. **/
426 /**                                                                **/
427 /** Interprocedural walking should not walk all predecessors of    **/
428 /** all nodes.  When leaving a procedure the walker should only    **/
429 /** follow the edge corresponding to the most recent entry of the  **/
430 /** procedure.  The following functions use an internal stack to   **/
431 /** remember the current call site of a procedure.                 **/
432 /** They also set current_ir_graph correctly.                      **/
433 /**                                                                **/
434 /** Usage example:                                                 **/
435 /**                                                                **/
436 /** void init_ip_walk ();                                          **/
437 /** work_on_graph(some_end_node);                                  **/
438 /** void finish_ip_walk();                                         **/
439 /**                                                                **/
440 /** work_on_graph(ir_node *n) {                                    **/
441 /**   for (i = 0; i < get_irn_arity(n); i++) {                     **/
442 /**     if (...) continue;                                         **/
443 /**     ir_node *m = get_irn_ip_pred(n, i);                        **/
444 /**     if !m continue;                                            **/
445 /**     work_on_graph(m);                                          **/
446 /**     return_recur(n, i);                                        **/
447 /**   }                                                            **/
448 /** }                                                              **/
449 /********************************************************************/
450
451 /* Call for i in {0|-1 ... get_irn_arity(n)}.
452    If n is a conventional node returns the same node as get_irn_n(n, i).
453    If the predecessors of n are in the callee of the procedure n belongs
454    to, returns get_irn_n(n, i) if this node is in the callee on the top
455    of the stack, else returns NULL.
456    If the predecessors of n are in a procedure called by the procedure n
457    belongs to pushes the caller on the caller stack in the callee.
458    Sets current_ir_graph to the graph the node returned is in. */
459 ir_node *get_irn_ip_pred(ir_node *n, int pos);
460
461 /* If get_irn_ip_pred() returned a node (not NULL) this must be
462    called to clear up the stacks.
463    Sets current_ir_graph to the graph n is in. */
464 void return_recur(ir_node *n, int pos);
465
466
467 /********************************************************************/
468 /** Walking support for interprocedural analysis                   **/
469 /********************************************************************/
470
471 #define MIN_STACK_SIZE 40
472
473 typedef struct callsite_stack {
474   int tos;
475   ir_node **s;
476 } callsite_stack;
477
478 /* Access the stack in the irg **************************************/
479
480 static INLINE void
481 set_irg_callsite_stack(ir_graph *g, callsite_stack *s) {
482   set_irg_link(g, s);
483 }
484
485 static INLINE callsite_stack *
486 get_irg_callsite_stack(ir_graph *g) {
487   return (callsite_stack *) get_irg_link(g);
488 }
489
490 /* A stack of callsites *********************************************/
491
492 /* @@@ eventually change the implementation so the new_ only sets the field
493    to NULL, and the stack is only allocated if used.  Saves Memory! */
494 static INLINE callsite_stack *
495 new_callsite_stack(ir_graph *g) {
496   callsite_stack *res = (callsite_stack *)malloc(sizeof(callsite_stack));
497   res->tos = 0;
498   res->s = NEW_ARR_F (ir_node *, MIN_STACK_SIZE);
499   set_irg_callsite_stack(g, res);
500   return(res);
501 }
502
503 static INLINE void
504 free_callsite_stack(ir_graph *g) {
505   callsite_stack *s = get_irg_callsite_stack(g);
506   DEL_ARR_F(s->s);
507   free(s);
508 }
509
510 static INLINE void
511 push_callsite(ir_graph *callee, ir_node *callsite) {
512   callsite_stack *s = get_irg_callsite_stack(callee);
513   if (s->tos == ARR_LEN(s->s)) {
514     int nlen = ARR_LEN (s->s) * 2;
515     ARR_RESIZE (ir_node *, s->s, nlen);
516   }
517   s->s[s->tos] = callsite;
518   s->tos++;
519 }
520
521 static INLINE ir_node *
522 get_top_of_callsite_stack(ir_graph *callee) {
523   callsite_stack *s = get_irg_callsite_stack(callee);
524   return (s->s[s->tos-1]);
525 }
526
527 static INLINE
528 ir_node * pop_callsite(ir_graph *callee) {
529   callsite_stack *s = get_irg_callsite_stack(callee);
530   s->tos--;
531   return (s->s[s->tos]);
532 }
533
534
535 /* Initialization routines ******************************************/
536
537 void init_ip_walk (void) {
538   int i;
539   for (i = 0; i < get_irp_n_irgs(); i++)
540     new_callsite_stack(get_irp_irg(i));
541 }
542
543 void finish_ip_walk(void) {
544   int i;
545   for (i = 0; i < get_irp_n_irgs(); i++)
546     free_callsite_stack(get_irp_irg(i));
547   set_irg_link(get_irp_irg(i), NULL);
548 }
549
550 /* walker routines **************************************************/
551
552 /* cf_pred is End* */
553 static INLINE void
554 enter_procedure(ir_node *block, ir_node *cf_pred, int pos) {
555   ir_node *callbegin;
556   ir_graph *irg = get_irn_irg(cf_pred);
557
558   assert(interprocedural_view);
559
560   interprocedural_view = 0;
561   callbegin = skip_Proj(get_irn_n(block, 0));
562   assert(get_irn_op(callbegin) == op_CallBegin);
563   interprocedural_view = 1;
564
565   push_callsite(irg, callbegin);
566   current_ir_graph = irg;
567 }
568
569 /* cf_pred is CallBegin */
570 static INLINE bool
571 leave_procedure(ir_node *block, ir_node *cf_pred, int pos) {
572   ir_node *tos = get_top_of_callsite_stack(current_ir_graph);
573
574   assert(get_irn_op(cf_pred) == op_CallBegin);
575
576   if (tos == cf_pred) {
577     /* We entered this procedure by the call pred pos refers to. */
578     pop_callsite(current_ir_graph);
579     current_ir_graph = get_CallBegin_irg(cf_pred);
580     return true;
581   } else {
582     /* We won't walk. */
583     return false;
584   }
585 }
586
587 ir_node *get_irn_ip_pred(ir_node *n, int pos) {
588
589   if (interprocedural_view) {
590
591     /* Find the cf_pred refering to pos. */
592     ir_node *block = n;
593     ir_node *cf_pred;
594     if (get_irn_opcode(n) == iro_Filter) block = get_nodes_block(n);
595     cf_pred = skip_Proj(get_irn_n(block, pos));
596
597     /* Check whether we enter or leave a procedure and act according. */
598     if ((get_irn_op(cf_pred) == op_EndReg) ||
599         (get_irn_op(cf_pred) == op_EndExcept))
600       enter_procedure(block, cf_pred, pos);
601     if (get_irn_op(cf_pred) == op_CallBegin)
602       if (!leave_procedure(block, cf_pred, pos)) return NULL;
603   }
604
605   return get_irn_n(n, pos);
606 }
607
608 static INLINE void
609 re_enter_procedure(ir_node *block, ir_node *cf_pred, int pos) {
610   ir_node *callbegin = pop_callsite(current_ir_graph);
611   assert(interprocedural_view);
612   current_ir_graph = get_CallBegin_irg(callbegin);
613 }
614
615 static INLINE void
616 re_leave_procedure(ir_node *block, ir_node *cf_pred, int pos) {
617   ir_node *proj;
618   ir_graph *callee;
619
620   assert(get_irn_op(cf_pred) == op_CallBegin);
621
622   /* Find the irg block is in. */
623   proj = get_Block_cg_cfgpred(block, pos);
624   assert(is_Proj(proj));
625   callee = get_entity_irg(get_Call_callee(get_CallBegin_call(cf_pred),
626                                           get_Proj_proj(proj)));
627   current_ir_graph = callee;
628   push_callsite(callee, cf_pred);
629 }
630
631 void
632 return_recur(ir_node *n, int pos) {
633   ir_node *block;
634   ir_node *cf_pred;
635
636   if (!interprocedural_view) return;
637
638   /* Find the cf_pred refering to pos. */
639   block = n;
640   if (get_irn_opcode(n) == iro_Filter) block = get_nodes_block(n);
641   cf_pred = skip_Proj(get_irn_n(block, pos));
642
643   /* Check whether we re_enter or re_leave a procedure and act according. */
644   if ((get_irn_op(cf_pred) == op_EndReg) ||
645       (get_irn_op(cf_pred) == op_EndExcept))
646     re_enter_procedure(block, cf_pred, pos);
647   if (get_irn_op(cf_pred) == op_CallBegin)
648     re_leave_procedure(block, cf_pred, pos);
649 }