- add comment explaining the connection betwenn the race and Follower -> Leader trans...
[libfirm] / ir / opt / combo.c
1 /*
2  * Copyright (C) 1995-2008 University of Karlsruhe.  All right reserved.
3  *
4  * This file is part of libFirm.
5  *
6  * This file may be distributed and/or modified under the terms of the
7  * GNU General Public License version 2 as published by the Free Software
8  * Foundation and appearing in the file LICENSE.GPL included in the
9  * packaging of this file.
10  *
11  * Licensees holding valid libFirm Professional Edition licenses may use
12  * this file in accordance with the libFirm Commercial License.
13  * Agreement provided with the Software.
14  *
15  * This file is provided AS IS with NO WARRANTY OF ANY KIND, INCLUDING THE
16  * WARRANTY OF DESIGN, MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
17  * PURPOSE.
18  */
19
20 /**
21  * @file
22  * @brief   Cliff Click's Combined Analysis/Optimization
23  * @author  Michael Beck
24  * @version $Id$
25  *
26  * This is a slightly enhanced version of Cliff Clicks combo algorithm
27  * - support for commutative nodes is added, Add(a,b) and Add(b,a) ARE congruent
28  * - supports all Firm direct (by a data edge) identities except Mux
29  *   (Mux can be a 2-input or 1-input identity, only 2-input is implemented yet)
30  * - supports Confirm nodes (handle them like Copies but do NOT remove them)
31  * - support for global congruences is implemented but not tested yet
32  *
33  * Note further that we use the terminology from Click's work here, which is different
34  * in some cases from Firm terminology.  Especially, Click's type is a
35  * Firm tarval/entity, nevertheless we call it type here for "maximum compatibility".
36  */
37 #include "config.h"
38
39 #include <assert.h>
40
41 #include "iroptimize.h"
42 #include "archop.h"
43 #include "irflag.h"
44 #include "ircons.h"
45 #include "list.h"
46 #include "set.h"
47 #include "pmap.h"
48 #include "obstack.h"
49 #include "irgraph_t.h"
50 #include "irnode_t.h"
51 #include "iropt_t.h"
52 #include "irgwalk.h"
53 #include "irop.h"
54 #include "irouts.h"
55 #include "irgmod.h"
56 #include "iropt_dbg.h"
57 #include "debug.h"
58 #include "array_t.h"
59 #include "error.h"
60
61 #include "tv_t.h"
62
63 #include "irprintf.h"
64 #include "irdump.h"
65
66 /* define this to check that all type translations are monotone */
67 #undef VERIFY_MONOTONE
68
69 /* define this to check the consistency of partitions */
70 #define CHECK_PARTITIONS
71
72 typedef struct node_t            node_t;
73 typedef struct partition_t       partition_t;
74 typedef struct opcode_key_t      opcode_key_t;
75 typedef struct listmap_entry_t   listmap_entry_t;
76
77 /** The type of the compute function. */
78 typedef void (*compute_func)(node_t *node);
79
80 /**
81  * An opcode map key.
82  */
83 struct opcode_key_t {
84         ir_opcode   code;   /**< The Firm opcode. */
85         ir_mode     *mode;  /**< The mode of all nodes in the partition. */
86         int         arity;  /**< The arity of this opcode (needed for Phi etc. */
87         union {
88                 long      proj;   /**< For Proj nodes, its proj number */
89                 ir_entity *ent;   /**< For Sel Nodes, its entity */
90         } u;
91 };
92
93 /**
94  * An entry in the list_map.
95  */
96 struct listmap_entry_t {
97         void            *id;    /**< The id. */
98         node_t          *list;  /**< The associated list for this id. */
99         listmap_entry_t *next;  /**< Link to the next entry in the map. */
100 };
101
102 /** We must map id's to lists. */
103 typedef struct listmap_t {
104         set             *map;    /**< Map id's to listmap_entry_t's */
105         listmap_entry_t *values; /**< List of all values in the map. */
106 } listmap_t;
107
108 /**
109  * A lattice element. Because we handle constants and symbolic constants different, we
110  * have to use this union.
111  */
112 typedef union {
113         tarval          *tv;
114         symconst_symbol sym;
115 } lattice_elem_t;
116
117 /**
118  * A node.
119  */
120 struct node_t {
121         ir_node         *node;          /**< The IR-node itself. */
122         list_head       node_list;      /**< Double-linked list of leader/follower entries. */
123         list_head       cprop_list;     /**< Double-linked partition.cprop list. */
124         partition_t     *part;          /**< points to the partition this node belongs to */
125         node_t          *next;          /**< Next node on local list (partition.touched, fallen). */
126         node_t          *race_next;     /**< Next node on race list. */
127         lattice_elem_t  type;           /**< The associated lattice element "type". */
128         int             max_user_input; /**< Maximum input number of Def-Use edges. */
129         int             next_edge;      /**< Index of the next Def-Use edge to use. */
130         int             n_followers;    /**< Number of Follower in the outs set. */
131         unsigned        on_touched:1;   /**< Set, if this node is on the partition.touched set. */
132         unsigned        on_cprop:1;     /**< Set, if this node is on the partition.cprop list. */
133         unsigned        on_fallen:1;    /**< Set, if this node is on the fallen list. */
134         unsigned        is_follower:1;  /**< Set, if this node is a follower. */
135         unsigned        by_all_const:1; /**< Set, if this node was once evaluated by all constants. */
136         unsigned        flagged:2;      /**< 2 Bits, set if this node was visited by race 1 or 2. */
137 };
138
139 /**
140  * A partition containing congruent nodes.
141  */
142 struct partition_t {
143         list_head         Leader;          /**< The head of partition Leader node list. */
144         list_head         Follower;        /**< The head of partition Follower node list. */
145         list_head         cprop;           /**< The head of partition.cprop list. */
146         partition_t       *wl_next;        /**< Next entry in the work list if any. */
147         partition_t       *touched_next;   /**< Points to the next partition in the touched set. */
148         partition_t       *cprop_next;     /**< Points to the next partition in the cprop list. */
149         partition_t       *split_next;     /**< Points to the next partition in the list that must be split by split_by(). */
150         node_t            *touched;        /**< The partition.touched set of this partition. */
151         unsigned          n_leader;        /**< Number of entries in this partition.Leader. */
152         unsigned          n_touched;       /**< Number of entries in the partition.touched. */
153         int               max_user_inputs; /**< Maximum number of user inputs of all entries. */
154         unsigned          on_worklist:1;   /**< Set, if this partition is in the work list. */
155         unsigned          on_touched:1;    /**< Set, if this partition is on the touched set. */
156         unsigned          on_cprop:1;      /**< Set, if this partition is on the cprop list. */
157         unsigned          type_is_T_or_C:1;/**< Set, if all nodes in this partition have type Top or Constant. */
158 #ifdef DEBUG_libfirm
159         partition_t       *dbg_next;       /**< Link all partitions for debugging */
160         unsigned          nr;              /**< A unique number for (what-)mapping, >0. */
161 #endif
162 };
163
164 typedef struct environment_t {
165         struct obstack  obst;           /**< obstack to allocate data structures. */
166         partition_t     *worklist;      /**< The work list. */
167         partition_t     *cprop;         /**< The constant propagation list. */
168         partition_t     *touched;       /**< the touched set. */
169         partition_t     *initial;       /**< The initial partition. */
170         set             *opcode2id_map; /**< The opcodeMode->id map. */
171         pmap            *type2id_map;   /**< The type->id map. */
172         int             end_idx;        /**< -1 for local and 0 for global congruences. */
173         int             lambda_input;   /**< Captured argument for lambda_partition(). */
174         char            nonstd_cond;    /**< Set, if a Condb note has a non-Cmp predecessor. */
175         char            modified;       /**< Set, if the graph was modified. */
176         char            commutative;    /**< Set, if commutation nodes should be handled specially. */
177 #ifdef DEBUG_libfirm
178         partition_t     *dbg_list;      /**< List of all partitions. */
179 #endif
180 } environment_t;
181
182 /** Type of the what function. */
183 typedef void *(*what_func)(const node_t *node, environment_t *env);
184
185 #define get_irn_node(follower)         ((node_t *)get_irn_link(follower))
186 #define set_irn_node(follower, node)   set_irn_link(follower, node)
187
188 /* we do NOT use tarval_unreachable here, instead we use Top for this purpose */
189 #undef tarval_unreachable
190 #define tarval_unreachable tarval_top
191
192
193 /** The debug module handle. */
194 DEBUG_ONLY(static firm_dbg_module_t *dbg;)
195
196 /** The what reason. */
197 DEBUG_ONLY(static const char *what_reason;)
198
199 /** Next partition number. */
200 DEBUG_ONLY(static unsigned part_nr = 0);
201
202 /** The tarval returned by Unknown nodes. */
203 static tarval *tarval_UNKNOWN;
204
205 /* forward */
206 static node_t *identity(node_t *node);
207
208 #ifdef CHECK_PARTITIONS
209 /**
210  * Check a partition.
211  */
212 static void check_partition(const partition_t *T) {
213         node_t   *node;
214         unsigned n = 0;
215
216         list_for_each_entry(node_t, node, &T->Leader, node_list) {
217                 assert(node->is_follower == 0);
218                 assert(node->flagged == 0);
219                 assert(node->part == T);
220                 ++n;
221         }
222         assert(n == T->n_leader);
223
224         list_for_each_entry(node_t, node, &T->Follower, node_list) {
225                 assert(node->is_follower == 1);
226                 assert(node->flagged == 0);
227                 assert(node->part == T);
228         }
229 }  /* check_partition */
230
231 /**
232  * check that all leader nodes in the partition have the same opcode.
233  */
234 static void check_opcode(const partition_t *Z) {
235         node_t       *node;
236         opcode_key_t key;
237         int          first = 1;
238
239         list_for_each_entry(node_t, node, &Z->Leader, node_list) {
240                 ir_node *irn = node->node;
241
242                 if (first) {
243                         key.code   = get_irn_opcode(irn);
244                         key.mode   = get_irn_mode(irn);
245                         key.arity  = get_irn_arity(irn);
246                         key.u.proj = 0;
247                         key.u.ent  = NULL;
248
249                         switch (get_irn_opcode(irn)) {
250                         case iro_Proj:
251                                 key.u.proj = get_Proj_proj(irn);
252                                 break;
253                         case iro_Sel:
254                                 key.u.ent = get_Sel_entity(irn);
255                                 break;
256                         default:
257                                 break;
258                         }
259                         first = 0;
260                 } else {
261                         assert(key.code   == get_irn_opcode(irn));
262                         assert(key.mode   == get_irn_mode(irn));
263                         assert(key.arity  == get_irn_arity(irn));
264
265                         switch (get_irn_opcode(irn)) {
266                         case iro_Proj:
267                                 assert(key.u.proj == get_Proj_proj(irn));
268                                 break;
269                         case iro_Sel:
270                                 assert(key.u.ent == get_Sel_entity(irn));
271                                 break;
272                         default:
273                                 break;
274                         }
275                 }
276         }
277 }  /* check_opcode */
278
279 static void check_all_partitions(environment_t *env) {
280         partition_t *P;
281         node_t      *node;
282
283 #ifdef DEBUG_libfirm
284         for (P = env->dbg_list; P != NULL; P = P->dbg_next) {
285                 check_partition(P);
286                 if (! P->type_is_T_or_C)
287                         check_opcode(P);
288                 list_for_each_entry(node_t, node, &P->Follower, node_list) {
289                         node_t *leader = identity(node);
290
291                         assert(leader != node && leader->part == node->part);
292                 }
293         }
294 #endif
295 }
296
297 /**
298  * Check list.
299  */
300 static void do_check_list(const node_t *list, int ofs, const partition_t *Z) {
301         const node_t *e;
302
303 #define NEXT(e)  *((const node_t **)((char *)(e) + (ofs)))
304         for (e = list; e != NULL; e = NEXT(e)) {
305                 assert(e->part == Z);
306         }
307 #undef NEXT
308 }  /* ido_check_list */
309
310 /**
311  * Check a local list.
312  */
313 static void check_list(const node_t *list, const partition_t *Z) {
314         do_check_list(list, offsetof(node_t, next), Z);
315 }  /* check_list */
316
317 #else
318 #define check_partition(T)
319 #define check_list(list, Z)
320 #define check_all_partitions(env)
321 #endif /* CHECK_PARTITIONS */
322
323 #ifdef DEBUG_libfirm
324 static inline lattice_elem_t get_partition_type(const partition_t *X);
325
326 /**
327  * Dump partition to output.
328  */
329 static void dump_partition(const char *msg, const partition_t *part) {
330         const node_t   *node;
331         int            first = 1;
332         lattice_elem_t type = get_partition_type(part);
333
334         DB((dbg, LEVEL_2, "%s part%u%s (%u, %+F) {\n  ",
335                 msg, part->nr, part->type_is_T_or_C ? "*" : "",
336                 part->n_leader, type));
337         list_for_each_entry(node_t, node, &part->Leader, node_list) {
338                 DB((dbg, LEVEL_2, "%s%+F", first ? "" : ", ", node->node));
339                 first = 0;
340         }
341         if (! list_empty(&part->Follower)) {
342                 DB((dbg, LEVEL_2, "\n---\n  "));
343                 first = 1;
344                 list_for_each_entry(node_t, node, &part->Follower, node_list) {
345                         DB((dbg, LEVEL_2, "%s%+F", first ? "" : ", ", node->node));
346                         first = 0;
347                 }
348         }
349         DB((dbg, LEVEL_2, "\n}\n"));
350 }  /* dump_partition */
351
352 /**
353  * Dumps a list.
354  */
355 static void do_dump_list(const char *msg, const node_t *node, int ofs) {
356         const node_t *p;
357         int          first = 1;
358
359 #define GET_LINK(p, ofs)  *((const node_t **)((char *)(p) + (ofs)))
360
361         DB((dbg, LEVEL_3, "%s = {\n  ", msg));
362         for (p = node; p != NULL; p = GET_LINK(p, ofs)) {
363                 DB((dbg, LEVEL_3, "%s%+F", first ? "" : ", ", p->node));
364                 first = 0;
365         }
366         DB((dbg, LEVEL_3, "\n}\n"));
367
368 #undef GET_LINK
369 }  /* do_dump_list */
370
371 /**
372  * Dumps a race list.
373  */
374 static void dump_race_list(const char *msg, const node_t *list) {
375         do_dump_list(msg, list, offsetof(node_t, race_next));
376 }  /* dump_race_list */
377
378 /**
379  * Dumps a local list.
380  */
381 static void dump_list(const char *msg, const node_t *list) {
382         do_dump_list(msg, list, offsetof(node_t, next));
383 }  /* dump_list */
384
385 /**
386  * Dump all partitions.
387  */
388 static void dump_all_partitions(const environment_t *env) {
389         const partition_t *P;
390
391         DB((dbg, LEVEL_2, "All partitions\n===============\n"));
392         for (P = env->dbg_list; P != NULL; P = P->dbg_next)
393                 dump_partition("", P);
394 }  /* dump_all_partitions */
395
396 /**
397  * Sump a split list.
398  */
399 static void dump_split_list(const partition_t *list) {
400         const partition_t *p;
401
402         DB((dbg, LEVEL_2, "Split by %s produced = {\n", what_reason));
403         for (p = list; p != NULL; p = p->split_next)
404                 DB((dbg, LEVEL_2, "part%u, ", p->nr));
405         DB((dbg, LEVEL_2, "\n}\n"));
406 }  /* dump_split_list */
407
408 #else
409 #define dump_partition(msg, part)
410 #define dump_race_list(msg, list)
411 #define dump_list(msg, list)
412 #define dump_all_partitions(env)
413 #define dump_split_list(list)
414 #endif
415
416 #if defined(VERIFY_MONOTONE) && defined (DEBUG_libfirm)
417 /**
418  * Verify that a type transition is monotone
419  */
420 static void verify_type(const lattice_elem_t old_type, const lattice_elem_t new_type) {
421         if (old_type.tv == new_type.tv) {
422                 /* no change */
423                 return;
424         }
425         if (old_type.tv == tarval_top) {
426                 /* from Top down-to is always allowed */
427                 return;
428         }
429         if (old_type.tv == tarval_reachable) {
430                 panic("verify_type(): wrong translation from %+F to %+F", old_type, new_type);
431         }
432         if (new_type.tv == tarval_bottom || new_type.tv == tarval_reachable) {
433                 /* bottom reached */
434                 return;
435         }
436         panic("verify_type(): wrong translation from %+F to %+F", old_type, new_type);
437 }  /* verify_type */
438 #else
439 #define verify_type(old_type, new_type)
440 #endif
441
442 /**
443  * Compare two pointer values of a listmap.
444  */
445 static int listmap_cmp_ptr(const void *elt, const void *key, size_t size) {
446         const listmap_entry_t *e1 = elt;
447         const listmap_entry_t *e2 = key;
448
449         (void) size;
450         return e1->id != e2->id;
451 }  /* listmap_cmp_ptr */
452
453 /**
454  * Initializes a listmap.
455  *
456  * @param map  the listmap
457  */
458 static void listmap_init(listmap_t *map) {
459         map->map    = new_set(listmap_cmp_ptr, 16);
460         map->values = NULL;
461 }  /* listmap_init */
462
463 /**
464  * Terminates a listmap.
465  *
466  * @param map  the listmap
467  */
468 static void listmap_term(listmap_t *map) {
469         del_set(map->map);
470 }  /* listmap_term */
471
472 /**
473  * Return the associated listmap entry for a given id.
474  *
475  * @param map  the listmap
476  * @param id   the id to search for
477  *
478  * @return the associated listmap entry for the given id
479  */
480 static listmap_entry_t *listmap_find(listmap_t *map, void *id) {
481         listmap_entry_t key, *entry;
482
483         key.id   = id;
484         key.list = NULL;
485         key.next = NULL;
486         entry = set_insert(map->map, &key, sizeof(key), HASH_PTR(id));
487
488         if (entry->list == NULL) {
489                 /* a new entry, put into the list */
490                 entry->next = map->values;
491                 map->values = entry;
492         }
493         return entry;
494 }  /* listmap_find */
495
496 /**
497  * Calculate the hash value for an opcode map entry.
498  *
499  * @param entry  an opcode map entry
500  *
501  * @return a hash value for the given opcode map entry
502  */
503 static unsigned opcode_hash(const opcode_key_t *entry) {
504         return (entry->mode - (ir_mode *)0) * 9 + entry->code + entry->u.proj * 3 + HASH_PTR(entry->u.ent) + entry->arity;
505 }  /* opcode_hash */
506
507 /**
508  * Compare two entries in the opcode map.
509  */
510 static int cmp_opcode(const void *elt, const void *key, size_t size) {
511         const opcode_key_t *o1 = elt;
512         const opcode_key_t *o2 = key;
513
514         (void) size;
515         return o1->code != o2->code || o1->mode != o2->mode ||
516                o1->arity != o2->arity ||
517                o1->u.proj != o2->u.proj || o1->u.ent != o2->u.ent;
518 }  /* cmp_opcode */
519
520 /**
521  * Compare two Def-Use edges for input position.
522  */
523 static int cmp_def_use_edge(const void *a, const void *b) {
524         const ir_def_use_edge *ea = a;
525         const ir_def_use_edge *eb = b;
526
527         /* no overrun, because range is [-1, MAXINT] */
528         return ea->pos - eb->pos;
529 }  /* cmp_def_use_edge */
530
531 /**
532  * We need the Def-Use edges sorted.
533  */
534 static void sort_irn_outs(node_t *node) {
535         ir_node *irn = node->node;
536         int n_outs = get_irn_n_outs(irn);
537
538         if (n_outs > 1) {
539                 qsort(&irn->out[1], n_outs, sizeof(irn->out[0]), cmp_def_use_edge);
540         }
541         node->max_user_input = irn->out[n_outs].pos;
542 }  /* sort_irn_outs */
543
544 /**
545  * Return the type of a node.
546  *
547  * @param irn  an IR-node
548  *
549  * @return the associated type of this node
550  */
551 static inline lattice_elem_t get_node_type(const ir_node *irn) {
552         return get_irn_node(irn)->type;
553 }  /* get_node_type */
554
555 /**
556  * Return the tarval of a node.
557  *
558  * @param irn  an IR-node
559  *
560  * @return the associated type of this node
561  */
562 static inline tarval *get_node_tarval(const ir_node *irn) {
563         lattice_elem_t type = get_node_type(irn);
564
565         if (is_tarval(type.tv))
566                 return type.tv;
567         return tarval_bottom;
568 }  /* get_node_type */
569
570 /**
571  * Add a partition to the worklist.
572  */
573 static inline void add_to_worklist(partition_t *X, environment_t *env) {
574         assert(X->on_worklist == 0);
575         DB((dbg, LEVEL_2, "Adding part%d to worklist\n", X->nr));
576         X->wl_next     = env->worklist;
577         X->on_worklist = 1;
578         env->worklist  = X;
579 }  /* add_to_worklist */
580
581 /**
582  * Create a new empty partition.
583  *
584  * @param env   the environment
585  *
586  * @return a newly allocated partition
587  */
588 static inline partition_t *new_partition(environment_t *env) {
589         partition_t *part = obstack_alloc(&env->obst, sizeof(*part));
590
591         INIT_LIST_HEAD(&part->Leader);
592         INIT_LIST_HEAD(&part->Follower);
593         INIT_LIST_HEAD(&part->cprop);
594         part->wl_next         = NULL;
595         part->touched_next    = NULL;
596         part->cprop_next      = NULL;
597         part->split_next      = NULL;
598         part->touched         = NULL;
599         part->n_leader        = 0;
600         part->n_touched       = 0;
601         part->max_user_inputs = 0;
602         part->on_worklist     = 0;
603         part->on_touched      = 0;
604         part->on_cprop        = 0;
605         part->type_is_T_or_C  = 0;
606 #ifdef DEBUG_libfirm
607         part->dbg_next        = env->dbg_list;
608         env->dbg_list         = part;
609         part->nr              = part_nr++;
610 #endif
611
612         return part;
613 }  /* new_partition */
614
615 /**
616  * Get the first node from a partition.
617  */
618 static inline node_t *get_first_node(const partition_t *X) {
619         return list_entry(X->Leader.next, node_t, node_list);
620 }  /* get_first_node */
621
622 /**
623  * Return the type of a partition (assuming partition is non-empty and
624  * all elements have the same type).
625  *
626  * @param X  a partition
627  *
628  * @return the type of the first element of the partition
629  */
630 static inline lattice_elem_t get_partition_type(const partition_t *X) {
631         const node_t *first = get_first_node(X);
632         return first->type;
633 }  /* get_partition_type */
634
635 /**
636  * Creates a partition node for the given IR-node and place it
637  * into the given partition.
638  *
639  * @param irn   an IR-node
640  * @param part  a partition to place the node in
641  * @param env   the environment
642  *
643  * @return the created node
644  */
645 static node_t *create_partition_node(ir_node *irn, partition_t *part, environment_t *env) {
646         /* create a partition node and place it in the partition */
647         node_t *node = obstack_alloc(&env->obst, sizeof(*node));
648
649         INIT_LIST_HEAD(&node->node_list);
650         INIT_LIST_HEAD(&node->cprop_list);
651         node->node           = irn;
652         node->part           = part;
653         node->next           = NULL;
654         node->race_next      = NULL;
655         node->type.tv        = tarval_top;
656         node->max_user_input = 0;
657         node->next_edge      = 0;
658         node->n_followers    = 0;
659         node->on_touched     = 0;
660         node->on_cprop       = 0;
661         node->on_fallen      = 0;
662         node->is_follower    = 0;
663         node->by_all_const   = 0;
664         node->flagged        = 0;
665         set_irn_node(irn, node);
666
667         list_add_tail(&node->node_list, &part->Leader);
668         ++part->n_leader;
669
670         return node;
671 }  /* create_partition_node */
672
673 /**
674  * Pre-Walker, init all Block-Phi lists.
675  */
676 static void init_block_phis(ir_node *irn, void *env) {
677         (void) env;
678
679         if (is_Block(irn)) {
680                 set_Block_phis(irn, NULL);
681         }
682 }  /* init_block_phis */
683
684 /**
685  * Post-Walker, initialize all Nodes' type to U or top and place
686  * all nodes into the TOP partition.
687  */
688 static void create_initial_partitions(ir_node *irn, void *ctx) {
689         environment_t *env  = ctx;
690         partition_t   *part = env->initial;
691         node_t        *node;
692
693         node = create_partition_node(irn, part, env);
694         sort_irn_outs(node);
695         if (node->max_user_input > part->max_user_inputs)
696                 part->max_user_inputs = node->max_user_input;
697
698         if (is_Phi(irn)) {
699                 add_Block_phi(get_nodes_block(irn), irn);
700         } else if (is_Cond(irn)) {
701                 /* check if all Cond's have a Cmp predecessor. */
702                 if (get_irn_mode(irn) == mode_b && !is_Cmp(skip_Proj(get_Cond_selector(irn))))
703                         env->nonstd_cond = 1;
704         }
705 }  /* create_initial_partitions */
706
707 /**
708  * Add a node to the entry.partition.touched set and
709  * node->partition to the touched set if not already there.
710  *
711  * @param y    a node
712  * @param env  the environment
713  */
714 static inline void add_to_touched(node_t *y, environment_t *env) {
715         if (y->on_touched == 0) {
716                 partition_t *part = y->part;
717
718                 y->next       = part->touched;
719                 part->touched = y;
720                 y->on_touched = 1;
721                 ++part->n_touched;
722
723                 if (part->on_touched == 0) {
724                         part->touched_next = env->touched;
725                         env->touched       = part;
726                         part->on_touched   = 1;
727                 }
728
729                 check_list(part->touched, part);
730         }
731 }  /* add_to_touched */
732
733 /**
734  * Place a node on the cprop list.
735  *
736  * @param y    the node
737  * @param env  the environment
738  */
739 static void add_to_cprop(node_t *y, environment_t *env) {
740         /* Add y to y.partition.cprop. */
741         if (y->on_cprop == 0) {
742                 partition_t *Y = y->part;
743
744                 list_add_tail(&y->cprop_list, &Y->cprop);
745                 y->on_cprop   = 1;
746
747                 DB((dbg, LEVEL_3, "Add %+F to part%u.cprop\n", y->node, Y->nr));
748
749                 /* place its partition on the cprop list */
750                 if (Y->on_cprop == 0) {
751                         Y->cprop_next = env->cprop;
752                         env->cprop    = Y;
753                         Y->on_cprop   = 1;
754                 }
755         }
756         if (get_irn_mode(y->node) == mode_T) {
757                 /* mode_T nodes always produce tarval_bottom, so we must explicitly
758                    add it's Proj's to get constant evaluation to work */
759                 int i;
760
761                 for (i = get_irn_n_outs(y->node) - 1; i >= 0; --i) {
762                         node_t *proj = get_irn_node(get_irn_out(y->node, i));
763
764                         add_to_cprop(proj, env);
765                 }
766         } else if (is_Block(y->node)) {
767                 /* Due to the way we handle Phi's, we must place all Phis of a block on the list
768                  * if someone placed the block. The Block is only placed if the reachability
769                  * changes, and this must be re-evaluated in compute_Phi(). */
770                 ir_node *phi;
771                 for (phi = get_Block_phis(y->node); phi != NULL; phi = get_Phi_next(phi)) {
772                         node_t *p = get_irn_node(phi);
773                         add_to_cprop(p, env);
774                 }
775         }
776 }  /* add_to_cprop */
777
778 /**
779  * Update the worklist: If Z is on worklist then add Z' to worklist.
780  * Else add the smaller of Z and Z' to worklist.
781  *
782  * @param Z        the Z partition
783  * @param Z_prime  the Z' partition, a previous part of Z
784  * @param env      the environment
785  */
786 static void update_worklist(partition_t *Z, partition_t *Z_prime, environment_t *env) {
787         if (Z->on_worklist || Z_prime->n_leader < Z->n_leader) {
788                 add_to_worklist(Z_prime, env);
789         } else {
790                 add_to_worklist(Z, env);
791         }
792 }  /* update_worklist */
793
794 /**
795  * Make all inputs to x no longer be F.def_use edges.
796  *
797  * @param x  the node
798  */
799 static void move_edges_to_leader(node_t *x) {
800         ir_node     *irn = x->node;
801         int         i, j, k;
802
803         for (i = get_irn_arity(irn) - 1; i >= 0; --i) {
804                 node_t  *pred = get_irn_node(get_irn_n(irn, i));
805                 ir_node *p;
806                 int     n;
807
808                 p = pred->node;
809                 n = get_irn_n_outs(p);
810                 for (j = 1; j <= pred->n_followers; ++j) {
811                         if (p->out[j].pos == i && p->out[j].use == irn) {
812                                 /* found a follower edge to x, move it to the Leader */
813                                 ir_def_use_edge edge = p->out[j];
814
815                                 /* remove this edge from the Follower set */
816                                 p->out[j] = p->out[pred->n_followers];
817                                 --pred->n_followers;
818
819                                 /* sort it into the leader set */
820                                 for (k = pred->n_followers + 2; k <= n; ++k) {
821                                         if (p->out[k].pos >= edge.pos)
822                                                 break;
823                                         p->out[k - 1] = p->out[k];
824                                 }
825                                 /* place the new edge here */
826                                 p->out[k - 1] = edge;
827
828                                 /* edge found and moved */
829                                 break;
830                         }
831                 }
832         }
833 }  /* move_edges_to_leader */
834
835 /**
836  * Split a partition that has NO followers by a local list.
837  *
838  * @param Z    partition to split
839  * @param g    a (non-empty) node list
840  * @param env  the environment
841  *
842  * @return  a new partition containing the nodes of g
843  */
844 static partition_t *split_no_followers(partition_t *Z, node_t *g, environment_t *env) {
845         partition_t *Z_prime;
846         node_t      *node;
847         unsigned    n = 0;
848         int         max_input;
849
850         dump_partition("Splitting ", Z);
851         dump_list("by list ", g);
852
853         assert(g != NULL);
854
855         /* Remove g from Z. */
856         for (node = g; node != NULL; node = node->next) {
857                 assert(node->part == Z);
858                 list_del(&node->node_list);
859                 ++n;
860         }
861         assert(n < Z->n_leader);
862         Z->n_leader -= n;
863
864         /* Move g to a new partition, Z'. */
865         Z_prime = new_partition(env);
866         max_input = 0;
867         for (node = g; node != NULL; node = node->next) {
868                 list_add_tail(&node->node_list, &Z_prime->Leader);
869                 node->part = Z_prime;
870                 if (node->max_user_input > max_input)
871                         max_input = node->max_user_input;
872         }
873         Z_prime->max_user_inputs = max_input;
874         Z_prime->n_leader        = n;
875
876         check_partition(Z);
877         check_partition(Z_prime);
878
879         /* for now, copy the type info tag, it will be adjusted in split_by(). */
880         Z_prime->type_is_T_or_C = Z->type_is_T_or_C;
881
882         update_worklist(Z, Z_prime, env);
883
884         dump_partition("Now ", Z);
885         dump_partition("Created new ", Z_prime);
886         return Z_prime;
887 }  /* split_no_followers */
888
889 /**
890  * Make the Follower -> Leader transition for a node.
891  *
892  * @param n  the node
893  */
894 static void follower_to_leader(node_t *n) {
895         assert(n->is_follower == 1);
896
897         DB((dbg, LEVEL_2, "%+F make the follower -> leader transition\n", n->node));
898         n->is_follower = 0;
899         move_edges_to_leader(n);
900         list_del(&n->node_list);
901         list_add_tail(&n->node_list, &n->part->Leader);
902         ++n->part->n_leader;
903 }  /* follower_to_leader */
904
905 /**
906  * The environment for one race step.
907  */
908 typedef struct step_env {
909         node_t   *initial;    /**< The initial node list. */
910         node_t   *unwalked;   /**< The unwalked node list. */
911         node_t   *walked;     /**< The walked node list. */
912         int      index;       /**< Next index of Follower use_def edge. */
913         unsigned side;        /**< side number. */
914 } step_env;
915
916 /**
917  * Return non-zero, if a input is a real follower
918  *
919  * @param irn    the node to check
920  * @param input  number of the input
921  */
922 static int is_real_follower(const ir_node *irn, int input) {
923         node_t *pred;
924
925         switch (get_irn_opcode(irn)) {
926         case iro_Confirm:
927                 if (input == 1) {
928                         /* ignore the Confirm bound input */
929                         return 0;
930                 }
931                 break;
932         case iro_Mux:
933                 if (input == 0) {
934                         /* ignore the Mux sel input */
935                         return 0;
936                 }
937                 break;
938         case iro_Phi: {
939                 /* dead inputs are not follower edges */
940                 ir_node *block = get_nodes_block(irn);
941                 node_t  *pred  = get_irn_node(get_Block_cfgpred(block, input));
942
943                 if (pred->type.tv == tarval_unreachable)
944                         return 0;
945                 break;
946         }
947         case iro_Sub:
948         case iro_Shr:
949         case iro_Shl:
950         case iro_Shrs:
951         case iro_Rotl:
952                 if (input == 1) {
953                         /* only a Sub x,0 / Shift x,0 might be a follower */
954                         return 0;
955                 }
956                 break;
957         case iro_Add:
958         case iro_Or:
959         case iro_Eor:
960                 pred = get_irn_node(get_irn_n(irn, input));
961                 if (is_tarval(pred->type.tv) && tarval_is_null(pred->type.tv))
962                         return 0;
963                 break;
964         case iro_Mul:
965                 pred = get_irn_node(get_irn_n(irn, input));
966                 if (is_tarval(pred->type.tv) && tarval_is_one(pred->type.tv))
967                         return 0;
968                 break;
969         case iro_And:
970                 pred = get_irn_node(get_irn_n(irn, input));
971                 if (is_tarval(pred->type.tv) && tarval_is_all_one(pred->type.tv))
972                         return 0;
973                 break;
974         case iro_Min:
975         case iro_Max:
976                 /* all inputs are followers */
977                 return 1;
978         default:
979                 assert(!"opcode not implemented yet");
980                 break;
981         }
982         return 1;
983 }  /* is_real_follower */
984
985 /**
986  * Do one step in the race.
987  */
988 static int step(step_env *env) {
989         node_t *n;
990
991         if (env->initial != NULL) {
992                 /* Move node from initial to unwalked */
993                 n             = env->initial;
994                 env->initial  = n->race_next;
995
996                 n->race_next  = env->unwalked;
997                 env->unwalked = n;
998
999                 return 0;
1000         }
1001
1002         while (env->unwalked != NULL) {
1003                 /* let n be the first node in unwalked */
1004                 n = env->unwalked;
1005                 while (env->index < n->n_followers) {
1006                         const ir_def_use_edge *edge = &n->node->out[1 + env->index];
1007
1008                         /* let m be n.F.def_use[index] */
1009                         node_t *m = get_irn_node(edge->use);
1010
1011                         assert(m->is_follower);
1012                         /*
1013                          * Some inputs, like the get_Confirm_bound are NOT
1014                          * real followers, sort them out.
1015                          */
1016                         if (! is_real_follower(m->node, edge->pos)) {
1017                                 ++env->index;
1018                                 continue;
1019                         }
1020                         ++env->index;
1021
1022                         /* only followers from our partition */
1023                         if (m->part != n->part)
1024                                 continue;
1025
1026                         if ((m->flagged & env->side) == 0) {
1027                                 m->flagged |= env->side;
1028
1029                                 if (m->flagged != 3) {
1030                                         /* visited the first time */
1031                                         /* add m to unwalked not as first node (we might still need to
1032                                            check for more follower node */
1033                                         m->race_next = n->race_next;
1034                                         n->race_next = m;
1035                                         return 0;
1036                                 }
1037                                 /* else already visited by the other side and on the other list */
1038                         }
1039                 }
1040                 /* move n to walked */
1041                 env->unwalked = n->race_next;
1042                 n->race_next  = env->walked;
1043                 env->walked   = n;
1044                 env->index    = 0;
1045         }
1046         return 1;
1047 }  /* step */
1048
1049 /**
1050  * Clear the flags from a list and check for
1051  * nodes that where touched from both sides.
1052  *
1053  * @param list  the list
1054  */
1055 static int clear_flags(node_t *list) {
1056         int    res = 0;
1057         node_t *n;
1058
1059         for (n = list; n != NULL; n = n->race_next) {
1060                 if (n->flagged == 3) {
1061                         /* we reach a follower from both sides, this will split congruent
1062                          * inputs and make it a leader. */
1063                         follower_to_leader(n);
1064                         res = 1;
1065                 }
1066                 n->flagged = 0;
1067         }
1068         return res;
1069 }  /* clear_flags */
1070
1071 /**
1072  * Split a partition by a local list using the race.
1073  *
1074  * @param pX   pointer to the partition to split, might be changed!
1075  * @param gg   a (non-empty) node list
1076  * @param env  the environment
1077  *
1078  * @return  a new partition containing the nodes of gg
1079  */
1080 static partition_t *split(partition_t **pX, node_t *gg, environment_t *env) {
1081         partition_t *X = *pX;
1082         partition_t *X_prime;
1083         list_head   tmp;
1084         step_env    senv[2];
1085         node_t      *g, *h, *node, *t;
1086         int         max_input, transitions, winner, shf;
1087         unsigned    n;
1088         DEBUG_ONLY(static int run = 0;)
1089
1090         DB((dbg, LEVEL_2, "Run %d ", run++));
1091         if (list_empty(&X->Follower)) {
1092                 /* if the partition has NO follower, we can use the fast
1093                    splitting algorithm. */
1094                 return split_no_followers(X, gg, env);
1095         }
1096         /* else do the race */
1097
1098         dump_partition("Splitting ", X);
1099         dump_list("by list ", gg);
1100
1101         INIT_LIST_HEAD(&tmp);
1102
1103         /* Remove gg from X.Leader and put into g */
1104         g = NULL;
1105         for (node = gg; node != NULL; node = node->next) {
1106                 assert(node->part == X);
1107                 assert(node->is_follower == 0);
1108
1109                 list_del(&node->node_list);
1110                 list_add_tail(&node->node_list, &tmp);
1111                 node->race_next = g;
1112                 g               = node;
1113         }
1114         /* produce h */
1115         h = NULL;
1116         list_for_each_entry(node_t, node, &X->Leader, node_list) {
1117                 node->race_next = h;
1118                 h               = node;
1119         }
1120         /* restore X.Leader */
1121         list_splice(&tmp, &X->Leader);
1122
1123         senv[0].initial   = g;
1124         senv[0].unwalked  = NULL;
1125         senv[0].walked    = NULL;
1126         senv[0].index     = 0;
1127         senv[0].side      = 1;
1128
1129         senv[1].initial   = h;
1130         senv[1].unwalked  = NULL;
1131         senv[1].walked    = NULL;
1132         senv[1].index     = 0;
1133         senv[1].side      = 2;
1134
1135         /*
1136          * Some informations on the race that are not stated clearly in Click's
1137          * thesis.
1138          * 1) A follower stays on the side that reach him first.
1139          * 2) If the other side reches a follower, if will be converted to
1140          *    a leader. /This must be done after the race is over, else the
1141          *    edges we are iterating on are renumbered./
1142          * 3) /New leader might end up on both sides./
1143          * 4) /If one side ends up with new Leaders, we must ensure that
1144          *    they can split out by opcode, hence we have to put _every_
1145          *    partition with new Leader nodes on the cprop list, as
1146          *    opcode splitting is done by split_by() at the end of
1147          *    constant propagation./
1148          */
1149         for (;;) {
1150                 if (step(&senv[0])) {
1151                         winner = 0;
1152                         break;
1153                 }
1154                 if (step(&senv[1])) {
1155                         winner = 1;
1156                         break;
1157                 }
1158         }
1159         assert(senv[winner].initial == NULL);
1160         assert(senv[winner].unwalked == NULL);
1161
1162         /* clear flags from walked/unwalked */
1163         shf = winner;
1164         transitions  = clear_flags(senv[0].unwalked) << shf;
1165         transitions |= clear_flags(senv[0].walked)   << shf;
1166         shf ^= 1;
1167         transitions |= clear_flags(senv[1].unwalked) << shf;
1168         transitions |= clear_flags(senv[1].walked)   << shf;
1169
1170         dump_race_list("winner ", senv[winner].walked);
1171
1172         /* Move walked_{winner} to a new partition, X'. */
1173         X_prime   = new_partition(env);
1174         max_input = 0;
1175         n         = 0;
1176         for (node = senv[winner].walked; node != NULL; node = node->race_next) {
1177                 list_del(&node->node_list);
1178                 node->part = X_prime;
1179                 if (node->is_follower) {
1180                         list_add_tail(&node->node_list, &X_prime->Follower);
1181                 } else {
1182                         list_add_tail(&node->node_list, &X_prime->Leader);
1183                         ++n;
1184                 }
1185                 if (node->max_user_input > max_input)
1186                         max_input = node->max_user_input;
1187         }
1188         X_prime->n_leader        = n;
1189         X_prime->max_user_inputs = max_input;
1190         X->n_leader             -= X_prime->n_leader;
1191
1192         /* for now, copy the type info tag, it will be adjusted in split_by(). */
1193         X_prime->type_is_T_or_C = X->type_is_T_or_C;
1194
1195         /*
1196          * Even if a follower was not checked by both sides, it might have
1197          * loose its congruence, so we need to check this case for all follower.
1198          */
1199         list_for_each_entry_safe(node_t, node, t, &X_prime->Follower, node_list) {
1200                 if (identity(node) == node) {
1201                         follower_to_leader(node);
1202                         transitions |= 1;
1203                 }
1204         }
1205
1206         check_partition(X);
1207         check_partition(X_prime);
1208
1209         /* X' is the smaller part */
1210         add_to_worklist(X_prime, env);
1211
1212         /*
1213          * If there where follower to leader transitions, ensure that the nodes
1214          * can be split out if necessary.
1215          */
1216         if (transitions & 1) {
1217                 /* place winner partition on the cprop list */
1218                 if (X_prime->on_cprop == 0) {
1219                         X_prime->cprop_next = env->cprop;
1220                         env->cprop          = X_prime;
1221                         X_prime->on_cprop   = 1;
1222                 }
1223         }
1224         if (transitions & 2) {
1225                 /* place other partition on the cprop list */
1226                 if (X->on_cprop == 0) {
1227                         X->cprop_next = env->cprop;
1228                         env->cprop    = X;
1229                         X->on_cprop   = 1;
1230                 }
1231         }
1232
1233         dump_partition("Now ", X);
1234         dump_partition("Created new ", X_prime);
1235
1236         /* we have to ensure that the partition containing g is returned */
1237         if (winner != 0) {
1238                 *pX = X_prime;
1239                 return X;
1240         }
1241
1242         return X_prime;
1243 }  /* split */
1244
1245 /**
1246  * Returns non-zero if the i'th input of a Phi node is live.
1247  *
1248  * @param phi  a Phi-node
1249  * @param i    an input number
1250  *
1251  * @return non-zero if the i'th input of the given Phi node is live
1252  */
1253 static int is_live_input(ir_node *phi, int i) {
1254         if (i >= 0) {
1255                 ir_node        *block = get_nodes_block(phi);
1256                 ir_node        *pred  = get_Block_cfgpred(block, i);
1257                 lattice_elem_t type   = get_node_type(pred);
1258
1259                 return type.tv != tarval_unreachable;
1260         }
1261         /* else it's the control input, always live */
1262         return 1;
1263 }  /* is_live_input */
1264
1265 /**
1266  * Return non-zero if a type is a constant.
1267  */
1268 static int is_constant_type(lattice_elem_t type) {
1269         if (type.tv != tarval_bottom && type.tv != tarval_top)
1270                 return 1;
1271         return 0;
1272 }  /* is_constant_type */
1273
1274 /**
1275  * Check whether a type is neither Top or a constant.
1276  * Note: U is handled like Top here, R is a constant.
1277  *
1278  * @param type  the type to check
1279  */
1280 static int type_is_neither_top_nor_const(const lattice_elem_t type) {
1281         if (is_tarval(type.tv)) {
1282                 if (type.tv == tarval_top)
1283                         return 0;
1284                 if (tarval_is_constant(type.tv))
1285                         return 0;
1286         } else {
1287                 /* is a symconst */
1288                 return 0;
1289         }
1290         return 1;
1291 }  /* type_is_neither_top_nor_const */
1292
1293 /**
1294  * Collect nodes to the touched list.
1295  *
1296  * @param list  the list which contains the nodes that must be evaluated
1297  * @param idx   the index of the def_use edge to evaluate
1298  * @param env   the environment
1299  */
1300 static void collect_touched(list_head *list, int idx, environment_t *env) {
1301         node_t  *x, *y;
1302         int     end_idx = env->end_idx;
1303
1304         list_for_each_entry(node_t, x, list, node_list) {
1305                 int num_edges;
1306
1307                 if (idx == -1) {
1308                         /* leader edges start AFTER follower edges */
1309                         x->next_edge = x->n_followers + 1;
1310                 }
1311                 num_edges = get_irn_n_outs(x->node);
1312
1313                 /* for all edges in x.L.def_use_{idx} */
1314                 while (x->next_edge <= num_edges) {
1315                         const ir_def_use_edge *edge = &x->node->out[x->next_edge];
1316                         ir_node               *succ;
1317
1318                         /* check if we have necessary edges */
1319                         if (edge->pos > idx)
1320                                 break;
1321
1322                         ++x->next_edge;
1323
1324                         succ = edge->use;
1325
1326                         /* only non-commutative nodes */
1327                         if (env->commutative &&
1328                             (idx == 0 || idx == 1) && is_op_commutative(get_irn_op(succ)))
1329                                 continue;
1330
1331                         /* ignore the "control input" for non-pinned nodes
1332                         if we are running in GCSE mode */
1333                         if (idx < end_idx && get_irn_pinned(succ) != op_pin_state_pinned)
1334                                 continue;
1335
1336                         y = get_irn_node(succ);
1337                         assert(get_irn_n(succ, idx) == x->node);
1338
1339                         /* ignore block edges touching followers */
1340                         if (idx == -1 && y->is_follower)
1341                                 continue;
1342
1343                         if (is_constant_type(y->type)) {
1344                                 ir_opcode code = get_irn_opcode(succ);
1345                                 if (code == iro_Sub || code == iro_Cmp)
1346                                         add_to_cprop(y, env);
1347                         }
1348
1349                         /* Partitions of constants should not be split simply because their Nodes have unequal
1350                            functions or incongruent inputs. */
1351                         if (type_is_neither_top_nor_const(y->type) &&
1352                                 (! is_Phi(y->node) || is_live_input(y->node, idx))) {
1353                                         add_to_touched(y, env);
1354                         }
1355                 }
1356         }
1357 }  /* collect_touched */
1358
1359 /**
1360  * Collect commutative nodes to the touched list.
1361  *
1362  * @param list  the list which contains the nodes that must be evaluated
1363  * @param env   the environment
1364  */
1365 static void collect_commutative_touched(list_head *list, environment_t *env) {
1366         node_t  *x, *y;
1367
1368         list_for_each_entry(node_t, x, list, node_list) {
1369                 int num_edges;
1370
1371                 num_edges = get_irn_n_outs(x->node);
1372
1373                 x->next_edge = x->n_followers + 1;
1374
1375                 /* for all edges in x.L.def_use_{idx} */
1376                 while (x->next_edge <= num_edges) {
1377                         const ir_def_use_edge *edge = &x->node->out[x->next_edge];
1378                         ir_node               *succ;
1379
1380                         /* check if we have necessary edges */
1381                         if (edge->pos > 1)
1382                                 break;
1383
1384                         ++x->next_edge;
1385                         if (edge->pos < 0)
1386                                 continue;
1387
1388                         succ = edge->use;
1389
1390                         /* only commutative nodes */
1391                         if (!is_op_commutative(get_irn_op(succ)))
1392                                 continue;
1393
1394                         y = get_irn_node(succ);
1395                         if (is_constant_type(y->type)) {
1396                                 ir_opcode code = get_irn_opcode(succ);
1397                                 if (code == iro_Eor)
1398                                         add_to_cprop(y, env);
1399                         }
1400
1401                         /* Partitions of constants should not be split simply because their Nodes have unequal
1402                            functions or incongruent inputs. */
1403                         if (type_is_neither_top_nor_const(y->type)) {
1404                                 add_to_touched(y, env);
1405                         }
1406                 }
1407         }
1408 }  /* collect_commutative_touched */
1409
1410 /**
1411  * Split the partitions if caused by the first entry on the worklist.
1412  *
1413  * @param env  the environment
1414  */
1415 static void cause_splits(environment_t *env) {
1416         partition_t *X, *Z, *N;
1417         int         idx;
1418
1419         /* remove the first partition from the worklist */
1420         X = env->worklist;
1421         env->worklist  = X->wl_next;
1422         X->on_worklist = 0;
1423
1424         dump_partition("Cause_split: ", X);
1425
1426         if (env->commutative) {
1427                 /* handle commutative nodes first */
1428
1429                 /* empty the touched set: already done, just clear the list */
1430                 env->touched = NULL;
1431
1432                 collect_commutative_touched(&X->Leader, env);
1433                 collect_commutative_touched(&X->Follower, env);
1434
1435                 for (Z = env->touched; Z != NULL; Z = N) {
1436                         node_t   *e;
1437                         node_t   *touched  = Z->touched;
1438                         unsigned n_touched = Z->n_touched;
1439
1440                         assert(Z->touched != NULL);
1441
1442                         /* beware, split might change Z */
1443                         N = Z->touched_next;
1444
1445                         /* remove it from the touched set */
1446                         Z->on_touched = 0;
1447
1448                         /* Empty local Z.touched. */
1449                         for (e = touched; e != NULL; e = e->next) {
1450                                 assert(e->is_follower == 0);
1451                                 e->on_touched = 0;
1452                         }
1453                         Z->touched   = NULL;
1454                         Z->n_touched = 0;
1455
1456                         if (0 < n_touched && n_touched < Z->n_leader) {
1457                                 DB((dbg, LEVEL_2, "Split part%d by touched\n", Z->nr));
1458                                 split(&Z, touched, env);
1459                         } else
1460                                 assert(n_touched <= Z->n_leader);
1461                 }
1462         }
1463
1464         /* combine temporary leader and follower list */
1465         for (idx = -1; idx <= X->max_user_inputs; ++idx) {
1466                 /* empty the touched set: already done, just clear the list */
1467                 env->touched = NULL;
1468
1469                 collect_touched(&X->Leader, idx, env);
1470                 collect_touched(&X->Follower, idx, env);
1471
1472                 for (Z = env->touched; Z != NULL; Z = N) {
1473                         node_t   *e;
1474                         node_t   *touched  = Z->touched;
1475                         unsigned n_touched = Z->n_touched;
1476
1477                         assert(Z->touched != NULL);
1478
1479                         /* beware, split might change Z */
1480                         N = Z->touched_next;
1481
1482                         /* remove it from the touched set */
1483                         Z->on_touched = 0;
1484
1485                         /* Empty local Z.touched. */
1486                         for (e = touched; e != NULL; e = e->next) {
1487                                 assert(e->is_follower == 0);
1488                                 e->on_touched = 0;
1489                         }
1490                         Z->touched   = NULL;
1491                         Z->n_touched = 0;
1492
1493                         if (0 < n_touched && n_touched < Z->n_leader) {
1494                                 DB((dbg, LEVEL_2, "Split part%d by touched\n", Z->nr));
1495                                 split(&Z, touched, env);
1496                         } else
1497                                 assert(n_touched <= Z->n_leader);
1498                 }
1499         }
1500 }  /* cause_splits */
1501
1502 /**
1503  * Implements split_by_what(): Split a partition by characteristics given
1504  * by the what function.
1505  *
1506  * @param X     the partition to split
1507  * @param What  a function returning an Id for every node of the partition X
1508  * @param P     a list to store the result partitions
1509  * @param env   the environment
1510  *
1511  * @return *P
1512  */
1513 static partition_t *split_by_what(partition_t *X, what_func What,
1514                                   partition_t **P, environment_t *env) {
1515         node_t          *x, *S;
1516         listmap_t       map;
1517         listmap_entry_t *iter;
1518         partition_t     *R;
1519
1520         /* Let map be an empty mapping from the range of What to (local) list of Nodes. */
1521         listmap_init(&map);
1522         list_for_each_entry(node_t, x, &X->Leader, node_list) {
1523                 void            *id = What(x, env);
1524                 listmap_entry_t *entry;
1525
1526                 if (id == NULL) {
1527                         /* input not allowed, ignore */
1528                         continue;
1529                 }
1530                 /* Add x to map[What(x)]. */
1531                 entry = listmap_find(&map, id);
1532                 x->next     = entry->list;
1533                 entry->list = x;
1534         }
1535         /* Let P be a set of Partitions. */
1536
1537         /* for all sets S except one in the range of map do */
1538         for (iter = map.values; iter != NULL; iter = iter->next) {
1539                 if (iter->next == NULL) {
1540                         /* this is the last entry, ignore */
1541                         break;
1542                 }
1543                 S = iter->list;
1544
1545                 /* Add SPLIT( X, S ) to P. */
1546                 DB((dbg, LEVEL_2, "Split part%d by WHAT = %s\n", X->nr, what_reason));
1547                 R = split(&X, S, env);
1548                 R->split_next = *P;
1549                 *P            = R;
1550         }
1551         /* Add X to P. */
1552         X->split_next = *P;
1553         *P            = X;
1554
1555         listmap_term(&map);
1556         return *P;
1557 }  /* split_by_what */
1558
1559 /** lambda n.(n.type) */
1560 static void *lambda_type(const node_t *node, environment_t *env) {
1561         (void)env;
1562         return node->type.tv;
1563 }  /* lambda_type */
1564
1565 /** lambda n.(n.opcode) */
1566 static void *lambda_opcode(const node_t *node, environment_t *env) {
1567         opcode_key_t key, *entry;
1568         ir_node      *irn = node->node;
1569
1570         key.code   = get_irn_opcode(irn);
1571         key.mode   = get_irn_mode(irn);
1572         key.arity  = get_irn_arity(irn);
1573         key.u.proj = 0;
1574         key.u.ent  = NULL;
1575
1576         switch (get_irn_opcode(irn)) {
1577         case iro_Proj:
1578                 key.u.proj = get_Proj_proj(irn);
1579                 break;
1580         case iro_Sel:
1581                 key.u.ent = get_Sel_entity(irn);
1582                 break;
1583         default:
1584                 break;
1585         }
1586
1587         entry = set_insert(env->opcode2id_map, &key, sizeof(key), opcode_hash(&key));
1588         return entry;
1589 }  /* lambda_opcode */
1590
1591 /** lambda n.(n[i].partition) */
1592 static void *lambda_partition(const node_t *node, environment_t *env) {
1593         ir_node *skipped = skip_Proj(node->node);
1594         ir_node *pred;
1595         node_t  *p;
1596         int     i = env->lambda_input;
1597
1598         if (i >= get_irn_arity(node->node)) {
1599                 /*
1600                  * We are outside the allowed range: This can happen even
1601                  * if we have split by opcode first: doing so might move Followers
1602                  * to Leaders and those will have a different opcode!
1603                  * Note that in this case the partition is on the cprop list and will be
1604                  * split again.
1605                  */
1606                 return NULL;
1607         }
1608
1609         /* ignore the "control input" for non-pinned nodes
1610            if we are running in GCSE mode */
1611         if (i < env->end_idx && get_irn_pinned(skipped) != op_pin_state_pinned)
1612                 return NULL;
1613
1614         pred = i == -1 ? get_irn_n(skipped, i) : get_irn_n(node->node, i);
1615         p    = get_irn_node(pred);
1616
1617         return p->part;
1618 }  /* lambda_partition */
1619
1620 /** lambda n.(n[i].partition) for commutative nodes */
1621 static void *lambda_commutative_partition(const node_t *node, environment_t *env) {
1622         ir_node     *irn     = node->node;
1623         ir_node     *skipped = skip_Proj(irn);
1624         ir_node     *pred, *left, *right;
1625         node_t      *p;
1626         partition_t *pl, *pr;
1627         int         i = env->lambda_input;
1628
1629         if (i >= get_irn_arity(node->node)) {
1630                 /*
1631                  * We are outside the allowed range: This can happen even
1632                  * if we have split by opcode first: doing so might move Followers
1633                  * to Leaders and those will have a different opcode!
1634                  * Note that in this case the partition is on the cprop list and will be
1635                  * split again.
1636                  */
1637                 return NULL;
1638         }
1639
1640         /* ignore the "control input" for non-pinned nodes
1641            if we are running in GCSE mode */
1642         if (i < env->end_idx && get_irn_pinned(skipped) != op_pin_state_pinned)
1643                 return NULL;
1644
1645         if (i == -1) {
1646                 pred = get_irn_n(skipped, i);
1647                 p    = get_irn_node(pred);
1648                 return p->part;
1649         }
1650
1651         if (is_op_commutative(get_irn_op(irn))) {
1652                 /* normalize partition order by returning the "smaller" on input 0,
1653                    the "bigger" on input 1. */
1654                 left  = get_binop_left(irn);
1655                 pl    = get_irn_node(left)->part;
1656                 right = get_binop_right(irn);
1657                 pr    = get_irn_node(right)->part;
1658
1659                 if (i == 0)
1660                         return pl < pr ? pl : pr;
1661                 else
1662                 return pl > pr ? pl : pr;
1663         } else {
1664                 /* a not split out Follower */
1665                 pred = get_irn_n(irn, i);
1666                 p    = get_irn_node(pred);
1667
1668                 return p->part;
1669         }
1670 }  /* lambda_commutative_partition */
1671
1672 /**
1673  * Returns true if a type is a constant.
1674  */
1675 static int is_con(const lattice_elem_t type) {
1676         /* be conservative */
1677         if (is_tarval(type.tv))
1678                 return tarval_is_constant(type.tv);
1679         return is_entity(type.sym.entity_p);
1680 }  /* is_con */
1681
1682 /**
1683  * Implements split_by().
1684  *
1685  * @param X    the partition to split
1686  * @param env  the environment
1687  */
1688 static void split_by(partition_t *X, environment_t *env) {
1689         partition_t *I, *P = NULL;
1690         int         input;
1691
1692         dump_partition("split_by", X);
1693
1694         if (X->n_leader == 1) {
1695                 /* we have only one leader, no need to split, just check it's type */
1696                 node_t *x = get_first_node(X);
1697                 X->type_is_T_or_C = x->type.tv == tarval_top || is_con(x->type);
1698                 return;
1699         }
1700
1701         DEBUG_ONLY(what_reason = "lambda n.(n.type)";)
1702         P = split_by_what(X, lambda_type, &P, env);
1703         dump_split_list(P);
1704
1705         /* adjust the type tags, we have split partitions by type */
1706         for (I = P; I != NULL; I = I->split_next) {
1707                 node_t *x = get_first_node(I);
1708                 I->type_is_T_or_C = x->type.tv == tarval_top || is_con(x->type);
1709         }
1710
1711         do {
1712                 partition_t *Y = P;
1713
1714                 P = P->split_next;
1715                 if (Y->n_leader > 1) {
1716                         /* we do not want split the TOP or constant partitions */
1717                         if (! Y->type_is_T_or_C) {
1718                                 partition_t *Q = NULL;
1719
1720                                 DEBUG_ONLY(what_reason = "lambda n.(n.opcode)";)
1721                                 Q = split_by_what(Y, lambda_opcode, &Q, env);
1722                                 dump_split_list(Q);
1723
1724                                 do {
1725                                         partition_t *Z = Q;
1726
1727                                         Q = Q->split_next;
1728                                         if (Z->n_leader > 1) {
1729                                                 const node_t *first = get_first_node(Z);
1730                                                 int          arity  = get_irn_arity(first->node);
1731                                                 partition_t  *R, *S;
1732                                                 what_func    what = lambda_partition;
1733                                                 DEBUG_ONLY(char buf[64];)
1734
1735                                                 if (env->commutative && is_op_commutative(get_irn_op(first->node)))
1736                                                         what = lambda_commutative_partition;
1737
1738                                                 /*
1739                                                  * BEWARE: during splitting by input 2 for instance we might
1740                                                  * create new partitions which are different by input 1, so collect
1741                                                  * them and split further.
1742                                                  */
1743                                                 Z->split_next = NULL;
1744                                                 R             = Z;
1745                                                 S             = NULL;
1746                                                 for (input = arity - 1; input >= -1; --input) {
1747                                                         do {
1748                                                                 partition_t *Z_prime = R;
1749
1750                                                                 R = R->split_next;
1751                                                                 if (Z_prime->n_leader > 1) {
1752                                                                         env->lambda_input = input;
1753                                                                         DEBUG_ONLY(snprintf(buf, sizeof(buf), "lambda n.(n[%d].partition)", input);)
1754                                                                         DEBUG_ONLY(what_reason = buf;)
1755                                                                         S = split_by_what(Z_prime, what, &S, env);
1756                                                                         dump_split_list(S);
1757                                                                 } else {
1758                                                                         Z_prime->split_next = S;
1759                                                                         S                   = Z_prime;
1760                                                                 }
1761                                                         } while (R != NULL);
1762                                                         R = S;
1763                                                         S = NULL;
1764                                                 }
1765                                         }
1766                                 } while (Q != NULL);
1767                         }
1768                 }
1769         } while (P != NULL);
1770 }  /* split_by */
1771
1772 /**
1773  * (Re-)compute the type for a given node.
1774  *
1775  * @param node  the node
1776  */
1777 static void default_compute(node_t *node) {
1778         int     i;
1779         ir_node *irn = node->node;
1780         node_t  *block = get_irn_node(get_nodes_block(irn));
1781
1782         if (block->type.tv == tarval_unreachable) {
1783                 node->type.tv = tarval_top;
1784                 return;
1785         }
1786
1787         /* if any of the data inputs have type top, the result is type top */
1788         for (i = get_irn_arity(irn) - 1; i >= 0; --i) {
1789                 ir_node *pred = get_irn_n(irn, i);
1790                 node_t  *p    = get_irn_node(pred);
1791
1792                 if (p->type.tv == tarval_top) {
1793                         node->type.tv = tarval_top;
1794                         return;
1795                 }
1796         }
1797
1798         if (get_irn_mode(node->node) == mode_X)
1799                 node->type.tv = tarval_reachable;
1800         else
1801                 node->type.tv = computed_value(irn);
1802 }  /* default_compute */
1803
1804 /**
1805  * (Re-)compute the type for a Block node.
1806  *
1807  * @param node  the node
1808  */
1809 static void compute_Block(node_t *node) {
1810         int     i;
1811         ir_node *block = node->node;
1812
1813         if (block == get_irg_start_block(current_ir_graph)) {
1814                 /* start block is always reachable */
1815                 node->type.tv = tarval_reachable;
1816                 return;
1817         }
1818
1819         for (i = get_Block_n_cfgpreds(block) - 1; i >= 0; --i) {
1820                 node_t *pred = get_irn_node(get_Block_cfgpred(block, i));
1821
1822                 if (pred->type.tv == tarval_reachable) {
1823                         /* A block is reachable, if at least of predecessor is reachable. */
1824                         node->type.tv = tarval_reachable;
1825                         return;
1826                 }
1827         }
1828         node->type.tv = tarval_top;
1829 }  /* compute_Block */
1830
1831 /**
1832  * (Re-)compute the type for a Bad node.
1833  *
1834  * @param node  the node
1835  */
1836 static void compute_Bad(node_t *node) {
1837         /* Bad nodes ALWAYS compute Top */
1838         node->type.tv = tarval_top;
1839 }  /* compute_Bad */
1840
1841 /**
1842  * (Re-)compute the type for an Unknown node.
1843  *
1844  * @param node  the node
1845  */
1846 static void compute_Unknown(node_t *node) {
1847         /* While Unknown nodes should compute Top this is dangerous:
1848          * a Top input to a Cond would lead to BOTH control flows unreachable.
1849          * While this is correct in the given semantics, it would destroy the Firm
1850          * graph.
1851          *
1852          * It would be safe to compute Top IF it can be assured, that only Cmp
1853          * nodes are inputs to Conds. We check that first.
1854          * This is the way Frontends typically build Firm, but some optimizations
1855          * (cond_eval for instance) might replace them by Phib's...
1856          */
1857         node->type.tv = tarval_UNKNOWN;
1858 }  /* compute_Unknown */
1859
1860 /**
1861  * (Re-)compute the type for a Jmp node.
1862  *
1863  * @param node  the node
1864  */
1865 static void compute_Jmp(node_t *node) {
1866         node_t *block = get_irn_node(get_nodes_block(node->node));
1867
1868         node->type = block->type;
1869 }  /* compute_Jmp */
1870
1871 /**
1872  * (Re-)compute the type for the End node.
1873  *
1874  * @param node  the node
1875  */
1876 static void compute_End(node_t *node) {
1877         /* the End node is NOT dead of course */
1878         node->type.tv = tarval_reachable;
1879 }
1880
1881 /**
1882  * (Re-)compute the type for a SymConst node.
1883  *
1884  * @param node  the node
1885  */
1886 static void compute_SymConst(node_t *node) {
1887         ir_node *irn = node->node;
1888         node_t  *block = get_irn_node(get_nodes_block(irn));
1889
1890         if (block->type.tv == tarval_unreachable) {
1891                 node->type.tv = tarval_top;
1892                 return;
1893         }
1894         switch (get_SymConst_kind(irn)) {
1895         case symconst_addr_ent:
1896         /* case symconst_addr_name: cannot handle this yet */
1897                 node->type.sym = get_SymConst_symbol(irn);
1898                 break;
1899         default:
1900                 node->type.tv = computed_value(irn);
1901         }
1902 }  /* compute_SymConst */
1903
1904 /**
1905  * (Re-)compute the type for a Phi node.
1906  *
1907  * @param node  the node
1908  */
1909 static void compute_Phi(node_t *node) {
1910         int            i;
1911         ir_node        *phi = node->node;
1912         lattice_elem_t type;
1913
1914         /* if a Phi is in a unreachable block, its type is TOP */
1915         node_t *block = get_irn_node(get_nodes_block(phi));
1916
1917         if (block->type.tv == tarval_unreachable) {
1918                 node->type.tv = tarval_top;
1919                 return;
1920         }
1921
1922         /* Phi implements the Meet operation */
1923         type.tv = tarval_top;
1924         for (i = get_Phi_n_preds(phi) - 1; i >= 0; --i) {
1925                 node_t *pred   = get_irn_node(get_Phi_pred(phi, i));
1926                 node_t *pred_X = get_irn_node(get_Block_cfgpred(block->node, i));
1927
1928                 if (pred_X->type.tv == tarval_unreachable || pred->type.tv == tarval_top) {
1929                         /* ignore TOP inputs: We must check here for unreachable blocks,
1930                            because Firm constants live in the Start Block are NEVER Top.
1931                            Else, a Phi (1,2) will produce Bottom, even if the 2 for instance
1932                            comes from a unreachable input. */
1933                         continue;
1934                 }
1935                 if (pred->type.tv == tarval_bottom) {
1936                         node->type.tv = tarval_bottom;
1937                         return;
1938                 } else if (type.tv == tarval_top) {
1939                         /* first constant found */
1940                         type = pred->type;
1941                 } else if (type.tv != pred->type.tv) {
1942                         /* different constants or tarval_bottom */
1943                         node->type.tv = tarval_bottom;
1944                         return;
1945                 }
1946                 /* else nothing, constants are the same */
1947         }
1948         node->type = type;
1949 }  /* compute_Phi */
1950
1951 /**
1952  * (Re-)compute the type for an Add. Special case: one nodes is a Zero Const.
1953  *
1954  * @param node  the node
1955  */
1956 static void compute_Add(node_t *node) {
1957         ir_node        *sub = node->node;
1958         node_t         *l   = get_irn_node(get_Add_left(sub));
1959         node_t         *r   = get_irn_node(get_Add_right(sub));
1960         lattice_elem_t a    = l->type;
1961         lattice_elem_t b    = r->type;
1962         ir_mode        *mode;
1963
1964         if (a.tv == tarval_top || b.tv == tarval_top) {
1965                 node->type.tv = tarval_top;
1966         } else if (a.tv == tarval_bottom || b.tv == tarval_bottom) {
1967                 node->type.tv = tarval_bottom;
1968         } else {
1969                 /* x + 0 = 0 + x = x, but beware of floating point +0 + -0, so we
1970                    must call tarval_add() first to handle this case! */
1971                 if (is_tarval(a.tv)) {
1972                         if (is_tarval(b.tv)) {
1973                                 node->type.tv = tarval_add(a.tv, b.tv);
1974                                 return;
1975                         }
1976                         mode = get_tarval_mode(a.tv);
1977                         if (a.tv == get_mode_null(mode)) {
1978                                 node->type = b;
1979                                 return;
1980                         }
1981                 } else if (is_tarval(b.tv)) {
1982                         mode = get_tarval_mode(b.tv);
1983                         if (b.tv == get_mode_null(mode)) {
1984                                 node->type = a;
1985                                 return;
1986                         }
1987                 }
1988                 node->type.tv = tarval_bottom;
1989         }
1990 }  /* compute_Add */
1991
1992 /**
1993  * (Re-)compute the type for a Sub. Special case: both nodes are congruent.
1994  *
1995  * @param node  the node
1996  */
1997 static void compute_Sub(node_t *node) {
1998         ir_node        *sub = node->node;
1999         node_t         *l   = get_irn_node(get_Sub_left(sub));
2000         node_t         *r   = get_irn_node(get_Sub_right(sub));
2001         lattice_elem_t a    = l->type;
2002         lattice_elem_t b    = r->type;
2003         tarval         *tv;
2004
2005         if (a.tv == tarval_top || b.tv == tarval_top) {
2006                 node->type.tv = tarval_top;
2007         } else if (is_con(a) && is_con(b)) {
2008                 if (is_tarval(a.tv) && is_tarval(b.tv)) {
2009                         node->type.tv = tarval_sub(a.tv, b.tv, get_irn_mode(sub));
2010                 } else if (is_tarval(a.tv) && tarval_is_null(a.tv)) {
2011                         node->type = b;
2012                 } else if (is_tarval(b.tv) && tarval_is_null(b.tv)) {
2013                         node->type = a;
2014                 } else {
2015                         node->type.tv = tarval_bottom;
2016                 }
2017                 node->by_all_const = 1;
2018         } else if (r->part == l->part &&
2019                    (!mode_is_float(get_irn_mode(l->node)))) {
2020                 /*
2021                  * BEWARE: a - a is NOT always 0 for floating Point values, as
2022                  * NaN op NaN = NaN, so we must check this here.
2023                  */
2024                 ir_mode *mode = get_irn_mode(sub);
2025                 tv = get_mode_null(mode);
2026
2027                 /* if the node was ONCE evaluated by all constants, but now
2028                    this breaks AND we get from the argument partitions a different
2029                    result, switch to bottom.
2030                    This happens because initially all nodes are in the same partition ... */
2031                 if (node->by_all_const && node->type.tv != tv)
2032                         tv = tarval_bottom;
2033                 node->type.tv = tv;
2034         } else {
2035                 node->type.tv = tarval_bottom;
2036         }
2037 }  /* compute_Sub */
2038
2039 /**
2040  * (Re-)compute the type for an Eor. Special case: both nodes are congruent.
2041  *
2042  * @param node  the node
2043  */
2044 static void compute_Eor(node_t *node) {
2045         ir_node        *eor = node->node;
2046         node_t         *l   = get_irn_node(get_Eor_left(eor));
2047         node_t         *r   = get_irn_node(get_Eor_right(eor));
2048         lattice_elem_t a    = l->type;
2049         lattice_elem_t b    = r->type;
2050         tarval         *tv;
2051
2052         if (a.tv == tarval_top || b.tv == tarval_top) {
2053                 node->type.tv = tarval_top;
2054         } else if (is_con(a) && is_con(b)) {
2055                 if (is_tarval(a.tv) && is_tarval(b.tv)) {
2056                         node->type.tv = tarval_eor(a.tv, b.tv);
2057                 } else if (is_tarval(a.tv) && tarval_is_null(a.tv)) {
2058                         node->type = b;
2059                 } else if (is_tarval(b.tv) && tarval_is_null(b.tv)) {
2060                         node->type = a;
2061                 } else {
2062                         node->type.tv = tarval_bottom;
2063                 }
2064                 node->by_all_const = 1;
2065         } else if (r->part == l->part) {
2066                 ir_mode *mode = get_irn_mode(eor);
2067                 tv = get_mode_null(mode);
2068
2069                 /* if the node was ONCE evaluated by all constants, but now
2070                    this breaks AND we get from the argument partitions a different
2071                    result, switch to bottom.
2072                    This happens because initially all nodes are in the same partition ... */
2073                 if (node->by_all_const && node->type.tv != tv)
2074                         tv = tarval_bottom;
2075                 node->type.tv = tv;
2076         } else {
2077                 node->type.tv = tarval_bottom;
2078         }
2079 }  /* compute_Eor */
2080
2081 /**
2082  * (Re-)compute the type for Cmp.
2083  *
2084  * @param node  the node
2085  */
2086 static void compute_Cmp(node_t *node) {
2087         ir_node        *cmp  = node->node;
2088         node_t         *l    = get_irn_node(get_Cmp_left(cmp));
2089         node_t         *r    = get_irn_node(get_Cmp_right(cmp));
2090         lattice_elem_t a     = l->type;
2091         lattice_elem_t b     = r->type;
2092
2093         if (a.tv == tarval_top || b.tv == tarval_top) {
2094 #ifdef WITH_UNKNOWN
2095                 /*
2096                  * Top is congruent to any other value, we can
2097                  * calculate the compare result.
2098                  */
2099                 node->type.tv = tarval_b_true;
2100 #else
2101                 node->type.tv = tarval_top;
2102 #endif
2103         } else if (is_con(a) && is_con(b)) {
2104                 /* both nodes are constants, we can probably do something */
2105                 node->type.tv = tarval_b_true;
2106         } else if (r->part == l->part) {
2107                 /* both nodes congruent, we can probably do something */
2108                 node->type.tv = tarval_b_true;
2109         } else {
2110                 node->type.tv = tarval_bottom;
2111         }
2112 }  /* compute_Proj_Cmp */
2113
2114 /**
2115  * (Re-)compute the type for a Proj(Cmp).
2116  *
2117  * @param node  the node
2118  * @param cond  the predecessor Cmp node
2119  */
2120 static void compute_Proj_Cmp(node_t *node, ir_node *cmp) {
2121         ir_node        *proj = node->node;
2122         node_t         *l    = get_irn_node(get_Cmp_left(cmp));
2123         node_t         *r    = get_irn_node(get_Cmp_right(cmp));
2124         lattice_elem_t a     = l->type;
2125         lattice_elem_t b     = r->type;
2126         pn_Cmp         pnc   = get_Proj_proj(proj);
2127         tarval         *tv;
2128
2129         if (a.tv == tarval_top || b.tv == tarval_top) {
2130 #ifdef WITH_UNKNOWN
2131                 /* see above */
2132                 tv = new_tarval_from_long((pnc & pn_Cmp_Eq) ^ pn_Cmp_Eq, mode_b);
2133                 goto not_equal;
2134 #else
2135                 node->type.tv = tarval_top;
2136 #endif
2137         } else if (is_con(a) && is_con(b)) {
2138                 default_compute(node);
2139                 node->by_all_const = 1;
2140         } else if (r->part == l->part &&
2141                    (!mode_is_float(get_irn_mode(l->node)) || pnc == pn_Cmp_Lt || pnc == pn_Cmp_Gt)) {
2142                 /*
2143                  * BEWARE: a == a is NOT always True for floating Point values, as
2144                  * NaN != NaN is defined, so we must check this here.
2145                  */
2146                 tv = new_tarval_from_long(pnc & pn_Cmp_Eq, mode_b);
2147 #ifdef WITH_UNKNOWN
2148 not_equal:
2149 #endif
2150
2151                 /* if the node was ONCE evaluated by all constants, but now
2152                    this breaks AND we get from the argument partitions a different
2153                    result, switch to bottom.
2154                    This happens because initially all nodes are in the same partition ... */
2155                 if (node->by_all_const && node->type.tv != tv)
2156                         tv = tarval_bottom;
2157                 node->type.tv = tv;
2158         } else {
2159                 node->type.tv = tarval_bottom;
2160         }
2161 }  /* compute_Proj_Cmp */
2162
2163 /**
2164  * (Re-)compute the type for a Proj(Cond).
2165  *
2166  * @param node  the node
2167  * @param cond  the predecessor Cond node
2168  */
2169 static void compute_Proj_Cond(node_t *node, ir_node *cond) {
2170         ir_node *proj     = node->node;
2171         long    pnc       = get_Proj_proj(proj);
2172         ir_node *sel      = get_Cond_selector(cond);
2173         node_t  *selector = get_irn_node(sel);
2174
2175         if (get_irn_mode(sel) == mode_b) {
2176                 /* an IF */
2177                 if (pnc == pn_Cond_true) {
2178                         if (selector->type.tv == tarval_b_false) {
2179                                 node->type.tv = tarval_unreachable;
2180                         } else if (selector->type.tv == tarval_b_true) {
2181                                 node->type.tv = tarval_reachable;
2182                         } else if (selector->type.tv == tarval_bottom) {
2183                                 node->type.tv = tarval_reachable;
2184                         } else {
2185                                 assert(selector->type.tv == tarval_top);
2186                                 node->type.tv = tarval_unreachable;
2187                         }
2188                 } else {
2189                         assert(pnc == pn_Cond_false);
2190
2191                         if (selector->type.tv == tarval_b_false) {
2192                                 node->type.tv = tarval_reachable;
2193                         } else if (selector->type.tv == tarval_b_true) {
2194                                 node->type.tv = tarval_unreachable;
2195                         } else if (selector->type.tv == tarval_bottom) {
2196                                 node->type.tv = tarval_reachable;
2197                         } else {
2198                                 assert(selector->type.tv == tarval_top);
2199                                 node->type.tv = tarval_unreachable;
2200                         }
2201                 }
2202         } else {
2203                 /* an SWITCH */
2204                 if (selector->type.tv == tarval_bottom) {
2205                         node->type.tv = tarval_reachable;
2206                 } else if (selector->type.tv == tarval_top) {
2207                         node->type.tv = tarval_unreachable;
2208                 } else {
2209                         long value = get_tarval_long(selector->type.tv);
2210                         if (pnc == get_Cond_defaultProj(cond)) {
2211                                 /* default switch, have to check ALL other cases */
2212                                 int i;
2213
2214                                 for (i = get_irn_n_outs(cond) - 1; i >= 0; --i) {
2215                                         ir_node *succ = get_irn_out(cond, i);
2216
2217                                         if (succ == proj)
2218                                                 continue;
2219                                         if (value == get_Proj_proj(succ)) {
2220                                                 /* we found a match, will NOT take the default case */
2221                                                 node->type.tv = tarval_unreachable;
2222                                                 return;
2223                                         }
2224                                 }
2225                                 /* all cases checked, no match, will take default case */
2226                                 node->type.tv = tarval_reachable;
2227                         } else {
2228                                 /* normal case */
2229                                 node->type.tv = value == pnc ? tarval_reachable : tarval_unreachable;
2230                         }
2231                 }
2232         }
2233 }  /* compute_Proj_Cond */
2234
2235 /**
2236  * (Re-)compute the type for a Proj-Node.
2237  *
2238  * @param node  the node
2239  */
2240 static void compute_Proj(node_t *node) {
2241         ir_node *proj = node->node;
2242         ir_mode *mode = get_irn_mode(proj);
2243         node_t  *block = get_irn_node(get_nodes_block(skip_Proj(proj)));
2244         ir_node *pred  = get_Proj_pred(proj);
2245
2246         if (block->type.tv == tarval_unreachable) {
2247                 /* a Proj in a unreachable Block stay Top */
2248                 node->type.tv = tarval_top;
2249                 return;
2250         }
2251         if (get_irn_node(pred)->type.tv == tarval_top) {
2252                 /* if the predecessor is Top, its Proj follow */
2253                 node->type.tv = tarval_top;
2254                 return;
2255         }
2256
2257         if (mode == mode_M) {
2258                 /* mode M is always bottom */
2259                 node->type.tv = tarval_bottom;
2260                 return;
2261         }
2262         if (mode != mode_X) {
2263                 if (is_Cmp(pred))
2264                         compute_Proj_Cmp(node, pred);
2265                 else
2266                         default_compute(node);
2267                 return;
2268         }
2269         /* handle mode_X nodes */
2270
2271         switch (get_irn_opcode(pred)) {
2272         case iro_Start:
2273                 /* the Proj_X from the Start is always reachable.
2274                    However this is already handled at the top. */
2275                 node->type.tv = tarval_reachable;
2276                 break;
2277         case iro_Cond:
2278                 compute_Proj_Cond(node, pred);
2279                 break;
2280         default:
2281                 default_compute(node);
2282         }
2283 }  /* compute_Proj */
2284
2285 /**
2286  * (Re-)compute the type for a Confirm.
2287  *
2288  * @param node  the node
2289  */
2290 static void compute_Confirm(node_t *node) {
2291         ir_node *confirm = node->node;
2292         node_t  *pred = get_irn_node(get_Confirm_value(confirm));
2293
2294         if (get_Confirm_cmp(confirm) == pn_Cmp_Eq) {
2295                 node_t *bound = get_irn_node(get_Confirm_bound(confirm));
2296
2297                 if (is_con(bound->type)) {
2298                         /* is equal to a constant */
2299                         node->type = bound->type;
2300                         return;
2301                 }
2302         }
2303         /* a Confirm is a copy OR a Const */
2304         node->type = pred->type;
2305 }  /* compute_Confirm */
2306
2307 /**
2308  * (Re-)compute the type for a Max.
2309  *
2310  * @param node  the node
2311  */
2312 static void compute_Max(node_t *node) {
2313         ir_node        *op = node->node;
2314         node_t         *l  = get_irn_node(get_binop_left(op));
2315         node_t         *r  = get_irn_node(get_binop_right(op));
2316         lattice_elem_t a   = l->type;
2317         lattice_elem_t b   = r->type;
2318
2319         if (a.tv == tarval_top || b.tv == tarval_top) {
2320                 node->type.tv = tarval_top;
2321         } else if (is_con(a) && is_con(b)) {
2322                 /* both nodes are constants, we can probably do something */
2323                 if (a.tv == b.tv) {
2324                         /* this case handles SymConsts as well */
2325                         node->type = a;
2326                 } else {
2327                         ir_mode *mode   = get_irn_mode(op);
2328                         tarval  *tv_min = get_mode_min(mode);
2329
2330                         if (a.tv == tv_min)
2331                                 node->type = b;
2332                         else if (b.tv == tv_min)
2333                                 node->type = a;
2334                         else if (is_tarval(a.tv) && is_tarval(b.tv)) {
2335                                 if (tarval_cmp(a.tv, b.tv) & pn_Cmp_Gt)
2336                                         node->type.tv = a.tv;
2337                                 else
2338                                         node->type.tv = b.tv;
2339                         } else {
2340                                 node->type.tv = tarval_bad;
2341                         }
2342                 }
2343         } else if (r->part == l->part) {
2344                 /* both nodes congruent, we can probably do something */
2345                 node->type = a;
2346         } else {
2347                 node->type.tv = tarval_bottom;
2348         }
2349 }  /* compute_Max */
2350
2351 /**
2352  * (Re-)compute the type for a Min.
2353  *
2354  * @param node  the node
2355  */
2356 static void compute_Min(node_t *node) {
2357         ir_node        *op = node->node;
2358         node_t         *l  = get_irn_node(get_binop_left(op));
2359         node_t         *r  = get_irn_node(get_binop_right(op));
2360         lattice_elem_t a   = l->type;
2361         lattice_elem_t b   = r->type;
2362
2363         if (a.tv == tarval_top || b.tv == tarval_top) {
2364                 node->type.tv = tarval_top;
2365         } else if (is_con(a) && is_con(b)) {
2366                 /* both nodes are constants, we can probably do something */
2367                 if (a.tv == b.tv) {
2368                         /* this case handles SymConsts as well */
2369                         node->type = a;
2370                 } else {
2371                         ir_mode *mode   = get_irn_mode(op);
2372                         tarval  *tv_max = get_mode_max(mode);
2373
2374                         if (a.tv == tv_max)
2375                                 node->type = b;
2376                         else if (b.tv == tv_max)
2377                                 node->type = a;
2378                         else if (is_tarval(a.tv) && is_tarval(b.tv)) {
2379                                 if (tarval_cmp(a.tv, b.tv) & pn_Cmp_Gt)
2380                                         node->type.tv = a.tv;
2381                                 else
2382                                         node->type.tv = b.tv;
2383                         } else {
2384                                 node->type.tv = tarval_bad;
2385                         }
2386                 }
2387         } else if (r->part == l->part) {
2388                 /* both nodes congruent, we can probably do something */
2389                 node->type = a;
2390         } else {
2391                 node->type.tv = tarval_bottom;
2392         }
2393 }  /* compute_Min */
2394
2395 /**
2396  * (Re-)compute the type for a given node.
2397  *
2398  * @param node  the node
2399  */
2400 static void compute(node_t *node) {
2401         compute_func func;
2402
2403         if (is_no_Block(node->node)) {
2404                 node_t *block = get_irn_node(get_nodes_block(node->node));
2405
2406                 if (block->type.tv == tarval_unreachable) {
2407                         node->type.tv = tarval_top;
2408                         return;
2409                 }
2410         }
2411
2412         func = (compute_func)node->node->op->ops.generic;
2413         if (func != NULL)
2414                 func(node);
2415 }  /* compute */
2416
2417 /*
2418  * Identity functions: Note that one might thing that identity() is just a
2419  * synonym for equivalent_node(). While this is true, we cannot use it for the algorithm
2420  * here, because it expects that the identity node is one of the inputs, which is NOT
2421  * always true for equivalent_node() which can handle (and does sometimes) DAGs.
2422  * So, we have our own implementation, which copies some parts of equivalent_node()
2423  */
2424
2425 /**
2426  * Calculates the Identity for Phi nodes
2427  */
2428 static node_t *identity_Phi(node_t *node) {
2429         ir_node *phi    = node->node;
2430         ir_node *block  = get_nodes_block(phi);
2431         node_t  *n_part = NULL;
2432         int     i;
2433
2434         for (i = get_Phi_n_preds(phi) - 1; i >= 0; --i) {
2435                 node_t *pred_X = get_irn_node(get_Block_cfgpred(block, i));
2436
2437                 if (pred_X->type.tv == tarval_reachable) {
2438                         node_t *pred = get_irn_node(get_Phi_pred(phi, i));
2439
2440                         if (n_part == NULL)
2441                                 n_part = pred;
2442                         else if (n_part->part != pred->part) {
2443                                 /* incongruent inputs, not a follower */
2444                                 return node;
2445                         }
2446                 }
2447         }
2448         /* if n_part is NULL here, all inputs path are dead, the Phi computes
2449          * tarval_top, is in the TOP partition and should NOT being split! */
2450         assert(n_part != NULL);
2451         return n_part;
2452 }  /* identity_Phi */
2453
2454 /**
2455  * Calculates the Identity for commutative 0 neutral nodes.
2456  */
2457 static node_t *identity_comm_zero_binop(node_t *node) {
2458         ir_node *op   = node->node;
2459         node_t  *a    = get_irn_node(get_binop_left(op));
2460         node_t  *b    = get_irn_node(get_binop_right(op));
2461         ir_mode *mode = get_irn_mode(op);
2462         tarval  *zero;
2463
2464         /* for FP these optimizations are only allowed if fp_strict_algebraic is disabled */
2465         if (mode_is_float(mode) && (get_irg_fp_model(current_ir_graph) & fp_strict_algebraic))
2466                 return node;
2467
2468         /* node: no input should be tarval_top, else the binop would be also
2469          * Top and not being split. */
2470         zero = get_mode_null(mode);
2471         if (a->type.tv == zero)
2472                 return b;
2473         if (b->type.tv == zero)
2474                 return a;
2475         return node;
2476 }  /* identity_comm_zero_binop */
2477
2478 /**
2479  * Calculates the Identity for Shift nodes.
2480  */
2481 static node_t *identity_shift(node_t *node) {
2482         ir_node *op   = node->node;
2483         node_t  *b    = get_irn_node(get_binop_right(op));
2484         ir_mode *mode = get_irn_mode(b->node);
2485         tarval  *zero;
2486
2487         /* node: no input should be tarval_top, else the binop would be also
2488          * Top and not being split. */
2489         zero = get_mode_null(mode);
2490         if (b->type.tv == zero)
2491                 return get_irn_node(get_binop_left(op));
2492         return node;
2493 }  /* identity_shift */
2494
2495 /**
2496  * Calculates the Identity for Mul nodes.
2497  */
2498 static node_t *identity_Mul(node_t *node) {
2499         ir_node *op   = node->node;
2500         node_t  *a    = get_irn_node(get_Mul_left(op));
2501         node_t  *b    = get_irn_node(get_Mul_right(op));
2502         ir_mode *mode = get_irn_mode(op);
2503         tarval  *one;
2504
2505         /* for FP these optimizations are only allowed if fp_strict_algebraic is disabled */
2506         if (mode_is_float(mode) && (get_irg_fp_model(current_ir_graph) & fp_strict_algebraic))
2507                 return node;
2508
2509         /* node: no input should be tarval_top, else the binop would be also
2510          * Top and not being split. */
2511         one = get_mode_one(mode);
2512         if (a->type.tv == one)
2513                 return b;
2514         if (b->type.tv == one)
2515                 return a;
2516         return node;
2517 }  /* identity_Mul */
2518
2519 /**
2520  * Calculates the Identity for Sub nodes.
2521  */
2522 static node_t *identity_Sub(node_t *node) {
2523         ir_node *sub  = node->node;
2524         node_t  *b    = get_irn_node(get_Sub_right(sub));
2525         ir_mode *mode = get_irn_mode(sub);
2526
2527         /* for FP these optimizations are only allowed if fp_strict_algebraic is disabled */
2528         if (mode_is_float(mode) && (get_irg_fp_model(current_ir_graph) & fp_strict_algebraic))
2529                 return node;
2530
2531         /* node: no input should be tarval_top, else the binop would be also
2532          * Top and not being split. */
2533         if (b->type.tv == get_mode_null(mode))
2534                 return get_irn_node(get_Sub_left(sub));
2535         return node;
2536 }  /* identity_Sub */
2537
2538 /**
2539  * Calculates the Identity for And nodes.
2540  */
2541 static node_t *identity_And(node_t *node) {
2542         ir_node *and = node->node;
2543         node_t  *a   = get_irn_node(get_And_left(and));
2544         node_t  *b   = get_irn_node(get_And_right(and));
2545         tarval  *neutral = get_mode_all_one(get_irn_mode(and));
2546
2547         /* node: no input should be tarval_top, else the And would be also
2548          * Top and not being split. */
2549         if (a->type.tv == neutral)
2550                 return b;
2551         if (b->type.tv == neutral)
2552                 return a;
2553         return node;
2554 }  /* identity_And */
2555
2556 /**
2557  * Calculates the Identity for Confirm nodes.
2558  */
2559 static node_t *identity_Confirm(node_t *node) {
2560         ir_node *confirm = node->node;
2561
2562         /* a Confirm is always a Copy */
2563         return get_irn_node(get_Confirm_value(confirm));
2564 }  /* identity_Confirm */
2565
2566 /**
2567  * Calculates the Identity for Mux nodes.
2568  */
2569 static node_t *identity_Mux(node_t *node) {
2570         ir_node *mux = node->node;
2571         node_t  *t   = get_irn_node(get_Mux_true(mux));
2572         node_t  *f   = get_irn_node(get_Mux_false(mux));
2573         /*node_t  *sel; */
2574
2575         if (t->part == f->part)
2576                 return t;
2577
2578         /* for now, the 1-input identity is not supported */
2579 #if 0
2580         sel = get_irn_node(get_Mux_sel(mux));
2581
2582         /* Mux sel input is mode_b, so it is always a tarval */
2583         if (sel->type.tv == tarval_b_true)
2584                 return t;
2585         if (sel->type.tv == tarval_b_false)
2586                 return f;
2587 #endif
2588         return node;
2589 }  /* identity_Mux */
2590
2591 /**
2592  * Calculates the Identity for Min nodes.
2593  */
2594 static node_t *identity_Min(node_t *node) {
2595         ir_node *op   = node->node;
2596         node_t  *a    = get_irn_node(get_binop_left(op));
2597         node_t  *b    = get_irn_node(get_binop_right(op));
2598         ir_mode *mode = get_irn_mode(op);
2599         tarval  *tv_max;
2600
2601         if (a->part == b->part) {
2602                 /* leader of multiple predecessors */
2603                 return a;
2604         }
2605
2606         /* works even with NaN */
2607         tv_max = get_mode_max(mode);
2608         if (a->type.tv == tv_max)
2609                 return b;
2610         if (b->type.tv == tv_max)
2611                 return a;
2612         return node;
2613 }  /* identity_Min */
2614
2615 /**
2616  * Calculates the Identity for Max nodes.
2617  */
2618 static node_t *identity_Max(node_t *node) {
2619         ir_node *op   = node->node;
2620         node_t  *a    = get_irn_node(get_binop_left(op));
2621         node_t  *b    = get_irn_node(get_binop_right(op));
2622         ir_mode *mode = get_irn_mode(op);
2623         tarval  *tv_min;
2624
2625         if (a->part == b->part) {
2626                 /* leader of multiple predecessors */
2627                 return a;
2628         }
2629
2630         /* works even with NaN */
2631         tv_min = get_mode_min(mode);
2632         if (a->type.tv == tv_min)
2633                 return b;
2634         if (b->type.tv == tv_min)
2635                 return a;
2636         return node;
2637 }  /* identity_Max */
2638
2639 /**
2640  * Calculates the Identity for nodes.
2641  */
2642 static node_t *identity(node_t *node) {
2643         ir_node *irn = node->node;
2644
2645         switch (get_irn_opcode(irn)) {
2646         case iro_Phi:
2647                 return identity_Phi(node);
2648         case iro_Mul:
2649                 return identity_Mul(node);
2650         case iro_Add:
2651         case iro_Or:
2652         case iro_Eor:
2653                 return identity_comm_zero_binop(node);
2654         case iro_Shr:
2655         case iro_Shl:
2656         case iro_Shrs:
2657         case iro_Rotl:
2658                 return identity_shift(node);
2659         case iro_And:
2660                 return identity_And(node);
2661         case iro_Sub:
2662                 return identity_Sub(node);
2663         case iro_Confirm:
2664                 return identity_Confirm(node);
2665         case iro_Mux:
2666                 return identity_Mux(node);
2667         case iro_Min:
2668                 return identity_Min(node);
2669         case iro_Max:
2670                 return identity_Max(node);
2671         default:
2672                 return node;
2673         }
2674 }  /* identity */
2675
2676 /**
2677  * Node follower is a (new) follower of leader, segregate Leader
2678  * out edges.
2679  */
2680 static void segregate_def_use_chain_1(const ir_node *follower, node_t *leader) {
2681         ir_node *l   = leader->node;
2682         int     j, i, n = get_irn_n_outs(l);
2683
2684         DB((dbg, LEVEL_2, "%+F is a follower of %+F\n", follower, leader->node));
2685         /* The leader edges must remain sorted, but follower edges can
2686            be unsorted. */
2687         for (i = leader->n_followers + 1; i <= n; ++i) {
2688                 if (l->out[i].use == follower) {
2689                         ir_def_use_edge t = l->out[i];
2690
2691                         for (j = i - 1; j >= leader->n_followers + 1; --j)
2692                                 l->out[j + 1] = l->out[j];
2693                         ++leader->n_followers;
2694                         l->out[leader->n_followers] = t;
2695                         break;
2696                 }
2697         }
2698 }  /* segregate_def_use_chain_1 */
2699
2700 /**
2701  * Node follower is a (new) follower segregate its Leader
2702  * out edges.
2703  *
2704  * @param follower  the follower IR node
2705  */
2706 static void segregate_def_use_chain(const ir_node *follower) {
2707         int i;
2708
2709         for (i = get_irn_arity(follower) - 1; i >= 0; --i) {
2710                 node_t *pred = get_irn_node(get_irn_n(follower, i));
2711
2712                 segregate_def_use_chain_1(follower, pred);
2713         }
2714 }  /* segregate_def_use_chain */
2715
2716 /**
2717  * Propagate constant evaluation.
2718  *
2719  * @param env  the environment
2720  */
2721 static void propagate(environment_t *env) {
2722         partition_t    *X, *Y;
2723         node_t         *x;
2724         lattice_elem_t old_type;
2725         node_t         *fallen;
2726         unsigned       n_fallen, old_type_was_T_or_C;
2727         int            i;
2728
2729         while (env->cprop != NULL) {
2730                 void *oldopcode = NULL;
2731
2732                 /* remove the first partition X from cprop */
2733                 X           = env->cprop;
2734                 X->on_cprop = 0;
2735                 env->cprop  = X->cprop_next;
2736
2737                 old_type_was_T_or_C = X->type_is_T_or_C;
2738
2739                 DB((dbg, LEVEL_2, "Propagate type on part%d\n", X->nr));
2740                 fallen   = NULL;
2741                 n_fallen = 0;
2742                 while (! list_empty(&X->cprop)) {
2743                         /* remove the first Node x from X.cprop */
2744                         x = list_entry(X->cprop.next, node_t, cprop_list);
2745                         //assert(x->part == X);
2746                         list_del(&x->cprop_list);
2747                         x->on_cprop = 0;
2748
2749                         if (x->is_follower && identity(x) == x) {
2750                                 /* check the opcode first */
2751                                 if (oldopcode == NULL) {
2752                                         oldopcode = lambda_opcode(get_first_node(X), env);
2753                                 }
2754                                 if (oldopcode != lambda_opcode(x, env)) {
2755                                         if (x->on_fallen == 0) {
2756                                                 /* different opcode -> x falls out of this partition */
2757                                                 x->next      = fallen;
2758                                                 x->on_fallen = 1;
2759                                                 fallen       = x;
2760                                                 ++n_fallen;
2761                                                 DB((dbg, LEVEL_2, "Add node %+F to fallen\n", x->node));
2762                                         }
2763                                 }
2764
2765                                 /* x will make the follower -> leader transition */
2766                                 follower_to_leader(x);
2767                         }
2768
2769                         /* compute a new type for x */
2770                         old_type = x->type;
2771                         DB((dbg, LEVEL_3, "computing type of %+F\n", x->node));
2772                         compute(x);
2773                         if (x->type.tv != old_type.tv) {
2774                                 verify_type(old_type, x->type);
2775                                 DB((dbg, LEVEL_2, "node %+F has changed type from %+F to %+F\n", x->node, old_type, x->type));
2776
2777                                 if (x->on_fallen == 0) {
2778                                         /* Add x to fallen. Nodes might fall from T -> const -> _|_, so check that they are
2779                                            not already on the list. */
2780                                         x->next      = fallen;
2781                                         x->on_fallen = 1;
2782                                         fallen       = x;
2783                                         ++n_fallen;
2784                                         DB((dbg, LEVEL_2, "Add node %+F to fallen\n", x->node));
2785                                 }
2786                                 for (i = get_irn_n_outs(x->node) - 1; i >= 0; --i) {
2787                                         ir_node *succ = get_irn_out(x->node, i);
2788                                         node_t  *y    = get_irn_node(succ);
2789
2790                                         /* Add y to y.partition.cprop. */
2791                                         add_to_cprop(y, env);
2792                                 }
2793                         }
2794                 }
2795
2796                 if (n_fallen > 0 && n_fallen != X->n_leader) {
2797                         DB((dbg, LEVEL_2, "Splitting part%d by fallen\n", X->nr));
2798                         Y = split(&X, fallen, env);
2799                         /*
2800                          * We have split out fallen node. The type of the result
2801                          * partition is NOT set yet.
2802                          */
2803                         Y->type_is_T_or_C = 0;
2804                 } else {
2805                         Y = X;
2806                 }
2807                 /* remove the flags from the fallen list */
2808                 for (x = fallen; x != NULL; x = x->next)
2809                         x->on_fallen = 0;
2810
2811                 if (old_type_was_T_or_C) {
2812                         node_t *y, *tmp;
2813
2814                         /* check if some nodes will make the leader -> follower transition */
2815                         list_for_each_entry_safe(node_t, y, tmp, &Y->Leader, node_list) {
2816                                 if (y->type.tv != tarval_top && ! is_con(y->type)) {
2817                                         node_t *eq_node = identity(y);
2818
2819                                         if (eq_node != y && eq_node->part == y->part) {
2820                                                 DB((dbg, LEVEL_2, "Node %+F is a follower of %+F\n", y->node, eq_node->node));
2821                                                 /* move to Follower */
2822                                                 y->is_follower = 1;
2823                                                 list_del(&y->node_list);
2824                                                 list_add_tail(&y->node_list, &Y->Follower);
2825                                                 --Y->n_leader;
2826
2827                                                 segregate_def_use_chain(y->node);
2828                                         }
2829                                 }
2830                         }
2831                 }
2832                 split_by(Y, env);
2833         }
2834 }  /* propagate */
2835
2836 /**
2837  * Get the leader for a given node from its congruence class.
2838  *
2839  * @param irn  the node
2840  */
2841 static ir_node *get_leader(node_t *node) {
2842         partition_t *part = node->part;
2843
2844         if (part->n_leader > 1 || node->is_follower) {
2845                 if (node->is_follower) {
2846                         DB((dbg, LEVEL_2, "Replacing follower %+F\n", node->node));
2847                 }
2848                 else
2849                         DB((dbg, LEVEL_2, "Found congruence class for %+F\n", node->node));
2850
2851                 return get_first_node(part)->node;
2852         }
2853         return node->node;
2854 }  /* get_leader */
2855
2856 /**
2857  * Return non-zero if the control flow predecessor node pred
2858  * is the only reachable control flow exit of its block.
2859  *
2860  * @param pred  the control flow exit
2861  */
2862 static int can_exchange(ir_node *pred) {
2863         if (is_Start(pred))
2864                 return 0;
2865         else if (is_Jmp(pred))
2866                 return 1;
2867         else if (get_irn_mode(pred) == mode_T) {
2868                 int i, k;
2869
2870                 /* if the predecessor block has more than one
2871                    reachable outputs we cannot remove the block */
2872                 k = 0;
2873                 for (i = get_irn_n_outs(pred) - 1; i >= 0; --i) {
2874                         ir_node *proj = get_irn_out(pred, i);
2875                         node_t  *node;
2876
2877                         /* skip non-control flow Proj's */
2878                         if (get_irn_mode(proj) != mode_X)
2879                                 continue;
2880
2881                         node = get_irn_node(proj);
2882                         if (node->type.tv == tarval_reachable) {
2883                                 if (++k > 1)
2884                                         return 0;
2885                         }
2886                 }
2887                 return 1;
2888         }
2889         return 0;
2890 }  /* can_exchange */
2891
2892 /**
2893  * Block Post-Walker, apply the analysis results on control flow by
2894  * shortening Phi's and Block inputs.
2895  */
2896 static void apply_cf(ir_node *block, void *ctx) {
2897         environment_t *env = ctx;
2898         node_t        *node = get_irn_node(block);
2899         int           i, j, k, n;
2900         ir_node       **ins, **in_X;
2901         ir_node       *phi, *next;
2902
2903         n = get_Block_n_cfgpreds(block);
2904
2905         if (node->type.tv == tarval_unreachable) {
2906                 env->modified = 1;
2907
2908                 for (i = n - 1; i >= 0; --i) {
2909                         ir_node *pred = get_Block_cfgpred(block, i);
2910
2911                         if (! is_Bad(pred)) {
2912                                 node_t *pred_bl = get_irn_node(get_nodes_block(skip_Proj(pred)));
2913
2914                                 if (pred_bl->flagged == 0) {
2915                                         pred_bl->flagged = 3;
2916
2917                                         if (pred_bl->type.tv == tarval_reachable) {
2918                                                 /*
2919                                                  * We will remove an edge from block to its pred.
2920                                                  * This might leave the pred block as an endless loop
2921                                                  */
2922                                                 if (! is_backedge(block, i))
2923                                                         keep_alive(pred_bl->node);
2924                                         }
2925                                 }
2926                         }
2927                 }
2928
2929                 /* the EndBlock is always reachable even if the analysis
2930                    finds out the opposite :-) */
2931                 if (block != get_irg_end_block(current_ir_graph)) {
2932                         /* mark dead blocks */
2933                         set_Block_dead(block);
2934                         DB((dbg, LEVEL_1, "Removing dead %+F\n", block));
2935                 } else {
2936                         /* the endblock is unreachable */
2937                         set_irn_in(block, 0, NULL);
2938                 }
2939                 return;
2940         }
2941
2942         if (n == 1) {
2943                 /* only one predecessor combine */
2944                 ir_node *pred = skip_Proj(get_Block_cfgpred(block, 0));
2945
2946                 if (can_exchange(pred)) {
2947                         ir_node *new_block = get_nodes_block(pred);
2948                         DB((dbg, LEVEL_1, "Fuse %+F with %+F\n", block, new_block));
2949                         DBG_OPT_COMBO(block, new_block, FS_OPT_COMBO_CF);
2950                         exchange(block, new_block);
2951                         node->node = new_block;
2952                         env->modified = 1;
2953                 }
2954                 return;
2955         }
2956
2957         NEW_ARR_A(ir_node *, in_X, n);
2958         k = 0;
2959         for (i = 0; i < n; ++i) {
2960                 ir_node *pred = get_Block_cfgpred(block, i);
2961                 node_t  *node = get_irn_node(pred);
2962
2963                 if (node->type.tv == tarval_reachable) {
2964                         in_X[k++] = pred;
2965                 } else {
2966                         DB((dbg, LEVEL_1, "Removing dead input %d from %+F (%+F)\n", i, block, pred));
2967                         if (! is_Bad(pred)) {
2968                                 node_t *pred_bl = get_irn_node(get_nodes_block(skip_Proj(pred)));
2969
2970                                 if (pred_bl->flagged == 0) {
2971                                         pred_bl->flagged = 3;
2972
2973                                         if (pred_bl->type.tv == tarval_reachable) {
2974                                                 /*
2975                                                  * We will remove an edge from block to its pred.
2976                                                  * This might leave the pred block as an endless loop
2977                                                  */
2978                                                 if (! is_backedge(block, i))
2979                                                         keep_alive(pred_bl->node);
2980                                         }
2981                                 }
2982                         }
2983                 }
2984         }
2985         if (k >= n)
2986                 return;
2987
2988         NEW_ARR_A(ir_node *, ins, n);
2989         for (phi = get_Block_phis(block); phi != NULL; phi = next) {
2990                 node_t *node = get_irn_node(phi);
2991
2992                 next = get_Phi_next(phi);
2993                 if (is_tarval(node->type.tv) && tarval_is_constant(node->type.tv)) {
2994                         /* this Phi is replaced by a constant */
2995                         tarval  *tv = node->type.tv;
2996                         ir_node *c  = new_r_Const(current_ir_graph, block, get_tarval_mode(tv), tv);
2997
2998                         set_irn_node(c, node);
2999                         node->node = c;
3000                         DB((dbg, LEVEL_1, "%+F is replaced by %+F\n", phi, c));
3001                         DBG_OPT_COMBO(phi, c, FS_OPT_COMBO_CONST);
3002                         exchange(phi, c);
3003                         env->modified = 1;
3004                 } else {
3005                         j = 0;
3006                         for (i = 0; i < n; ++i) {
3007                                 node_t *pred = get_irn_node(get_Block_cfgpred(block, i));
3008
3009                                 if (pred->type.tv == tarval_reachable) {
3010                                         ins[j++] = get_Phi_pred(phi, i);
3011                                 }
3012                         }
3013                         if (j == 1) {
3014                                 /* this Phi is replaced by a single predecessor */
3015                                 ir_node *s = ins[0];
3016                                 node_t *phi_node = get_irn_node(phi);
3017
3018                                 node->node = s;
3019                                 DB((dbg, LEVEL_1, "%+F is replaced by %+F because of cf change\n", phi, s));
3020                                 DBG_OPT_COMBO(phi, s, FS_OPT_COMBO_FOLLOWER);
3021                                 exchange(phi, s);
3022                                 phi_node->node = s;
3023                                 env->modified = 1;
3024                         } else {
3025                                 set_irn_in(phi, j, ins);
3026                                 env->modified = 1;
3027                         }
3028                 }
3029         }
3030
3031         if (k == 1) {
3032                 /* this Block has only one live predecessor */
3033                 ir_node *pred = skip_Proj(in_X[0]);
3034
3035                 if (can_exchange(pred)) {
3036                         ir_node *new_block = get_nodes_block(pred);
3037                         DBG_OPT_COMBO(block, new_block, FS_OPT_COMBO_CF);
3038                         exchange(block, new_block);
3039                         node->node = new_block;
3040                         env->modified = 1;
3041                 }
3042         } else {
3043                 set_irn_in(block, k, in_X);
3044                 env->modified = 1;
3045         }
3046 }  /* apply_cf */
3047
3048 /**
3049  * Exchange a node by its leader.
3050  * Beware: in rare cases the mode might be wrong here, for instance
3051  * AddP(x, NULL) is a follower of x, but with different mode.
3052  * Fix it here.
3053  */
3054 static void exchange_leader(ir_node *irn, ir_node *leader) {
3055         ir_mode *mode = get_irn_mode(irn);
3056         if (mode != get_irn_mode(leader)) {
3057                 /* The conv is a no-op, so we are fre to place in
3058                  * either in the block of the leader OR in irn's block.
3059                  * Propably placing it into leaders block might reduce
3060                  * the number of Conv due to CSE. */
3061                 ir_node  *block = get_nodes_block(leader);
3062                 dbg_info *dbg   = get_irn_dbg_info(irn);
3063
3064                 leader = new_rd_Conv(dbg, current_ir_graph, block, leader, mode);
3065         }
3066         exchange(irn, leader);
3067 }
3068
3069 /**
3070  * Post-Walker, apply the analysis results;
3071  */
3072 static void apply_result(ir_node *irn, void *ctx) {
3073         environment_t *env = ctx;
3074         node_t        *node = get_irn_node(irn);
3075
3076         if (is_Block(irn) || is_End(irn) || is_Bad(irn)) {
3077                 /* blocks already handled, do not touch the End node */
3078         } else {
3079                 node_t *block = get_irn_node(get_nodes_block(irn));
3080
3081                 if (block->type.tv == tarval_unreachable) {
3082                         ir_node *bad = get_irg_bad(current_ir_graph);
3083
3084                         /* here, bad might already have a node, but this can be safely ignored
3085                            as long as bad has at least ONE valid node */
3086                         set_irn_node(bad, node);
3087                         node->node = bad;
3088                         DB((dbg, LEVEL_1, "%+F is unreachable\n", irn));
3089                         exchange(irn, bad);
3090                         env->modified = 1;
3091                 }
3092                 else if (node->type.tv == tarval_unreachable) {
3093                         /* don't kick away Unknown */
3094                         if (! is_Unknown(irn)) {
3095                                 ir_node *bad = get_irg_bad(current_ir_graph);
3096
3097                                 /* see comment above */
3098                                 set_irn_node(bad, node);
3099                                 node->node = bad;
3100                                 DB((dbg, LEVEL_1, "%+F is unreachable\n", irn));
3101                                 exchange(irn, bad);
3102                                 env->modified = 1;
3103                         }
3104                 }
3105                 else if (get_irn_mode(irn) == mode_X) {
3106                         if (is_Proj(irn)) {
3107                                 /* leave or Jmp */
3108                                 ir_node *cond = get_Proj_pred(irn);
3109
3110                                 if (is_Cond(cond)) {
3111                                         node_t *sel = get_irn_node(get_Cond_selector(cond));
3112
3113                                         if (is_tarval(sel->type.tv) && tarval_is_constant(sel->type.tv)) {
3114                                                 /* Cond selector is a constant and the Proj is reachable, make a Jmp */
3115                                                 ir_node *jmp  = new_r_Jmp(current_ir_graph, block->node);
3116                                                 set_irn_node(jmp, node);
3117                                                 node->node = jmp;
3118                                                 DB((dbg, LEVEL_1, "%+F is replaced by %+F\n", irn, jmp));
3119                                                 DBG_OPT_COMBO(irn, jmp, FS_OPT_COMBO_CF);
3120                                                 exchange(irn, jmp);
3121                                                 env->modified = 1;
3122                                         }
3123                                 }
3124                         }
3125                 } else {
3126                         /* normal data node */
3127                         if (is_tarval(node->type.tv) && tarval_is_constant(node->type.tv)) {
3128                                 tarval *tv = node->type.tv;
3129
3130                                 /*
3131                                  * Beware: never replace mode_T nodes by constants. Currently we must mark
3132                                  * mode_T nodes with constants, but do NOT replace them.
3133                                  */
3134                                 if (! is_Const(irn) && get_irn_mode(irn) != mode_T) {
3135                                         /* can be replaced by a constant */
3136                                         ir_node *c = new_r_Const(current_ir_graph, block->node, get_tarval_mode(tv), tv);
3137                                         set_irn_node(c, node);
3138                                         node->node = c;
3139                                         DB((dbg, LEVEL_1, "%+F is replaced by %+F\n", irn, c));
3140                                         DBG_OPT_COMBO(irn, c, FS_OPT_COMBO_CONST);
3141                                         exchange_leader(irn, c);
3142                                         env->modified = 1;
3143                                 }
3144                         } else if (is_entity(node->type.sym.entity_p)) {
3145                                 if (! is_SymConst(irn)) {
3146                                         /* can be replaced by a SymConst */
3147                                         ir_node *symc = new_r_SymConst(current_ir_graph, block->node, get_irn_mode(irn), node->type.sym, symconst_addr_ent);
3148                                         set_irn_node(symc, node);
3149                                         node->node = symc;
3150
3151                                         DB((dbg, LEVEL_1, "%+F is replaced by %+F\n", irn, symc));
3152                                         DBG_OPT_COMBO(irn, symc, FS_OPT_COMBO_CONST);
3153                                         exchange_leader(irn, symc);
3154                                         env->modified = 1;
3155                                 }
3156                         } else if (is_Confirm(irn)) {
3157                                 /* Confirms are always follower, but do not kill them here */
3158                         } else {
3159                                 ir_node *leader = get_leader(node);
3160
3161                                 if (leader != irn) {
3162                                         DB((dbg, LEVEL_1, "%+F from part%d is replaced by %+F\n", irn, node->part->nr, leader));
3163                                         if (node->is_follower)
3164                                                 DBG_OPT_COMBO(irn, leader, FS_OPT_COMBO_FOLLOWER);
3165                                         else
3166                                                 DBG_OPT_COMBO(irn, leader, FS_OPT_COMBO_CONGRUENT);
3167                                         exchange_leader(irn, leader);
3168                                         env->modified = 1;
3169                                 }
3170                         }
3171                 }
3172         }
3173 }  /* apply_result */
3174
3175 /**
3176  * Fix the keep-alives by deleting unreachable ones.
3177  */
3178 static void apply_end(ir_node *end, environment_t *env) {
3179         int i, j,  n = get_End_n_keepalives(end);
3180         ir_node **in;
3181
3182         if (n > 0)
3183                 NEW_ARR_A(ir_node *, in, n);
3184
3185         /* fix the keep alive */
3186         for (i = j = 0; i < n; i++) {
3187                 ir_node *ka   = get_End_keepalive(end, i);
3188                 node_t  *node = get_irn_node(ka);
3189
3190                 if (! is_Block(ka))
3191                         node = get_irn_node(get_nodes_block(ka));
3192
3193                 if (node->type.tv != tarval_unreachable && !is_Bad(ka))
3194                         in[j++] = ka;
3195         }
3196         if (j != n) {
3197                 set_End_keepalives(end, j, in);
3198                 env->modified = 1;
3199         }
3200 }  /* apply_end */
3201
3202 #define SET(code) op_##code->ops.generic = (op_func)compute_##code
3203
3204 /**
3205  * sets the generic functions to compute.
3206  */
3207 static void set_compute_functions(void) {
3208         int i;
3209
3210         /* set the default compute function */
3211         for (i = get_irp_n_opcodes() - 1; i >= 0; --i) {
3212                 ir_op *op = get_irp_opcode(i);
3213                 op->ops.generic = (op_func)default_compute;
3214         }
3215
3216         /* set specific functions */
3217         SET(Block);
3218         SET(Unknown);
3219         SET(Bad);
3220         SET(Jmp);
3221         SET(Phi);
3222         SET(Add);
3223         SET(Sub);
3224         SET(Eor);
3225         SET(SymConst);
3226         SET(Cmp);
3227         SET(Proj);
3228         SET(Confirm);
3229         SET(End);
3230
3231         if (op_Max != NULL)
3232                 SET(Max);
3233         if (op_Min != NULL)
3234                 SET(Min);
3235
3236 }  /* set_compute_functions */
3237
3238 static int dump_partition_hook(FILE *F, ir_node *n, ir_node *local) {
3239 #ifdef DEBUG_libfirm
3240         ir_node *irn = local != NULL ? local : n;
3241         node_t *node = get_irn_node(irn);
3242
3243         ir_fprintf(F, "info2 : \"partition %u type %+F\"\n", node->part->nr, node->type);
3244         return 1;
3245 #endif
3246 }
3247
3248 void combo(ir_graph *irg) {
3249         environment_t env;
3250         ir_node       *initial_bl;
3251         node_t        *start;
3252         ir_graph      *rem = current_ir_graph;
3253
3254         current_ir_graph = irg;
3255
3256         /* register a debug mask */
3257         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.opt.combo");
3258
3259         DB((dbg, LEVEL_1, "Doing COMBO for %+F\n", irg));
3260
3261         obstack_init(&env.obst);
3262         env.worklist       = NULL;
3263         env.cprop          = NULL;
3264         env.touched        = NULL;
3265         env.initial        = NULL;
3266 #ifdef DEBUG_libfirm
3267         env.dbg_list       = NULL;
3268 #endif
3269         env.opcode2id_map  = new_set(cmp_opcode, iro_Last * 4);
3270         env.type2id_map    = pmap_create();
3271         env.end_idx        = get_opt_global_cse() ? 0 : -1;
3272         env.lambda_input   = 0;
3273         env.nonstd_cond    = 0;
3274         env.commutative    = 1;
3275         env.modified       = 0;
3276
3277         assure_irg_outs(irg);
3278         assure_cf_loop(irg);
3279
3280         /* we have our own value_of function */
3281         set_value_of_func(get_node_tarval);
3282
3283         set_compute_functions();
3284         DEBUG_ONLY(part_nr = 0);
3285
3286         ir_reserve_resources(irg, IR_RESOURCE_IRN_LINK);
3287
3288         /* create the initial partition and place it on the work list */
3289         env.initial = new_partition(&env);
3290         add_to_worklist(env.initial, &env);
3291         irg_walk_graph(irg, init_block_phis, create_initial_partitions, &env);
3292
3293 #ifdef WITH_UNKNOWN
3294         tarval_UNKNOWN = env.nonstd_cond ? tarval_bad : tarval_top;
3295 #else
3296         tarval_UNKNOWN = tarval_bad;
3297 #endif
3298
3299         /* all nodes on the initial partition have type Top */
3300         env.initial->type_is_T_or_C = 1;
3301
3302         /* Place the START Node's partition on cprop.
3303            Place the START Node on its local worklist. */
3304         initial_bl = get_irg_start_block(irg);
3305         start      = get_irn_node(initial_bl);
3306         add_to_cprop(start, &env);
3307
3308         do {
3309                 propagate(&env);
3310                 if (env.worklist != NULL)
3311                         cause_splits(&env);
3312         } while (env.cprop != NULL || env.worklist != NULL);
3313
3314         dump_all_partitions(&env);
3315         check_all_partitions(&env);
3316
3317 #if 0
3318         set_dump_node_vcgattr_hook(dump_partition_hook);
3319         dump_ir_block_graph(irg, "-partition");
3320         set_dump_node_vcgattr_hook(NULL);
3321 #else
3322         (void)dump_partition_hook;
3323 #endif
3324
3325         /* apply the result */
3326         irg_block_walk_graph(irg, NULL, apply_cf, &env);
3327         irg_walk_graph(irg, NULL, apply_result, &env);
3328         apply_end(get_irg_end(irg), &env);
3329
3330         if (env.modified) {
3331                 /* control flow might changed */
3332                 set_irg_outs_inconsistent(irg);
3333                 set_irg_extblk_inconsistent(irg);
3334                 set_irg_doms_inconsistent(irg);
3335                 set_irg_loopinfo_inconsistent(irg);
3336         }
3337
3338         ir_free_resources(irg, IR_RESOURCE_IRN_LINK);
3339
3340         pmap_destroy(env.type2id_map);
3341         del_set(env.opcode2id_map);
3342         obstack_free(&env.obst, NULL);
3343
3344         /* restore value_of() default behavior */
3345         set_value_of_func(NULL);
3346         current_ir_graph = rem;
3347 }  /* combo */