nsz Git - libfirm/blob - ir/opt/condeval.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 1995-2007 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   Partial condition evaluation
  23  * @date    10. Sep. 2006
  24  * @author  Christoph Mallon, Matthias Braun
  25  * @version $Id$
  26  */
  27 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  28 #include "config.h"
  29 #endif
  30
  31 #include "iroptimize.h"
  32
  33 #include <assert.h>
  34 #include "array.h"
  35 #include "debug.h"
  36 #include "ircons.h"
  37 #include "irgmod.h"
  38 #include "irgopt.h"
  39 #include "irgwalk.h"
  40 #include "irnode.h"
  41 #include "irnode_t.h"
  42 #include "iredges.h"
  43 #include "iredges_t.h"
  44 #include "irtools.h"
  45 #include "irgraph.h"
  46 #include "tv.h"
  47
  48 DEBUG_ONLY(static firm_dbg_module_t *dbg);
  49
  50 /**
  51  * Add the new predecessor x to node node, which is either a Block or a Phi
  52  */
  53 static void add_pred(ir_node* node, ir_node* x)
  54 {
  55         ir_node** ins;
  56         int n;
  57         int i;
  58
  59         assert(is_Block(node) || is_Phi(node));
  60
  61         n = get_irn_arity(node);
  62         NEW_ARR_A(ir_node*, ins, n + 1);
  63         for (i = 0; i < n; i++)
  64                 ins[i] = get_irn_n(node, i);
  65         ins[n] = x;
  66         set_irn_in(node, n + 1, ins);
  67 }
  68
  69 static ir_node *search_def_and_create_phis(ir_node *block, ir_mode *mode)
  70 {
  71         int i;
  72         int n_cfgpreds;
  73         ir_graph *irg;
  74         ir_node *phi;
  75         ir_node **in;
  76
  77         // This is needed because we create bads sometimes
  78         if(is_Bad(block))
  79                 return new_Bad();
  80
  81         // already processed this block?
  82         if(irn_visited(block)) {
  83                 ir_node *value = (ir_node*) get_irn_link(block);
  84                 return value;
  85         }
  86
  87         // blocks with only 1 pred need no phi
  88         n_cfgpreds = get_Block_n_cfgpreds(block);
  89         if(n_cfgpreds == 1) {
  90                 ir_node *pred_block = get_Block_cfgpred_block(block, 0);
  91                 ir_node *value = search_def_and_create_phis(pred_block, mode);
  92
  93                 set_irn_link(block, value);
  94                 mark_irn_visited(block);
  95                 return value;
  96         }
  97
  98         // create a new phi
  99         NEW_ARR_A(ir_node*, in, n_cfgpreds);
 100         for(i = 0; i < n_cfgpreds; ++i)
 101                 in[i] = new_Unknown(mode);
 102
 103         irg = get_irn_irg(block);
 104         phi = new_r_Phi(irg, block, n_cfgpreds, in, mode);
 105         set_irn_link(block, phi);
 106         mark_irn_visited(block);
 107
 108         // set phi preds
 109         for(i = 0; i < n_cfgpreds; ++i) {
 110                 ir_node *pred_block = get_Block_cfgpred_block(block, i);
 111                 ir_node *pred_val = search_def_and_create_phis(pred_block, mode);
 112
 113                 set_irn_n(phi, i, pred_val);
 114         }
 115
 116         return phi;
 117 }
 118
 119 /**
 120  * Given a set of values this function constructs SSA-form for the users of the
 121  * first value (the users are determined through the out-edges of the value).
 122  * Uses the irn_visited flags. Works without using the dominance tree.
 123  */
 124 static void construct_ssa(ir_node * const *blocks, ir_node * const *vals, int n_vals)
 125 {
 126         int i;
 127         ir_graph *irg;
 128         ir_mode *mode;
 129         const ir_edge_t *edge;
 130         const ir_edge_t *next;
 131         ir_node *value;
 132
 133         assert(n_vals > 0);
 134
 135         irg = get_irn_irg(vals[0]);
 136         inc_irg_visited(irg);
 137
 138         mode = get_irn_mode(vals[0]);
 139         for(i = 0; i < n_vals; ++i) {
 140                 ir_node *value = vals[i];
 141                 ir_node *value_block = blocks[i];
 142
 143                 assert(get_irn_mode(value) == mode);
 144
 145                 set_irn_link(value_block, value);
 146                 mark_irn_visited(value_block);
 147         }
 148
 149         // Only fix the users of the first, i.e. the original node
 150         value = vals[0];
 151
 152         // this can happen when fixing phi preds, we mustn't fix the users
 153         if(get_nodes_block(value) != blocks[0]) return;
 154
 155         foreach_out_edge_safe(value, edge, next) {
 156                 ir_node *user = get_edge_src_irn(edge);
 157                 int j = get_edge_src_pos(edge);
 158                 ir_node *user_block = get_nodes_block(user);
 159                 ir_node *newval;
 160
 161                 // ignore keeps
 162                 if(get_irn_op(user) == op_End)
 163                         continue;
 164
 165                 DB((dbg, LEVEL_3, ">>> Fixing user %+F (pred %d == %+F)\n", user, j, get_irn_n(user, j)));
 166
 167                 if(is_Phi(user)) {
 168                         ir_node *pred_block = get_Block_cfgpred_block(user_block, j);
 169                         newval = search_def_and_create_phis(pred_block, mode);
 170                 } else {
 171                         newval = search_def_and_create_phis(user_block, mode);
 172                 }
 173
 174                 // don't fix newly created phis from the SSA construction
 175                 if (newval != user) {
 176                         DB((dbg, LEVEL_4, ">>>> Setting input %d of %+F to %+F\n", j, user, newval));
 177                         set_irn_n(user, j, newval);
 178                 }
 179         }
 180 }
 181
 182 static void split_critical_edge(ir_node *block, int pos) {
 183         ir_graph *irg = get_irn_irg(block);
 184         ir_node *in[1];
 185         ir_node *new_block;
 186         ir_node *new_jmp;
 187
 188         in[0] = get_Block_cfgpred(block, pos);
 189         new_block = new_r_Block(irg, 1, in);
 190         new_jmp = new_r_Jmp(irg, new_block);
 191         set_Block_cfgpred(block, pos, new_jmp);
 192 }
 193
 194 typedef struct condeval_env_t {
 195         ir_node       *true_block;
 196         pn_Cmp         pnc;
 197         ir_node       *cnst;
 198         tarval        *tv;
 199         unsigned long  visited_nr;
 200
 201         ir_node       *cnst_pred;   /**< the block before the constant */
 202         int            cnst_pos;    /**< the pos to the constant block (needed to
 203                                           kill that edge later) */
 204 } condeval_env_t;
 205
 206 static void copy_and_fix(const condeval_env_t *env, ir_node *block,
 207                          ir_node *copy_block, int j) {
 208         const ir_edge_t *edge;
 209
 210         /* Look at all nodes in the cond_block and copy them into pred */
 211         foreach_out_edge(block, edge) {
 212                 ir_node *node = get_edge_src_irn(edge);
 213                 ir_node *copy;
 214                 ir_mode *mode = get_irn_mode(node);
 215
 216                 /* ignore control flow */
 217                 if (mode == mode_X || is_Cond(node))
 218                         continue;
 219 #if 1
 220                 /* we may not copy mode_b nodes, because this could produce phi with
 221                  * mode_bs which can't be handled in all backends. Instead we duplicate
 222                  * the node and move it to it's users */
 223                 if (mode == mode_b) {
 224                         const ir_edge_t *edge, *next;
 225                         ir_node *pred;
 226                         int      pn;
 227
 228                         assert(is_Proj(node));
 229
 230                         pred = get_Proj_pred(node);
 231                         pn   = get_Proj_proj(node);
 232
 233                         foreach_out_edge_safe(node, edge, next) {
 234                                 ir_node *cmp_copy;
 235                                 ir_node *user       = get_edge_src_irn(edge);
 236                                 int pos             = get_edge_src_pos(edge);
 237                                 ir_node *user_block = get_nodes_block(user);
 238
 239                                 if(user_block == block)
 240                                         continue;
 241
 242                                 cmp_copy = exact_copy(pred);
 243                                 set_nodes_block(cmp_copy, user_block);
 244                                 copy = new_r_Proj(current_ir_graph, user_block, cmp_copy, mode_b, pn);
 245                                 set_irn_n(user, pos, copy);
 246                         }
 247                         continue;
 248                 }
 249 #endif
 250
 251                 /* we can evaluate Phis right now, all other nodes get copied */
 252                 if (is_Phi(node)) {
 253                         copy = get_Phi_pred(node, j);
 254                 } else {
 255                         copy = exact_copy(node);
 256                         set_nodes_block(copy, copy_block);
 257                 }
 258
 259                 set_irn_link(node, copy);
 260                 set_irn_visited(node, env->visited_nr);
 261
 262                 /* we might hit values in blocks that have already been processed by a
 263                  * recursive find_phi_with_const call */
 264                 assert(get_irn_visited(copy) <= env->visited_nr);
 265                 if(get_irn_visited(copy) >= env->visited_nr) {
 266                         ir_node *prev_copy = get_irn_link(copy);
 267                         if(prev_copy != NULL)
 268                                 set_irn_link(node, prev_copy);
 269                 }
 270         }
 271
 272         /* fix data-flow (and reconstruct SSA if needed) */
 273         foreach_out_edge(block, edge) {
 274                 ir_node *vals[2];
 275                 ir_node *blocks[2];
 276                 ir_node *node = get_edge_src_irn(edge);
 277                 ir_mode *mode = get_irn_mode(node);
 278
 279                 if (mode == mode_X || is_Cond(node))
 280                         continue;
 281                 if (mode == mode_b)
 282                         continue;
 283
 284                 DB((dbg, LEVEL_2, ">> Fixing users of %+F\n", node));
 285
 286                 blocks[0] = block;
 287                 vals[0] = node;
 288                 blocks[1] = copy_block;
 289                 vals[1] = get_irn_link(node);
 290                 construct_ssa(blocks, vals, 2);
 291         }
 292 }
 293
 294 static int eval_cmp(pn_Cmp pnc, tarval *tv1, tarval *tv2) {
 295         pn_Cmp cmp_result = tarval_cmp(tv1, tv2);
 296
 297         // does the compare evaluate to true?
 298         if(cmp_result == pn_Cmp_False)
 299                 return 0;
 300         if((cmp_result & pnc) != cmp_result)
 301                 return 0;
 302
 303         return 1;
 304 }
 305
 306 static ir_node *find_const(condeval_env_t *env, ir_node *jump, ir_node *value)
 307 {
 308         ir_node *block = get_nodes_block(jump);
 309
 310         if(irn_visited(value))
 311                 return NULL;
 312         mark_irn_visited(value);
 313
 314         if(is_Const(value)) {
 315                 tarval *tv_const = get_Const_tarval(env->cnst);
 316                 tarval *tv       = get_Const_tarval(value);
 317
 318                 if(!eval_cmp(env->pnc, tv, tv_const)) {
 319                         return NULL;
 320                 }
 321
 322                 DB((
 323                         dbg, LEVEL_1,
 324                         "> Found condition evaluation candidate %+F->%+F\n",
 325                         env->true_block, block
 326                 ));
 327
 328                 // adjust true_block to point directly towards our jump
 329                 add_pred(env->true_block, jump);
 330
 331                 split_critical_edge(env->true_block, 0);
 332
 333                 // we need a bigger visited nr when going back
 334                 env->visited_nr++;
 335
 336                 return block;
 337         }
 338
 339         if(is_Phi(value)) {
 340                 int i, arity;
 341
 342                 // the phi has to be in the same block as the jump
 343                 if(get_nodes_block(value) != block) {
 344                         return NULL;
 345                 }
 346
 347                 arity = get_irn_arity(value);
 348                 for(i = 0; i < arity; ++i) {
 349                         ir_node *copy_block;
 350                         ir_node *phi_pred = get_Phi_pred(value, i);
 351                         ir_node *cfgpred  = get_Block_cfgpred(block, i);
 352
 353                         copy_block = find_const(env, cfgpred, phi_pred);
 354                         if(copy_block == NULL)
 355                                 continue;
 356
 357                         /* copy duplicated nodes in copy_block and fix SSA */
 358                         copy_and_fix(env, block, copy_block, i);
 359
 360                         if(copy_block == get_nodes_block(cfgpred)) {
 361                                 env->cnst_pred = block;
 362                                 env->cnst_pos  = i;
 363                         }
 364
 365                         // return now as we can't process more possibilities in 1 run
 366                         return copy_block;
 367                 }
 368         }
 369
 370         return NULL;
 371 }
 372
 373 static ir_node *find_candidate(condeval_env_t *env, ir_node *jump,
 374                                ir_node *value)
 375 {
 376         ir_node *block = get_nodes_block(jump);
 377
 378         if(irn_visited(value)) {
 379                 return NULL;
 380         }
 381         mark_irn_visited(value);
 382
 383         if(is_Const(value)) {
 384                 tarval *tv       = get_Const_tarval(value);
 385
 386                 if(tv != env->tv)
 387                         return NULL;
 388
 389                 DB((
 390                         dbg, LEVEL_1,
 391                         "> Found condition evaluation candidate %+F->%+F\n",
 392                         env->true_block, block
 393                 ));
 394
 395                 // adjust true_block to point directly towards our jump
 396                 add_pred(env->true_block, jump);
 397
 398                 split_critical_edge(env->true_block, 0);
 399
 400                 // we need a bigger visited nr when going back
 401                 env->visited_nr++;
 402
 403                 return block;
 404         }
 405         if(is_Phi(value)) {
 406                 int i, arity;
 407
 408                 // the phi has to be in the same block as the jump
 409                 if(get_nodes_block(value) != block)
 410                         return NULL;
 411
 412                 arity = get_irn_arity(value);
 413                 for(i = 0; i < arity; ++i) {
 414                         ir_node *copy_block;
 415                         ir_node *phi_pred = get_Phi_pred(value, i);
 416                         ir_node *cfgpred  = get_Block_cfgpred(block, i);
 417
 418                         copy_block = find_candidate(env, cfgpred, phi_pred);
 419                         if(copy_block == NULL)
 420                                 continue;
 421
 422                         /* copy duplicated nodes in copy_block and fix SSA */
 423                         copy_and_fix(env, block, copy_block, i);
 424
 425                         if(copy_block == get_nodes_block(cfgpred)) {
 426                                 env->cnst_pred = block;
 427                                 env->cnst_pos  = i;
 428                         }
 429
 430                         // return now as we can't process more possibilities in 1 run
 431                         return copy_block;
 432                 }
 433         }
 434         if(is_Proj(value)) {
 435                 ir_node *left;
 436                 ir_node *right;
 437                 int      pnc;
 438                 ir_node *cmp = get_Proj_pred(value);
 439                 if(!is_Cmp(cmp))
 440                         return NULL;
 441
 442                 left  = get_Cmp_left(cmp);
 443                 right = get_Cmp_right(cmp);
 444                 pnc   = get_Proj_proj(value);
 445
 446                 /* we assume that the constant is on the right side, swap left/right
 447                  * if needed */
 448                 if(is_Const(left)) {
 449                         ir_node *t = left;
 450                         left       = right;
 451                         right      = t;
 452
 453                         pnc        = get_inversed_pnc(pnc);
 454                 }
 455
 456                 if(!is_Const(right))
 457                         return 0;
 458
 459                 if(get_nodes_block(left) != block) {
 460                         return 0;
 461                 }
 462
 463                 /* negate condition when we're looking for the false block */
 464                 if(env->tv == get_tarval_b_false()) {
 465                         pnc = get_negated_pnc(pnc, get_irn_mode(right));
 466                 }
 467
 468                 // (recursively) look if a pred of a phi is a constant
 469                 env->pnc  = pnc;
 470                 env->cnst = right;
 471
 472                 return find_const(env, jump, left);
 473         }
 474
 475         return NULL;
 476 }
 477
 478 /**
 479  * Block-walker: searches for the following construct
 480  *
 481  *  Const or Phi with constants
 482  *           |
 483  *          Cmp
 484  *           |
 485  *         Cond
 486  *          /
 487  *       ProjX
 488  *        /
 489  *     Block
 490  */
 491 static void cond_eval(ir_node* block, void* data)
 492 {
 493         condeval_env_t env;
 494         int *changed = data;
 495         ir_node *selector;
 496         ir_node *projx;
 497         ir_node *cond;
 498         ir_node *copy_block;
 499         const ir_edge_t *edge, *next;
 500         ir_node* bad;
 501         size_t   cnst_pos;
 502
 503         if(get_Block_n_cfgpreds(block) != 1)
 504                 return;
 505
 506         projx = get_Block_cfgpred(block, 0);
 507         if (!is_Proj(projx))
 508                 return;
 509         assert(get_irn_mode(projx) == mode_X);
 510
 511         cond = get_Proj_pred(projx);
 512         if (!is_Cond(cond))
 513                 return;
 514
 515         selector = get_Cond_selector(cond);
 516         // TODO handle switch Conds
 517         if (get_irn_mode(selector) != mode_b)
 518                 return;
 519
 520         if (get_Proj_proj(projx) == pn_Cond_false) {
 521                 env.tv = get_tarval_b_false();
 522         } else {
 523                 env.tv = get_tarval_b_true();
 524         }
 525
 526         // (recursively) look if a pred of a phi is a constant
 527         env.true_block = block;
 528         inc_irg_visited(current_ir_graph);
 529         env.visited_nr = get_irg_visited(current_ir_graph);
 530
 531         copy_block = find_candidate(&env, projx, selector);
 532         if (copy_block == NULL)
 533                 return;
 534
 535         /* we have to remove the edge towards the pred as the pred now
 536          * jumps into the true_block. We also have to shorten phis
 537          * in our block because of this */
 538         bad      = new_Bad();
 539         cnst_pos = env.cnst_pos;
 540
 541         /* shorten phis */
 542         foreach_out_edge_safe(env.cnst_pred, edge, next) {
 543                 ir_node *node = get_edge_src_irn(edge);
 544
 545                 if(is_Phi(node))
 546                         set_Phi_pred(node, cnst_pos, bad);
 547         }
 548
 549         set_Block_cfgpred(env.cnst_pred, cnst_pos, bad);
 550
 551         /* the graph is changed now */
 552         *changed = 1;
 553 }
 554
 555 void opt_cond_eval(ir_graph* irg)
 556 {
 557         int changed, rerun;
 558
 559         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.opt.condeval");
 560
 561         DB((dbg, LEVEL_1, "===> Performing condition evaluation on %+F\n", irg));
 562
 563         remove_critical_cf_edges(irg);
 564         normalize_proj_nodes(irg);
 565
 566         edges_assure(irg);
 567         set_using_irn_link(irg);
 568         set_using_visited(irg);
 569
 570         changed = 0;
 571         do {
 572                 rerun = 0;
 573                 irg_block_walk_graph(irg, cond_eval, NULL, &rerun);
 574                 changed |= rerun;
 575         } while (rerun);
 576
 577         if (changed) {
 578                 /* control flow changed, some blocks may become dead */
 579                 set_irg_outs_inconsistent(irg);
 580                 set_irg_doms_inconsistent(irg);
 581                 set_irg_extblk_inconsistent(irg);
 582                 set_irg_loopinfo_inconsistent(irg);
 583         }
 584
 585         clear_using_visited(irg);
 586         clear_using_irn_link(irg);
 587 }