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 //#define AVOID_PHIB
  49
  50 DEBUG_ONLY(static firm_dbg_module_t *dbg);
  51
  52 /**
  53  * Add the new predecessor x to node node, which is either a Block or a Phi
  54  */
  55 static void add_pred(ir_node* node, ir_node* x)
  56 {
  57         ir_node** ins;
  58         int n;
  59         int i;
  60
  61         assert(is_Block(node) || is_Phi(node));
  62
  63         n = get_irn_arity(node);
  64         NEW_ARR_A(ir_node*, ins, n + 1);
  65         for (i = 0; i < n; i++)
  66                 ins[i] = get_irn_n(node, i);
  67         ins[n] = x;
  68         set_irn_in(node, n + 1, ins);
  69 }
  70
  71 static ir_node *search_def_and_create_phis(ir_node *block, ir_mode *mode)
  72 {
  73         int i;
  74         int n_cfgpreds;
  75         ir_graph *irg;
  76         ir_node *phi;
  77         ir_node **in;
  78
  79         // This is needed because we create bads sometimes
  80         if(is_Bad(block))
  81                 return new_Bad();
  82
  83         // already processed this block?
  84         if(irn_visited(block)) {
  85                 ir_node *value = (ir_node*) get_irn_link(block);
  86                 return value;
  87         }
  88
  89         // blocks with only 1 pred need no phi
  90         n_cfgpreds = get_Block_n_cfgpreds(block);
  91         if(n_cfgpreds == 1) {
  92                 ir_node *pred_block = get_Block_cfgpred_block(block, 0);
  93                 ir_node *value = search_def_and_create_phis(pred_block, mode);
  94
  95                 set_irn_link(block, value);
  96                 mark_irn_visited(block);
  97                 return value;
  98         }
  99
 100         // create a new phi
 101         NEW_ARR_A(ir_node*, in, n_cfgpreds);
 102         for(i = 0; i < n_cfgpreds; ++i)
 103                 in[i] = new_Unknown(mode);
 104
 105         irg = get_irn_irg(block);
 106         phi = new_r_Phi(irg, block, n_cfgpreds, in, mode);
 107         set_irn_link(block, phi);
 108         mark_irn_visited(block);
 109
 110         // set phi preds
 111         for(i = 0; i < n_cfgpreds; ++i) {
 112                 ir_node *pred_block = get_Block_cfgpred_block(block, i);
 113                 ir_node *pred_val = search_def_and_create_phis(pred_block, mode);
 114
 115                 set_irn_n(phi, i, pred_val);
 116         }
 117
 118         return phi;
 119 }
 120
 121 /**
 122  * Given a set of values this function constructs SSA-form for the users of the
 123  * first value (the users are determined through the out-edges of the value).
 124  * Uses the irn_visited flags. Works without using the dominance tree.
 125  */
 126 static void construct_ssa(ir_node * const *blocks, ir_node * const *vals, int n_vals)
 127 {
 128         int i;
 129         ir_graph *irg;
 130         ir_mode *mode;
 131         const ir_edge_t *edge;
 132         const ir_edge_t *next;
 133         ir_node *value;
 134
 135         assert(n_vals > 0);
 136
 137         irg = get_irn_irg(vals[0]);
 138         inc_irg_visited(irg);
 139
 140         mode = get_irn_mode(vals[0]);
 141         for(i = 0; i < n_vals; ++i) {
 142                 ir_node *value = vals[i];
 143                 ir_node *value_block = blocks[i];
 144
 145                 assert(get_irn_mode(value) == mode);
 146
 147                 set_irn_link(value_block, value);
 148                 mark_irn_visited(value_block);
 149         }
 150
 151         // Only fix the users of the first, i.e. the original node
 152         value = vals[0];
 153
 154         // this can happen when fixing phi preds, we mustn't fix the users
 155         if(get_nodes_block(value) != blocks[0]) return;
 156
 157         foreach_out_edge_safe(value, edge, next) {
 158                 ir_node *user = get_edge_src_irn(edge);
 159                 int j = get_edge_src_pos(edge);
 160                 ir_node *user_block = get_nodes_block(user);
 161                 ir_node *newval;
 162
 163                 // ignore keeps
 164                 if(get_irn_op(user) == op_End)
 165                         continue;
 166
 167                 DB((dbg, LEVEL_3, ">>> Fixing user %+F (pred %d == %+F)\n", user, j, get_irn_n(user, j)));
 168
 169                 if(is_Phi(user)) {
 170                         ir_node *pred_block = get_Block_cfgpred_block(user_block, j);
 171                         newval = search_def_and_create_phis(pred_block, mode);
 172                 } else {
 173                         newval = search_def_and_create_phis(user_block, mode);
 174                 }
 175
 176                 // don't fix newly created phis from the SSA construction
 177                 if (newval != user) {
 178                         DB((dbg, LEVEL_4, ">>>> Setting input %d of %+F to %+F\n", j, user, newval));
 179                         set_irn_n(user, j, newval);
 180                 }
 181         }
 182 }
 183
 184 static void split_critical_edge(ir_node *block, int pos) {
 185         ir_graph *irg = get_irn_irg(block);
 186         ir_node *in[1];
 187         ir_node *new_block;
 188         ir_node *new_jmp;
 189
 190         in[0] = get_Block_cfgpred(block, pos);
 191         new_block = new_r_Block(irg, 1, in);
 192         new_jmp = new_r_Jmp(irg, new_block);
 193         set_Block_cfgpred(block, pos, new_jmp);
 194 }
 195
 196 typedef struct condeval_env_t {
 197         ir_node       *true_block;
 198         pn_Cmp         pnc;
 199         ir_node       *cnst;
 200         tarval        *tv;
 201         unsigned long  visited_nr;
 202
 203         ir_node       *cnst_pred;   /**< the block before the constant */
 204         int            cnst_pos;    /**< the pos to the constant block (needed to
 205                                           kill that edge later) */
 206 } condeval_env_t;
 207
 208 static void copy_and_fix(const condeval_env_t *env, ir_node *block,
 209                          ir_node *copy_block, int j) {
 210         const ir_edge_t *edge;
 211
 212         /* Look at all nodes in the cond_block and copy them into pred */
 213         foreach_out_edge(block, edge) {
 214                 ir_node *node = get_edge_src_irn(edge);
 215                 ir_node *copy;
 216                 ir_mode *mode = get_irn_mode(node);
 217
 218                 /* ignore control flow */
 219                 if (mode == mode_X || is_Cond(node))
 220                         continue;
 221 #ifdef AVOID_PHIB
 222                 /* we may not copy mode_b nodes, because this could produce phi with
 223                  * mode_bs which can't be handled in all backends. Instead we duplicate
 224                  * the node and move it to it's users */
 225                 if (mode == mode_b) {
 226                         const ir_edge_t *edge, *next;
 227                         ir_node *pred;
 228                         int      pn;
 229
 230                         assert(is_Proj(node));
 231
 232                         pred = get_Proj_pred(node);
 233                         pn   = get_Proj_proj(node);
 234
 235                         foreach_out_edge_safe(node, edge, next) {
 236                                 ir_node *cmp_copy;
 237                                 ir_node *user       = get_edge_src_irn(edge);
 238                                 int pos             = get_edge_src_pos(edge);
 239                                 ir_node *user_block = get_nodes_block(user);
 240
 241                                 if(user_block == block)
 242                                         continue;
 243
 244                                 cmp_copy = exact_copy(pred);
 245                                 set_nodes_block(cmp_copy, user_block);
 246                                 copy = new_r_Proj(current_ir_graph, user_block, cmp_copy, mode_b, pn);
 247                                 set_irn_n(user, pos, copy);
 248                         }
 249                         continue;
 250                 }
 251 #endif
 252
 253                 /* we can evaluate Phis right now, all other nodes get copied */
 254                 if (is_Phi(node)) {
 255                         copy = get_Phi_pred(node, j);
 256                 } else {
 257                         copy = exact_copy(node);
 258                         set_nodes_block(copy, copy_block);
 259                 }
 260
 261                 set_irn_link(node, copy);
 262                 set_irn_visited(node, env->visited_nr);
 263
 264                 /* we might hit values in blocks that have already been processed by a
 265                  * recursive find_phi_with_const call */
 266                 assert(get_irn_visited(copy) <= env->visited_nr);
 267                 if(get_irn_visited(copy) >= env->visited_nr) {
 268                         ir_node *prev_copy = get_irn_link(copy);
 269                         if(prev_copy != NULL)
 270                                 set_irn_link(node, prev_copy);
 271                 }
 272         }
 273
 274         /* fix data-flow (and reconstruct SSA if needed) */
 275         foreach_out_edge(block, edge) {
 276                 ir_node *vals[2];
 277                 ir_node *blocks[2];
 278                 ir_node *node = get_edge_src_irn(edge);
 279                 ir_mode *mode = get_irn_mode(node);
 280
 281                 if (mode == mode_X || is_Cond(node))
 282                         continue;
 283 #ifdef AVOID_PHIB
 284                 if (mode == mode_b)
 285                         continue;
 286 #endif
 287
 288                 DB((dbg, LEVEL_2, ">> Fixing users of %+F\n", node));
 289
 290                 blocks[0] = block;
 291                 vals[0] = node;
 292                 blocks[1] = copy_block;
 293                 vals[1] = get_irn_link(node);
 294                 construct_ssa(blocks, vals, 2);
 295         }
 296 }
 297
 298 static int eval_cmp(pn_Cmp pnc, tarval *tv1, tarval *tv2) {
 299         pn_Cmp cmp_result = tarval_cmp(tv1, tv2);
 300
 301         // does the compare evaluate to true?
 302         if(cmp_result == pn_Cmp_False)
 303                 return 0;
 304         if((cmp_result & pnc) != cmp_result)
 305                 return 0;
 306
 307         return 1;
 308 }
 309
 310 static ir_node *find_const(condeval_env_t *env, ir_node *jump, ir_node *value)
 311 {
 312         ir_node *block = get_nodes_block(jump);
 313
 314         if(irn_visited(value))
 315                 return NULL;
 316         mark_irn_visited(value);
 317
 318         if(is_Const(value)) {
 319                 tarval *tv_const = get_Const_tarval(env->cnst);
 320                 tarval *tv       = get_Const_tarval(value);
 321
 322                 if(!eval_cmp(env->pnc, tv, tv_const)) {
 323                         return NULL;
 324                 }
 325
 326                 DB((
 327                         dbg, LEVEL_1,
 328                         "> Found condition evaluation candidate %+F->%+F\n",
 329                         env->true_block, block
 330                 ));
 331
 332                 // adjust true_block to point directly towards our jump
 333                 add_pred(env->true_block, jump);
 334
 335                 split_critical_edge(env->true_block, 0);
 336
 337                 // we need a bigger visited nr when going back
 338                 env->visited_nr++;
 339
 340                 return block;
 341         }
 342
 343         if(is_Phi(value)) {
 344                 int i, arity;
 345
 346                 // the phi has to be in the same block as the jump
 347                 if(get_nodes_block(value) != block) {
 348                         return NULL;
 349                 }
 350
 351                 arity = get_irn_arity(value);
 352                 for(i = 0; i < arity; ++i) {
 353                         ir_node *copy_block;
 354                         ir_node *phi_pred = get_Phi_pred(value, i);
 355                         ir_node *cfgpred  = get_Block_cfgpred(block, i);
 356
 357                         copy_block = find_const(env, cfgpred, phi_pred);
 358                         if(copy_block == NULL)
 359                                 continue;
 360
 361                         /* copy duplicated nodes in copy_block and fix SSA */
 362                         copy_and_fix(env, block, copy_block, i);
 363
 364                         if(copy_block == get_nodes_block(cfgpred)) {
 365                                 env->cnst_pred = block;
 366                                 env->cnst_pos  = i;
 367                         }
 368
 369                         // return now as we can't process more possibilities in 1 run
 370                         return copy_block;
 371                 }
 372         }
 373
 374         return NULL;
 375 }
 376
 377 static ir_node *find_candidate(condeval_env_t *env, ir_node *jump,
 378                                ir_node *value)
 379 {
 380         ir_node *block = get_nodes_block(jump);
 381
 382         if(irn_visited(value)) {
 383                 return NULL;
 384         }
 385         mark_irn_visited(value);
 386
 387         if(is_Const(value)) {
 388                 tarval *tv       = get_Const_tarval(value);
 389
 390                 if(tv != env->tv)
 391                         return NULL;
 392
 393                 DB((
 394                         dbg, LEVEL_1,
 395                         "> Found condition evaluation candidate %+F->%+F\n",
 396                         env->true_block, block
 397                 ));
 398
 399                 // adjust true_block to point directly towards our jump
 400                 add_pred(env->true_block, jump);
 401
 402                 split_critical_edge(env->true_block, 0);
 403
 404                 // we need a bigger visited nr when going back
 405                 env->visited_nr++;
 406
 407                 return block;
 408         }
 409         if(is_Phi(value)) {
 410                 int i, arity;
 411
 412                 // the phi has to be in the same block as the jump
 413                 if(get_nodes_block(value) != block)
 414                         return NULL;
 415
 416                 arity = get_irn_arity(value);
 417                 for(i = 0; i < arity; ++i) {
 418                         ir_node *copy_block;
 419                         ir_node *phi_pred = get_Phi_pred(value, i);
 420                         ir_node *cfgpred  = get_Block_cfgpred(block, i);
 421
 422                         copy_block = find_candidate(env, cfgpred, phi_pred);
 423                         if(copy_block == NULL)
 424                                 continue;
 425
 426                         /* copy duplicated nodes in copy_block and fix SSA */
 427                         copy_and_fix(env, block, copy_block, i);
 428
 429                         if(copy_block == get_nodes_block(cfgpred)) {
 430                                 env->cnst_pred = block;
 431                                 env->cnst_pos  = i;
 432                         }
 433
 434                         // return now as we can't process more possibilities in 1 run
 435                         return copy_block;
 436                 }
 437         }
 438         if(is_Proj(value)) {
 439                 ir_node *left;
 440                 ir_node *right;
 441                 int      pnc;
 442                 ir_node *cmp = get_Proj_pred(value);
 443                 if(!is_Cmp(cmp))
 444                         return NULL;
 445
 446                 left  = get_Cmp_left(cmp);
 447                 right = get_Cmp_right(cmp);
 448                 pnc   = get_Proj_proj(value);
 449
 450                 /* we assume that the constant is on the right side, swap left/right
 451                  * if needed */
 452                 if(is_Const(left)) {
 453                         ir_node *t = left;
 454                         left       = right;
 455                         right      = t;
 456
 457                         pnc        = get_inversed_pnc(pnc);
 458                 }
 459
 460                 if(!is_Const(right))
 461                         return 0;
 462
 463                 if(get_nodes_block(left) != block) {
 464                         return 0;
 465                 }
 466
 467                 /* negate condition when we're looking for the false block */
 468                 if(env->tv == get_tarval_b_false()) {
 469                         pnc = get_negated_pnc(pnc, get_irn_mode(right));
 470                 }
 471
 472                 // (recursively) look if a pred of a phi is a constant
 473                 env->pnc  = pnc;
 474                 env->cnst = right;
 475
 476                 return find_const(env, jump, left);
 477         }
 478
 479         return NULL;
 480 }
 481
 482 /**
 483  * Block-walker: searches for the following construct
 484  *
 485  *  Const or Phi with constants
 486  *           |
 487  *          Cmp
 488  *           |
 489  *         Cond
 490  *          /
 491  *       ProjX
 492  *        /
 493  *     Block
 494  */
 495 static void cond_eval(ir_node* block, void* data)
 496 {
 497         condeval_env_t env;
 498         int *changed = data;
 499         ir_node *selector;
 500         ir_node *projx;
 501         ir_node *cond;
 502         ir_node *copy_block;
 503         const ir_edge_t *edge, *next;
 504         ir_node* bad;
 505         size_t   cnst_pos;
 506
 507         if(get_Block_n_cfgpreds(block) != 1)
 508                 return;
 509
 510         projx = get_Block_cfgpred(block, 0);
 511         if (!is_Proj(projx))
 512                 return;
 513         assert(get_irn_mode(projx) == mode_X);
 514
 515         cond = get_Proj_pred(projx);
 516         if (!is_Cond(cond))
 517                 return;
 518
 519         selector = get_Cond_selector(cond);
 520         // TODO handle switch Conds
 521         if (get_irn_mode(selector) != mode_b)
 522                 return;
 523
 524         if (get_Proj_proj(projx) == pn_Cond_false) {
 525                 env.tv = get_tarval_b_false();
 526         } else {
 527                 env.tv = get_tarval_b_true();
 528         }
 529
 530         // (recursively) look if a pred of a phi is a constant
 531         env.true_block = block;
 532         inc_irg_visited(current_ir_graph);
 533         env.visited_nr = get_irg_visited(current_ir_graph);
 534
 535         copy_block = find_candidate(&env, projx, selector);
 536         if (copy_block == NULL)
 537                 return;
 538
 539         /* we have to remove the edge towards the pred as the pred now
 540          * jumps into the true_block. We also have to shorten phis
 541          * in our block because of this */
 542         bad      = new_Bad();
 543         cnst_pos = env.cnst_pos;
 544
 545         /* shorten phis */
 546         foreach_out_edge_safe(env.cnst_pred, edge, next) {
 547                 ir_node *node = get_edge_src_irn(edge);
 548
 549                 if(is_Phi(node))
 550                         set_Phi_pred(node, cnst_pos, bad);
 551         }
 552
 553         set_Block_cfgpred(env.cnst_pred, cnst_pos, bad);
 554
 555         /* the graph is changed now */
 556         *changed = 1;
 557 }
 558
 559 void opt_cond_eval(ir_graph* irg)
 560 {
 561         int changed, rerun;
 562
 563         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.opt.condeval");
 564
 565         DB((dbg, LEVEL_1, "===> Performing condition evaluation on %+F\n", irg));
 566
 567         remove_critical_cf_edges(irg);
 568         normalize_proj_nodes(irg);
 569
 570         edges_assure(irg);
 571         set_using_irn_link(irg);
 572         set_using_visited(irg);
 573
 574         changed = 0;
 575         do {
 576                 rerun = 0;
 577                 irg_block_walk_graph(irg, cond_eval, NULL, &rerun);
 578                 changed |= rerun;
 579         } while (rerun);
 580
 581         if (changed) {
 582                 /* control flow changed, some blocks may become dead */
 583                 set_irg_outs_inconsistent(irg);
 584                 set_irg_doms_inconsistent(irg);
 585                 set_irg_extblk_inconsistent(irg);
 586                 set_irg_loopinfo_inconsistent(irg);
 587         }
 588
 589         clear_using_visited(irg);
 590         clear_using_irn_link(irg);
 591 }