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

   1 /*
   2  * Copyright (C) 1995-2011 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   conv node optimisation
  23  * @author  Matthias Braun, Christoph Mallon
  24  *
  25  * Try to minimize the number of conv nodes by changing modes of operations.
  26  * The typical example is the following structure:
  27  *    (some node mode_Hs)
  28  *            |                                       (some node_Hs)
  29  *         Conv Is                                          |
  30  *            |                                          Add Hs
  31  *          Add Is            gets transformed to           |
  32  *            |
  33  *         Conv Hs
  34  *
  35  * TODO: * try to optimize cmp modes
  36  *       * decide when it is useful to move the convs through phis
  37  */
  38 #include "config.h"
  39
  40 #include "iroptimize.h"
  41
  42 #include <assert.h>
  43 #include <stdbool.h>
  44 #include "debug.h"
  45 #include "ircons.h"
  46 #include "irgmod.h"
  47 #include "irgopt.h"
  48 #include "irnode_t.h"
  49 #include "iropt_t.h"
  50 #include "iredges_t.h"
  51 #include "irgwalk.h"
  52 #include "irprintf.h"
  53 #include "irpass_t.h"
  54 #include "tv.h"
  55 #include "vrp.h"
  56
  57 DEBUG_ONLY(static firm_dbg_module_t *dbg;)
  58
  59 static inline int imin(int a, int b) { return a < b ? a : b; }
  60
  61 static bool is_optimizable_node(const ir_node *node, ir_mode *dest_mode)
  62 {
  63         switch (get_irn_opcode(node)) {
  64         case iro_Minus:
  65         case iro_Phi:
  66         case iro_And:
  67         case iro_Eor:
  68         case iro_Or:
  69         case iro_Not:
  70                 return true;
  71         case iro_Add:
  72         case iro_Mul:
  73         case iro_Sub:
  74                 if (mode_is_float(get_irn_mode(node)))
  75                         return false;
  76                 return true;
  77         case iro_Shl: {
  78                 int modulo_shift = get_mode_modulo_shift(dest_mode);
  79                 int old_shift    = get_mode_modulo_shift(get_irn_mode(node));
  80                 /* bail out if modulo shift changes */
  81                 if (modulo_shift != old_shift)
  82                         return false;
  83                 return true;
  84         }
  85
  86         default:
  87                 return false;
  88         }
  89 }
  90
  91 static ir_tarval* conv_const_tv(const ir_node* cnst, ir_mode* dest_mode)
  92 {
  93         return tarval_convert_to(get_Const_tarval(cnst), dest_mode);
  94 }
  95
  96 static bool is_downconv(ir_mode *src_mode, ir_mode *dest_mode)
  97 {
  98         return ((mode_is_int(src_mode) && mode_is_int(dest_mode))
  99                 || (mode_is_float(src_mode) && mode_is_float(dest_mode)))
 100                 && get_mode_size_bits(dest_mode) <= get_mode_size_bits(src_mode);
 101 }
 102
 103 static int get_conv_costs(const ir_node *node, ir_mode *dest_mode)
 104 {
 105         ir_mode *mode = get_irn_mode(node);
 106         int arity;
 107         int i;
 108         int costs;
 109
 110         if (mode == dest_mode)
 111                 return 0;
 112
 113         if (is_Const(node)) {
 114                 return conv_const_tv(node, dest_mode) == tarval_bad ? 1 : 0;
 115         }
 116
 117         if (is_Conv(node) &&
 118                         is_downconv(mode, dest_mode) &&
 119                         get_irn_mode(get_Conv_op(node)) == dest_mode) {
 120                 return -1;
 121         }
 122
 123         if (get_irn_n_edges(node) > 1) {
 124                 DB((dbg, LEVEL_3, "multi outs at %+F\n", node));
 125                 return 1;
 126         }
 127
 128         if (ir_zero_when_converted(node, dest_mode)) {
 129                 return -1;
 130         }
 131
 132 #if 0 // TODO
 133         /* Take the minimum of the conversion costs for Phi predecessors as only one
 134          * branch is actually executed at a time */
 135         if (is_Phi(node)) {
 136                 int i;
 137                 int arity = get_Phi_n_preds(node);
 138                 int costs;
 139
 140                 costs = get_conv_costs(get_Phi_pred(node, 0), dest_mode);
 141                 for (i = 1; i < arity; ++i) {
 142                         ir_node *pred = get_Phi_pred(node, i);
 143                         int c = get_conv_costs(pred, dest_mode);
 144                         if (c < costs) costs = c;
 145                 }
 146
 147                 return costs;
 148         }
 149 #endif
 150
 151         if (!is_downconv(mode, dest_mode)) {
 152                 return 1;
 153         }
 154
 155         if (is_Conv(node)) {
 156                 ir_node *pred      = get_Conv_op(node);
 157                 ir_mode *pred_mode = get_irn_mode(pred);
 158
 159                 if (smaller_mode(pred_mode, dest_mode)) {
 160                         return get_conv_costs(get_Conv_op(node), dest_mode) - 1;
 161                 }
 162                 if (may_leave_out_middle_conv(pred_mode, mode, dest_mode)) {
 163                         return 0;
 164                 } else {
 165                         return 1;
 166                 }
 167         }
 168
 169         if (!is_optimizable_node(node, dest_mode)) {
 170                 return 1;
 171         }
 172
 173         costs = 0;
 174         // The shift count does not participate in the conv optimisation
 175         arity = is_Shl(node) ? 1 : get_irn_arity(node);
 176         for (i = 0; i < arity; ++i) {
 177                 ir_node *pred = get_irn_n(node, i);
 178                 costs += imin(get_conv_costs(pred, dest_mode), 1);
 179         }
 180
 181         return costs;
 182 }
 183
 184 static ir_node *place_conv(ir_node *node, ir_mode *dest_mode)
 185 {
 186         ir_node *block = get_nodes_block(node);
 187         ir_node *conv = new_r_Conv(block, node, dest_mode);
 188         return conv;
 189 }
 190
 191 static ir_node *conv_transform(ir_node *node, ir_mode *dest_mode)
 192 {
 193         ir_mode  *mode = get_irn_mode(node);
 194         ir_graph *irg  = get_irn_irg(node);
 195         int       arity;
 196         int       conv_arity;
 197         int       i;
 198         ir_node  *new_node;
 199         ir_node **ins;
 200
 201         if (mode == dest_mode)
 202                 return node;
 203
 204         if (is_Const(node)) {
 205                 ir_tarval *tv = conv_const_tv(node, dest_mode);
 206                 if (tv == tarval_bad) {
 207                         return place_conv(node, dest_mode);
 208                 } else {
 209                         return new_r_Const(irg, tv);
 210                 }
 211         }
 212
 213         if (is_Conv(node) &&
 214                         is_downconv(mode, dest_mode) &&
 215                         get_irn_mode(get_Conv_op(node)) == dest_mode) {
 216                 return get_Conv_op(node);
 217         }
 218
 219         if (get_irn_n_edges(node) > 1) {
 220                 return place_conv(node, dest_mode);
 221         }
 222
 223         if (!is_downconv(mode, dest_mode)) {
 224                 return place_conv(node, dest_mode);
 225         }
 226
 227         if (is_Conv(node)) {
 228                 ir_node *pred      = get_Conv_op(node);
 229                 ir_mode *pred_mode = get_irn_mode(pred);
 230
 231                 if (smaller_mode(pred_mode, dest_mode)) {
 232                         return conv_transform(get_Conv_op(node), dest_mode);
 233                 }
 234                 return place_conv(node, dest_mode);
 235         }
 236
 237         if (!is_optimizable_node(node, dest_mode)) {
 238                 return place_conv(node, dest_mode);
 239         }
 240
 241         // We want to create a new node with the right mode
 242         arity = get_irn_arity(node);
 243         ins = ALLOCAN(ir_node *, arity);
 244
 245         // The shift count does not participate in the conv optimisation
 246         conv_arity = is_Shl(node) ? 1 : arity;
 247         for (i = 0; i < conv_arity; i++) {
 248                 ir_node *pred = get_irn_n(node, i);
 249                 ir_node *transformed;
 250                 if (get_conv_costs(pred, dest_mode) > 0) {
 251                         transformed = place_conv(pred, dest_mode);
 252                 } else {
 253                         transformed = conv_transform(pred, dest_mode);
 254                 }
 255                 ins[i] = transformed;
 256         }
 257
 258         for (i = conv_arity; i < arity; i++) {
 259                 ins[i] = get_irn_n(node, i);
 260         }
 261
 262         new_node = new_ir_node(get_irn_dbg_info(node),
 263                                 irg,
 264                                 get_nodes_block(node),
 265                                 get_irn_op(node),
 266                                 dest_mode,
 267                                 arity,
 268                                 ins);
 269         copy_node_attr(irg, node, new_node);
 270
 271         return new_node;
 272 }
 273
 274 static void conv_opt_walker(ir_node *node, void *data)
 275 {
 276         ir_node *transformed;
 277         ir_node *pred;
 278         ir_mode *pred_mode;
 279         ir_mode *mode;
 280         int costs;
 281         bool *changed = (bool*)data;
 282
 283         if (!is_Conv(node))
 284                 return;
 285
 286         pred      = get_Conv_op(node);
 287         mode      = get_irn_mode(node);
 288         pred_mode = get_irn_mode(pred);
 289
 290         if (mode_is_reference(mode) || mode_is_reference(pred_mode))
 291                 return;
 292
 293         if (!is_Phi(pred) && !is_downconv(pred_mode, mode))
 294                 return;
 295
 296         /* - 1 for the initial conv */
 297         costs = get_conv_costs(pred, mode) - 1;
 298         DB((dbg, LEVEL_2, "Costs for %+F -> %+F: %d\n", node, pred, costs));
 299         if (costs > 0)
 300                 return;
 301
 302         transformed = conv_transform(pred, mode);
 303         if (node != transformed) {
 304                 exchange(node, transformed);
 305                 *changed = true;
 306         }
 307 }
 308
 309 void conv_opt(ir_graph *irg)
 310 {
 311         bool global_changed = false;
 312         bool changed;
 313         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.opt.conv");
 314
 315         assure_irg_properties(irg, IR_GRAPH_PROPERTY_CONSISTENT_OUT_EDGES);
 316
 317         DB((dbg, LEVEL_1, "===> Performing conversion optimization on %+F\n", irg));
 318
 319         do {
 320                 changed = false;
 321                 irg_walk_graph(irg, NULL, conv_opt_walker, &changed);
 322                 local_optimize_graph(irg);
 323                 global_changed |= changed;
 324         } while (changed);
 325
 326         confirm_irg_properties(irg,
 327                 global_changed ? IR_GRAPH_PROPERTIES_NONE : IR_GRAPH_PROPERTIES_ALL);
 328 }
 329
 330 /* Creates an ir_graph pass for conv_opt. */
 331 ir_graph_pass_t *conv_opt_pass(const char *name)
 332 {
 333         ir_graph_pass_t *path = def_graph_pass(name ? name : "conv_opt", conv_opt);
 334
 335         /* safe to run parallel on all irgs */
 336         ir_graph_pass_set_parallel(path, 1);
 337
 338         return path;
 339 }