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

   1 /**
   2  * Project:     libFIRM
   3  * File name:   ir/opt/opt_osr.
   4  * Purpose:     Operator Strength Reduction, based on
   5  *              Keith D. Cooper, L. Taylor Simpson, Christopher A. Vick
   6  * Author:      Michael Beck
   7  * Modified by:
   8  * Created:     12.5.2006
   9  * CVS-ID:      $Id$
  10  * Copyright:   (c) 2006 Universität Karlsruhe
  11  * Licence:     This file protected by GPL -  GNU GENERAL PUBLIC LICENSE.
  12  */
  13 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  14 #include "config.h"
  15 #endif
  16
  17 #ifdef HAVE_MALLOC_H
  18 #include <malloc.h>
  19 #endif
  20 #ifdef HAVE_ALLOCA_H
  21 #include <alloca.h>
  22 #endif
  23
  24 #include "opt_osr.h"
  25 #include "irgraph.h"
  26 #include "ircons.h"
  27 #include "irop_t.h"
  28 #include "irloop.h"
  29 #include "irdom.h"
  30 #include "irgmod.h"
  31 #include "irflag_t.h"
  32 #include "irgwalk.h"
  33 #include "irouts.h"
  34 #include "debug.h"
  35 #include "obst.h"
  36 #include "set.h"
  37 #include "tv.h"
  38 #include "hashptr.h"
  39 #include "irtools.h"
  40 #include "irloop_t.h"
  41 #include "array.h"
  42 #include "firmstat.h"
  43
  44 /** The debug handle. */
  45 DEBUG_ONLY(static firm_dbg_module_t *dbg;)
  46
  47 /** A scc. */
  48 typedef struct scc {
  49         ir_node *head;          /**< the head of the list */
  50 } scc;
  51
  52 /** A node entry */
  53 typedef struct node_entry {
  54         unsigned DFSnum;    /**< the DFS number of this node */
  55         unsigned low;       /**< the low number of this node */
  56         ir_node  *header;   /**< the header of this node */
  57         int      in_stack;  /**< flag, set if the node is on the stack */
  58         ir_node  *next;     /**< link to the next node the the same scc */
  59         scc      *pscc;     /**< the scc of this node */
  60         unsigned POnum;     /**< the post order number for blocks */
  61 } node_entry;
  62
  63 /** The environment. */
  64 typedef struct iv_env {
  65         struct obstack obst;    /**< an obstack for allocations */
  66         ir_node  **stack;       /**< the node stack */
  67         int      tos;           /**< tos index */
  68         unsigned nextDFSnum;    /**< the current DFS number */
  69         unsigned POnum;         /**< current post order number */
  70         set      *quad_map;     /**< a map from (op, iv, rc) to node */
  71         set      *lftr_edges;   /**< the set of lftr edges */
  72         unsigned replaced;      /**< number of replaced ops */
  73         unsigned lftr_replaced; /**< number of applied linear function test replacements */
  74         unsigned flags;         /**< additional flags */
  75 } iv_env;
  76
  77 /**
  78  * An entry in the (op, node, node) -> node map.
  79  */
  80 typedef struct quad_t {
  81         opcode  code;  /**< the opcode of the reduced operation */
  82         ir_node *op1;  /**< the first operand the reduced operation */
  83         ir_node *op2;  /**< the second operand of the reduced operation */
  84
  85         ir_node *res; /**< the reduced operation */
  86 } quad_t;
  87
  88 /**
  89  * A LFTR edge.
  90  */
  91 typedef struct LFTR_edge {
  92         ir_node *src;   /**< the source node */
  93         ir_node *dst;   /**< the destination node */
  94         opcode  code;   /**< the opcode that must be applied */
  95         ir_node *rc;    /**< the region const that must be applied */
  96 } LFTR_edge;
  97
  98 /* forward */
  99 static ir_node *reduce(ir_node *orig, ir_node *iv, ir_node *rc, iv_env *env);
 100
 101 /**
 102  * Compare two LFTR edges.
 103  */
 104 static int LFTR_cmp(const void *e1, const void *e2, size_t size) {
 105         const LFTR_edge *l1 = e1;
 106         const LFTR_edge *l2 = e2;
 107
 108         return l1->src != l2->src;
 109 }
 110
 111 /**
 112  * Find a LFTR edge.
 113  */
 114 static LFTR_edge *LFTR_find(ir_node *src, iv_env *env) {
 115         LFTR_edge key;
 116
 117         key.src  = src;
 118
 119         return set_find(env->lftr_edges, &key, sizeof(key), HASH_PTR(src));
 120 }
 121
 122 /**
 123  * Add a LFTR edge.
 124  */
 125 static void LFTR_add(ir_node *src, ir_node *dst, opcode code, ir_node *rc, iv_env *env) {
 126         LFTR_edge key;
 127
 128         key.src  = src;
 129         key.dst  = dst;
 130         key.code = code;
 131         key.rc   = rc;
 132
 133         /*
 134          * There might be more than one edge here. This is rather bad
 135          * because we currently store only one.
 136          */
 137 //      assert(LFTR_find(src, env) == NULL);
 138         set_insert(env->lftr_edges, &key, sizeof(key), HASH_PTR(src));
 139 }
 140
 141 /**
 142  * Gets the node_entry of a node
 143  */
 144 static node_entry *get_irn_ne(ir_node *irn, iv_env *env) {
 145         node_entry *e = get_irn_link(irn);
 146
 147         if (! e) {
 148                 e = obstack_alloc(&env->obst, sizeof(*e));
 149                 memset(e, 0, sizeof(*e));
 150                 set_irn_link(irn, e);
 151         }
 152         return e;
 153 }
 154
 155 /**
 156  * Check if irn is an IV.
 157  *
 158  * @param irn  the node to check
 159  * @param env  the environment
 160  *
 161  * @returns the header if it is one, NULL else
 162  */
 163 static ir_node *is_iv(ir_node *irn, iv_env *env) {
 164         return get_irn_ne(irn, env)->header;
 165 }
 166
 167 /**
 168  * Check if irn is a region constant.
 169  * The block or irn must strictly dominate the header block.
 170  *
 171  * @param irn           the node to check
 172  * @param header_block  the header block of the induction variable
 173  */
 174 static int is_rc(ir_node *irn, ir_node *header_block) {
 175         ir_node *block = get_nodes_block(irn);
 176
 177         return (block != header_block) && block_dominates(block, header_block);
 178 }
 179
 180 /**
 181  * Set compare function for the quad set.
 182  */
 183 static int quad_cmp(const void *e1, const void *e2, size_t size) {
 184         const quad_t *c1 = e1;
 185         const quad_t *c2 = e2;
 186
 187         return c1->code != c2->code || c1->op1 != c2->op1 || c1->op2 != c2->op2;
 188 }
 189
 190 /**
 191  * Check if an reduced operation was already calculated.
 192  *
 193  * @param code  the opcode of the operation
 194  * @param op1   the first operand of the operation
 195  * @param op2   the second operand of the operation
 196  * @param env   the environment
 197  *
 198  * @return the already reduced node or NULL if this operation is not yet reduced
 199  */
 200 static ir_node *search(opcode code, ir_node *op1, ir_node *op2, iv_env *env) {
 201         quad_t key, *entry;
 202
 203         key.code = code;
 204         key.op1 = op1;
 205         key.op2 = op2;
 206
 207         entry = set_find(env->quad_map, &key, sizeof(key),
 208                          (code * 9) ^ HASH_PTR(op1) ^HASH_PTR(op2));
 209         if (entry)
 210                 return entry->res;
 211         return NULL;
 212 }
 213
 214 /**
 215  * Add an reduced operation.
 216  *
 217  * @param code    the opcode of the operation
 218  * @param op1     the first operand of the operation
 219  * @param op2     the second operand of the operation
 220  * @param result  the result of the reduced operation
 221  * @param env     the environment
 222  */
 223 static void add(opcode code, ir_node *op1, ir_node *op2, ir_node *result, iv_env *env) {
 224         quad_t key;
 225
 226         key.code = code;
 227         key.op1  = op1;
 228         key.op2  = op2;
 229         key.res  = result;
 230
 231         set_insert(env->quad_map, &key, sizeof(key),
 232                    (code * 9) ^ HASH_PTR(op1) ^HASH_PTR(op2));
 233 }
 234
 235 /**
 236  * Find a location where to place a bin-op whose operands are in
 237  * block1 and block2.
 238  *
 239  * @param block1  the block of the first operand
 240  * @param block2  the block of the second operand
 241  *
 242  * Note that we know here that such a place must exists. Moreover, this means
 243  * that either block1 dominates block2 or vice versa. So, just return
 244  * the "smaller" one.
 245  */
 246 static ir_node *find_location(ir_node *block1, ir_node *block2) {
 247         if (block_dominates(block1, block2))
 248                 return block2;
 249         assert(block_dominates(block2, block1));
 250         return block1;
 251 }
 252
 253 /**
 254  * Create a node that executes an op1 code op1 operation.
 255  *
 256  * @param code   the opcode to execute
 257  * @param db     debug info to add to the new node
 258  * @param op1    the first operand
 259  * @param op2    the second operand
 260  * @param mode   the mode of the new operation
 261  *
 262  * @return the newly created node
 263  */
 264 static ir_node *do_apply(opcode code, dbg_info *db, ir_node *op1, ir_node *op2, ir_mode *mode) {
 265         ir_graph *irg = current_ir_graph;
 266         ir_node *result;
 267         ir_node *block = find_location(get_nodes_block(op1), get_nodes_block(op2));
 268
 269         switch (code) {
 270         case iro_Mul:
 271                 result = new_rd_Mul(db, irg, block, op1, op2, mode);
 272                 break;
 273         case iro_Add:
 274                 result = new_rd_Add(db, irg, block, op1, op2, mode);
 275                 break;
 276         case iro_Sub:
 277                 result = new_rd_Sub(db, irg, block, op1, op2, mode);
 278                 break;
 279         default:
 280                 assert(0);
 281                 result = NULL;
 282         }
 283         return result;
 284 }
 285
 286 /**
 287  * The Apply operation.
 288  *
 289  * @param orig   the node that represent the original operation and determines
 290  *               the opcode, debug-info and mode of a newly created one
 291  * @param op1    the first operand
 292  * @param op2    the second operand
 293  * @param env     the environment
 294  *
 295  * @return the newly created node
 296  */
 297 static ir_node *apply(ir_node *orig, ir_node *op1, ir_node *op2, iv_env *env) {
 298         opcode code = get_irn_opcode(orig);
 299         ir_node *result = search(code, op1, op2, env);
 300
 301         if (! result) {
 302                 dbg_info *db = get_irn_dbg_info(orig);
 303                 ir_node *op1_header = get_irn_ne(op1, env)->header;
 304                 ir_node *op2_header = get_irn_ne(op2, env)->header;
 305
 306                 if (op1_header != NULL && is_rc(op2, op1_header)) {
 307                         result = reduce(orig, op1, op2, env);
 308                 }
 309                 else if (op2_header != NULL && is_rc(op1, op2_header)) {
 310                         result = reduce(orig, op2, op1, env);
 311                 }
 312                 else {
 313                         result = do_apply(code, db, op1, op2, get_irn_mode(orig));
 314                         get_irn_ne(result, env)->header = NULL;         }
 315         }
 316         return result;
 317 }
 318
 319 /**
 320  * The Reduce operation.
 321  *
 322  * @param orig   the node that represent the original operation and determines
 323  *               the opcode, debug-info and mode of a newly created one
 324  * @param iv     the induction variable
 325  * @param rc     the region constant
 326  * @param env    the environment
 327  *
 328  * @return the reduced node
 329  */
 330 static ir_node *reduce(ir_node *orig, ir_node *iv, ir_node *rc, iv_env *env) {
 331         opcode code = get_irn_opcode(orig);
 332         ir_node *result = search(code, iv, rc, env);
 333
 334         if (! result) {
 335                 node_entry *e, *iv_e;
 336                 int i, n;
 337                 ir_mode *mode = get_irn_mode(orig);
 338
 339                 result = exact_copy(iv);
 340
 341                 /* Beware: we must always create a new nduction variable with the same mode
 342                    as the node we are replacing. Espicially this means the mode might be changed
 343                    from P to I and back. This is always possible, because we have only Phi, Add
 344                    and Sub nodes. */
 345                 set_irn_mode(result, mode);
 346                 add(code, iv, rc, result, env);
 347                 DB((dbg, LEVEL_3, "   Created new %+F for %+F (%s %+F)\n", result, iv,
 348                         get_irn_opname(orig), rc));
 349
 350                 iv_e = get_irn_ne(iv, env);
 351                 e    = get_irn_ne(result, env);
 352                 e->header = iv_e->header;
 353
 354                 /* create the LFTR edge */
 355                 LFTR_add(iv, result, code, rc, env);
 356
 357                 n = get_irn_arity(result);
 358                 for (i = 0; i < n; ++i) {
 359                         ir_node *o = get_irn_n(result, i);
 360
 361                         e = get_irn_ne(o, env);
 362                         if (e->header == iv_e->header)
 363                                 o = reduce(orig, o, rc, env);
 364                         else if (is_Phi(result))
 365                                 o = apply(orig, o, rc, env);
 366                         else {
 367                                 if (code == iro_Mul)
 368                                         o = apply(orig, o, rc, env);
 369                         }
 370                         set_irn_n(result, i, o);
 371                 }
 372         }
 373         else {
 374                 DB((dbg, LEVEL_3, "   Already Created %+F for %+F (%s %+F)\n", result, iv,
 375                         get_irn_opname(orig), rc));
 376         }
 377         return result;
 378 }
 379
 380 /**
 381  * The Replace operation.
 382  *
 383  * @param irn   the node that will be replaced
 384  * @param iv    the induction variable
 385  * @param rc    the region constant
 386  * @param env   the environment
 387  */
 388 static int replace(ir_node *irn, ir_node *iv, ir_node *rc, iv_env *env) {
 389         ir_node *result;
 390         ir_loop *iv_loop  = get_irn_loop(get_nodes_block(iv));
 391         ir_loop *irn_loop = get_irn_loop(get_nodes_block(irn));
 392
 393         /* only replace nodes that are in the same (or deeper loops) */
 394         if (get_loop_depth(irn_loop) >= get_loop_depth(iv_loop)) {
 395                 DB((dbg, LEVEL_2, "  Replacing %+F\n", irn));
 396
 397                 result = reduce(irn, iv, rc, env);
 398                 if (result != irn) {
 399                         node_entry *e, *iv_e;
 400
 401                         hook_strength_red(current_ir_graph, irn);
 402                         exchange(irn, result);
 403                         e = get_irn_ne(result, env);
 404                         iv_e = get_irn_ne(iv, env);
 405                         e->header = iv_e->header;
 406                 }
 407                 ++env->replaced;
 408                 return 1;
 409         }
 410         return 0;
 411 }
 412
 413 /**
 414  * Check if a node can be replaced (+, -, *).
 415  *
 416  * @param irn   the node to check
 417  * @param env   the environment
 418  *
 419  * @return non-zero if irn should be Replace'd
 420  */
 421 static int check_replace(ir_node *irn, iv_env *env) {
 422         ir_node *left, *right, *iv, *rc;
 423         ir_op   *op  = get_irn_op(irn);
 424         opcode  code = get_op_code(op);
 425         ir_node *liv, *riv;
 426
 427         switch (code) {
 428         case iro_Mul:
 429         case iro_Add:
 430         case iro_Sub:
 431                 iv = rc = NULL;
 432
 433                 left  = get_binop_left(irn);
 434                 right = get_binop_right(irn);
 435
 436                 liv = is_iv(left, env);
 437                 riv = is_iv(right, env);
 438                 if (liv && is_rc(right, liv)) {
 439                         iv = left; rc = right;
 440                 }
 441                 else if (riv && is_op_commutative(op) &&
 442                                     is_rc(left, riv)) {
 443                         iv = right; rc = left;
 444                 }
 445
 446                 if (iv)
 447                         return replace(irn, iv, rc, env);
 448                 break;
 449         default:
 450                 break;
 451         }
 452         return 0;
 453 }
 454
 455 /**
 456  * Check which SCC's are induction variables.
 457  *
 458  * @param pscc  a SCC
 459  * @param env   the environment
 460  */
 461 static void classify_iv(scc *pscc, iv_env *env) {
 462         ir_node *irn, *next, *header = NULL;
 463         node_entry *b, *h = NULL;
 464         int j, only_phi, num_outside;
 465         ir_node *out_rc;
 466
 467         /* find the header block for this scc */
 468         for (irn = pscc->head; irn; irn = next) {
 469                 node_entry *e = get_irn_link(irn);
 470                 ir_node *block = get_nodes_block(irn);
 471
 472                 next = e->next;
 473                 b = get_irn_ne(block, env);
 474
 475                 if (header) {
 476                         if (h->POnum < b->POnum) {
 477                                 header = block;
 478                                 h      = b;
 479                         }
 480                 }
 481                 else {
 482                         header = block;
 483                         h      = b;
 484                 }
 485         }
 486
 487         /* check if this scc contains only Phi, Add or Sub nodes */
 488         only_phi    = 1;
 489         num_outside = 0;
 490         out_rc      = NULL;
 491         for (irn = pscc->head; irn; irn = next) {
 492                 node_entry *e = get_irn_ne(irn, env);
 493
 494                 next = e->next;
 495                 switch (get_irn_opcode(irn)) {
 496                 case iro_Add:
 497                 case iro_Sub:
 498                         only_phi = 0;
 499                         /* fall through */
 500                 case iro_Phi:
 501                         for (j = get_irn_arity(irn) - 1; j >= 0; --j) {
 502                                 ir_node *pred  = get_irn_n(irn, j);
 503                                 node_entry *pe = get_irn_ne(pred, env);
 504
 505                                 if (pe->pscc != e->pscc) {
 506                                         /* not in the same SCC, must be a region const */
 507                                         if (! is_rc(pred, header)) {
 508                                                 /* not an induction variable */
 509                                                 goto fail;
 510                                         }
 511                                         if (! out_rc) {
 512                                                 out_rc = pred;
 513                                                 ++num_outside;
 514                                         }
 515                                         else if (out_rc != pred)
 516                                                 ++num_outside;
 517                                 }
 518                         }
 519                         break;
 520                 default:
 521                         /* not an induction variable */
 522                         goto fail;
 523                 }
 524         }
 525         /* found an induction variable */
 526         DB((dbg, LEVEL_2, "  Found an induction variable:\n  "));
 527         if (only_phi && num_outside == 1) {
 528                 DB((dbg, LEVEL_2, "  Found an USELESS Phi cycle:\n  "));
 529         }
 530
 531         /* set the header for every node in this scc */
 532         for (irn = pscc->head; irn; irn = next) {
 533                 node_entry *e = get_irn_ne(irn, env);
 534                 e->header = header;
 535                 next = e->next;
 536                 DB((dbg, LEVEL_2, " %+F,", irn));
 537         }
 538         DB((dbg, LEVEL_2, "\n"));
 539         return;
 540
 541 fail:
 542         for (irn = pscc->head; irn; irn = next) {
 543                 node_entry *e = get_irn_ne(irn, env);
 544
 545                 next = e->next;
 546                 if (! check_replace(irn, env))
 547                         e->header = NULL;
 548         }
 549 }
 550
 551 /**
 552  * Process a SCC.
 553  *
 554  * @param pscc  the SCC
 555  * @param env   the environment
 556  */
 557 static void process_scc(scc *pscc, iv_env *env) {
 558         ir_node *head = pscc->head;
 559         node_entry *e = get_irn_link(head);
 560
 561 #ifdef DEBUG_libfirm
 562         {
 563                 ir_node *irn, *next;
 564
 565                 DB((dbg, LEVEL_4, " SCC at %p:\n ", pscc));
 566                 for (irn = pscc->head; irn; irn = next) {
 567                         node_entry *e = get_irn_link(irn);
 568
 569                         next = e->next;
 570
 571                         DB((dbg, LEVEL_4, " %+F,", irn));
 572                 }
 573                 DB((dbg, LEVEL_4, "\n"));
 574         }
 575 #endif
 576
 577         if (e->next == NULL) {
 578                 /* this SCC has only a single member */
 579                 check_replace(head, env);
 580         }
 581         else {
 582                 classify_iv(pscc, env);
 583         }
 584 }
 585
 586 /**
 587  * Push a node onto the stack.
 588  *
 589  * @param env   the environment
 590  * @param n     the node to push
 591  */
 592 static void push(iv_env *env, ir_node *n) {
 593         node_entry *e;
 594
 595         if (env->tos == ARR_LEN(env->stack)) {
 596                 int nlen = ARR_LEN(env->stack) * 2;
 597                 ARR_RESIZE(ir_node *, env->stack, nlen);
 598         }
 599         env->stack[env->tos++] = n;
 600         e = get_irn_ne(n, env);
 601         e->in_stack = 1;
 602 }
 603
 604 /**
 605  * pop a node from the stack
 606  *
 607  * @param env   the environment
 608  *
 609  * @return  The topmost node
 610  */
 611 static ir_node *pop(iv_env *env)
 612 {
 613         ir_node *n = env->stack[--env->tos];
 614         node_entry *e = get_irn_ne(n, env);
 615
 616         e->in_stack = 0;
 617         return n;
 618 }
 619
 620 /**
 621  * Do Tarjan's SCC algorithm and drive OSR.
 622  *
 623  * @param irn  start at this node
 624  * @param env  the environment
 625  */
 626 static void dfs(ir_node *irn, iv_env *env)
 627 {
 628         int i, n;
 629         node_entry *node = get_irn_ne(irn, env);
 630
 631         mark_irn_visited(irn);
 632
 633         /* do not put blocks into the scc */
 634         if (is_Block(irn)) {
 635                 n = get_irn_arity(irn);
 636                 for (i = 0; i < n; ++i) {
 637                         ir_node *pred = get_irn_n(irn, i);
 638
 639                         if (irn_not_visited(pred))
 640                                 dfs(pred, env);
 641                 }
 642         }
 643         else {
 644                 ir_node *block = get_nodes_block(irn);
 645
 646                 node->DFSnum = env->nextDFSnum++;
 647                 node->low    = node->DFSnum;
 648                 push(env, irn);
 649
 650                 /* handle the block */
 651                 if (irn_not_visited(block))
 652                         dfs(block, env);
 653
 654                 n = get_irn_arity(irn);
 655                 for (i = 0; i < n; ++i) {
 656                         ir_node *pred = get_irn_n(irn, i);
 657                         node_entry *o = get_irn_ne(pred, env);
 658
 659                         if (irn_not_visited(pred)) {
 660                                 dfs(pred, env);
 661                                 node->low = MIN(node->low, o->low);
 662                         }
 663                         if (o->DFSnum < node->DFSnum && o->in_stack)
 664                                 node->low = MIN(o->DFSnum, node->low);
 665                 }
 666                 if (node->low == node->DFSnum) {
 667                         scc *pscc = obstack_alloc(&env->obst, sizeof(*pscc));
 668                         ir_node *x;
 669
 670                         pscc->head = NULL;
 671                         do {
 672                                 node_entry *e;
 673
 674                                 x = pop(env);
 675                                 e = get_irn_ne(x, env);
 676                                 e->pscc    = pscc;
 677                                 e->next    = pscc->head;
 678                                 pscc->head = x;
 679                         } while (x != irn);
 680
 681                         process_scc(pscc, env);
 682                 }
 683         }
 684 }
 685
 686 /**
 687  * Do the DFS by starting at the End node of a graph.
 688  *
 689  * @param irg  the graph to process
 690  * @param env  the environment
 691  */
 692 static void do_dfs(ir_graph *irg, iv_env *env) {
 693         ir_graph *rem = current_ir_graph;
 694         ir_node *end = get_irg_end(irg);
 695         int i, n;
 696
 697         current_ir_graph = irg;
 698         inc_irg_visited(irg);
 699
 700         /* visit all visible nodes */
 701         dfs(end, env);
 702
 703         /* visit the keep-alives */
 704         n = get_End_n_keepalives(end);
 705         for (i = 0; i < n; ++i) {
 706                 ir_node *ka = get_End_keepalive(end, i);
 707
 708                 if (irn_not_visited(ka))
 709                         dfs(ka, env);
 710         }
 711
 712         current_ir_graph = rem;
 713 }
 714
 715 /**
 716  * Post-block-walker: assign the post-order number.
 717  */
 718 static void assign_po(ir_node *block, void *ctx) {
 719         iv_env *env = ctx;
 720         node_entry *e = get_irn_ne(block, env);
 721
 722         e->POnum = env->POnum++;
 723 }
 724
 725 /**
 726  * Follows the LFTR edges and return the last node in the chain.
 727  *
 728  * @param irn  the node that should be followed
 729  * @param env  the IV environment
 730  *
 731  * @note
 732  * In the current implementation only the last edge is stored, so
 733  * only one chain exists. That's why we might miss some opportunities.
 734  */
 735 static ir_node *followEdges(ir_node *irn, iv_env *env) {
 736         for (;;) {
 737                 LFTR_edge *e = LFTR_find(irn, env);
 738                 if (e)
 739                         irn = e->dst;
 740                 else
 741                         return irn;
 742         }
 743 }
 744
 745 /**
 746  * Apply one LFTR edge operation.
 747  * Return NULL if the transformation cannot be done safely without
 748  * an Overflow.
 749  *
 750  * @param rc   the IV node that should be translated
 751  * @param e    the LFTR edge
 752  * @param env  the IV environment
 753  *
 754  * @return the translated region constant or NULL
 755  *         if the translation was not possible
 756  *
 757  * @note
 758  * In the current implementation only the last edge is stored, so
 759  * only one chain exists. That's why we might miss some opportunities.
 760  */
 761 static ir_node *applyOneEdge(ir_node *rc, LFTR_edge *e, iv_env *env) {
 762         if (env->flags & osr_flag_lftr_with_ov_check) {
 763                 tarval *tv_l, *tv_r, *tv;
 764                 tarval_int_overflow_mode_t ovmode;
 765
 766                 /* overflow can only be decided for Consts */
 767                 if (! is_Const(e->rc)) {
 768                         DB((dbg, LEVEL_4, " = UNKNOWN (%+F)", e->rc));
 769                         return NULL;
 770                 }
 771
 772                 tv_l = get_Const_tarval(rc);
 773                 tv_r = get_Const_tarval(e->rc);
 774
 775                 ovmode = tarval_get_integer_overflow_mode();
 776                 tarval_set_integer_overflow_mode(TV_OVERFLOW_BAD);
 777
 778                 switch (e->code) {
 779                 case iro_Mul:
 780                         tv = tarval_mul(tv_l, tv_r);
 781                         DB((dbg, LEVEL_4, " * %+F", tv_r));
 782                         break;
 783                 case iro_Add:
 784                         tv = tarval_add(tv_l, tv_r);
 785                         DB((dbg, LEVEL_4, " + %+F", tv_r));
 786                         break;
 787                 case iro_Sub:
 788                         tv = tarval_sub(tv_l, tv_r);
 789                         DB((dbg, LEVEL_4, " - %+F", tv_r));
 790                         break;
 791                 default:
 792                         assert(0);
 793                         tv = tarval_bad;
 794                 }
 795                 tarval_set_integer_overflow_mode(ovmode);
 796
 797                 if (tv == tarval_bad) {
 798                         DB((dbg, LEVEL_4, " = OVERFLOW"));
 799                         return NULL;
 800                 }
 801                 return new_r_Const(current_ir_graph, get_irn_n(rc, -1), get_tarval_mode(tv), tv);
 802         }
 803         return do_apply(e->code, NULL, rc, e->rc, get_irn_mode(rc));
 804 }
 805
 806 /**
 807  * Applies the operations represented by the LFTR edges to a
 808  * region constant and returns the value.
 809  * Return NULL if the transformation cannot be done safely without
 810  * an Overflow.
 811  *
 812  * @param iv   the IV node that starts the LFTR edge chain
 813  * @param rc   the region constant that should be translated
 814  * @param env  the IV environment
 815  *
 816  * @return the translated region constant or NULL
 817  *         if the translation was not possible
 818  */
 819 static ir_node *applyEdges(ir_node *iv, ir_node *rc, iv_env *env) {
 820         ir_node *irn = iv;
 821
 822         if (env->flags & osr_flag_lftr_with_ov_check) {
 823                 /* overflow can only be decided for Consts */
 824                 if (! is_Const(rc)) {
 825                         DB((dbg, LEVEL_4, " = UNKNOWN (%+F)\n", rc));
 826                         return NULL;
 827                 }
 828                 DB((dbg, LEVEL_4, "%+F", get_Const_tarval(rc)));
 829         }
 830
 831         for (irn = iv; rc;) {
 832                 LFTR_edge *e = LFTR_find(irn, env);
 833                 if (e) {
 834                         rc = applyOneEdge(rc, e, env);
 835                         irn = e->dst;
 836                 }
 837                 else
 838                         break;
 839         }
 840         DB((dbg, LEVEL_3, "\n"));
 841         return rc;
 842 }
 843
 844 /**
 845  * Walker, finds Cmp(iv, rc) or Cmp(rc, iv)
 846  * and tries to optimize them.
 847  */
 848 static void do_lftr(ir_node *cmp, void *ctx) {
 849         iv_env *env = ctx;
 850         ir_node *left, *right, *liv, *riv;
 851         ir_node *iv, *rc;
 852         ir_node *nleft = NULL, *nright = NULL;
 853
 854         if (get_irn_op(cmp) != op_Cmp)
 855                 return;
 856
 857         left  = get_Cmp_left(cmp);
 858         right = get_Cmp_right(cmp);
 859
 860         liv = is_iv(left, env);
 861         riv = is_iv(right, env);
 862         if (liv && is_rc(right, liv)) {
 863                 iv = left; rc = right;
 864
 865                 nright = applyEdges(iv, rc, env);
 866                 if (nright && nright != rc) {
 867                         nleft = followEdges(iv, env);
 868                 }
 869         }
 870         else if (riv && is_rc(left, riv)) {
 871                 iv = right; rc = left;
 872
 873                 nleft = applyEdges(iv, rc, env);
 874                 if (nleft && nleft != rc) {
 875                         nright = followEdges(iv, env);
 876                 }
 877         }
 878
 879         if (nleft && nright) {
 880                 DB((dbg, LEVEL_2, "  LFTR for %+F\n", cmp));
 881                 set_Cmp_left(cmp, nleft);
 882                 set_Cmp_right(cmp, nright);
 883                 ++env->lftr_replaced;
 884         }
 885 }
 886
 887 /**
 888  * do linear function test replacement.
 889  *
 890  * @param irg   the graph that should be optimized
 891  * @param env   the IV environment
 892  */
 893 static void lftr(ir_graph *irg, iv_env *env) {
 894         irg_walk_graph(irg, NULL, do_lftr, env);
 895 }
 896
 897 /**
 898  * Pre-walker: set all node links to NULL and fix the
 899  * block of Proj nodes.
 900  */
 901 static void clear_and_fix(ir_node *irn, void *env)
 902 {
 903         set_irn_link(irn, NULL);
 904
 905         if (is_Proj(irn)) {
 906                 ir_node *pred = get_Proj_pred(irn);
 907                 set_irn_n(irn, -1, get_irn_n(pred, -1));
 908         }
 909 }
 910
 911 /* Performs Operator Strength Reduction for the passed graph. */
 912 void opt_osr(ir_graph *irg, unsigned flags) {
 913         iv_env env;
 914
 915         if (! get_opt_strength_red())
 916                 return;
 917
 918         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.opt.osr");
 919 //      firm_dbg_set_mask(dbg, SET_LEVEL_3);
 920
 921         DB((dbg, LEVEL_1, "Doing Operator Strength Reduction for %+F\n", irg));
 922
 923         obstack_init(&env.obst);
 924         env.stack         = NEW_ARR_F(ir_node *, 128);
 925         env.tos           = 0;
 926         env.nextDFSnum    = 0;
 927         env.POnum         = 0;
 928         env.quad_map      = new_set(quad_cmp, 64);
 929         env.lftr_edges    = new_set(LFTR_cmp, 64);
 930         env.replaced      = 0;
 931         env.lftr_replaced = 0;
 932         env.flags         = flags;
 933
 934         /* we need control flow loop information to decide whether
 935          * we should do a replacement or not. */
 936         construct_cf_backedges(irg);
 937
 938         /* Clear all links and move Proj nodes into the
 939            the same block as it's predecessors.
 940            This can improve the placement of new nodes.
 941          */
 942         irg_walk_graph(irg, NULL, clear_and_fix, NULL);
 943
 944         /* we need dominance */
 945         assure_doms(irg);
 946         assure_irg_outs(irg);
 947
 948         /* calculate the post order number for blocks. */
 949         irg_out_block_walk(get_irg_start_block(irg), NULL, assign_po, &env);
 950
 951         /* calculate the SCC's and drive OSR. */
 952         do_dfs(irg, &env);
 953
 954         if (env.replaced) {
 955                 /* try linear function test replacements */
 956                 //lftr(irg, &env);
 957
 958                 set_irg_outs_inconsistent(irg);
 959                 /* cfg loop still valid */
 960
 961                 DB((dbg, LEVEL_1, "Replacements: %u + %u (lftr)\n\n", env.replaced, env.lftr_replaced));
 962         }
 963
 964         del_set(env.lftr_edges);
 965         del_set(env.quad_map);
 966         DEL_ARR_F(env.stack);
 967         obstack_free(&env.obst, NULL);
 968 }