nsz Git - libfirm/blob - ir/opt/reassoc.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   Reassociation
  23  * @author  Michael Beck
  24  */
  25 #include "config.h"
  26
  27 #include "iroptimize.h"
  28 #include "iropt_t.h"
  29 #include "irnode_t.h"
  30 #include "irgraph_t.h"
  31 #include "irmode_t.h"
  32 #include "ircons_t.h"
  33 #include "irgmod.h"
  34 #include "iropt_dbg.h"
  35 #include "irflag_t.h"
  36 #include "irgwalk.h"
  37 #include "irouts.h"
  38 #include "reassoc_t.h"
  39 #include "opt_init.h"
  40 #include "irhooks.h"
  41 #include "irloop.h"
  42 #include "pdeq.h"
  43 #include "debug.h"
  44 #include "irpass.h"
  45
  46 //#define NEW_REASSOC
  47
  48 DEBUG_ONLY(static firm_dbg_module_t *dbg;)
  49
  50 typedef enum {
  51         NO_CONSTANT   = 0,    /**< node is not constant */
  52         REAL_CONSTANT = 1,    /**< node is a Const that is suitable for constant folding */
  53         REGION_CONST  = 4     /**< node is a constant expression in the current context,
  54                                    use 4 here to simplify implementation of get_comm_Binop_ops() */
  55 } const_class_t;
  56
  57 /**
  58  * returns whether a node is constant ie is a constant or
  59  * is loop invariant (called region constant)
  60  *
  61  * @param n     the node to be checked for constant
  62  * @param block a block that might be in a loop
  63  */
  64 static const_class_t get_const_class(const ir_node *n, const ir_node *block)
  65 {
  66         if (is_Const(n))
  67                 return REAL_CONSTANT;
  68
  69         /* constant nodes which can't be folded are region constants */
  70         if (is_irn_constlike(n))
  71                 return REGION_CONST;
  72
  73         /*
  74          * Beware: Bad nodes are always loop-invariant, but
  75          * cannot handled in later code, so filter them here.
  76          */
  77         if (! is_Bad(n) && is_loop_invariant(n, block))
  78                 return REGION_CONST;
  79
  80         return NO_CONSTANT;
  81 }  /* get_const_class */
  82
  83 /**
  84  * returns the operands of a commutative bin-op, if one operand is
  85  * a region constant, it is returned as the second one.
  86  *
  87  * Beware: Real constants must be returned with higher priority than
  88  * region constants, because they might be folded.
  89  */
  90 static void get_comm_Binop_ops(ir_node *binop, ir_node **a, ir_node **c)
  91 {
  92         ir_node *op_a = get_binop_left(binop);
  93         ir_node *op_b = get_binop_right(binop);
  94         ir_node *block = get_nodes_block(binop);
  95         int class_a = get_const_class(op_a, block);
  96         int class_b = get_const_class(op_b, block);
  97
  98         assert(is_op_commutative(get_irn_op(binop)));
  99
 100         switch (class_a + 2*class_b) {
 101         case REAL_CONSTANT + 2*REAL_CONSTANT:
 102                 /* if both are constants, one might be a
 103                  * pointer constant like NULL, return the other
 104                  */
 105                 if (mode_is_reference(get_irn_mode(op_a))) {
 106                         *a = op_a;
 107                         *c = op_b;
 108                 } else {
 109                         *a = op_b;
 110                         *c = op_a;
 111                 }
 112                 break;
 113         case REAL_CONSTANT + 2*NO_CONSTANT:
 114         case REAL_CONSTANT + 2*REGION_CONST:
 115         case REGION_CONST  + 2*NO_CONSTANT:
 116                 *a = op_b;
 117                 *c = op_a;
 118                 break;
 119         default:
 120                 *a = op_a;
 121                 *c = op_b;
 122                 break;
 123         }
 124 }  /* get_comm_Binop_ops */
 125
 126 /**
 127  * reassociate a Sub: x - c = x + (-c)
 128  */
 129 static int reassoc_Sub(ir_node **in)
 130 {
 131         ir_node *n = *in;
 132         ir_node *right = get_Sub_right(n);
 133         ir_mode *rmode = get_irn_mode(right);
 134         ir_node *block;
 135
 136         /* cannot handle SubIs(P, P) */
 137         if (mode_is_reference(rmode))
 138                 return 0;
 139
 140         block = get_nodes_block(n);
 141
 142         /* handles rule R6:
 143          * convert x - c => x + (-c)
 144          */
 145         if (get_const_class(right, block) == REAL_CONSTANT) {
 146                 ir_node *left  = get_Sub_left(n);
 147                 ir_mode *mode;
 148                 dbg_info *dbi;
 149                 ir_node *irn;
 150
 151                 switch (get_const_class(left, block)) {
 152                 case REAL_CONSTANT:
 153                         irn = optimize_in_place(n);
 154                         if (irn != n) {
 155                                 exchange(n, irn);
 156                                 *in = irn;
 157                                 return 1;
 158                         }
 159                         return 0;
 160                 case NO_CONSTANT:
 161                         break;
 162                 default:
 163                         /* already constant, nothing to do */
 164                         return 0;
 165                 }
 166
 167                 mode = get_irn_mode(n);
 168                 dbi  = get_irn_dbg_info(n);
 169
 170                 /* Beware of SubP(P, Is) */
 171                 irn = new_rd_Minus(dbi, block, right, rmode);
 172                 irn = new_rd_Add(dbi, block, left, irn, mode);
 173
 174                 DBG((dbg, LEVEL_5, "Applied: %n - %n => %n + (-%n)\n",
 175                         get_Sub_left(n), right, get_Sub_left(n), right));
 176
 177                 if (n == irn)
 178                         return 0;
 179
 180                 exchange(n, irn);
 181                 *in = irn;
 182
 183                 return 1;
 184         }
 185         return 0;
 186 }  /* reassoc_Sub */
 187
 188 /** Retrieve a mode from the operands. We need this, because
 189  * Add and Sub are allowed to operate on (P, Is)
 190  */
 191 static ir_mode *get_mode_from_ops(ir_node *op1, ir_node *op2)
 192 {
 193         ir_mode *m1, *m2;
 194
 195         m1 = get_irn_mode(op1);
 196         if (mode_is_reference(m1))
 197                 return m1;
 198
 199         m2 = get_irn_mode(op2);
 200         if (mode_is_reference(m2))
 201                 return m2;
 202
 203         assert(m1 == m2);
 204
 205         return m1;
 206 }  /* get_mode_from_ops */
 207
 208 #ifndef NEW_REASSOC
 209
 210 /**
 211  * reassociate a commutative Binop
 212  *
 213  * BEWARE: this rule leads to a potential loop, if
 214  * two operands are region constants and the third is a
 215  * constant, so avoid this situation.
 216  */
 217 static int reassoc_commutative(ir_node **node)
 218 {
 219         ir_node *n     = *node;
 220         ir_op   *op    = get_irn_op(n);
 221         ir_node *block = get_nodes_block(n);
 222         ir_node *t1, *c1;
 223
 224         get_comm_Binop_ops(n, &t1, &c1);
 225
 226         if (get_irn_op(t1) == op) {
 227                 ir_node *t2, *c2;
 228                 const_class_t c_c1, c_c2, c_t2;
 229
 230                 get_comm_Binop_ops(t1, &t2, &c2);
 231
 232                 /* do not optimize Bad nodes, will fail later */
 233                 if (is_Bad(t2))
 234                         return 0;
 235
 236                 c_c1 = get_const_class(c1, block);
 237                 c_c2 = get_const_class(c2, block);
 238                 c_t2 = get_const_class(t2, block);
 239
 240                 if ( ((c_c1 > NO_CONSTANT) & (c_t2 > NO_CONSTANT)) &&
 241                      ((((c_c1 ^ c_c2 ^ c_t2) & REGION_CONST) == 0) || ((c_c1 & c_c2 & c_t2) == REGION_CONST)) ) {
 242                         /* All three are constant and either all are constant expressions
 243                          * or two of them are:
 244                          * then applying this rule would lead into a cycle
 245                          *
 246                          * Note that if t2 is a constant so is c2 hence we save one test.
 247                          */
 248                         return 0;
 249                 }
 250
 251                 if ((c_c1 != NO_CONSTANT) /* & (c_c2 != NO_CONSTANT) */) {
 252                         /* handles rules R7, R8, R9, R10:
 253                          * convert c1 .OP. (c2 .OP. x) => x .OP. (c1 .OP. c2)
 254                          */
 255                         ir_node *irn, *in[2];
 256                         ir_mode *mode, *mode_c1 = get_irn_mode(c1), *mode_c2 = get_irn_mode(c2);
 257                         ir_graph *irg = get_irn_irg(c1);
 258
 259                         /* It might happen, that c1 and c2 have different modes, for
 260                          * instance Is and Iu.
 261                          * Handle this here.
 262                          */
 263                         if (mode_c1 != mode_c2) {
 264                                 if (mode_is_int(mode_c1) && mode_is_int(mode_c2)) {
 265                                         /* get the bigger one */
 266                                         if (get_mode_size_bits(mode_c1) > get_mode_size_bits(mode_c2))
 267                                                 c2 = new_r_Conv(block, c2, mode_c1);
 268                                         else if (get_mode_size_bits(mode_c1) < get_mode_size_bits(mode_c2))
 269                                                 c1 = new_r_Conv(block, c1, mode_c2);
 270                                         else {
 271                                                 /* Try to cast the real const */
 272                                                 if (c_c1 == REAL_CONSTANT)
 273                                                         c1 = new_r_Conv(block, c1, mode_c2);
 274                                                 else
 275                                                         c2 = new_r_Conv(block, c2, mode_c1);
 276                                         }
 277                                 }
 278                         }
 279
 280                         in[0] = c1;
 281                         in[1] = c2;
 282
 283                         mode  = get_mode_from_ops(in[0], in[1]);
 284                         in[1] = optimize_node(new_ir_node(NULL, irg, block, op, mode, 2, in));
 285                         in[0] = t2;
 286
 287                         mode = get_mode_from_ops(in[0], in[1]);
 288                         irn   = optimize_node(new_ir_node(NULL, irg, block, op, mode, 2, in));
 289
 290                         DBG((dbg, LEVEL_5, "Applied: %n .%s. (%n .%s. %n) => %n .%s. (%n .%s. %n)\n",
 291                              c1, get_irn_opname(n), c2, get_irn_opname(n), t2,
 292                              t2, get_irn_opname(n), c1, get_irn_opname(n), c2));
 293                         /*
 294                          * In some rare cases it can really happen that we get the same
 295                          * node back. This might be happen in dead loops, were the Phi
 296                          * nodes are already gone away. So check this.
 297                          */
 298                         if (n != irn) {
 299                                 exchange(n, irn);
 300                                 *node = irn;
 301                                 return 1;
 302                         }
 303                 }
 304         }
 305         if (get_irn_op(c1) == op) {
 306                 ir_node *t = c1;
 307                 c1 = t1;
 308                 t1 = t;
 309         }
 310         if (get_irn_op(t1) == op) {
 311                 ir_node *l = get_binop_left(t1);
 312                 ir_node *r = get_binop_right(t1);
 313                 const_class_t c_r;
 314
 315                 if (r == c1) {
 316                         ir_node *t = r;
 317                         r = l;
 318                         l = t;
 319                 }
 320                 c_r = get_const_class(r, block);
 321                 if (c_r != NO_CONSTANT) {
 322                         /*
 323                          * Beware: don't do the following op if a constant was
 324                          * placed below, else we will fall into a loop.
 325                          */
 326                         return 0;
 327                 }
 328
 329                 if (l == c1) {
 330                         /* convert x .OP. (x .OP. y) => y .OP. (x .OP. x) */
 331                         ir_mode *mode_res = get_irn_mode(n);
 332                         ir_mode *mode_c1  = get_irn_mode(c1);
 333                         ir_graph *irg     = get_irn_irg(c1);
 334                         ir_node *irn, *in[2];
 335
 336                         in[0] = c1;
 337                         in[1] = c1;
 338
 339                         in[1] = optimize_node(new_ir_node(NULL, irg, block, op, mode_c1, 2, in));
 340                         in[0] = r;
 341
 342                         irn   = optimize_node(new_ir_node(NULL, irg, block, op, mode_res, 2, in));
 343
 344                         DBG((dbg, LEVEL_5, "Applied: %n .%s. (%n .%s. %n) => %n .%s. (%n .%s. %n)\n",
 345                                 c1, get_irn_opname(n), l, get_irn_opname(n), r,
 346                                 r, get_irn_opname(n), c1, get_irn_opname(n), c1));
 347
 348                         if (n != irn) {
 349                                 exchange(n, irn);
 350                                 *node = irn;
 351                                 return 1;
 352                         }
 353                 }
 354         }
 355         return 0;
 356 }  /* reassoc_commutative */
 357
 358 #else
 359
 360 static ir_op          *commutative_op;
 361 static ir_node        *commutative_block;
 362 static struct obstack  commutative_args;
 363
 364 static void collect_args(ir_node *node)
 365 {
 366         ir_node *left  = get_binop_left(node);
 367         ir_node *right = get_binop_right(node);
 368
 369         if (get_irn_op(left) == commutative_op
 370                         && (!get_irn_outs_computed(left) || get_irn_n_outs(left) == 1)) {
 371                 collect_args(left);
 372         } else {
 373                 obstack_ptr_grow(&commutative_args, left);
 374         }
 375
 376         if (get_irn_op(right) == commutative_op
 377                         && (!get_irn_outs_computed(right) || get_irn_n_outs(right) == 1)) {
 378                 collect_args(right);
 379         } else {
 380                 obstack_ptr_grow(&commutative_args, right);
 381         }
 382
 383 #ifndef NDEBUG
 384         {
 385                 ir_mode *mode = get_irn_mode(node);
 386                 if (is_Add(node) && mode_is_reference(mode)) {
 387                         assert(get_irn_mode(left) == mode || get_irn_mode(right) == mode);
 388                 } else {
 389                         assert(get_irn_mode(left) == mode);
 390                         assert(get_irn_mode(right) == mode);
 391                 }
 392         }
 393 #endif
 394 }
 395
 396 static int compare_nodes(const ir_node *node1, const ir_node *node2)
 397 {
 398         const_class_t class1 = get_const_class(node1, commutative_block);
 399         const_class_t class2 = get_const_class(node2, commutative_block);
 400
 401         if (class1 == class2)
 402                 return 0;
 403         // return get_irn_idx(node1) - get_irn_idx(node2);
 404
 405         if (class1 < class2)
 406                 return -1;
 407
 408         assert(class1 > class2);
 409         return 1;
 410 }
 411
 412 static int compare_node_ptr(const void *e1, const void *e2)
 413 {
 414         const ir_node *node1  = *((const ir_node *const*) e1);
 415         const ir_node *node2  = *((const ir_node *const*) e2);
 416         return compare_nodes(node1, node2);
 417 }
 418
 419 static int reassoc_commutative(ir_node **n)
 420 {
 421         int       i;
 422         int       n_args;
 423         ir_node  *last;
 424         ir_node **args;
 425         ir_mode  *mode;
 426         ir_node  *node = *n;
 427
 428         commutative_op    = get_irn_op(node);
 429         commutative_block = get_nodes_block(node);
 430
 431         /* collect all nodes with same op type */
 432         collect_args(node);
 433
 434         n_args = obstack_object_size(&commutative_args) / sizeof(ir_node*);
 435         args   = obstack_finish(&commutative_args);
 436
 437         /* shortcut: in most cases there's nothing to do */
 438         if (n_args == 2 && compare_nodes(args[0], args[1]) <= 0) {
 439                 obstack_free(&commutative_args, args);
 440                 return 0;
 441         }
 442
 443         /* sort the arguments */
 444         qsort(args, n_args, sizeof(ir_node*), compare_node_ptr);
 445
 446         /* build new tree */
 447         last = args[n_args-1];
 448         mode = get_irn_mode(last);
 449         for (i = n_args-2; i >= 0; --i) {
 450                 ir_mode *mode_right;
 451                 ir_node *new_node;
 452                 ir_node *in[2];
 453                 ir_graph *irg = get_irn_irg(last);
 454
 455                 in[0] = last;
 456                 in[1] = args[i];
 457
 458                 /* AddP violates the assumption that all modes in args are equal...
 459                  * we need some hacks to cope with this */
 460                 mode_right = get_irn_mode(in[1]);
 461                 if (mode_is_reference(mode_right)) {
 462                         assert(is_Add(node) && mode_is_reference(get_irn_mode(node)));
 463                         mode = get_irn_mode(in[1]);
 464                 }
 465                 if (mode_right != mode) {
 466                         assert(is_Add(node) && mode_is_reference(get_irn_mode(node)));
 467                         in[1] = new_r_Conv(irg, commutative_block,in[1], mode);
 468                 }
 469
 470                 /* TODO: produce useful debug info! */
 471                 new_node = new_ir_node(NULL, irg, commutative_block,
 472                                        commutative_op, mode, 2, in);
 473                 new_node = optimize_node(new_node);
 474                 last     = new_node;
 475         }
 476
 477         /* CSE often returns the old node again, only exchange if needed */
 478         if (last != node) {
 479                 exchange(node, last);
 480                 *n = last;
 481                 return 1;
 482         }
 483         return 0;
 484 }
 485
 486 #endif
 487
 488 #define reassoc_Add  reassoc_commutative
 489 #define reassoc_And  reassoc_commutative
 490 #define reassoc_Or   reassoc_commutative
 491 #define reassoc_Eor  reassoc_commutative
 492
 493 /**
 494  * Reassociate using commutative law for Mul and distributive law for Mul and Add/Sub:
 495  */
 496 static int reassoc_Mul(ir_node **node)
 497 {
 498         ir_node *n = *node;
 499         ir_node *add_sub, *c;
 500         ir_op *op;
 501
 502         if (reassoc_commutative(&n))
 503                 return 1;
 504
 505         get_comm_Binop_ops(n, &add_sub, &c);
 506         op = get_irn_op(add_sub);
 507
 508         /* handles rules R11, R12, R13, R14, R15, R16, R17, R18, R19, R20 */
 509         if (op == op_Add || op == op_Sub) {
 510                 ir_mode *mode = get_irn_mode(n);
 511                 ir_node *irn, *block, *t1, *t2, *in[2];
 512
 513                 block = get_nodes_block(n);
 514                 t1 = get_binop_left(add_sub);
 515                 t2 = get_binop_right(add_sub);
 516
 517                 /* we can only multiplication rules on integer arithmetic */
 518                 if (mode_is_int(get_irn_mode(t1)) && mode_is_int(get_irn_mode(t2))) {
 519                         ir_graph *irg = get_irn_irg(t1);
 520                         in[0] = new_rd_Mul(NULL, block, c, t1, mode);
 521                         in[1] = new_rd_Mul(NULL, block, c, t2, mode);
 522
 523                         irn   = optimize_node(new_ir_node(NULL, irg, block, op, mode, 2, in));
 524
 525                         /* In some cases it might happen that the new irn is equal the old one, for
 526                          * instance in:
 527                          * (x - 1) * y == x * y - y
 528                          * will be transformed back by simpler optimization
 529                          * We could switch simple optimizations off, but this only happens iff y
 530                          * is a loop-invariant expression and that it is not clear if the new form
 531                          * is better.
 532                          * So, we let the old one.
 533                          */
 534                         if (irn != n) {
 535                                 DBG((dbg, LEVEL_5, "Applied: (%n .%s. %n) %n %n => (%n %n %n) .%s. (%n %n %n)\n",
 536                                         t1, get_op_name(op), t2, n, c, t1, n, c, get_op_name(op), t2, n, c));
 537                                 exchange(n, irn);
 538                                 *node = irn;
 539
 540                                 return 1;
 541                         }
 542                 }
 543         }
 544         return 0;
 545 }  /* reassoc_Mul */
 546
 547 /**
 548  * Reassociate Shl. We transform Shl(x, const) into Mul's if possible.
 549  */
 550 static int reassoc_Shl(ir_node **node)
 551 {
 552         ir_node   *n = *node;
 553         ir_node   *c = get_Shl_right(n);
 554         ir_node   *x, *blk, *irn;
 555         ir_graph  *irg;
 556         ir_mode   *mode;
 557         ir_tarval *tv;
 558
 559         if (! is_Const(c))
 560                 return 0;
 561
 562         x = get_Shl_left(n);
 563         mode = get_irn_mode(x);
 564
 565         tv = get_mode_one(mode);
 566         tv = tarval_shl(tv, get_Const_tarval(c));
 567
 568         if (tv == tarval_bad)
 569                 return 0;
 570
 571         blk = get_nodes_block(n);
 572         irg = get_irn_irg(blk);
 573         c   = new_r_Const(irg, tv);
 574         irn = new_rd_Mul(get_irn_dbg_info(n), blk, x, c, mode);
 575
 576         if (irn != n) {
 577                 exchange(n, irn);
 578                 *node = irn;
 579                 return 1;
 580         }
 581         return 0;
 582 }  /* reassoc_Shl */
 583
 584 /**
 585  * The walker for the reassociation.
 586  */
 587 static void wq_walker(ir_node *n, void *env)
 588 {
 589         waitq *const wq = (waitq*)env;
 590
 591         set_irn_link(n, NULL);
 592         if (!is_Block(n)) {
 593                 waitq_put(wq, n);
 594                 set_irn_link(n, wq);
 595         }
 596 }  /* wq_walker */
 597
 598 /**
 599  * The walker for the reassociation.
 600  */
 601 static void do_reassociation(waitq *const wq)
 602 {
 603         int i, res, changed;
 604         ir_node *n;
 605
 606         while (! waitq_empty(wq)) {
 607                 n = (ir_node*)waitq_get(wq);
 608                 set_irn_link(n, NULL);
 609
 610                 hook_reassociate(1);
 611
 612                 /* reassociation must run until a fixpoint is reached. */
 613                 changed = 0;
 614                 do {
 615                         ir_op    *op   = get_irn_op(n);
 616                         ir_mode  *mode = get_irn_mode(n);
 617
 618                         res = 0;
 619
 620                         /* for FP these optimizations are only allowed if fp_strict_algebraic is disabled */
 621                         if (mode_is_float(mode) && get_irg_fp_model(get_irn_irg(n)) & fp_strict_algebraic)
 622                                 break;
 623
 624                         if (op->ops.reassociate) {
 625                                 res = op->ops.reassociate(&n);
 626
 627                                 changed |= res;
 628                         }
 629                 } while (res == 1);
 630                 hook_reassociate(0);
 631
 632                 if (changed) {
 633                         for (i = get_irn_arity(n) - 1; i >= 0; --i) {
 634                                 ir_node *pred = get_irn_n(n, i);
 635
 636                                 if (get_irn_link(pred) != wq) {
 637                                         waitq_put(wq, pred);
 638                                         set_irn_link(pred, wq);
 639                                 }
 640                         }
 641                 }
 642         }
 643 }  /* do_reassociation */
 644
 645 /**
 646  * Returns the earliest were a,b are available.
 647  * Note that we know that a, b both dominate
 648  * the block of the previous operation, so one must dominate the other.
 649  *
 650  * If the earliest block is the start block, return curr_blk instead
 651  */
 652 static ir_node *earliest_block(ir_node *a, ir_node *b, ir_node *curr_blk)
 653 {
 654         ir_node *blk_a = get_nodes_block(a);
 655         ir_node *blk_b = get_nodes_block(b);
 656         ir_node *res;
 657
 658         /* if blk_a != blk_b, one must dominate the other */
 659         if (block_dominates(blk_a, blk_b))
 660                 res = blk_b;
 661         else
 662                 res = blk_a;
 663         if (res == get_irg_start_block(get_irn_irg(curr_blk)))
 664                 return curr_blk;
 665         return res;
 666 }  /* earliest_block */
 667
 668 /**
 669  * Checks whether a node is a Constant expression.
 670  * The following trees are constant expressions:
 671  *
 672  * Const, SymConst, Const + SymConst
 673  *
 674  * Handling SymConsts as const might be not a good idea for all
 675  * architectures ...
 676  */
 677 static int is_constant_expr(ir_node *irn)
 678 {
 679         ir_op *op;
 680
 681         switch (get_irn_opcode(irn)) {
 682         case iro_Const:
 683         case iro_SymConst:
 684                 return 1;
 685         case iro_Add:
 686                 op = get_irn_op(get_Add_left(irn));
 687                 if (op != op_Const && op != op_SymConst)
 688                         return 0;
 689                 op = get_irn_op(get_Add_right(irn));
 690                 if (op != op_Const && op != op_SymConst)
 691                         return 0;
 692                 return 1;
 693         default:
 694                 return 0;
 695         }
 696 }  /* is_constant_expr */
 697
 698 /**
 699  * Apply distributive Law for Mul and Add/Sub
 700  */
 701 static int reverse_rule_distributive(ir_node **node)
 702 {
 703         ir_node *n = *node;
 704         ir_node *left  = get_binop_left(n);
 705         ir_node *right = get_binop_right(n);
 706         ir_node *x, *blk, *curr_blk;
 707         ir_node *a, *b, *irn;
 708         ir_op *op;
 709         ir_mode *mode;
 710         dbg_info *dbg;
 711
 712         op = get_irn_op(left);
 713         if (op != get_irn_op(right))
 714                 return 0;
 715
 716         if (op == op_Shl) {
 717                 x = get_Shl_right(left);
 718
 719                 if (x == get_Shl_right(right)) {
 720                         /* (a << x) +/- (b << x) ==> (a +/- b) << x */
 721                         a = get_Shl_left(left);
 722                         b = get_Shl_left(right);
 723                         goto transform;
 724                 }
 725         } else if (op == op_Mul) {
 726                 x = get_Mul_left(left);
 727
 728                 if (x == get_Mul_left(right)) {
 729                         /* (x * a) +/- (x * b) ==> (a +/- b) * x */
 730                         a = get_Mul_right(left);
 731                         b = get_Mul_right(right);
 732                         goto transform;
 733                 } else if (x == get_Mul_right(right)) {
 734                         /* (x * a) +/- (b * x) ==> (a +/- b) * x */
 735                         a = get_Mul_right(left);
 736                         b = get_Mul_left(right);
 737                         goto transform;
 738                 }
 739
 740                 x = get_Mul_right(left);
 741
 742                 if (x == get_Mul_right(right)) {
 743                         /* (a * x) +/- (b * x) ==> (a +/- b) * x */
 744                         a = get_Mul_left(left);
 745                         b = get_Mul_left(right);
 746                         goto transform;
 747                 } else if (x == get_Mul_left(right)) {
 748                         /* (a * x) +/- (x * b) ==> (a +/- b) * x */
 749                         a = get_Mul_left(left);
 750                         b = get_Mul_right(right);
 751                         goto transform;
 752                 }
 753         }
 754         return 0;
 755
 756 transform:
 757         curr_blk = get_nodes_block(n);
 758
 759         blk = earliest_block(a, b, curr_blk);
 760
 761         dbg  = get_irn_dbg_info(n);
 762         mode = get_irn_mode(n);
 763
 764         if (is_Add(n))
 765                 irn = new_rd_Add(dbg, blk, a, b, mode);
 766         else
 767                 irn = new_rd_Sub(dbg, blk, a, b, mode);
 768
 769         blk  = earliest_block(irn, x, curr_blk);
 770
 771         if (op == op_Mul)
 772                 irn = new_rd_Mul(dbg, blk, irn, x, mode);
 773         else
 774                 irn = new_rd_Shl(dbg, blk, irn, x, mode);
 775
 776         exchange(n, irn);
 777         *node = irn;
 778         return 1;
 779 }  /* reverse_rule_distributive */
 780
 781 /**
 782  * Move Constants towards the root.
 783  */
 784 static int move_consts_up(ir_node **node)
 785 {
 786         ir_node *n = *node;
 787         ir_op *op;
 788         ir_node *l, *r, *a, *b, *c, *blk, *irn, *in[2];
 789         ir_mode *mode, *ma, *mb;
 790         dbg_info *dbg;
 791         ir_graph *irg;
 792
 793         l = get_binop_left(n);
 794         r = get_binop_right(n);
 795
 796         /* check if one is already a constant expression */
 797         if (is_constant_expr(l) || is_constant_expr(r))
 798                 return 0;
 799
 800         dbg = get_irn_dbg_info(n);
 801         op = get_irn_op(n);
 802         if (get_irn_op(l) == op) {
 803                 /* (a .op. b) .op. r */
 804                 a = get_binop_left(l);
 805                 b = get_binop_right(l);
 806
 807                 if (is_constant_expr(a)) {
 808                         /* (C .op. b) .op. r ==> (r .op. b) .op. C */
 809                         c = a;
 810                         a = r;
 811                         blk = get_nodes_block(l);
 812                         dbg = dbg == get_irn_dbg_info(l) ? dbg : NULL;
 813                         goto transform;
 814                 } else if (is_constant_expr(b)) {
 815                         /* (a .op. C) .op. r ==> (a .op. r) .op. C */
 816                         c = b;
 817                         b = r;
 818                         blk = get_nodes_block(l);
 819                         dbg = dbg == get_irn_dbg_info(l) ? dbg : NULL;
 820                         goto transform;
 821                 }
 822         }
 823         if (get_irn_op(r) == op) {
 824                 /* l .op. (a .op. b) */
 825                 a = get_binop_left(r);
 826                 b = get_binop_right(r);
 827
 828                 if (is_constant_expr(a)) {
 829                         /* l .op. (C .op. b) ==> (l .op. b) .op. C */
 830                         c = a;
 831                         a = l;
 832                         blk = get_nodes_block(r);
 833                         dbg = dbg == get_irn_dbg_info(r) ? dbg : NULL;
 834                         goto transform;
 835                 } else if (is_constant_expr(b)) {
 836                         /* l .op. (a .op. C) ==> (a .op. l) .op. C */
 837                         c = b;
 838                         b = l;
 839                         blk = get_nodes_block(r);
 840                         dbg = dbg == get_irn_dbg_info(r) ? dbg : NULL;
 841                         goto transform;
 842                 }
 843         }
 844         return 0;
 845
 846 transform:
 847         /* In some cases a and b might be both of different integer mode, and c a SymConst.
 848          * in that case we could either
 849          * 1.) cast into unsigned mode
 850          * 2.) ignore
 851          * we implement the second here
 852          */
 853         ma = get_irn_mode(a);
 854         mb = get_irn_mode(b);
 855         if (ma != mb && mode_is_int(ma) && mode_is_int(mb))
 856                 return 0;
 857
 858         /* check if (a .op. b) can be calculated in the same block is the old instruction */
 859         if (! block_dominates(get_nodes_block(a), blk))
 860                 return 0;
 861         if (! block_dominates(get_nodes_block(b), blk))
 862                 return 0;
 863         /* ok */
 864         in[0] = a;
 865         in[1] = b;
 866
 867         mode = get_mode_from_ops(a, b);
 868         irg  = get_irn_irg(blk);
 869         in[0] = irn = optimize_node(new_ir_node(dbg, irg, blk, op, mode, 2, in));
 870
 871         /* beware: optimize_node might have changed the opcode, check again */
 872         if (is_Add(irn) || is_Sub(irn)) {
 873                 reverse_rule_distributive(&in[0]);
 874         }
 875         in[1] = c;
 876
 877         mode = get_mode_from_ops(in[0], in[1]);
 878         irn = optimize_node(new_ir_node(dbg, irg, blk, op, mode, 2, in));
 879
 880         exchange(n, irn);
 881         *node = irn;
 882         return 1;
 883 }  /* move_consts_up */
 884
 885 /**
 886  * Apply the rules in reverse order, removing code that was not collapsed
 887  */
 888 static void reverse_rules(ir_node *node, void *env)
 889 {
 890         (void)env;
 891
 892         ir_graph *irg  = get_irn_irg(node);
 893         ir_mode  *mode = get_irn_mode(node);
 894         int res;
 895
 896         /* for FP these optimizations are only allowed if fp_strict_algebraic is disabled */
 897         if (mode_is_float(mode) && get_irg_fp_model(irg) & fp_strict_algebraic)
 898                 return;
 899
 900         do {
 901                 ir_op *op = get_irn_op(node);
 902
 903                 res = 0;
 904                 if (is_op_commutative(op)) {
 905                         res = move_consts_up(&node);
 906                 }
 907                 /* beware: move_consts_up might have changed the opcode, check again */
 908                 if (is_Add(node) || is_Sub(node)) {
 909                         res = reverse_rule_distributive(&node);
 910                 }
 911         } while (res);
 912 }
 913
 914 /*
 915  * do the reassociation
 916  */
 917 void optimize_reassociation(ir_graph *irg)
 918 {
 919         assert(get_irg_phase_state(irg) != phase_building);
 920         assert(get_irg_pinned(irg) != op_pin_state_floats &&
 921                 "Reassociation needs pinned graph to work properly");
 922
 923         assure_irg_properties(irg,
 924                 IR_GRAPH_PROPERTY_CONSISTENT_DOMINANCE
 925                 | IR_GRAPH_PROPERTY_CONSISTENT_LOOPINFO);
 926
 927 #ifdef NEW_REASSOC
 928         assire_irg_properties(irg, IR_GRAPH_PROPERTY_CONSISTENT_OUTS);
 929         obstack_init(&commutative_args);
 930 #endif
 931
 932         waitq *const wq = new_waitq();
 933
 934         /* disable some optimizations while reassoc is running to prevent endless loops */
 935         set_reassoc_running(1);
 936         {
 937                 /* now we have collected enough information, optimize */
 938                 irg_walk_graph(irg, NULL, wq_walker, wq);
 939                 do_reassociation(wq);
 940
 941                 /* reverse those rules that do not result in collapsed constants */
 942                 irg_walk_graph(irg, NULL, reverse_rules, NULL);
 943         }
 944         set_reassoc_running(0);
 945
 946 #ifdef NEW_REASSOC
 947         obstack_free(&commutative_args, NULL);
 948 #endif
 949
 950         del_waitq(wq);
 951
 952         confirm_irg_properties(irg, IR_GRAPH_PROPERTIES_CONTROL_FLOW);
 953 }  /* optimize_reassociation */
 954
 955 /* create a pass for the reassociation */
 956 ir_graph_pass_t *optimize_reassociation_pass(const char *name)
 957 {
 958         return def_graph_pass(name ? name : "reassoc", optimize_reassociation);
 959 }  /* optimize_reassociation_pass */
 960
 961 static void register_node_reassoc_func(ir_op *op, reassociate_func func)
 962 {
 963         op->ops.reassociate = func;
 964 }
 965
 966 void ir_register_reassoc_node_ops(void)
 967 {
 968         register_node_reassoc_func(op_Mul, reassoc_Mul);
 969         register_node_reassoc_func(op_Add, reassoc_Add);
 970         register_node_reassoc_func(op_Sub, reassoc_Sub);
 971         register_node_reassoc_func(op_And, reassoc_And);
 972         register_node_reassoc_func(op_Or,  reassoc_Or);
 973         register_node_reassoc_func(op_Eor, reassoc_Eor);
 974         register_node_reassoc_func(op_Shl, reassoc_Shl);
 975 }
 976
 977 /* initialize the reassociation by adding operations to some opcodes */
 978 void firm_init_reassociation(void)
 979 {
 980         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.opt.reassoc");
 981 }  /* firm_init_reassociation */