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 struct walker_t {
  51         int       changes;   /**< set, if a reassociation take place */
  52         ir_graph *irg;
  53         waitq    *wq;        /**< a wait queue */
  54 } walker_t;
  55
  56 typedef enum {
  57         NO_CONSTANT   = 0,    /**< node is not constant */
  58         REAL_CONSTANT = 1,    /**< node is a Const that is suitable for constant folding */
  59         REGION_CONST  = 4     /**< node is a constant expression in the current context,
  60                                    use 4 here to simplify implementation of get_comm_Binop_ops() */
  61 } const_class_t;
  62
  63 /**
  64  * returns whether a node is constant ie is a constant or
  65  * is loop invariant (called region constant)
  66  *
  67  * @param n     the node to be checked for constant
  68  * @param block a block that might be in a loop
  69  */
  70 static const_class_t get_const_class(const ir_node *n, const ir_node *block)
  71 {
  72         if (is_Const(n))
  73                 return REAL_CONSTANT;
  74
  75         /* constant nodes which can't be folded are region constants */
  76         if (is_irn_constlike(n))
  77                 return REGION_CONST;
  78
  79         /*
  80          * Beware: Bad nodes are always loop-invariant, but
  81          * cannot handled in later code, so filter them here.
  82          */
  83         if (! is_Bad(n) && is_loop_invariant(n, block))
  84                 return REGION_CONST;
  85
  86         return NO_CONSTANT;
  87 }  /* get_const_class */
  88
  89 /**
  90  * returns the operands of a commutative bin-op, if one operand is
  91  * a region constant, it is returned as the second one.
  92  *
  93  * Beware: Real constants must be returned with higher priority than
  94  * region constants, because they might be folded.
  95  */
  96 static void get_comm_Binop_ops(ir_node *binop, ir_node **a, ir_node **c)
  97 {
  98         ir_node *op_a = get_binop_left(binop);
  99         ir_node *op_b = get_binop_right(binop);
 100         ir_node *block = get_nodes_block(binop);
 101         int class_a = get_const_class(op_a, block);
 102         int class_b = get_const_class(op_b, block);
 103
 104         assert(is_op_commutative(get_irn_op(binop)));
 105
 106         switch (class_a + 2*class_b) {
 107         case REAL_CONSTANT + 2*REAL_CONSTANT:
 108                 /* if both are constants, one might be a
 109                  * pointer constant like NULL, return the other
 110                  */
 111                 if (mode_is_reference(get_irn_mode(op_a))) {
 112                         *a = op_a;
 113                         *c = op_b;
 114                 } else {
 115                         *a = op_b;
 116                         *c = op_a;
 117                 }
 118                 break;
 119         case REAL_CONSTANT + 2*NO_CONSTANT:
 120         case REAL_CONSTANT + 2*REGION_CONST:
 121         case REGION_CONST  + 2*NO_CONSTANT:
 122                 *a = op_b;
 123                 *c = op_a;
 124                 break;
 125         default:
 126                 *a = op_a;
 127                 *c = op_b;
 128                 break;
 129         }
 130 }  /* get_comm_Binop_ops */
 131
 132 /**
 133  * reassociate a Sub: x - c = x + (-c)
 134  */
 135 static int reassoc_Sub(ir_node **in)
 136 {
 137         ir_node *n = *in;
 138         ir_node *right = get_Sub_right(n);
 139         ir_mode *rmode = get_irn_mode(right);
 140         ir_node *block;
 141
 142         /* cannot handle SubIs(P, P) */
 143         if (mode_is_reference(rmode))
 144                 return 0;
 145
 146         block = get_nodes_block(n);
 147
 148         /* handles rule R6:
 149          * convert x - c => x + (-c)
 150          */
 151         if (get_const_class(right, block) == REAL_CONSTANT) {
 152                 ir_node *left  = get_Sub_left(n);
 153                 ir_mode *mode;
 154                 dbg_info *dbi;
 155                 ir_node *irn;
 156
 157                 switch (get_const_class(left, block)) {
 158                 case REAL_CONSTANT:
 159                         irn = optimize_in_place(n);
 160                         if (irn != n) {
 161                                 exchange(n, irn);
 162                                 *in = irn;
 163                                 return 1;
 164                         }
 165                         return 0;
 166                 case NO_CONSTANT:
 167                         break;
 168                 default:
 169                         /* already constant, nothing to do */
 170                         return 0;
 171                 }
 172
 173                 mode = get_irn_mode(n);
 174                 dbi  = get_irn_dbg_info(n);
 175
 176                 /* Beware of SubP(P, Is) */
 177                 irn = new_rd_Minus(dbi, block, right, rmode);
 178                 irn = new_rd_Add(dbi, block, left, irn, mode);
 179
 180                 DBG((dbg, LEVEL_5, "Applied: %n - %n => %n + (-%n)\n",
 181                         get_Sub_left(n), right, get_Sub_left(n), right));
 182
 183                 if (n == irn)
 184                         return 0;
 185
 186                 exchange(n, irn);
 187                 *in = irn;
 188
 189                 return 1;
 190         }
 191         return 0;
 192 }  /* reassoc_Sub */
 193
 194 /** Retrieve a mode from the operands. We need this, because
 195  * Add and Sub are allowed to operate on (P, Is)
 196  */
 197 static ir_mode *get_mode_from_ops(ir_node *op1, ir_node *op2)
 198 {
 199         ir_mode *m1, *m2;
 200
 201         m1 = get_irn_mode(op1);
 202         if (mode_is_reference(m1))
 203                 return m1;
 204
 205         m2 = get_irn_mode(op2);
 206         if (mode_is_reference(m2))
 207                 return m2;
 208
 209         assert(m1 == m2);
 210
 211         return m1;
 212 }  /* get_mode_from_ops */
 213
 214 #ifndef NEW_REASSOC
 215
 216 /**
 217  * reassociate a commutative Binop
 218  *
 219  * BEWARE: this rule leads to a potential loop, if
 220  * two operands are region constants and the third is a
 221  * constant, so avoid this situation.
 222  */
 223 static int reassoc_commutative(ir_node **node)
 224 {
 225         ir_node *n     = *node;
 226         ir_op   *op    = get_irn_op(n);
 227         ir_node *block = get_nodes_block(n);
 228         ir_node *t1, *c1;
 229
 230         get_comm_Binop_ops(n, &t1, &c1);
 231
 232         if (get_irn_op(t1) == op) {
 233                 ir_node *t2, *c2;
 234                 const_class_t c_c1, c_c2, c_t2;
 235
 236                 get_comm_Binop_ops(t1, &t2, &c2);
 237
 238                 /* do not optimize Bad nodes, will fail later */
 239                 if (is_Bad(t2))
 240                         return 0;
 241
 242                 c_c1 = get_const_class(c1, block);
 243                 c_c2 = get_const_class(c2, block);
 244                 c_t2 = get_const_class(t2, block);
 245
 246                 if ( ((c_c1 > NO_CONSTANT) & (c_t2 > NO_CONSTANT)) &&
 247                      ((((c_c1 ^ c_c2 ^ c_t2) & REGION_CONST) == 0) || ((c_c1 & c_c2 & c_t2) == REGION_CONST)) ) {
 248                         /* All three are constant and either all are constant expressions
 249                          * or two of them are:
 250                          * then applying this rule would lead into a cycle
 251                          *
 252                          * Note that if t2 is a constant so is c2 hence we save one test.
 253                          */
 254                         return 0;
 255                 }
 256
 257                 if ((c_c1 != NO_CONSTANT) /* & (c_c2 != NO_CONSTANT) */) {
 258                         /* handles rules R7, R8, R9, R10:
 259                          * convert c1 .OP. (c2 .OP. x) => x .OP. (c1 .OP. c2)
 260                          */
 261                         ir_node *irn, *in[2];
 262                         ir_mode *mode, *mode_c1 = get_irn_mode(c1), *mode_c2 = get_irn_mode(c2);
 263                         ir_graph *irg = get_irn_irg(c1);
 264
 265                         /* It might happen, that c1 and c2 have different modes, for
 266                          * instance Is and Iu.
 267                          * Handle this here.
 268                          */
 269                         if (mode_c1 != mode_c2) {
 270                                 if (mode_is_int(mode_c1) && mode_is_int(mode_c2)) {
 271                                         /* get the bigger one */
 272                                         if (get_mode_size_bits(mode_c1) > get_mode_size_bits(mode_c2))
 273                                                 c2 = new_r_Conv(block, c2, mode_c1);
 274                                         else if (get_mode_size_bits(mode_c1) < get_mode_size_bits(mode_c2))
 275                                                 c1 = new_r_Conv(block, c1, mode_c2);
 276                                         else {
 277                                                 /* Try to cast the real const */
 278                                                 if (c_c1 == REAL_CONSTANT)
 279                                                         c1 = new_r_Conv(block, c1, mode_c2);
 280                                                 else
 281                                                         c2 = new_r_Conv(block, c2, mode_c1);
 282                                         }
 283                                 }
 284                         }
 285
 286                         in[0] = c1;
 287                         in[1] = c2;
 288
 289                         mode  = get_mode_from_ops(in[0], in[1]);
 290                         in[1] = optimize_node(new_ir_node(NULL, irg, block, op, mode, 2, in));
 291                         in[0] = t2;
 292
 293                         mode = get_mode_from_ops(in[0], in[1]);
 294                         irn   = optimize_node(new_ir_node(NULL, irg, block, op, mode, 2, in));
 295
 296                         DBG((dbg, LEVEL_5, "Applied: %n .%s. (%n .%s. %n) => %n .%s. (%n .%s. %n)\n",
 297                              c1, get_irn_opname(n), c2, get_irn_opname(n), t2,
 298                              t2, get_irn_opname(n), c1, get_irn_opname(n), c2));
 299                         /*
 300                          * In some rare cases it can really happen that we get the same
 301                          * node back. This might be happen in dead loops, were the Phi
 302                          * nodes are already gone away. So check this.
 303                          */
 304                         if (n != irn) {
 305                                 exchange(n, irn);
 306                                 *node = irn;
 307                                 return 1;
 308                         }
 309                 }
 310         }
 311         if (get_irn_op(c1) == op) {
 312                 ir_node *t = c1;
 313                 c1 = t1;
 314                 t1 = t;
 315         }
 316         if (get_irn_op(t1) == op) {
 317                 ir_node *l = get_binop_left(t1);
 318                 ir_node *r = get_binop_right(t1);
 319                 const_class_t c_r;
 320
 321                 if (r == c1) {
 322                         ir_node *t = r;
 323                         r = l;
 324                         l = t;
 325                 }
 326                 c_r = get_const_class(r, block);
 327                 if (c_r != NO_CONSTANT) {
 328                         /*
 329                          * Beware: don't do the following op if a constant was
 330                          * placed below, else we will fall into a loop.
 331                          */
 332                         return 0;
 333                 }
 334
 335                 if (l == c1) {
 336                         /* convert x .OP. (x .OP. y) => y .OP. (x .OP. x) */
 337                         ir_mode *mode_res = get_irn_mode(n);
 338                         ir_mode *mode_c1  = get_irn_mode(c1);
 339                         ir_graph *irg     = get_irn_irg(c1);
 340                         ir_node *irn, *in[2];
 341
 342                         in[0] = c1;
 343                         in[1] = c1;
 344
 345                         in[1] = optimize_node(new_ir_node(NULL, irg, block, op, mode_c1, 2, in));
 346                         in[0] = r;
 347
 348                         irn   = optimize_node(new_ir_node(NULL, irg, block, op, mode_res, 2, in));
 349
 350                         DBG((dbg, LEVEL_5, "Applied: %n .%s. (%n .%s. %n) => %n .%s. (%n .%s. %n)\n",
 351                                 c1, get_irn_opname(n), l, get_irn_opname(n), r,
 352                                 r, get_irn_opname(n), c1, get_irn_opname(n), c1));
 353
 354                         if (n != irn) {
 355                                 exchange(n, irn);
 356                                 *node = irn;
 357                                 return 1;
 358                         }
 359                 }
 360         }
 361         return 0;
 362 }  /* reassoc_commutative */
 363
 364 #else
 365
 366 static ir_op          *commutative_op;
 367 static ir_node        *commutative_block;
 368 static struct obstack  commutative_args;
 369
 370 static void collect_args(ir_node *node)
 371 {
 372         ir_node *left  = get_binop_left(node);
 373         ir_node *right = get_binop_right(node);
 374
 375         if (get_irn_op(left) == commutative_op
 376                         && (!get_irn_outs_computed(left) || get_irn_n_outs(left) == 1)) {
 377                 collect_args(left);
 378         } else {
 379                 obstack_ptr_grow(&commutative_args, left);
 380         }
 381
 382         if (get_irn_op(right) == commutative_op
 383                         && (!get_irn_outs_computed(right) || get_irn_n_outs(right) == 1)) {
 384                 collect_args(right);
 385         } else {
 386                 obstack_ptr_grow(&commutative_args, right);
 387         }
 388
 389 #ifndef NDEBUG
 390         {
 391                 ir_mode *mode = get_irn_mode(node);
 392                 if (is_Add(node) && mode_is_reference(mode)) {
 393                         assert(get_irn_mode(left) == mode || get_irn_mode(right) == mode);
 394                 } else {
 395                         assert(get_irn_mode(left) == mode);
 396                         assert(get_irn_mode(right) == mode);
 397                 }
 398         }
 399 #endif
 400 }
 401
 402 static int compare_nodes(const ir_node *node1, const ir_node *node2)
 403 {
 404         const_class_t class1 = get_const_class(node1, commutative_block);
 405         const_class_t class2 = get_const_class(node2, commutative_block);
 406
 407         if (class1 == class2)
 408                 return 0;
 409         // return get_irn_idx(node1) - get_irn_idx(node2);
 410
 411         if (class1 < class2)
 412                 return -1;
 413
 414         assert(class1 > class2);
 415         return 1;
 416 }
 417
 418 static int compare_node_ptr(const void *e1, const void *e2)
 419 {
 420         const ir_node *node1  = *((const ir_node *const*) e1);
 421         const ir_node *node2  = *((const ir_node *const*) e2);
 422         return compare_nodes(node1, node2);
 423 }
 424
 425 static int reassoc_commutative(ir_node **n)
 426 {
 427         int       i;
 428         int       n_args;
 429         ir_node  *last;
 430         ir_node **args;
 431         ir_mode  *mode;
 432         ir_node  *node = *n;
 433
 434         commutative_op    = get_irn_op(node);
 435         commutative_block = get_nodes_block(node);
 436
 437         /* collect all nodes with same op type */
 438         collect_args(node);
 439
 440         n_args = obstack_object_size(&commutative_args) / sizeof(ir_node*);
 441         args   = obstack_finish(&commutative_args);
 442
 443         /* shortcut: in most cases there's nothing to do */
 444         if (n_args == 2 && compare_nodes(args[0], args[1]) <= 0) {
 445                 obstack_free(&commutative_args, args);
 446                 return 0;
 447         }
 448
 449         /* sort the arguments */
 450         qsort(args, n_args, sizeof(ir_node*), compare_node_ptr);
 451
 452         /* build new tree */
 453         last = args[n_args-1];
 454         mode = get_irn_mode(last);
 455         for (i = n_args-2; i >= 0; --i) {
 456                 ir_mode *mode_right;
 457                 ir_node *new_node;
 458                 ir_node *in[2];
 459                 ir_graph *irg = get_irn_irg(last);
 460
 461                 in[0] = last;
 462                 in[1] = args[i];
 463
 464                 /* AddP violates the assumption that all modes in args are equal...
 465                  * we need some hacks to cope with this */
 466                 mode_right = get_irn_mode(in[1]);
 467                 if (mode_is_reference(mode_right)) {
 468                         assert(is_Add(node) && mode_is_reference(get_irn_mode(node)));
 469                         mode = get_irn_mode(in[1]);
 470                 }
 471                 if (mode_right != mode) {
 472                         assert(is_Add(node) && mode_is_reference(get_irn_mode(node)));
 473                         in[1] = new_r_Conv(irg, commutative_block,in[1], mode);
 474                 }
 475
 476                 /* TODO: produce useful debug info! */
 477                 new_node = new_ir_node(NULL, irg, commutative_block,
 478                                        commutative_op, mode, 2, in);
 479                 new_node = optimize_node(new_node);
 480                 last     = new_node;
 481         }
 482
 483         /* CSE often returns the old node again, only exchange if needed */
 484         if (last != node) {
 485                 exchange(node, last);
 486                 *n = last;
 487                 return 1;
 488         }
 489         return 0;
 490 }
 491
 492 #endif
 493
 494 #define reassoc_Add  reassoc_commutative
 495 #define reassoc_And  reassoc_commutative
 496 #define reassoc_Or   reassoc_commutative
 497 #define reassoc_Eor  reassoc_commutative
 498
 499 /**
 500  * Reassociate using commutative law for Mul and distributive law for Mul and Add/Sub:
 501  */
 502 static int reassoc_Mul(ir_node **node)
 503 {
 504         ir_node *n = *node;
 505         ir_node *add_sub, *c;
 506         ir_op *op;
 507
 508         if (reassoc_commutative(&n))
 509                 return 1;
 510
 511         get_comm_Binop_ops(n, &add_sub, &c);
 512         op = get_irn_op(add_sub);
 513
 514         /* handles rules R11, R12, R13, R14, R15, R16, R17, R18, R19, R20 */
 515         if (op == op_Add || op == op_Sub) {
 516                 ir_mode *mode = get_irn_mode(n);
 517                 ir_node *irn, *block, *t1, *t2, *in[2];
 518
 519                 block = get_nodes_block(n);
 520                 t1 = get_binop_left(add_sub);
 521                 t2 = get_binop_right(add_sub);
 522
 523                 /* we can only multiplication rules on integer arithmetic */
 524                 if (mode_is_int(get_irn_mode(t1)) && mode_is_int(get_irn_mode(t2))) {
 525                         ir_graph *irg = get_irn_irg(t1);
 526                         in[0] = new_rd_Mul(NULL, block, c, t1, mode);
 527                         in[1] = new_rd_Mul(NULL, block, c, t2, mode);
 528
 529                         irn   = optimize_node(new_ir_node(NULL, irg, block, op, mode, 2, in));
 530
 531                         /* In some cases it might happen that the new irn is equal the old one, for
 532                          * instance in:
 533                          * (x - 1) * y == x * y - y
 534                          * will be transformed back by simpler optimization
 535                          * We could switch simple optimizations off, but this only happens iff y
 536                          * is a loop-invariant expression and that it is not clear if the new form
 537                          * is better.
 538                          * So, we let the old one.
 539                          */
 540                         if (irn != n) {
 541                                 DBG((dbg, LEVEL_5, "Applied: (%n .%s. %n) %n %n => (%n %n %n) .%s. (%n %n %n)\n",
 542                                         t1, get_op_name(op), t2, n, c, t1, n, c, get_op_name(op), t2, n, c));
 543                                 exchange(n, irn);
 544                                 *node = irn;
 545
 546                                 return 1;
 547                         }
 548                 }
 549         }
 550         return 0;
 551 }  /* reassoc_Mul */
 552
 553 /**
 554  * Reassociate Shl. We transform Shl(x, const) into Mul's if possible.
 555  */
 556 static int reassoc_Shl(ir_node **node)
 557 {
 558         ir_node   *n = *node;
 559         ir_node   *c = get_Shl_right(n);
 560         ir_node   *x, *blk, *irn;
 561         ir_graph  *irg;
 562         ir_mode   *mode;
 563         ir_tarval *tv;
 564
 565         if (! is_Const(c))
 566                 return 0;
 567
 568         x = get_Shl_left(n);
 569         mode = get_irn_mode(x);
 570
 571         tv = get_mode_one(mode);
 572         tv = tarval_shl(tv, get_Const_tarval(c));
 573
 574         if (tv == tarval_bad)
 575                 return 0;
 576
 577         blk = get_nodes_block(n);
 578         irg = get_irn_irg(blk);
 579         c   = new_r_Const(irg, tv);
 580         irn = new_rd_Mul(get_irn_dbg_info(n), blk, x, c, mode);
 581
 582         if (irn != n) {
 583                 exchange(n, irn);
 584                 *node = irn;
 585                 return 1;
 586         }
 587         return 0;
 588 }  /* reassoc_Shl */
 589
 590 /**
 591  * The walker for the reassociation.
 592  */
 593 static void wq_walker(ir_node *n, void *env)
 594 {
 595         walker_t *wenv = (walker_t*)env;
 596
 597         set_irn_link(n, NULL);
 598         if (!is_Block(n)) {
 599                 waitq_put(wenv->wq, n);
 600                 set_irn_link(n, wenv->wq);
 601         }
 602 }  /* wq_walker */
 603
 604 /**
 605  * The walker for the reassociation.
 606  */
 607 static void do_reassociation(walker_t *wenv)
 608 {
 609         int i, res, changed;
 610         ir_node *n;
 611
 612         while (! waitq_empty(wenv->wq)) {
 613                 n = (ir_node*)waitq_get(wenv->wq);
 614                 set_irn_link(n, NULL);
 615
 616                 hook_reassociate(1);
 617
 618                 /* reassociation must run until a fixpoint is reached. */
 619                 changed = 0;
 620                 do {
 621                         ir_op    *op   = get_irn_op(n);
 622                         ir_mode  *mode = get_irn_mode(n);
 623
 624                         res = 0;
 625
 626                         /* for FP these optimizations are only allowed if fp_strict_algebraic is disabled */
 627                         if (mode_is_float(mode) && get_irg_fp_model(wenv->irg) & fp_strict_algebraic)
 628                                 break;
 629
 630                         if (op->ops.reassociate) {
 631                                 res = op->ops.reassociate(&n);
 632
 633                                 changed |= res;
 634                         }
 635                 } while (res == 1);
 636                 hook_reassociate(0);
 637
 638                 wenv->changes |= changed;
 639
 640                 if (changed) {
 641                         for (i = get_irn_arity(n) - 1; i >= 0; --i) {
 642                                 ir_node *pred = get_irn_n(n, i);
 643
 644                                 if (get_irn_link(pred) != wenv->wq) {
 645                                         waitq_put(wenv->wq, pred);
 646                                         set_irn_link(pred, wenv->wq);
 647                                 }
 648                         }
 649                 }
 650         }
 651 }  /* do_reassociation */
 652
 653 /**
 654  * Returns the earliest were a,b are available.
 655  * Note that we know that a, b both dominate
 656  * the block of the previous operation, so one must dominate the other.
 657  *
 658  * If the earliest block is the start block, return curr_blk instead
 659  */
 660 static ir_node *earliest_block(ir_node *a, ir_node *b, ir_node *curr_blk)
 661 {
 662         ir_node *blk_a = get_nodes_block(a);
 663         ir_node *blk_b = get_nodes_block(b);
 664         ir_node *res;
 665
 666         /* if blk_a != blk_b, one must dominate the other */
 667         if (block_dominates(blk_a, blk_b))
 668                 res = blk_b;
 669         else
 670                 res = blk_a;
 671         if (res == get_irg_start_block(get_irn_irg(curr_blk)))
 672                 return curr_blk;
 673         return res;
 674 }  /* earliest_block */
 675
 676 /**
 677  * Checks whether a node is a Constant expression.
 678  * The following trees are constant expressions:
 679  *
 680  * Const, SymConst, Const + SymConst
 681  *
 682  * Handling SymConsts as const might be not a good idea for all
 683  * architectures ...
 684  */
 685 static int is_constant_expr(ir_node *irn)
 686 {
 687         ir_op *op;
 688
 689         switch (get_irn_opcode(irn)) {
 690         case iro_Const:
 691         case iro_SymConst:
 692                 return 1;
 693         case iro_Add:
 694                 op = get_irn_op(get_Add_left(irn));
 695                 if (op != op_Const && op != op_SymConst)
 696                         return 0;
 697                 op = get_irn_op(get_Add_right(irn));
 698                 if (op != op_Const && op != op_SymConst)
 699                         return 0;
 700                 return 1;
 701         default:
 702                 return 0;
 703         }
 704 }  /* is_constant_expr */
 705
 706 /**
 707  * Apply distributive Law for Mul and Add/Sub
 708  */
 709 static int reverse_rule_distributive(ir_node **node)
 710 {
 711         ir_node *n = *node;
 712         ir_node *left  = get_binop_left(n);
 713         ir_node *right = get_binop_right(n);
 714         ir_node *x, *blk, *curr_blk;
 715         ir_node *a, *b, *irn;
 716         ir_op *op;
 717         ir_mode *mode;
 718         dbg_info *dbg;
 719
 720         op = get_irn_op(left);
 721         if (op != get_irn_op(right))
 722                 return 0;
 723
 724         if (op == op_Shl) {
 725                 x = get_Shl_right(left);
 726
 727                 if (x == get_Shl_right(right)) {
 728                         /* (a << x) +/- (b << x) ==> (a +/- b) << x */
 729                         a = get_Shl_left(left);
 730                         b = get_Shl_left(right);
 731                         goto transform;
 732                 }
 733         } else if (op == op_Mul) {
 734                 x = get_Mul_left(left);
 735
 736                 if (x == get_Mul_left(right)) {
 737                         /* (x * a) +/- (x * b) ==> (a +/- b) * x */
 738                         a = get_Mul_right(left);
 739                         b = get_Mul_right(right);
 740                         goto transform;
 741                 } else if (x == get_Mul_right(right)) {
 742                         /* (x * a) +/- (b * x) ==> (a +/- b) * x */
 743                         a = get_Mul_right(left);
 744                         b = get_Mul_left(right);
 745                         goto transform;
 746                 }
 747
 748                 x = get_Mul_right(left);
 749
 750                 if (x == get_Mul_right(right)) {
 751                         /* (a * x) +/- (b * x) ==> (a +/- b) * x */
 752                         a = get_Mul_left(left);
 753                         b = get_Mul_left(right);
 754                         goto transform;
 755                 } else if (x == get_Mul_left(right)) {
 756                         /* (a * x) +/- (x * b) ==> (a +/- b) * x */
 757                         a = get_Mul_left(left);
 758                         b = get_Mul_right(right);
 759                         goto transform;
 760                 }
 761         }
 762         return 0;
 763
 764 transform:
 765         curr_blk = get_nodes_block(n);
 766
 767         blk = earliest_block(a, b, curr_blk);
 768
 769         dbg  = get_irn_dbg_info(n);
 770         mode = get_irn_mode(n);
 771
 772         if (is_Add(n))
 773                 irn = new_rd_Add(dbg, blk, a, b, mode);
 774         else
 775                 irn = new_rd_Sub(dbg, blk, a, b, mode);
 776
 777         blk  = earliest_block(irn, x, curr_blk);
 778
 779         if (op == op_Mul)
 780                 irn = new_rd_Mul(dbg, blk, irn, x, mode);
 781         else
 782                 irn = new_rd_Shl(dbg, blk, irn, x, mode);
 783
 784         exchange(n, irn);
 785         *node = irn;
 786         return 1;
 787 }  /* reverse_rule_distributive */
 788
 789 /**
 790  * Move Constants towards the root.
 791  */
 792 static int move_consts_up(ir_node **node)
 793 {
 794         ir_node *n = *node;
 795         ir_op *op;
 796         ir_node *l, *r, *a, *b, *c, *blk, *irn, *in[2];
 797         ir_mode *mode, *ma, *mb;
 798         dbg_info *dbg;
 799         ir_graph *irg;
 800
 801         l = get_binop_left(n);
 802         r = get_binop_right(n);
 803
 804         /* check if one is already a constant expression */
 805         if (is_constant_expr(l) || is_constant_expr(r))
 806                 return 0;
 807
 808         dbg = get_irn_dbg_info(n);
 809         op = get_irn_op(n);
 810         if (get_irn_op(l) == op) {
 811                 /* (a .op. b) .op. r */
 812                 a = get_binop_left(l);
 813                 b = get_binop_right(l);
 814
 815                 if (is_constant_expr(a)) {
 816                         /* (C .op. b) .op. r ==> (r .op. b) .op. C */
 817                         c = a;
 818                         a = r;
 819                         blk = get_nodes_block(l);
 820                         dbg = dbg == get_irn_dbg_info(l) ? dbg : NULL;
 821                         goto transform;
 822                 } else if (is_constant_expr(b)) {
 823                         /* (a .op. C) .op. r ==> (a .op. r) .op. C */
 824                         c = b;
 825                         b = r;
 826                         blk = get_nodes_block(l);
 827                         dbg = dbg == get_irn_dbg_info(l) ? dbg : NULL;
 828                         goto transform;
 829                 }
 830         }
 831         if (get_irn_op(r) == op) {
 832                 /* l .op. (a .op. b) */
 833                 a = get_binop_left(r);
 834                 b = get_binop_right(r);
 835
 836                 if (is_constant_expr(a)) {
 837                         /* l .op. (C .op. b) ==> (l .op. b) .op. C */
 838                         c = a;
 839                         a = l;
 840                         blk = get_nodes_block(r);
 841                         dbg = dbg == get_irn_dbg_info(r) ? dbg : NULL;
 842                         goto transform;
 843                 } else if (is_constant_expr(b)) {
 844                         /* l .op. (a .op. C) ==> (a .op. l) .op. C */
 845                         c = b;
 846                         b = l;
 847                         blk = get_nodes_block(r);
 848                         dbg = dbg == get_irn_dbg_info(r) ? dbg : NULL;
 849                         goto transform;
 850                 }
 851         }
 852         return 0;
 853
 854 transform:
 855         /* In some cases a and b might be both of different integer mode, and c a SymConst.
 856          * in that case we could either
 857          * 1.) cast into unsigned mode
 858          * 2.) ignore
 859          * we implement the second here
 860          */
 861         ma = get_irn_mode(a);
 862         mb = get_irn_mode(b);
 863         if (ma != mb && mode_is_int(ma) && mode_is_int(mb))
 864                 return 0;
 865
 866         /* check if (a .op. b) can be calculated in the same block is the old instruction */
 867         if (! block_dominates(get_nodes_block(a), blk))
 868                 return 0;
 869         if (! block_dominates(get_nodes_block(b), blk))
 870                 return 0;
 871         /* ok */
 872         in[0] = a;
 873         in[1] = b;
 874
 875         mode = get_mode_from_ops(a, b);
 876         irg  = get_irn_irg(blk);
 877         in[0] = irn = optimize_node(new_ir_node(dbg, irg, blk, op, mode, 2, in));
 878
 879         /* beware: optimize_node might have changed the opcode, check again */
 880         if (is_Add(irn) || is_Sub(irn)) {
 881                 reverse_rule_distributive(&in[0]);
 882         }
 883         in[1] = c;
 884
 885         mode = get_mode_from_ops(in[0], in[1]);
 886         irn = optimize_node(new_ir_node(dbg, irg, blk, op, mode, 2, in));
 887
 888         exchange(n, irn);
 889         *node = irn;
 890         return 1;
 891 }  /* move_consts_up */
 892
 893 /**
 894  * Apply the rules in reverse order, removing code that was not collapsed
 895  */
 896 static void reverse_rules(ir_node *node, void *env)
 897 {
 898         walker_t *wenv = (walker_t*)env;
 899         ir_graph *irg  = get_irn_irg(node);
 900         ir_mode  *mode = get_irn_mode(node);
 901         int res;
 902
 903         /* for FP these optimizations are only allowed if fp_strict_algebraic is disabled */
 904         if (mode_is_float(mode) && get_irg_fp_model(irg) & fp_strict_algebraic)
 905                 return;
 906
 907         do {
 908                 ir_op *op = get_irn_op(node);
 909
 910                 res = 0;
 911                 if (is_op_commutative(op)) {
 912                         wenv->changes |= res = move_consts_up(&node);
 913                 }
 914                 /* beware: move_consts_up might have changed the opcode, check again */
 915                 if (is_Add(node) || is_Sub(node)) {
 916                         wenv->changes |= res = reverse_rule_distributive(&node);
 917                 }
 918         } while (res);
 919 }
 920
 921 /*
 922  * do the reassociation
 923  */
 924 void optimize_reassociation(ir_graph *irg)
 925 {
 926         walker_t env;
 927
 928         assert(get_irg_phase_state(irg) != phase_building);
 929         assert(get_irg_pinned(irg) != op_pin_state_floats &&
 930                 "Reassociation needs pinned graph to work properly");
 931
 932         assure_irg_properties(irg,
 933                 IR_GRAPH_PROPERTY_CONSISTENT_DOMINANCE
 934                 | IR_GRAPH_PROPERTY_CONSISTENT_LOOPINFO);
 935
 936 #ifdef NEW_REASSOC
 937         assire_irg_properties(irg, IR_GRAPH_PROPERTY_CONSISTENT_OUTS);
 938         obstack_init(&commutative_args);
 939 #endif
 940
 941         env.changes = 0;
 942         env.irg     = irg;
 943         env.wq      = new_waitq();
 944
 945         /* disable some optimizations while reassoc is running to prevent endless loops */
 946         set_reassoc_running(1);
 947         {
 948                 /* now we have collected enough information, optimize */
 949                 irg_walk_graph(irg, NULL, wq_walker, &env);
 950                 do_reassociation(&env);
 951
 952                 /* reverse those rules that do not result in collapsed constants */
 953                 irg_walk_graph(irg, NULL, reverse_rules, &env);
 954         }
 955         set_reassoc_running(0);
 956
 957 #ifdef NEW_REASSOC
 958         obstack_free(&commutative_args, NULL);
 959 #endif
 960
 961         del_waitq(env.wq);
 962
 963         confirm_irg_properties(irg, IR_GRAPH_PROPERTIES_CONTROL_FLOW);
 964 }  /* optimize_reassociation */
 965
 966 /* create a pass for the reassociation */
 967 ir_graph_pass_t *optimize_reassociation_pass(const char *name)
 968 {
 969         return def_graph_pass(name ? name : "reassoc", optimize_reassociation);
 970 }  /* optimize_reassociation_pass */
 971
 972 static void register_node_reassoc_func(ir_op *op, reassociate_func func)
 973 {
 974         op->ops.reassociate = func;
 975 }
 976
 977 void ir_register_reassoc_node_ops(void)
 978 {
 979         register_node_reassoc_func(op_Mul, reassoc_Mul);
 980         register_node_reassoc_func(op_Add, reassoc_Add);
 981         register_node_reassoc_func(op_Sub, reassoc_Sub);
 982         register_node_reassoc_func(op_And, reassoc_And);
 983         register_node_reassoc_func(op_Or,  reassoc_Or);
 984         register_node_reassoc_func(op_Eor, reassoc_Eor);
 985         register_node_reassoc_func(op_Shl, reassoc_Shl);
 986 }
 987
 988 /* initialize the reassociation by adding operations to some opcodes */
 989 void firm_init_reassociation(void)
 990 {
 991         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.opt.reassoc");
 992 }  /* firm_init_reassociation */