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  * @version $Id$
  25  */
  26 #include "config.h"
  27
  28 #include "iroptimize.h"
  29 #include "iropt_t.h"
  30 #include "irnode_t.h"
  31 #include "irgraph_t.h"
  32 #include "irmode_t.h"
  33 #include "ircons_t.h"
  34 #include "irgmod.h"
  35 #include "iropt_dbg.h"
  36 #include "irflag_t.h"
  37 #include "irgwalk.h"
  38 #include "irouts.h"
  39 #include "reassoc_t.h"
  40 #include "opt_init.h"
  41 #include "irhooks.h"
  42 #include "irloop.h"
  43 #include "pdeq.h"
  44 #include "debug.h"
  45 #include "irpass.h"
  46
  47 //#define NEW_REASSOC
  48
  49 DEBUG_ONLY(static firm_dbg_module_t *dbg;)
  50
  51 typedef struct walker_t {
  52         int       changes;   /**< set, if a reassociation take place */
  53         ir_graph *irg;
  54         waitq    *wq;        /**< a wait queue */
  55 } walker_t;
  56
  57 typedef enum {
  58         NO_CONSTANT   = 0,    /**< node is not constant */
  59         REAL_CONSTANT = 1,    /**< node is a Const that is suitable for constant folding */
  60         REGION_CONST  = 4     /**< node is a constant expression in the current context,
  61                                    use 4 here to simplify implementation of get_comm_Binop_ops() */
  62 } const_class_t;
  63
  64 /**
  65  * returns whether a node is constant ie is a constant or
  66  * is loop invariant (called region constant)
  67  *
  68  * @param n     the node to be checked for constant
  69  * @param block a block that might be in a loop
  70  */
  71 static const_class_t get_const_class(const ir_node *n, const ir_node *block)
  72 {
  73         if (is_Const(n))
  74                 return REAL_CONSTANT;
  75
  76         /* constant nodes which can't be folded are region constants */
  77         if (is_irn_constlike(n))
  78                 return REGION_CONST;
  79
  80         /*
  81          * Beware: Bad nodes are always loop-invariant, but
  82          * cannot handled in later code, so filter them here.
  83          */
  84         if (! is_Bad(n) && is_loop_invariant(n, block))
  85                 return REGION_CONST;
  86
  87         return NO_CONSTANT;
  88 }  /* get_const_class */
  89
  90 /**
  91  * returns the operands of a commutative bin-op, if one operand is
  92  * a region constant, it is returned as the second one.
  93  *
  94  * Beware: Real constants must be returned with higher priority than
  95  * region constants, because they might be folded.
  96  */
  97 static void get_comm_Binop_ops(ir_node *binop, ir_node **a, ir_node **c)
  98 {
  99         ir_node *op_a = get_binop_left(binop);
 100         ir_node *op_b = get_binop_right(binop);
 101         ir_node *block = get_nodes_block(binop);
 102         int class_a = get_const_class(op_a, block);
 103         int class_b = get_const_class(op_b, block);
 104
 105         assert(is_op_commutative(get_irn_op(binop)));
 106
 107         switch (class_a + 2*class_b) {
 108         case REAL_CONSTANT + 2*REAL_CONSTANT:
 109                 /* if both are constants, one might be a
 110                  * pointer constant like NULL, return the other
 111                  */
 112                 if (mode_is_reference(get_irn_mode(op_a))) {
 113                         *a = op_a;
 114                         *c = op_b;
 115                 } else {
 116                         *a = op_b;
 117                         *c = op_a;
 118                 }
 119                 break;
 120         case REAL_CONSTANT + 2*NO_CONSTANT:
 121         case REAL_CONSTANT + 2*REGION_CONST:
 122         case REGION_CONST  + 2*NO_CONSTANT:
 123                 *a = op_b;
 124                 *c = op_a;
 125                 break;
 126         default:
 127                 *a = op_a;
 128                 *c = op_b;
 129                 break;
 130         }
 131 }  /* get_comm_Binop_ops */
 132
 133 /**
 134  * reassociate a Sub: x - c = x + (-c)
 135  */
 136 static int reassoc_Sub(ir_node **in)
 137 {
 138         ir_node *n = *in;
 139         ir_node *right = get_Sub_right(n);
 140         ir_mode *rmode = get_irn_mode(right);
 141         ir_node *block;
 142
 143         /* cannot handle SubIs(P, P) */
 144         if (mode_is_reference(rmode))
 145                 return 0;
 146
 147         block = get_nodes_block(n);
 148
 149         /* handles rule R6:
 150          * convert x - c => x + (-c)
 151          */
 152         if (get_const_class(right, block) == REAL_CONSTANT) {
 153                 ir_node *left  = get_Sub_left(n);
 154                 ir_mode *mode;
 155                 dbg_info *dbi;
 156                 ir_node *irn;
 157
 158                 switch (get_const_class(left, block)) {
 159                 case REAL_CONSTANT:
 160                         irn = optimize_in_place(n);
 161                         if (irn != n) {
 162                                 exchange(n, irn);
 163                                 *in = irn;
 164                                 return 1;
 165                         }
 166                         return 0;
 167                 case NO_CONSTANT:
 168                         break;
 169                 default:
 170                         /* already constant, nothing to do */
 171                         return 0;
 172                 }
 173
 174                 mode = get_irn_mode(n);
 175                 dbi  = get_irn_dbg_info(n);
 176
 177                 /* Beware of SubP(P, Is) */
 178                 irn = new_rd_Minus(dbi, block, right, rmode);
 179                 irn = new_rd_Add(dbi, block, left, irn, mode);
 180
 181                 DBG((dbg, LEVEL_5, "Applied: %n - %n => %n + (-%n)\n",
 182                         get_Sub_left(n), right, get_Sub_left(n), right));
 183
 184                 if (n == irn)
 185                         return 0;
 186
 187                 exchange(n, irn);
 188                 *in = irn;
 189
 190                 return 1;
 191         }
 192         return 0;
 193 }  /* reassoc_Sub */
 194
 195 /** Retrieve a mode from the operands. We need this, because
 196  * Add and Sub are allowed to operate on (P, Is)
 197  */
 198 static ir_mode *get_mode_from_ops(ir_node *op1, ir_node *op2)
 199 {
 200         ir_mode *m1, *m2;
 201
 202         m1 = get_irn_mode(op1);
 203         if (mode_is_reference(m1))
 204                 return m1;
 205
 206         m2 = get_irn_mode(op2);
 207         if (mode_is_reference(m2))
 208                 return m2;
 209
 210         assert(m1 == m2);
 211
 212         return m1;
 213 }  /* get_mode_from_ops */
 214
 215 #ifndef NEW_REASSOC
 216
 217 /**
 218  * reassociate a commutative Binop
 219  *
 220  * BEWARE: this rule leads to a potential loop, if
 221  * two operands are region constants and the third is a
 222  * constant, so avoid this situation.
 223  */
 224 static int reassoc_commutative(ir_node **node)
 225 {
 226         ir_node *n     = *node;
 227         ir_op   *op    = get_irn_op(n);
 228         ir_node *block = get_nodes_block(n);
 229         ir_node *t1, *c1;
 230
 231         get_comm_Binop_ops(n, &t1, &c1);
 232
 233         if (get_irn_op(t1) == op) {
 234                 ir_node *t2, *c2;
 235                 const_class_t c_c1, c_c2, c_t2;
 236
 237                 get_comm_Binop_ops(t1, &t2, &c2);
 238
 239                 /* do not optimize Bad nodes, will fail later */
 240                 if (is_Bad(t2))
 241                         return 0;
 242
 243                 c_c1 = get_const_class(c1, block);
 244                 c_c2 = get_const_class(c2, block);
 245                 c_t2 = get_const_class(t2, block);
 246
 247                 if ( ((c_c1 > NO_CONSTANT) & (c_t2 > NO_CONSTANT)) &&
 248                      ((((c_c1 ^ c_c2 ^ c_t2) & REGION_CONST) == 0) || ((c_c1 & c_c2 & c_t2) == REGION_CONST)) ) {
 249                         /* All three are constant and either all are constant expressions
 250                          * or two of them are:
 251                          * then applying this rule would lead into a cycle
 252                          *
 253                          * Note that if t2 is a constant so is c2 hence we save one test.
 254                          */
 255                         return 0;
 256                 }
 257
 258                 if ((c_c1 != NO_CONSTANT) /* & (c_c2 != NO_CONSTANT) */) {
 259                         /* handles rules R7, R8, R9, R10:
 260                          * convert c1 .OP. (c2 .OP. x) => x .OP. (c1 .OP. c2)
 261                          */
 262                         ir_node *irn, *in[2];
 263                         ir_mode *mode, *mode_c1 = get_irn_mode(c1), *mode_c2 = get_irn_mode(c2);
 264                         ir_graph *irg = get_irn_irg(c1);
 265
 266                         /* It might happen, that c1 and c2 have different modes, for
 267                          * instance Is and Iu.
 268                          * Handle this here.
 269                          */
 270                         if (mode_c1 != mode_c2) {
 271                                 if (mode_is_int(mode_c1) && mode_is_int(mode_c2)) {
 272                                         /* get the bigger one */
 273                                         if (get_mode_size_bits(mode_c1) > get_mode_size_bits(mode_c2))
 274                                                 c2 = new_r_Conv(block, c2, mode_c1);
 275                                         else if (get_mode_size_bits(mode_c1) < get_mode_size_bits(mode_c2))
 276                                                 c1 = new_r_Conv(block, c1, mode_c2);
 277                                         else {
 278                                                 /* Try to cast the real const */
 279                                                 if (c_c1 == REAL_CONSTANT)
 280                                                         c1 = new_r_Conv(block, c1, mode_c2);
 281                                                 else
 282                                                         c2 = new_r_Conv(block, c2, mode_c1);
 283                                         }
 284                                 }
 285                         }
 286
 287                         in[0] = c1;
 288                         in[1] = c2;
 289
 290                         mode  = get_mode_from_ops(in[0], in[1]);
 291                         in[1] = optimize_node(new_ir_node(NULL, irg, block, op, mode, 2, in));
 292                         in[0] = t2;
 293
 294                         mode = get_mode_from_ops(in[0], in[1]);
 295                         irn   = optimize_node(new_ir_node(NULL, irg, block, op, mode, 2, in));
 296
 297                         DBG((dbg, LEVEL_5, "Applied: %n .%s. (%n .%s. %n) => %n .%s. (%n .%s. %n)\n",
 298                              c1, get_irn_opname(n), c2, get_irn_opname(n), t2,
 299                              t2, get_irn_opname(n), c1, get_irn_opname(n), c2));
 300                         /*
 301                          * In some rare cases it can really happen that we get the same
 302                          * node back. This might be happen in dead loops, were the Phi
 303                          * nodes are already gone away. So check this.
 304                          */
 305                         if (n != irn) {
 306                                 exchange(n, irn);
 307                                 *node = irn;
 308                                 return 1;
 309                         }
 310                 }
 311         }
 312         if (get_irn_op(c1) == op) {
 313                 ir_node *t = c1;
 314                 c1 = t1;
 315                 t1 = t;
 316         }
 317         if (get_irn_op(t1) == op) {
 318                 ir_node *l = get_binop_left(t1);
 319                 ir_node *r = get_binop_right(t1);
 320                 const_class_t c_r;
 321
 322                 if (r == c1) {
 323                         ir_node *t = r;
 324                         r = l;
 325                         l = t;
 326                 }
 327                 c_r = get_const_class(r, block);
 328                 if (c_r != NO_CONSTANT) {
 329                         /*
 330                          * Beware: don't do the following op if a constant was
 331                          * placed below, else we will fall into a loop.
 332                          */
 333                         return 0;
 334                 }
 335
 336                 if (l == c1) {
 337                         /* convert x .OP. (x .OP. y) => y .OP. (x .OP. x) */
 338                         ir_mode *mode_res = get_irn_mode(n);
 339                         ir_mode *mode_c1  = get_irn_mode(c1);
 340                         ir_graph *irg     = get_irn_irg(c1);
 341                         ir_node *irn, *in[2];
 342
 343                         in[0] = c1;
 344                         in[1] = c1;
 345
 346                         in[1] = optimize_node(new_ir_node(NULL, irg, block, op, mode_c1, 2, in));
 347                         in[0] = r;
 348
 349                         irn   = optimize_node(new_ir_node(NULL, irg, block, op, mode_res, 2, in));
 350
 351                         DBG((dbg, LEVEL_5, "Applied: %n .%s. (%n .%s. %n) => %n .%s. (%n .%s. %n)\n",
 352                                 c1, get_irn_opname(n), l, get_irn_opname(n), r,
 353                                 r, get_irn_opname(n), c1, get_irn_opname(n), c1));
 354
 355                         if (n != irn) {
 356                                 exchange(n, irn);
 357                                 *node = irn;
 358                                 return 1;
 359                         }
 360                 }
 361         }
 362         return 0;
 363 }  /* reassoc_commutative */
 364
 365 #else
 366
 367 static ir_op          *commutative_op;
 368 static ir_node        *commutative_block;
 369 static struct obstack  commutative_args;
 370
 371 static void collect_args(ir_node *node)
 372 {
 373         ir_node *left  = get_binop_left(node);
 374         ir_node *right = get_binop_right(node);
 375
 376         if (get_irn_op(left) == commutative_op
 377                         && (!get_irn_outs_computed(left) || get_irn_n_outs(left) == 1)) {
 378                 collect_args(left);
 379         } else {
 380                 obstack_ptr_grow(&commutative_args, left);
 381         }
 382
 383         if (get_irn_op(right) == commutative_op
 384                         && (!get_irn_outs_computed(right) || get_irn_n_outs(right) == 1)) {
 385                 collect_args(right);
 386         } else {
 387                 obstack_ptr_grow(&commutative_args, right);
 388         }
 389
 390 #ifndef NDEBUG
 391         {
 392                 ir_mode *mode = get_irn_mode(node);
 393                 if (is_Add(node) && mode_is_reference(mode)) {
 394                         assert(get_irn_mode(left) == mode || get_irn_mode(right) == mode);
 395                 } else {
 396                         assert(get_irn_mode(left) == mode);
 397                         assert(get_irn_mode(right) == mode);
 398                 }
 399         }
 400 #endif
 401 }
 402
 403 static int compare_nodes(const ir_node *node1, const ir_node *node2)
 404 {
 405         const_class_t class1 = get_const_class(node1, commutative_block);
 406         const_class_t class2 = get_const_class(node2, commutative_block);
 407
 408         if (class1 == class2)
 409                 return 0;
 410         // return get_irn_idx(node1) - get_irn_idx(node2);
 411
 412         if (class1 < class2)
 413                 return -1;
 414
 415         assert(class1 > class2);
 416         return 1;
 417 }
 418
 419 static int compare_node_ptr(const void *e1, const void *e2)
 420 {
 421         const ir_node *node1  = *((const ir_node *const*) e1);
 422         const ir_node *node2  = *((const ir_node *const*) e2);
 423         return compare_nodes(node1, node2);
 424 }
 425
 426 static int reassoc_commutative(ir_node **n)
 427 {
 428         int       i;
 429         int       n_args;
 430         ir_node  *last;
 431         ir_node **args;
 432         ir_mode  *mode;
 433         ir_node  *node = *n;
 434
 435         commutative_op    = get_irn_op(node);
 436         commutative_block = get_nodes_block(node);
 437
 438         /* collect all nodes with same op type */
 439         collect_args(node);
 440
 441         n_args = obstack_object_size(&commutative_args) / sizeof(ir_node*);
 442         args   = obstack_finish(&commutative_args);
 443
 444         /* shortcut: in most cases there's nothing to do */
 445         if (n_args == 2 && compare_nodes(args[0], args[1]) <= 0) {
 446                 obstack_free(&commutative_args, args);
 447                 return 0;
 448         }
 449
 450         /* sort the arguments */
 451         qsort(args, n_args, sizeof(ir_node*), compare_node_ptr);
 452
 453         /* build new tree */
 454         last = args[n_args-1];
 455         mode = get_irn_mode(last);
 456         for (i = n_args-2; i >= 0; --i) {
 457                 ir_mode *mode_right;
 458                 ir_node *new_node;
 459                 ir_node *in[2];
 460                 ir_graph *irg = get_irn_irg(last);
 461
 462                 in[0] = last;
 463                 in[1] = args[i];
 464
 465                 /* AddP violates the assumption that all modes in args are equal...
 466                  * we need some hacks to cope with this */
 467                 mode_right = get_irn_mode(in[1]);
 468                 if (mode_is_reference(mode_right)) {
 469                         assert(is_Add(node) && mode_is_reference(get_irn_mode(node)));
 470                         mode = get_irn_mode(in[1]);
 471                 }
 472                 if (mode_right != mode) {
 473                         assert(is_Add(node) && mode_is_reference(get_irn_mode(node)));
 474                         in[1] = new_r_Conv(irg, commutative_block,in[1], mode);
 475                 }
 476
 477                 /* TODO: produce useful debug info! */
 478                 new_node = new_ir_node(NULL, irg, commutative_block,
 479                                        commutative_op, mode, 2, in);
 480                 new_node = optimize_node(new_node);
 481                 last     = new_node;
 482         }
 483
 484         /* CSE often returns the old node again, only exchange if needed */
 485         if (last != node) {
 486                 exchange(node, last);
 487                 *n = last;
 488                 return 1;
 489         }
 490         return 0;
 491 }
 492
 493 #endif
 494
 495 #define reassoc_Add  reassoc_commutative
 496 #define reassoc_And  reassoc_commutative
 497 #define reassoc_Or   reassoc_commutative
 498 #define reassoc_Eor  reassoc_commutative
 499
 500 /**
 501  * Reassociate using commutative law for Mul and distributive law for Mul and Add/Sub:
 502  */
 503 static int reassoc_Mul(ir_node **node)
 504 {
 505         ir_node *n = *node;
 506         ir_node *add_sub, *c;
 507         ir_op *op;
 508
 509         if (reassoc_commutative(&n))
 510                 return 1;
 511
 512         get_comm_Binop_ops(n, &add_sub, &c);
 513         op = get_irn_op(add_sub);
 514
 515         /* handles rules R11, R12, R13, R14, R15, R16, R17, R18, R19, R20 */
 516         if (op == op_Add || op == op_Sub) {
 517                 ir_mode *mode = get_irn_mode(n);
 518                 ir_node *irn, *block, *t1, *t2, *in[2];
 519
 520                 block = get_nodes_block(n);
 521                 t1 = get_binop_left(add_sub);
 522                 t2 = get_binop_right(add_sub);
 523
 524                 /* we can only multiplication rules on integer arithmetic */
 525                 if (mode_is_int(get_irn_mode(t1)) && mode_is_int(get_irn_mode(t2))) {
 526                         ir_graph *irg = get_irn_irg(t1);
 527                         in[0] = new_rd_Mul(NULL, block, c, t1, mode);
 528                         in[1] = new_rd_Mul(NULL, block, c, t2, mode);
 529
 530                         irn   = optimize_node(new_ir_node(NULL, irg, block, op, mode, 2, in));
 531
 532                         /* In some cases it might happen that the new irn is equal the old one, for
 533                          * instance in:
 534                          * (x - 1) * y == x * y - y
 535                          * will be transformed back by simpler optimization
 536                          * We could switch simple optimizations off, but this only happens iff y
 537                          * is a loop-invariant expression and that it is not clear if the new form
 538                          * is better.
 539                          * So, we let the old one.
 540                          */
 541                         if (irn != n) {
 542                                 DBG((dbg, LEVEL_5, "Applied: (%n .%s. %n) %n %n => (%n %n %n) .%s. (%n %n %n)\n",
 543                                         t1, get_op_name(op), t2, n, c, t1, n, c, get_op_name(op), t2, n, c));
 544                                 exchange(n, irn);
 545                                 *node = irn;
 546
 547                                 return 1;
 548                         }
 549                 }
 550         }
 551         return 0;
 552 }  /* reassoc_Mul */
 553
 554 /**
 555  * Reassociate Shl. We transform Shl(x, const) into Mul's if possible.
 556  */
 557 static int reassoc_Shl(ir_node **node)
 558 {
 559         ir_node   *n = *node;
 560         ir_node   *c = get_Shl_right(n);
 561         ir_node   *x, *blk, *irn;
 562         ir_graph  *irg;
 563         ir_mode   *mode;
 564         ir_tarval *tv;
 565
 566         if (! is_Const(c))
 567                 return 0;
 568
 569         x = get_Shl_left(n);
 570         mode = get_irn_mode(x);
 571
 572         tv = get_mode_one(mode);
 573         tv = tarval_shl(tv, get_Const_tarval(c));
 574
 575         if (tv == tarval_bad)
 576                 return 0;
 577
 578         blk = get_nodes_block(n);
 579         irg = get_irn_irg(blk);
 580         c   = new_r_Const(irg, tv);
 581         irn = new_rd_Mul(get_irn_dbg_info(n), blk, x, c, mode);
 582
 583         if (irn != n) {
 584                 exchange(n, irn);
 585                 *node = irn;
 586                 return 1;
 587         }
 588         return 0;
 589 }  /* reassoc_Shl */
 590
 591 /**
 592  * The walker for the reassociation.
 593  */
 594 static void wq_walker(ir_node *n, void *env)
 595 {
 596         walker_t *wenv = (walker_t*)env;
 597
 598         set_irn_link(n, NULL);
 599         if (!is_Block(n)) {
 600                 waitq_put(wenv->wq, n);
 601                 set_irn_link(n, wenv->wq);
 602         }
 603 }  /* wq_walker */
 604
 605 /**
 606  * The walker for the reassociation.
 607  */
 608 static void do_reassociation(walker_t *wenv)
 609 {
 610         int i, res, changed;
 611         ir_node *n;
 612
 613         while (! waitq_empty(wenv->wq)) {
 614                 n = (ir_node*)waitq_get(wenv->wq);
 615                 set_irn_link(n, NULL);
 616
 617                 hook_reassociate(1);
 618
 619                 /* reassociation must run until a fixpoint is reached. */
 620                 changed = 0;
 621                 do {
 622                         ir_op    *op   = get_irn_op(n);
 623                         ir_mode  *mode = get_irn_mode(n);
 624
 625                         res = 0;
 626
 627                         /* for FP these optimizations are only allowed if fp_strict_algebraic is disabled */
 628                         if (mode_is_float(mode) && get_irg_fp_model(wenv->irg) & fp_strict_algebraic)
 629                                 break;
 630
 631                         if (op->ops.reassociate) {
 632                                 res = op->ops.reassociate(&n);
 633
 634                                 changed |= res;
 635                         }
 636                 } while (res == 1);
 637                 hook_reassociate(0);
 638
 639                 wenv->changes |= changed;
 640
 641                 if (changed) {
 642                         for (i = get_irn_arity(n) - 1; i >= 0; --i) {
 643                                 ir_node *pred = get_irn_n(n, i);
 644
 645                                 if (get_irn_link(pred) != wenv->wq) {
 646                                         waitq_put(wenv->wq, pred);
 647                                         set_irn_link(pred, wenv->wq);
 648                                 }
 649                         }
 650                 }
 651         }
 652 }  /* do_reassociation */
 653
 654 /**
 655  * Returns the earliest were a,b are available.
 656  * Note that we know that a, b both dominate
 657  * the block of the previous operation, so one must dominate the other.
 658  *
 659  * If the earliest block is the start block, return curr_blk instead
 660  */
 661 static ir_node *earliest_block(ir_node *a, ir_node *b, ir_node *curr_blk)
 662 {
 663         ir_node *blk_a = get_nodes_block(a);
 664         ir_node *blk_b = get_nodes_block(b);
 665         ir_node *res;
 666
 667         /* if blk_a != blk_b, one must dominate the other */
 668         if (block_dominates(blk_a, blk_b))
 669                 res = blk_b;
 670         else
 671                 res = blk_a;
 672         if (res == get_irg_start_block(get_irn_irg(curr_blk)))
 673                 return curr_blk;
 674         return res;
 675 }  /* earliest_block */
 676
 677 /**
 678  * Checks whether a node is a Constant expression.
 679  * The following trees are constant expressions:
 680  *
 681  * Const, SymConst, Const + SymConst
 682  *
 683  * Handling SymConsts as const might be not a good idea for all
 684  * architectures ...
 685  */
 686 static int is_constant_expr(ir_node *irn)
 687 {
 688         ir_op *op;
 689
 690         switch (get_irn_opcode(irn)) {
 691         case iro_Const:
 692         case iro_SymConst:
 693                 return 1;
 694         case iro_Add:
 695                 op = get_irn_op(get_Add_left(irn));
 696                 if (op != op_Const && op != op_SymConst)
 697                         return 0;
 698                 op = get_irn_op(get_Add_right(irn));
 699                 if (op != op_Const && op != op_SymConst)
 700                         return 0;
 701                 return 1;
 702         default:
 703                 return 0;
 704         }
 705 }  /* is_constant_expr */
 706
 707 /**
 708  * Apply distributive Law for Mul and Add/Sub
 709  */
 710 static int reverse_rule_distributive(ir_node **node)
 711 {
 712         ir_node *n = *node;
 713         ir_node *left  = get_binop_left(n);
 714         ir_node *right = get_binop_right(n);
 715         ir_node *x, *blk, *curr_blk;
 716         ir_node *a, *b, *irn;
 717         ir_op *op;
 718         ir_mode *mode;
 719         dbg_info *dbg;
 720
 721         op = get_irn_op(left);
 722         if (op != get_irn_op(right))
 723                 return 0;
 724
 725         if (op == op_Shl) {
 726                 x = get_Shl_right(left);
 727
 728                 if (x == get_Shl_right(right)) {
 729                         /* (a << x) +/- (b << x) ==> (a +/- b) << x */
 730                         a = get_Shl_left(left);
 731                         b = get_Shl_left(right);
 732                         goto transform;
 733                 }
 734         } else if (op == op_Mul) {
 735                 x = get_Mul_left(left);
 736
 737                 if (x == get_Mul_left(right)) {
 738                         /* (x * a) +/- (x * b) ==> (a +/- b) * x */
 739                         a = get_Mul_right(left);
 740                         b = get_Mul_right(right);
 741                         goto transform;
 742                 } else if (x == get_Mul_right(right)) {
 743                         /* (x * a) +/- (b * x) ==> (a +/- b) * x */
 744                         a = get_Mul_right(left);
 745                         b = get_Mul_left(right);
 746                         goto transform;
 747                 }
 748
 749                 x = get_Mul_right(left);
 750
 751                 if (x == get_Mul_right(right)) {
 752                         /* (a * x) +/- (b * x) ==> (a +/- b) * x */
 753                         a = get_Mul_left(left);
 754                         b = get_Mul_left(right);
 755                         goto transform;
 756                 } else if (x == get_Mul_left(right)) {
 757                         /* (a * x) +/- (x * b) ==> (a +/- b) * x */
 758                         a = get_Mul_left(left);
 759                         b = get_Mul_right(right);
 760                         goto transform;
 761                 }
 762         }
 763         return 0;
 764
 765 transform:
 766         curr_blk = get_nodes_block(n);
 767
 768         blk = earliest_block(a, b, curr_blk);
 769
 770         dbg  = get_irn_dbg_info(n);
 771         mode = get_irn_mode(n);
 772
 773         if (is_Add(n))
 774                 irn = new_rd_Add(dbg, blk, a, b, mode);
 775         else
 776                 irn = new_rd_Sub(dbg, blk, a, b, mode);
 777
 778         blk  = earliest_block(irn, x, curr_blk);
 779
 780         if (op == op_Mul)
 781                 irn = new_rd_Mul(dbg, blk, irn, x, mode);
 782         else
 783                 irn = new_rd_Shl(dbg, blk, irn, x, mode);
 784
 785         exchange(n, irn);
 786         *node = irn;
 787         return 1;
 788 }  /* reverse_rule_distributive */
 789
 790 /**
 791  * Move Constants towards the root.
 792  */
 793 static int move_consts_up(ir_node **node)
 794 {
 795         ir_node *n = *node;
 796         ir_op *op;
 797         ir_node *l, *r, *a, *b, *c, *blk, *irn, *in[2];
 798         ir_mode *mode, *ma, *mb;
 799         dbg_info *dbg;
 800         ir_graph *irg;
 801
 802         l = get_binop_left(n);
 803         r = get_binop_right(n);
 804
 805         /* check if one is already a constant expression */
 806         if (is_constant_expr(l) || is_constant_expr(r))
 807                 return 0;
 808
 809         dbg = get_irn_dbg_info(n);
 810         op = get_irn_op(n);
 811         if (get_irn_op(l) == op) {
 812                 /* (a .op. b) .op. r */
 813                 a = get_binop_left(l);
 814                 b = get_binop_right(l);
 815
 816                 if (is_constant_expr(a)) {
 817                         /* (C .op. b) .op. r ==> (r .op. b) .op. C */
 818                         c = a;
 819                         a = r;
 820                         blk = get_nodes_block(l);
 821                         dbg = dbg == get_irn_dbg_info(l) ? dbg : NULL;
 822                         goto transform;
 823                 } else if (is_constant_expr(b)) {
 824                         /* (a .op. C) .op. r ==> (a .op. r) .op. C */
 825                         c = b;
 826                         b = r;
 827                         blk = get_nodes_block(l);
 828                         dbg = dbg == get_irn_dbg_info(l) ? dbg : NULL;
 829                         goto transform;
 830                 }
 831         }
 832         if (get_irn_op(r) == op) {
 833                 /* l .op. (a .op. b) */
 834                 a = get_binop_left(r);
 835                 b = get_binop_right(r);
 836
 837                 if (is_constant_expr(a)) {
 838                         /* l .op. (C .op. b) ==> (l .op. b) .op. C */
 839                         c = a;
 840                         a = l;
 841                         blk = get_nodes_block(r);
 842                         dbg = dbg == get_irn_dbg_info(r) ? dbg : NULL;
 843                         goto transform;
 844                 } else if (is_constant_expr(b)) {
 845                         /* l .op. (a .op. C) ==> (a .op. l) .op. C */
 846                         c = b;
 847                         b = l;
 848                         blk = get_nodes_block(r);
 849                         dbg = dbg == get_irn_dbg_info(r) ? dbg : NULL;
 850                         goto transform;
 851                 }
 852         }
 853         return 0;
 854
 855 transform:
 856         /* In some cases a and b might be both of different integer mode, and c a SymConst.
 857          * in that case we could either
 858          * 1.) cast into unsigned mode
 859          * 2.) ignore
 860          * we implement the second here
 861          */
 862         ma = get_irn_mode(a);
 863         mb = get_irn_mode(b);
 864         if (ma != mb && mode_is_int(ma) && mode_is_int(mb))
 865                 return 0;
 866
 867         /* check if (a .op. b) can be calculated in the same block is the old instruction */
 868         if (! block_dominates(get_nodes_block(a), blk))
 869                 return 0;
 870         if (! block_dominates(get_nodes_block(b), blk))
 871                 return 0;
 872         /* ok */
 873         in[0] = a;
 874         in[1] = b;
 875
 876         mode = get_mode_from_ops(a, b);
 877         irg  = get_irn_irg(blk);
 878         in[0] = irn = optimize_node(new_ir_node(dbg, irg, blk, op, mode, 2, in));
 879
 880         /* beware: optimize_node might have changed the opcode, check again */
 881         if (is_Add(irn) || is_Sub(irn)) {
 882                 reverse_rule_distributive(&in[0]);
 883         }
 884         in[1] = c;
 885
 886         mode = get_mode_from_ops(in[0], in[1]);
 887         irn = optimize_node(new_ir_node(dbg, irg, blk, op, mode, 2, in));
 888
 889         exchange(n, irn);
 890         *node = irn;
 891         return 1;
 892 }  /* move_consts_up */
 893
 894 /**
 895  * Apply the rules in reverse order, removing code that was not collapsed
 896  */
 897 static void reverse_rules(ir_node *node, void *env)
 898 {
 899         walker_t *wenv = (walker_t*)env;
 900         ir_graph *irg  = get_irn_irg(node);
 901         ir_mode  *mode = get_irn_mode(node);
 902         int res;
 903
 904         /* for FP these optimizations are only allowed if fp_strict_algebraic is disabled */
 905         if (mode_is_float(mode) && get_irg_fp_model(irg) & fp_strict_algebraic)
 906                 return;
 907
 908         do {
 909                 ir_op *op = get_irn_op(node);
 910
 911                 res = 0;
 912                 if (is_op_commutative(op)) {
 913                         wenv->changes |= res = move_consts_up(&node);
 914                 }
 915                 /* beware: move_consts_up might have changed the opcode, check again */
 916                 if (is_Add(node) || is_Sub(node)) {
 917                         wenv->changes |= res = reverse_rule_distributive(&node);
 918                 }
 919         } while (res);
 920 }
 921
 922 /*
 923  * do the reassociation
 924  */
 925 int optimize_reassociation(ir_graph *irg)
 926 {
 927         walker_t env;
 928         irg_loopinfo_state state;
 929
 930         assert(get_irg_phase_state(irg) != phase_building);
 931         assert(get_irg_pinned(irg) != op_pin_state_floats &&
 932                 "Reassociation needs pinned graph to work properly");
 933
 934         /* we use dominance to detect dead blocks */
 935         assure_doms(irg);
 936
 937 #ifdef NEW_REASSOC
 938         assure_irg_outs(irg);
 939         obstack_init(&commutative_args);
 940 #endif
 941
 942         /*
 943          * Calculate loop info, so we could identify loop-invariant
 944          * code and treat it like a constant.
 945          * We only need control flow loops here but can handle generic
 946          * INTRA info as well.
 947          */
 948         state = get_irg_loopinfo_state(irg);
 949         if ((state & loopinfo_inter) ||
 950                 (state & (loopinfo_constructed | loopinfo_valid)) != (loopinfo_constructed | loopinfo_valid))
 951                 construct_cf_backedges(irg);
 952
 953         env.changes = 0;
 954         env.irg     = irg;
 955         env.wq      = new_waitq();
 956
 957         /* disable some optimizations while reassoc is running to prevent endless loops */
 958         set_reassoc_running(1);
 959         {
 960                 /* now we have collected enough information, optimize */
 961                 irg_walk_graph(irg, NULL, wq_walker, &env);
 962                 do_reassociation(&env);
 963
 964                 /* reverse those rules that do not result in collapsed constants */
 965                 irg_walk_graph(irg, NULL, reverse_rules, &env);
 966         }
 967         set_reassoc_running(0);
 968
 969 #ifdef NEW_REASSOC
 970         obstack_free(&commutative_args, NULL);
 971 #endif
 972
 973         del_waitq(env.wq);
 974         return env.changes;
 975 }  /* optimize_reassociation */
 976
 977 /* create a pass for the reassociation */
 978 ir_graph_pass_t *optimize_reassociation_pass(const char *name)
 979 {
 980         return def_graph_pass_ret(name ? name : "reassoc", optimize_reassociation);
 981 }  /* optimize_reassociation_pass */
 982
 983 /* Sets the default reassociation operation for an ir_op_ops. */
 984 ir_op_ops *firm_set_default_reassoc(unsigned code, ir_op_ops *ops)
 985 {
 986 #define CASE(a) case iro_##a: ops->reassociate  = reassoc_##a; break
 987
 988         switch (code) {
 989         CASE(Mul);
 990         CASE(Add);
 991         CASE(Sub);
 992         CASE(And);
 993         CASE(Or);
 994         CASE(Eor);
 995         CASE(Shl);
 996         default:
 997                 break;
 998         }
 999
1000         return ops;
1001 #undef CASE
1002 }  /* firm_set_default_reassoc */
1003
1004 /* initialize the reassociation by adding operations to some opcodes */
1005 void firm_init_reassociation(void)
1006 {
1007         FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.opt.reassoc");
1008 }  /* firm_init_reassociation */