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

   1 /*
   2  * Project:     libFIRM
   3  * File name:   ir/opt/reassoc.c
   4  * Purpose:     Reassociation
   5  * Author:      Michael Beck
   6  * Created:
   7  * CVS-ID:      $Id$
   8  * Copyright:   (c) 1998-2004 Universität Karlsruhe
   9  * Licence:     This file protected by GPL -  GNU GENERAL PUBLIC LICENSE.
  10  */
  11
  12 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  13 # include <config.h>
  14 #endif
  15
  16 # include "irnode_t.h"
  17 # include "irgraph_t.h"
  18 # include "irmode_t.h"
  19 # include "iropt_t.h"
  20 # include "ircons_t.h"
  21 # include "irgmod.h"
  22 # include "dbginfo.h"
  23 # include "iropt_dbg.h"
  24 # include "irflag_t.h"
  25 # include "irgwalk.h"
  26 # include "reassoc_t.h"
  27 # include "firmstat.h"
  28
  29 typedef struct _walker_t {
  30   int changes;          /* set, if a reassociation take place */
  31 } walker_t;
  32
  33 typedef enum {
  34   NO_CONSTANT   = 0,    /**< node is not constant */
  35   REAL_CONSTANT = 1,    /**< node is a constnt that is suitable for constant folding */
  36   CONST_EXPR    = 4     /**< node is not constnt expression in the current context,
  37                              use 4 here to simplify implementation of get_comm_Binop_ops() */
  38 } const_class_t;
  39
  40 /**
  41  * returns wheater a node is constant, ie is a constant or
  42  * is loop invariant
  43  */
  44 static const_class_t get_const_class(ir_node *n)
  45 {
  46   ir_op *op = get_irn_op(n);
  47
  48   if (op == op_Const)
  49     return REAL_CONSTANT;
  50   if (op == op_SymConst)
  51     return CONST_EXPR;
  52
  53   return NO_CONSTANT;
  54 }
  55
  56 /**
  57  * returns the operands of a commutative bin-op, if one operand is
  58  * a constant in the current context, it is returned as the second one.
  59  *
  60  * Beware: Real constrants must be returned with higher priority than
  61  * constnt expression, because they might be folded.
  62  */
  63 static void get_comm_Binop_ops(ir_node *binop, ir_node **a, ir_node **c)
  64 {
  65   ir_node *op_a = get_binop_left(binop);
  66   ir_node *op_b = get_binop_right(binop);
  67   int class_a = get_const_class(op_a);
  68   int class_b = get_const_class(op_b);
  69
  70   assert(is_op_commutative(get_irn_op(binop)));
  71
  72   switch (class_a + 2*class_b) {
  73     case REAL_CONSTANT + 2*NO_CONSTANT:
  74     case REAL_CONSTANT + 2*REAL_CONSTANT:
  75     case REAL_CONSTANT + 2*CONST_EXPR:
  76     case CONST_EXPR    + 2*NO_CONSTANT:
  77       *a = op_b;
  78       *c = op_a;
  79       break;
  80     default:
  81       *a = op_a;
  82       *c = op_b;
  83       break;
  84   }
  85 }
  86
  87 /**
  88  * reassociate a Sub: x - c = (-c) + x
  89  */
  90 static int reassoc_Sub(ir_node *n)
  91 {
  92   ir_node *right = get_Sub_right(n);
  93
  94   /* handles rule R6:
  95    * convert x - c => (-c) + x
  96    *
  97    * As there is NO real Minus in Firm it makes no sense to do this
  98    * for non-real constants yet.
  99    * */
 100   if (get_const_class(right) == REAL_CONSTANT) {
 101     ir_node *block = get_nodes_block(right);
 102     ir_mode *mode  = get_irn_mode(right);
 103     dbg_info *dbg  = get_irn_dbg_info(right);
 104     ir_node *irn, *c;
 105
 106     c   = new_r_Const(current_ir_graph, block, mode, get_mode_null(mode));
 107     irn = new_rd_Sub(dbg, current_ir_graph, block, c, right, mode);
 108
 109     irn = new_rd_Add(dbg, current_ir_graph, block, irn, get_Sub_left(n), get_irn_mode(n));
 110
 111     printf("Applied: %s - %s => (-%s) + %s\n",
 112         get_irn_opname(get_Sub_left(n)), get_irn_opname(c),
 113         get_irn_opname(c), get_irn_opname(get_Sub_left(n)) );
 114
 115     exchange(n, irn);
 116
 117     return 1;
 118   }
 119   return 0;
 120 }
 121
 122 /** Retrieve a mode form the operands. We need this, because
 123  * Add and Sub are allowed to operate on (P, Is)
 124  */
 125 static ir_mode *get_mode_from_ops(ir_node *op1, ir_node *op2)
 126 {
 127   ir_mode *m1, *m2;
 128
 129   m1 = get_irn_mode(op1);
 130   if (mode_is_reference(m1))
 131     return m1;
 132
 133   m2 = get_irn_mode(op2);
 134   if (mode_is_reference(m2))
 135     return m2;
 136
 137   assert(m1 == m2);
 138
 139   return m1;
 140 }
 141
 142 /**
 143  * reassociate a commutative Binop
 144  *
 145  * BEWARE: this rule leads to a potential loop, if
 146  * all two operands are are constant expressions and the third is a
 147  * constant, so avoid this situation.
 148  */
 149 static int reassoc_commutative(ir_node *n)
 150 {
 151   ir_op *op      = get_irn_op(n);
 152   ir_node *block = get_nodes_block(n);
 153   ir_node *t1, *c1;
 154
 155   get_comm_Binop_ops(n, &t1, &c1);
 156
 157   if (get_irn_op(t1) == op) {
 158     ir_node *t2, *c2;
 159     const_class_t c_c1, c_c2, c_t2;
 160
 161     get_comm_Binop_ops(t1, &t2, &c2);
 162
 163     c_c1 = get_const_class(c1);
 164     c_c2 = get_const_class(c2);
 165     c_t2 = get_const_class(t2);
 166
 167     if ( ((c_c1 > NO_CONSTANT) & (c_t2 > NO_CONSTANT)) &&
 168          ((((c_c1 ^ c_c2 ^ c_t2) & CONST_EXPR) == 0) || ((c_c1 & c_c2 & c_t2) == CONST_EXPR)) ) {
 169       /* all three are constant and either all are constant expressions or two of them are:
 170        * then, applying this rule would lead into a cycle
 171        *
 172        * Note that if t2 is a onstant so is c2, so we save one test.
 173        */
 174       return 0;
 175     }
 176
 177     if ((c_c1 != NO_CONSTANT) & (c_c2 != NO_CONSTANT)) {
 178       /* handles rules R7, R8, R9, R10:
 179        * convert c1 .OP. (c2 .OP. x) => (c1 .OP. c2) .OP. x
 180        */
 181       ir_node *irn, *in[2];
 182       ir_mode *mode;
 183
 184       in[0] = c1;
 185       in[1] = c2;
 186
 187       mode = get_mode_from_ops(in[0], in[1]);
 188       in[0] = optimize_node(new_ir_node(NULL, current_ir_graph, block, op, mode, 2, in));
 189       in[1] = t2;
 190
 191       mode = get_mode_from_ops(in[0], in[1]);
 192       irn   = optimize_node(new_ir_node(NULL, current_ir_graph, block, op, mode, 2, in));
 193
 194       printf("Applied: %s .%s. (%s .%s. %s) => (%s .%s. %s) .%s. %s\n",
 195           get_irn_opname(c1), get_irn_opname(n), get_irn_opname(c2), get_irn_opname(n), get_irn_opname(t2),
 196           get_irn_opname(c1), get_irn_opname(n), get_irn_opname(c2), get_irn_opname(n), get_irn_opname(t2));
 197
 198       exchange(n, irn);
 199
 200       return 1;
 201     }
 202   }
 203   return 0;
 204 }
 205
 206 #define reassoc_Add  reassoc_commutative
 207
 208 /**
 209  * reassociate using distibutive law for Mul and Add/Sub
 210  */
 211 static int reassoc_Mul(ir_node *n)
 212 {
 213   ir_node *add_sub, *c;
 214   ir_op *op;
 215
 216   if (reassoc_commutative(n))
 217     return 1;
 218
 219   get_comm_Binop_ops(n, &add_sub, &c);
 220   op = get_irn_op(add_sub);
 221
 222   /* handles rules R11, R12, R13, R14, R15, R16, R17, R18, R19, R20 */
 223   if (op == op_Add || op == op_Sub) {
 224     ir_mode *mode = get_irn_mode(n);
 225     ir_node *irn, *block, *t1, *t2, *in[2];
 226
 227     block = get_nodes_block(n);
 228     t1 = get_binop_left(add_sub);
 229     t2 = get_binop_right(add_sub);
 230
 231     in[0] = new_rd_Mul(NULL, current_ir_graph, block, c, t1, mode);
 232     in[1] = new_rd_Mul(NULL, current_ir_graph, block, c, t2, mode);
 233
 234     mode  = get_mode_from_ops(in[0], in[1]);
 235     irn   = optimize_node(new_ir_node(NULL, current_ir_graph, block, op, mode, 2, in));
 236
 237     printf("Applied: (%s .%s. %s) %s %s => (%s %s %s) .%s. (%s %s %s)\n",
 238         get_irn_opname(t1), get_op_name(op), get_irn_opname(t2), get_irn_opname(n), get_irn_opname(c),
 239         get_irn_opname(t1), get_irn_opname(n), get_irn_opname(c),
 240         get_op_name(op),
 241         get_irn_opname(t2), get_irn_opname(n), get_irn_opname(c));
 242
 243     exchange(n, irn);
 244
 245     return 1;
 246   }
 247   return 0;
 248 }
 249
 250 /**
 251  * The walker for the reassociation
 252  */
 253 static void do_reassociation(ir_node *n, void *env)
 254 {
 255   walker_t *wenv = env;
 256   int res;
 257
 258   /* reassociation must run until fixpoint */
 259   do {
 260     ir_op   *op    = get_irn_op(n);
 261     ir_mode *mode  = get_irn_mode(n);
 262
 263     res = 0;
 264
 265     /* reassociation works only for integer or reference modes */
 266     if (op->reassociate && (mode_is_int(mode) || mode_is_reference(mode))) {
 267       res = op->reassociate(n);
 268       if (res) {
 269         wenv->changes = 1;
 270
 271         /* we need a skip here, or we will see an Id in the next iteration */
 272         n = skip_Id(n);
 273       }
 274     }
 275   } while (res == 1);
 276 }
 277
 278 /*
 279  * do the reassociation
 280  */
 281 void optimize_reassociation(ir_graph *irg)
 282 {
 283   walker_t env;
 284
 285   assert(get_irg_phase_state(irg) != phase_building);
 286
 287   /* reassociation needs constant folding */
 288   if (!get_opt_reassociation() || !get_opt_constant_folding())
 289     return;
 290
 291   env.changes = 0;
 292
 293   irg_walk_graph(irg, NULL, do_reassociation, &env);
 294
 295   /* now we have collected enough information, optimize */
 296   irg_walk_graph(irg, NULL, do_reassociation, &env);
 297
 298   /* Handle graph state */
 299   if (env.changes) {
 300     if (get_irg_outs_state(current_ir_graph) == outs_consistent)
 301       set_irg_outs_inconsistent(current_ir_graph);
 302   }
 303 }
 304
 305 /* initialise the reassociation by adding operations to some opcodes */
 306 void firm_init_reassociation(void)
 307 {
 308 #define INIT(a) op_##a->reassociate  = reassoc_##a;
 309   INIT(Mul);
 310   INIT(Add);
 311   INIT(Sub);
 312 #undef CASE
 313 }