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

   1 /**
   2  *
   3  * @file irsimpeltype.c
   4  *
   5  * Project:     libFIRM
   6  * File name:   ir/opt/strength_red.c
   7  * Purpose:     Make strength reduction .
   8  * Author:      Beyhan Veliev
   9  * Modified by:
  10  * Created:     22.8.2003
  11  * CVS-ID:      $Id$
  12  * Copyright:   (c) 2003 Universität Karlsruhe
  13  * Licence:     This file protected by GPL -  GNU GENERAL PUBLIC LICENSE.
  14  */
  15
  16
  17 # include "strength_red.h"
  18
  19 # include "irouts.h"
  20 # include "irnode_t.h"
  21 # include "irgwalk.h"
  22 # include "irloop_t.h"
  23 # include "ircons.h"
  24 # include "irgmod.h"
  25 # include "irdump.h"
  26 # include "firmstat.h"
  27
  28
  29 /* The information needed for an induction variable */
  30 typedef struct _induct_var_info {
  31   ir_op   *operation_code;
  32   ir_node *increment, *init, *op;
  33   int      be_pos;
  34   int      init_pred_pos;
  35   int      op_pred_pos;
  36 } induct_var_info;
  37
  38 /** Counter for verbose information about optimization. */
  39 static int n_reduced_expressions;
  40
  41 /** Detect basic iteration variables.
  42  *
  43  * The variable ir represented by a subgraph as this:
  44  *
  45  *       init
  46  *       /|\
  47  *        |
  48  *   |-- Phi
  49  *   |   /|\
  50  *   |    |
  51  *   |-->op
  52  *
  53  * Where op is a Add or Sub, and init is loop invariant.
  54  * @@@ So far we only accept Phi nodes with two predecessors.
  55  * We could expand this to Phi nodes where all preds are either
  56  * op or loop invariant.
  57  *
  58  * @param n     A phi node.
  59  * @param info  After call contains the induction variable information
  60  */
  61 static induct_var_info *is_induction_variable (ir_node *n, induct_var_info *info) {
  62
  63   ir_node  *phi_pred_0, *phi_pred_1, *add_r, *add_l, *sub_r, *sub_l ;
  64   ir_op    *phi_pred_0_op, *phi_pred_1_op;
  65
  66   info->operation_code = NULL;
  67   info->increment      = NULL;
  68   info->init           = NULL;
  69   info->op             = NULL;
  70   info->be_pos         = -1;
  71   info->init_pred_pos  = -1;
  72   info->op_pred_pos    = -1;
  73
  74   assert(get_irn_op(n) == op_Phi);
  75
  76   /* The necessary conditions for the phi node. */
  77   if (get_irn_arity(n) != 2             ||
  78       !has_backedges(get_nodes_block(n))  )
  79     return NULL;
  80
  81   /* The predecessors  of the phi node. */
  82   phi_pred_0 = get_Phi_pred(n, 0);
  83   phi_pred_1 = get_Phi_pred(n, 1);
  84
  85   /*The operation of the predecessors. */
  86   phi_pred_0_op = get_irn_op(phi_pred_0);
  87   phi_pred_1_op = get_irn_op(phi_pred_1);
  88
  89   /*Compute if the induction variable is added or substracted wiht a constant . */
  90   if (phi_pred_0_op == op_Add){
  91     info->operation_code = op_Add;
  92     add_l = get_Add_left(phi_pred_0);
  93     add_r = get_Add_right(phi_pred_0);
  94     info->op_pred_pos = 0;
  95     info->init_pred_pos = 1;
  96     if (add_l == n){
  97       info->increment = add_r;
  98     } else if (add_r == n){
  99       info->increment = add_l;
 100     } else return NULL;
 101   } else if (phi_pred_1_op == op_Add){
 102     info->operation_code = op_Add ;
 103     add_l = get_Add_left(phi_pred_1);
 104     add_r = get_Add_right(phi_pred_1);
 105     info->op_pred_pos = 1;
 106     info->init_pred_pos = 0;
 107     if (add_l == n){
 108       info->increment = add_r;
 109     } else if (add_r == n){
 110       info->increment = add_l;
 111     } else return NULL;
 112   } else if (phi_pred_0_op == op_Sub){
 113     info->operation_code = op_Sub;
 114     sub_r = get_Sub_right(phi_pred_0);
 115     sub_l = get_Sub_left(phi_pred_0);
 116     info->op_pred_pos = 0;
 117     info->init_pred_pos = 1;
 118     if (sub_l == n){
 119       info->increment = sub_r;
 120     } else if (sub_r == n){
 121       info->increment = sub_l;
 122     } else return NULL;
 123   } else if (phi_pred_1_op == op_Sub){
 124     info->operation_code = op_Sub;
 125     sub_r = get_Sub_right(phi_pred_1);
 126     sub_l = get_Sub_left(phi_pred_1);
 127     info->op_pred_pos = 1;
 128     info->init_pred_pos = 0;
 129     if (sub_l == n){
 130       info->increment = sub_r;
 131     } else return NULL;
 132   } else
 133     return NULL;
 134
 135   /*Compute the position of the backedge. */
 136   if (is_backedge(get_nodes_block(n), info->op_pred_pos)){
 137     info->be_pos = info->op_pred_pos;
 138     info->op = get_Phi_pred(n, info->op_pred_pos);
 139     info->init = get_Phi_pred(n, info->init_pred_pos);
 140   }
 141
 142   if (get_Block_dom_depth(get_nodes_block(info->init))  >=
 143       get_Block_dom_depth(get_nodes_block(n))) {
 144     return NULL;
 145   }
 146
 147   return info;
 148 }
 149
 150 /* from irdump.c */
 151 const char *get_irg_dump_name(ir_graph *irg);
 152
 153 /**
 154  * Reduce a node.
 155  *
 156  * @param *srong   The node to be reduce.
 157  * @param *env     Free environment pointer.
 158  *
 159  * The node for reduce mus be in a loop whit *phi and *add.The *phi node muss
 160  * have 2 predecessors a Const and a Add node. The predecessors of Add node muss
 161  * be *phi and a Const node. The nodes a, b, c  muss be Const with dom_depth <
 162  * phi.
 163  */
 164
 165 void reduce_itervar(ir_node *itervar_phi, void *env) {
 166   ir_node *strong = NULL, *cmp = NULL, *c, *cmp_const, *old_add;
 167   int phi_pred, strong_in_Phi = 0, cmp_in_phi = 0, out_loop_res = 1, Store_in_phi = 0;
 168   int op_pred, Store_in_op = 0, strong_in_op = 0;
 169
 170   induct_var_info ivi;
 171
 172   // This "if" finds the Phi predecessors for the node that must be reduced.
 173   if ((get_irn_op(itervar_phi) == op_Phi)    &&
 174       is_induction_variable(itervar_phi, &ivi) != NULL ) {
 175     phi_pred = get_irn_n_outs(itervar_phi);
 176     ir_loop *l_itervar_phi = get_irn_loop(get_nodes_block(itervar_phi));
 177     for (int i = 0; i < phi_pred; i++) {
 178       ir_node *out = get_irn_out(itervar_phi, i);
 179       ir_op   *out_op = get_irn_op(out);
 180       if (get_irn_loop(get_nodes_block(out)) != l_itervar_phi)
 181         out_loop_res = 0;
 182       if ( out_op == op_Store)
 183         Store_in_phi++;
 184       if (out_op == op_Mul) {
 185         strong = out;
 186         strong_in_Phi++;
 187       }else if (out_op == op_Cmp){
 188         cmp = out;
 189         cmp_in_phi++;
 190       }
 191     }
 192
 193     if (strong == NULL){
 194       op_pred = get_irn_n_outs(ivi.op);
 195       for(int i = 0; i < op_pred; i++){
 196         ir_node  *out = get_irn_out(ivi.op, i);
 197         ir_op *out_op = get_irn_op(out);
 198         if(out_op == op_Store)
 199           Store_in_op++;
 200         if(out_op == op_Mul){
 201           strong = out;
 202           strong_in_op++;
 203         }
 204       }
 205     }
 206     if (strong == NULL || (strong_in_Phi > 1) || (strong_in_op > 1)) return;
 207
 208     if (get_irn_loop(get_nodes_block(strong)) != l_itervar_phi) return;
 209
 210     ir_op *mul_right_op = get_irn_op(get_Mul_right(strong));
 211     if(mul_right_op == op_Phi || mul_right_op == op_Add || mul_right_op == op_Sub)
 212       c = get_Mul_left(strong);
 213     else
 214       c = get_Mul_right(strong);
 215
 216
 217     if (get_Block_dom_depth(get_nodes_block(c))  >=
 218     get_Block_dom_depth(get_nodes_block(itervar_phi))) return;
 219
 220     if (get_opt_strength_red_verbose() && get_firm_verbosity() > 1) {
 221       printf("The constant of Reducing node is: "); DDMN(c);
 222       printf("The Phi node is"); DDMN(itervar_phi);
 223       printf("Reducing node: "); DDMN(strong);
 224       printf("  iter var is  "); DDMN(ivi.op);
 225       printf("  in graph     "); DDMG(current_ir_graph);
 226     }
 227
 228     ir_node *inc , *init , *new_phi, *in[2], *new_op = NULL, *block_init;
 229     ir_node *block_inc, *new_add, *symconst;
 230
 231     ir_node *init_block      = get_nodes_block(ivi.init);
 232     ir_node *increment_block = get_nodes_block(ivi.increment);
 233     ir_node *c_block         = get_nodes_block(c) ;
 234
 235     if (get_Block_dom_depth(increment_block) >= get_Block_dom_depth(c_block))
 236       block_inc = increment_block;
 237     else
 238       block_inc = c_block;
 239
 240     if (get_Block_dom_depth(init_block) >= get_Block_dom_depth(c_block))
 241       block_init = init_block;
 242     else
 243       block_init = c_block;
 244
 245     /* we will do a strength reduction */
 246     stat_strength_red(current_ir_graph, strong, cmp);
 247
 248     /* Compute new loop invariant increment and initialization values. */
 249     inc  = new_r_Mul (current_ir_graph, block_inc,  ivi.increment, c, get_irn_mode(c));
 250     init = new_r_Mul (current_ir_graph, block_init, ivi.init,      c, get_irn_mode(ivi.init));
 251
 252     /* Generate a new basic induction variable. Break the data flow loop
 253        initially by using an Unknown node. */
 254     in[ivi.op_pred_pos]   = new_Unknown(get_irn_mode(init));
 255     in[ivi.init_pred_pos] = init;
 256     new_phi = new_r_Phi(current_ir_graph, get_nodes_block(itervar_phi), 2, in, get_irn_mode(init));
 257     mark_irn_visited(new_phi);
 258
 259     if (ivi.operation_code == op_Add)
 260       new_op = new_r_Add(current_ir_graph, get_nodes_block(ivi.op), inc, new_phi,
 261              get_irn_mode(inc));
 262     else if (ivi.operation_code == op_Sub)
 263       new_op = new_r_Sub(current_ir_graph, get_nodes_block(ivi.op), new_phi, inc,
 264              get_irn_mode(inc));
 265     set_Phi_pred(new_phi, ivi.op_pred_pos, new_op);
 266
 267      if(strong_in_op){
 268       if(get_irn_n_outs(strong) > 1) return;
 269       else old_add = get_irn_out(strong, 0);
 270       if(get_irn_op(old_add) != op_Add) return;
 271       if(get_Add_left(old_add) == strong)
 272         symconst = get_Add_right(old_add);
 273       else
 274         symconst = get_Add_left(old_add);
 275       new_add = new_r_Add(current_ir_graph, get_nodes_block(old_add),
 276                           new_op, symconst,  get_irn_mode(symconst));
 277       exchange(old_add, new_add);
 278      }
 279
 280     /* Replace the use of the strength reduced value. */
 281     exchange(strong, new_phi);
 282
 283     if (cmp == NULL || cmp_in_phi > 1 || out_loop_res == 0 || Store_in_phi != 0 || Store_in_op != 0) return;
 284
 285     if (get_irn_op(get_Cmp_left(cmp)) == op_Const)
 286       cmp_const = get_Cmp_left(cmp);
 287     else
 288       cmp_const = get_Cmp_right(cmp);
 289
 290     if (get_irn_loop(get_nodes_block(cmp)) != l_itervar_phi) return;
 291
 292     if (get_opt_strength_red_verbose() && get_firm_verbosity() > 1) {
 293       printf("It is possibale to exchange the Cmp with a new Cmp   \n");
 294       printf("The constant of Cmp node is: "); DDMN(cmp_const);
 295       printf("The Phi node is  "); DDMN(itervar_phi);
 296       printf("Cmp node: "); DDMN(cmp);
 297       printf("  in graph     "); DDMG(current_ir_graph);
 298     }
 299
 300     ir_node *new_cmp_const, *new_cmp, *cmp_const_block = get_nodes_block(cmp_const);
 301
 302     if (get_Block_dom_depth(init_block) >= get_Block_dom_depth(cmp_const_block))
 303       block_init = init_block;
 304     else
 305       block_init = cmp_const_block;
 306
 307     new_cmp_const = new_r_Mul (current_ir_graph, block_init, cmp_const,
 308                    c, get_irn_mode(ivi.init));
 309     new_cmp = new_r_Cmp (current_ir_graph, get_nodes_block(cmp),
 310              new_phi, new_cmp_const);
 311     exchange(cmp, new_cmp);
 312   } else return;
 313 }
 314
 315
 316 /* Performs strength reduction for the passed graph. */
 317 void reduce_strength(ir_graph *irg) {
 318   ir_graph *rem = current_ir_graph;
 319   current_ir_graph = irg;
 320
 321   if (!get_optimize() || !get_opt_strength_red()) return;
 322
 323   n_reduced_expressions = 0;
 324
 325   /* -- Precompute some information -- */
 326   /* Call algorithm that computes the backedges */
 327   construct_cf_backedges(irg);
 328   /* Call algorithm that computes the dominator trees. */
 329   compute_doms(irg);
 330   /* Call algorithm that computes the out edges */
 331   compute_outs(irg);
 332   /* -- Search expressions that can be optimized -- */
 333   irg_walk_graph(irg, NULL, reduce_itervar, NULL);
 334
 335   if (get_opt_strength_red_verbose())
 336     printf("Reduced %d iteration variables in graph %s.%s\n.", n_reduced_expressions,
 337        get_type_name(get_entity_owner(get_irg_entity(irg))),
 338        get_entity_name(get_irg_entity(irg)));
 339
 340   current_ir_graph = rem;
 341 }