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
  27
  28 /* The information needed for an induction variable */
  29 struct induct_var_info {
  30   ir_op   *operation_code;
  31   ir_node *increment, *init, *op;
  32   int      be_pos;
  33   int      init_pred_pos;
  34   int      op_pred_pos;
  35 };
  36 static struct induct_var_info ivi;
  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  */
  60 static struct induct_var_info *is_induction_variable (ir_node *n) {
  61
  62   ir_node  *phi_pred_0, *phi_pred_1, *add_r, *add_l, *sub_r, *sub_l ;
  63   ir_op    *phi_pred_0_op, *phi_pred_1_op;
  64   struct   induct_var_info *info;
  65
  66   info = &ivi;
  67   info->operation_code = NULL;
  68   info->increment = NULL;
  69   info->init = NULL;
  70   info->op = NULL;
  71   info->be_pos = -1;
  72   info->init_pred_pos = -1;
  73   info->op_pred_pos = -1;
  74
  75   assert(get_irn_op(n) == op_Phi);
  76
  77   /* The necessary conditions for the phi node. */
  78   if (get_irn_arity(n) != 2             ||
  79       !has_backedges(get_nodes_block(n))  )
  80     return NULL;
  81
  82   /* The predecessors  of the phi node. */
  83   phi_pred_0 = get_Phi_pred(n, 0);
  84   phi_pred_1 = get_Phi_pred(n, 1);
  85
  86   /*The operation of the predecessors. */
  87   phi_pred_0_op = get_irn_op(get_Phi_pred(n, 0));
  88   phi_pred_1_op = get_irn_op(get_Phi_pred(n, 1));
  89
  90   /*Compute if the induction variable is added or substracted wiht a constant . */
  91   if (phi_pred_0_op == op_Add){
  92     info->operation_code = op_Add;
  93     add_l = get_Add_left(phi_pred_0);
  94     add_r = get_Add_right(phi_pred_0);
  95     info->op_pred_pos = 0;
  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     if (add_l == n){
 107       info->increment = add_r;
 108     } else if (add_r == n){
 109       info->increment = add_l;
 110     } else return NULL;
 111   } else if (phi_pred_0_op == op_Sub){
 112     info->operation_code = op_Sub;
 113     sub_r = get_Sub_right(phi_pred_0);
 114     sub_l = get_Sub_left(phi_pred_0);
 115     info->op_pred_pos = 0;
 116     if (sub_l == n){
 117       info->increment = sub_r;
 118     } else if (sub_r == n){
 119       info->increment = sub_l;
 120     } else return NULL;
 121   } else if (phi_pred_1_op == op_Sub){
 122     info->operation_code = op_Sub;
 123     sub_r = get_Sub_right(phi_pred_1);
 124     sub_l = get_Sub_left(phi_pred_1);
 125     info->op_pred_pos = 1;
 126     if (sub_l == n){
 127       info->increment = sub_r;
 128     } else return NULL;
 129   } else
 130     return NULL;
 131
 132   /*Compute the position of the backedge. */
 133   if (is_backedge(get_nodes_block(n), 0)){
 134     info->be_pos = 0;
 135     info->init_pred_pos = 1;
 136     info->op = get_Phi_pred(n, 0);
 137     info->init = get_Phi_pred(n, 1);
 138   } else if (is_backedge(get_nodes_block(n), 1)){
 139     info->be_pos = 1;
 140     info->init_pred_pos = 0;
 141     info->op = get_Phi_pred(n, 1);
 142     info->init = get_Phi_pred(n, 0);
 143   }
 144
 145   if (info->be_pos == 0) {
 146     if (get_Block_dom_depth(get_nodes_block(phi_pred_1))  >=
 147         get_Block_dom_depth(get_nodes_block(n))) {
 148       return NULL;
 149     }
 150   } else if (get_Block_dom_depth(get_nodes_block(phi_pred_0))  >=
 151              get_Block_dom_depth(get_nodes_block(n))) return NULL;
 152
 153   if (get_Block_dom_depth(get_nodes_block(info->increment))  >=
 154       get_Block_dom_depth(get_nodes_block(n))) return NULL;
 155
 156   return info;
 157 }
 158
 159 /* from irdump.c */
 160 const char *get_irg_dump_name(ir_graph *irg);
 161
 162 /**
 163  * Reduce a node.
 164  *
 165  * @param *srong   The node to be reduce.
 166  * @param *env     Free environment pointer.
 167  *
 168  * The node for reduce mus be in a loop whit *phi and *add.The *phi node muss
 169  * have 2 predecessors a Const and a Add node. The predecessors of Add node muss
 170  * be *phi and a Const node. The nodes a, b, c  muss be Const with dom_depth <
 171  * phi.
 172  */
 173
 174 void reduce_itervar(ir_node *itervar_phi, void *env) {
 175   ir_node *strong = NULL, *cmp = NULL, *c, *cmp_const;
 176   int phi_pred, strong_in_Phi = 0, cmp_in_phi = 0, out_loop_res = 1;
 177
 178   // This "if" finds the node to reduce.
 179
 180   // This "if" finds the Phi predecessors for the node that must be reduced.
 181   if ((get_irn_op(itervar_phi) == op_Phi)    &&
 182       is_induction_variable(itervar_phi) != NULL ) {
 183     phi_pred = get_irn_n_outs(itervar_phi);
 184     ir_loop *l_itervar_phi = get_irn_loop(get_nodes_block(itervar_phi));
 185
 186     for (int i = 0; i < phi_pred; i++) {
 187       ir_node *out = get_irn_out(itervar_phi, i);
 188       ir_op   *out_op = get_irn_op(out);
 189       if (get_irn_loop(get_nodes_block(out)) != l_itervar_phi)
 190         out_loop_res = 0;
 191       if (out_op == op_Mul){
 192         strong = out;
 193         strong_in_Phi++;
 194       }else if (out_op == op_Cmp){
 195         cmp = out;
 196         cmp_in_phi++;
 197       }
 198     }
 199     if (strong == NULL || (strong_in_Phi > 1)) return;
 200
 201     if(get_irn_op(get_Mul_right(strong)) == op_Phi)
 202       c = get_Mul_left(strong);
 203     else
 204       c = get_Mul_right(strong);
 205
 206
 207     if (get_Block_dom_depth(get_nodes_block(c))  >=
 208         get_Block_dom_depth(get_nodes_block(itervar_phi))) return;
 209
 210     if (get_opt_strength_red_verbose() && get_firm_verbosity() > 1) {
 211       printf("The constant of Reducing node is: "); DDMN(c);
 212       printf("The Phi node is"); DDMN(itervar_phi);
 213       printf("Reducing node: "); DDMN(strong);
 214       printf("  iter var is  "); DDMN(ivi.op);
 215       printf("  in graph     "); DDMG(current_ir_graph);
 216     }
 217
 218     ir_node *inc , *init , *new_phi, *in[2], *new_op = NULL, *block_init, *block_inc;
 219
 220     ir_node *init_block      = get_nodes_block(ivi.init);
 221     ir_node *increment_block = get_nodes_block(ivi.increment);
 222     ir_node *c_block         = get_nodes_block(c) ;
 223
 224     if (get_Block_dom_depth(increment_block) >= get_Block_dom_depth(c_block))
 225       block_inc = increment_block;
 226     else
 227       block_inc = c_block;
 228
 229     if (get_Block_dom_depth(init_block) >= get_Block_dom_depth(c_block))
 230       block_init = init_block;
 231     else
 232       block_init = c_block;
 233
 234     /* Compute new loop invariant increment and initialization values. */
 235     inc  = new_r_Mul (current_ir_graph, block_inc,  ivi.increment, c, get_irn_mode(c));
 236     init = new_r_Mul (current_ir_graph, block_init, ivi.init,      c, get_irn_mode(ivi.init));
 237
 238     /* Generate a new basic induction variable. Break the data flow loop
 239        initially by using an Unknown node. */
 240     in[ivi.op_pred_pos]   = new_Unknown(get_irn_mode(init));
 241     in[ivi.init_pred_pos] = init;
 242     new_phi = new_r_Phi(current_ir_graph, get_nodes_block(itervar_phi), 2, in, get_irn_mode(init));
 243     mark_irn_visited(new_phi);
 244
 245     if (ivi.operation_code == op_Add)
 246       new_op = new_r_Add(current_ir_graph, get_nodes_block(ivi.op), inc, new_phi,
 247                          get_irn_mode(inc));
 248     else if (ivi.operation_code == op_Sub)
 249       new_op = new_r_Sub(current_ir_graph, get_nodes_block(ivi.op), new_phi, inc,
 250                          get_irn_mode(inc));
 251     set_Phi_pred(new_phi, ivi.op_pred_pos, new_op);
 252
 253     /* Replace the use of the strength reduced value. */
 254     exchange(strong, new_phi);
 255
 256     if (cmp == NULL || cmp_in_phi > 1 || out_loop_res == 0) return;
 257
 258     if (get_irn_op(get_Cmp_left(cmp)) == op_Const)
 259       cmp_const = get_Cmp_left(cmp);
 260     else
 261       cmp_const = get_Cmp_right(cmp);
 262
 263     if (get_irn_loop(get_nodes_block(cmp)) != l_itervar_phi) return;
 264
 265     if (get_opt_strength_red_verbose() && get_firm_verbosity() > 1) {
 266       printf("It is possibale to exchange the Cmp with a new Cmp   \n");
 267       printf("The constant of Cmp node is: "); DDMN(cmp_const);
 268       printf("The Phi node is"); DDMN(itervar_phi);
 269       printf("Cmp node: "); DDMN(cmp);
 270       printf("  in graph     "); DDMG(current_ir_graph);
 271     }
 272
 273     ir_node *new_cmp_const, *new_cmp, *cmp_const_block = get_nodes_block(cmp_const);
 274
 275     if (get_Block_dom_depth(init_block) >= get_Block_dom_depth(cmp_const_block))
 276       block_init = init_block;
 277     else
 278       block_init = cmp_const_block;
 279
 280     new_cmp_const = new_r_Mul (current_ir_graph, block_init, cmp_const,
 281                                c, get_irn_mode(ivi.init));
 282     new_cmp = new_r_Cmp (current_ir_graph, get_nodes_block(cmp),
 283                          new_phi, new_cmp_const);
 284     exchange(cmp, new_cmp);
 285   } else return;
 286 }
 287
 288
 289 /* Performs strength reduction for the passed graph. */
 290 void reduce_strength(ir_graph *irg) {
 291   ir_graph *rem = current_ir_graph;
 292   current_ir_graph = irg;
 293
 294   if (!get_optimize() || !get_opt_strength_red()) return;
 295
 296   n_reduced_expressions = 0;
 297
 298   /* -- Precompute some information -- */
 299   /* Call algorithm that computes the backedges */
 300   construct_cf_backedges(irg);
 301   /* Call algorithm that computes the dominator trees. */
 302   compute_doms(irg);
 303   /* Call algorithm that computes the out edges */
 304   compute_outs(irg);
 305   /* -- Search expressions that can be optimized -- */
 306   irg_walk_graph(irg, NULL, reduce_itervar, NULL);
 307
 308   if (get_opt_strength_red_verbose())
 309     printf("Reduced %d iteration variables in graph %s.%s\n.", n_reduced_expressions,
 310            get_type_name(get_entity_owner(get_irg_entity(irg))),
 311            get_entity_name(get_irg_entity(irg)));
 312
 313   current_ir_graph = rem;
 314 }