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     if (add_l == n){
  96       info->increment = add_r;
  97     } else if (add_r == n){
  98       info->increment = add_l;
  99     } else return NULL;
 100   } else if (phi_pred_1_op == op_Add){
 101     info->operation_code = op_Add ;
 102     add_l = get_Add_left(phi_pred_1);
 103     add_r = get_Add_right(phi_pred_1);
 104     info->op_pred_pos = 1;
 105     if (add_l == n){
 106       info->increment = add_r;
 107     } else if (add_r == n){
 108       info->increment = add_l;
 109     } else return NULL;
 110   } else if (phi_pred_0_op == op_Sub){
 111     info->operation_code = op_Sub;
 112     sub_r = get_Sub_right(phi_pred_0);
 113     sub_l = get_Sub_left(phi_pred_0);
 114     info->op_pred_pos = 0;
 115     if (sub_l == n){
 116       info->increment = sub_r;
 117     } else if (sub_r == n){
 118       info->increment = sub_l;
 119     } else return NULL;
 120   } else if (phi_pred_1_op == op_Sub){
 121     info->operation_code = op_Sub;
 122     sub_r = get_Sub_right(phi_pred_1);
 123     sub_l = get_Sub_left(phi_pred_1);
 124     info->op_pred_pos = 1;
 125     if (sub_l == n){
 126       info->increment = sub_r;
 127     } else return NULL;
 128   } else
 129     return NULL;
 130
 131   /*Compute the position of the backedge. */
 132   if (is_backedge(get_nodes_block(n), 0)){
 133     info->be_pos = 0;
 134     info->init_pred_pos = 1;
 135     info->op = get_Phi_pred(n, 0);
 136     info->init = get_Phi_pred(n, 1);
 137   } else if (is_backedge(get_nodes_block(n), 1)){
 138     info->be_pos = 1;
 139     info->init_pred_pos = 0;
 140     info->op = get_Phi_pred(n, 1);
 141     info->init = get_Phi_pred(n, 0);
 142   }
 143
 144   if (info->be_pos == 0) {
 145     if (get_Block_dom_depth(get_nodes_block(phi_pred_1))  >=
 146     get_Block_dom_depth(get_nodes_block(n))) {
 147       return NULL;
 148     }
 149   } else if (get_Block_dom_depth(get_nodes_block(phi_pred_0))  >=
 150          get_Block_dom_depth(get_nodes_block(n))) return NULL;
 151
 152   if (get_Block_dom_depth(get_nodes_block(info->increment))  >=
 153       get_Block_dom_depth(get_nodes_block(n))) return NULL;
 154
 155   return info;
 156 }
 157
 158 /* from irdump.c */
 159 const char *get_irg_dump_name(ir_graph *irg);
 160
 161 /**
 162  * Reduce a node.
 163  *
 164  * @param *srong   The node to be reduce.
 165  * @param *env     Free environment pointer.
 166  *
 167  * The node for reduce mus be in a loop whit *phi and *add.The *phi node muss
 168  * have 2 predecessors a Const and a Add node. The predecessors of Add node muss
 169  * be *phi and a Const node. The nodes a, b, c  muss be Const with dom_depth <
 170  * phi.
 171  */
 172
 173 static void reduce_itervar(ir_node *itervar_phi, void *env) {
 174   ir_node *strong = NULL, *cmp = NULL, *c, *cmp_const;
 175   int phi_pred, strong_in_Phi = 0, cmp_in_phi = 0, out_loop_res = 1;
 176 int i;
 177
 178   // This "if" finds the node to reduce.
 179   induct_var_info ivi;
 180
 181   // This "if" finds the Phi predecessors for the node that must be reduced.
 182   if ((get_irn_op(itervar_phi) == op_Phi)    &&
 183       is_induction_variable(itervar_phi, &ivi) != NULL ) {
 184     phi_pred = get_irn_n_outs(itervar_phi);
 185     ir_loop *l_itervar_phi = get_irn_loop(get_nodes_block(itervar_phi));
 186
 187     for (i = 0; i < phi_pred; i++) {
 188       ir_node *out = get_irn_out(itervar_phi, i);
 189       ir_op   *out_op = get_irn_op(out);
 190       if (get_irn_loop(get_nodes_block(out)) != l_itervar_phi)
 191     out_loop_res = 0;
 192       if (out_op == op_Mul){
 193     strong = out;
 194         strong_in_Phi++;
 195       }else if (out_op == op_Cmp){
 196     cmp = out;
 197     cmp_in_phi++;
 198       }
 199     }
 200     if (strong == NULL || (strong_in_Phi > 1)) return;
 201
 202     if(get_irn_op(get_Mul_right(strong)) == op_Phi)
 203       c = get_Mul_left(strong);
 204     else
 205       c = get_Mul_right(strong);
 206
 207
 208     if (get_Block_dom_depth(get_nodes_block(c))  >=
 209     get_Block_dom_depth(get_nodes_block(itervar_phi))) return;
 210
 211     if (get_opt_strength_red_verbose() && get_firm_verbosity() > 1) {
 212       printf("The constant of Reducing node is: "); DDMN(c);
 213       printf("The Phi node is"); DDMN(itervar_phi);
 214       printf("Reducing node: "); DDMN(strong);
 215       printf("  iter var is  "); DDMN(ivi.op);
 216       printf("  in graph     "); DDMG(current_ir_graph);
 217     }
 218
 219     ir_node *inc , *init , *new_phi, *in[2], *new_op = NULL, *block_init, *block_inc;
 220
 221     ir_node *init_block      = get_nodes_block(ivi.init);
 222     ir_node *increment_block = get_nodes_block(ivi.increment);
 223     ir_node *c_block         = get_nodes_block(c) ;
 224
 225     if (get_Block_dom_depth(increment_block) >= get_Block_dom_depth(c_block))
 226       block_inc = increment_block;
 227     else
 228       block_inc = c_block;
 229
 230     if (get_Block_dom_depth(init_block) >= get_Block_dom_depth(c_block))
 231       block_init = init_block;
 232     else
 233       block_init = c_block;
 234
 235     /* we will do a strength reduction */
 236     stat_strength_red(current_ir_graph, strong, cmp);
 237
 238     /* Compute new loop invariant increment and initialization values. */
 239     inc  = new_r_Mul (current_ir_graph, block_inc,  ivi.increment, c, get_irn_mode(c));
 240     init = new_r_Mul (current_ir_graph, block_init, ivi.init,      c, get_irn_mode(ivi.init));
 241
 242     /* Generate a new basic induction variable. Break the data flow loop
 243        initially by using an Unknown node. */
 244     in[ivi.op_pred_pos]   = new_Unknown(get_irn_mode(init));
 245     in[ivi.init_pred_pos] = init;
 246     new_phi = new_r_Phi(current_ir_graph, get_nodes_block(itervar_phi), 2, in, get_irn_mode(init));
 247     mark_irn_visited(new_phi);
 248
 249     if (ivi.operation_code == op_Add)
 250       new_op = new_r_Add(current_ir_graph, get_nodes_block(ivi.op), inc, new_phi,
 251              get_irn_mode(inc));
 252     else if (ivi.operation_code == op_Sub)
 253       new_op = new_r_Sub(current_ir_graph, get_nodes_block(ivi.op), new_phi, inc,
 254              get_irn_mode(inc));
 255     set_Phi_pred(new_phi, ivi.op_pred_pos, new_op);
 256
 257     /* Replace the use of the strength reduced value. */
 258     exchange(strong, new_phi);
 259
 260     if (cmp == NULL || cmp_in_phi > 1 || out_loop_res == 0) return;
 261
 262     if (get_irn_op(get_Cmp_left(cmp)) == op_Const)
 263       cmp_const = get_Cmp_left(cmp);
 264     else
 265       cmp_const = get_Cmp_right(cmp);
 266
 267     if (get_irn_loop(get_nodes_block(cmp)) != l_itervar_phi) return;
 268
 269     if (get_opt_strength_red_verbose() && get_firm_verbosity() > 1) {
 270       printf("It is possibale to exchange the Cmp with a new Cmp   \n");
 271       printf("The constant of Cmp node is: "); DDMN(cmp_const);
 272       printf("The Phi node is"); DDMN(itervar_phi);
 273       printf("Cmp node: "); DDMN(cmp);
 274       printf("  in graph     "); DDMG(current_ir_graph);
 275     }
 276
 277     ir_node *new_cmp_const, *new_cmp, *cmp_const_block = get_nodes_block(cmp_const);
 278
 279     if (get_Block_dom_depth(init_block) >= get_Block_dom_depth(cmp_const_block))
 280       block_init = init_block;
 281     else
 282       block_init = cmp_const_block;
 283
 284     new_cmp_const = new_r_Mul (current_ir_graph, block_init, cmp_const,
 285                    c, get_irn_mode(ivi.init));
 286     new_cmp = new_r_Cmp (current_ir_graph, get_nodes_block(cmp),
 287              new_phi, new_cmp_const);
 288     exchange(cmp, new_cmp);
 289   } else return;
 290 }
 291
 292
 293 /* Performs strength reduction for the passed graph. */
 294 void reduce_strength(ir_graph *irg) {
 295   ir_graph *rem = current_ir_graph;
 296   current_ir_graph = irg;
 297
 298   if (!get_optimize() || !get_opt_strength_red()) return;
 299
 300   n_reduced_expressions = 0;
 301
 302   /* -- Precompute some information -- */
 303   /* Call algorithm that computes the backedges */
 304   construct_cf_backedges(irg);
 305   /* Call algorithm that computes the dominator trees. */
 306   compute_doms(irg);
 307   /* Call algorithm that computes the out edges */
 308   compute_outs(irg);
 309   /* -- Search expressions that can be optimized -- */
 310   irg_walk_graph(irg, NULL, reduce_itervar, NULL);
 311
 312   if (get_opt_strength_red_verbose())
 313     printf("Reduced %d iteration variables in graph %s.%s\n.", n_reduced_expressions,
 314        get_type_name(get_entity_owner(get_irg_entity(irg))),
 315        get_entity_name(get_irg_entity(irg)));
 316
 317   current_ir_graph = rem;
 318 }