Extended perm insertion by setting the colors of the outs.
[libfirm] / ir / be / becopyheur.c
index a7c6d59..55092fe 100644 (file)
@@ -1,15 +1,31 @@
 /**
+ * Author:      Daniel Grund
+ * Date:               12.04.2005
+ * Copyright:   (c) Universitaet Karlsruhe
+ * Licence:     This file protected by GPL -  GNU GENERAL PUBLIC LICENSE.
+
  * Heuristic for minimizing copies using a queue which holds 'qnodes' not yet
  * examined. A qnode has a 'target color', nodes out of the opt unit and
- * a 'conflict graph'. A 'max indep set' is determined form these. We try to
- * color this mis using a color-exchanging mechanism. Occuring conflicts are
- * modeled with 'conflict edges' and the qnode is reinserted in the queue. The
- * first qnode colored without conflicts is the best one.
- * @author Daniel Grund
- * @date 12.04.2005
+ * a 'conflict graph'. 'Conflict graph' = "Interference graph' + 'conflict edges'
+ * A 'max indep set' is determined form these. We try to color this mis using a
+ * color-exchanging mechanism. Occuring conflicts are modeled with 'conflict edges'
+ * and the qnode is reinserted in the queue. The first qnode colored without
+ * conflicts is the best one.
  */
-
+#ifdef HAVE_CONFIG_H
+#include "config.h"
+#endif
+
+#ifdef HAVE_ALLOCA_H
+#include <alloca.h>
+#endif
+#ifdef HAVE_MALLOC_H
+#include <malloc.h>
+#endif
+
+#include "xmalloc.h"
 #include "becopyopt.h"
+#include "becopystat.h"
 
 #define DEBUG_LVL 0 //SET_LEVEL_1
 static firm_dbg_module_t *dbg = NULL;
@@ -18,7 +34,7 @@ static firm_dbg_module_t *dbg = NULL;
 #define SLOTS_CONFLICTS 8
 #define SLOTS_CHANGED_NODES 32
 
-#define MIN(a,b) ((a<b)?a:b)
+#define MIN(a,b) ((a<b)?(a):(b))
 #define list_entry_queue(lh) list_entry(lh, qnode_t, queue)
 #define HASH_CONFLICT(c) (HASH_PTR(c.n1) ^ HASH_PTR(c.n2))
 
@@ -31,10 +47,10 @@ typedef struct _conflict_t {
 
 /**
  * If an irn is changed, the changes first get stored in a node_stat_t,
- * to allow undo of changes  (=drop new data) in case of conflicts.
+ * to allow undo of changes (=drop new data) in case of conflicts.
  */
 typedef struct _node_stat_t {
-       const ir_node *irn;
+       ir_node *irn;
        int new_color;
        int pinned_local :1;
 } node_stat_t;
@@ -44,10 +60,11 @@ typedef struct _node_stat_t {
  */
 typedef struct _qnode_t {
        struct list_head queue;         /**< chaining of unit_t->queue */
+       const unit_t *ou;                       /**< the opt unit this qnode belongs to */
        int color;                                      /**< target color */
        set *conflicts;                         /**< contains conflict_t's. All internal conflicts */
        int mis_size;                           /**< number of nodes in the mis. */
-       const ir_node **mis;            /**< the nodes of unit_t->nodes[] beeing part of the max idependent set */
+       ir_node **mis;                          /**< the nodes of unit_t->nodes[] being part of the max independent set */
        set *changed_nodes;                     /**< contains node_stat_t's. */
 } qnode_t;
 
@@ -83,7 +100,7 @@ static INLINE void qnode_add_conflict(const qnode_t *qn, const ir_node *n1, cons
 static INLINE int qnode_are_conflicting(const qnode_t *qn, const ir_node *n1, const ir_node *n2) {
        conflict_t c;
        /* search for live range interference */
-       if (n1!=n2 && values_interfere(n1, n2))
+       if (n1!=n2 && nodes_interfere(qn->ou->co->chordal_env, n1, n2))
                return 1;
        /* search for recoloring conflicts */
        if ((int)n1 < (int)n2) {
@@ -103,7 +120,7 @@ static int set_cmp_node_stat_t(const void *x, const void *y, size_t size) {
 /**
  * Finds a node status entry of a node if existent. Otherwise return NULL
  */
-static INLINE node_stat_t *qnode_find_node(const qnode_t *qn, const ir_node *irn) {
+static INLINE node_stat_t *qnode_find_node(const qnode_t *qn, ir_node *irn) {
        node_stat_t find;
        find.irn = irn;
        return set_find(qn->changed_nodes, &find, sizeof(find), HASH_PTR(irn));
@@ -113,7 +130,7 @@ static INLINE node_stat_t *qnode_find_node(const qnode_t *qn, const ir_node *irn
  * Finds a node status entry of a node if existent. Otherwise it will return
  * an initialized new entry for this node.
  */
-static INLINE node_stat_t *qnode_find_or_insert_node(const qnode_t *qn, const ir_node *irn) {
+static INLINE node_stat_t *qnode_find_or_insert_node(const qnode_t *qn, ir_node *irn) {
        node_stat_t find;
        find.irn = irn;
        find.new_color = NO_COLOR;
@@ -124,18 +141,18 @@ static INLINE node_stat_t *qnode_find_or_insert_node(const qnode_t *qn, const ir
 /**
  * Returns the virtual color of a node if set before, else returns the real color.
  */
-static INLINE int qnode_get_new_color(const qnode_t *qn, const ir_node *irn) {
+static INLINE int qnode_get_new_color(const qnode_t *qn, ir_node *irn) {
        node_stat_t *found = qnode_find_node(qn, irn);
        if (found)
                return found->new_color;
        else
-               return get_irn_color(irn);
+               return get_irn_col(qn->ou->co, irn);
 }
 
 /**
  * Sets the virtual color of a node.
  */
-static INLINE void qnode_set_new_color(const qnode_t *qn, const ir_node *irn, int color) {
+static INLINE void qnode_set_new_color(const qnode_t *qn, ir_node *irn, int color) {
        node_stat_t *found = qnode_find_or_insert_node(qn, irn);
        found->new_color = color;
 }
@@ -145,7 +162,7 @@ static INLINE void qnode_set_new_color(const qnode_t *qn, const ir_node *irn, in
  * to the same optimization unit and has been optimized before the current
  * processed node.
  */
-static INLINE int qnode_is_pinned_local(const qnode_t *qn, const ir_node *irn) {
+static INLINE int qnode_is_pinned_local(const qnode_t *qn, ir_node *irn) {
        node_stat_t *found = qnode_find_node(qn, irn);
        if (found)
                return found->pinned_local;
@@ -157,7 +174,7 @@ static INLINE int qnode_is_pinned_local(const qnode_t *qn, const ir_node *irn) {
  * Local-pins a node, so optimizations of further nodes of the same opt unit
  * can handle situations in which a color change would undo prior optimizations.
  */
-static INLINE void qnode_pin_local(const qnode_t *qn, const ir_node *irn) {
+static INLINE void qnode_pin_local(const qnode_t *qn, ir_node *irn) {
        node_stat_t *found = qnode_find_or_insert_node(qn, irn);
        found->pinned_local = 1;
 }
@@ -176,19 +193,22 @@ static INLINE void qnode_pin_local(const qnode_t *qn, const ir_node *irn) {
  * @param  irn The node to set the color for
  * @param  col The color to set
  * @param  trigger The irn that caused the wish to change the color of the irn
- * @return CHANGE_SAVE iff setting the color is possible, with all transiteve effects.
+ * @return CHANGE_SAVE iff setting the color is possible, with all transitive effects.
  *         CHANGE_IMPOSSIBLE iff conflicts with reg-constraintsis occured.
  *         Else the first conflicting ir_node encountered is returned.
  *
- * ASSUMPTION: Assumes that a life range of a single value can't be spilt into
+ * ASSUMPTION: Assumes that a life range of a single value can't be split into
  *                        several smaller intervals where other values can live in between.
  *             This should be true in SSA.
  */
-static const ir_node *qnode_color_irn(const qnode_t *qn, const ir_node *irn, int col, const ir_node *trigger) {
-       const ir_node *res;
+static ir_node *qnode_color_irn(const qnode_t *qn, ir_node *irn, int col, const ir_node *trigger) {
+       ir_node *res;
        struct obstack confl_ob;
        ir_node **confl, *cn;
        int i, irn_col;
+       const be_chordal_env_t *chordal_env = qn->ou->co->chordal_env;
+       const arch_env_t *arch_env = chordal_env->arch_env;
+       const arch_register_class_t *cls = chordal_env->cls;
 
        DBG((dbg, LEVEL_3, "\t      %n \tcaused col(%n) \t%2d --> %2d\n", trigger, irn, qnode_get_new_color(qn, irn), col));
        obstack_init(&confl_ob);
@@ -196,12 +216,15 @@ static const ir_node *qnode_color_irn(const qnode_t *qn, const ir_node *irn, int
 
        if (irn_col == col)
                goto ret_save;
-       if (!is_possible_color(irn, col))
-               goto ret_imposs;
        if (pset_find_ptr(pinned_global, irn) || qnode_is_pinned_local(qn, irn)) {
                res = irn;
                goto ret_confl;
        }
+       if (!arch_reg_is_allocatable(arch_env,
+                                                                irn,
+                                                                arch_pos_make_out(0),
+                                                                arch_register_for_index(cls, col)))
+               goto ret_imposs;
 
        /* get all nodes which would conflict with this change */
        {
@@ -214,14 +237,18 @@ static const ir_node *qnode_color_irn(const qnode_t *qn, const ir_node *irn, int
                /* first check for a conflicting node which is 'living in' the irns block */
                {
                        ir_node *n;
-                       pset *live_ins = get_live_in(irn_bl);
+                       pset *live_ins = put_live_in(irn_bl, pset_new_ptr_default());
                        for (n = pset_first(live_ins); n; n = pset_next(live_ins))
-                               if (is_allocatable_irn(n) && n != trigger && qnode_get_new_color(qn, n) == col && values_interfere(irn, n)) {
+                               if (arch_irn_has_reg_class(arch_env, n, arch_pos_make_out(0), cls)
+            && n != trigger && qnode_get_new_color(qn, n) == col
+            && nodes_interfere(chordal_env, irn, n)) {
+
                                        DBG((dbg, LEVEL_4, "\t        %n\ttroubles\n", n));
                                        obstack_ptr_grow(&confl_ob, n);
                                        pset_break(live_ins);
                                        break;
-                               }
+                       }
+            del_pset(live_ins);
                }
 
                /* setup the queue of blocks. */
@@ -243,7 +270,10 @@ static const ir_node *qnode_color_irn(const qnode_t *qn, const ir_node *irn, int
                         * the target color and interfere with the irn */
                        for (i = 0, max = get_irn_n_outs(curr_bl); i < max; ++i) {
                                ir_node *n = get_irn_out(curr_bl, i);
-                               if (is_allocatable_irn(n) && n != trigger && qnode_get_new_color(qn, n) == col && values_interfere(irn, n)) {
+                               if (arch_irn_has_reg_class(arch_env, n, arch_pos_make_out(0), cls)
+            && n != trigger && qnode_get_new_color(qn, n) == col
+            && nodes_interfere(chordal_env, irn, n)) {
+
                                        DBG((dbg, LEVEL_4, "\t        %n\ttroubles\n", n));
                                        obstack_ptr_grow(&confl_ob, n);
                                }
@@ -266,7 +296,7 @@ static const ir_node *qnode_color_irn(const qnode_t *qn, const ir_node *irn, int
 
        /* process all nodes which would conflict with this change */
        for (i = 0, cn = confl[0]; cn; cn = confl[++i]) {
-               const ir_node *sub_res;
+               ir_node *sub_res;
 
                /* try to color the conflicting node cn with the color of the irn itself */
                sub_res = qnode_color_irn(qn, cn, irn_col, irn);
@@ -286,7 +316,7 @@ ret_save:
 ret_imposs:
        DBG((dbg, LEVEL_3, "\t      %n impossible\n", irn));
        obstack_free(&confl_ob, NULL);
-       return res;
+       return CHANGE_IMPOSSIBLE;
 
 ret_confl:
        DBG((dbg, LEVEL_3, "\t      %n conflicting\n", irn));
@@ -303,7 +333,7 @@ ret_confl:
 static int qnode_try_color(const qnode_t *qn) {
        int i;
        for (i=0; i<qn->mis_size; ++i) {
-               const ir_node *test_node, *confl_node;
+               ir_node *test_node, *confl_node;
 
                test_node = qn->mis[i];
                DBG((dbg, LEVEL_3, "\t    Testing %n\n", test_node));
@@ -341,7 +371,7 @@ static int qnode_try_color(const qnode_t *qn) {
 static INLINE void qnode_max_ind_set(qnode_t *qn, const unit_t *ou) {
        int all_size, curr_size, i, o;
        int *which;
-       const ir_node **curr, **all = alloca(ou->node_count * sizeof(*all));
+       ir_node **curr, **all = alloca(ou->node_count * sizeof(*all));
 
        /* all contains all nodes not removed in this qn */
        all_size = 0;
@@ -357,7 +387,7 @@ static INLINE void qnode_max_ind_set(qnode_t *qn, const unit_t *ou) {
        /* stores the currently examined set */
        curr = alloca(all_size*sizeof(*curr));
 
-       while (1) { /* this loop will terminate because at least a single node'll be a max indep. set */
+       while (1) { /* this loop will terminate because at least a single node will be a max indep. set */
                /* build current set */
                for (i=0; i<curr_size; ++i)
                        curr[i] = all[which[all_size-curr_size+i]];
@@ -406,7 +436,8 @@ conflict_found:
  * Creates a new qnode
  */
 static INLINE qnode_t *new_qnode(const unit_t *ou, int color) {
-       qnode_t *qn = malloc(sizeof(*qn));
+       qnode_t *qn = xmalloc(sizeof(*qn));
+       qn->ou = ou;
        qn->color = color;
        qn->mis = malloc(ou->node_count * sizeof(*qn->mis));
        qn->conflicts = new_set(set_cmp_conflict_t, SLOTS_CONFLICTS);
@@ -420,12 +451,12 @@ static INLINE qnode_t *new_qnode(const unit_t *ou, int color) {
 static INLINE void free_qnode(qnode_t *qn) {
        del_set(qn->conflicts);
        del_set(qn->changed_nodes);
-       free(qn->mis);
-       free(qn);
+       xfree(qn->mis);
+       xfree(qn);
 }
 
 /**
- * Inserts a qnode in the sorted queue of the outimization unit. Queue is
+ * Inserts a qnode in the sorted queue of the optimization unit. Queue is
  * ordered by field 'size' (the size of the mis) in decreasing order.
  */
 static INLINE void ou_insert_qnode(unit_t *ou, qnode_t *qn) {
@@ -438,11 +469,6 @@ static INLINE void ou_insert_qnode(unit_t *ou, qnode_t *qn) {
        }
 
        qnode_max_ind_set(qn, ou);
-
-       /* set ou->mis_size for lower bound compution */
-       if (ou->mis_size < qn->mis_size)
-               ou->mis_size = qn->mis_size;
-
        /* do the insertion */
        DBG((dbg, LEVEL_4, "\t  Insert qnode color %d with size %d\n", qn->color, qn->mis_size));
        lh = &ou->queue;
@@ -465,6 +491,7 @@ static INLINE void ou_insert_qnode(unit_t *ou, qnode_t *qn) {
 static void ou_optimize(unit_t *ou) {
        int i;
        qnode_t *curr, *tmp;
+       bitset_t *pos_regs = bitset_alloca(ou->co->chordal_env->cls->n_regs);
 
        DBG((dbg, LEVEL_1, "\tOptimizing unit:\n"));
        for (i=0; i<ou->node_count; ++i)
@@ -472,9 +499,9 @@ static void ou_optimize(unit_t *ou) {
 
        /* init queue */
        INIT_LIST_HEAD(&ou->queue);
-       for (i=0; i<MAX_COLORS; ++i)
-               if (is_possible_color(ou->nodes[0], i))
-                       ou_insert_qnode(ou, new_qnode(ou, i));
+       arch_get_allocatable_regs(ou->co->chordal_env->arch_env, ou->nodes[0], arch_pos_make_out(0), ou->co->chordal_env->cls, pos_regs);
+       bitset_foreach(pos_regs, i)
+               ou_insert_qnode(ou, new_qnode(ou, i));
 
        /* search best */
        while (!list_empty(&ou->queue)) {
@@ -494,23 +521,24 @@ static void ou_optimize(unit_t *ou) {
 
        /* apply the best found qnode */
        if (curr->mis_size >= 2) {
+               node_stat_t *ns;
+
                DBG((dbg, LEVEL_1, "\t  Best color: %d  Copies: %d/%d\n", curr->color, ou->interf+ou->node_count-curr->mis_size, ou->interf+ou->node_count-1));
                /* globally pin root and eventually others */
                pset_insert_ptr(pinned_global, ou->nodes[0]);
                for (i=1; i<ou->node_count; ++i) {
-                       const ir_node *irn = ou->nodes[i];
+                       ir_node *irn = ou->nodes[i];
                        int nc = qnode_get_new_color(curr, irn);
                        if (nc != NO_COLOR && nc == qnode_get_new_color(curr, ou->nodes[0]))
                                pset_insert_ptr(pinned_global, irn);
                }
 
                /* set color of all changed nodes */
-               node_stat_t *ns;
                for (ns = set_first(curr->changed_nodes); ns; ns = set_next(curr->changed_nodes)) {
                        /* NO_COLOR is possible, if we had an undo */
                        if (ns->new_color != NO_COLOR) {
                                DBG((dbg, LEVEL_2, "\t    color(%n) := %d\n", ns->irn, ns->new_color));
-                               set_irn_color(ns->irn, ns->new_color);
+                               set_irn_col(ou->co, ns->irn, ns->new_color);
                        }
                }
        }
@@ -525,11 +553,15 @@ void co_heur_opt(copy_opt_t *co) {
        unit_t *curr;
        dbg = firm_dbg_register("ir.be.copyoptheur");
        firm_dbg_set_mask(dbg, DEBUG_LVL);
+       if (!strcmp(co->name, DEBUG_IRG))
+               firm_dbg_set_mask(dbg, DEBUG_LVL_HEUR);
+       else
+               firm_dbg_set_mask(dbg, DEBUG_LVL);
 
        pinned_global = pset_new_ptr(SLOTS_PINNED_GLOBAL);
-
        list_for_each_entry(unit_t, curr, &co->units, units)
-               ou_optimize(curr);
+               if (curr->node_count > 1)
+                       ou_optimize(curr);
 
        del_pset(pinned_global);
 }