Adapted to recent changes
[libfirm] / ir / be / beraextern.c
index 06d37f7..9f88323 100644 (file)
@@ -4,16 +4,80 @@
  * Copyright:   (c) Universitaet Karlsruhe
  * Licence:     This file protected by GPL -  GNU GENERAL PUBLIC LICENSE.
  *
- * Implementation of the RA-Interface for an external, (non-SSA) register allocator
+ * Implementation of the RA-Interface for an external, (non-SSA) register allocator.
+ *
+ * The external register allocator is a program taking 2 arguments:
+ *   1) An input file in which the cfg is defined
+ *   2) An output file containing the essential actions performed during allocation
  */
 
+#if 0
+===============================================================================
+===============================================================================
+
+The input file format
+----------------------
+
+inputfile      ::= regs cfg .
+
+regs           ::= 'regs' regcount .                                           // Anzahl der register (0..regcount-1), die zur Verfuegung stehen
+
+cfg                    ::= 'cfg' ident '{' block* edge* '}' .          // Steuerflussgraph der Prozedur
+
+block          ::= 'block' block-nr '{' insn* '}' .            // Grundblock im cfg versehen mit einer nummer
+
+edge           ::= 'cf-edge' block-nr block-nr .                       // Steuerflusskante src-->tgt
+
+insn           ::= gen-insn                                                            // Befehl in einem block
+                         | copy-insn
+
+gen-insn       ::= 'insn' insn-nr '{' uses defs '}' .
+copy-insn      ::= 'copy' insn-nr '{' uses defs '}' .
+
+defs           ::= 'def' var-list .                                            // Liste der definierten/verwendeten Variablen
+uses           ::= 'use' var-list .
+
+var-list       ::= var-ref
+                         | var-ref var-list
+
+var-ref                ::= var-nr
+                         | var-nr '<' reg-nr '>' .                                     // reg-nr gibt register constraint an.
+
+
+ident          ::= non-whitespace-char*
+regcount, block-nr, insn-nr, reg-nr, var-nr ::= integer
+
+===============================================================================
+===============================================================================
+
+The output file format
+-----------------------
+
+outputfile     ::= 'actions' '{' action-list '}'
+TODO
+
+===============================================================================
+===============================================================================
+#endif /* documentation of file formats */
+
 #ifdef HAVE_CONFIG_H
 #include "config.h"
 #endif
 
+#ifdef WIN32
+#include <malloc.h>
+#else
+#include <alloca.h>
+#endif
+
+#include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
+
 #include "pmap.h"
 #include "pset.h"
+#include "bitset.h"
 
+#include "irprintf_t.h"
 #include "irnode_t.h"
 #include "irgraph_t.h"
 #include "irgwalk.h"
 typedef struct _be_raext_env_t {
        arch_env_t *aenv;
        const arch_register_class_t *cls;
-       be_node_factory_t *fact;
        ir_graph *irg;
 
-       FILE *f;
-       int next_var_nr;
-       pmap *vars;
-       pmap *blocks;
+       FILE *f;                /**< file handle used for out- and input file */
+       pmap *vars;             /**< maps variable numbers (int) to the corresponding SSA-values (pset of irns) */
+       pmap *blocks;   /**< maps block numbers (int) to the block (ir_node*) having that node_nr */
 } be_raext_env_t;
 
 
-/* Helpers */
+/**
+ * Some little helpers
+ */
 #define pmap_insert_sth(pmap, key, val) pmap_insert(pmap, (void *)key, (void *)val)
 #define pmap_get_sth(pmap, key)                        pmap_get(pmap, (void *)key)
+#define set_var_nr(irn, nr)                            set_irn_link(irn, INT_TO_PTR(nr))
+#define get_var_nr(irn)                                        (PTR_TO_INT(get_irn_link(irn)))
 
-#define set_var_nr(irn, nr)                            set_irn_link(irn, (void *)nr)
-#define get_var_nr(irn)                                        ((int)get_irn_link(irn))
 
+/**
+ * Checks if _the_ result of the irn belongs to the
+ * current register class (raenv->cls)
+ * NOTE: Only the first result is checked.
+ */
 #define is_res_in_reg_class(irn) arch_irn_has_reg_class(raenv->aenv, irn, -1, raenv->cls)
 
+
+/**
+ * Checks if the irn uses or defines values of the
+ * current register class (raenv->cls)
+ */
 static INLINE int is_sth_in_reg_class(be_raext_env_t *raenv, const ir_node *irn) {
        int max, i;
 
@@ -70,13 +144,6 @@ static INLINE int is_sth_in_reg_class(be_raext_env_t *raenv, const ir_node *irn)
 }
 
 
-#ifdef WITH_LIBCORE
-static void be_ra_extern_register_options(lc_opt_entry_t *grp) {
-       /* TODO */
-}
-#endif
-
-
 /**
  * Perform simple SSA-destruction with copies
  * TODO: Phi-Swap-Problem
@@ -88,18 +155,18 @@ static void ssa_destr_simple(ir_node *blk, void *env) {
        /* for all phi nodes (which are scheduled at first) */
        sched_foreach(blk, phi) {
                int i, max;
+               const arch_register_class_t *cls;
 
                if (!is_Phi(phi))
                        break;
 
-               if (!is_res_in_reg_class(phi))
-                       continue;
+               cls = arch_get_irn_reg_class(raenv->aenv, phi, -1);
 
                /* for all args of these phis */
                for (i=0, max=get_irn_arity(phi); i<max; ++i) {
                        ir_node *arg = get_irn_n(phi, i);
                        ir_node *pred_blk = get_Block_cfgpred_block(blk, i);
-                       ir_node *cpy = new_Copy(raenv->fact, raenv->cls, raenv->irg, pred_blk, arg);
+                       ir_node *cpy = be_new_Copy(cls, raenv->irg, pred_blk, arg);
                        set_irn_n(phi, i, cpy);
                        sched_add_before(pred_blk, cpy);
                }
@@ -115,11 +182,9 @@ static void ssa_destr_simple(ir_node *blk, void *env) {
 static void values_to_vars(ir_node *irn, void *env) {
        be_raext_env_t *raenv = env;
        ir_node *n;
+       int nr;
        pset *vals;
 
-       if (!is_sth_in_reg_class(raenv, irn))
-               return;
-
        vals = get_phi_class(irn);
 
        if (!vals) {
@@ -129,12 +194,31 @@ static void values_to_vars(ir_node *irn, void *env) {
        }
 
        /* value to var mapping */
-       for (n=pset_first(vals); n; n=pset_next(vals))
-               set_var_nr(irn, raenv->next_var_nr);
+       n = pset_first(vals);
+       nr = get_irn_node_nr(n);
+       for (; n; n=pset_next(vals))
+               set_var_nr(irn, nr);
 
        /* var to values mapping */
-       pmap_insert_sth(raenv->vars, raenv->next_var_nr, vals);
-       raenv->next_var_nr++;
+       pmap_insert_sth(raenv->vars, nr, vals);
+}
+
+/**
+ * Check if node irn has a limited-constraint at position pos.
+ * If yes, dump it to FILE raenv->f
+ */
+static INLINE void dump_constraint(be_raext_env_t *raenv, ir_node *irn, int pos) {
+       bitset_t *bs = bitset_alloca(raenv->cls->n_regs);
+       arch_register_req_t req;
+
+       arch_get_register_req(raenv->aenv, &req, irn, pos);
+       if (arch_register_req_is(&req, limited)) {
+               int reg_nr;
+               req.limited(irn, pos, bs);
+               reg_nr = bitset_next_set(bs, 0);
+               fprintf(raenv->f, " <%d>", reg_nr);
+               assert(-1 == bitset_next_set(bs, reg_nr+1) && "Constraints with more than 1 possible register are not supported");
+       }
 }
 
 
@@ -146,6 +230,7 @@ static void dump_blocks(ir_node *blk, void *env) {
        ir_node *irn;
        FILE *f = raenv->f;
        int nr = get_irn_node_nr(blk);
+
        pmap_insert_sth(raenv->blocks, nr, blk);
 
        /* begin block scope */
@@ -158,36 +243,46 @@ static void dump_blocks(ir_node *blk, void *env) {
                if (is_Phi(irn) || !is_sth_in_reg_class(raenv, irn))
                        continue;
 
-               fprintf(f, "    insn {\n");
+               fprintf(f, "    insn %ld {\n", get_irn_node_nr(irn));
+
+                       /*
+                        * print all uses
+                        */
+                       fprintf(f, "      use");
+                       for (i=0, max=get_irn_arity(irn); i<max; ++i) {
+                               ir_node *arg = get_irn_n(irn, i);
+                               if (arch_irn_has_reg_class(raenv->aenv, arg, -1, raenv->cls)) {
+                                       fprintf(f, " %d", get_var_nr(arg));
+                                       dump_constraint(raenv, irn, i);
+                               }
+                       }
+                       fprintf(f,"\n");
 
                        /*
                         * print all defs
                         */
                        fprintf(f, "      def");
+                       /* special handling of projs */
                        if (get_irn_mode(irn) == mode_T) {
                                for (irn = sched_next(irn); is_Proj(irn); irn = sched_next(irn))
-                                       if (arch_irn_has_reg_class(raenv->aenv, irn, -1, raenv->cls))
+                                       if (arch_irn_has_reg_class(raenv->aenv, irn, -1, raenv->cls)) {
                                                fprintf(f, " %d", get_var_nr(irn));
+                                               dump_constraint(raenv, irn, -1);
+                                       }
+                               irn = sched_prev(irn); /* for outer loop */
                        } else {
-                               if (arch_irn_has_reg_class(raenv->aenv, irn, -1, raenv->cls))
+                               if (arch_irn_has_reg_class(raenv->aenv, irn, -1, raenv->cls)) {
                                        fprintf(f, " %d", get_var_nr(irn));
+                                       dump_constraint(raenv, irn, -1);
+                               }
                        }
                        fprintf(f,"\n");
 
-                       /*
-                        * print all uses
-                        */
-                       fprintf(f, "      use");
-                       for (i=0, max=get_irn_arity(irn); i<max; ++i)
-                               if (arch_irn_has_reg_class(raenv->aenv, get_irn_n(irn, i), -1, raenv->cls))
-                                       fprintf(f, " %d", get_var_nr(irn));
-                       fprintf(f,"\n");
-
                fprintf(f, "    }\n");
        }
 
        /* end the block scope */
-       fprintf(f, "  }\n", nr);
+       fprintf(f, "  }\n");
 }
 
 
@@ -198,10 +293,13 @@ static void dump_edges(ir_node *blk, void *env) {
        be_raext_env_t *raenv = env;
        int i, max;
 
+       if (get_irg_start_block(get_irn_irg(blk)) == blk)
+               return;
+
        /* dump cf edges in the flow-order "pred succ" */
        for (i=0, max=get_irn_arity(blk); i<max; ++i) {
                ir_node *pred = get_Block_cfgpred_block(blk, i);
-               fprintf(raenv->f, "  cf_edge %d %d\n", get_irn_node_nr(pred), get_irn_node_nr(blk));
+               fprintf(raenv->f, "  cf_edge %ld %ld\n", get_irn_node_nr(pred), get_irn_node_nr(blk));
        }
 }
 
@@ -210,20 +308,20 @@ static void dump_edges(ir_node *blk, void *env) {
  * Dump all information needed by the external
  * register allocator to a single file.
  */
-static void dump_file(be_raext_env_t *raenv, char *filename) {
+static void dump_to_file(be_raext_env_t *raenv, char *filename) {
        FILE *f;
 
        if (!(f = fopen(filename, "wt"))) {
-               fprintf(stderr, "Could not open file %s\n", filename);
+               fprintf(stderr, "Could not open file %s for writing\n", filename);
                exit(1);
        }
+       raenv->f = f;
 
        fprintf(f, "regs %d\n", arch_register_class_n_regs(raenv->cls));
-       fprintf(f, "cfg %s {\n", "noname");
+       fprintf(f, "cfg %s {\n", filename);
 
-       fprintf(f, "  variables %d\n", pmap_count(raenv->vars));
-       irg_block_walk_graph(raenv->irg, dump_blocks, NULL, raenv);
-       irg_block_walk_graph(raenv->irg, dump_edges, NULL, raenv);
+       irg_block_walk_graph(raenv->irg, NULL, dump_blocks, raenv);
+       irg_block_walk_graph(raenv->irg, NULL, dump_edges, raenv);
 
        fprintf(f, "}\n");
 
@@ -231,6 +329,41 @@ static void dump_file(be_raext_env_t *raenv, char *filename) {
 }
 
 
+/**
+ * Execute the external register allocator specified in the
+ * firm-option TODO
+ */
+static void execute(char *out_file, char *result_file) {
+       char cmd_line[1024];
+       char *app_name = "echo"; //TODO get from firm-options file
+       int ret_status;
+
+       snprintf(cmd_line, sizeof(cmd_line), "%s %s %s", app_name, out_file, result_file);
+
+       ret_status = system(cmd_line);
+       assert(ret_status != -1 && "Invokation of external register allocator failed");
+}
+
+
+/**
+ * Read in the actions performed by the external allocator.
+ * Apply these transformations to the irg->
+ */
+static void read_and_apply_results(be_raext_env_t *raenv, char *filename) {
+       FILE *f;
+
+       if (!(f = fopen(filename, "rt"))) {
+               fprintf(stderr, "Could not open file %s for reading\n", filename);
+               exit(1);
+       }
+       raenv->f = f;
+
+       //TODO: free pmap entries (the psets) pmap_foreach(raenv.vars, pme)     del_pset(pme->value);
+
+       fclose(f);
+}
+
+
 /**
  * Allocate registers with an external program using a text-file interface.
  *
@@ -245,44 +378,46 @@ static void be_ra_extern_main(const be_main_env_t *env, ir_graph *irg) {
        int clsnr, clss;
 
        raenv.irg = irg;
-       raenv.fact = env->node_factory;
        raenv.aenv = env->arch_env;
+       raenv.vars = pmap_create();
+       raenv.blocks = pmap_create();
+
+       /* SSA destruction */
+       be_clear_links(irg);
+       irg_block_walk_graph(irg, ssa_destr_simple, NULL, &raenv);
+       phi_class_compute(irg);
+       irg_walk_graph(irg, values_to_vars, NULL, &raenv);
+
+       dump_ir_block_graph_sched(irg, "-extern-ssadestr");
 
        /* For all register classes */
        for(clsnr = 0, clss = arch_isa_get_n_reg_class(raenv.aenv->isa); clsnr < clss; ++clsnr) {
-               char *out, *in;
+               char out[256], in[256];
 
                raenv.cls = arch_isa_get_reg_class(raenv.aenv->isa, clsnr);
-               raenv.vars = pmap_create();
-               raenv.blocks = pmap_create();
-               raenv.next_var_nr = 0;
+               ir_snprintf(out, sizeof(out), "%F-%s.ra", irg, raenv.cls->name);
+               ir_snprintf(in, sizeof(in), "%F-%s.ra.res", irg, raenv.cls->name);
 
-               /* SSA destruction */
-               be_clear_links(irg);
-               irg_block_walk_graph(irg, ssa_destr_simple, NULL, &raenv);
-               phi_class_compute(irg);
-               irg_walk_graph(irg, values_to_vars, NULL, &raenv);
+               dump_to_file(&raenv, out);
 
-               /* Write file */
-               out = "trallala";
-               dump_file(&raenv, out);
+               execute(out, in);
 
-               /* Call */
-               //execute(out, in);
+               read_and_apply_results(&raenv, in);
+       }
 
-               /* Read in results and apply them */
-               //apply_results(&raenv, in);
-               //NOTE: free pmap entries (the psets) pmap_foreach(raenv.vars, pme)     del_pset(pme->value);
+       /* Clean up */
+       pmap_destroy(raenv.blocks);
+       pmap_destroy(raenv.vars);
+}
 
 
-               /* Clean up for this register class */
-               pmap_destroy(raenv.blocks);
-               pmap_destroy(raenv.vars);
-       }
+#ifdef WITH_LIBCORE
+static void be_ra_extern_register_options(lc_opt_entry_t *grp) {
+       /* TODO */
 }
+#endif
 
-
-const be_ra_t be_ra_chordal_allocator = {
+const be_ra_t be_ra_external_allocator = {
 #ifdef WITH_LIBCORE
        be_ra_extern_register_options,
 #endif