remove #ifdef HAVE_CONFIG_Hs
[libfirm] / ir / opt / reassoc.c
index 79d6015..5770604 100644 (file)
 /*
- * Project:     libFIRM
- * File name:   ir/opt/reassoc.c
- * Purpose:     Reassociation
- * Author:      Michael Beck
- * Created:
- * CVS-ID:      $Id$
- * Copyright:   (c) 1998-2004 Universität Karlsruhe
- * Licence:     This file protected by GPL -  GNU GENERAL PUBLIC LICENSE.
+ * Copyright (C) 1995-2008 University of Karlsruhe.  All right reserved.
+ *
+ * This file is part of libFirm.
+ *
+ * This file may be distributed and/or modified under the terms of the
+ * GNU General Public License version 2 as published by the Free Software
+ * Foundation and appearing in the file LICENSE.GPL included in the
+ * packaging of this file.
+ *
+ * Licensees holding valid libFirm Professional Edition licenses may use
+ * this file in accordance with the libFirm Commercial License.
+ * Agreement provided with the Software.
+ *
+ * This file is provided AS IS with NO WARRANTY OF ANY KIND, INCLUDING THE
+ * WARRANTY OF DESIGN, MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
+ * PURPOSE.
  */
 
-#ifdef HAVE_CONFIG_H
-# include "config.h"
-#endif
-
-# include "irnode_t.h"
-# include "irgraph_t.h"
-# include "irmode_t.h"
-# include "iropt_t.h"
-# include "ircons_t.h"
-# include "irgmod.h"
-# include "dbginfo.h"
-# include "iropt_dbg.h"
-# include "irflag_t.h"
-# include "irgwalk.h"
-# include "reassoc_t.h"
-# include "irhooks.h"
-# include "irloop.h"
-# include "debug.h"
-
-static firm_dbg_module_t *dbg;
+/**
+ * @file
+ * @brief   Reassociation
+ * @author  Michael Beck
+ * @version $Id$
+ */
+#include "config.h"
+
+#include "iropt_t.h"
+#include "irnode_t.h"
+#include "irgraph_t.h"
+#include "irmode_t.h"
+#include "ircons_t.h"
+#include "irgmod.h"
+#include "iropt_dbg.h"
+#include "irflag_t.h"
+#include "irgwalk.h"
+#include "irouts.h"
+#include "reassoc_t.h"
+#include "irhooks.h"
+#include "irloop.h"
+#include "pdeq.h"
+#include "debug.h"
+
+//#define NEW_REASSOC
+
+DEBUG_ONLY(static firm_dbg_module_t *dbg;)
 
 typedef struct _walker_t {
-  int changes;          /* set, if a reassociation take place */
+       int   changes;        /**< set, if a reassociation take place */
+       waitq *wq;            /**< a wait queue */
 } walker_t;
 
 typedef enum {
-  NO_CONSTANT   = 0,    /**< node is not constant */
-  REAL_CONSTANT = 1,    /**< node is a Const that is suitable for constant folding */
-  CONST_EXPR    = 4     /**< node is a constant expression in the current context,
-                             use 4 here to simplify implementation of get_comm_Binop_ops() */
+       NO_CONSTANT   = 0,    /**< node is not constant */
+       REAL_CONSTANT = 1,    /**< node is a Const that is suitable for constant folding */
+       REGION_CONST  = 4     /**< node is a constant expression in the current context,
+                                  use 4 here to simplify implementation of get_comm_Binop_ops() */
 } const_class_t;
 
 /**
  * returns whether a node is constant ie is a constant or
- * is loop invariant
+ * is loop invariant (called region constant)
  *
  * @param n     the node to be checked for constant
  * @param block a block that might be in a loop
  */
-static const_class_t get_const_class(ir_node *n, ir_node *block)
+static const_class_t get_const_class(const ir_node *n, const ir_node *block)
 {
-  ir_op *op = get_irn_op(n);
-
-  if (op == op_Const)
-    return REAL_CONSTANT;
-  if (op == op_SymConst)
-    return CONST_EXPR;
-  /*
-   * Beware: Bad nodes are always loop-invariant, but
-   * cannot handles in later code, so filter them here
-   */
-  if (! is_Bad(n) && is_loop_invariant(n, block))
-    return CONST_EXPR;
-
-  return NO_CONSTANT;
-}
+       if (is_Const(n))
+               return REAL_CONSTANT;
+
+       /* constant nodes which can't be folded are region constants */
+       if (is_irn_constlike(n))
+               return REGION_CONST;
+
+       /*
+        * Beware: Bad nodes are always loop-invariant, but
+        * cannot handled in later code, so filter them here.
+        */
+       if (! is_Bad(n) && is_loop_invariant(n, block))
+               return REGION_CONST;
+
+       return NO_CONSTANT;
+}  /* get_const_class */
 
 /**
  * returns the operands of a commutative bin-op, if one operand is
- * a constant in the current context, it is returned as the second one.
+ * a region constant, it is returned as the second one.
  *
  * Beware: Real constants must be returned with higher priority than
- * constant expression, because they might be folded.
+ * region constants, because they might be folded.
  */
 static void get_comm_Binop_ops(ir_node *binop, ir_node **a, ir_node **c)
 {
-  ir_node *op_a = get_binop_left(binop);
-  ir_node *op_b = get_binop_right(binop);
-  ir_node *block = get_nodes_block(binop);
-  int class_a = get_const_class(op_a, block);
-  int class_b = get_const_class(op_b, block);
-
-  assert(is_op_commutative(get_irn_op(binop)));
-
-  switch (class_a + 2*class_b) {
-    case REAL_CONSTANT + 2*NO_CONSTANT:
-    case REAL_CONSTANT + 2*REAL_CONSTANT:
-    case REAL_CONSTANT + 2*CONST_EXPR:
-    case CONST_EXPR    + 2*NO_CONSTANT:
-      *a = op_b;
-      *c = op_a;
-      break;
-    default:
-      *a = op_a;
-      *c = op_b;
-      break;
-  }
-}
+       ir_node *op_a = get_binop_left(binop);
+       ir_node *op_b = get_binop_right(binop);
+       ir_node *block = get_nodes_block(binop);
+       int class_a = get_const_class(op_a, block);
+       int class_b = get_const_class(op_b, block);
+
+       assert(is_op_commutative(get_irn_op(binop)));
+
+       switch (class_a + 2*class_b) {
+       case REAL_CONSTANT + 2*REAL_CONSTANT:
+               /* if both are constants, one might be a
+                * pointer constant like NULL, return the other
+                */
+               if (mode_is_reference(get_irn_mode(op_a))) {
+                       *a = op_a;
+                       *c = op_b;
+               } else {
+                       *a = op_b;
+                       *c = op_a;
+               }
+               break;
+       case REAL_CONSTANT + 2*NO_CONSTANT:
+       case REAL_CONSTANT + 2*REGION_CONST:
+       case REGION_CONST  + 2*NO_CONSTANT:
+               *a = op_b;
+               *c = op_a;
+               break;
+       default:
+               *a = op_a;
+               *c = op_b;
+               break;
+       }
+}  /* get_comm_Binop_ops */
 
 /**
- * reassociate a Sub: x - c = (-c) + x
+ * reassociate a Sub: x - c = x + (-c)
  */
 static int reassoc_Sub(ir_node **in)
 {
-  ir_node *n = *in;
-  ir_node *block = get_nodes_block(n);
-  ir_node *right = get_Sub_right(n);
-
-  /* FIXME: Do not apply this rule for unsigned Sub's because our code
-   * generation is currently buggy :-)
-   */
-  if (! mode_is_signed(get_irn_mode(n)))
-      return 0;
-
-  /* handles rule R6:
-   * convert x - c => (-c) + x
-   *
-   * As there is NO real Minus in Firm it makes no sense to do this
-   * for non-real constants yet.
-   * */
-  if (get_const_class(right, block) == REAL_CONSTANT) {
-    ir_node *left  = get_Sub_left(n);
-    ir_node *block = get_nodes_block(n);
-    ir_mode *mode  = get_irn_mode(n);
-    dbg_info *dbi  = get_irn_dbg_info(n);
-    ir_node *irn, *c;
-
-    switch (get_const_class(left, block)) {
-      case REAL_CONSTANT:
-        irn = optimize_in_place(n);
-        if (irn != n) {
-          exchange(n, irn);
-                                       *in = irn;
-          return 1;
-        }
-        return 0;
-      case NO_CONSTANT:
-        break;
-      default:
-        /* already constant, nothing to do */
-        return 0;
-    }
-
-    c   = new_r_Const(current_ir_graph, block, mode, get_mode_null(mode));
-    irn = new_rd_Sub(dbi, current_ir_graph, block, c, right, mode);
-
-    irn = new_rd_Add(dbi, current_ir_graph, block, left, irn, get_irn_mode(n));
-
-    DBG((dbg, LEVEL_5, "Applied: %n - %n => %n + (-%n)\n",
-        get_Sub_left(n), c, get_Sub_left(n), c));
-
-    exchange(n, irn);
+       ir_node *n = *in;
+       ir_node *right = get_Sub_right(n);
+       ir_mode *rmode = get_irn_mode(right);
+       ir_node *block;
+
+       /* cannot handle SubIs(P, P) */
+       if (mode_is_reference(rmode))
+               return 0;
+
+       block = get_nodes_block(n);
+
+       /* handles rule R6:
+        * convert x - c => x + (-c)
+        */
+       if (get_const_class(right, block) == REAL_CONSTANT) {
+               ir_node *left  = get_Sub_left(n);
+               ir_mode *mode;
+               dbg_info *dbi;
+               ir_node *irn;
+
+               switch (get_const_class(left, block)) {
+               case REAL_CONSTANT:
+                       irn = optimize_in_place(n);
+                       if (irn != n) {
+                               exchange(n, irn);
+                               *in = irn;
+                               return 1;
+                       }
+                       return 0;
+               case NO_CONSTANT:
+                       break;
+               default:
+                       /* already constant, nothing to do */
+                       return 0;
+               }
+
+               mode = get_irn_mode(n);
+               dbi  = get_irn_dbg_info(n);
+
+               /* Beware of SubP(P, Is) */
+               irn = new_rd_Minus(dbi, current_ir_graph, block, right, rmode);
+               irn = new_rd_Add(dbi, current_ir_graph, block, left, irn, mode);
+
+               DBG((dbg, LEVEL_5, "Applied: %n - %n => %n + (-%n)\n",
+                       get_Sub_left(n), right, get_Sub_left(n), right));
+
+               if (n == irn)
+                       return 0;
+
+               exchange(n, irn);
                *in = irn;
 
-    return 1;
-  }
-  return 0;
-}
+               return 1;
+       }
+       return 0;
+}  /* reassoc_Sub */
 
 /** Retrieve a mode from the operands. We need this, because
  * Add and Sub are allowed to operate on (P, Is)
  */
 static ir_mode *get_mode_from_ops(ir_node *op1, ir_node *op2)
 {
-  ir_mode *m1, *m2;
+       ir_mode *m1, *m2;
 
-  m1 = get_irn_mode(op1);
-  if (mode_is_reference(m1))
-    return m1;
+       m1 = get_irn_mode(op1);
+       if (mode_is_reference(m1))
+               return m1;
 
-  m2 = get_irn_mode(op2);
-  if (mode_is_reference(m2))
-    return m2;
+       m2 = get_irn_mode(op2);
+       if (mode_is_reference(m2))
+               return m2;
 
-  assert(m1 == m2);
+       assert(m1 == m2);
 
-  return m1;
-}
+       return m1;
+}  /* get_mode_from_ops */
+
+#ifndef NEW_REASSOC
 
 /**
  * reassociate a commutative Binop
  *
  * BEWARE: this rule leads to a potential loop, if
- * two operands are are constant expressions and the third is a
+ * two operands are region constants and the third is a
  * constant, so avoid this situation.
  */
 static int reassoc_commutative(ir_node **node)
 {
-  ir_node *n     = *node;
-  ir_op *op      = get_irn_op(n);
-  ir_node *block = get_nodes_block(n);
-  ir_node *t1, *c1;
-
-  get_comm_Binop_ops(n, &t1, &c1);
-
-  if (get_irn_op(t1) == op) {
-    ir_node *t2, *c2;
-    const_class_t c_c1, c_c2, c_t2;
-
-    get_comm_Binop_ops(t1, &t2, &c2);
-
-    /* do not optimize Bad nodes, will fail later */
-    if (is_Bad(t2))
-      return 0;
-
-    c_c1 = get_const_class(c1, block);
-    c_c2 = get_const_class(c2, block);
-    c_t2 = get_const_class(t2, block);
-
-    if ( ((c_c1 > NO_CONSTANT) & (c_t2 > NO_CONSTANT)) &&
-         ((((c_c1 ^ c_c2 ^ c_t2) & CONST_EXPR) == 0) || ((c_c1 & c_c2 & c_t2) == CONST_EXPR)) ) {
-      /* All three are constant and either all are constant expressions or two of them are:
-       * then applying this rule would lead into a cycle
-       *
-       * Note that if t2 is a constant so is c2 hence we save one test.
-       */
-      return 0;
-    }
-
-    if ((c_c1 != NO_CONSTANT) & (c_c2 != NO_CONSTANT)) {
-      /* handles rules R7, R8, R9, R10:
-       * convert c1 .OP. (c2 .OP. x) => (c1 .OP. c2) .OP. x
-       */
-      ir_node *irn, *in[2];
-      ir_mode *mode, *mode_c1 = get_irn_mode(c1), *mode_c2 = get_irn_mode(c2);
-
-      /* It might happen, that c1 and c2 have different modes, for instance Is and Iu.
-       * Handle this here.
-       */
-      if (mode_c1 != mode_c2) {
-        if (mode_is_int(mode_c1) && mode_is_int(mode_c2)) {
-          /* get the bigger one */
-          if (get_mode_size_bits(mode_c1) > get_mode_size_bits(mode_c2))
-            c2 = new_r_Conv(current_ir_graph, block, c2, mode_c1);
-          else if (get_mode_size_bits(mode_c1) < get_mode_size_bits(mode_c2))
-            c1 = new_r_Conv(current_ir_graph, block, c1, mode_c2);
-          else {
-            /* Try to cast the real const */
-            if (c_c1 == REAL_CONSTANT)
-              c1 = new_r_Conv(current_ir_graph, block, c1, mode_c2);
-            else
-              c2 = new_r_Conv(current_ir_graph, block, c2, mode_c1);
-          }
-        }
-      }
-
-      in[0] = c1;
-      in[1] = c2;
-
-      mode = get_mode_from_ops(in[0], in[1]);
-      in[0] = optimize_node(new_ir_node(NULL, current_ir_graph, block, op, mode, 2, in));
-      in[1] = t2;
-
-      mode = get_mode_from_ops(in[0], in[1]);
-      irn   = optimize_node(new_ir_node(NULL, current_ir_graph, block, op, mode, 2, in));
-
-      DBG((dbg, LEVEL_5, "Applied: %n .%s. (%n .%s. %n) => (%n .%s. %n) .%s. %n\n",
-          c1, get_irn_opname(n), c2, get_irn_opname(n),
-                                       t2, c1, get_irn_opname(n), c2, get_irn_opname(n), t2));
-      /*
-       * In some rare cases it can really happen that we get the same node back.
-       * This might be happen in dead loops, were the Phi nodes are already gone away.
-       * So check this.
-       */
-      if (n != irn) {
-        exchange(n, irn);
+       ir_node *n     = *node;
+       ir_op *op      = get_irn_op(n);
+       ir_node *block = get_nodes_block(n);
+       ir_node *t1, *c1;
+
+       get_comm_Binop_ops(n, &t1, &c1);
+
+       if (get_irn_op(t1) == op) {
+               ir_node *t2, *c2;
+               const_class_t c_c1, c_c2, c_t2;
+
+               get_comm_Binop_ops(t1, &t2, &c2);
+
+               /* do not optimize Bad nodes, will fail later */
+               if (is_Bad(t2))
+                       return 0;
+
+               c_c1 = get_const_class(c1, block);
+               c_c2 = get_const_class(c2, block);
+               c_t2 = get_const_class(t2, block);
+
+               if ( ((c_c1 > NO_CONSTANT) & (c_t2 > NO_CONSTANT)) &&
+                    ((((c_c1 ^ c_c2 ^ c_t2) & REGION_CONST) == 0) || ((c_c1 & c_c2 & c_t2) == REGION_CONST)) ) {
+                       /* All three are constant and either all are constant expressions
+                        * or two of them are:
+                        * then applying this rule would lead into a cycle
+                        *
+                        * Note that if t2 is a constant so is c2 hence we save one test.
+                        */
+                       return 0;
+               }
+
+               if ((c_c1 != NO_CONSTANT) /* & (c_c2 != NO_CONSTANT) */) {
+                       /* handles rules R7, R8, R9, R10:
+                        * convert c1 .OP. (c2 .OP. x) => x .OP. (c1 .OP. c2)
+                        */
+                       ir_node *irn, *in[2];
+                       ir_mode *mode, *mode_c1 = get_irn_mode(c1), *mode_c2 = get_irn_mode(c2);
+
+                       /* It might happen, that c1 and c2 have different modes, for
+                        * instance Is and Iu.
+                        * Handle this here.
+                        */
+                       if (mode_c1 != mode_c2) {
+                               if (mode_is_int(mode_c1) && mode_is_int(mode_c2)) {
+                                       /* get the bigger one */
+                                       if (get_mode_size_bits(mode_c1) > get_mode_size_bits(mode_c2))
+                                               c2 = new_r_Conv(current_ir_graph, block, c2, mode_c1);
+                                       else if (get_mode_size_bits(mode_c1) < get_mode_size_bits(mode_c2))
+                                               c1 = new_r_Conv(current_ir_graph, block, c1, mode_c2);
+                                       else {
+                                               /* Try to cast the real const */
+                                               if (c_c1 == REAL_CONSTANT)
+                                                       c1 = new_r_Conv(current_ir_graph, block, c1, mode_c2);
+                                               else
+                                                       c2 = new_r_Conv(current_ir_graph, block, c2, mode_c1);
+                                       }
+                               }
+                       }
+
+                       in[0] = c1;
+                       in[1] = c2;
+
+                       mode  = get_mode_from_ops(in[0], in[1]);
+                       in[1] = optimize_node(new_ir_node(NULL, current_ir_graph, block, op, mode, 2, in));
+                       in[0] = t2;
+
+                       mode = get_mode_from_ops(in[0], in[1]);
+                       irn   = optimize_node(new_ir_node(NULL, current_ir_graph, block, op, mode, 2, in));
+
+                       DBG((dbg, LEVEL_5, "Applied: %n .%s. (%n .%s. %n) => %n .%s. (%n .%s. %n)\n",
+                            c1, get_irn_opname(n), c2, get_irn_opname(n), t2,
+                            t2, get_irn_opname(n), c1, get_irn_opname(n), c2));
+                       /*
+                        * In some rare cases it can really happen that we get the same
+                        * node back. This might be happen in dead loops, were the Phi
+                        * nodes are already gone away. So check this.
+                        */
+                       if (n != irn) {
+                               exchange(n, irn);
                                *node = irn;
-        return 1;
-      }
-    }
-  }
-  return 0;
+                               return 1;
+                       }
+               }
+       }
+       return 0;
+}  /* reassoc_commutative */
+
+#else
+
+static ir_op          *commutative_op;
+static ir_node        *commutative_block;
+static struct obstack  commutative_args;
+
+static void collect_args(ir_node *node)
+{
+       ir_node *left  = get_binop_left(node);
+       ir_node *right = get_binop_right(node);
+
+       if (get_irn_op(left) == commutative_op
+                       && (!get_irn_outs_computed(left) || get_irn_n_outs(left) == 1)) {
+               collect_args(left);
+       } else {
+               obstack_ptr_grow(&commutative_args, left);
+       }
+
+       if (get_irn_op(right) == commutative_op
+                       && (!get_irn_outs_computed(right) || get_irn_n_outs(right) == 1)) {
+               collect_args(right);
+       } else {
+               obstack_ptr_grow(&commutative_args, right);
+       }
+
+#ifndef NDEBUG
+       {
+               ir_mode *mode = get_irn_mode(node);
+               if (is_Add(node) && mode_is_reference(mode)) {
+                       assert(get_irn_mode(left) == mode || get_irn_mode(right) == mode);
+               } else {
+                       assert(get_irn_mode(left) == mode);
+                       assert(get_irn_mode(right) == mode);
+               }
+       }
+#endif
+}
+
+static int compare_nodes(const ir_node *node1, const ir_node *node2)
+{
+       const_class_t class1 = get_const_class(node1, commutative_block);
+       const_class_t class2 = get_const_class(node2, commutative_block);
+
+       if (class1 == class2)
+               return 0;
+       // return get_irn_idx(node1) - get_irn_idx(node2);
+
+       if (class1 < class2)
+               return -1;
+
+       assert(class1 > class2);
+       return 1;
+}
+
+static int compare_node_ptr(const void *e1, const void *e2)
+{
+       const ir_node *node1  = *((const ir_node *const*) e1);
+       const ir_node *node2  = *((const ir_node *const*) e2);
+       return compare_nodes(node1, node2);
 }
 
+static int reassoc_commutative(ir_node **n)
+{
+       int       i;
+       int       n_args;
+       ir_node  *last;
+       ir_node **args;
+       ir_mode  *mode;
+       ir_node  *node = *n;
+
+       commutative_op    = get_irn_op(node);
+       commutative_block = get_nodes_block(node);
+
+       /* collect all nodes with same op type */
+       collect_args(node);
+
+       n_args = obstack_object_size(&commutative_args) / sizeof(ir_node*);
+       args   = obstack_finish(&commutative_args);
+
+       /* shortcut: in most cases there's nothing to do */
+       if (n_args == 2 && compare_nodes(args[0], args[1]) <= 0) {
+               obstack_free(&commutative_args, args);
+               return 0;
+       }
+
+       /* sort the arguments */
+       qsort(args, n_args, sizeof(ir_node*), compare_node_ptr);
+
+       /* build new tree */
+       last = args[n_args-1];
+       mode = get_irn_mode(last);
+       for (i = n_args-2; i >= 0; --i) {
+               ir_mode *mode_right;
+               ir_node *new_node;
+               ir_node *in[2];
+
+               in[0] = last;
+               in[1] = args[i];
+
+               /* AddP violates the assumption that all modes in args are equal...
+                * we need some hacks to cope with this */
+               mode_right = get_irn_mode(in[1]);
+               if (mode_is_reference(mode_right)) {
+                       assert(is_Add(node) && mode_is_reference(get_irn_mode(node)));
+                       mode = get_irn_mode(in[1]);
+               }
+               if (mode_right != mode) {
+                       assert(is_Add(node) && mode_is_reference(get_irn_mode(node)));
+                       in[1] = new_r_Conv(current_ir_graph, commutative_block,in[1], mode);
+               }
+
+               /* TODO: produce useful debug info! */
+               new_node = new_ir_node(NULL, current_ir_graph, commutative_block,
+                                      commutative_op, mode, 2, in);
+               new_node = optimize_node(new_node);
+               last     = new_node;
+       }
+
+       /* CSE often returns the old node again, only exchange if needed */
+       if (last != node) {
+               exchange(node, last);
+               *n = last;
+               return 1;
+       }
+       return 0;
+}
+
+#endif
+
 #define reassoc_Add  reassoc_commutative
 #define reassoc_And  reassoc_commutative
 #define reassoc_Or   reassoc_commutative
 #define reassoc_Eor  reassoc_commutative
 
 /**
- * reassociate using distributive law for Mul and Add/Sub
+ * Reassociate using commutative law for Mul and distributive law for Mul and Add/Sub:
  */
 static int reassoc_Mul(ir_node **node)
 {
-  ir_node *n = *node;
-  ir_node *add_sub, *c;
-  ir_op *op;
+       ir_node *n = *node;
+       ir_node *add_sub, *c;
+       ir_op *op;
+
+       if (reassoc_commutative(&n))
+               return 1;
+
+       get_comm_Binop_ops(n, &add_sub, &c);
+       op = get_irn_op(add_sub);
+
+       /* handles rules R11, R12, R13, R14, R15, R16, R17, R18, R19, R20 */
+       if (op == op_Add || op == op_Sub) {
+               ir_mode *mode = get_irn_mode(n);
+               ir_node *irn, *block, *t1, *t2, *in[2];
+
+               block = get_nodes_block(n);
+               t1 = get_binop_left(add_sub);
+               t2 = get_binop_right(add_sub);
+
+               /* we can only multiplication rules on integer arithmetic */
+               if (mode_is_int(get_irn_mode(t1)) && mode_is_int(get_irn_mode(t2))) {
+                       in[0] = new_rd_Mul(NULL, current_ir_graph, block, c, t1, mode);
+                       in[1] = new_rd_Mul(NULL, current_ir_graph, block, c, t2, mode);
+
+                       irn   = optimize_node(new_ir_node(NULL, current_ir_graph, block, op, mode, 2, in));
+
+                       /* In some cases it might happen that the new irn is equal the old one, for
+                        * instance in:
+                        * (x - 1) * y == x * y - y
+                        * will be transformed back by simpler optimization
+                        * We could switch simple optimizations off, but this only happens iff y
+                        * is a loop-invariant expression and that it is not clear if the new form
+                        * is better.
+                        * So, we let the old one.
+                        */
+                       if (irn != n) {
+                               DBG((dbg, LEVEL_5, "Applied: (%n .%s. %n) %n %n => (%n %n %n) .%s. (%n %n %n)\n",
+                                       t1, get_op_name(op), t2, n, c, t1, n, c, get_op_name(op), t2, n, c));
+                               exchange(n, irn);
+                               *node = irn;
 
-  if (reassoc_commutative(&n))
-    return 1;
+                               return 1;
+                       }
+               }
+       }
+       return 0;
+}  /* reassoc_Mul */
 
-  get_comm_Binop_ops(n, &add_sub, &c);
-  op = get_irn_op(add_sub);
+/**
+ * Reassociate Shl. We transform Shl(x, const) into Mul's if possible.
+ */
+static int reassoc_Shl(ir_node **node) {
+       ir_node *n = *node;
+       ir_node *c = get_Shl_right(n);
+       ir_node *x, *blk, *irn;
+       ir_mode *mode;
+       tarval *tv;
 
-  /* handles rules R11, R12, R13, R14, R15, R16, R17, R18, R19, R20 */
-  if (op == op_Add || op == op_Sub) {
-    ir_mode *mode = get_irn_mode(n);
-    ir_node *irn, *block, *t1, *t2, *in[2];
+       if (! is_Const(c))
+               return 0;
 
-    block = get_nodes_block(n);
-    t1 = get_binop_left(add_sub);
-    t2 = get_binop_right(add_sub);
+       x = get_Shl_left(n);
+       mode = get_irn_mode(x);
 
-    in[0] = new_rd_Mul(NULL, current_ir_graph, block, c, t1, mode);
-    in[1] = new_rd_Mul(NULL, current_ir_graph, block, c, t2, mode);
+       tv = get_mode_one(mode);
+       tv = tarval_shl(tv, get_Const_tarval(c));
 
-    mode  = get_mode_from_ops(in[0], in[1]);
-    irn   = optimize_node(new_ir_node(NULL, current_ir_graph, block, op, mode, 2, in));
+       if (tv == tarval_bad)
+               return 0;
 
-    DBG((dbg, LEVEL_5, "Applied: (%n .%s. %n) %n %n => (%n %n %n) .%s. (%n %n %n)\n",
-        t1, get_op_name(op), t2, n, c, t1, n, c, get_op_name(op), t2, n, c));
-    exchange(n, irn);
+       blk = get_nodes_block(n);
+       c   = new_r_Const(current_ir_graph, blk, mode, tv);
+       irn = new_rd_Mul(get_irn_dbg_info(n), current_ir_graph, blk, x, c, mode);
+
+       if (irn != n) {
+               exchange(n, irn);
                *node = irn;
+               return 1;
+       }
+       return 0;
+}  /* reassoc_Shl */
 
-    return 1;
-  }
-  return 0;
-}
+/**
+ * The walker for the reassociation.
+ */
+static void wq_walker(ir_node *n, void *env)
+{
+       walker_t *wenv = env;
+
+       set_irn_link(n, NULL);
+       if (is_no_Block(n)) {
+               ir_node *blk = get_nodes_block(n);
+
+               if (is_Block_dead(blk) || get_Block_dom_depth(blk) < 0) {
+                       /* We are in a dead block, do not optimize or we may fall into an endless
+                          loop. We check this here instead of requiring that all dead blocks are removed
+                          which or cf_opt do not guarantee yet. */
+                       return;
+               }
+               waitq_put(wenv->wq, n);
+               set_irn_link(n, wenv->wq);
+       }
+}  /* wq_walker */
 
 /**
  * The walker for the reassociation.
  */
-static void do_reassociation(ir_node *n, void *env)
+static void do_reassociation(walker_t *wenv)
 {
-  walker_t *wenv = env;
-  int res;
+       int i, res, changed;
+       ir_node *n, *blk;
+
+       while (! waitq_empty(wenv->wq)) {
+               n = waitq_get(wenv->wq);
+               set_irn_link(n, NULL);
+
+               blk = get_nodes_block(n);
+               if (is_Block_dead(blk) || get_Block_dom_depth(blk) < 0) {
+                       /* We are in a dead block, do not optimize or we may fall into an endless
+                          loop. We check this here instead of requiring that all dead blocks are removed
+                          which or cf_opt do not guarantee yet. */
+                       continue;
+               }
+
+
+               hook_reassociate(1);
+
+               /* reassociation must run until a fixpoint is reached. */
+               changed = 0;
+               do {
+                       ir_op   *op    = get_irn_op(n);
+                       ir_mode *mode  = get_irn_mode(n);
+
+                       res = 0;
 
-  hook_reassociate(1);
+                       /* for FP these optimizations are only allowed if fp_strict_algebraic is disabled */
+                       if (mode_is_float(mode) && get_irg_fp_model(current_ir_graph) & fp_strict_algebraic)
+                               break;
 
-  /* Reassociation must run until a fixpoint is reached. */
-  do {
-    ir_op   *op    = get_irn_op(n);
-    ir_mode *mode  = get_irn_mode(n);
+                       if (op->ops.reassociate) {
+                               res = op->ops.reassociate(&n);
 
-    res = 0;
+                               changed |= res;
+                       }
+               } while (res == 1);
+               hook_reassociate(0);
+
+               wenv->changes |= changed;
+
+               if (changed) {
+                       for (i = get_irn_arity(n) - 1; i >= 0; --i) {
+                               ir_node *pred = get_irn_n(n, i);
+
+                               if (get_irn_link(pred) != wenv->wq) {
+                                       waitq_put(wenv->wq, pred);
+                                       set_irn_link(pred, wenv->wq);
+                               }
+                       }
+               }
+       }
+}  /* do_reassociation */
+
+/**
+ * Returns the earliest were a,b are available.
+ * Note that we know that a, b both dominate
+ * the block of the previous operation, so one must dominate the other.
+ *
+ * If the earliest block is the start block, return curr_blk instead
+ */
+static ir_node *earliest_block(ir_node *a, ir_node *b, ir_node *curr_blk) {
+       ir_node *blk_a = get_nodes_block(a);
+       ir_node *blk_b = get_nodes_block(b);
+       ir_node *res;
+
+       /* if blk_a != blk_b, one must dominate the other */
+       if (block_dominates(blk_a, blk_b))
+               res = blk_b;
+       else
+               res = blk_a;
+       if (res == get_irg_start_block(current_ir_graph))
+               return curr_blk;
+       return res;
+}  /* earliest_block */
+
+/**
+ * Checks whether a node is a Constant expression.
+ * The following trees are constant expressions:
+ *
+ * Const, SymConst, Const + SymConst
+ *
+ * Handling SymConsts as const might be not a good idea for all
+ * architectures ...
+ */
+static int is_constant_expr(ir_node *irn) {
+       ir_op *op;
+
+       switch (get_irn_opcode(irn)) {
+       case iro_Const:
+       case iro_SymConst:
+               return 1;
+       case iro_Add:
+               op = get_irn_op(get_Add_left(irn));
+               if (op != op_Const && op != op_SymConst)
+                       return 0;
+               op = get_irn_op(get_Add_right(irn));
+               if (op != op_Const && op != op_SymConst)
+                       return 0;
+               return 1;
+       default:
+               return 0;
+       }
+}  /* is_constant_expr */
 
-    /* reassociation works only for integer or reference modes */
-    if (op->reassociate && (mode_is_int(mode) || mode_is_reference(mode))) {
-      res = op->reassociate(&n);
+/**
+ * Apply distributive Law for Mul and Add/Sub
+ */
+static int reverse_rule_distributive(ir_node **node) {
+       ir_node *n = *node;
+       ir_node *left  = get_binop_left(n);
+       ir_node *right = get_binop_right(n);
+       ir_node *x, *blk, *curr_blk;
+       ir_node *a, *b, *irn;
+       ir_op *op;
+       ir_mode *mode;
+       dbg_info *dbg;
+
+       op = get_irn_op(left);
+       if (op != get_irn_op(right))
+               return 0;
+
+       if (op == op_Shl) {
+               x = get_Shl_right(left);
+
+               if (x == get_Shl_right(right)) {
+                       /* (a << x) +/- (b << x) ==> (a +/- b) << x */
+                       a = get_Shl_left(left);
+                       b = get_Shl_left(right);
+                       goto transform;
+               }
+       } else if (op == op_Mul) {
+               x = get_Mul_left(left);
+
+               if (x == get_Mul_left(right)) {
+                       /* (x * a) +/- (x * b) ==> (a +/- b) * x */
+                       a = get_Mul_right(left);
+                       b = get_Mul_right(right);
+                       goto transform;
+               } else if (x == get_Mul_right(right)) {
+                       /* (x * a) +/- (b * x) ==> (a +/- b) * x */
+                       a = get_Mul_right(left);
+                       b = get_Mul_left(right);
+                       goto transform;
+               }
+
+               x = get_Mul_right(left);
+
+               if (x == get_Mul_right(right)) {
+                       /* (a * x) +/- (b * x) ==> (a +/- b) * x */
+                       a = get_Mul_left(left);
+                       b = get_Mul_left(right);
+                       goto transform;
+               } else if (x == get_Mul_left(right)) {
+                       /* (a * x) +/- (x * b) ==> (a +/- b) * x */
+                       a = get_Mul_left(left);
+                       b = get_Mul_right(right);
+                       goto transform;
+               }
+       }
+       return 0;
+
+transform:
+       curr_blk = get_nodes_block(n);
+
+       blk = earliest_block(a, b, curr_blk);
+
+       dbg  = get_irn_dbg_info(n);
+       mode = get_irn_mode(n);
+
+       if (is_Add(n))
+               irn = new_rd_Add(dbg, current_ir_graph, blk, a, b, mode);
+       else
+               irn = new_rd_Sub(dbg, current_ir_graph, blk, a, b, mode);
+
+       blk  = earliest_block(irn, x, curr_blk);
+
+       if (op == op_Mul)
+               irn = new_rd_Mul(dbg, current_ir_graph, blk, irn, x, mode);
+       else
+               irn = new_rd_Shl(dbg, current_ir_graph, blk, irn, x, mode);
+
+       exchange(n, irn);
+       *node = irn;
+       return 1;
+}  /* reverse_rule_distributive */
 
-                       wenv->changes |= res;
-    }
-  } while (res == 1);
+/**
+ * Move Constants towards the root.
+ */
+static int move_consts_up(ir_node **node) {
+       ir_node *n = *node;
+       ir_op *op;
+       ir_node *l, *r, *a, *b, *c, *blk, *irn, *in[2];
+       ir_mode *mode, *ma, *mb;
+       dbg_info *dbg;
+
+       l = get_binop_left(n);
+       r = get_binop_right(n);
+
+       /* check if one is already a constant expression */
+       if (is_constant_expr(l) || is_constant_expr(r))
+               return 0;
+
+       dbg = get_irn_dbg_info(n);
+       op = get_irn_op(n);
+       if (get_irn_op(l) == op) {
+               /* (a .op. b) .op. r */
+               a = get_binop_left(l);
+               b = get_binop_right(l);
+
+               if (is_constant_expr(a)) {
+                       /* (C .op. b) .op. r ==> (r .op. b) .op. C */
+                       c = a;
+                       a = r;
+                       blk = get_nodes_block(l);
+                       dbg = dbg == get_irn_dbg_info(l) ? dbg : NULL;
+                       goto transform;
+               } else if (is_constant_expr(b)) {
+                       /* (a .op. C) .op. r ==> (a .op. r) .op. C */
+                       c = b;
+                       b = r;
+                       blk = get_nodes_block(l);
+                       dbg = dbg == get_irn_dbg_info(l) ? dbg : NULL;
+                       goto transform;
+               }
+       } else if (get_irn_op(r) == op) {
+               /* l .op. (a .op. b) */
+               a = get_binop_left(r);
+               b = get_binop_right(r);
+
+               if (is_constant_expr(a)) {
+                       /* l .op. (C .op. b) ==> (l .op. b) .op. C */
+                       c = a;
+                       a = l;
+                       blk = get_nodes_block(r);
+                       dbg = dbg == get_irn_dbg_info(r) ? dbg : NULL;
+                       goto transform;
+               } else if (is_constant_expr(b)) {
+                       /* l .op. (a .op. C) ==> (a .op. l) .op. C */
+                       c = b;
+                       b = l;
+                       blk = get_nodes_block(r);
+                       dbg = dbg == get_irn_dbg_info(r) ? dbg : NULL;
+                       goto transform;
+               }
+       }
+       return 0;
+
+transform:
+       /* In some cases a and b might be both of different integer mode, and c a SymConst.
+        * in that case we could either
+        * 1.) cast into unsigned mode
+        * 2.) ignore
+        * we implement the second here
+        */
+       ma = get_irn_mode(a);
+       mb = get_irn_mode(b);
+       if (ma != mb && mode_is_int(ma) && mode_is_int(mb))
+               return 0;
+
+       /* check if (a .op. b) can be calculated in the same block is the old instruction */
+       if (! block_dominates(get_nodes_block(a), blk))
+               return 0;
+       if (! block_dominates(get_nodes_block(b), blk))
+               return 0;
+       /* ok */
+       in[0] = a;
+       in[1] = b;
+
+       mode = get_mode_from_ops(a, b);
+       in[0] = irn = optimize_node(new_ir_node(dbg, current_ir_graph, blk, op, mode, 2, in));
+
+       /* beware: optimize_node might have changed the opcode, check again */
+       if (is_Add(irn) || is_Sub(irn)) {
+               reverse_rule_distributive(&in[0]);
+       }
+       in[1] = c;
+
+       mode = get_mode_from_ops(in[0], in[1]);
+       irn = optimize_node(new_ir_node(dbg, current_ir_graph, blk, op, mode, 2, in));
+
+       exchange(n, irn);
+       *node = irn;
+       return 1;
+}  /* move_consts_up */
 
-  hook_reassociate(0);
+/**
+ * Apply the rules in reverse order, removing code that was not collapsed
+ */
+static void reverse_rules(ir_node *node, void *env) {
+       walker_t *wenv = env;
+       ir_mode *mode = get_irn_mode(node);
+       int res;
+
+       /* for FP these optimizations are only allowed if fp_strict_algebraic is disabled */
+       if (mode_is_float(mode) && get_irg_fp_model(current_ir_graph) & fp_strict_algebraic)
+               return;
+
+       do {
+               ir_op *op = get_irn_op(node);
+
+               res = 0;
+               if (is_op_commutative(op)) {
+                       wenv->changes |= res = move_consts_up(&node);
+               }
+               /* beware: move_consts_up might have changed the opcode, check again */
+               if (is_Add(node) || is_Sub(node)) {
+                       wenv->changes |= res = reverse_rule_distributive(&node);
+               }
+       } while (res);
 }
 
 /*
  * do the reassociation
  */
-void optimize_reassociation(ir_graph *irg)
+int optimize_reassociation(ir_graph *irg)
 {
-  walker_t env;
-  irg_loopinfo_state state;
-
-  assert(get_irg_phase_state(irg) != phase_building);
-
-  /* reassociation needs constant folding */
-  if (!get_opt_reassociation() || !get_opt_constant_folding())
-    return;
-
-  /*
-   * Calculate loop info, so we could identify loop-invariant
-   * code and threat it like a constant.
-   * We only need control flow loops here but can handle generic
-   * INTRA info as well.
-   */
-  state = get_irg_loopinfo_state(irg);
-  if ((state & loopinfo_inter) ||
-      (state & (loopinfo_constructed | loopinfo_valid)) != (loopinfo_constructed | loopinfo_valid))
-    construct_cf_backedges(irg);
-
-  env.changes = 0;
-
-  /* now we have collected enough information, optimize */
-  irg_walk_graph(irg, NULL, do_reassociation, &env);
-
-  /* Handle graph state */
-  if (env.changes) {
-    if (get_irg_outs_state(irg) == outs_consistent)
-      set_irg_outs_inconsistent(irg);
-    set_irg_loopinfo_inconsistent(irg);
-  }
-}
+       walker_t env;
+       irg_loopinfo_state state;
+       ir_graph *rem;
+
+       assert(get_irg_phase_state(irg) != phase_building);
+       assert(get_irg_pinned(irg) != op_pin_state_floats &&
+               "Reassociation needs pinned graph to work properly");
+
+       rem = current_ir_graph;
+       current_ir_graph = irg;
+
+       /* we use dominance to detect dead blocks */
+       assure_doms(irg);
+
+#ifdef NEW_REASSOC
+       assure_irg_outs(irg);
+       obstack_init(&commutative_args);
+#endif
+
+       /*
+        * Calculate loop info, so we could identify loop-invariant
+        * code and threat it like a constant.
+        * We only need control flow loops here but can handle generic
+        * INTRA info as well.
+        */
+       state = get_irg_loopinfo_state(irg);
+       if ((state & loopinfo_inter) ||
+               (state & (loopinfo_constructed | loopinfo_valid)) != (loopinfo_constructed | loopinfo_valid))
+               construct_cf_backedges(irg);
+
+       env.changes = 0;
+       env.wq      = new_waitq();
+
+       /* disable some optimizations while reassoc is running to prevent endless loops */
+       set_reassoc_running(1);
+       {
+               /* now we have collected enough information, optimize */
+               irg_walk_graph(irg, NULL, wq_walker, &env);
+               do_reassociation(&env);
+
+               /* reverse those rules that do not result in collapsed constants */
+               irg_walk_graph(irg, NULL, reverse_rules, &env);
+       }
+       set_reassoc_running(0);
+
+       /* Handle graph state */
+       if (env.changes) {
+               set_irg_outs_inconsistent(irg);
+               set_irg_loopinfo_inconsistent(irg);
+       }
+
+#ifdef NEW_REASSOC
+       obstack_free(&commutative_args, NULL);
+#endif
+
+       del_waitq(env.wq);
+       current_ir_graph = rem;
+       return env.changes;
+}  /* optimize_reassociation */
+
+/* Sets the default reassociation operation for an ir_op_ops. */
+ir_op_ops *firm_set_default_reassoc(ir_opcode code, ir_op_ops *ops)
+{
+#define CASE(a) case iro_##a: ops->reassociate  = reassoc_##a; break
+
+       switch (code) {
+       CASE(Mul);
+       CASE(Add);
+       CASE(Sub);
+       CASE(And);
+       CASE(Or);
+       CASE(Eor);
+       CASE(Shl);
+       default:
+               /* leave NULL */;
+       }
+
+       return ops;
+#undef CASE
+}  /* firm_set_default_reassoc */
 
 /* initialize the reassociation by adding operations to some opcodes */
 void firm_init_reassociation(void)
 {
-#define INIT(a) op_##a->reassociate  = reassoc_##a;
-  INIT(Mul);
-  INIT(Add);
-  INIT(Sub);
-  INIT(And);
-  INIT(Or);
-  INIT(Eor);
-#undef INIT
-
-  dbg = firm_dbg_register("firm.opt.reassoc");
-}
+       FIRM_DBG_REGISTER(dbg, "firm.opt.reassoc");
+}  /* firm_init_reassociation */