Re-implemented constraint handling
authorSebastian Hack <hack@ipd.info.uni-karlsruhe.de>
Fri, 13 Jan 2006 09:57:05 +0000 (09:57 +0000)
committerSebastian Hack <hack@ipd.info.uni-karlsruhe.de>
Fri, 13 Jan 2006 09:57:05 +0000 (09:57 +0000)
ir/be/bechordal.c
ir/be/benode.c
ir/be/benode_t.h

index 0c4334c..e7950b6 100644 (file)
@@ -58,6 +58,7 @@
 typedef struct _be_chordal_alloc_env_t {
        be_chordal_env_t *chordal_env;
 
+       pset *pre_colored;    /**< Set of precolored nodes. */
        bitset_t *live;                         /**< A liveness bitset. */
        bitset_t *colors;                       /**< The color mask. */
        bitset_t *in_colors;        /**< Colors used by live in values. */
@@ -161,90 +162,186 @@ static INLINE int has_reg_class(const be_chordal_env_t *env, const ir_node *irn)
   return arch_irn_has_reg_class(env->main_env->arch_env, irn, -1, env->cls);
 }
 
-static border_t *handle_constraint_perm(be_chordal_alloc_env_t *alloc_env, border_t *perm_border)
-{
-       const arch_env_t *arch_env = alloc_env->chordal_env->main_env->arch_env;
-       bitset_t *bs               = bitset_alloca(alloc_env->chordal_env->cls->n_regs);
-       ir_node *perm              = perm_border->irn;
-       int n                      = get_irn_arity(perm_border->irn);
-       int n_projs                = 0;
+#define has_limited_constr(req, irn) \
+       (arch_get_register_req(arch_env, (req), irn, -1) && (req)->type == arch_register_req_type_limited)
 
-       border_t *b, *next_border, *cnstr_border;
+/**
+ * Handle register targeting constraints signaled by a Perm.
+ * @param alloc_env    Private data for the allocation phase.
+ * @param perm         The Perm node guarding the constrained node.
+ * @return             The constrained node.
+
+               Pro-coloring works as follows:
+
+         +-----------------------------------+
+         |            Perm                   |
+         +---.-------.--------.---------.----+
+             |       |        |         |
+         +---+--+    |        |         |
+         | Proj |    |        |         |
+         +------+    |        |         |
+                     |        |         |
+                  +--+---+    |         |
+                  | Proj |    |         |
+                  +--.---+    |         |
+                     |        |         |
+                     |     +--+---+     |
+                     |     | Proj |     |
+                     |     +------+     |
+                      |                 |
+                      |             +---+--+
+                       `-.          | Proj | Result:
+                          `._       +---.--+ R1
+                             `.         |
+                               `-.      |
+                                  `._   |
+                                    +`.-+--+
+                                    |Constr| Result:
+                                    +------+ R2
+
+               1) Look at all Projs of the Perm if they have output constraints.
+                  If one has an output constraint, pre-color it, else record it
+                  in the set leftover. Its color has to be chosen after all
+                  constrained nodes are colored. Furthermore record all colors
+                  used in the pre-coloring in the set colors_used.
+
+               2) Look whether the first node not a Proj (this is the constrained
+                  node due to which the Perm has been inserted) has an output
+                  constraint. If yes, pre-color the node accordingly else do nothing
+                  since the node's input constraints are modelled by the Proj's
+                  output constraint.
+
+                  There's one subtle point here: If thenode has an output constraint
+                  and the live range of some Proj ends at that node, we must give
+                  that Proj the color of the constrained node. Otherwise the
+                  available colors may not suffice for the rest of the projs.
+
+               3) At last, color the Projs which have not been colored yet with the
+                  left over colors.
+
+                  So afterwards, everything including the constrained node will
+                  be colored and the assign() phase can complete this coloring.
+                  Note that therefore, we put the pre-colored nodes in a set
+                  called pre_colored().
 
-       arch_register_req_t req;
-       ir_node *cnstr;
+ */
+static ir_node *handle_constraints_at_perm(be_chordal_alloc_env_t *alloc_env, ir_node *perm)
+{
+       be_chordal_env_t *env      = alloc_env->chordal_env;
+       firm_dbg_module_t *dbg     = env->dbg;
+       const arch_env_t *arch_env = env->main_env->arch_env;
+
+       pset *leftover        = pset_new_ptr(8);
+       bitset_t *bs          = bitset_alloca(env->cls->n_regs);
+       bitset_t *colors_used = bitset_alloca(env->cls->n_regs);
+       ir_node *irn, *cnstr;
        int has_cnstr = 0;
-       int i, m;
+       int col;
+       arch_register_req_t req;
+       const arch_register_t *reg, *cnstr_reg = NULL;
 
-       assert(is_Perm(perm));
+       assert(be_is_Perm(perm));
+
+       DBG((dbg, LEVEL_2, "Constraints on %+F\n", perm));
 
        /*
-        * After the Perm, there must be a sequence of Projs
-        * which extract the permuted values of the Perm.
+        * Color constrained Projs first.
         */
-       for(b = perm_border; is_Proj(b->irn); b = border_next(b)) {
-               assert(is_Proj(b->irn));
-               assert(b->is_def);
-               n_projs++;
-       }
+       for(irn = sched_next(perm); is_Proj(irn); irn = sched_next(irn)) {
+               arch_register_req_t req;
 
-       cnstr_border = b;
-       next_border  = border_next(b);
-       cnstr        = b->irn;
+               if(has_limited_constr(&req, irn)) {
+                       bitset_clear_all(bs);
+                       req.data.limited(irn, -1, bs);
+                       col = bitset_next_set(bs, 0);
+                       reg = arch_register_for_index(env->cls, col);
 
-       assert(n_projs == n && "There must be as many Projs as the Perm is wide");
+                       pset_insert_ptr(alloc_env->pre_colored, irn);
+                       arch_set_irn_register(arch_env, irn, reg);
+                       bitset_set(colors_used, col);
 
-       /* The node after the last perm proj must be the constrained node. */
-       cnstr = b->irn;
-       for(i = -1, m = get_irn_arity(cnstr); i < m; ++i) {
-               req.type = arch_register_req_type_normal;
-               if(arch_get_register_req(arch_env, &req, cnstr, i) && req.type == arch_register_req_type_limited) {
-                       has_cnstr = 1;
-                       break;
+                       DBG((dbg, LEVEL_2, "\tPerm Proj with constraints: %+F set to %s\n", irn, reg->name));
                }
+
+               else
+                       pset_insert_ptr(leftover, irn);
+
        }
+       cnstr = irn;
 
-       assert(has_cnstr && "The node must have a register constraint");
+       if(has_limited_constr(&req, cnstr)) {
+               bitset_clear_all(bs);
+               req.data.limited(cnstr, -1, bs);
+               col = bitset_next_set(colors_used, 0);
+               reg = arch_register_for_index(env->cls, col);
 
-       /*
-        * Consider the code in beconstrperm.c
-        * We turned each input constraint of a node into an output
-        * constraint of the Perm's Proj. So we only have to
-        * consider output constraints here.
-        */
-       for(b = perm_border; b != next_border; b = border_next(b)) {
-               ir_node *irn = b->irn;
+               arch_set_irn_register(arch_env, cnstr, reg);
+               pset_insert_ptr(alloc_env->pre_colored, cnstr);
 
-               req.type = arch_register_req_type_normal;
-               if(arch_get_register_req(arch_env, &req, irn, -1) && req.type == arch_register_req_type_limited) {
-                       const arch_register_t *reg;
-                       int col;
+               DBG((dbg, LEVEL_2, "\tConstrained node: %+F set to %s\n", irn, reg->name));
 
-                       bitset_clear_all(bs);
-                       req.data.limited(irn, -1, bs);
-                       col = bitset_next_set(bs, 0);
-                       reg = arch_register_for_index(alloc_env->chordal_env->cls, col);
+               /*
+                * The color of the constrained node must not be used!
+                * The Proj which has been assigned that color might
+                * interfere with the constrained node which leads
+                * to an invalid register allocation.
+                */
+               assert(!bitset_is_set(colors_used, reg->index));
 
-                       arch_set_irn_register(arch_env, irn, reg);
-                       bitset_set(alloc_env->colors, col);
+               /*
+                * Look for a Proj not interfering with the constrained node.
+                * This Proj can be safely set to the constrafined nodes
+                * color.
+                */
+               for(irn = pset_first(leftover); irn; irn = pset_next(leftover)) {
+                       if(!values_interfere(irn, cnstr)) {
+
+                               DBG((dbg, LEVEL_2, "\tFound Proj not interfering with contr node %+F set to %s\n", irn, reg->name));
+                               pset_insert_ptr(alloc_env->pre_colored, irn);
+                               arch_set_irn_register(arch_env, irn, reg);
+                               bitset_set(colors_used, reg->index);
+                               pset_remove_ptr(leftover, irn);
+                               pset_break(leftover);
+                               break;
+                       }
                }
        }
 
-       for(b = perm_border; b != next_border; b = border_next(b)) {
-               ir_node *irn = b->irn;
-               int nr       = get_irn_graph_nr(irn);
-
-               bitset_set(alloc_env->live, nr);
+       /*
+        * Color the leftover Projs with the leftover colors.
+        */
+       for(irn = pset_first(leftover); irn; irn = pset_next(leftover)) {
+               col = bitset_next_clear(colors_used, 0);
+               reg = arch_register_for_index(env->cls, col);
 
-               if(arch_get_irn_register(arch_env, irn) == NULL) {
-                       int col                    = bitset_next_clear(alloc_env->colors, 0);
-                       const arch_register_t *reg = arch_register_for_index(alloc_env->chordal_env->cls, col);
+               arch_set_irn_register(arch_env, irn, reg);
+               pset_insert_ptr(alloc_env->pre_colored, irn);
+               bitset_set(colors_used, col);
 
-                       arch_set_irn_register(arch_env, irn, reg);
-               }
+               DBG((dbg, LEVEL_2, "\tLeft over %+F set to %s\n", irn, reg->name));
        }
 
-       return cnstr_border;
+       del_pset(leftover);
+       return cnstr;
+}
+
+/**
+ * Handle constraint nodes in each basic block.
+ * be_insert_constr_perms() inserts Perm nodes which perm
+ * over all values live at the constrained node right in front
+ * of the constrained node. These Perms signal a constrained node.
+ * For further comments, refer to handle_constraints_at_perm().
+ */
+static void constraints(ir_node *bl, void *data)
+{
+       be_chordal_alloc_env_t *env = data;
+       arch_env_t *arch_env        = env->chordal_env->main_env->arch_env;
+       ir_node *irn;
+
+       for(irn = sched_first(bl); !sched_is_end(irn); irn = sched_next(irn)) {
+               if(be_is_Perm(irn))
+                       irn = handle_constraints_at_perm(env, irn);
+       }
 }
 
 /**
@@ -425,18 +522,26 @@ static void assign(ir_node *block, void *env_ptr)
 
                        DBG((dbg, LEVEL_4, "\tcolors in use: %b\n", colors));
 
-                       col = bitset_next_clear(colors, 0);
-                       reg = arch_register_for_index(env->cls, col);
+                       if(pset_find_ptr(alloc_env->pre_colored, irn)) {
+                               reg = arch_get_irn_register(arch_env, irn);
+                               col = reg->index;
+                               assert(!bitset_is_set(colors, col) && "pre-colored register must be free");
+                       }
 
-                       assert(arch_get_irn_register(arch_env, irn) == NULL && "This node must not have been assigned a register yet");
-                       assert(!bitset_is_set(live, nr) && "Value's definition must not have been encountered");
+                       else {
+                               col = bitset_next_clear(colors, 0);
+                               reg = arch_register_for_index(env->cls, col);
+                               assert(arch_get_irn_register(arch_env, irn) == NULL && "This node must not have been assigned a register yet");
+                       }
 
                        bitset_set(colors, col);
-                       bitset_set(live, nr);
-
                        arch_set_irn_register(arch_env, irn, reg);
+
                        DBG((dbg, LEVEL_1, "\tassigning register %s(%d) to %+F\n",
             arch_register_get_name(reg), col, irn));
+
+                       assert(!bitset_is_set(live, nr) && "Value's definition must not have been encountered");
+                       bitset_set(live, nr);
                }
 
                /* Clear the color upon a use. */
@@ -451,18 +556,6 @@ static void assign(ir_node *block, void *env_ptr)
 
                        bitset_clear(colors, col);
                        bitset_clear(live, nr);
-
-                       /*
-                        * If we encounter a Perm, it is due to register constraints.
-                        * To achieve a valid coloring in the presence of register
-                        * constraints, we invoke a special function which takes care
-                        * that all constraints are fulfilled.
-                        * This function assigned valid colors to the projs of the
-                        * Perm and the constrained node itself and skips these
-                        * nodes in the border list.
-                        */
-                       if(is_Perm(b->irn))
-                               b = handle_constraint_perm(alloc_env, border_next(b));
                }
        }
 
@@ -485,6 +578,10 @@ void be_ra_chordal_color(be_chordal_env_t *chordal_env)
        env.colors       = bitset_malloc(colors_n);
        env.in_colors    = bitset_malloc(colors_n);
        env.colors_n     = colors_n;
+       env.pre_colored  = pset_new_ptr_default();
+
+       /* Handle register targeting constraints */
+       dom_tree_walk_irg(irg, constraints, NULL, &env);
 
        /* First, determine the pressure */
        dom_tree_walk_irg(irg, pressure, NULL, &env);
@@ -508,4 +605,6 @@ void be_ra_chordal_color(be_chordal_env_t *chordal_env)
        free(env.live);
        free(env.colors);
        free(env.in_colors);
+
+       del_pset(env.pre_colored);
 }
index 7721a0c..b1ed7e6 100644 (file)
@@ -341,7 +341,7 @@ ir_node *be_reload(const be_node_factory_t *factory,
        ir_node *bl   = get_nodes_block(irn);
        ir_graph *irg = get_irn_irg(bl);
 
-       assert(is_Spill(spill)
+       assert(be_is_Spill(spill)
                        || (is_Phi(spill) && get_irn_mode(spill) == mode_M));
 
        reload = new_Reload(factory, cls, irg, bl, mode, spill);
@@ -351,17 +351,6 @@ ir_node *be_reload(const be_node_factory_t *factory,
        return reload;
 }
 
-static INLINE arch_register_req_t *get_Perm_reqs(ir_node *perm)
-{
-       be_node_attr_t *attr = (be_node_attr_t *) &perm->attr;
-       char *ptr            = (char *) &perm->attr;
-
-       ptr += sizeof(be_node_attr_t);
-       ptr += sizeof(arch_register_t *) * attr->n_regs;
-
-       return (arch_register_req_t *) ptr;
-}
-
 /**
  * If the node is a proj, reset the node to the proj's target and return
  * the proj number.
@@ -387,10 +376,6 @@ static const arch_register_req_t *
 be_node_get_irn_reg_req(const arch_irn_ops_t *_self,
                arch_register_req_t *req, const ir_node *irn, int pos)
 {
-       be_op_t *bo;
-       const be_node_factory_t *factory =
-               container_of(_self, const be_node_factory_t, irn_ops);
-
        /* We cannot get output requirements for tuple nodes. */
        if(get_irn_mode(irn) == mode_T && pos < 0)
                return NULL;
@@ -401,10 +386,9 @@ be_node_get_irn_reg_req(const arch_irn_ops_t *_self,
        if(pos < 0)
                pos = redir_proj((const ir_node **) &irn, pos);
 
-       /* look if the node is one of ours. */
-       bo = pmap_get(factory->irn_op_map, get_irn_op(irn));
-
-       if(bo) {
+       if(is_be_node(irn)) {
+               const be_node_attr_t *a = (const be_node_attr_t *) &irn->attr;
+               const be_op_t *bo       = a->op;
                int i;
 
                for(i = 0; i < bo->n_pos; ++i) {
@@ -421,10 +405,8 @@ be_node_get_irn_reg_req(const arch_irn_ops_t *_self,
                                 * if an output requirement is requested,
                                 * return the one stored in the node.
                                 */
-                               else {
-                                       be_node_attr_t *attr = (be_node_attr_t *) &irn->attr;
-                                       *req = attr->reg_data[pos].req;
-                               }
+                               else
+                                       *req = a->reg_data[-pos - 1].req;
 
                                return req;
                        }
@@ -437,10 +419,7 @@ be_node_get_irn_reg_req(const arch_irn_ops_t *_self,
 void be_set_Perm_out_req(ir_node *irn, int pos, const arch_register_req_t *req)
 {
        be_node_attr_t *a = get_attr_and_check(irn, node_kind_perm);
-
        assert(pos >= 0 && pos < get_irn_arity(irn) && "position out of range");
-       assert(a->op->kind == node_kind_perm && "node must be a perm node");
-
        a->reg_data[pos].req = *req;
 }
 
@@ -541,12 +520,22 @@ const arch_irn_handler_t *be_node_get_irn_handler(const be_node_factory_t *f)
        return &f->handler;
 }
 
-int is_Spill(const ir_node *irn)
+int be_is_Spill(const ir_node *irn)
 {
        return is_be_kind(irn, node_kind_spill);
 }
 
-int is_Perm(const ir_node *irn)
+int be_is_Reload(const ir_node *irn)
+{
+       return is_be_kind(irn, node_kind_reload);
+}
+
+int be_is_Copy(const ir_node *irn)
+{
+       return is_be_kind(irn, node_kind_copy);
+}
+
+int be_is_Perm(const ir_node *irn)
 {
        return is_be_kind(irn, node_kind_perm);
 }
@@ -655,13 +644,12 @@ ir_node *insert_Perm_after(const be_main_env_t *env,
        ir_node *bl                 = is_Block(pos) ? pos : get_nodes_block(pos);
        ir_graph *irg               = get_irn_irg(bl);
        pset *live                  = pset_new_ptr_default();
-       firm_dbg_module_t *dbg      = firm_dbg_register("firm.be.node");
+       firm_dbg_module_t *dbg      = firm_dbg_register("be.node");
 
        irn_live_t *li;
        ir_node *curr, *irn, *perm, **nodes;
        int i, n;
 
-       firm_dbg_set_mask(dbg, DBG_LEVEL);
        DBG((dbg, LEVEL_1, "Insert Perm after: %+F\n", pos));
 
 
index cc0991c..e71d775 100644 (file)
@@ -66,7 +66,10 @@ ir_node *be_reload(
                const arch_register_class_t *cls,
                ir_node *irn, int pos, ir_mode *mode, ir_node *spill);
 
-int is_Spill(const ir_node *irn);
+int be_is_Spill(const ir_node *irn);
+int be_is_Reload(const ir_node *irn);
+int be_is_Copy(const ir_node *irn);
+int be_is_Perm(const ir_node *irn);
 
 void set_Spill_offset(ir_node *irn, unsigned offset);
 unsigned get_Spill_offset(ir_node *irn);
@@ -74,8 +77,6 @@ unsigned get_Spill_offset(ir_node *irn);
 ir_node *get_Spill_context(const ir_node *irn);
 
 
-int is_Perm(const ir_node *irn);
-
 /**
  * Modify the output register requirements of a Perm.
  * This function incur register constraints to an output value of a Perm.