mono/mini/liveness.c

   1 /*
   2  * liveness.c: liveness analysis
   3  *
   4  * Author:
   5  *   Dietmar Maurer (dietmar@ximian.com)
   6  *
   7  * (C) 2002 Ximian, Inc.
   8  */
   9
  10 #include "mini.h"
  11
  12 #define SPILL_COST_INCREMENT (1 << (bb->nesting << 1))
  13
  14 //#define DEBUG_LIVENESS
  15
  16 #if SIZEOF_REGISTER == 8
  17 #define BITS_PER_CHUNK 64
  18 #else
  19 #define BITS_PER_CHUNK 32
  20 #endif
  21
  22 /*
  23  * The liveness2 pass can't handle long vars on 32 bit platforms because the component
  24  * vars have the same 'idx'.
  25  */
  26 #if SIZEOF_REGISTER == 8
  27 #define ENABLE_LIVENESS2
  28 #endif
  29
  30 #ifdef ENABLE_LIVENESS2
  31 static void mono_analyze_liveness2 (MonoCompile *cfg);
  32 #endif
  33
  34 static void
  35 optimize_initlocals (MonoCompile *cfg);
  36
  37 /* mono_bitset_mp_new:
  38  *
  39  * allocates a MonoBitSet inside a memory pool
  40  */
  41 static inline MonoBitSet*
  42 mono_bitset_mp_new (MonoMemPool *mp, guint32 size, guint32 max_size)
  43 {
  44         guint8 *mem = mono_mempool_alloc0 (mp, size);
  45         return mono_bitset_mem_new (mem, max_size, MONO_BITSET_DONT_FREE);
  46 }
  47
  48 static inline MonoBitSet*
  49 mono_bitset_mp_new_noinit (MonoMemPool *mp, guint32 size, guint32 max_size)
  50 {
  51         guint8 *mem = mono_mempool_alloc (mp, size);
  52         return mono_bitset_mem_new (mem, max_size, MONO_BITSET_DONT_FREE);
  53 }
  54
  55 G_GNUC_UNUSED static void
  56 mono_bitset_print (MonoBitSet *set)
  57 {
  58         int i;
  59
  60         printf ("{");
  61         for (i = 0; i < mono_bitset_size (set); i++) {
  62
  63                 if (mono_bitset_test (set, i))
  64                         printf ("%d, ", i);
  65
  66         }
  67         printf ("}\n");
  68 }
  69
  70 static void
  71 visit_bb (MonoCompile *cfg, MonoBasicBlock *bb, GSList **visited)
  72 {
  73         int i;
  74         MonoInst *ins;
  75
  76         if (g_slist_find (*visited, bb))
  77                 return;
  78
  79         for (ins = bb->code; ins; ins = ins->next) {
  80                 const char *spec = INS_INFO (ins->opcode);
  81                 int regtype, srcindex, sreg, num_sregs;
  82                 int sregs [MONO_MAX_SRC_REGS];
  83
  84                 if (ins->opcode == OP_NOP)
  85                         continue;
  86
  87                 /* DREG */
  88                 regtype = spec [MONO_INST_DEST];
  89                 g_assert (((ins->dreg == -1) && (regtype == ' ')) || ((ins->dreg != -1) && (regtype != ' ')));
  90
  91                 if ((ins->dreg != -1) && get_vreg_to_inst (cfg, ins->dreg)) {
  92                         MonoInst *var = get_vreg_to_inst (cfg, ins->dreg);
  93                         int idx = var->inst_c0;
  94                         MonoMethodVar *vi = MONO_VARINFO (cfg, idx);
  95
  96                         cfg->varinfo [vi->idx]->flags |= MONO_INST_VOLATILE;
  97                 }
  98
  99                 /* SREGS */
 100                 num_sregs = mono_inst_get_src_registers (ins, sregs);
 101                 for (srcindex = 0; srcindex < num_sregs; ++srcindex) {
 102                         sreg = sregs [srcindex];
 103
 104                         g_assert (sreg != -1);
 105                         if (get_vreg_to_inst (cfg, sreg)) {
 106                                 MonoInst *var = get_vreg_to_inst (cfg, sreg);
 107                                 int idx = var->inst_c0;
 108                                 MonoMethodVar *vi = MONO_VARINFO (cfg, idx);
 109
 110                                 cfg->varinfo [vi->idx]->flags |= MONO_INST_VOLATILE;
 111                         }
 112                 }
 113         }
 114
 115         *visited = g_slist_append (*visited, bb);
 116
 117         /*
 118          * Need to visit all bblocks reachable from this one since they can be
 119          * reached during exception handling.
 120          */
 121         for (i = 0; i < bb->out_count; ++i) {
 122                 visit_bb (cfg, bb->out_bb [i], visited);
 123         }
 124 }
 125
 126 void
 127 mono_liveness_handle_exception_clauses (MonoCompile *cfg)
 128 {
 129         MonoBasicBlock *bb;
 130         GSList *visited = NULL;
 131
 132         /*
 133          * Variables in exception handler register cannot be allocated to registers
 134          * so make them volatile. See bug #42136. This will not be neccessary when
 135          * the back ends could guarantee that the variables will be in the
 136          * correct registers when a handler is called.
 137          * This includes try blocks too, since a variable in a try block might be
 138          * accessed after an exception handler has been run.
 139          */
 140         for (bb = cfg->bb_entry; bb; bb = bb->next_bb) {
 141
 142                 if (bb->region == -1 || MONO_BBLOCK_IS_IN_REGION (bb, MONO_REGION_TRY))
 143                         continue;
 144
 145                 visit_bb (cfg, bb, &visited);
 146         }
 147         g_slist_free (visited);
 148 }
 149
 150 static inline void
 151 update_live_range (MonoMethodVar *var, int abs_pos)
 152 {
 153         if (var->range.first_use.abs_pos > abs_pos)
 154                 var->range.first_use.abs_pos = abs_pos;
 155
 156         if (var->range.last_use.abs_pos < abs_pos)
 157                 var->range.last_use.abs_pos = abs_pos;
 158 }
 159
 160 static void
 161 analyze_liveness_bb (MonoCompile *cfg, MonoBasicBlock *bb)
 162 {
 163         MonoInst *ins;
 164         int sreg, inst_num;
 165         MonoMethodVar *vars = cfg->vars;
 166         guint32 abs_pos = (bb->dfn << 16);
 167
 168         for (inst_num = 0, ins = bb->code; ins; ins = ins->next, inst_num += 2) {
 169                 const char *spec = INS_INFO (ins->opcode);
 170                 int num_sregs, i;
 171                 int sregs [MONO_MAX_SRC_REGS];
 172
 173 #ifdef DEBUG_LIVENESS
 174                         printf ("\t"); mono_print_ins (ins);
 175 #endif
 176
 177                 if (ins->opcode == OP_NOP)
 178                         continue;
 179
 180                 if (ins->opcode == OP_LDADDR) {
 181                         MonoInst *var = ins->inst_p0;
 182                         int idx = var->inst_c0;
 183                         MonoMethodVar *vi = MONO_VARINFO (cfg, idx);
 184
 185 #ifdef DEBUG_LIVENESS
 186                         printf ("\tGEN: R%d(%d)\n", var->dreg, idx);
 187 #endif
 188                         update_live_range (&vars [idx], abs_pos + inst_num);
 189                         if (!mono_bitset_test_fast (bb->kill_set, idx))
 190                                 mono_bitset_set_fast (bb->gen_set, idx);
 191                         vi->spill_costs += SPILL_COST_INCREMENT;
 192                 }
 193
 194                 /* SREGs must come first, so MOVE r <- r is handled correctly */
 195                 num_sregs = mono_inst_get_src_registers (ins, sregs);
 196                 for (i = 0; i < num_sregs; ++i) {
 197                         sreg = sregs [i];
 198                         if ((spec [MONO_INST_SRC1 + i] != ' ') && get_vreg_to_inst (cfg, sreg)) {
 199                                 MonoInst *var = get_vreg_to_inst (cfg, sreg);
 200                                 int idx = var->inst_c0;
 201                                 MonoMethodVar *vi = MONO_VARINFO (cfg, idx);
 202
 203 #ifdef DEBUG_LIVENESS
 204                                 printf ("\tGEN: R%d(%d)\n", sreg, idx);
 205 #endif
 206                                 update_live_range (&vars [idx], abs_pos + inst_num);
 207                                 if (!mono_bitset_test_fast (bb->kill_set, idx))
 208                                         mono_bitset_set_fast (bb->gen_set, idx);
 209                                 vi->spill_costs += SPILL_COST_INCREMENT;
 210                         }
 211                 }
 212
 213                 /* DREG */
 214                 if ((spec [MONO_INST_DEST] != ' ') && get_vreg_to_inst (cfg, ins->dreg)) {
 215                         MonoInst *var = get_vreg_to_inst (cfg, ins->dreg);
 216                         int idx = var->inst_c0;
 217                         MonoMethodVar *vi = MONO_VARINFO (cfg, idx);
 218
 219                         if (MONO_IS_STORE_MEMBASE (ins)) {
 220                                 update_live_range (&vars [idx], abs_pos + inst_num);
 221                                 if (!mono_bitset_test_fast (bb->kill_set, idx))
 222                                         mono_bitset_set_fast (bb->gen_set, idx);
 223                                 vi->spill_costs += SPILL_COST_INCREMENT;
 224                         } else {
 225 #ifdef DEBUG_LIVENESS
 226                                 printf ("\tKILL: R%d(%d)\n", ins->dreg, idx);
 227 #endif
 228                                 update_live_range (&vars [idx], abs_pos + inst_num + 1);
 229                                 mono_bitset_set_fast (bb->kill_set, idx);
 230                                 vi->spill_costs += SPILL_COST_INCREMENT;
 231                         }
 232                 }
 233         }
 234 }
 235
 236 /* generic liveness analysis code. CFG specific parts are
 237  * in update_gen_kill_set()
 238  */
 239 void
 240 mono_analyze_liveness (MonoCompile *cfg)
 241 {
 242         MonoBitSet *old_live_out_set;
 243         int i, j, max_vars = cfg->num_varinfo;
 244         int out_iter;
 245         gboolean *in_worklist;
 246         MonoBasicBlock **worklist;
 247         guint32 l_end;
 248         int bitsize;
 249
 250 #ifdef DEBUG_LIVENESS
 251         printf ("LIVENESS %s\n", mono_method_full_name (cfg->method, TRUE));
 252 #endif
 253
 254         g_assert (!(cfg->comp_done & MONO_COMP_LIVENESS));
 255
 256         cfg->comp_done |= MONO_COMP_LIVENESS;
 257
 258         if (max_vars == 0)
 259                 return;
 260
 261         bitsize = mono_bitset_alloc_size (max_vars, 0);
 262
 263         for (i = 0; i < max_vars; i ++) {
 264                 MONO_VARINFO (cfg, i)->range.first_use.abs_pos = ~ 0;
 265                 MONO_VARINFO (cfg, i)->range.last_use .abs_pos =   0;
 266                 MONO_VARINFO (cfg, i)->spill_costs = 0;
 267         }
 268
 269         for (i = 0; i < cfg->num_bblocks; ++i) {
 270                 MonoBasicBlock *bb = cfg->bblocks [i];
 271
 272                 bb->gen_set = mono_bitset_mp_new (cfg->mempool, bitsize, max_vars);
 273                 bb->kill_set = mono_bitset_mp_new (cfg->mempool, bitsize, max_vars);
 274
 275                 analyze_liveness_bb (cfg, bb);
 276
 277 #ifdef DEBUG_LIVENESS
 278                 printf ("BLOCK BB%d (", bb->block_num);
 279                 for (j = 0; j < bb->out_count; j++)
 280                         printf ("BB%d, ", bb->out_bb [j]->block_num);
 281
 282                 printf (")\n");
 283                 printf ("GEN  BB%d: ", bb->block_num); mono_bitset_print (bb->gen_set);
 284                 printf ("KILL BB%d: ", bb->block_num); mono_bitset_print (bb->kill_set);
 285 #endif
 286         }
 287
 288         old_live_out_set = mono_bitset_new (max_vars, 0);
 289         in_worklist = g_new0 (gboolean, cfg->num_bblocks + 1);
 290
 291         worklist = g_new (MonoBasicBlock *, cfg->num_bblocks + 1);
 292         l_end = 0;
 293
 294         /*
 295          * This is a backward dataflow analysis problem, so we process blocks in
 296          * decreasing dfn order, this speeds up the iteration.
 297          */
 298         for (i = 0; i < cfg->num_bblocks; i ++) {
 299                 MonoBasicBlock *bb = cfg->bblocks [i];
 300
 301                 worklist [l_end ++] = bb;
 302                 in_worklist [bb->dfn] = TRUE;
 303
 304                 /* Initialized later */
 305                 bb->live_in_set = NULL;
 306                 bb->live_out_set = mono_bitset_mp_new (cfg->mempool, bitsize, max_vars);
 307         }
 308
 309         out_iter = 0;
 310
 311         while (l_end != 0) {
 312                 MonoBasicBlock *bb = worklist [--l_end];
 313                 MonoBasicBlock *out_bb;
 314                 gboolean changed;
 315
 316                 in_worklist [bb->dfn] = FALSE;
 317
 318 #ifdef DEBUG_LIVENESS
 319                 printf ("P: %d(%d): IN: ", bb->block_num, bb->dfn);
 320                 for (j = 0; j < bb->in_count; ++j)
 321                         printf ("BB%d ", bb->in_bb [j]->block_num);
 322                 printf ("OUT:");
 323                 for (j = 0; j < bb->out_count; ++j)
 324                         printf ("BB%d ", bb->out_bb [j]->block_num);
 325                 printf ("\n");
 326 #endif
 327
 328
 329                 if (bb->out_count == 0)
 330                         continue;
 331
 332                 out_iter ++;
 333
 334                 if (!bb->live_in_set) {
 335                         /* First pass over this bblock */
 336                         changed = TRUE;
 337                 }
 338                 else {
 339                         changed = FALSE;
 340                         mono_bitset_copyto_fast (bb->live_out_set, old_live_out_set);
 341                 }
 342
 343                 for (j = 0; j < bb->out_count; j++) {
 344                         out_bb = bb->out_bb [j];
 345
 346                         if (!out_bb->live_in_set) {
 347                                 out_bb->live_in_set = mono_bitset_mp_new_noinit (cfg->mempool, bitsize, max_vars);
 348
 349                                 mono_bitset_copyto_fast (out_bb->live_out_set, out_bb->live_in_set);
 350                                 mono_bitset_sub_fast (out_bb->live_in_set, out_bb->kill_set);
 351                                 mono_bitset_union_fast (out_bb->live_in_set, out_bb->gen_set);
 352                         }
 353
 354                         mono_bitset_union_fast (bb->live_out_set, out_bb->live_in_set);
 355                 }
 356
 357                 if (changed || !mono_bitset_equal (old_live_out_set, bb->live_out_set)) {
 358                         if (!bb->live_in_set)
 359                                 bb->live_in_set = mono_bitset_mp_new_noinit (cfg->mempool, bitsize, max_vars);
 360                         mono_bitset_copyto_fast (bb->live_out_set, bb->live_in_set);
 361                         mono_bitset_sub_fast (bb->live_in_set, bb->kill_set);
 362                         mono_bitset_union_fast (bb->live_in_set, bb->gen_set);
 363
 364                         for (j = 0; j < bb->in_count; j++) {
 365                                 MonoBasicBlock *in_bb = bb->in_bb [j];
 366                                 /*
 367                                  * Some basic blocks do not seem to be in the
 368                                  * cfg->bblocks array...
 369                                  */
 370                                 if (in_bb->gen_set && !in_worklist [in_bb->dfn]) {
 371 #ifdef DEBUG_LIVENESS
 372                                         printf ("\tADD: %d\n", in_bb->block_num);
 373 #endif
 374                                         /*
 375                                          * Put the block at the top of the stack, so it
 376                                          * will be processed right away.
 377                                          */
 378                                         worklist [l_end ++] = in_bb;
 379                                         in_worklist [in_bb->dfn] = TRUE;
 380                                 }
 381                         }
 382                 }
 383         }
 384
 385 #ifdef DEBUG_LIVENESS
 386                 printf ("IT: %d %d.\n", cfg->num_bblocks, out_iter);
 387 #endif
 388
 389         mono_bitset_free (old_live_out_set);
 390
 391         g_free (worklist);
 392         g_free (in_worklist);
 393
 394         /* Compute live_in_set for bblocks skipped earlier */
 395         for (i = 0; i < cfg->num_bblocks; ++i) {
 396                 MonoBasicBlock *bb = cfg->bblocks [i];
 397
 398                 if (!bb->live_in_set) {
 399                         bb->live_in_set = mono_bitset_mp_new (cfg->mempool, bitsize, max_vars);
 400
 401                         mono_bitset_copyto_fast (bb->live_out_set, bb->live_in_set);
 402                         mono_bitset_sub_fast (bb->live_in_set, bb->kill_set);
 403                         mono_bitset_union_fast (bb->live_in_set, bb->gen_set);
 404                 }
 405         }
 406
 407         for (i = 0; i < cfg->num_bblocks; ++i) {
 408                 MonoBasicBlock *bb = cfg->bblocks [i];
 409                 guint32 rem, max;
 410                 guint32 abs_pos = (bb->dfn << 16);
 411                 MonoMethodVar *vars = cfg->vars;
 412
 413                 if (!bb->live_out_set)
 414                         continue;
 415
 416                 rem = max_vars % BITS_PER_CHUNK;
 417                 max = ((max_vars + (BITS_PER_CHUNK -1)) / BITS_PER_CHUNK);
 418                 for (j = 0; j < max; ++j) {
 419                         gsize bits_in;
 420                         gsize bits_out;
 421                         int k;
 422
 423                         bits_in = mono_bitset_get_fast (bb->live_in_set, j);
 424                         bits_out = mono_bitset_get_fast (bb->live_out_set, j);
 425
 426                         k = (j * BITS_PER_CHUNK);
 427                         while ((bits_in || bits_out)) {
 428                                 if (bits_in & 1)
 429                                         update_live_range (&vars [k], abs_pos + 0);
 430                                 if (bits_out & 1)
 431                                         update_live_range (&vars [k], abs_pos + 0xffff);
 432                                 bits_in >>= 1;
 433                                 bits_out >>= 1;
 434                                 k ++;
 435                         }
 436                 }
 437         }
 438
 439         /*
 440          * Arguments need to have their live ranges extended to the beginning of
 441          * the method to account for the arg reg/memory -> global register copies
 442          * in the prolog (bug #74992).
 443          */
 444
 445         for (i = 0; i < max_vars; i ++) {
 446                 MonoMethodVar *vi = MONO_VARINFO (cfg, i);
 447                 if (cfg->varinfo [vi->idx]->opcode == OP_ARG) {
 448                         if (vi->range.last_use.abs_pos == 0 && !(cfg->varinfo [vi->idx]->flags & (MONO_INST_VOLATILE|MONO_INST_INDIRECT))) {
 449                                 /*
 450                                  * Can't eliminate the this variable in gshared code, since
 451                                  * it is needed during exception handling to identify the
 452                                  * method.
 453                                  * It is better to check for this here instead of marking the variable
 454                                  * VOLATILE, since that would prevent it from being allocated to
 455                                  * registers.
 456                                  */
 457                                  if (!cfg->disable_deadce_vars && !(cfg->generic_sharing_context && mono_method_signature (cfg->method)->hasthis && cfg->varinfo [vi->idx] == cfg->args [0]))
 458                                          cfg->varinfo [vi->idx]->flags |= MONO_INST_IS_DEAD;
 459                         }
 460                         vi->range.first_use.abs_pos = 0;
 461                 }
 462         }
 463
 464 #ifdef DEBUG_LIVENESS
 465         for (i = cfg->num_bblocks - 1; i >= 0; i--) {
 466                 MonoBasicBlock *bb = cfg->bblocks [i];
 467
 468                 printf ("LIVE IN  BB%d: ", bb->block_num);
 469                 mono_bitset_print (bb->live_in_set);
 470                 printf ("LIVE OUT BB%d: ", bb->block_num);
 471                 mono_bitset_print (bb->live_out_set);
 472         }
 473 #endif
 474
 475         if (!cfg->disable_initlocals_opt)
 476                 optimize_initlocals (cfg);
 477
 478 #ifdef ENABLE_LIVENESS2
 479         /* This improves code size by about 5% but slows down compilation too much */
 480         if (cfg->compile_aot)
 481                 mono_analyze_liveness2 (cfg);
 482 #endif
 483 }
 484
 485 /**
 486  * optimize_initlocals:
 487  *
 488  * Try to optimize away some of the redundant initialization code inserted because of
 489  * 'locals init' using the liveness information.
 490  */
 491 static void
 492 optimize_initlocals (MonoCompile *cfg)
 493 {
 494         MonoBitSet *used;
 495         MonoInst *ins;
 496         MonoBasicBlock *initlocals_bb;
 497
 498         used = mono_bitset_new (cfg->next_vreg + 1, 0);
 499
 500         mono_bitset_clear_all (used);
 501         initlocals_bb = cfg->bb_entry->next_bb;
 502         for (ins = initlocals_bb->code; ins; ins = ins->next) {
 503                 int num_sregs, i;
 504                 int sregs [MONO_MAX_SRC_REGS];
 505
 506                 num_sregs = mono_inst_get_src_registers (ins, sregs);
 507                 for (i = 0; i < num_sregs; ++i)
 508                         mono_bitset_set_fast (used, sregs [i]);
 509
 510                 if (MONO_IS_STORE_MEMBASE (ins))
 511                         mono_bitset_set_fast (used, ins->dreg);
 512         }
 513
 514         for (ins = initlocals_bb->code; ins; ins = ins->next) {
 515                 const char *spec = INS_INFO (ins->opcode);
 516
 517                 /* Look for statements whose dest is not used in this bblock and not live on exit. */
 518                 if ((spec [MONO_INST_DEST] != ' ') && !MONO_IS_STORE_MEMBASE (ins)) {
 519                         MonoInst *var = get_vreg_to_inst (cfg, ins->dreg);
 520
 521                         if (var && !mono_bitset_test_fast (used, ins->dreg) && !mono_bitset_test_fast (initlocals_bb->live_out_set, var->inst_c0) && (var != cfg->ret) && !(var->flags & (MONO_INST_VOLATILE|MONO_INST_INDIRECT))) {
 522                                 //printf ("DEAD: "); mono_print_ins (ins);
 523                                 if ((ins->opcode == OP_ICONST) || (ins->opcode == OP_I8CONST) || (ins->opcode == OP_R8CONST)) {
 524                                         NULLIFY_INS (ins);
 525                                         MONO_VARINFO (cfg, var->inst_c0)->spill_costs -= 1;
 526                                         /*
 527                                          * We should shorten the liveness interval of these vars as well, but
 528                                          * don't have enough info to do that.
 529                                          */
 530                                 }
 531                         }
 532                 }
 533         }
 534
 535         g_free (used);
 536 }
 537
 538 void
 539 mono_linterval_add_range (MonoCompile *cfg, MonoLiveInterval *interval, int from, int to)
 540 {
 541         MonoLiveRange2 *prev_range, *next_range, *new_range;
 542
 543         g_assert (to >= from);
 544
 545         /* Optimize for extending the first interval backwards */
 546         if (G_LIKELY (interval->range && (interval->range->from > from) && (interval->range->from == to))) {
 547                 interval->range->from = from;
 548                 return;
 549         }
 550
 551         /* Find a place in the list for the new range */
 552         prev_range = NULL;
 553         next_range = interval->range;
 554         while ((next_range != NULL) && (next_range->from <= from)) {
 555                 prev_range = next_range;
 556                 next_range = next_range->next;
 557         }
 558
 559         if (prev_range && prev_range->to == from) {
 560                 /* Merge with previous */
 561                 prev_range->to = to;
 562         } else if (next_range && next_range->from == to) {
 563                 /* Merge with previous */
 564                 next_range->from = from;
 565         } else {
 566                 /* Insert it */
 567                 new_range = mono_mempool_alloc (cfg->mempool, sizeof (MonoLiveRange2));
 568                 new_range->from = from;
 569                 new_range->to = to;
 570                 new_range->next = NULL;
 571
 572                 if (prev_range)
 573                         prev_range->next = new_range;
 574                 else
 575                         interval->range = new_range;
 576                 if (next_range)
 577                         new_range->next = next_range;
 578                 else
 579                         interval->last_range = new_range;
 580         }
 581
 582         /* FIXME: Merge intersecting ranges */
 583 }
 584
 585 void
 586 mono_linterval_print (MonoLiveInterval *interval)
 587 {
 588         MonoLiveRange2 *range;
 589
 590         for (range = interval->range; range != NULL; range = range->next)
 591                 printf ("[%x-%x] ", range->from, range->to);
 592 }
 593
 594 void
 595 mono_linterval_print_nl (MonoLiveInterval *interval)
 596 {
 597         mono_linterval_print (interval);
 598         printf ("\n");
 599 }
 600
 601 /**
 602  * mono_linterval_convers:
 603  *
 604  *   Return whenever INTERVAL covers the position POS.
 605  */
 606 gboolean
 607 mono_linterval_covers (MonoLiveInterval *interval, int pos)
 608 {
 609         MonoLiveRange2 *range;
 610
 611         for (range = interval->range; range != NULL; range = range->next) {
 612                 if (pos >= range->from && pos <= range->to)
 613                         return TRUE;
 614                 if (range->from > pos)
 615                         return FALSE;
 616         }
 617
 618         return FALSE;
 619 }
 620
 621 /**
 622  * mono_linterval_get_intersect_pos:
 623  *
 624  *   Determine whenever I1 and I2 intersect, and if they do, return the first
 625  * point of intersection. Otherwise, return -1.
 626  */
 627 gint32
 628 mono_linterval_get_intersect_pos (MonoLiveInterval *i1, MonoLiveInterval *i2)
 629 {
 630         MonoLiveRange2 *r1, *r2;
 631
 632         /* FIXME: Optimize this */
 633         for (r1 = i1->range; r1 != NULL; r1 = r1->next) {
 634                 for (r2 = i2->range; r2 != NULL; r2 = r2->next) {
 635                         if (r2->to > r1->from && r2->from < r1->to) {
 636                                 if (r2->from <= r1->from)
 637                                         return r1->from;
 638                                 else
 639                                         return r2->from;
 640                         }
 641                 }
 642         }
 643
 644         return -1;
 645 }
 646
 647 /**
 648  * mono_linterval_split
 649  *
 650  *   Split L at POS and store the newly created intervals into L1 and L2. POS becomes
 651  * part of L2.
 652  */
 653 void
 654 mono_linterval_split (MonoCompile *cfg, MonoLiveInterval *interval, MonoLiveInterval **i1, MonoLiveInterval **i2, int pos)
 655 {
 656         MonoLiveRange2 *r;
 657
 658         g_assert (pos > interval->range->from && pos <= interval->last_range->to);
 659
 660         *i1 = mono_mempool_alloc0 (cfg->mempool, sizeof (MonoLiveInterval));
 661         *i2 = mono_mempool_alloc0 (cfg->mempool, sizeof (MonoLiveInterval));
 662
 663         for (r = interval->range; r; r = r->next) {
 664                 if (pos > r->to) {
 665                         /* Add it to the first child */
 666                         mono_linterval_add_range (cfg, *i1, r->from, r->to);
 667                 } else if (pos > r->from && pos <= r->to) {
 668                         /* Split at pos */
 669                         mono_linterval_add_range (cfg, *i1, r->from, pos - 1);
 670                         mono_linterval_add_range (cfg, *i2, pos, r->to);
 671                 } else {
 672                         /* Add it to the second child */
 673                         mono_linterval_add_range (cfg, *i2, r->from, r->to);
 674                 }
 675         }
 676 }
 677
 678 #ifdef ENABLE_LIVENESS2
 679
 680 #if 0
 681 #define LIVENESS_DEBUG(a) do { a; } while (0)
 682 #else
 683 #define LIVENESS_DEBUG(a)
 684 #endif
 685
 686 static inline void
 687 update_liveness2 (MonoCompile *cfg, MonoInst *ins, gboolean set_volatile, int inst_num, gint32 *last_use)
 688 {
 689         const char *spec = INS_INFO (ins->opcode);
 690         int sreg;
 691         int num_sregs, i;
 692         int sregs [MONO_MAX_SRC_REGS];
 693
 694         LIVENESS_DEBUG (printf ("\t%x: ", inst_num); mono_print_ins (ins));
 695
 696         if (ins->opcode == OP_NOP)
 697                 return;
 698
 699         /* DREG */
 700         if ((spec [MONO_INST_DEST] != ' ') && get_vreg_to_inst (cfg, ins->dreg)) {
 701                 MonoInst *var = get_vreg_to_inst (cfg, ins->dreg);
 702                 int idx = var->inst_c0;
 703                 MonoMethodVar *vi = MONO_VARINFO (cfg, idx);
 704
 705                 if (MONO_IS_STORE_MEMBASE (ins)) {
 706                         if (last_use [idx] == 0) {
 707                                 LIVENESS_DEBUG (printf ("\tlast use of R%d set to %x\n", ins->dreg, inst_num));
 708                                 last_use [idx] = inst_num;
 709                         }
 710                 } else {
 711                         if (last_use [idx] > 0) {
 712                                 LIVENESS_DEBUG (printf ("\tadd range to R%d: [%x, %x)\n", ins->dreg, inst_num, last_use [idx]));
 713                                 mono_linterval_add_range (cfg, vi->interval, inst_num, last_use [idx]);
 714                                 last_use [idx] = 0;
 715                         }
 716                         else {
 717                                 /* Try dead code elimination */
 718                                 if ((var != cfg->ret) && !(var->flags & (MONO_INST_VOLATILE|MONO_INST_INDIRECT)) && ((ins->opcode == OP_ICONST) || (ins->opcode == OP_I8CONST) || (ins->opcode == OP_R8CONST)) && !(var->flags & MONO_INST_VOLATILE)) {
 719                                         LIVENESS_DEBUG (printf ("\tdead def of R%d, eliminated\n", ins->dreg));
 720                                         ins->opcode = OP_NOP;
 721                                         ins->dreg = -1;
 722                                         MONO_INST_NULLIFY_SREGS (ins);
 723                                         return;
 724                                 }
 725
 726                                 LIVENESS_DEBUG (printf ("\tdead def of R%d, add range to R%d: [%x, %x]\n", ins->dreg, ins->dreg, inst_num, inst_num + 1));
 727                                 mono_linterval_add_range (cfg, vi->interval, inst_num, inst_num + 1);
 728                         }
 729                 }
 730         }
 731
 732         /* SREGs */
 733         num_sregs = mono_inst_get_src_registers (ins, sregs);
 734         for (i = 0; i < num_sregs; ++i) {
 735                 sreg = sregs [i];
 736                 if ((spec [MONO_INST_SRC1 + i] != ' ') && get_vreg_to_inst (cfg, sreg)) {
 737                         MonoInst *var = get_vreg_to_inst (cfg, sreg);
 738                         int idx = var->inst_c0;
 739
 740                         if (last_use [idx] == 0) {
 741                                 LIVENESS_DEBUG (printf ("\tlast use of R%d set to %x\n", sreg, inst_num));
 742                                 last_use [idx] = inst_num;
 743                         }
 744                 }
 745         }
 746 }
 747
 748 static void
 749 mono_analyze_liveness2 (MonoCompile *cfg)
 750 {
 751         int bnum, idx, i, j, nins, rem, max, max_vars, block_from, block_to, pos, reverse_len;
 752         gint32 *last_use;
 753         static guint32 disabled = -1;
 754         MonoInst **reverse;
 755
 756         if (disabled == -1)
 757                 disabled = getenv ("DISABLED") != NULL;
 758
 759         if (disabled)
 760                 return;
 761
 762         LIVENESS_DEBUG (printf ("LIVENESS 2 %s\n", mono_method_full_name (cfg->method, TRUE)));
 763
 764         /*
 765         if (strstr (cfg->method->name, "test_") != cfg->method->name)
 766                 return;
 767         */
 768
 769         max_vars = cfg->num_varinfo;
 770         last_use = g_new0 (gint32, max_vars);
 771
 772         reverse_len = 1024;
 773         reverse = mono_mempool_alloc (cfg->mempool, sizeof (MonoInst*) * reverse_len);
 774
 775         for (idx = 0; idx < max_vars; ++idx) {
 776                 MonoMethodVar *vi = MONO_VARINFO (cfg, idx);
 777
 778                 vi->interval = mono_mempool_alloc0 (cfg->mempool, sizeof (MonoLiveInterval));
 779         }
 780
 781         /*
 782          * Process bblocks in reverse order, so the addition of new live ranges
 783          * to the intervals is faster.
 784          */
 785         for (bnum = cfg->num_bblocks - 1; bnum >= 0; --bnum) {
 786                 MonoBasicBlock *bb = cfg->bblocks [bnum];
 787                 MonoInst *ins;
 788
 789                 block_from = (bb->dfn << 16) + 1; /* so pos > 0 */
 790                 if (bnum < cfg->num_bblocks - 1)
 791                         /* Beginning of the next bblock */
 792                         block_to = (cfg->bblocks [bnum + 1]->dfn << 16) + 1;
 793                 else
 794                         block_to = (bb->dfn << 16) + 0xffff;
 795
 796                 LIVENESS_DEBUG (printf ("LIVENESS BLOCK BB%d:\n", bb->block_num));
 797
 798                 memset (last_use, 0, max_vars * sizeof (gint32));
 799
 800                 /* For variables in bb->live_out, set last_use to block_to */
 801
 802                 rem = max_vars % BITS_PER_CHUNK;
 803                 max = ((max_vars + (BITS_PER_CHUNK -1)) / BITS_PER_CHUNK);
 804                 for (j = 0; j < max; ++j) {
 805                         gsize bits_out;
 806                         int k;
 807
 808                         bits_out = mono_bitset_get_fast (bb->live_out_set, j);
 809                         k = (j * BITS_PER_CHUNK);
 810                         while (bits_out) {
 811                                 if (bits_out & 1) {
 812                                         LIVENESS_DEBUG (printf ("Var R%d live at exit, set last_use to %x\n", cfg->varinfo [k]->dreg, block_to));
 813                                         last_use [k] = block_to;
 814                                 }
 815                                 bits_out >>= 1;
 816                                 k ++;
 817                         }
 818                 }
 819
 820                 if (cfg->ret)
 821                         last_use [cfg->ret->inst_c0] = block_to;
 822
 823                 for (nins = 0, pos = block_from, ins = bb->code; ins; ins = ins->next, ++nins, ++pos) {
 824                         if (nins >= reverse_len) {
 825                                 int new_reverse_len = reverse_len * 2;
 826                                 MonoInst **new_reverse = mono_mempool_alloc (cfg->mempool, sizeof (MonoInst*) * new_reverse_len);
 827                                 memcpy (new_reverse, reverse, sizeof (MonoInst*) * reverse_len);
 828                                 reverse = new_reverse;
 829                                 reverse_len = new_reverse_len;
 830                         }
 831
 832                         reverse [nins] = ins;
 833                 }
 834
 835                 /* Process instructions backwards */
 836                 for (i = nins - 1; i >= 0; --i) {
 837                         MonoInst *ins = (MonoInst*)reverse [i];
 838
 839                         update_liveness2 (cfg, ins, FALSE, pos, last_use);
 840
 841                         pos --;
 842                 }
 843
 844                 for (idx = 0; idx < max_vars; ++idx) {
 845                         MonoMethodVar *vi = MONO_VARINFO (cfg, idx);
 846
 847                         if (last_use [idx] != 0) {
 848                                 /* Live at exit, not written -> live on enter */
 849                                 LIVENESS_DEBUG (printf ("Var R%d live at enter, add range to R%d: [%x, %x)\n", cfg->varinfo [idx]->dreg, cfg->varinfo [idx]->dreg, block_from, last_use [idx]));
 850                                 mono_linterval_add_range (cfg, vi->interval, block_from, last_use [idx]);
 851                         }
 852                 }
 853         }
 854
 855         /*
 856          * Arguments need to have their live ranges extended to the beginning of
 857          * the method to account for the arg reg/memory -> global register copies
 858          * in the prolog (bug #74992).
 859          */
 860         for (i = 0; i < max_vars; i ++) {
 861                 MonoMethodVar *vi = MONO_VARINFO (cfg, i);
 862                 if (cfg->varinfo [vi->idx]->opcode == OP_ARG)
 863                         mono_linterval_add_range (cfg, vi->interval, 0, 1);
 864         }
 865
 866 #if 0
 867         for (idx = 0; idx < max_vars; ++idx) {
 868                 MonoMethodVar *vi = MONO_VARINFO (cfg, idx);
 869
 870                 LIVENESS_DEBUG (printf ("LIVENESS R%d: ", cfg->varinfo [idx]->dreg));
 871                 LIVENESS_DEBUG (mono_linterval_print (vi->interval));
 872                 LIVENESS_DEBUG (printf ("\n"));
 873         }
 874 #endif
 875
 876         g_free (last_use);
 877 }
 878
 879 #endif