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 #include "inssel.h"
  12 #include "aliasing.h"
  13
  14 #define SPILL_COST_INCREMENT (1 << (bb->nesting << 1))
  15
  16 //#define DEBUG_LIVENESS
  17
  18 #if SIZEOF_VOID_P == 8
  19 #define BITS_PER_CHUNK 64
  20 #else
  21 #define BITS_PER_CHUNK 32
  22 #endif
  23
  24 /*
  25  * The liveness2 pass can't handle long vars on 32 bit platforms because the component
  26  * vars have the same 'idx'.
  27  */
  28 #if SIZEOF_VOID_P == 8
  29 #define ENABLE_LIVENESS2
  30 #endif
  31
  32 #ifdef ENABLE_LIVENESS2
  33 static void mono_analyze_liveness2 (MonoCompile *cfg);
  34 #endif
  35
  36 static void
  37 optimize_initlocals (MonoCompile *cfg);
  38
  39 /* mono_bitset_mp_new:
  40  *
  41  * allocates a MonoBitSet inside a memory pool
  42  */
  43 static inline MonoBitSet*
  44 mono_bitset_mp_new (MonoMemPool *mp, guint32 size, guint32 max_size)
  45 {
  46         guint8 *mem = mono_mempool_alloc0 (mp, size);
  47         return mono_bitset_mem_new (mem, max_size, MONO_BITSET_DONT_FREE);
  48 }
  49
  50 static inline MonoBitSet*
  51 mono_bitset_mp_new_noinit (MonoMemPool *mp, guint32 size, guint32 max_size)
  52 {
  53         guint8 *mem = mono_mempool_alloc (mp, size);
  54         return mono_bitset_mem_new (mem, max_size, MONO_BITSET_DONT_FREE);
  55 }
  56
  57 G_GNUC_UNUSED static void
  58 mono_bitset_print (MonoBitSet *set)
  59 {
  60         int i;
  61
  62         printf ("{");
  63         for (i = 0; i < mono_bitset_size (set); i++) {
  64
  65                 if (mono_bitset_test (set, i))
  66                         printf ("%d, ", i);
  67
  68         }
  69         printf ("}\n");
  70 }
  71
  72 static void
  73 visit_bb (MonoCompile *cfg, MonoBasicBlock *bb, GSList **visited)
  74 {
  75         int i;
  76         MonoInst *ins;
  77
  78         if (g_slist_find (*visited, bb))
  79                 return;
  80
  81         for (ins = bb->code; ins; ins = ins->next) {
  82                 const char *spec = INS_INFO (ins->opcode);
  83                 int regtype, srcindex, sreg;
  84
  85                 if (ins->opcode == OP_NOP)
  86                         continue;
  87
  88                 /* DREG */
  89                 regtype = spec [MONO_INST_DEST];
  90                 g_assert (((ins->dreg == -1) && (regtype == ' ')) || ((ins->dreg != -1) && (regtype != ' ')));
  91
  92                 if ((ins->dreg != -1) && get_vreg_to_inst (cfg, ins->dreg)) {
  93                         MonoInst *var = get_vreg_to_inst (cfg, ins->dreg);
  94                         int idx = var->inst_c0;
  95                         MonoMethodVar *vi = MONO_VARINFO (cfg, idx);
  96
  97                         cfg->varinfo [vi->idx]->flags |= MONO_INST_VOLATILE;
  98                 }
  99
 100                 /* SREGS */
 101                 for (srcindex = 0; srcindex < 2; ++srcindex) {
 102                         regtype = spec [(srcindex == 0) ? MONO_INST_SRC1 : MONO_INST_SRC2];
 103                         sreg = srcindex == 0 ? ins->sreg1 : ins->sreg2;
 104
 105                         g_assert (((sreg == -1) && (regtype == ' ')) || ((sreg != -1) && (regtype != ' ')));
 106                         if ((sreg != -1) && get_vreg_to_inst (cfg, sreg)) {
 107                                 MonoInst *var = get_vreg_to_inst (cfg, sreg);
 108                                 int idx = var->inst_c0;
 109                                 MonoMethodVar *vi = MONO_VARINFO (cfg, idx);
 110
 111                                 cfg->varinfo [vi->idx]->flags |= MONO_INST_VOLATILE;
 112                         }
 113                 }
 114         }
 115
 116         *visited = g_slist_append (*visited, bb);
 117
 118         /*
 119          * Need to visit all bblocks reachable from this one since they can be
 120          * reached during exception handling.
 121          */
 122         for (i = 0; i < bb->out_count; ++i) {
 123                 visit_bb (cfg, bb->out_bb [i], visited);
 124         }
 125 }
 126
 127 void
 128 mono_liveness_handle_exception_clauses (MonoCompile *cfg)
 129 {
 130         MonoBasicBlock *bb;
 131         GSList *visited = NULL;
 132
 133         /*
 134          * Variables in exception handler register cannot be allocated to registers
 135          * so make them volatile. See bug #42136. This will not be neccessary when
 136          * the back ends could guarantee that the variables will be in the
 137          * correct registers when a handler is called.
 138          * This includes try blocks too, since a variable in a try block might be
 139          * accessed after an exception handler has been run.
 140          */
 141         for (bb = cfg->bb_entry; bb; bb = bb->next_bb) {
 142
 143                 if (bb->region == -1 || MONO_BBLOCK_IS_IN_REGION (bb, MONO_REGION_TRY))
 144                         continue;
 145
 146                 visit_bb (cfg, bb, &visited);
 147         }
 148         g_slist_free (visited);
 149 }
 150
 151 static inline void
 152 update_live_range (MonoMethodVar *var, int abs_pos)
 153 {
 154         if (var->range.first_use.abs_pos > abs_pos)
 155                 var->range.first_use.abs_pos = abs_pos;
 156
 157         if (var->range.last_use.abs_pos < abs_pos)
 158                 var->range.last_use.abs_pos = abs_pos;
 159 }
 160
 161 static void
 162 analyze_liveness_bb (MonoCompile *cfg, MonoBasicBlock *bb)
 163 {
 164         MonoInst *ins;
 165         int sreg, inst_num;
 166         MonoMethodVar *vars = cfg->vars;
 167         guint32 abs_pos = (bb->dfn << 16);
 168
 169         for (inst_num = 0, ins = bb->code; ins; ins = ins->next, inst_num += 2) {
 170                 const char *spec = INS_INFO (ins->opcode);
 171
 172 #ifdef DEBUG_LIVENESS
 173                         printf ("\t"); mono_print_ins (ins);
 174 #endif
 175
 176                 if (ins->opcode == OP_NOP)
 177                         continue;
 178
 179                 if (ins->opcode == OP_LDADDR) {
 180                         MonoInst *var = ins->inst_p0;
 181                         int idx = var->inst_c0;
 182                         MonoMethodVar *vi = MONO_VARINFO (cfg, idx);
 183
 184 #ifdef DEBUG_LIVENESS
 185                         printf ("\tGEN: R%d(%d)\n", var->dreg, idx);
 186 #endif
 187                         update_live_range (&vars [idx], abs_pos + inst_num);
 188                         if (!mono_bitset_test_fast (bb->kill_set, idx))
 189                                 mono_bitset_set_fast (bb->gen_set, idx);
 190                         vi->spill_costs += SPILL_COST_INCREMENT;
 191                 }
 192
 193                 /* SREGs must come first, so MOVE r <- r is handled correctly */
 194
 195                 /* SREG1 */
 196                 sreg = ins->sreg1;
 197                 if ((spec [MONO_INST_SRC1] != ' ') && get_vreg_to_inst (cfg, sreg)) {
 198                         MonoInst *var = get_vreg_to_inst (cfg, sreg);
 199                         int idx = var->inst_c0;
 200                         MonoMethodVar *vi = MONO_VARINFO (cfg, idx);
 201
 202 #ifdef DEBUG_LIVENESS
 203                         printf ("\tGEN: R%d(%d)\n", sreg, idx);
 204 #endif
 205                         update_live_range (&vars [idx], abs_pos + inst_num);
 206                         if (!mono_bitset_test_fast (bb->kill_set, idx))
 207                                 mono_bitset_set_fast (bb->gen_set, idx);
 208                         vi->spill_costs += SPILL_COST_INCREMENT;
 209                 }
 210
 211                 /* SREG2 */
 212                 sreg = ins->sreg2;
 213                 if ((spec [MONO_INST_SRC2] != ' ') && get_vreg_to_inst (cfg, sreg)) {
 214                         MonoInst *var = get_vreg_to_inst (cfg, sreg);
 215                         int idx = var->inst_c0;
 216                         MonoMethodVar *vi = MONO_VARINFO (cfg, idx);
 217
 218 #ifdef DEBUG_LIVENESS
 219                         printf ("\tGEN: R%d(%d)\n", sreg, idx);
 220 #endif
 221                         update_live_range (&vars [idx], abs_pos + inst_num);
 222                         if (!mono_bitset_test_fast (bb->kill_set, idx))
 223                                 mono_bitset_set_fast (bb->gen_set, idx);
 224                         vi->spill_costs += SPILL_COST_INCREMENT;
 225                 }
 226
 227                 /* DREG */
 228                 if ((spec [MONO_INST_DEST] != ' ') && get_vreg_to_inst (cfg, ins->dreg)) {
 229                         MonoInst *var = get_vreg_to_inst (cfg, ins->dreg);
 230                         int idx = var->inst_c0;
 231                         MonoMethodVar *vi = MONO_VARINFO (cfg, idx);
 232
 233                         if (MONO_IS_STORE_MEMBASE (ins)) {
 234                                 update_live_range (&vars [idx], abs_pos + inst_num);
 235                                 if (!mono_bitset_test_fast (bb->kill_set, idx))
 236                                         mono_bitset_set_fast (bb->gen_set, idx);
 237                                 vi->spill_costs += SPILL_COST_INCREMENT;
 238                         } else {
 239 #ifdef DEBUG_LIVENESS
 240                                 printf ("\tKILL: R%d(%d)\n", ins->dreg, idx);
 241 #endif
 242                                 update_live_range (&vars [idx], abs_pos + inst_num + 1);
 243                                 mono_bitset_set_fast (bb->kill_set, idx);
 244                                 vi->spill_costs += SPILL_COST_INCREMENT;
 245                         }
 246                 }
 247         }
 248 }
 249
 250 /* generic liveness analysis code. CFG specific parts are
 251  * in update_gen_kill_set()
 252  */
 253 void
 254 mono_analyze_liveness (MonoCompile *cfg)
 255 {
 256         MonoBitSet *old_live_out_set;
 257         int i, j, max_vars = cfg->num_varinfo;
 258         int out_iter;
 259         gboolean *in_worklist;
 260         MonoBasicBlock **worklist;
 261         guint32 l_end;
 262         int bitsize;
 263
 264 #ifdef DEBUG_LIVENESS
 265         printf ("LIVENESS %s\n", mono_method_full_name (cfg->method, TRUE));
 266 #endif
 267
 268         g_assert (!(cfg->comp_done & MONO_COMP_LIVENESS));
 269
 270         cfg->comp_done |= MONO_COMP_LIVENESS;
 271
 272         if (max_vars == 0)
 273                 return;
 274
 275         bitsize = mono_bitset_alloc_size (max_vars, 0);
 276
 277         for (i = 0; i < max_vars; i ++) {
 278                 MONO_VARINFO (cfg, i)->range.first_use.abs_pos = ~ 0;
 279                 MONO_VARINFO (cfg, i)->range.last_use .abs_pos =   0;
 280                 MONO_VARINFO (cfg, i)->spill_costs = 0;
 281         }
 282
 283         for (i = 0; i < cfg->num_bblocks; ++i) {
 284                 MonoBasicBlock *bb = cfg->bblocks [i];
 285
 286                 bb->gen_set = mono_bitset_mp_new (cfg->mempool, bitsize, max_vars);
 287                 bb->kill_set = mono_bitset_mp_new (cfg->mempool, bitsize, max_vars);
 288
 289                 analyze_liveness_bb (cfg, bb);
 290
 291 #ifdef DEBUG_LIVENESS
 292                 printf ("BLOCK BB%d (", bb->block_num);
 293                 for (j = 0; j < bb->out_count; j++)
 294                         printf ("BB%d, ", bb->out_bb [j]->block_num);
 295
 296                 printf (")\n");
 297                 printf ("GEN  BB%d: ", bb->block_num); mono_bitset_print (bb->gen_set);
 298                 printf ("KILL BB%d: ", bb->block_num); mono_bitset_print (bb->kill_set);
 299 #endif
 300         }
 301
 302         old_live_out_set = mono_bitset_new (max_vars, 0);
 303         in_worklist = g_new0 (gboolean, cfg->num_bblocks + 1);
 304
 305         worklist = g_new (MonoBasicBlock *, cfg->num_bblocks + 1);
 306         l_end = 0;
 307
 308         /*
 309          * This is a backward dataflow analysis problem, so we process blocks in
 310          * decreasing dfn order, this speeds up the iteration.
 311          */
 312         for (i = 0; i < cfg->num_bblocks; i ++) {
 313                 MonoBasicBlock *bb = cfg->bblocks [i];
 314
 315                 worklist [l_end ++] = bb;
 316                 in_worklist [bb->dfn] = TRUE;
 317
 318                 /* Initialized later */
 319                 bb->live_in_set = NULL;
 320                 bb->live_out_set = mono_bitset_mp_new (cfg->mempool, bitsize, max_vars);
 321         }
 322
 323         out_iter = 0;
 324
 325         while (l_end != 0) {
 326                 MonoBasicBlock *bb = worklist [--l_end];
 327                 MonoBasicBlock *out_bb;
 328                 gboolean changed;
 329
 330                 in_worklist [bb->dfn] = FALSE;
 331
 332 #ifdef DEBUG_LIVENESS
 333                 printf ("P: %d(%d): IN: ", bb->block_num, bb->dfn);
 334                 for (j = 0; j < bb->in_count; ++j)
 335                         printf ("BB%d ", bb->in_bb [j]->block_num);
 336                 printf ("OUT:");
 337                 for (j = 0; j < bb->out_count; ++j)
 338                         printf ("BB%d ", bb->out_bb [j]->block_num);
 339                 printf ("\n");
 340 #endif
 341
 342
 343                 if (bb->out_count == 0)
 344                         continue;
 345
 346                 out_iter ++;
 347
 348                 if (!bb->live_in_set) {
 349                         /* First pass over this bblock */
 350                         changed = TRUE;
 351                 }
 352                 else {
 353                         changed = FALSE;
 354                         mono_bitset_copyto_fast (bb->live_out_set, old_live_out_set);
 355                 }
 356
 357                 for (j = 0; j < bb->out_count; j++) {
 358                         out_bb = bb->out_bb [j];
 359
 360                         if (!out_bb->live_in_set) {
 361                                 out_bb->live_in_set = mono_bitset_mp_new_noinit (cfg->mempool, bitsize, max_vars);
 362
 363                                 mono_bitset_copyto_fast (out_bb->live_out_set, out_bb->live_in_set);
 364                                 mono_bitset_sub_fast (out_bb->live_in_set, out_bb->kill_set);
 365                                 mono_bitset_union_fast (out_bb->live_in_set, out_bb->gen_set);
 366                         }
 367
 368                         mono_bitset_union_fast (bb->live_out_set, out_bb->live_in_set);
 369                 }
 370
 371                 if (changed || !mono_bitset_equal (old_live_out_set, bb->live_out_set)) {
 372                         if (!bb->live_in_set)
 373                                 bb->live_in_set = mono_bitset_mp_new_noinit (cfg->mempool, bitsize, max_vars);
 374                         mono_bitset_copyto_fast (bb->live_out_set, bb->live_in_set);
 375                         mono_bitset_sub_fast (bb->live_in_set, bb->kill_set);
 376                         mono_bitset_union_fast (bb->live_in_set, bb->gen_set);
 377
 378                         for (j = 0; j < bb->in_count; j++) {
 379                                 MonoBasicBlock *in_bb = bb->in_bb [j];
 380                                 /*
 381                                  * Some basic blocks do not seem to be in the
 382                                  * cfg->bblocks array...
 383                                  */
 384                                 if (in_bb->gen_set && !in_worklist [in_bb->dfn]) {
 385 #ifdef DEBUG_LIVENESS
 386                                         printf ("\tADD: %d\n", in_bb->block_num);
 387 #endif
 388                                         /*
 389                                          * Put the block at the top of the stack, so it
 390                                          * will be processed right away.
 391                                          */
 392                                         worklist [l_end ++] = in_bb;
 393                                         in_worklist [in_bb->dfn] = TRUE;
 394                                 }
 395                         }
 396                 }
 397         }
 398
 399 #ifdef DEBUG_LIVENESS
 400                 printf ("IT: %d %d.\n", cfg->num_bblocks, out_iter);
 401 #endif
 402
 403         mono_bitset_free (old_live_out_set);
 404
 405         g_free (worklist);
 406         g_free (in_worklist);
 407
 408         /* Compute live_in_set for bblocks skipped earlier */
 409         for (i = 0; i < cfg->num_bblocks; ++i) {
 410                 MonoBasicBlock *bb = cfg->bblocks [i];
 411
 412                 if (!bb->live_in_set) {
 413                         bb->live_in_set = mono_bitset_mp_new (cfg->mempool, bitsize, max_vars);
 414
 415                         mono_bitset_copyto_fast (bb->live_out_set, bb->live_in_set);
 416                         mono_bitset_sub_fast (bb->live_in_set, bb->kill_set);
 417                         mono_bitset_union_fast (bb->live_in_set, bb->gen_set);
 418                 }
 419         }
 420
 421         for (i = 0; i < cfg->num_bblocks; ++i) {
 422                 MonoBasicBlock *bb = cfg->bblocks [i];
 423                 guint32 rem, max;
 424                 guint32 abs_pos = (bb->dfn << 16);
 425                 MonoMethodVar *vars = cfg->vars;
 426
 427                 if (!bb->live_out_set)
 428                         continue;
 429
 430                 rem = max_vars % BITS_PER_CHUNK;
 431                 max = ((max_vars + (BITS_PER_CHUNK -1)) / BITS_PER_CHUNK);
 432                 for (j = 0; j < max; ++j) {
 433                         gsize bits_in;
 434                         gsize bits_out;
 435                         int k;
 436
 437                         bits_in = mono_bitset_get_fast (bb->live_in_set, j);
 438                         bits_out = mono_bitset_get_fast (bb->live_out_set, j);
 439
 440                         k = (j * BITS_PER_CHUNK);
 441                         while ((bits_in || bits_out)) {
 442                                 if (bits_in & 1)
 443                                         update_live_range (&vars [k], abs_pos + 0);
 444                                 if (bits_out & 1)
 445                                         update_live_range (&vars [k], abs_pos + 0xffff);
 446                                 bits_in >>= 1;
 447                                 bits_out >>= 1;
 448                                 k ++;
 449                         }
 450                 }
 451         }
 452
 453         /*
 454          * Arguments need to have their live ranges extended to the beginning of
 455          * the method to account for the arg reg/memory -> global register copies
 456          * in the prolog (bug #74992).
 457          */
 458
 459         for (i = 0; i < max_vars; i ++) {
 460                 MonoMethodVar *vi = MONO_VARINFO (cfg, i);
 461                 if (cfg->varinfo [vi->idx]->opcode == OP_ARG) {
 462                         if (vi->range.last_use.abs_pos == 0 && !(cfg->varinfo [vi->idx]->flags & (MONO_INST_VOLATILE|MONO_INST_INDIRECT)))
 463                                 cfg->varinfo [vi->idx]->flags |= MONO_INST_IS_DEAD;
 464                         vi->range.first_use.abs_pos = 0;
 465                 }
 466         }
 467
 468 #ifdef DEBUG_LIVENESS
 469         for (i = cfg->num_bblocks - 1; i >= 0; i--) {
 470                 MonoBasicBlock *bb = cfg->bblocks [i];
 471
 472                 printf ("LIVE IN  BB%d: ", bb->block_num);
 473                 mono_bitset_print (bb->live_in_set);
 474                 printf ("LIVE OUT BB%d: ", bb->block_num);
 475                 mono_bitset_print (bb->live_out_set);
 476         }
 477 #endif
 478
 479         if (!cfg->disable_initlocals_opt)
 480                 optimize_initlocals (cfg);
 481
 482 #ifdef ENABLE_LIVENESS2
 483         /* This improves code size by about 5% but slows down compilation too much */
 484         if (cfg->compile_aot)
 485                 mono_analyze_liveness2 (cfg);
 486 #endif
 487 }
 488
 489 /**
 490  * optimize_initlocals:
 491  *
 492  * Try to optimize away some of the redundant initialization code inserted because of
 493  * 'locals init' using the liveness information.
 494  */
 495 static void
 496 optimize_initlocals (MonoCompile *cfg)
 497 {
 498         MonoBitSet *used;
 499         MonoInst *ins;
 500         MonoBasicBlock *initlocals_bb;
 501
 502         used = mono_bitset_new (cfg->next_vreg + 1, 0);
 503
 504         mono_bitset_clear_all (used);
 505         initlocals_bb = cfg->bb_entry->next_bb;
 506         for (ins = initlocals_bb->code; ins; ins = ins->next) {
 507                 const char *spec = INS_INFO (ins->opcode);
 508
 509                 if (spec [MONO_INST_SRC1] != ' ')
 510                         mono_bitset_set_fast (used, ins->sreg1);
 511                 if (spec [MONO_INST_SRC2] != ' ')
 512                         mono_bitset_set_fast (used, ins->sreg2);
 513                 if (MONO_IS_STORE_MEMBASE (ins))
 514                         mono_bitset_set_fast (used, ins->dreg);
 515         }
 516
 517         for (ins = initlocals_bb->code; ins; ins = ins->next) {
 518                 const char *spec = INS_INFO (ins->opcode);
 519
 520                 /* Look for statements whose dest is not used in this bblock and not live on exit. */
 521                 if ((spec [MONO_INST_DEST] != ' ') && !MONO_IS_STORE_MEMBASE (ins)) {
 522                         MonoInst *var = get_vreg_to_inst (cfg, ins->dreg);
 523
 524                         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))) {
 525                                 //printf ("DEAD: "); mono_print_ins (ins);
 526                                 if ((ins->opcode == OP_ICONST) || (ins->opcode == OP_I8CONST) || (ins->opcode == OP_R8CONST)) {
 527                                         NULLIFY_INS (ins);
 528                                         MONO_VARINFO (cfg, var->inst_c0)->spill_costs -= 1;
 529                                         /*
 530                                          * We should shorten the liveness interval of these vars as well, but
 531                                          * don't have enough info to do that.
 532                                          */
 533                                 }
 534                         }
 535                 }
 536         }
 537
 538         g_free (used);
 539 }
 540
 541 void
 542 mono_linterval_add_range (MonoCompile *cfg, MonoLiveInterval *interval, int from, int to)
 543 {
 544         MonoLiveRange2 *prev_range, *next_range, *new_range;
 545
 546         g_assert (to >= from);
 547
 548         /* Optimize for extending the first interval backwards */
 549         if (G_LIKELY (interval->range && (interval->range->from > from) && (interval->range->from == to))) {
 550                 interval->range->from = from;
 551                 return;
 552         }
 553
 554         /* Find a place in the list for the new range */
 555         prev_range = NULL;
 556         next_range = interval->range;
 557         while ((next_range != NULL) && (next_range->from <= from)) {
 558                 prev_range = next_range;
 559                 next_range = next_range->next;
 560         }
 561
 562         if (prev_range && prev_range->to == from) {
 563                 /* Merge with previous */
 564                 prev_range->to = to;
 565         } else if (next_range && next_range->from == to) {
 566                 /* Merge with previous */
 567                 next_range->from = from;
 568         } else {
 569                 /* Insert it */
 570                 new_range = mono_mempool_alloc (cfg->mempool, sizeof (MonoLiveRange2));
 571                 new_range->from = from;
 572                 new_range->to = to;
 573                 new_range->next = NULL;
 574
 575                 if (prev_range)
 576                         prev_range->next = new_range;
 577                 else
 578                         interval->range = new_range;
 579                 if (next_range)
 580                         new_range->next = next_range;
 581                 else
 582                         interval->last_range = new_range;
 583         }
 584
 585         /* FIXME: Merge intersecting ranges */
 586 }
 587
 588 void
 589 mono_linterval_print (MonoLiveInterval *interval)
 590 {
 591         MonoLiveRange2 *range;
 592
 593         for (range = interval->range; range != NULL; range = range->next)
 594                 printf ("[%x-%x] ", range->from, range->to);
 595 }
 596
 597 void
 598 mono_linterval_print_nl (MonoLiveInterval *interval)
 599 {
 600         mono_linterval_print (interval);
 601         printf ("\n");
 602 }
 603
 604 /**
 605  * mono_linterval_convers:
 606  *
 607  *   Return whenever INTERVAL covers the position POS.
 608  */
 609 gboolean
 610 mono_linterval_covers (MonoLiveInterval *interval, int pos)
 611 {
 612         MonoLiveRange2 *range;
 613
 614         for (range = interval->range; range != NULL; range = range->next) {
 615                 if (pos >= range->from && pos <= range->to)
 616                         return TRUE;
 617                 if (range->from > pos)
 618                         return FALSE;
 619         }
 620
 621         return FALSE;
 622 }
 623
 624 /**
 625  * mono_linterval_get_intersect_pos:
 626  *
 627  *   Determine whenever I1 and I2 intersect, and if they do, return the first
 628  * point of intersection. Otherwise, return -1.
 629  */
 630 gint32
 631 mono_linterval_get_intersect_pos (MonoLiveInterval *i1, MonoLiveInterval *i2)
 632 {
 633         MonoLiveRange2 *r1, *r2;
 634
 635         /* FIXME: Optimize this */
 636         for (r1 = i1->range; r1 != NULL; r1 = r1->next) {
 637                 for (r2 = i2->range; r2 != NULL; r2 = r2->next) {
 638                         if (r2->to > r1->from && r2->from < r1->to) {
 639                                 if (r2->from <= r1->from)
 640                                         return r1->from;
 641                                 else
 642                                         return r2->from;
 643                         }
 644                 }
 645         }
 646
 647         return -1;
 648 }
 649
 650 /**
 651  * mono_linterval_split
 652  *
 653  *   Split L at POS and store the newly created intervals into L1 and L2. POS becomes
 654  * part of L2.
 655  */
 656 void
 657 mono_linterval_split (MonoCompile *cfg, MonoLiveInterval *interval, MonoLiveInterval **i1, MonoLiveInterval **i2, int pos)
 658 {
 659         MonoLiveRange2 *r;
 660
 661         g_assert (pos > interval->range->from && pos <= interval->last_range->to);
 662
 663         *i1 = mono_mempool_alloc0 (cfg->mempool, sizeof (MonoLiveInterval));
 664         *i2 = mono_mempool_alloc0 (cfg->mempool, sizeof (MonoLiveInterval));
 665
 666         for (r = interval->range; r; r = r->next) {
 667                 if (pos > r->to) {
 668                         /* Add it to the first child */
 669                         mono_linterval_add_range (cfg, *i1, r->from, r->to);
 670                 } else if (pos > r->from && pos <= r->to) {
 671                         /* Split at pos */
 672                         mono_linterval_add_range (cfg, *i1, r->from, pos - 1);
 673                         mono_linterval_add_range (cfg, *i2, pos, r->to);
 674                 } else {
 675                         /* Add it to the second child */
 676                         mono_linterval_add_range (cfg, *i2, r->from, r->to);
 677                 }
 678         }
 679 }
 680
 681 #ifdef ENABLE_LIVENESS2
 682
 683 #if 0
 684 #define LIVENESS_DEBUG(a) do { a; } while (0)
 685 #else
 686 #define LIVENESS_DEBUG(a)
 687 #endif
 688
 689 static inline void
 690 update_liveness2 (MonoCompile *cfg, MonoInst *ins, gboolean set_volatile, int inst_num, gint32 *last_use)
 691 {
 692         const char *spec = INS_INFO (ins->opcode);
 693         int sreg;
 694
 695         LIVENESS_DEBUG (printf ("\t%x: ", inst_num); mono_print_ins (ins));
 696
 697         if (ins->opcode == OP_NOP)
 698                 return;
 699
 700         /* DREG */
 701         if ((spec [MONO_INST_DEST] != ' ') && get_vreg_to_inst (cfg, ins->dreg)) {
 702                 MonoInst *var = get_vreg_to_inst (cfg, ins->dreg);
 703                 int idx = var->inst_c0;
 704                 MonoMethodVar *vi = MONO_VARINFO (cfg, idx);
 705
 706                 if (MONO_IS_STORE_MEMBASE (ins)) {
 707                         if (last_use [idx] == 0) {
 708                                 LIVENESS_DEBUG (printf ("\tlast use of R%d set to %x\n", ins->dreg, inst_num));
 709                                 last_use [idx] = inst_num;
 710                         }
 711                 } else {
 712                         if (last_use [idx] > 0) {
 713                                 LIVENESS_DEBUG (printf ("\tadd range to R%d: [%x, %x)\n", ins->dreg, inst_num, last_use [idx]));
 714                                 mono_linterval_add_range (cfg, vi->interval, inst_num, last_use [idx]);
 715                                 last_use [idx] = 0;
 716                         }
 717                         else {
 718                                 /* Try dead code elimination */
 719                                 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)) {
 720                                         LIVENESS_DEBUG (printf ("\tdead def of R%d, eliminated\n", ins->dreg));
 721                                         ins->opcode = OP_NOP;
 722                                         ins->dreg = ins->sreg1 = ins->sreg2 = -1;
 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         /* SREG1 */
 733         sreg = ins->sreg1;
 734         if ((spec [MONO_INST_SRC1] != ' ') && get_vreg_to_inst (cfg, sreg)) {
 735                 MonoInst *var = get_vreg_to_inst (cfg, sreg);
 736                 int idx = var->inst_c0;
 737
 738                 if (last_use [idx] == 0) {
 739                         LIVENESS_DEBUG (printf ("\tlast use of R%d set to %x\n", sreg, inst_num));
 740                         last_use [idx] = inst_num;
 741                 }
 742         }
 743
 744         /* SREG2 */
 745         sreg = ins->sreg2;
 746         if ((spec [MONO_INST_SRC2] != ' ') && get_vreg_to_inst (cfg, sreg)) {
 747                 MonoInst *var = get_vreg_to_inst (cfg, sreg);
 748                 int idx = var->inst_c0;
 749
 750                 if (last_use [idx] == 0) {
 751                         LIVENESS_DEBUG (printf ("\tlast use of R%d set to %x\n", sreg, inst_num));
 752                         last_use [idx] = inst_num;
 753                 }
 754         }
 755 }
 756
 757 static void
 758 mono_analyze_liveness2 (MonoCompile *cfg)
 759 {
 760         int bnum, idx, i, j, nins, rem, max, max_vars, block_from, block_to, pos, reverse_len;
 761         gint32 *last_use;
 762         static guint32 disabled = -1;
 763         MonoInst **reverse;
 764
 765         if (disabled == -1)
 766                 disabled = getenv ("DISABLED") != NULL;
 767
 768         if (disabled)
 769                 return;
 770
 771         LIVENESS_DEBUG (printf ("LIVENESS 2 %s\n", mono_method_full_name (cfg->method, TRUE)));
 772
 773         /*
 774         if (strstr (cfg->method->name, "test_") != cfg->method->name)
 775                 return;
 776         */
 777
 778         max_vars = cfg->num_varinfo;
 779         last_use = g_new0 (gint32, max_vars);
 780
 781         reverse_len = 1024;
 782         reverse = mono_mempool_alloc (cfg->mempool, sizeof (MonoInst*) * reverse_len);
 783
 784         for (idx = 0; idx < max_vars; ++idx) {
 785                 MonoMethodVar *vi = MONO_VARINFO (cfg, idx);
 786
 787                 vi->interval = mono_mempool_alloc0 (cfg->mempool, sizeof (MonoLiveInterval));
 788         }
 789
 790         /*
 791          * Process bblocks in reverse order, so the addition of new live ranges
 792          * to the intervals is faster.
 793          */
 794         for (bnum = cfg->num_bblocks - 1; bnum >= 0; --bnum) {
 795                 MonoBasicBlock *bb = cfg->bblocks [bnum];
 796                 MonoInst *ins;
 797
 798                 block_from = (bb->dfn << 16) + 1; /* so pos > 0 */
 799                 if (bnum < cfg->num_bblocks - 1)
 800                         /* Beginning of the next bblock */
 801                         block_to = (cfg->bblocks [bnum + 1]->dfn << 16) + 1;
 802                 else
 803                         block_to = (bb->dfn << 16) + 0xffff;
 804
 805                 LIVENESS_DEBUG (printf ("LIVENESS BLOCK BB%d:\n", bb->block_num));
 806
 807                 memset (last_use, 0, max_vars * sizeof (gint32));
 808
 809                 /* For variables in bb->live_out, set last_use to block_to */
 810
 811                 rem = max_vars % BITS_PER_CHUNK;
 812                 max = ((max_vars + (BITS_PER_CHUNK -1)) / BITS_PER_CHUNK);
 813                 for (j = 0; j < max; ++j) {
 814                         gsize bits_out;
 815                         int k;
 816
 817                         bits_out = mono_bitset_get_fast (bb->live_out_set, j);
 818                         k = (j * BITS_PER_CHUNK);
 819                         while (bits_out) {
 820                                 if (bits_out & 1) {
 821                                         LIVENESS_DEBUG (printf ("Var R%d live at exit, set last_use to %x\n", cfg->varinfo [k]->dreg, block_to));
 822                                         last_use [k] = block_to;
 823                                 }
 824                                 bits_out >>= 1;
 825                                 k ++;
 826                         }
 827                 }
 828
 829                 if (cfg->ret)
 830                         last_use [cfg->ret->inst_c0] = block_to;
 831
 832                 for (nins = 0, pos = block_from, ins = bb->code; ins; ins = ins->next, ++nins, ++pos) {
 833                         if (nins >= reverse_len) {
 834                                 int new_reverse_len = reverse_len * 2;
 835                                 MonoInst **new_reverse = mono_mempool_alloc (cfg->mempool, sizeof (MonoInst*) * new_reverse_len);
 836                                 memcpy (new_reverse, reverse, sizeof (MonoInst*) * reverse_len);
 837                                 reverse = new_reverse;
 838                                 reverse_len = new_reverse_len;
 839                         }
 840
 841                         reverse [nins] = ins;
 842                 }
 843
 844                 /* Process instructions backwards */
 845                 for (i = nins - 1; i >= 0; --i) {
 846                         MonoInst *ins = (MonoInst*)reverse [i];
 847
 848                         update_liveness2 (cfg, ins, FALSE, pos, last_use);
 849
 850                         pos --;
 851                 }
 852
 853                 for (idx = 0; idx < max_vars; ++idx) {
 854                         MonoMethodVar *vi = MONO_VARINFO (cfg, idx);
 855
 856                         if (last_use [idx] != 0) {
 857                                 /* Live at exit, not written -> live on enter */
 858                                 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]));
 859                                 mono_linterval_add_range (cfg, vi->interval, block_from, last_use [idx]);
 860                         }
 861                 }
 862         }
 863
 864         /*
 865          * Arguments need to have their live ranges extended to the beginning of
 866          * the method to account for the arg reg/memory -> global register copies
 867          * in the prolog (bug #74992).
 868          */
 869         for (i = 0; i < max_vars; i ++) {
 870                 MonoMethodVar *vi = MONO_VARINFO (cfg, i);
 871                 if (cfg->varinfo [vi->idx]->opcode == OP_ARG)
 872                         mono_linterval_add_range (cfg, vi->interval, 0, 1);
 873         }
 874
 875 #if 0
 876         for (idx = 0; idx < max_vars; ++idx) {
 877                 MonoMethodVar *vi = MONO_VARINFO (cfg, idx);
 878
 879                 LIVENESS_DEBUG (printf ("LIVENESS R%d: ", cfg->varinfo [idx]->dreg));
 880                 LIVENESS_DEBUG (mono_linterval_print (vi->interval));
 881                 LIVENESS_DEBUG (printf ("\n"));
 882         }
 883 #endif
 884
 885         g_free (last_use);
 886 }
 887
 888 #endif