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_VOID_P == 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_VOID_P == 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;
  82
  83                 if (ins->opcode == OP_NOP)
  84                         continue;
  85
  86                 /* DREG */
  87                 regtype = spec [MONO_INST_DEST];
  88                 g_assert (((ins->dreg == -1) && (regtype == ' ')) || ((ins->dreg != -1) && (regtype != ' ')));
  89
  90                 if ((ins->dreg != -1) && get_vreg_to_inst (cfg, ins->dreg)) {
  91                         MonoInst *var = get_vreg_to_inst (cfg, ins->dreg);
  92                         int idx = var->inst_c0;
  93                         MonoMethodVar *vi = MONO_VARINFO (cfg, idx);
  94
  95                         cfg->varinfo [vi->idx]->flags |= MONO_INST_VOLATILE;
  96                 }
  97
  98                 /* SREGS */
  99                 for (srcindex = 0; srcindex < 2; ++srcindex) {
 100                         regtype = spec [(srcindex == 0) ? MONO_INST_SRC1 : MONO_INST_SRC2];
 101                         sreg = srcindex == 0 ? ins->sreg1 : ins->sreg2;
 102
 103                         g_assert (((sreg == -1) && (regtype == ' ')) || ((sreg != -1) && (regtype != ' ')));
 104                         if ((sreg != -1) && get_vreg_to_inst (cfg, sreg)) {
 105                                 MonoInst *var = get_vreg_to_inst (cfg, sreg);
 106                                 int idx = var->inst_c0;
 107                                 MonoMethodVar *vi = MONO_VARINFO (cfg, idx);
 108
 109                                 cfg->varinfo [vi->idx]->flags |= MONO_INST_VOLATILE;
 110                         }
 111                 }
 112         }
 113
 114         *visited = g_slist_append (*visited, bb);
 115
 116         /*
 117          * Need to visit all bblocks reachable from this one since they can be
 118          * reached during exception handling.
 119          */
 120         for (i = 0; i < bb->out_count; ++i) {
 121                 visit_bb (cfg, bb->out_bb [i], visited);
 122         }
 123 }
 124
 125 void
 126 mono_liveness_handle_exception_clauses (MonoCompile *cfg)
 127 {
 128         MonoBasicBlock *bb;
 129         GSList *visited = NULL;
 130
 131         /*
 132          * Variables in exception handler register cannot be allocated to registers
 133          * so make them volatile. See bug #42136. This will not be neccessary when
 134          * the back ends could guarantee that the variables will be in the
 135          * correct registers when a handler is called.
 136          * This includes try blocks too, since a variable in a try block might be
 137          * accessed after an exception handler has been run.
 138          */
 139         for (bb = cfg->bb_entry; bb; bb = bb->next_bb) {
 140
 141                 if (bb->region == -1 || MONO_BBLOCK_IS_IN_REGION (bb, MONO_REGION_TRY))
 142                         continue;
 143
 144                 visit_bb (cfg, bb, &visited);
 145         }
 146         g_slist_free (visited);
 147 }
 148
 149 static inline void
 150 update_live_range (MonoMethodVar *var, int abs_pos)
 151 {
 152         if (var->range.first_use.abs_pos > abs_pos)
 153                 var->range.first_use.abs_pos = abs_pos;
 154
 155         if (var->range.last_use.abs_pos < abs_pos)
 156                 var->range.last_use.abs_pos = abs_pos;
 157 }
 158
 159 static void
 160 analyze_liveness_bb (MonoCompile *cfg, MonoBasicBlock *bb)
 161 {
 162         MonoInst *ins;
 163         int sreg, inst_num;
 164         MonoMethodVar *vars = cfg->vars;
 165         guint32 abs_pos = (bb->dfn << 16);
 166
 167         for (inst_num = 0, ins = bb->code; ins; ins = ins->next, inst_num += 2) {
 168                 const char *spec = INS_INFO (ins->opcode);
 169
 170 #ifdef DEBUG_LIVENESS
 171                         printf ("\t"); mono_print_ins (ins);
 172 #endif
 173
 174                 if (ins->opcode == OP_NOP)
 175                         continue;
 176
 177                 if (ins->opcode == OP_LDADDR) {
 178                         MonoInst *var = ins->inst_p0;
 179                         int idx = var->inst_c0;
 180                         MonoMethodVar *vi = MONO_VARINFO (cfg, idx);
 181
 182 #ifdef DEBUG_LIVENESS
 183                         printf ("\tGEN: R%d(%d)\n", var->dreg, idx);
 184 #endif
 185                         update_live_range (&vars [idx], abs_pos + inst_num);
 186                         if (!mono_bitset_test_fast (bb->kill_set, idx))
 187                                 mono_bitset_set_fast (bb->gen_set, idx);
 188                         vi->spill_costs += SPILL_COST_INCREMENT;
 189                 }
 190
 191                 /* SREGs must come first, so MOVE r <- r is handled correctly */
 192
 193                 /* SREG1 */
 194                 sreg = ins->sreg1;
 195                 if ((spec [MONO_INST_SRC1] != ' ') && get_vreg_to_inst (cfg, sreg)) {
 196                         MonoInst *var = get_vreg_to_inst (cfg, sreg);
 197                         int idx = var->inst_c0;
 198                         MonoMethodVar *vi = MONO_VARINFO (cfg, idx);
 199
 200 #ifdef DEBUG_LIVENESS
 201                         printf ("\tGEN: R%d(%d)\n", sreg, idx);
 202 #endif
 203                         update_live_range (&vars [idx], abs_pos + inst_num);
 204                         if (!mono_bitset_test_fast (bb->kill_set, idx))
 205                                 mono_bitset_set_fast (bb->gen_set, idx);
 206                         vi->spill_costs += SPILL_COST_INCREMENT;
 207                 }
 208
 209                 /* SREG2 */
 210                 sreg = ins->sreg2;
 211                 if ((spec [MONO_INST_SRC2] != ' ') && get_vreg_to_inst (cfg, sreg)) {
 212                         MonoInst *var = get_vreg_to_inst (cfg, sreg);
 213                         int idx = var->inst_c0;
 214                         MonoMethodVar *vi = MONO_VARINFO (cfg, idx);
 215
 216 #ifdef DEBUG_LIVENESS
 217                         printf ("\tGEN: R%d(%d)\n", sreg, idx);
 218 #endif
 219                         update_live_range (&vars [idx], abs_pos + inst_num);
 220                         if (!mono_bitset_test_fast (bb->kill_set, idx))
 221                                 mono_bitset_set_fast (bb->gen_set, idx);
 222                         vi->spill_costs += SPILL_COST_INCREMENT;
 223                 }
 224
 225                 /* DREG */
 226                 if ((spec [MONO_INST_DEST] != ' ') && get_vreg_to_inst (cfg, ins->dreg)) {
 227                         MonoInst *var = get_vreg_to_inst (cfg, ins->dreg);
 228                         int idx = var->inst_c0;
 229                         MonoMethodVar *vi = MONO_VARINFO (cfg, idx);
 230
 231                         if (MONO_IS_STORE_MEMBASE (ins)) {
 232                                 update_live_range (&vars [idx], abs_pos + inst_num);
 233                                 if (!mono_bitset_test_fast (bb->kill_set, idx))
 234                                         mono_bitset_set_fast (bb->gen_set, idx);
 235                                 vi->spill_costs += SPILL_COST_INCREMENT;
 236                         } else {
 237 #ifdef DEBUG_LIVENESS
 238                                 printf ("\tKILL: R%d(%d)\n", ins->dreg, idx);
 239 #endif
 240                                 update_live_range (&vars [idx], abs_pos + inst_num + 1);
 241                                 mono_bitset_set_fast (bb->kill_set, idx);
 242                                 vi->spill_costs += SPILL_COST_INCREMENT;
 243                         }
 244                 }
 245         }
 246 }
 247
 248 /* generic liveness analysis code. CFG specific parts are
 249  * in update_gen_kill_set()
 250  */
 251 void
 252 mono_analyze_liveness (MonoCompile *cfg)
 253 {
 254         MonoBitSet *old_live_out_set;
 255         int i, j, max_vars = cfg->num_varinfo;
 256         int out_iter;
 257         gboolean *in_worklist;
 258         MonoBasicBlock **worklist;
 259         guint32 l_end;
 260         int bitsize;
 261
 262 #ifdef DEBUG_LIVENESS
 263         printf ("LIVENESS %s\n", mono_method_full_name (cfg->method, TRUE));
 264 #endif
 265
 266         g_assert (!(cfg->comp_done & MONO_COMP_LIVENESS));
 267
 268         cfg->comp_done |= MONO_COMP_LIVENESS;
 269
 270         if (max_vars == 0)
 271                 return;
 272
 273         bitsize = mono_bitset_alloc_size (max_vars, 0);
 274
 275         for (i = 0; i < max_vars; i ++) {
 276                 MONO_VARINFO (cfg, i)->range.first_use.abs_pos = ~ 0;
 277                 MONO_VARINFO (cfg, i)->range.last_use .abs_pos =   0;
 278                 MONO_VARINFO (cfg, i)->spill_costs = 0;
 279         }
 280
 281         for (i = 0; i < cfg->num_bblocks; ++i) {
 282                 MonoBasicBlock *bb = cfg->bblocks [i];
 283
 284                 bb->gen_set = mono_bitset_mp_new (cfg->mempool, bitsize, max_vars);
 285                 bb->kill_set = mono_bitset_mp_new (cfg->mempool, bitsize, max_vars);
 286
 287                 analyze_liveness_bb (cfg, bb);
 288
 289 #ifdef DEBUG_LIVENESS
 290                 printf ("BLOCK BB%d (", bb->block_num);
 291                 for (j = 0; j < bb->out_count; j++)
 292                         printf ("BB%d, ", bb->out_bb [j]->block_num);
 293
 294                 printf (")\n");
 295                 printf ("GEN  BB%d: ", bb->block_num); mono_bitset_print (bb->gen_set);
 296                 printf ("KILL BB%d: ", bb->block_num); mono_bitset_print (bb->kill_set);
 297 #endif
 298         }
 299
 300         old_live_out_set = mono_bitset_new (max_vars, 0);
 301         in_worklist = g_new0 (gboolean, cfg->num_bblocks + 1);
 302
 303         worklist = g_new (MonoBasicBlock *, cfg->num_bblocks + 1);
 304         l_end = 0;
 305
 306         /*
 307          * This is a backward dataflow analysis problem, so we process blocks in
 308          * decreasing dfn order, this speeds up the iteration.
 309          */
 310         for (i = 0; i < cfg->num_bblocks; i ++) {
 311                 MonoBasicBlock *bb = cfg->bblocks [i];
 312
 313                 worklist [l_end ++] = bb;
 314                 in_worklist [bb->dfn] = TRUE;
 315
 316                 /* Initialized later */
 317                 bb->live_in_set = NULL;
 318                 bb->live_out_set = mono_bitset_mp_new (cfg->mempool, bitsize, max_vars);
 319         }
 320
 321         out_iter = 0;
 322
 323         while (l_end != 0) {
 324                 MonoBasicBlock *bb = worklist [--l_end];
 325                 MonoBasicBlock *out_bb;
 326                 gboolean changed;
 327
 328                 in_worklist [bb->dfn] = FALSE;
 329
 330 #ifdef DEBUG_LIVENESS
 331                 printf ("P: %d(%d): IN: ", bb->block_num, bb->dfn);
 332                 for (j = 0; j < bb->in_count; ++j)
 333                         printf ("BB%d ", bb->in_bb [j]->block_num);
 334                 printf ("OUT:");
 335                 for (j = 0; j < bb->out_count; ++j)
 336                         printf ("BB%d ", bb->out_bb [j]->block_num);
 337                 printf ("\n");
 338 #endif
 339
 340
 341                 if (bb->out_count == 0)
 342                         continue;
 343
 344                 out_iter ++;
 345
 346                 if (!bb->live_in_set) {
 347                         /* First pass over this bblock */
 348                         changed = TRUE;
 349                 }
 350                 else {
 351                         changed = FALSE;
 352                         mono_bitset_copyto_fast (bb->live_out_set, old_live_out_set);
 353                 }
 354
 355                 for (j = 0; j < bb->out_count; j++) {
 356                         out_bb = bb->out_bb [j];
 357
 358                         if (!out_bb->live_in_set) {
 359                                 out_bb->live_in_set = mono_bitset_mp_new_noinit (cfg->mempool, bitsize, max_vars);
 360
 361                                 mono_bitset_copyto_fast (out_bb->live_out_set, out_bb->live_in_set);
 362                                 mono_bitset_sub_fast (out_bb->live_in_set, out_bb->kill_set);
 363                                 mono_bitset_union_fast (out_bb->live_in_set, out_bb->gen_set);
 364                         }
 365
 366                         mono_bitset_union_fast (bb->live_out_set, out_bb->live_in_set);
 367                 }
 368
 369                 if (changed || !mono_bitset_equal (old_live_out_set, bb->live_out_set)) {
 370                         if (!bb->live_in_set)
 371                                 bb->live_in_set = mono_bitset_mp_new_noinit (cfg->mempool, bitsize, max_vars);
 372                         mono_bitset_copyto_fast (bb->live_out_set, bb->live_in_set);
 373                         mono_bitset_sub_fast (bb->live_in_set, bb->kill_set);
 374                         mono_bitset_union_fast (bb->live_in_set, bb->gen_set);
 375
 376                         for (j = 0; j < bb->in_count; j++) {
 377                                 MonoBasicBlock *in_bb = bb->in_bb [j];
 378                                 /*
 379                                  * Some basic blocks do not seem to be in the
 380                                  * cfg->bblocks array...
 381                                  */
 382                                 if (in_bb->gen_set && !in_worklist [in_bb->dfn]) {
 383 #ifdef DEBUG_LIVENESS
 384                                         printf ("\tADD: %d\n", in_bb->block_num);
 385 #endif
 386                                         /*
 387                                          * Put the block at the top of the stack, so it
 388                                          * will be processed right away.
 389                                          */
 390                                         worklist [l_end ++] = in_bb;
 391                                         in_worklist [in_bb->dfn] = TRUE;
 392                                 }
 393                         }
 394                 }
 395         }
 396
 397 #ifdef DEBUG_LIVENESS
 398                 printf ("IT: %d %d.\n", cfg->num_bblocks, out_iter);
 399 #endif
 400
 401         mono_bitset_free (old_live_out_set);
 402
 403         g_free (worklist);
 404         g_free (in_worklist);
 405
 406         /* Compute live_in_set for bblocks skipped earlier */
 407         for (i = 0; i < cfg->num_bblocks; ++i) {
 408                 MonoBasicBlock *bb = cfg->bblocks [i];
 409
 410                 if (!bb->live_in_set) {
 411                         bb->live_in_set = mono_bitset_mp_new (cfg->mempool, bitsize, max_vars);
 412
 413                         mono_bitset_copyto_fast (bb->live_out_set, bb->live_in_set);
 414                         mono_bitset_sub_fast (bb->live_in_set, bb->kill_set);
 415                         mono_bitset_union_fast (bb->live_in_set, bb->gen_set);
 416                 }
 417         }
 418
 419         for (i = 0; i < cfg->num_bblocks; ++i) {
 420                 MonoBasicBlock *bb = cfg->bblocks [i];
 421                 guint32 rem, max;
 422                 guint32 abs_pos = (bb->dfn << 16);
 423                 MonoMethodVar *vars = cfg->vars;
 424
 425                 if (!bb->live_out_set)
 426                         continue;
 427
 428                 rem = max_vars % BITS_PER_CHUNK;
 429                 max = ((max_vars + (BITS_PER_CHUNK -1)) / BITS_PER_CHUNK);
 430                 for (j = 0; j < max; ++j) {
 431                         gsize bits_in;
 432                         gsize bits_out;
 433                         int k;
 434
 435                         bits_in = mono_bitset_get_fast (bb->live_in_set, j);
 436                         bits_out = mono_bitset_get_fast (bb->live_out_set, j);
 437
 438                         k = (j * BITS_PER_CHUNK);
 439                         while ((bits_in || bits_out)) {
 440                                 if (bits_in & 1)
 441                                         update_live_range (&vars [k], abs_pos + 0);
 442                                 if (bits_out & 1)
 443                                         update_live_range (&vars [k], abs_pos + 0xffff);
 444                                 bits_in >>= 1;
 445                                 bits_out >>= 1;
 446                                 k ++;
 447                         }
 448                 }
 449         }
 450
 451         /*
 452          * Arguments need to have their live ranges extended to the beginning of
 453          * the method to account for the arg reg/memory -> global register copies
 454          * in the prolog (bug #74992).
 455          */
 456
 457         for (i = 0; i < max_vars; i ++) {
 458                 MonoMethodVar *vi = MONO_VARINFO (cfg, i);
 459                 if (cfg->varinfo [vi->idx]->opcode == OP_ARG) {
 460                         if (vi->range.last_use.abs_pos == 0 && !(cfg->varinfo [vi->idx]->flags & (MONO_INST_VOLATILE|MONO_INST_INDIRECT)))
 461                                 cfg->varinfo [vi->idx]->flags |= MONO_INST_IS_DEAD;
 462                         vi->range.first_use.abs_pos = 0;
 463                 }
 464         }
 465
 466 #ifdef DEBUG_LIVENESS
 467         for (i = cfg->num_bblocks - 1; i >= 0; i--) {
 468                 MonoBasicBlock *bb = cfg->bblocks [i];
 469
 470                 printf ("LIVE IN  BB%d: ", bb->block_num);
 471                 mono_bitset_print (bb->live_in_set);
 472                 printf ("LIVE OUT BB%d: ", bb->block_num);
 473                 mono_bitset_print (bb->live_out_set);
 474         }
 475 #endif
 476
 477         if (!cfg->disable_initlocals_opt)
 478                 optimize_initlocals (cfg);
 479
 480 #ifdef ENABLE_LIVENESS2
 481         /* This improves code size by about 5% but slows down compilation too much */
 482         if (cfg->compile_aot)
 483                 mono_analyze_liveness2 (cfg);
 484 #endif
 485 }
 486
 487 /**
 488  * optimize_initlocals:
 489  *
 490  * Try to optimize away some of the redundant initialization code inserted because of
 491  * 'locals init' using the liveness information.
 492  */
 493 static void
 494 optimize_initlocals (MonoCompile *cfg)
 495 {
 496         MonoBitSet *used;
 497         MonoInst *ins;
 498         MonoBasicBlock *initlocals_bb;
 499
 500         used = mono_bitset_new (cfg->next_vreg + 1, 0);
 501
 502         mono_bitset_clear_all (used);
 503         initlocals_bb = cfg->bb_entry->next_bb;
 504         for (ins = initlocals_bb->code; ins; ins = ins->next) {
 505                 const char *spec = INS_INFO (ins->opcode);
 506
 507                 if (spec [MONO_INST_SRC1] != ' ')
 508                         mono_bitset_set_fast (used, ins->sreg1);
 509                 if (spec [MONO_INST_SRC2] != ' ')
 510                         mono_bitset_set_fast (used, ins->sreg2);
 511                 if (MONO_IS_STORE_MEMBASE (ins))
 512                         mono_bitset_set_fast (used, ins->dreg);
 513         }
 514
 515         for (ins = initlocals_bb->code; ins; ins = ins->next) {
 516                 const char *spec = INS_INFO (ins->opcode);
 517
 518                 /* Look for statements whose dest is not used in this bblock and not live on exit. */
 519                 if ((spec [MONO_INST_DEST] != ' ') && !MONO_IS_STORE_MEMBASE (ins)) {
 520                         MonoInst *var = get_vreg_to_inst (cfg, ins->dreg);
 521
 522                         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))) {
 523                                 //printf ("DEAD: "); mono_print_ins (ins);
 524                                 if ((ins->opcode == OP_ICONST) || (ins->opcode == OP_I8CONST) || (ins->opcode == OP_R8CONST)) {
 525                                         NULLIFY_INS (ins);
 526                                         MONO_VARINFO (cfg, var->inst_c0)->spill_costs -= 1;
 527                                         /*
 528                                          * We should shorten the liveness interval of these vars as well, but
 529                                          * don't have enough info to do that.
 530                                          */
 531                                 }
 532                         }
 533                 }
 534         }
 535
 536         g_free (used);
 537 }
 538
 539 void
 540 mono_linterval_add_range (MonoCompile *cfg, MonoLiveInterval *interval, int from, int to)
 541 {
 542         MonoLiveRange2 *prev_range, *next_range, *new_range;
 543
 544         g_assert (to >= from);
 545
 546         /* Optimize for extending the first interval backwards */
 547         if (G_LIKELY (interval->range && (interval->range->from > from) && (interval->range->from == to))) {
 548                 interval->range->from = from;
 549                 return;
 550         }
 551
 552         /* Find a place in the list for the new range */
 553         prev_range = NULL;
 554         next_range = interval->range;
 555         while ((next_range != NULL) && (next_range->from <= from)) {
 556                 prev_range = next_range;
 557                 next_range = next_range->next;
 558         }
 559
 560         if (prev_range && prev_range->to == from) {
 561                 /* Merge with previous */
 562                 prev_range->to = to;
 563         } else if (next_range && next_range->from == to) {
 564                 /* Merge with previous */
 565                 next_range->from = from;
 566         } else {
 567                 /* Insert it */
 568                 new_range = mono_mempool_alloc (cfg->mempool, sizeof (MonoLiveRange2));
 569                 new_range->from = from;
 570                 new_range->to = to;
 571                 new_range->next = NULL;
 572
 573                 if (prev_range)
 574                         prev_range->next = new_range;
 575                 else
 576                         interval->range = new_range;
 577                 if (next_range)
 578                         new_range->next = next_range;
 579                 else
 580                         interval->last_range = new_range;
 581         }
 582
 583         /* FIXME: Merge intersecting ranges */
 584 }
 585
 586 void
 587 mono_linterval_print (MonoLiveInterval *interval)
 588 {
 589         MonoLiveRange2 *range;
 590
 591         for (range = interval->range; range != NULL; range = range->next)
 592                 printf ("[%x-%x] ", range->from, range->to);
 593 }
 594
 595 void
 596 mono_linterval_print_nl (MonoLiveInterval *interval)
 597 {
 598         mono_linterval_print (interval);
 599         printf ("\n");
 600 }
 601
 602 /**
 603  * mono_linterval_convers:
 604  *
 605  *   Return whenever INTERVAL covers the position POS.
 606  */
 607 gboolean
 608 mono_linterval_covers (MonoLiveInterval *interval, int pos)
 609 {
 610         MonoLiveRange2 *range;
 611
 612         for (range = interval->range; range != NULL; range = range->next) {
 613                 if (pos >= range->from && pos <= range->to)
 614                         return TRUE;
 615                 if (range->from > pos)
 616                         return FALSE;
 617         }
 618
 619         return FALSE;
 620 }
 621
 622 /**
 623  * mono_linterval_get_intersect_pos:
 624  *
 625  *   Determine whenever I1 and I2 intersect, and if they do, return the first
 626  * point of intersection. Otherwise, return -1.
 627  */
 628 gint32
 629 mono_linterval_get_intersect_pos (MonoLiveInterval *i1, MonoLiveInterval *i2)
 630 {
 631         MonoLiveRange2 *r1, *r2;
 632
 633         /* FIXME: Optimize this */
 634         for (r1 = i1->range; r1 != NULL; r1 = r1->next) {
 635                 for (r2 = i2->range; r2 != NULL; r2 = r2->next) {
 636                         if (r2->to > r1->from && r2->from < r1->to) {
 637                                 if (r2->from <= r1->from)
 638                                         return r1->from;
 639                                 else
 640                                         return r2->from;
 641                         }
 642                 }
 643         }
 644
 645         return -1;
 646 }
 647
 648 /**
 649  * mono_linterval_split
 650  *
 651  *   Split L at POS and store the newly created intervals into L1 and L2. POS becomes
 652  * part of L2.
 653  */
 654 void
 655 mono_linterval_split (MonoCompile *cfg, MonoLiveInterval *interval, MonoLiveInterval **i1, MonoLiveInterval **i2, int pos)
 656 {
 657         MonoLiveRange2 *r;
 658
 659         g_assert (pos > interval->range->from && pos <= interval->last_range->to);
 660
 661         *i1 = mono_mempool_alloc0 (cfg->mempool, sizeof (MonoLiveInterval));
 662         *i2 = mono_mempool_alloc0 (cfg->mempool, sizeof (MonoLiveInterval));
 663
 664         for (r = interval->range; r; r = r->next) {
 665                 if (pos > r->to) {
 666                         /* Add it to the first child */
 667                         mono_linterval_add_range (cfg, *i1, r->from, r->to);
 668                 } else if (pos > r->from && pos <= r->to) {
 669                         /* Split at pos */
 670                         mono_linterval_add_range (cfg, *i1, r->from, pos - 1);
 671                         mono_linterval_add_range (cfg, *i2, pos, r->to);
 672                 } else {
 673                         /* Add it to the second child */
 674                         mono_linterval_add_range (cfg, *i2, r->from, r->to);
 675                 }
 676         }
 677 }
 678
 679 #ifdef ENABLE_LIVENESS2
 680
 681 #if 0
 682 #define LIVENESS_DEBUG(a) do { a; } while (0)
 683 #else
 684 #define LIVENESS_DEBUG(a)
 685 #endif
 686
 687 static inline void
 688 update_liveness2 (MonoCompile *cfg, MonoInst *ins, gboolean set_volatile, int inst_num, gint32 *last_use)
 689 {
 690         const char *spec = INS_INFO (ins->opcode);
 691         int sreg;
 692
 693         LIVENESS_DEBUG (printf ("\t%x: ", inst_num); mono_print_ins (ins));
 694
 695         if (ins->opcode == OP_NOP)
 696                 return;
 697
 698         /* DREG */
 699         if ((spec [MONO_INST_DEST] != ' ') && get_vreg_to_inst (cfg, ins->dreg)) {
 700                 MonoInst *var = get_vreg_to_inst (cfg, ins->dreg);
 701                 int idx = var->inst_c0;
 702                 MonoMethodVar *vi = MONO_VARINFO (cfg, idx);
 703
 704                 if (MONO_IS_STORE_MEMBASE (ins)) {
 705                         if (last_use [idx] == 0) {
 706                                 LIVENESS_DEBUG (printf ("\tlast use of R%d set to %x\n", ins->dreg, inst_num));
 707                                 last_use [idx] = inst_num;
 708                         }
 709                 } else {
 710                         if (last_use [idx] > 0) {
 711                                 LIVENESS_DEBUG (printf ("\tadd range to R%d: [%x, %x)\n", ins->dreg, inst_num, last_use [idx]));
 712                                 mono_linterval_add_range (cfg, vi->interval, inst_num, last_use [idx]);
 713                                 last_use [idx] = 0;
 714                         }
 715                         else {
 716                                 /* Try dead code elimination */
 717                                 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)) {
 718                                         LIVENESS_DEBUG (printf ("\tdead def of R%d, eliminated\n", ins->dreg));
 719                                         ins->opcode = OP_NOP;
 720                                         ins->dreg = ins->sreg1 = ins->sreg2 = -1;
 721                                         return;
 722                                 }
 723
 724                                 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));
 725                                 mono_linterval_add_range (cfg, vi->interval, inst_num, inst_num + 1);
 726                         }
 727                 }
 728         }
 729
 730         /* SREG1 */
 731         sreg = ins->sreg1;
 732         if ((spec [MONO_INST_SRC1] != ' ') && get_vreg_to_inst (cfg, sreg)) {
 733                 MonoInst *var = get_vreg_to_inst (cfg, sreg);
 734                 int idx = var->inst_c0;
 735
 736                 if (last_use [idx] == 0) {
 737                         LIVENESS_DEBUG (printf ("\tlast use of R%d set to %x\n", sreg, inst_num));
 738                         last_use [idx] = inst_num;
 739                 }
 740         }
 741
 742         /* SREG2 */
 743         sreg = ins->sreg2;
 744         if ((spec [MONO_INST_SRC2] != ' ') && get_vreg_to_inst (cfg, sreg)) {
 745                 MonoInst *var = get_vreg_to_inst (cfg, sreg);
 746                 int idx = var->inst_c0;
 747
 748                 if (last_use [idx] == 0) {
 749                         LIVENESS_DEBUG (printf ("\tlast use of R%d set to %x\n", sreg, inst_num));
 750                         last_use [idx] = inst_num;
 751                 }
 752         }
 753 }
 754
 755 static void
 756 mono_analyze_liveness2 (MonoCompile *cfg)
 757 {
 758         int bnum, idx, i, j, nins, rem, max, max_vars, block_from, block_to, pos, reverse_len;
 759         gint32 *last_use;
 760         static guint32 disabled = -1;
 761         MonoInst **reverse;
 762
 763         if (disabled == -1)
 764                 disabled = getenv ("DISABLED") != NULL;
 765
 766         if (disabled)
 767                 return;
 768
 769         LIVENESS_DEBUG (printf ("LIVENESS 2 %s\n", mono_method_full_name (cfg->method, TRUE)));
 770
 771         /*
 772         if (strstr (cfg->method->name, "test_") != cfg->method->name)
 773                 return;
 774         */
 775
 776         max_vars = cfg->num_varinfo;
 777         last_use = g_new0 (gint32, max_vars);
 778
 779         reverse_len = 1024;
 780         reverse = mono_mempool_alloc (cfg->mempool, sizeof (MonoInst*) * reverse_len);
 781
 782         for (idx = 0; idx < max_vars; ++idx) {
 783                 MonoMethodVar *vi = MONO_VARINFO (cfg, idx);
 784
 785                 vi->interval = mono_mempool_alloc0 (cfg->mempool, sizeof (MonoLiveInterval));
 786         }
 787
 788         /*
 789          * Process bblocks in reverse order, so the addition of new live ranges
 790          * to the intervals is faster.
 791          */
 792         for (bnum = cfg->num_bblocks - 1; bnum >= 0; --bnum) {
 793                 MonoBasicBlock *bb = cfg->bblocks [bnum];
 794                 MonoInst *ins;
 795
 796                 block_from = (bb->dfn << 16) + 1; /* so pos > 0 */
 797                 if (bnum < cfg->num_bblocks - 1)
 798                         /* Beginning of the next bblock */
 799                         block_to = (cfg->bblocks [bnum + 1]->dfn << 16) + 1;
 800                 else
 801                         block_to = (bb->dfn << 16) + 0xffff;
 802
 803                 LIVENESS_DEBUG (printf ("LIVENESS BLOCK BB%d:\n", bb->block_num));
 804
 805                 memset (last_use, 0, max_vars * sizeof (gint32));
 806
 807                 /* For variables in bb->live_out, set last_use to block_to */
 808
 809                 rem = max_vars % BITS_PER_CHUNK;
 810                 max = ((max_vars + (BITS_PER_CHUNK -1)) / BITS_PER_CHUNK);
 811                 for (j = 0; j < max; ++j) {
 812                         gsize bits_out;
 813                         int k;
 814
 815                         bits_out = mono_bitset_get_fast (bb->live_out_set, j);
 816                         k = (j * BITS_PER_CHUNK);
 817                         while (bits_out) {
 818                                 if (bits_out & 1) {
 819                                         LIVENESS_DEBUG (printf ("Var R%d live at exit, set last_use to %x\n", cfg->varinfo [k]->dreg, block_to));
 820                                         last_use [k] = block_to;
 821                                 }
 822                                 bits_out >>= 1;
 823                                 k ++;
 824                         }
 825                 }
 826
 827                 if (cfg->ret)
 828                         last_use [cfg->ret->inst_c0] = block_to;
 829
 830                 for (nins = 0, pos = block_from, ins = bb->code; ins; ins = ins->next, ++nins, ++pos) {
 831                         if (nins >= reverse_len) {
 832                                 int new_reverse_len = reverse_len * 2;
 833                                 MonoInst **new_reverse = mono_mempool_alloc (cfg->mempool, sizeof (MonoInst*) * new_reverse_len);
 834                                 memcpy (new_reverse, reverse, sizeof (MonoInst*) * reverse_len);
 835                                 reverse = new_reverse;
 836                                 reverse_len = new_reverse_len;
 837                         }
 838
 839                         reverse [nins] = ins;
 840                 }
 841
 842                 /* Process instructions backwards */
 843                 for (i = nins - 1; i >= 0; --i) {
 844                         MonoInst *ins = (MonoInst*)reverse [i];
 845
 846                         update_liveness2 (cfg, ins, FALSE, pos, last_use);
 847
 848                         pos --;
 849                 }
 850
 851                 for (idx = 0; idx < max_vars; ++idx) {
 852                         MonoMethodVar *vi = MONO_VARINFO (cfg, idx);
 853
 854                         if (last_use [idx] != 0) {
 855                                 /* Live at exit, not written -> live on enter */
 856                                 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]));
 857                                 mono_linterval_add_range (cfg, vi->interval, block_from, last_use [idx]);
 858                         }
 859                 }
 860         }
 861
 862         /*
 863          * Arguments need to have their live ranges extended to the beginning of
 864          * the method to account for the arg reg/memory -> global register copies
 865          * in the prolog (bug #74992).
 866          */
 867         for (i = 0; i < max_vars; i ++) {
 868                 MonoMethodVar *vi = MONO_VARINFO (cfg, i);
 869                 if (cfg->varinfo [vi->idx]->opcode == OP_ARG)
 870                         mono_linterval_add_range (cfg, vi->interval, 0, 1);
 871         }
 872
 873 #if 0
 874         for (idx = 0; idx < max_vars; ++idx) {
 875                 MonoMethodVar *vi = MONO_VARINFO (cfg, idx);
 876
 877                 LIVENESS_DEBUG (printf ("LIVENESS R%d: ", cfg->varinfo [idx]->dreg));
 878                 LIVENESS_DEBUG (mono_linterval_print (vi->interval));
 879                 LIVENESS_DEBUG (printf ("\n"));
 880         }
 881 #endif
 882
 883         g_free (last_use);
 884 }
 885
 886 #endif