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