0.pre8.25:
[sbcl.git] / src / compiler / control.lisp
1 ;;;; This file contains the control analysis pass in the compiler.
2 ;;;; This pass determines the order in which the IR2 blocks are to be
3 ;;;; emitted, attempting to minimize the associated branching costs.
4 ;;;;
5 ;;;; At this point, we commit to generating IR2 (and ultimately
6 ;;;; assembler) for reachable blocks. Before this phase there might be
7 ;;;; blocks that are unreachable but still appear in the DFO, due in
8 ;;;; inadequate optimization, etc.
9
10 ;;;; This software is part of the SBCL system. See the README file for
11 ;;;; more information.
12 ;;;;
13 ;;;; This software is derived from the CMU CL system, which was
14 ;;;; written at Carnegie Mellon University and released into the
15 ;;;; public domain. The software is in the public domain and is
16 ;;;; provided with absolutely no warranty. See the COPYING and CREDITS
17 ;;;; files for more information.
18
19 (in-package "SB!C")
20
21 ;;; Insert BLOCK in the emission order after the block AFTER.
22 (defun add-to-emit-order (block after)
23   (declare (type block-annotation block after))
24   (let ((next (block-annotation-next after)))
25     (setf (block-annotation-next after) block)
26     (setf (block-annotation-prev block) after)
27     (setf (block-annotation-next block) next)
28     (setf (block-annotation-prev next) block))
29   (values))
30
31 ;;; If BLOCK looks like the head of a loop, then attempt to rotate it.
32 ;;; A block looks like a loop head if the number of some predecessor
33 ;;; is less than the block's number. Since blocks are numbered in
34 ;;; reverse DFN, this will identify loop heads in a reducible flow
35 ;;; graph.
36 ;;;
37 ;;; When we find a suspected loop head, we scan back from the tail to
38 ;;; find an alternate loop head. This substitution preserves the
39 ;;; correctness of the walk, since the old head can be reached from
40 ;;; the new head. We determine the new head by scanning as far back as
41 ;;; we can find increasing block numbers. Beats me if this is in
42 ;;; general optimal, but it works in simple cases.
43 ;;;
44 ;;; This optimization is inhibited in functions with NLX EPs, since it
45 ;;; is hard to do this without possibly messing up the special-case
46 ;;; walking from NLX EPs described in CONTROL-ANALYZE-1-FUN. We also
47 ;;; suppress rotation of loop heads which are the start of a function
48 ;;; (i.e. tail calls), as the debugger wants functions to start at the
49 ;;; start.
50 (defun find-rotated-loop-head (block)
51   (declare (type cblock block))
52   (let* ((num (block-number block))
53          (env (block-physenv block))
54          (pred (dolist (pred (block-pred block) nil)
55                  (when (and (not (block-flag pred))
56                             (eq (block-physenv pred) env)
57                             (< (block-number pred) num))
58                    (return pred)))))
59     (cond
60      ((and pred
61            (not (physenv-nlx-info env))
62            (not (eq (lambda-block (block-home-lambda block)) block)))
63       (let ((current pred)
64             (current-num (block-number pred)))
65         (block DONE
66           (loop
67             (dolist (pred (block-pred current) (return-from DONE))
68               (when (eq pred block)
69                 (return-from DONE))
70               (when (and (not (block-flag pred))
71                          (eq (block-physenv pred) env)
72                          (> (block-number pred) current-num))
73                 (setq current pred   current-num (block-number pred))
74                 (return)))))
75         (aver (not (block-flag current)))
76         current))
77      (t
78       block))))
79
80 ;;; Do a graph walk linking blocks into the emit order as we go. We
81 ;;; call FIND-ROTATED-LOOP-HEAD to do while-loop optimization.
82 ;;;
83 ;;; We treat blocks ending in tail local calls to other environments
84 ;;; specially. We can't walked the called function immediately, since
85 ;;; it is in a different function and we must keep the code for a
86 ;;; function contiguous. Instead, we return the function that we want
87 ;;; to call so that it can be walked as soon as possible, which is
88 ;;; hopefully immediately.
89 ;;;
90 ;;; If any of the recursive calls ends in a tail local call, then we
91 ;;; return the last such function, since it is the only one we can
92 ;;; possibly drop through to. (But it doesn't have to be from the last
93 ;;; block walked, since that call might not have added anything.)
94 ;;;
95 ;;; We defer walking successors whose successor is the component tail
96 ;;; (end in an error, NLX or tail full call.) This is to discourage
97 ;;; making error code the drop-through.
98 (defun control-analyze-block (block tail block-info-constructor)
99   (declare (type cblock block)
100            (type block-annotation tail)
101            (type function block-info-constructor))
102   (unless (block-flag block)
103     (let ((block (find-rotated-loop-head block)))
104       (setf (block-flag block) t)
105       (aver (and (block-component block) (not (block-delete-p block))))
106       (add-to-emit-order (or (block-info block)
107                              (setf (block-info block)
108                                    (funcall block-info-constructor block)))
109                          (block-annotation-prev tail))
110
111       (let ((last (block-last block)))
112         (cond ((and (combination-p last) (node-tail-p last)
113                     (eq (basic-combination-kind last) :local)
114                     (not (eq (node-physenv last)
115                              (lambda-physenv (combination-lambda last)))))
116                (combination-lambda last))
117               (t
118                (let ((component-tail (component-tail (block-component block)))
119                      (block-succ (block-succ block))
120                      (fun nil))
121                  (dolist (succ block-succ)
122                    (unless (eq (first (block-succ succ)) component-tail)
123                      (let ((res (control-analyze-block
124                                  succ tail block-info-constructor)))
125                        (when res (setq fun res)))))
126                  (dolist (succ block-succ)
127                    (control-analyze-block succ tail block-info-constructor))
128                  fun)))))))
129
130 ;;; Analyze all of the NLX EPs first to ensure that code reachable
131 ;;; only from a NLX is emitted contiguously with the code reachable
132 ;;; from the BIND. Code reachable from the BIND is inserted *before*
133 ;;; the NLX code so that the BIND marks the beginning of the code for
134 ;;; the function. If the walks from NLX EPs reach the BIND block, then
135 ;;; we just move it to the beginning.
136 ;;;
137 ;;; If the walk from the BIND node encountered a tail local call, then
138 ;;; we start over again there to help the call drop through. Of
139 ;;; course, it will never get a drop-through if either function has
140 ;;; NLX code.
141 (defun control-analyze-1-fun (fun component block-info-constructor)
142   (declare (type clambda fun)
143            (type component component)
144            (type function block-info-constructor))
145   (let* ((tail-block (block-info (component-tail component)))
146          (prev-block (block-annotation-prev tail-block))
147          (bind-block (node-block (lambda-bind fun))))
148     (unless (block-flag bind-block)
149       (dolist (nlx (physenv-nlx-info (lambda-physenv fun)))
150         (control-analyze-block (nlx-info-target nlx) tail-block
151                                block-info-constructor))
152       (cond
153        ((block-flag bind-block)
154         (let* ((block-note (block-info bind-block))
155                (prev (block-annotation-prev block-note))
156                (next (block-annotation-next block-note)))
157           (setf (block-annotation-prev next) prev)
158           (setf (block-annotation-next prev) next)
159           (add-to-emit-order block-note prev-block)))
160        (t
161         (let ((new-fun (control-analyze-block bind-block
162                                               (block-annotation-next
163                                                prev-block)
164                                               block-info-constructor)))
165           (when new-fun
166             (control-analyze-1-fun new-fun component
167                                    block-info-constructor)))))))
168   (values))
169
170 ;;; Do control analysis on COMPONENT, finding the emit order. Our only
171 ;;; cleverness here is that we walk XEP's first to increase the
172 ;;; probability that the tail call will be a drop-through.
173 ;;;
174 ;;; When we are done, we delete blocks that weren't reached by the
175 ;;; walk. Some return blocks are made unreachable by LTN without
176 ;;; setting COMPONENT-REANALYZE. We remove all deleted blocks from the
177 ;;; IR2-COMPONENT VALUES-RECEIVERS to keep stack analysis from getting
178 ;;; confused.
179 (defevent control-deleted-block "control analysis deleted dead block")
180 (defun control-analyze (component block-info-constructor)
181   (declare (type component component)
182            (type function block-info-constructor))
183   (let* ((head (component-head component))
184          (head-block (funcall block-info-constructor head))
185          (tail (component-tail component))
186          (tail-block (funcall block-info-constructor tail)))
187     (setf (block-info head) head-block)
188     (setf (block-info tail) tail-block)
189     (setf (block-annotation-prev tail-block) head-block)
190     (setf (block-annotation-next head-block) tail-block)
191
192     (clear-flags component)
193
194     (dolist (fun (component-lambdas component))
195       (when (xep-p fun)
196         (control-analyze-1-fun fun component block-info-constructor)))
197
198     (dolist (fun (component-lambdas component))
199       (control-analyze-1-fun fun component block-info-constructor))
200
201     (do-blocks (block component)
202       (unless (block-flag block)
203         (event control-deleted-block (continuation-next (block-start block)))
204         (delete-block block))))
205
206   (let ((2comp (component-info component)))
207     (when (ir2-component-p 2comp)
208       ;; If it's not an IR2-COMPONENT, don't worry about it.
209       (setf (ir2-component-values-receivers 2comp)
210             (delete-if-not #'block-component
211                            (ir2-component-values-receivers 2comp)))))
212
213   (values))