0.7.0.6:
[sbcl.git] / src / compiler / ir1opt.lisp
1 ;;;; This file implements the IR1 optimization phase of the compiler.
2 ;;;; IR1 optimization is a grab-bag of optimizations that don't make
3 ;;;; major changes to the block-level control flow and don't use flow
4 ;;;; analysis. These optimizations can mostly be classified as
5 ;;;; "meta-evaluation", but there is a sizable top-down component as
6 ;;;; well.
7
8 ;;;; This software is part of the SBCL system. See the README file for
9 ;;;; more information.
10 ;;;;
11 ;;;; This software is derived from the CMU CL system, which was
12 ;;;; written at Carnegie Mellon University and released into the
13 ;;;; public domain. The software is in the public domain and is
14 ;;;; provided with absolutely no warranty. See the COPYING and CREDITS
15 ;;;; files for more information.
16
17 (in-package "SB!C")
18 \f
19 ;;;; interface for obtaining results of constant folding
20
21 ;;; Return true for a CONTINUATION whose sole use is a reference to a
22 ;;; constant leaf.
23 (defun constant-continuation-p (thing)
24   (and (continuation-p thing)
25        (let ((use (continuation-use thing)))
26          (and (ref-p use)
27               (constant-p (ref-leaf use))))))
28
29 ;;; Return the constant value for a continuation whose only use is a
30 ;;; constant node.
31 (declaim (ftype (function (continuation) t) continuation-value))
32 (defun continuation-value (cont)
33   (aver (constant-continuation-p cont))
34   (constant-value (ref-leaf (continuation-use cont))))
35 \f
36 ;;;; interface for obtaining results of type inference
37
38 ;;; Return a (possibly values) type that describes what we have proven
39 ;;; about the type of Cont without taking any type assertions into
40 ;;; consideration. This is just the union of the NODE-DERIVED-TYPE of
41 ;;; all the uses. Most often people use CONTINUATION-DERIVED-TYPE or
42 ;;; CONTINUATION-TYPE instead of using this function directly.
43 (defun continuation-proven-type (cont)
44   (declare (type continuation cont))
45   (ecase (continuation-kind cont)
46     ((:block-start :deleted-block-start)
47      (let ((uses (block-start-uses (continuation-block cont))))
48        (if uses
49            (do ((res (node-derived-type (first uses))
50                      (values-type-union (node-derived-type (first current))
51                                         res))
52                 (current (rest uses) (rest current)))
53                ((null current) res))
54            *empty-type*)))
55     (:inside-block
56      (node-derived-type (continuation-use cont)))))
57
58 ;;; Our best guess for the type of this continuation's value. Note
59 ;;; that this may be VALUES or FUNCTION type, which cannot be passed
60 ;;; as an argument to the normal type operations. See
61 ;;; CONTINUATION-TYPE. This may be called on deleted continuations,
62 ;;; always returning *.
63 ;;;
64 ;;; What we do is call CONTINUATION-PROVEN-TYPE and check whether the
65 ;;; result is a subtype of the assertion. If so, return the proven
66 ;;; type and set TYPE-CHECK to nil. Otherwise, return the intersection
67 ;;; of the asserted and proven types, and set TYPE-CHECK T. If
68 ;;; TYPE-CHECK already has a non-null value, then preserve it. Only in
69 ;;; the somewhat unusual circumstance of a newly discovered assertion
70 ;;; will we change TYPE-CHECK from NIL to T.
71 ;;;
72 ;;; The result value is cached in the CONTINUATION-%DERIVED-TYPE slot.
73 ;;; If the slot is true, just return that value, otherwise recompute
74 ;;; and stash the value there.
75 #!-sb-fluid (declaim (inline continuation-derived-type))
76 (defun continuation-derived-type (cont)
77   (declare (type continuation cont))
78   (or (continuation-%derived-type cont)
79       (%continuation-derived-type cont)))
80 (defun %continuation-derived-type (cont)
81   (declare (type continuation cont))
82   (let ((proven (continuation-proven-type cont))
83         (asserted (continuation-asserted-type cont)))
84     (cond ((values-subtypep proven asserted)
85            (setf (continuation-%type-check cont) nil)
86            (setf (continuation-%derived-type cont) proven))
87           ((and (values-subtypep proven (specifier-type 'function))
88                 (values-subtypep asserted (specifier-type 'function)))
89            ;; It's physically impossible for a runtime type check to
90            ;; distinguish between the various subtypes of FUNCTION, so
91            ;; it'd be pointless to do more type checks here.
92            (setf (continuation-%type-check cont) nil)
93            (setf (continuation-%derived-type cont)
94                  ;; FIXME: This should depend on optimization
95                  ;; policy. This is for SPEED > SAFETY:
96                  #+nil (values-type-intersection asserted proven)
97                  ;; and this is for SAFETY >= SPEED:
98                  #-nil proven))
99           (t
100            (unless (or (continuation-%type-check cont)
101                        (not (continuation-dest cont))
102                        (eq asserted *universal-type*))
103              (setf (continuation-%type-check cont) t))
104
105            (setf (continuation-%derived-type cont)
106                  (values-type-intersection asserted proven))))))
107
108 ;;; Call CONTINUATION-DERIVED-TYPE to make sure the slot is up to
109 ;;; date, then return it.
110 #!-sb-fluid (declaim (inline continuation-type-check))
111 (defun continuation-type-check (cont)
112   (declare (type continuation cont))
113   (continuation-derived-type cont)
114   (continuation-%type-check cont))
115
116 ;;; Return the derived type for CONT's first value. This is guaranteed
117 ;;; not to be a VALUES or FUNCTION type.
118 (declaim (ftype (function (continuation) ctype) continuation-type))
119 (defun continuation-type (cont)
120   (single-value-type (continuation-derived-type cont)))
121 \f
122 ;;;; interface routines used by optimizers
123
124 ;;; This function is called by optimizers to indicate that something
125 ;;; interesting has happened to the value of Cont. Optimizers must
126 ;;; make sure that they don't call for reoptimization when nothing has
127 ;;; happened, since optimization will fail to terminate.
128 ;;;
129 ;;; We clear any cached type for the continuation and set the
130 ;;; reoptimize flags on everything in sight, unless the continuation
131 ;;; is deleted (in which case we do nothing.)
132 ;;;
133 ;;; Since this can get called during IR1 conversion, we have to be
134 ;;; careful not to fly into space when the Dest's Prev is missing.
135 (defun reoptimize-continuation (cont)
136   (declare (type continuation cont))
137   (unless (member (continuation-kind cont) '(:deleted :unused))
138     (setf (continuation-%derived-type cont) nil)
139     (let ((dest (continuation-dest cont)))
140       (when dest
141         (setf (continuation-reoptimize cont) t)
142         (setf (node-reoptimize dest) t)
143         (let ((prev (node-prev dest)))
144           (when prev
145             (let* ((block (continuation-block prev))
146                    (component (block-component block)))
147               (when (typep dest 'cif)
148                 (setf (block-test-modified block) t))
149               (setf (block-reoptimize block) t)
150               (setf (component-reoptimize component) t))))))
151     (do-uses (node cont)
152       (setf (block-type-check (node-block node)) t)))
153   (values))
154
155 ;;; Annotate Node to indicate that its result has been proven to be
156 ;;; typep to RType. After IR1 conversion has happened, this is the
157 ;;; only correct way to supply information discovered about a node's
158 ;;; type. If you screw with the Node-Derived-Type directly, then
159 ;;; information may be lost and reoptimization may not happen.
160 ;;;
161 ;;; What we do is intersect Rtype with Node's Derived-Type. If the
162 ;;; intersection is different from the old type, then we do a
163 ;;; Reoptimize-Continuation on the Node-Cont.
164 (defun derive-node-type (node rtype)
165   (declare (type node node) (type ctype rtype))
166   (let ((node-type (node-derived-type node)))
167     (unless (eq node-type rtype)
168       (let ((int (values-type-intersection node-type rtype)))
169         (when (type/= node-type int)
170           (when (and *check-consistency*
171                      (eq int *empty-type*)
172                      (not (eq rtype *empty-type*)))
173             (let ((*compiler-error-context* node))
174               (compiler-warn
175                "New inferred type ~S conflicts with old type:~
176                 ~%  ~S~%*** possible internal error? Please report this."
177                (type-specifier rtype) (type-specifier node-type))))
178           (setf (node-derived-type node) int)
179           (reoptimize-continuation (node-cont node))))))
180   (values))
181
182 ;;; This is similar to DERIVE-NODE-TYPE, but asserts that it is an
183 ;;; error for CONT's value not to be TYPEP to TYPE. If we improve the
184 ;;; assertion, we set TYPE-CHECK and TYPE-ASSERTED to guarantee that
185 ;;; the new assertion will be checked.
186 (defun assert-continuation-type (cont type)
187   (declare (type continuation cont) (type ctype type))
188   (let ((cont-type (continuation-asserted-type cont)))
189     (unless (eq cont-type type)
190       (let ((int (values-type-intersection cont-type type)))
191         (when (type/= cont-type int)
192           (setf (continuation-asserted-type cont) int)
193           (do-uses (node cont)
194             (setf (block-attributep (block-flags (node-block node))
195                                     type-check type-asserted)
196                   t))
197           (reoptimize-continuation cont)))))
198   (values))
199
200 ;;; Assert that CALL is to a function of the specified TYPE. It is
201 ;;; assumed that the call is legal and has only constants in the
202 ;;; keyword positions.
203 (defun assert-call-type (call type)
204   (declare (type combination call) (type fun-type type))
205   (derive-node-type call (fun-type-returns type))
206   (let ((args (combination-args call)))
207     (dolist (req (fun-type-required type))
208       (when (null args) (return-from assert-call-type))
209       (let ((arg (pop args)))
210         (assert-continuation-type arg req)))
211     (dolist (opt (fun-type-optional type))
212       (when (null args) (return-from assert-call-type))
213       (let ((arg (pop args)))
214         (assert-continuation-type arg opt)))
215
216     (let ((rest (fun-type-rest type)))
217       (when rest
218         (dolist (arg args)
219           (assert-continuation-type arg rest))))
220
221     (dolist (key (fun-type-keywords type))
222       (let ((name (key-info-name key)))
223         (do ((arg args (cddr arg)))
224             ((null arg))
225           (when (eq (continuation-value (first arg)) name)
226             (assert-continuation-type
227              (second arg) (key-info-type key)))))))
228   (values))
229 \f
230 ;;;; IR1-OPTIMIZE
231
232 ;;; Do one forward pass over COMPONENT, deleting unreachable blocks
233 ;;; and doing IR1 optimizations. We can ignore all blocks that don't
234 ;;; have the REOPTIMIZE flag set. If COMPONENT-REOPTIMIZE is true when
235 ;;; we are done, then another iteration would be beneficial.
236 ;;;
237 ;;; We delete blocks when there is either no predecessor or the block
238 ;;; is in a lambda that has been deleted. These blocks would
239 ;;; eventually be deleted by DFO recomputation, but doing it here
240 ;;; immediately makes the effect available to IR1 optimization.
241 (defun ir1-optimize (component)
242   (declare (type component component))
243   (setf (component-reoptimize component) nil)
244   (do-blocks (block component)
245     (cond
246      ((or (block-delete-p block)
247           (null (block-pred block))
248           (eq (functional-kind (block-home-lambda block)) :deleted))
249       (delete-block block))
250      (t
251       (loop
252         (let ((succ (block-succ block)))
253           (unless (and succ (null (rest succ)))
254             (return)))
255         
256         (let ((last (block-last block)))
257           (typecase last
258             (cif
259              (flush-dest (if-test last))
260              (when (unlink-node last)
261                (return)))
262             (exit
263              (when (maybe-delete-exit last)
264                (return)))))
265         
266         (unless (join-successor-if-possible block)
267           (return)))
268
269       (when (and (block-reoptimize block) (block-component block))
270         (aver (not (block-delete-p block)))
271         (ir1-optimize-block block))
272
273       (when (and (block-flush-p block) (block-component block))
274         (aver (not (block-delete-p block)))
275         (flush-dead-code block)))))
276
277   (values))
278
279 ;;; Loop over the nodes in Block, looking for stuff that needs to be
280 ;;; optimized. We dispatch off of the type of each node with its
281 ;;; reoptimize flag set:
282
283 ;;; -- With a COMBINATION, we call PROPAGATE-FUN-CHANGE whenever
284 ;;;    the function changes, and call IR1-OPTIMIZE-COMBINATION if any
285 ;;;    argument changes.
286 ;;; -- With an EXIT, we derive the node's type from the VALUE's type.
287 ;;;    We don't propagate CONT's assertion to the VALUE, since if we
288 ;;;    did, this would move the checking of CONT's assertion to the
289 ;;;    exit. This wouldn't work with CATCH and UWP, where the EXIT
290 ;;;    node is just a placeholder for the actual unknown exit.
291 ;;;
292 ;;; Note that we clear the node & block reoptimize flags *before*
293 ;;; doing the optimization. This ensures that the node or block will
294 ;;; be reoptimized if necessary. We leave the NODE-OPTIMIZE flag set
295 ;;; going into IR1-OPTIMIZE-RETURN, since IR1-OPTIMIZE-RETURN wants to
296 ;;; clear the flag itself.
297 (defun ir1-optimize-block (block)
298   (declare (type cblock block))
299   (setf (block-reoptimize block) nil)
300   (do-nodes (node cont block :restart-p t)
301     (when (node-reoptimize node)
302       (setf (node-reoptimize node) nil)
303       (typecase node
304         (ref)
305         (combination
306          (ir1-optimize-combination node))
307         (cif
308          (ir1-optimize-if node))
309         (creturn
310          (setf (node-reoptimize node) t)
311          (ir1-optimize-return node))
312         (mv-combination
313          (ir1-optimize-mv-combination node))
314         (exit
315          (let ((value (exit-value node)))
316            (when value
317              (derive-node-type node (continuation-derived-type value)))))
318         (cset
319          (ir1-optimize-set node)))))
320   (values))
321
322 ;;; We cannot combine with a successor block if:
323 ;;;  1. The successor has more than one predecessor.
324 ;;;  2. The last node's CONT is also used somewhere else.
325 ;;;  3. The successor is the current block (infinite loop).
326 ;;;  4. The next block has a different cleanup, and thus we may want 
327 ;;;     to insert cleanup code between the two blocks at some point.
328 ;;;  5. The next block has a different home lambda, and thus the
329 ;;;     control transfer is a non-local exit.
330 ;;;
331 ;;; If we succeed, we return true, otherwise false.
332 ;;;
333 ;;; Joining is easy when the successor's Start continuation is the
334 ;;; same from our Last's Cont. If they differ, then we can still join
335 ;;; when the last continuation has no next and the next continuation
336 ;;; has no uses. In this case, we replace the next continuation with
337 ;;; the last before joining the blocks.
338 (defun join-successor-if-possible (block)
339   (declare (type cblock block))
340   (let ((next (first (block-succ block))))
341     (when (block-start next)
342       (let* ((last (block-last block))
343              (last-cont (node-cont last))
344              (next-cont (block-start next)))
345         (cond ((or (rest (block-pred next))
346                    (not (eq (continuation-use last-cont) last))
347                    (eq next block)
348                    (not (eq (block-end-cleanup block)
349                             (block-start-cleanup next)))
350                    (not (eq (block-home-lambda block)
351                             (block-home-lambda next))))
352                nil)
353               ((eq last-cont next-cont)
354                (join-blocks block next)
355                t)
356               ((and (null (block-start-uses next))
357                     (eq (continuation-kind last-cont) :inside-block))
358                (let ((next-node (continuation-next next-cont)))
359                  ;; If next-cont does have a dest, it must be
360                  ;; unreachable, since there are no uses.
361                  ;; DELETE-CONTINUATION will mark the dest block as
362                  ;; DELETE-P [and also this block, unless it is no
363                  ;; longer backward reachable from the dest block.]
364                  (delete-continuation next-cont)
365                  (setf (node-prev next-node) last-cont)
366                  (setf (continuation-next last-cont) next-node)
367                  (setf (block-start next) last-cont)
368                  (join-blocks block next))
369                t)
370               (t
371                nil))))))
372
373 ;;; Join together two blocks which have the same ending/starting
374 ;;; continuation. The code in Block2 is moved into Block1 and Block2
375 ;;; is deleted from the DFO. We combine the optimize flags for the two
376 ;;; blocks so that any indicated optimization gets done.
377 (defun join-blocks (block1 block2)
378   (declare (type cblock block1 block2))
379   (let* ((last (block-last block2))
380          (last-cont (node-cont last))
381          (succ (block-succ block2))
382          (start2 (block-start block2)))
383     (do ((cont start2 (node-cont (continuation-next cont))))
384         ((eq cont last-cont)
385          (when (eq (continuation-kind last-cont) :inside-block)
386            (setf (continuation-block last-cont) block1)))
387       (setf (continuation-block cont) block1))
388
389     (unlink-blocks block1 block2)
390     (dolist (block succ)
391       (unlink-blocks block2 block)
392       (link-blocks block1 block))
393
394     (setf (block-last block1) last)
395     (setf (continuation-kind start2) :inside-block))
396
397   (setf (block-flags block1)
398         (attributes-union (block-flags block1)
399                           (block-flags block2)
400                           (block-attributes type-asserted test-modified)))
401
402   (let ((next (block-next block2))
403         (prev (block-prev block2)))
404     (setf (block-next prev) next)
405     (setf (block-prev next) prev))
406
407   (values))
408
409 ;;; Delete any nodes in BLOCK whose value is unused and have no
410 ;;; side-effects. We can delete sets of lexical variables when the set
411 ;;; variable has no references.
412 ;;;
413 ;;; [### For now, don't delete potentially flushable calls when they
414 ;;; have the CALL attribute. Someday we should look at the funcitonal
415 ;;; args to determine if they have any side-effects.]
416 (defun flush-dead-code (block)
417   (declare (type cblock block))
418   (do-nodes-backwards (node cont block)
419     (unless (continuation-dest cont)
420       (typecase node
421         (ref
422          (delete-ref node)
423          (unlink-node node))
424         (combination
425          (let ((info (combination-kind node)))
426            (when (fun-info-p info)
427              (let ((attr (fun-info-attributes info)))
428                (when (and (ir1-attributep attr flushable)
429                           (not (ir1-attributep attr call)))
430                  (flush-dest (combination-fun node))
431                  (dolist (arg (combination-args node))
432                    (flush-dest arg))
433                  (unlink-node node))))))
434         (mv-combination
435          (when (eq (basic-combination-kind node) :local)
436            (let ((fun (combination-lambda node)))
437              (when (dolist (var (lambda-vars fun) t)
438                      (when (or (leaf-refs var)
439                                (lambda-var-sets var))
440                        (return nil)))
441                (flush-dest (first (basic-combination-args node)))
442                (delete-let fun)))))
443         (exit
444          (let ((value (exit-value node)))
445            (when value
446              (flush-dest value)
447              (setf (exit-value node) nil))))
448         (cset
449          (let ((var (set-var node)))
450            (when (and (lambda-var-p var)
451                       (null (leaf-refs var)))
452              (flush-dest (set-value node))
453              (setf (basic-var-sets var)
454                    (delete node (basic-var-sets var)))
455              (unlink-node node)))))))
456
457   (setf (block-flush-p block) nil)
458   (values))
459 \f
460 ;;;; local call return type propagation
461
462 ;;; This function is called on RETURN nodes that have their REOPTIMIZE
463 ;;; flag set. It iterates over the uses of the RESULT, looking for
464 ;;; interesting stuff to update the TAIL-SET. If a use isn't a local
465 ;;; call, then we union its type together with the types of other such
466 ;;; uses. We assign to the RETURN-RESULT-TYPE the intersection of this
467 ;;; type with the RESULT's asserted type. We can make this
468 ;;; intersection now (potentially before type checking) because this
469 ;;; assertion on the result will eventually be checked (if
470 ;;; appropriate.)
471 ;;;
472 ;;; We call MAYBE-CONVERT-TAIL-LOCAL-CALL on each local non-MV
473 ;;; combination, which may change the succesor of the call to be the
474 ;;; called function, and if so, checks if the call can become an
475 ;;; assignment. If we convert to an assignment, we abort, since the
476 ;;; RETURN has been deleted.
477 (defun find-result-type (node)
478   (declare (type creturn node))
479   (let ((result (return-result node)))
480     (collect ((use-union *empty-type* values-type-union))
481       (do-uses (use result)
482         (cond ((and (basic-combination-p use)
483                     (eq (basic-combination-kind use) :local))
484                (aver (eq (lambda-tail-set (node-home-lambda use))
485                          (lambda-tail-set (combination-lambda use))))
486                (when (combination-p use)
487                  (when (nth-value 1 (maybe-convert-tail-local-call use))
488                    (return-from find-result-type (values)))))
489               (t
490                (use-union (node-derived-type use)))))
491       (let ((int (values-type-intersection
492                   (continuation-asserted-type result)
493                   (use-union))))
494         (setf (return-result-type node) int))))
495   (values))
496
497 ;;; Do stuff to realize that something has changed about the value
498 ;;; delivered to a return node. Since we consider the return values of
499 ;;; all functions in the tail set to be equivalent, this amounts to
500 ;;; bringing the entire tail set up to date. We iterate over the
501 ;;; returns for all the functions in the tail set, reanalyzing them
502 ;;; all (not treating Node specially.)
503 ;;;
504 ;;; When we are done, we check whether the new type is different from
505 ;;; the old TAIL-SET-TYPE. If so, we set the type and also reoptimize
506 ;;; all the continuations for references to functions in the tail set.
507 ;;; This will cause IR1-OPTIMIZE-COMBINATION to derive the new type as
508 ;;; the results of the calls.
509 (defun ir1-optimize-return (node)
510   (declare (type creturn node))
511   (let* ((tails (lambda-tail-set (return-lambda node)))
512          (funs (tail-set-funs tails)))
513     (collect ((res *empty-type* values-type-union))
514       (dolist (fun funs)
515         (let ((return (lambda-return fun)))
516           (when return
517             (when (node-reoptimize return)
518               (setf (node-reoptimize return) nil)
519               (find-result-type return))
520             (res (return-result-type return)))))
521
522       (when (type/= (res) (tail-set-type tails))
523         (setf (tail-set-type tails) (res))
524         (dolist (fun (tail-set-funs tails))
525           (dolist (ref (leaf-refs fun))
526             (reoptimize-continuation (node-cont ref)))))))
527
528   (values))
529 \f
530 ;;;; IF optimization
531
532 ;;; If the test has multiple uses, replicate the node when possible.
533 ;;; Also check whether the predicate is known to be true or false,
534 ;;; deleting the IF node in favor of the appropriate branch when this
535 ;;; is the case.
536 (defun ir1-optimize-if (node)
537   (declare (type cif node))
538   (let ((test (if-test node))
539         (block (node-block node)))
540
541     (when (and (eq (block-start block) test)
542                (eq (continuation-next test) node)
543                (rest (block-start-uses block)))
544       (do-uses (use test)
545         (when (immediately-used-p test use)
546           (convert-if-if use node)
547           (when (continuation-use test) (return)))))
548
549     (let* ((type (continuation-type test))
550            (victim
551             (cond ((constant-continuation-p test)
552                    (if (continuation-value test)
553                        (if-alternative node)
554                        (if-consequent node)))
555                   ((not (types-equal-or-intersect type (specifier-type 'null)))
556                    (if-alternative node))
557                   ((type= type (specifier-type 'null))
558                    (if-consequent node)))))
559       (when victim
560         (flush-dest test)
561         (when (rest (block-succ block))
562           (unlink-blocks block victim))
563         (setf (component-reanalyze (node-component node)) t)
564         (unlink-node node))))
565   (values))
566
567 ;;; Create a new copy of an IF node that tests the value of the node
568 ;;; USE. The test must have >1 use, and must be immediately used by
569 ;;; USE. NODE must be the only node in its block (implying that
570 ;;; block-start = if-test).
571 ;;;
572 ;;; This optimization has an effect semantically similar to the
573 ;;; source-to-source transformation:
574 ;;;    (IF (IF A B C) D E) ==>
575 ;;;    (IF A (IF B D E) (IF C D E))
576 ;;;
577 ;;; We clobber the NODE-SOURCE-PATH of both the original and the new
578 ;;; node so that dead code deletion notes will definitely not consider
579 ;;; either node to be part of the original source. One node might
580 ;;; become unreachable, resulting in a spurious note.
581 (defun convert-if-if (use node)
582   (declare (type node use) (type cif node))
583   (with-ir1-environment-from-node node
584     (let* ((block (node-block node))
585            (test (if-test node))
586            (cblock (if-consequent node))
587            (ablock (if-alternative node))
588            (use-block (node-block use))
589            (dummy-cont (make-continuation))
590            (new-cont (make-continuation))
591            (new-node (make-if :test new-cont
592                               :consequent cblock
593                               :alternative ablock))
594            (new-block (continuation-starts-block new-cont)))
595       (link-node-to-previous-continuation new-node new-cont)
596       (setf (continuation-dest new-cont) new-node)
597       (add-continuation-use new-node dummy-cont)
598       (setf (block-last new-block) new-node)
599
600       (unlink-blocks use-block block)
601       (delete-continuation-use use)
602       (add-continuation-use use new-cont)
603       (link-blocks use-block new-block)
604
605       (link-blocks new-block cblock)
606       (link-blocks new-block ablock)
607
608       (push "<IF Duplication>" (node-source-path node))
609       (push "<IF Duplication>" (node-source-path new-node))
610
611       (reoptimize-continuation test)
612       (reoptimize-continuation new-cont)
613       (setf (component-reanalyze *current-component*) t)))
614   (values))
615 \f
616 ;;;; exit IR1 optimization
617
618 ;;; This function attempts to delete an exit node, returning true if
619 ;;; it deletes the block as a consequence:
620 ;;; -- If the exit is degenerate (has no Entry), then we don't do
621 ;;;    anything, since there is nothing to be done.
622 ;;; -- If the exit node and its Entry have the same home lambda then
623 ;;;    we know the exit is local, and can delete the exit. We change
624 ;;;    uses of the Exit-Value to be uses of the original continuation,
625 ;;;    then unlink the node. If the exit is to a TR context, then we
626 ;;;    must do MERGE-TAIL-SETS on any local calls which delivered
627 ;;;    their value to this exit.
628 ;;; -- If there is no value (as in a GO), then we skip the value
629 ;;;    semantics.
630 ;;;
631 ;;; This function is also called by environment analysis, since it
632 ;;; wants all exits to be optimized even if normal optimization was
633 ;;; omitted.
634 (defun maybe-delete-exit (node)
635   (declare (type exit node))
636   (let ((value (exit-value node))
637         (entry (exit-entry node))
638         (cont (node-cont node)))
639     (when (and entry
640                (eq (node-home-lambda node) (node-home-lambda entry)))
641       (setf (entry-exits entry) (delete node (entry-exits entry)))
642       (prog1
643           (unlink-node node)
644         (when value
645           (collect ((merges))
646             (when (return-p (continuation-dest cont))
647               (do-uses (use value)
648                 (when (and (basic-combination-p use)
649                            (eq (basic-combination-kind use) :local))
650                   (merges use))))
651             (substitute-continuation-uses cont value)
652             (dolist (merge (merges))
653               (merge-tail-sets merge))))))))
654 \f
655 ;;;; combination IR1 optimization
656
657 ;;; Report as we try each transform?
658 #!+sb-show
659 (defvar *show-transforms-p* nil)
660
661 ;;; Do IR1 optimizations on a COMBINATION node.
662 (declaim (ftype (function (combination) (values)) ir1-optimize-combination))
663 (defun ir1-optimize-combination (node)
664   (when (continuation-reoptimize (basic-combination-fun node))
665     (propagate-fun-change node))
666   (let ((args (basic-combination-args node))
667         (kind (basic-combination-kind node)))
668     (case kind
669       (:local
670        (let ((fun (combination-lambda node)))
671          (if (eq (functional-kind fun) :let)
672              (propagate-let-args node fun)
673              (propagate-local-call-args node fun))))
674       ((:full :error)
675        (dolist (arg args)
676          (when arg
677            (setf (continuation-reoptimize arg) nil))))
678       (t
679        (dolist (arg args)
680          (when arg
681            (setf (continuation-reoptimize arg) nil)))
682
683        (let ((attr (fun-info-attributes kind)))
684          (when (and (ir1-attributep attr foldable)
685                     ;; KLUDGE: The next test could be made more sensitive,
686                     ;; only suppressing constant-folding of functions with
687                     ;; CALL attributes when they're actually passed
688                     ;; function arguments. -- WHN 19990918
689                     (not (ir1-attributep attr call))
690                     (every #'constant-continuation-p args)
691                     (continuation-dest (node-cont node))
692                     ;; Even if the function is foldable in principle,
693                     ;; it might be one of our low-level
694                     ;; implementation-specific functions. Such
695                     ;; functions don't necessarily exist at runtime on
696                     ;; a plain vanilla ANSI Common Lisp
697                     ;; cross-compilation host, in which case the
698                     ;; cross-compiler can't fold it because the
699                     ;; cross-compiler doesn't know how to evaluate it.
700                     #+sb-xc-host
701                     (let* ((ref (continuation-use (combination-fun node)))
702                            (fun-name (leaf-source-name (ref-leaf ref))))
703                       (fboundp fun-name)))
704            (constant-fold-call node)
705            (return-from ir1-optimize-combination)))
706
707        (let ((fun (fun-info-derive-type kind)))
708          (when fun
709            (let ((res (funcall fun node)))
710              (when res
711                (derive-node-type node res)
712                (maybe-terminate-block node nil)))))
713
714        (let ((fun (fun-info-optimizer kind)))
715          (unless (and fun (funcall fun node))
716            (dolist (x (fun-info-transforms kind))
717              #!+sb-show 
718              (when *show-transforms-p*
719                (let* ((cont (basic-combination-fun node))
720                       (fname (continuation-fun-name cont t)))
721                  (/show "trying transform" x (transform-function x) "for" fname)))
722              (unless (ir1-transform node x)
723                #!+sb-show
724                (when *show-transforms-p*
725                  (/show "quitting because IR1-TRANSFORM result was NIL"))
726                (return))))))))
727
728   (values))
729
730 ;;; If CALL is to a function that doesn't return (i.e. return type is
731 ;;; NIL), then terminate the block there, and link it to the component
732 ;;; tail. We also change the call's CONT to be a dummy continuation to
733 ;;; prevent the use from confusing things.
734 ;;;
735 ;;; Except when called during IR1 [FIXME: What does this mean? Except
736 ;;; during IR1 conversion? What about IR1 optimization?], we delete
737 ;;; the continuation if it has no other uses. (If it does have other
738 ;;; uses, we reoptimize.)
739 ;;;
740 ;;; Termination on the basis of a continuation type assertion is
741 ;;; inhibited when:
742 ;;; -- The continuation is deleted (hence the assertion is spurious), or
743 ;;; -- We are in IR1 conversion (where THE assertions are subject to
744 ;;;    weakening.)
745 (defun maybe-terminate-block (call ir1-converting-not-optimizing-p)
746   (declare (type basic-combination call))
747   (let* ((block (node-block call))
748          (cont (node-cont call))
749          (tail (component-tail (block-component block)))
750          (succ (first (block-succ block))))
751     (unless (or (and (eq call (block-last block)) (eq succ tail))
752                 (block-delete-p block))
753       (when (or (and (eq (continuation-asserted-type cont) *empty-type*)
754                      (not (or ir1-converting-not-optimizing-p
755                               (eq (continuation-kind cont) :deleted))))
756                 (eq (node-derived-type call) *empty-type*))
757         (cond (ir1-converting-not-optimizing-p
758                (delete-continuation-use call)
759                (cond
760                 ((block-last block)
761                  (aver (and (eq (block-last block) call)
762                             (eq (continuation-kind cont) :block-start))))
763                 (t
764                  (setf (block-last block) call)
765                  (link-blocks block (continuation-starts-block cont)))))
766               (t
767                (node-ends-block call)
768                (delete-continuation-use call)
769                (if (eq (continuation-kind cont) :unused)
770                    (delete-continuation cont)
771                    (reoptimize-continuation cont))))
772         
773         (unlink-blocks block (first (block-succ block)))
774         (setf (component-reanalyze (block-component block)) t)
775         (aver (not (block-succ block)))
776         (link-blocks block tail)
777         (add-continuation-use call (make-continuation))
778         t))))
779
780 ;;; This is called both by IR1 conversion and IR1 optimization when
781 ;;; they have verified the type signature for the call, and are
782 ;;; wondering if something should be done to special-case the call. If
783 ;;; CALL is a call to a global function, then see whether it defined
784 ;;; or known:
785 ;;; -- If a DEFINED-FUN should be inline expanded, then convert
786 ;;;    the expansion and change the call to call it. Expansion is
787 ;;;    enabled if :INLINE or if SPACE=0. If the FUNCTIONAL slot is
788 ;;;    true, we never expand, since this function has already been
789 ;;;    converted. Local call analysis will duplicate the definition
790 ;;;    if necessary. We claim that the parent form is LABELS for
791 ;;;    context declarations, since we don't want it to be considered
792 ;;;    a real global function.
793 ;;; -- If it is a known function, mark it as such by setting the KIND.
794 ;;;
795 ;;; We return the leaf referenced (NIL if not a leaf) and the
796 ;;; FUN-INFO assigned.
797 ;;;
798 ;;; FIXME: The IR1-CONVERTING-NOT-OPTIMIZING-P argument is what the
799 ;;; old CMU CL code called IR1-P, without explanation. My (WHN
800 ;;; 2002-01-09) tentative understanding of it is that we can call this
801 ;;; operation either in initial IR1 conversion or in later IR1
802 ;;; optimization, and it tells which is which. But it would be good
803 ;;; for someone who really understands it to check whether this is
804 ;;; really right.
805 (defun recognize-known-call (call ir1-converting-not-optimizing-p)
806   (declare (type combination call))
807   (let* ((ref (continuation-use (basic-combination-fun call)))
808          (leaf (when (ref-p ref) (ref-leaf ref)))
809          (inlinep (if (defined-fun-p leaf)
810                       (defined-fun-inlinep leaf)
811                       :no-chance)))
812     (cond
813      ((eq inlinep :notinline) (values nil nil))
814      ((not (and (global-var-p leaf)
815                 (eq (global-var-kind leaf) :global-function)))
816       (values leaf nil))
817      ((and (ecase inlinep
818              (:inline t)
819              (:no-chance nil)
820              ((nil :maybe-inline) (policy call (zerop space))))
821            (defined-fun-p leaf)
822            (defined-fun-inline-expansion leaf)
823            (let ((fun (defined-fun-functional leaf)))
824              (or (not fun)
825                  (and (eq inlinep :inline) (functional-kind fun))))
826            (inline-expansion-ok call))
827       (flet (;; FIXME: Is this what the old CMU CL internal documentation
828              ;; called semi-inlining? A more descriptive name would
829              ;; be nice. -- WHN 2002-01-07
830              (frob ()
831                (let ((res (ir1-convert-lambda-for-defun
832                            (defined-fun-inline-expansion leaf)
833                            leaf t
834                            #'ir1-convert-inline-lambda)))
835                  (setf (defined-fun-functional leaf) res)
836                  (change-ref-leaf ref res))))
837         (if ir1-converting-not-optimizing-p
838             (frob)
839             (with-ir1-environment-from-node call
840               (frob)
841               (locall-analyze-component *current-component*))))
842
843       (values (ref-leaf (continuation-use (basic-combination-fun call)))
844               nil))
845      (t
846       (let ((info (info :function :info (leaf-source-name leaf))))
847         (if info
848             (values leaf (setf (basic-combination-kind call) info))
849             (values leaf nil)))))))
850
851 ;;; Check whether CALL satisfies TYPE. If so, apply the type to the
852 ;;; call, and do MAYBE-TERMINATE-BLOCK and return the values of
853 ;;; RECOGNIZE-KNOWN-CALL. If an error, set the combination kind and
854 ;;; return NIL, NIL. If the type is just FUNCTION, then skip the
855 ;;; syntax check, arg/result type processing, but still call
856 ;;; RECOGNIZE-KNOWN-CALL, since the call might be to a known lambda,
857 ;;; and that checking is done by local call analysis.
858 (defun validate-call-type (call type ir1-converting-not-optimizing-p)
859   (declare (type combination call) (type ctype type))
860   (cond ((not (fun-type-p type))
861          (aver (multiple-value-bind (val win)
862                    (csubtypep type (specifier-type 'function))
863                  (or val (not win))))
864          (recognize-known-call call ir1-converting-not-optimizing-p))
865         ((valid-fun-use call type
866                         :argument-test #'always-subtypep
867                         :result-test #'always-subtypep
868                         ;; KLUDGE: Common Lisp is such a dynamic
869                         ;; language that all we can do here in
870                         ;; general is issue a STYLE-WARNING. It
871                         ;; would be nice to issue a full WARNING
872                         ;; in the special case of of type
873                         ;; mismatches within a compilation unit
874                         ;; (as in section 3.2.2.3 of the spec)
875                         ;; but at least as of sbcl-0.6.11, we
876                         ;; don't keep track of whether the
877                         ;; mismatched data came from the same
878                         ;; compilation unit, so we can't do that.
879                         ;; -- WHN 2001-02-11
880                         ;;
881                         ;; FIXME: Actually, I think we could
882                         ;; issue a full WARNING if the call
883                         ;; violates a DECLAIM FTYPE.
884                         :lossage-fun #'compiler-style-warn
885                         :unwinnage-fun #'compiler-note)
886          (assert-call-type call type)
887          (maybe-terminate-block call ir1-converting-not-optimizing-p)
888          (recognize-known-call call ir1-converting-not-optimizing-p))
889         (t
890          (setf (combination-kind call) :error)
891          (values nil nil))))
892
893 ;;; This is called by IR1-OPTIMIZE when the function for a call has
894 ;;; changed. If the call is local, we try to LET-convert it, and
895 ;;; derive the result type. If it is a :FULL call, we validate it
896 ;;; against the type, which recognizes known calls, does inline
897 ;;; expansion, etc. If a call to a predicate in a non-conditional
898 ;;; position or to a function with a source transform, then we
899 ;;; reconvert the form to give IR1 another chance.
900 (defun propagate-fun-change (call)
901   (declare (type combination call))
902   (let ((*compiler-error-context* call)
903         (fun-cont (basic-combination-fun call)))
904     (setf (continuation-reoptimize fun-cont) nil)
905     (case (combination-kind call)
906       (:local
907        (let ((fun (combination-lambda call)))
908          (maybe-let-convert fun)
909          (unless (member (functional-kind fun) '(:let :assignment :deleted))
910            (derive-node-type call (tail-set-type (lambda-tail-set fun))))))
911       (:full
912        (multiple-value-bind (leaf info)
913            (validate-call-type call (continuation-type fun-cont) nil)
914          (cond ((functional-p leaf)
915                 (convert-call-if-possible
916                  (continuation-use (basic-combination-fun call))
917                  call))
918                ((not leaf))
919                ((or (info :function :source-transform (leaf-source-name leaf))
920                     (and info
921                          (ir1-attributep (fun-info-attributes info)
922                                          predicate)
923                          (let ((dest (continuation-dest (node-cont call))))
924                            (and dest (not (if-p dest))))))
925                 (when (and (leaf-has-source-name-p leaf)
926                            ;; FIXME: This SYMBOLP is part of a literal
927                            ;; translation of a test in the old CMU CL
928                            ;; source, and it's not quite clear what
929                            ;; the old source meant. Did it mean "has a
930                            ;; valid name"? Or did it mean "is an
931                            ;; ordinary function name, not a SETF
932                            ;; function"? Either way, the old CMU CL
933                            ;; code probably didn't deal with SETF
934                            ;; functions correctly, and neither does
935                            ;; this new SBCL code, and that should be fixed.
936                            (symbolp (leaf-source-name leaf)))
937                   (let ((dummies (make-gensym-list (length
938                                                     (combination-args call)))))
939                     (transform-call call
940                                     `(lambda ,dummies
941                                        (,(leaf-source-name leaf)
942                                         ,@dummies)))))))))))
943   (values))
944 \f
945 ;;;; known function optimization
946
947 ;;; Add a failed optimization note to FAILED-OPTIMZATIONS for NODE,
948 ;;; FUN and ARGS. If there is already a note for NODE and TRANSFORM,
949 ;;; replace it, otherwise add a new one.
950 (defun record-optimization-failure (node transform args)
951   (declare (type combination node) (type transform transform)
952            (type (or fun-type list) args))
953   (let* ((table (component-failed-optimizations *component-being-compiled*))
954          (found (assoc transform (gethash node table))))
955     (if found
956         (setf (cdr found) args)
957         (push (cons transform args) (gethash node table))))
958   (values))
959
960 ;;; Attempt to transform NODE using TRANSFORM-FUNCTION, subject to the
961 ;;; call type constraint TRANSFORM-TYPE. If we are inhibited from
962 ;;; doing the transform for some reason and FLAME is true, then we
963 ;;; make a note of the message in FAILED-OPTIMIZATIONS for IR1
964 ;;; finalize to pick up. We return true if the transform failed, and
965 ;;; thus further transformation should be attempted. We return false
966 ;;; if either the transform succeeded or was aborted.
967 (defun ir1-transform (node transform)
968   (declare (type combination node) (type transform transform))
969   (let* ((type (transform-type transform))
970          (fun (transform-function transform))
971          (constrained (fun-type-p type))
972          (table (component-failed-optimizations *component-being-compiled*))
973          (flame (if (transform-important transform)
974                     (policy node (>= speed inhibit-warnings))
975                     (policy node (> speed inhibit-warnings))))
976          (*compiler-error-context* node))
977     (cond ((not (member (transform-when transform)
978                         '(:native :both)))
979            ;; FIXME: Make sure that there's a transform for
980            ;; (MEMBER SYMBOL ..) into MEMQ.
981            ;; FIXME: Note that when/if I make SHARE operation to shared
982            ;; constant data between objects in the system, remember that a
983            ;; SHAREd list, or other SHAREd compound object, can be processed
984            ;; recursively, so that e.g. the two lists above can share their
985            ;; '(:BOTH) tail sublists.
986            (let ((when (transform-when transform)))
987              (not (or (eq when :both)
988                       (eq when :native))))
989            t)
990           ((or (not constrained)
991                (valid-fun-use node type :strict-result t))
992            (multiple-value-bind (severity args)
993                (catch 'give-up-ir1-transform
994                  (transform-call node (funcall fun node))
995                  (values :none nil))
996              (ecase severity
997                (:none
998                 (remhash node table)
999                 nil)
1000                (:aborted
1001                 (setf (combination-kind node) :error)
1002                 (when args
1003                   (apply #'compiler-warn args))
1004                 (remhash node table)
1005                 nil)
1006                (:failure
1007                 (if args
1008                     (when flame
1009                       (record-optimization-failure node transform args))
1010                     (setf (gethash node table)
1011                           (remove transform (gethash node table) :key #'car)))
1012                 t)
1013                (:delayed
1014                  (remhash node table)
1015                  nil))))
1016           ((and flame
1017                 (valid-fun-use node
1018                                type
1019                                :argument-test #'types-equal-or-intersect
1020                                :result-test #'values-types-equal-or-intersect))
1021            (record-optimization-failure node transform type)
1022            t)
1023           (t
1024            t))))
1025
1026 ;;; When we don't like an IR1 transform, we throw the severity/reason
1027 ;;; and args. 
1028 ;;;
1029 ;;; GIVE-UP-IR1-TRANSFORM is used to throw out of an IR1 transform,
1030 ;;; aborting this attempt to transform the call, but admitting the
1031 ;;; possibility that this or some other transform will later succeed.
1032 ;;; If arguments are supplied, they are format arguments for an
1033 ;;; efficiency note.
1034 ;;;
1035 ;;; ABORT-IR1-TRANSFORM is used to throw out of an IR1 transform and
1036 ;;; force a normal call to the function at run time. No further
1037 ;;; optimizations will be attempted.
1038 ;;;
1039 ;;; DELAY-IR1-TRANSFORM is used to throw out of an IR1 transform, and
1040 ;;; delay the transform on the node until later. REASONS specifies
1041 ;;; when the transform will be later retried. The :OPTIMIZE reason
1042 ;;; causes the transform to be delayed until after the current IR1
1043 ;;; optimization pass. The :CONSTRAINT reason causes the transform to
1044 ;;; be delayed until after constraint propagation.
1045 ;;;
1046 ;;; FIXME: Now (0.6.11.44) that there are 4 variants of this (GIVE-UP,
1047 ;;; ABORT, DELAY/:OPTIMIZE, DELAY/:CONSTRAINT) and we're starting to
1048 ;;; do CASE operations on the various REASON values, it might be a
1049 ;;; good idea to go OO, representing the reasons by objects, using
1050 ;;; CLOS methods on the objects instead of CASE, and (possibly) using
1051 ;;; SIGNAL instead of THROW.
1052 (declaim (ftype (function (&rest t) nil) give-up-ir1-transform))
1053 (defun give-up-ir1-transform (&rest args)
1054   (throw 'give-up-ir1-transform (values :failure args)))
1055 (defun abort-ir1-transform (&rest args)
1056   (throw 'give-up-ir1-transform (values :aborted args)))
1057 (defun delay-ir1-transform (node &rest reasons)
1058   (let ((assoc (assoc node *delayed-ir1-transforms*)))
1059     (cond ((not assoc)
1060             (setf *delayed-ir1-transforms*
1061                     (acons node reasons *delayed-ir1-transforms*))
1062             (throw 'give-up-ir1-transform :delayed))
1063           ((cdr assoc)
1064             (dolist (reason reasons)
1065               (pushnew reason (cdr assoc)))
1066             (throw 'give-up-ir1-transform :delayed)))))
1067
1068 ;;; Clear any delayed transform with no reasons - these should have
1069 ;;; been tried in the last pass. Then remove the reason from the
1070 ;;; delayed transform reasons, and if any become empty then set
1071 ;;; reoptimize flags for the node. Return true if any transforms are
1072 ;;; to be retried.
1073 (defun retry-delayed-ir1-transforms (reason)
1074   (setf *delayed-ir1-transforms*
1075         (remove-if-not #'cdr *delayed-ir1-transforms*))
1076   (let ((reoptimize nil))
1077     (dolist (assoc *delayed-ir1-transforms*)
1078       (let ((reasons (remove reason (cdr assoc))))
1079         (setf (cdr assoc) reasons)
1080         (unless reasons
1081           (let ((node (car assoc)))
1082             (unless (node-deleted node)
1083               (setf reoptimize t)
1084               (setf (node-reoptimize node) t)
1085               (let ((block (node-block node)))
1086                 (setf (block-reoptimize block) t)
1087                 (setf (component-reoptimize (block-component block)) t)))))))
1088     reoptimize))
1089
1090
1091 ;;; Take the lambda-expression RES, IR1 convert it in the proper
1092 ;;; environment, and then install it as the function for the call
1093 ;;; NODE. We do local call analysis so that the new function is
1094 ;;; integrated into the control flow.
1095 (defun transform-call (node res)
1096   (declare (type combination node) (list res))
1097   (with-ir1-environment-from-node node
1098     (let ((new-fun (ir1-convert-inline-lambda
1099                     res
1100                     :debug-name "something inlined in TRANSFORM-CALL"))
1101           (ref (continuation-use (combination-fun node))))
1102       (change-ref-leaf ref new-fun)
1103       (setf (combination-kind node) :full)
1104       (locall-analyze-component *current-component*)))
1105   (values))
1106
1107 ;;; Replace a call to a foldable function of constant arguments with
1108 ;;; the result of evaluating the form. We insert the resulting
1109 ;;; constant node after the call, stealing the call's continuation. We
1110 ;;; give the call a continuation with no DEST, which should cause it
1111 ;;; and its arguments to go away. If there is an error during the
1112 ;;; evaluation, we give a warning and leave the call alone, making the
1113 ;;; call a :ERROR call.
1114 ;;;
1115 ;;; If there is more than one value, then we transform the call into a
1116 ;;; values form.
1117 (defun constant-fold-call (call)
1118   (declare (type combination call))
1119   (let* ((args (mapcar #'continuation-value (combination-args call)))
1120          (ref (continuation-use (combination-fun call)))
1121          (fun-name (leaf-source-name (ref-leaf ref))))
1122
1123     (multiple-value-bind (values win)
1124         (careful-call fun-name args call "constant folding")
1125       (if (not win)
1126         (setf (combination-kind call) :error)
1127         (let ((dummies (make-gensym-list (length args))))
1128           (transform-call
1129            call
1130            `(lambda ,dummies
1131               (declare (ignore ,@dummies))
1132               (values ,@(mapcar (lambda (x) `',x) values))))))))
1133
1134   (values))
1135 \f
1136 ;;;; local call optimization
1137
1138 ;;; Propagate TYPE to LEAF and its REFS, marking things changed. If
1139 ;;; the leaf type is a function type, then just leave it alone, since
1140 ;;; TYPE is never going to be more specific than that (and
1141 ;;; TYPE-INTERSECTION would choke.)
1142 (defun propagate-to-refs (leaf type)
1143   (declare (type leaf leaf) (type ctype type))
1144   (let ((var-type (leaf-type leaf)))
1145     (unless (fun-type-p var-type)
1146       (let ((int (type-approx-intersection2 var-type type)))
1147         (when (type/= int var-type)
1148           (setf (leaf-type leaf) int)
1149           (dolist (ref (leaf-refs leaf))
1150             (derive-node-type ref int))))
1151       (values))))
1152
1153 ;;; Figure out the type of a LET variable that has sets. We compute
1154 ;;; the union of the initial value Type and the types of all the set
1155 ;;; values and to a PROPAGATE-TO-REFS with this type.
1156 (defun propagate-from-sets (var type)
1157   (collect ((res type type-union))
1158     (dolist (set (basic-var-sets var))
1159       (res (continuation-type (set-value set)))
1160       (setf (node-reoptimize set) nil))
1161     (propagate-to-refs var (res)))
1162   (values))
1163
1164 ;;; If a LET variable, find the initial value's type and do
1165 ;;; PROPAGATE-FROM-SETS. We also derive the VALUE's type as the node's
1166 ;;; type.
1167 (defun ir1-optimize-set (node)
1168   (declare (type cset node))
1169   (let ((var (set-var node)))
1170     (when (and (lambda-var-p var) (leaf-refs var))
1171       (let ((home (lambda-var-home var)))
1172         (when (eq (functional-kind home) :let)
1173           (let ((iv (let-var-initial-value var)))
1174             (setf (continuation-reoptimize iv) nil)
1175             (propagate-from-sets var (continuation-type iv)))))))
1176
1177   (derive-node-type node (continuation-type (set-value node)))
1178   (values))
1179
1180 ;;; Return true if the value of Ref will always be the same (and is
1181 ;;; thus legal to substitute.)
1182 (defun constant-reference-p (ref)
1183   (declare (type ref ref))
1184   (let ((leaf (ref-leaf ref)))
1185     (typecase leaf
1186       ((or constant functional) t)
1187       (lambda-var
1188        (null (lambda-var-sets leaf)))
1189       (defined-fun
1190        (not (eq (defined-fun-inlinep leaf) :notinline)))
1191       (global-var
1192        (case (global-var-kind leaf)
1193          (:global-function t))))))
1194
1195 ;;; If we have a non-set LET var with a single use, then (if possible)
1196 ;;; replace the variable reference's CONT with the arg continuation.
1197 ;;; This is inhibited when:
1198 ;;; -- CONT has other uses, or
1199 ;;; -- CONT receives multiple values, or
1200 ;;; -- the reference is in a different environment from the variable, or
1201 ;;; -- either continuation has a funky TYPE-CHECK annotation.
1202 ;;; -- the continuations have incompatible assertions, so the new asserted type
1203 ;;;    would be NIL.
1204 ;;; -- the var's DEST has a different policy than the ARG's (think safety).
1205 ;;;
1206 ;;; We change the REF to be a reference to NIL with unused value, and
1207 ;;; let it be flushed as dead code. A side-effect of this substitution
1208 ;;; is to delete the variable.
1209 (defun substitute-single-use-continuation (arg var)
1210   (declare (type continuation arg) (type lambda-var var))
1211   (let* ((ref (first (leaf-refs var)))
1212          (cont (node-cont ref))
1213          (cont-atype (continuation-asserted-type cont))
1214          (dest (continuation-dest cont)))
1215     (when (and (eq (continuation-use cont) ref)
1216                dest
1217                (not (typep dest '(or creturn exit mv-combination)))
1218                (eq (node-home-lambda ref)
1219                    (lambda-home (lambda-var-home var)))
1220                (member (continuation-type-check arg) '(t nil))
1221                (member (continuation-type-check cont) '(t nil))
1222                (not (eq (values-type-intersection
1223                          cont-atype
1224                          (continuation-asserted-type arg))
1225                         *empty-type*))
1226                (eq (lexenv-policy (node-lexenv dest))
1227                    (lexenv-policy (node-lexenv (continuation-dest arg)))))
1228       (aver (member (continuation-kind arg)
1229                     '(:block-start :deleted-block-start :inside-block)))
1230       (assert-continuation-type arg cont-atype)
1231       (setf (node-derived-type ref) *wild-type*)
1232       (change-ref-leaf ref (find-constant nil))
1233       (substitute-continuation arg cont)
1234       (reoptimize-continuation arg)
1235       t)))
1236
1237 ;;; Delete a LET, removing the call and bind nodes, and warning about
1238 ;;; any unreferenced variables. Note that FLUSH-DEAD-CODE will come
1239 ;;; along right away and delete the REF and then the lambda, since we
1240 ;;; flush the FUN continuation.
1241 (defun delete-let (fun)
1242   (declare (type clambda fun))
1243   (aver (member (functional-kind fun) '(:let :mv-let)))
1244   (note-unreferenced-vars fun)
1245   (let ((call (let-combination fun)))
1246     (flush-dest (basic-combination-fun call))
1247     (unlink-node call)
1248     (unlink-node (lambda-bind fun))
1249     (setf (lambda-bind fun) nil))
1250   (values))
1251
1252 ;;; This function is called when one of the arguments to a LET
1253 ;;; changes. We look at each changed argument. If the corresponding
1254 ;;; variable is set, then we call PROPAGATE-FROM-SETS. Otherwise, we
1255 ;;; consider substituting for the variable, and also propagate
1256 ;;; derived-type information for the arg to all the VAR's refs.
1257 ;;;
1258 ;;; Substitution is inhibited when the arg leaf's derived type isn't a
1259 ;;; subtype of the argument's asserted type. This prevents type
1260 ;;; checking from being defeated, and also ensures that the best
1261 ;;; representation for the variable can be used.
1262 ;;;
1263 ;;; Substitution of individual references is inhibited if the
1264 ;;; reference is in a different component from the home. This can only
1265 ;;; happen with closures over top level lambda vars. In such cases,
1266 ;;; the references may have already been compiled, and thus can't be
1267 ;;; retroactively modified.
1268 ;;;
1269 ;;; If all of the variables are deleted (have no references) when we
1270 ;;; are done, then we delete the LET.
1271 ;;;
1272 ;;; Note that we are responsible for clearing the
1273 ;;; CONTINUATION-REOPTIMIZE flags.
1274 (defun propagate-let-args (call fun)
1275   (declare (type combination call) (type clambda fun))
1276   (loop for arg in (combination-args call)
1277         and var in (lambda-vars fun) do
1278     (when (and arg (continuation-reoptimize arg))
1279       (setf (continuation-reoptimize arg) nil)
1280       (cond
1281        ((lambda-var-sets var)
1282         (propagate-from-sets var (continuation-type arg)))
1283        ((let ((use (continuation-use arg)))
1284           (when (ref-p use)
1285             (let ((leaf (ref-leaf use)))
1286               (when (and (constant-reference-p use)
1287                          (values-subtypep (leaf-type leaf)
1288                                           (continuation-asserted-type arg)))
1289                 (propagate-to-refs var (continuation-type arg))
1290                 (let ((use-component (node-component use)))
1291                   (substitute-leaf-if
1292                    (lambda (ref)
1293                      (cond ((eq (node-component ref) use-component)
1294                             t)
1295                            (t
1296                             (aver (lambda-toplevelish-p (lambda-home fun)))
1297                             nil)))
1298                    leaf var))
1299                 t)))))
1300        ((and (null (rest (leaf-refs var)))
1301              (substitute-single-use-continuation arg var)))
1302        (t
1303         (propagate-to-refs var (continuation-type arg))))))
1304
1305   (when (every #'null (combination-args call))
1306     (delete-let fun))
1307
1308   (values))
1309
1310 ;;; This function is called when one of the args to a non-LET local
1311 ;;; call changes. For each changed argument corresponding to an unset
1312 ;;; variable, we compute the union of the types across all calls and
1313 ;;; propagate this type information to the var's refs.
1314 ;;;
1315 ;;; If the function has an XEP, then we don't do anything, since we
1316 ;;; won't discover anything.
1317 ;;;
1318 ;;; We can clear the Continuation-Reoptimize flags for arguments in
1319 ;;; all calls corresponding to changed arguments in Call, since the
1320 ;;; only use in IR1 optimization of the Reoptimize flag for local call
1321 ;;; args is right here.
1322 (defun propagate-local-call-args (call fun)
1323   (declare (type combination call) (type clambda fun))
1324
1325   (unless (or (functional-entry-fun fun)
1326               (lambda-optional-dispatch fun))
1327     (let* ((vars (lambda-vars fun))
1328            (union (mapcar (lambda (arg var)
1329                             (when (and arg
1330                                        (continuation-reoptimize arg)
1331                                        (null (basic-var-sets var)))
1332                               (continuation-type arg)))
1333                           (basic-combination-args call)
1334                           vars))
1335            (this-ref (continuation-use (basic-combination-fun call))))
1336
1337       (dolist (arg (basic-combination-args call))
1338         (when arg
1339           (setf (continuation-reoptimize arg) nil)))
1340
1341       (dolist (ref (leaf-refs fun))
1342         (let ((dest (continuation-dest (node-cont ref))))
1343           (unless (or (eq ref this-ref) (not dest))
1344             (setq union
1345                   (mapcar (lambda (this-arg old)
1346                             (when old
1347                               (setf (continuation-reoptimize this-arg) nil)
1348                               (type-union (continuation-type this-arg) old)))
1349                           (basic-combination-args dest)
1350                           union)))))
1351
1352       (mapc (lambda (var type)
1353               (when type
1354                 (propagate-to-refs var type)))
1355             vars union)))
1356
1357   (values))
1358 \f
1359 ;;;; multiple values optimization
1360
1361 ;;; Do stuff to notice a change to a MV combination node. There are
1362 ;;; two main branches here:
1363 ;;;  -- If the call is local, then it is already a MV let, or should
1364 ;;;     become one. Note that although all :LOCAL MV calls must eventually
1365 ;;;     be converted to :MV-LETs, there can be a window when the call
1366 ;;;     is local, but has not been LET converted yet. This is because
1367 ;;;     the entry-point lambdas may have stray references (in other
1368 ;;;     entry points) that have not been deleted yet.
1369 ;;;  -- The call is full. This case is somewhat similar to the non-MV
1370 ;;;     combination optimization: we propagate return type information and
1371 ;;;     notice non-returning calls. We also have an optimization
1372 ;;;     which tries to convert MV-CALLs into MV-binds.
1373 (defun ir1-optimize-mv-combination (node)
1374   (ecase (basic-combination-kind node)
1375     (:local
1376      (let ((fun-cont (basic-combination-fun node)))
1377        (when (continuation-reoptimize fun-cont)
1378          (setf (continuation-reoptimize fun-cont) nil)
1379          (maybe-let-convert (combination-lambda node))))
1380      (setf (continuation-reoptimize (first (basic-combination-args node))) nil)
1381      (when (eq (functional-kind (combination-lambda node)) :mv-let)
1382        (unless (convert-mv-bind-to-let node)
1383          (ir1-optimize-mv-bind node))))
1384     (:full
1385      (let* ((fun (basic-combination-fun node))
1386             (fun-changed (continuation-reoptimize fun))
1387             (args (basic-combination-args node)))
1388        (when fun-changed
1389          (setf (continuation-reoptimize fun) nil)
1390          (let ((type (continuation-type fun)))
1391            (when (fun-type-p type)
1392              (derive-node-type node (fun-type-returns type))))
1393          (maybe-terminate-block node nil)
1394          (let ((use (continuation-use fun)))
1395            (when (and (ref-p use) (functional-p (ref-leaf use)))
1396              (convert-call-if-possible use node)
1397              (when (eq (basic-combination-kind node) :local)
1398                (maybe-let-convert (ref-leaf use))))))
1399        (unless (or (eq (basic-combination-kind node) :local)
1400                    (eq (continuation-fun-name fun) '%throw))
1401          (ir1-optimize-mv-call node))
1402        (dolist (arg args)
1403          (setf (continuation-reoptimize arg) nil))))
1404     (:error))
1405   (values))
1406
1407 ;;; Propagate derived type info from the values continuation to the
1408 ;;; vars.
1409 (defun ir1-optimize-mv-bind (node)
1410   (declare (type mv-combination node))
1411   (let ((arg (first (basic-combination-args node)))
1412         (vars (lambda-vars (combination-lambda node))))
1413     (multiple-value-bind (types nvals)
1414         (values-types (continuation-derived-type arg))
1415       (unless (eq nvals :unknown)
1416         (mapc (lambda (var type)
1417                 (if (basic-var-sets var)
1418                     (propagate-from-sets var type)
1419                     (propagate-to-refs var type)))
1420               vars
1421                 (append types
1422                         (make-list (max (- (length vars) nvals) 0)
1423                                    :initial-element (specifier-type 'null))))))
1424     (setf (continuation-reoptimize arg) nil))
1425   (values))
1426
1427 ;;; If possible, convert a general MV call to an MV-BIND. We can do
1428 ;;; this if:
1429 ;;; -- The call has only one argument, and
1430 ;;; -- The function has a known fixed number of arguments, or
1431 ;;; -- The argument yields a known fixed number of values.
1432 ;;;
1433 ;;; What we do is change the function in the MV-CALL to be a lambda
1434 ;;; that "looks like an MV bind", which allows
1435 ;;; IR1-OPTIMIZE-MV-COMBINATION to notice that this call can be
1436 ;;; converted (the next time around.) This new lambda just calls the
1437 ;;; actual function with the MV-BIND variables as arguments. Note that
1438 ;;; this new MV bind is not let-converted immediately, as there are
1439 ;;; going to be stray references from the entry-point functions until
1440 ;;; they get deleted.
1441 ;;;
1442 ;;; In order to avoid loss of argument count checking, we only do the
1443 ;;; transformation according to a known number of expected argument if
1444 ;;; safety is unimportant. We can always convert if we know the number
1445 ;;; of actual values, since the normal call that we build will still
1446 ;;; do any appropriate argument count checking.
1447 ;;;
1448 ;;; We only attempt the transformation if the called function is a
1449 ;;; constant reference. This allows us to just splice the leaf into
1450 ;;; the new function, instead of trying to somehow bind the function
1451 ;;; expression. The leaf must be constant because we are evaluating it
1452 ;;; again in a different place. This also has the effect of squelching
1453 ;;; multiple warnings when there is an argument count error.
1454 (defun ir1-optimize-mv-call (node)
1455   (let ((fun (basic-combination-fun node))
1456         (*compiler-error-context* node)
1457         (ref (continuation-use (basic-combination-fun node)))
1458         (args (basic-combination-args node)))
1459
1460     (unless (and (ref-p ref) (constant-reference-p ref)
1461                  args (null (rest args)))
1462       (return-from ir1-optimize-mv-call))
1463
1464     (multiple-value-bind (min max)
1465         (fun-type-nargs (continuation-type fun))
1466       (let ((total-nvals
1467              (multiple-value-bind (types nvals)
1468                  (values-types (continuation-derived-type (first args)))
1469                (declare (ignore types))
1470                (if (eq nvals :unknown) nil nvals))))
1471
1472         (when total-nvals
1473           (when (and min (< total-nvals min))
1474             (compiler-warn
1475              "MULTIPLE-VALUE-CALL with ~R values when the function expects ~
1476              at least ~R."
1477              total-nvals min)
1478             (setf (basic-combination-kind node) :error)
1479             (return-from ir1-optimize-mv-call))
1480           (when (and max (> total-nvals max))
1481             (compiler-warn
1482              "MULTIPLE-VALUE-CALL with ~R values when the function expects ~
1483              at most ~R."
1484              total-nvals max)
1485             (setf (basic-combination-kind node) :error)
1486             (return-from ir1-optimize-mv-call)))
1487
1488         (let ((count (cond (total-nvals)
1489                            ((and (policy node (zerop safety))
1490                                  (eql min max))
1491                             min)
1492                            (t nil))))
1493           (when count
1494             (with-ir1-environment-from-node node
1495               (let* ((dums (make-gensym-list count))
1496                      (ignore (gensym))
1497                      (fun (ir1-convert-lambda
1498                            `(lambda (&optional ,@dums &rest ,ignore)
1499                               (declare (ignore ,ignore))
1500                               (funcall ,(ref-leaf ref) ,@dums)))))
1501                 (change-ref-leaf ref fun)
1502                 (aver (eq (basic-combination-kind node) :full))
1503                 (locall-analyze-component *current-component*)
1504                 (aver (eq (basic-combination-kind node) :local)))))))))
1505   (values))
1506
1507 ;;; If we see:
1508 ;;;    (multiple-value-bind
1509 ;;;     (x y)
1510 ;;;     (values xx yy)
1511 ;;;      ...)
1512 ;;; Convert to:
1513 ;;;    (let ((x xx)
1514 ;;;       (y yy))
1515 ;;;      ...)
1516 ;;;
1517 ;;; What we actually do is convert the VALUES combination into a
1518 ;;; normal LET combination calling the original :MV-LET lambda. If
1519 ;;; there are extra args to VALUES, discard the corresponding
1520 ;;; continuations. If there are insufficient args, insert references
1521 ;;; to NIL.
1522 (defun convert-mv-bind-to-let (call)
1523   (declare (type mv-combination call))
1524   (let* ((arg (first (basic-combination-args call)))
1525          (use (continuation-use arg)))
1526     (when (and (combination-p use)
1527                (eq (continuation-fun-name (combination-fun use))
1528                    'values))
1529       (let* ((fun (combination-lambda call))
1530              (vars (lambda-vars fun))
1531              (vals (combination-args use))
1532              (nvars (length vars))
1533              (nvals (length vals)))
1534         (cond ((> nvals nvars)
1535                (mapc #'flush-dest (subseq vals nvars))
1536                (setq vals (subseq vals 0 nvars)))
1537               ((< nvals nvars)
1538                (with-ir1-environment-from-node use
1539                  (let ((node-prev (node-prev use)))
1540                    (setf (node-prev use) nil)
1541                    (setf (continuation-next node-prev) nil)
1542                    (collect ((res vals))
1543                      (loop as cont = (make-continuation use)
1544                            and prev = node-prev then cont
1545                            repeat (- nvars nvals)
1546                            do (reference-constant prev cont nil)
1547                               (res cont))
1548                      (setq vals (res)))
1549                    (link-node-to-previous-continuation use
1550                                                        (car (last vals)))))))
1551         (setf (combination-args use) vals)
1552         (flush-dest (combination-fun use))
1553         (let ((fun-cont (basic-combination-fun call)))
1554           (setf (continuation-dest fun-cont) use)
1555           (setf (combination-fun use) fun-cont))
1556         (setf (combination-kind use) :local)
1557         (setf (functional-kind fun) :let)
1558         (flush-dest (first (basic-combination-args call)))
1559         (unlink-node call)
1560         (when vals
1561           (reoptimize-continuation (first vals)))
1562         (propagate-to-args use fun))
1563       t)))
1564
1565 ;;; If we see:
1566 ;;;    (values-list (list x y z))
1567 ;;;
1568 ;;; Convert to:
1569 ;;;    (values x y z)
1570 ;;;
1571 ;;; In implementation, this is somewhat similar to
1572 ;;; CONVERT-MV-BIND-TO-LET. We grab the args of LIST and make them
1573 ;;; args of the VALUES-LIST call, flushing the old argument
1574 ;;; continuation (allowing the LIST to be flushed.)
1575 (defoptimizer (values-list optimizer) ((list) node)
1576   (let ((use (continuation-use list)))
1577     (when (and (combination-p use)
1578                (eq (continuation-fun-name (combination-fun use))
1579                    'list))
1580       (change-ref-leaf (continuation-use (combination-fun node))
1581                        (find-free-fun 'values "in a strange place"))
1582       (setf (combination-kind node) :full)
1583       (let ((args (combination-args use)))
1584         (dolist (arg args)
1585           (setf (continuation-dest arg) node))
1586         (setf (combination-args use) nil)
1587         (flush-dest list)
1588         (setf (combination-args node) args))
1589       t)))
1590
1591 ;;; If VALUES appears in a non-MV context, then effectively convert it
1592 ;;; to a PROG1. This allows the computation of the additional values
1593 ;;; to become dead code.
1594 (deftransform values ((&rest vals) * * :node node)
1595   (when (typep (continuation-dest (node-cont node))
1596                '(or creturn exit mv-combination))
1597     (give-up-ir1-transform))
1598   (setf (node-derived-type node) *wild-type*)
1599   (if vals
1600       (let ((dummies (make-gensym-list (length (cdr vals)))))
1601         `(lambda (val ,@dummies)
1602            (declare (ignore ,@dummies))
1603            val))
1604       nil))