0.7.8.3:
[sbcl.git] / src / compiler / ltn.lisp
1 ;;;; This file contains the LTN pass in the compiler. LTN allocates
2 ;;;; expression evaluation TNs, makes nearly all the implementation
3 ;;;; policy decisions, and also does a few other miscellaneous things.
4
5 ;;;; This software is part of the SBCL system. See the README file for
6 ;;;; more information.
7 ;;;;
8 ;;;; This software is derived from the CMU CL system, which was
9 ;;;; written at Carnegie Mellon University and released into the
10 ;;;; public domain. The software is in the public domain and is
11 ;;;; provided with absolutely no warranty. See the COPYING and CREDITS
12 ;;;; files for more information.
13
14 (in-package "SB!C")
15 \f
16 ;;;; utilities
17
18 ;;; Return the LTN-POLICY indicated by the node policy.
19 ;;;
20 ;;; FIXME: It would be tidier to use an LTN-POLICY object (an instance
21 ;;; of DEFSTRUCT LTN-POLICY) instead of a keyword, and have queries
22 ;;; like LTN-POLICY-SAFE-P become slot accessors. If we do this,
23 ;;; grep for and carefully review use of literal keywords, so that
24 ;;; things like
25 ;;;   (EQ (TEMPLATE-LTN-POLICY TEMPLATE) :SAFE)
26 ;;; don't get overlooked.
27 ;;;
28 ;;; FIXME: Classic CMU CL went to some trouble to cache LTN-POLICY
29 ;;; values in LTN-ANALYZE so that they didn't have to be recomputed on
30 ;;; every block. I stripped that out (the whole DEFMACRO FROB thing)
31 ;;; because I found it too confusing. Thus, it might be that the 
32 ;;; new uncached code spends an unreasonable amount of time in
33 ;;; this lookup function. This function should be profiled, and if
34 ;;; it's a significant contributor to runtime, we can cache it in
35 ;;; some more local way, e.g. by adding a CACHED-LTN-POLICY slot to
36 ;;; the NODE structure, and doing something like
37 ;;;   (DEFUN NODE-LTN-POLICY (NODE)
38 ;;;     (OR (NODE-CACHED-LTN-POLICY NODE)
39 ;;;         (SETF (NODE-CACHED-LTN-POLICY NODE)
40 ;;;               (NODE-UNCACHED-LTN-POLICY NODE)))
41 (defun node-ltn-policy (node)
42   (declare (type node node))
43   (policy node
44           (let ((eff-space (max space
45                                 ;; on the theory that if the code is
46                                 ;; smaller, it will take less time to
47                                 ;; compile (could lose if the smallest
48                                 ;; case is out of line, and must
49                                 ;; allocate many linkage registers):
50                                 compilation-speed)))
51             (if (zerop safety)
52                 (if (>= speed eff-space) :fast :small)
53                 (if (>= speed eff-space) :fast-safe :safe)))))
54
55 ;;; Return true if LTN-POLICY is a safe policy.
56 (defun ltn-policy-safe-p (ltn-policy)
57   (ecase ltn-policy
58     ((:safe :fast-safe) t)
59     ((:small :fast) nil)))
60
61 ;;; Called when an unsafe policy indicates that no type check should
62 ;;; be done on CONT. We delete the type check unless it is :ERROR
63 ;;; (indicating a compile-time type error.)
64 (defun flush-type-check (cont)
65   (declare (type continuation cont))
66   (when (member (continuation-type-check cont) '(t :no-check))
67     (setf (continuation-%type-check cont) :deleted))
68   (values))
69
70 ;;; an annotated continuation's primitive-type
71 #!-sb-fluid (declaim (inline continuation-ptype))
72 (defun continuation-ptype (cont)
73   (declare (type continuation cont))
74   (ir2-continuation-primitive-type (continuation-info cont)))
75
76 ;;; Return true if a constant LEAF is of a type which we can legally
77 ;;; directly reference in code. Named constants with arbitrary pointer
78 ;;; values cannot, since we must preserve EQLness.
79 (defun legal-immediate-constant-p (leaf)
80   (declare (type constant leaf))
81   (or (not (leaf-has-source-name-p leaf))
82       (typecase (constant-value leaf)
83         ((or number character) t)
84         (symbol (symbol-package (constant-value leaf)))
85         (t nil))))
86
87 ;;; If CONT is used only by a REF to a leaf that can be delayed, then
88 ;;; return the leaf, otherwise return NIL.
89 (defun continuation-delayed-leaf (cont)
90   (declare (type continuation cont))
91   (let ((use (continuation-use cont)))
92     (and (ref-p use)
93          (let ((leaf (ref-leaf use)))
94            (etypecase leaf
95              (lambda-var (if (null (lambda-var-sets leaf)) leaf nil))
96              (constant (if (legal-immediate-constant-p leaf) leaf nil))
97              ((or functional global-var) nil))))))
98
99 ;;; Annotate a normal single-value continuation. If its only use is a
100 ;;; ref that we are allowed to delay the evaluation of, then we mark
101 ;;; the continuation for delayed evaluation, otherwise we assign a TN
102 ;;; to hold the continuation's value. If the continuation has a type
103 ;;; check, we make the TN according to the proven type to ensure that
104 ;;; the possibly erroneous value can be represented.
105 (defun annotate-1-value-continuation (cont)
106   (declare (type continuation cont))
107   (let ((info (continuation-info cont)))
108     (aver (eq (ir2-continuation-kind info) :fixed))
109     (cond
110      ((continuation-delayed-leaf cont)
111       (setf (ir2-continuation-kind info) :delayed))
112      ((member (continuation-type-check cont) '(:deleted nil))
113       (setf (ir2-continuation-locs info)
114             (list (make-normal-tn (ir2-continuation-primitive-type info)))))
115      (t
116       (setf (ir2-continuation-locs info)
117             (list (make-normal-tn
118                    (primitive-type
119                     (single-value-type (continuation-proven-type cont)))))))))
120   (values))
121
122 ;;; Make an IR2-CONTINUATION corresponding to the continuation type
123 ;;; and then do ANNOTATE-1-VALUE-CONTINUATION. If POLICY-KEYWORD isn't
124 ;;; a safe policy keyword, then we clear the TYPE-CHECK flag.
125 (defun annotate-ordinary-continuation (cont ltn-policy)
126   (declare (type continuation cont)
127            (type ltn-policy ltn-policy))
128   (let ((info (make-ir2-continuation
129                (primitive-type (continuation-type cont)))))
130     (setf (continuation-info cont) info)
131     (unless (ltn-policy-safe-p ltn-policy)
132       (flush-type-check cont))
133     (annotate-1-value-continuation cont))
134   (values))
135
136 ;;; Annotate the function continuation for a full call. If the only
137 ;;; reference is to a global function and DELAY is true, then we delay
138 ;;; the reference, otherwise we annotate for a single value.
139 ;;;
140 ;;; Unlike for an argument, we only clear the type check flag when the
141 ;;; LTN-POLICY is unsafe, since the check for a valid function
142 ;;; object must be done before the call.
143 (defun annotate-fun-continuation (cont ltn-policy &optional (delay t))
144   (declare (type continuation cont) (type ltn-policy ltn-policy))
145   (unless (ltn-policy-safe-p ltn-policy)
146     (flush-type-check cont))
147   (let* ((ptype (primitive-type (continuation-type cont)))
148          (tn-ptype (if (member (continuation-type-check cont) '(:deleted nil))
149                        ptype
150                        (primitive-type
151                         (single-value-type
152                          (continuation-proven-type cont)))))
153          (info (make-ir2-continuation ptype)))
154     (setf (continuation-info cont) info)
155     (let ((name (continuation-fun-name cont t)))
156       (if (and delay name)
157           (setf (ir2-continuation-kind info) :delayed)
158           (setf (ir2-continuation-locs info)
159                 (list (make-normal-tn tn-ptype))))))
160   (values))
161
162 ;;; If TAIL-P is true, then we check to see whether the call can really
163 ;;; be a tail call by seeing if this function's return convention is :UNKNOWN.
164 ;;; If so, we move the call block succssor link from the return block to
165 ;;; the component tail (after ensuring that they are in separate blocks.)
166 ;;; This allows the return to be deleted when there are no non-tail uses.
167 (defun flush-full-call-tail-transfer (call)
168   (declare (type basic-combination call))
169   (let ((tails (and (node-tail-p call)
170                     (lambda-tail-set (node-home-lambda call)))))
171     (when tails
172       (cond ((eq (return-info-kind (tail-set-info tails)) :unknown)
173              (node-ends-block call)
174              (let ((block (node-block call)))
175                (unlink-blocks block (first (block-succ block)))
176                (link-blocks block (component-tail (block-component block)))))
177             (t
178              (setf (node-tail-p call) nil)))))
179   (values))
180
181 ;;; We set the kind to :FULL or :FUNNY, depending on whether there is an
182 ;;; IR2-CONVERT method. If a funny function, then we inhibit tail recursion
183 ;;; and type check normally, since the IR2 convert method is going to want to
184 ;;; deliver values normally. We still annotate the function continuation,
185 ;;; since IR2tran might decide to call after all.
186 ;;;
187 ;;; If not funny, we flush arg type checks, when LTN-POLICY is not
188 ;;; safe.
189 ;;;
190 ;;; Note that args may already be annotated because template selection can
191 ;;; bail out to here.
192 (defun ltn-default-call (call ltn-policy)
193   (declare (type combination call) (type ltn-policy ltn-policy))
194   (let ((kind (basic-combination-kind call)))
195     (annotate-fun-continuation (basic-combination-fun call) ltn-policy)
196
197     (cond
198      ((and (fun-info-p kind)
199            (fun-info-ir2-convert kind))
200       (setf (basic-combination-info call) :funny)
201       (setf (node-tail-p call) nil)
202       (dolist (arg (basic-combination-args call))
203         (unless (continuation-info arg)
204           (setf (continuation-info arg)
205                 (make-ir2-continuation
206                  (primitive-type
207                   (continuation-type arg)))))
208         (annotate-1-value-continuation arg)))
209      (t
210       (let ((safe-p (ltn-policy-safe-p ltn-policy)))
211         (dolist (arg (basic-combination-args call))
212           (unless safe-p (flush-type-check arg))
213           (unless (continuation-info arg)
214             (setf (continuation-info arg)
215                   (make-ir2-continuation
216                    (primitive-type
217                     (continuation-type arg)))))
218           (annotate-1-value-continuation arg)))
219       (when (eq kind :error)
220         (setf (basic-combination-kind call) :full))
221       (setf (basic-combination-info call) :full)
222       (flush-full-call-tail-transfer call))))
223
224   (values))
225
226 ;;; Annotate a continuation for unknown multiple values:
227 ;;; -- Delete any type check, regardless of LTN-POLICY, since IR2
228 ;;;    conversion isn't prepared to check unknown-values continuations.
229 ;;;    If we delete a type check when the policy is safe, then we emit
230 ;;;    a warning.
231 ;;; -- Add the continuation to the IR2-BLOCK-POPPED if it is used
232 ;;;    across a block boundary.
233 ;;; -- Assign an :UNKNOWN IR2-CONTINUATION.
234 ;;;
235 ;;; Note: it is critical that this be called only during LTN analysis
236 ;;; of CONT's DEST, and called in the order that the continuations are
237 ;;; received. Otherwise the IR2-BLOCK-POPPED and
238 ;;; IR2-COMPONENT-VALUES-FOO would get all messed up.
239 (defun annotate-unknown-values-continuation (cont ltn-policy)
240   (declare (type continuation cont) (type ltn-policy ltn-policy))
241   (when (eq (continuation-type-check cont) t)
242     (let* ((dest (continuation-dest cont))
243            (*compiler-error-context* dest))
244       (when (and (ltn-policy-safe-p ltn-policy)
245                  (policy dest (>= safety inhibit-warnings)))
246         (compiler-note "compiler limitation: ~
247                         unable to check type assertion in ~
248                         unknown-values context:~%  ~S"
249                        (continuation-asserted-type cont))))
250     (setf (continuation-%type-check cont) :deleted))
251
252   (let* ((block (node-block (continuation-dest cont)))
253          (use (continuation-use cont))
254          (2block (block-info block)))
255     (unless (and use (eq (node-block use) block))
256       (setf (ir2-block-popped 2block)
257             (nconc (ir2-block-popped 2block) (list cont)))))
258
259   (let ((2cont (make-ir2-continuation nil)))
260     (setf (ir2-continuation-kind 2cont) :unknown)
261     (setf (ir2-continuation-locs 2cont) (make-unknown-values-locations))
262     (setf (continuation-info cont) 2cont))
263
264   (values))
265
266 ;;; Annotate CONT for a fixed, but arbitrary number of values, of the
267 ;;; specified primitive TYPES. If the continuation has a type check,
268 ;;; we annotate for the number of values indicated by TYPES, but only
269 ;;; use proven type information.
270 (defun annotate-fixed-values-continuation (cont ltn-policy types)
271   (declare (type continuation cont) (type ltn-policy ltn-policy) (list types))
272   (unless (ltn-policy-safe-p ltn-policy)
273     (flush-type-check cont))
274   (let ((res (make-ir2-continuation nil)))
275     (if (member (continuation-type-check cont) '(:deleted nil))
276         (setf (ir2-continuation-locs res) (mapcar #'make-normal-tn types))
277         (let* ((proven (mapcar (lambda (x)
278                                  (make-normal-tn (primitive-type x)))
279                                (values-types
280                                 (continuation-proven-type cont))))
281                (num-proven (length proven))
282                (num-types (length types)))
283           (setf (ir2-continuation-locs res)
284                 (cond
285                  ((< num-proven num-types)
286                   (append proven
287                           (make-n-tns (- num-types num-proven)
288                                       *backend-t-primitive-type*)))
289                  ((> num-proven num-types)
290                   (subseq proven 0 num-types))
291                  (t
292                   proven)))))
293     (setf (continuation-info cont) res))
294   (values))
295 \f
296 ;;;; node-specific analysis functions
297
298 ;;; Annotate the result continuation for a function. We use the
299 ;;; RETURN-INFO computed by GTN to determine how to represent the
300 ;;; return values within the function:
301 ;;;  * If the TAIL-SET has a fixed values count, then use that
302 ;;;    many values.
303 ;;;  * If the actual uses of the result continuation in this function
304 ;;;    have a fixed number of values (after intersection with the
305 ;;;    assertion), then use that number. We throw out TAIL-P :FULL
306 ;;;    and :LOCAL calls, since we know they will truly end up as TR
307 ;;;    calls. We can use the BASIC-COMBINATION-INFO even though it
308 ;;;    is assigned by this phase, since the initial value NIL doesn't
309 ;;;    look like a TR call.
310 ;;;      If there are *no* non-tail-call uses, then it falls out
311 ;;;    that we annotate for one value (type is NIL), but the return
312 ;;;    will end up being deleted.
313 ;;;      In non-perverse code, the DFO walk will reach all uses of
314 ;;;    the result continuation before it reaches the RETURN. In
315 ;;;    perverse code, we may annotate for unknown values when we
316 ;;;    didn't have to.
317 ;;; * Otherwise, we must annotate the continuation for unknown values.
318 (defun ltn-analyze-return (node ltn-policy)
319   (declare (type creturn node) (type ltn-policy ltn-policy))
320   (let* ((cont (return-result node))
321          (fun (return-lambda node))
322          (returns (tail-set-info (lambda-tail-set fun)))
323          (types (return-info-types returns)))
324     (if (eq (return-info-count returns) :unknown)
325         (collect ((res *empty-type* values-type-union))
326           (do-uses (use (return-result node))
327             (unless (and (node-tail-p use)
328                          (basic-combination-p use)
329                          (member (basic-combination-info use) '(:local :full)))
330               (res (node-derived-type use))))
331
332           (let ((int (values-type-intersection
333                       (res)
334                       (continuation-asserted-type cont))))
335             (multiple-value-bind (types kind)
336                 (values-types (if (eq int *empty-type*) (res) int))
337               (if (eq kind :unknown)
338                   (annotate-unknown-values-continuation cont ltn-policy)
339                   (annotate-fixed-values-continuation
340                    cont ltn-policy (mapcar #'primitive-type types))))))
341         (annotate-fixed-values-continuation cont ltn-policy types)))
342
343   (values))
344
345 ;;; Annotate the single argument continuation as a fixed-values
346 ;;; continuation. We look at the called lambda to determine number and
347 ;;; type of return values desired. It is assumed that only a function
348 ;;; that LOOKS-LIKE-AN-MV-BIND will be converted to a local call.
349 (defun ltn-analyze-mv-bind (call ltn-policy)
350   (declare (type mv-combination call)
351            (type ltn-policy ltn-policy))
352   (setf (basic-combination-kind call) :local)
353   (setf (node-tail-p call) nil)
354   (annotate-fixed-values-continuation
355    (first (basic-combination-args call))
356    ltn-policy
357    (mapcar (lambda (var)
358              (primitive-type (basic-var-type var)))
359            (lambda-vars
360             (ref-leaf
361              (continuation-use
362               (basic-combination-fun call))))))
363   (values))
364
365 ;;; We force all the argument continuations to use the unknown values
366 ;;; convention. The continuations are annotated in reverse order,
367 ;;; since the last argument is on top, thus must be popped first. We
368 ;;; disallow delayed evaluation of the function continuation to
369 ;;; simplify IR2 conversion of MV call.
370 ;;;
371 ;;; We could be cleverer when we know the number of values returned by
372 ;;; the continuations, but optimizations of MV call are probably
373 ;;; unworthwhile.
374 ;;;
375 ;;; We are also responsible for handling THROW, which is represented
376 ;;; in IR1 as an MV call to the %THROW funny function. We annotate the
377 ;;; tag continuation for a single value and the values continuation
378 ;;; for unknown values.
379 (defun ltn-analyze-mv-call (call ltn-policy)
380   (declare (type mv-combination call) (type ltn-policy ltn-policy))
381   (let ((fun (basic-combination-fun call))
382         (args (basic-combination-args call)))
383     (cond ((eq (continuation-fun-name fun) '%throw)
384            (setf (basic-combination-info call) :funny)
385            (annotate-ordinary-continuation (first args) ltn-policy)
386            (annotate-unknown-values-continuation (second args) ltn-policy)
387            (setf (node-tail-p call) nil))
388           (t
389            (setf (basic-combination-info call) :full)
390            (annotate-fun-continuation (basic-combination-fun call)
391                                       ltn-policy
392                                       nil)
393            (dolist (arg (reverse args))
394              (annotate-unknown-values-continuation arg ltn-policy))
395            (flush-full-call-tail-transfer call))))
396
397   (values))
398
399 ;;; Annotate the arguments as ordinary single-value continuations. And
400 ;;; check the successor.
401 (defun ltn-analyze-local-call (call ltn-policy)
402   (declare (type combination call)
403            (type ltn-policy ltn-policy))
404   (setf (basic-combination-info call) :local)
405   (dolist (arg (basic-combination-args call))
406     (when arg
407       (annotate-ordinary-continuation arg ltn-policy)))
408   (when (node-tail-p call)
409     (set-tail-local-call-successor call))
410   (values))
411
412 ;;; Make sure that a tail local call is linked directly to the bind
413 ;;; node. Usually it will be, but calls from XEPs and calls that might have
414 ;;; needed a cleanup after them won't have been swung over yet, since we
415 ;;; weren't sure they would really be TR until now. Also called by byte
416 ;;; compiler.
417 (defun set-tail-local-call-successor (call)
418   (let ((caller (node-home-lambda call))
419         (callee (combination-lambda call)))
420     (aver (eq (lambda-tail-set caller)
421               (lambda-tail-set (lambda-home callee))))
422     (node-ends-block call)
423     (let ((block (node-block call)))
424       (unlink-blocks block (first (block-succ block)))
425       (link-blocks block (lambda-block callee))))
426   (values))
427
428 ;;; Annotate the value continuation.
429 (defun ltn-analyze-set (node ltn-policy)
430   (declare (type cset node) (type ltn-policy ltn-policy))
431   (setf (node-tail-p node) nil)
432   (annotate-ordinary-continuation (set-value node) ltn-policy)
433   (values))
434
435 ;;; If the only use of the TEST continuation is a combination
436 ;;; annotated with a conditional template, then don't annotate the
437 ;;; continuation so that IR2 conversion knows not to emit any code,
438 ;;; otherwise annotate as an ordinary continuation. Since we only use
439 ;;; a conditional template if the call immediately precedes the IF
440 ;;; node in the same block, we know that any predicate will already be
441 ;;; annotated.
442 (defun ltn-analyze-if (node ltn-policy)
443   (declare (type cif node) (type ltn-policy ltn-policy))
444   (setf (node-tail-p node) nil)
445   (let* ((test (if-test node))
446          (use (continuation-use test)))
447     (unless (and (combination-p use)
448                  (let ((info (basic-combination-info use)))
449                    (and (template-p info)
450                         (eq (template-result-types info) :conditional))))
451       (annotate-ordinary-continuation test ltn-policy)))
452   (values))
453
454 ;;; If there is a value continuation, then annotate it for unknown
455 ;;; values. In this case, the exit is non-local, since all other exits
456 ;;; are deleted or degenerate by this point.
457 (defun ltn-analyze-exit (node ltn-policy)
458   (setf (node-tail-p node) nil)
459   (let ((value (exit-value node)))
460     (when value
461       (annotate-unknown-values-continuation value ltn-policy)))
462   (values))
463
464 ;;; We need a special method for %UNWIND-PROTECT that ignores the
465 ;;; cleanup function. We don't annotate either arg, since we don't
466 ;;; need them at run-time.
467 ;;;
468 ;;; (The default is o.k. for %CATCH, since environment analysis
469 ;;; converted the reference to the escape function into a constant
470 ;;; reference to the NLX-INFO.)
471 (defoptimizer (%unwind-protect ltn-annotate) ((escape cleanup)
472                                               node
473                                               ltn-policy)
474   ltn-policy ; a hack to effectively (DECLARE (IGNORE LTN-POLICY))
475   (setf (basic-combination-info node) :funny)
476   (setf (node-tail-p node) nil))
477 \f
478 ;;;; known call annotation
479
480 ;;; Return true if RESTR is satisfied by TYPE. If T-OK is true, then a
481 ;;; T restriction allows any operand type. This is also called by IR2
482 ;;; translation when it determines whether a result temporary needs to
483 ;;; be made, and by representation selection when it is deciding which
484 ;;; move VOP to use. CONT and TN are used to test for constant
485 ;;; arguments.
486 (defun operand-restriction-ok (restr type &key cont tn (t-ok t))
487   (declare (type (or (member *) cons) restr)
488            (type primitive-type type)
489            (type (or continuation null) cont)
490            (type (or tn null) tn))
491   (if (eq restr '*)
492       t
493       (ecase (first restr)
494         (:or
495          (dolist (mem (rest restr) nil)
496            (when (or (and t-ok (eq mem *backend-t-primitive-type*))
497                      (eq mem type))
498              (return t))))
499         (:constant
500          (cond (cont
501                 (and (constant-continuation-p cont)
502                      (funcall (second restr) (continuation-value cont))))
503                (tn
504                 (and (eq (tn-kind tn) :constant)
505                      (funcall (second restr) (tn-value tn))))
506                (t
507                 (error "Neither CONT nor TN supplied.")))))))
508
509 ;;; Check that the argument type restriction for TEMPLATE are
510 ;;; satisfied in call. If an argument's TYPE-CHECK is :NO-CHECK and
511 ;;; our policy is safe, then only :SAFE templates are OK.
512 (defun template-args-ok (template call safe-p)
513   (declare (type template template)
514            (type combination call))
515   (let ((mtype (template-more-args-type template)))
516     (do ((args (basic-combination-args call) (cdr args))
517          (types (template-arg-types template) (cdr types)))
518         ((null types)
519          (cond ((null args) t)
520                ((not mtype) nil)
521                (t
522                 (dolist (arg args t)
523                   (unless (operand-restriction-ok mtype
524                                                   (continuation-ptype arg))
525                     (return nil))))))
526       (when (null args) (return nil))
527       (let ((arg (car args))
528             (type (car types)))
529         (when (and (eq (continuation-type-check arg) :no-check)
530                    safe-p
531                    (not (eq (template-ltn-policy template) :safe)))
532           (return nil))
533         (unless (operand-restriction-ok type (continuation-ptype arg)
534                                         :cont arg)
535           (return nil))))))
536
537 ;;; Check that TEMPLATE can be used with the specifed RESULT-TYPE.
538 ;;; Result type checking is pretty different from argument type
539 ;;; checking due to the relaxed rules for values count. We succeed if
540 ;;; for each required result, there is a positional restriction on the
541 ;;; value that is at least as good. If we run out of result types
542 ;;; before we run out of restrictions, then we only succeed if the
543 ;;; leftover restrictions are *. If we run out of restrictions before
544 ;;; we run out of result types, then we always win.
545 (defun template-results-ok (template result-type)
546   (declare (type template template)
547            (type ctype result-type))
548   (when (template-more-results-type template)
549     (error "~S has :MORE results with :TRANSLATE." (template-name template)))
550   (let ((types (template-result-types template)))
551     (cond
552      ((values-type-p result-type)
553       (do ((ltypes (append (args-type-required result-type)
554                            (args-type-optional result-type))
555                    (rest ltypes))
556            (types types (rest types)))
557           ((null ltypes)
558            (dolist (type types t)
559              (unless (eq type '*)
560                (return nil))))
561         (when (null types) (return t))
562         (let ((type (first types)))
563           (unless (operand-restriction-ok type
564                                           (primitive-type (first ltypes)))
565             (return nil)))))
566      (types
567       (operand-restriction-ok (first types) (primitive-type result-type)))
568      (t t))))
569
570 ;;; Return true if CALL is an ok use of TEMPLATE according to SAFE-P.
571 ;;; -- If the template has a GUARD that isn't true, then we ignore the
572 ;;;    template, not even considering it to be rejected.
573 ;;; -- If the argument type restrictions aren't satisfied, then we
574 ;;;    reject the template.
575 ;;; -- If the template is :CONDITIONAL, then we accept it only when the
576 ;;;    destination of the value is an immediately following IF node.
577 ;;; -- If either the template is safe or the policy is unsafe (i.e. we
578 ;;;    can believe output assertions), then we test against the
579 ;;;    intersection of the node derived type and the continuation
580 ;;;    asserted type. Otherwise, we just use the node type. If
581 ;;;    TYPE-CHECK is null, there is no point in doing the intersection,
582 ;;;    since the node type must be a subtype of the  assertion.
583 ;;;
584 ;;; If the template is *not* ok, then the second value is a keyword
585 ;;; indicating which aspect failed.
586 (defun is-ok-template-use (template call safe-p)
587   (declare (type template template) (type combination call))
588   (let* ((guard (template-guard template))
589          (cont (node-cont call))
590          (atype (continuation-asserted-type cont))
591          (dtype (node-derived-type call)))
592     (cond ((and guard (not (funcall guard)))
593            (values nil :guard))
594           ((not (template-args-ok template call safe-p))
595            (values nil
596                    (if (and safe-p (template-args-ok template call nil))
597                        :arg-check
598                        :arg-types)))
599           ((eq (template-result-types template) :conditional)
600            (let ((dest (continuation-dest cont)))
601              (if (and (if-p dest)
602                       (immediately-used-p (if-test dest) call))
603                  (values t nil)
604                  (values nil :conditional))))
605           ((template-results-ok
606             template
607             (if (and (or (eq (template-ltn-policy template) :safe)
608                          (not safe-p))
609                      (continuation-type-check cont))
610                 (values-type-intersection dtype atype)
611                 dtype))
612            (values t nil))
613           (t
614            (values nil :result-types)))))
615
616 ;;; Use operand type information to choose a template from the list
617 ;;; TEMPLATES for a known CALL. We return three values:
618 ;;; 1. The template we found.
619 ;;; 2. Some template that we rejected due to unsatisfied type restrictions, or
620 ;;;    NIL if none.
621 ;;; 3. The tail of Templates for templates we haven't examined yet.
622 ;;;
623 ;;; We just call IS-OK-TEMPLATE-USE until it returns true.
624 (defun find-template (templates call safe-p)
625   (declare (list templates) (type combination call))
626   (do ((templates templates (rest templates))
627        (rejected nil))
628       ((null templates)
629        (values nil rejected nil))
630     (let ((template (first templates)))
631       (when (is-ok-template-use template call safe-p)
632         (return (values template rejected (rest templates))))
633       (setq rejected template))))
634
635 ;;; Given a partially annotated known call and a translation policy,
636 ;;; return the appropriate template, or NIL if none can be found. We
637 ;;; scan the templates (ordered by increasing cost) looking for a
638 ;;; template whose restrictions are satisfied and that has our policy.
639 ;;;
640 ;;; If we find a template that doesn't have our policy, but has a
641 ;;; legal alternate policy, then we also record that to return as a
642 ;;; last resort. If our policy is safe, then only safe policies are
643 ;;; O.K., otherwise anything goes.
644 ;;;
645 ;;; If we find a template with :SAFE policy, then we return it, or any
646 ;;; cheaper fallback template. The theory behind this is that if it is
647 ;;; cheapest, small and safe, we can't lose. If it is not cheapest,
648 ;;; then we use the fallback, which won't have the desired policy, but
649 ;;; :SAFE isn't desired either, so we might as well go with the
650 ;;; cheaper one. The main reason for doing this is to make sure that
651 ;;; cheap safe templates are used when they apply and the current
652 ;;; policy is something else. This is useful because :SAFE has the
653 ;;; additional semantics of implicit argument type checking, so we may
654 ;;; be forced to define a template with :SAFE policy when it is really
655 ;;; small and fast as well.
656 (defun find-template-for-ltn-policy (call ltn-policy)
657   (declare (type combination call)
658            (type ltn-policy ltn-policy))
659   (let ((safe-p (ltn-policy-safe-p ltn-policy))
660         (current (fun-info-templates (basic-combination-kind call)))
661         (fallback nil)
662         (rejected nil))
663     (loop
664      (multiple-value-bind (template this-reject more)
665          (find-template current call safe-p)
666        (unless rejected
667          (setq rejected this-reject))
668        (setq current more)
669        (unless template
670          (return (values fallback rejected)))
671        (let ((tcpolicy (template-ltn-policy template)))
672          (cond ((eq tcpolicy ltn-policy)
673                 (return (values template rejected)))
674                ((eq tcpolicy :safe)
675                 (return (values (or fallback template) rejected)))
676                ((or (not safe-p) (eq tcpolicy :fast-safe))
677                 (unless fallback
678                   (setq fallback template)))))))))
679
680 (defvar *efficiency-note-limit* 2
681   #!+sb-doc
682   "This is the maximum number of possible optimization alternatives will be
683   mentioned in a particular efficiency note. NIL means no limit.")
684 (declaim (type (or index null) *efficiency-note-limit*))
685
686 (defvar *efficiency-note-cost-threshold* 5
687   #!+sb-doc
688   "This is the minumum cost difference between the chosen implementation and
689   the next alternative that justifies an efficiency note.")
690 (declaim (type index *efficiency-note-cost-threshold*))
691
692 ;;; This function is called by NOTE-REJECTED-TEMPLATES when it can't
693 ;;; figure out any reason why TEMPLATE was rejected. Users should
694 ;;; never see these messages, but they can happen in situations where
695 ;;; the VM definition is messed up somehow.
696 (defun strange-template-failure (template call ltn-policy frob)
697   (declare (type template template) (type combination call)
698            (type ltn-policy ltn-policy) (type function frob))
699   (funcall frob "This shouldn't happen!  Bug?")
700   (multiple-value-bind (win why)
701       (is-ok-template-use template call (ltn-policy-safe-p ltn-policy))
702     (aver (not win))
703     (ecase why
704       (:guard
705        (funcall frob "template guard failed"))
706       (:arg-check
707        (funcall frob "The template isn't safe, yet we were counting on it."))
708       (:arg-types
709        (funcall frob "argument types invalid")
710        (funcall frob "argument primitive types:~%  ~S"
711                 (mapcar (lambda (x)
712                           (primitive-type-name
713                            (continuation-ptype x)))
714                         (combination-args call)))
715        (funcall frob "argument type assertions:~%  ~S"
716                 (mapcar (lambda (x)
717                           (if (atom x)
718                               x
719                               (ecase (car x)
720                                 (:or `(:or .,(mapcar #'primitive-type-name
721                                                      (cdr x))))
722                                 (:constant `(:constant ,(third x))))))
723                         (template-arg-types template))))
724       (:conditional
725        (funcall frob "conditional in a non-conditional context"))
726       (:result-types
727        (funcall frob "result types invalid")))))
728
729 ;;; This function emits efficiency notes describing all of the
730 ;;; templates better (faster) than TEMPLATE that we might have been
731 ;;; able to use if there were better type declarations. Template is
732 ;;; null when we didn't find any template, and thus must do a full
733 ;;; call.
734 ;;;
735 ;;; In order to be worth complaining about, a template must:
736 ;;; -- be allowed by its guard,
737 ;;; -- be safe if the current policy is safe,
738 ;;; -- have argument/result type restrictions consistent with the
739 ;;;    known type information, e.g. we don't consider float templates
740 ;;;    when an operand is known to be an integer,
741 ;;; -- be disallowed by the stricter operand subtype test (which
742 ;;;    resembles, but is not identical to the test done by
743 ;;;    FIND-TEMPLATE.)
744 ;;;
745 ;;; Note that there may not be any possibly applicable templates,
746 ;;; since we are called whenever any template is rejected. That
747 ;;; template might have the wrong policy or be inconsistent with the
748 ;;; known type.
749 ;;;
750 ;;; We go to some trouble to make the whole multi-line output into a
751 ;;; single call to COMPILER-NOTE so that repeat messages are
752 ;;; suppressed, etc.
753 (defun note-rejected-templates (call ltn-policy template)
754   (declare (type combination call) (type ltn-policy ltn-policy)
755            (type (or template null) template))
756
757   (collect ((losers))
758     (let ((safe-p (ltn-policy-safe-p ltn-policy))
759           (verbose-p (policy call (= inhibit-warnings 0)))
760           (max-cost (- (template-cost
761                         (or template
762                             (template-or-lose 'call-named)))
763                        *efficiency-note-cost-threshold*)))
764       (dolist (try (fun-info-templates (basic-combination-kind call)))
765         (when (> (template-cost try) max-cost) (return)) ; FIXME: UNLESS'd be cleaner.
766         (let ((guard (template-guard try)))
767           (when (and (or (not guard) (funcall guard))
768                      (or (not safe-p)
769                          (ltn-policy-safe-p (template-ltn-policy try)))
770                      (or verbose-p
771                          (and (template-note try)
772                               (valid-fun-use
773                                call (template-type try)
774                                :argument-test #'types-equal-or-intersect
775                                :result-test
776                                #'values-types-equal-or-intersect))))
777             (losers try)))))
778
779     (when (losers)
780       (collect ((messages)
781                 (count 0 +))
782         (flet ((lose1 (string &rest stuff)
783                  (messages string)
784                  (messages stuff)))
785           (dolist (loser (losers))
786             (when (and *efficiency-note-limit*
787                        (>= (count) *efficiency-note-limit*))
788               (lose1 "etc.")
789               (return))
790             (let* ((type (template-type loser))
791                    (valid (valid-fun-use call type))
792                    (strict-valid (valid-fun-use call type
793                                                 :strict-result t)))
794               (lose1 "unable to do ~A (cost ~W) because:"
795                      (or (template-note loser) (template-name loser))
796                      (template-cost loser))
797               (cond
798                ((and valid strict-valid)
799                 (strange-template-failure loser call ltn-policy #'lose1))
800                ((not valid)
801                 (aver (not (valid-fun-use call type
802                                           :lossage-fun #'lose1
803                                           :unwinnage-fun #'lose1))))
804                (t
805                 (aver (ltn-policy-safe-p ltn-policy))
806                 (lose1 "can't trust output type assertion under safe policy")))
807               (count 1))))
808
809         (let ((*compiler-error-context* call))
810           (compiler-note "~{~?~^~&~6T~}"
811                          (if template
812                              `("forced to do ~A (cost ~W)"
813                                (,(or (template-note template)
814                                      (template-name template))
815                                 ,(template-cost template))
816                                . ,(messages))
817                              `("forced to do full call"
818                                nil
819                                . ,(messages))))))))
820   (values))
821
822 ;;; Flush type checks according to policy. If the policy is
823 ;;; unsafe, then we never do any checks. If our policy is safe, and
824 ;;; we are using a safe template, then we can also flush arg and
825 ;;; result type checks. Result type checks are only flushed when the
826 ;;; continuation as a single use. Result type checks are not flush if
827 ;;; the policy is safe because the selection of template for results
828 ;;; readers assumes the type check is done (uses the derived type
829 ;;; which is the intersection of the proven and asserted types).
830 (defun flush-type-checks-according-to-ltn-policy (call ltn-policy template)
831   (declare (type combination call) (type ltn-policy ltn-policy)
832            (type template template))
833   (let ((safe-op (eq (template-ltn-policy template) :safe)))
834     (when (or (not (ltn-policy-safe-p ltn-policy)) safe-op)
835       (dolist (arg (basic-combination-args call))
836         (flush-type-check arg)))
837     (when safe-op
838       (let ((cont (node-cont call)))
839         (when (and (eq (continuation-use cont) call)
840                    (not (ltn-policy-safe-p ltn-policy)))
841           (flush-type-check cont)))))
842
843   (values))
844
845 ;;; If a function has a special-case annotation method use that,
846 ;;; otherwise annotate the argument continuations and try to find a
847 ;;; template corresponding to the type signature. If there is none,
848 ;;; convert a full call.
849 (defun ltn-analyze-known-call (call ltn-policy)
850   (declare (type combination call)
851            (type ltn-policy ltn-policy))
852   (let ((method (fun-info-ltn-annotate (basic-combination-kind call)))
853         (args (basic-combination-args call)))
854     (when method
855       (funcall method call ltn-policy)
856       (return-from ltn-analyze-known-call (values)))
857
858     (dolist (arg args)
859       (setf (continuation-info arg)
860             (make-ir2-continuation (primitive-type (continuation-type arg)))))
861
862     (multiple-value-bind (template rejected)
863         (find-template-for-ltn-policy call ltn-policy)
864       ;; If we are unable to use some templates due to unsatisfied
865       ;; operand type restrictions and our policy enables efficiency
866       ;; notes, then we call NOTE-REJECTED-TEMPLATES.
867       (when (and rejected
868                  (policy call (> speed inhibit-warnings)))
869         (note-rejected-templates call ltn-policy template))
870       ;; If we are forced to do a full call, we check to see whether
871       ;; the function called is the same as the current function. If
872       ;; so, we give a warning, as this is probably a botched attempt
873       ;; to implement an out-of-line version in terms of inline
874       ;; transforms or VOPs or whatever.
875       (unless template
876         (when (let ((funleaf (physenv-lambda (node-physenv call))))
877                 (and (leaf-has-source-name-p funleaf)
878                      (eq (continuation-fun-name (combination-fun call))
879                          (leaf-source-name funleaf))
880                      (let ((info (basic-combination-kind call)))
881                        (not (or (fun-info-ir2-convert info)
882                                 (ir1-attributep (fun-info-attributes info)
883                                                 recursive))))))
884           (let ((*compiler-error-context* call))
885             (compiler-warn "~@<recursion in known function definition~2I ~
886                             ~_policy=~S ~_arg types=~S~:>"
887                            (lexenv-policy (node-lexenv call))
888                            (mapcar (lambda (arg)
889                                      (type-specifier (continuation-type arg)))
890                                    args))))
891         (ltn-default-call call ltn-policy)
892         (return-from ltn-analyze-known-call (values)))
893       (setf (basic-combination-info call) template)
894       (setf (node-tail-p call) nil)
895
896       (flush-type-checks-according-to-ltn-policy call ltn-policy template)
897
898       (dolist (arg args)
899         (annotate-1-value-continuation arg))))
900
901   (values))
902 \f
903 ;;;; interfaces
904
905 ;;; most of the guts of the two interface functions: Compute the
906 ;;; policy and dispatch to the appropriate node-specific function.
907 ;;;
908 ;;; Note: we deliberately don't use the DO-NODES macro, since the
909 ;;; block can be split out from underneath us, and DO-NODES would scan
910 ;;; past the block end in that case.
911 (defun ltn-analyze-block (block)
912   (do* ((node (continuation-next (block-start block))
913               (continuation-next cont))
914         (cont (node-cont node) (node-cont node))
915         (ltn-policy (node-ltn-policy node) (node-ltn-policy node)))
916       (nil)
917     (etypecase node
918       (ref)
919       (combination
920        (case (basic-combination-kind node)
921          (:local (ltn-analyze-local-call node ltn-policy))
922          ((:full :error) (ltn-default-call node ltn-policy))
923          (t
924           (ltn-analyze-known-call node ltn-policy))))
925       (cif
926        (ltn-analyze-if node ltn-policy))
927       (creturn
928        (ltn-analyze-return node ltn-policy))
929       ((or bind entry))
930       (exit
931        (ltn-analyze-exit node ltn-policy))
932       (cset (ltn-analyze-set node ltn-policy))
933       (mv-combination
934        (ecase (basic-combination-kind node)
935          (:local
936           (ltn-analyze-mv-bind node ltn-policy))
937          ((:full :error)
938           (ltn-analyze-mv-call node ltn-policy)))))
939     (when (eq node (block-last block))
940       (return))))
941
942 ;;; Loop over the blocks in COMPONENT, doing stuff to nodes that
943 ;;; receive values. In addition to the stuff done by FROB, we also see
944 ;;; whether there are any unknown values receivers, making notations
945 ;;; in the components' GENERATORS and RECEIVERS as appropriate.
946 ;;;
947 ;;; If any unknown-values continations are received by this block (as
948 ;;; indicated by IR2-BLOCK-POPPED), then we add the block to the
949 ;;; IR2-COMPONENT-VALUES-RECEIVERS.
950 ;;;
951 ;;; This is where we allocate IR2 blocks because it is the first place
952 ;;; we need them.
953 (defun ltn-analyze (component)
954   (declare (type component component))
955   (let ((2comp (component-info component)))
956     (do-blocks (block component)
957       ;; This assertion seems to protect us from compiling a component
958       ;; twice. As noted above, "this is where we allocate IR2-BLOCKS
959       ;; because it is the first place we need them", so if one is
960       ;; already allocated here, something is wrong. -- WHN 2001-09-14
961       (aver (not (block-info block)))
962       (let ((2block (make-ir2-block block)))
963         (setf (block-info block) 2block)
964         (ltn-analyze-block block)
965         (let ((popped (ir2-block-popped 2block)))
966           (when popped
967             (push block (ir2-component-values-receivers 2comp)))))))
968   (values))
969
970 ;;; This function is used to analyze blocks that must be added to the
971 ;;; flow graph after the normal LTN phase runs. Such code is
972 ;;; constrained not to use weird unknown values (and probably in lots
973 ;;; of other ways).
974 (defun ltn-analyze-belated-block (block)
975   (declare (type cblock block))
976   (ltn-analyze-block block)
977   (aver (not (ir2-block-popped (block-info block))))
978   (values))
979