1.0.3.23: fix sb-posix timeval struct
[sbcl.git] / OPTIMIZATIONS
index b0c8f47..d234ce3 100644 (file)
@@ -62,34 +62,6 @@ VOP DATA-VECTOR-SET/SIMPLE-STRING V2!14[EDI] t32[EAX] t30[S2]>t33[CL]
 
 * And why two moves?
 --------------------------------------------------------------------------------
-#6
-09:49:05 <jtra> I have found a case in those where suboptimal code is
-  generate with nested loops, it might be moderately easy to fix that
-09:49:28 <jtra> see
-  http://www.bagley.org/~doug/shootout/bench/nestedloop/nestedloop.cmucl
-09:50:30 <jtra> if you add declarations to dotimes, generated code is
-  almost optimal, but most inner loops run out of registers and use
-  memory location for iteration variable
-
-;;; -*- mode: lisp -*-
-;;; http://www.bagley.org/~doug/shootout/
-;;; from Friedrich Dominicus
-
-(defun main ()
-  (let ((n (parse-integer (or (car (last extensions:*command-line-strings*)) "1")))
-        (x 0))
-    (declare (fixnum n)
-             (fixnum x)
-             (optimize (speed 3) (debug 0) (safety 0)))
-    (dotimes (a n)
-      (dotimes (b n)
-        (dotimes (c n)
-          (dotimes (d n)
-            (dotimes (e n)
-              (dotimes (f n)
-                (incf x)))))))
-   (format t "~A~%" x)))
---------------------------------------------------------------------------------
 #8
 (defun foo (d)
   (declare (optimize (speed 3) (safety 0) (debug 0)))
@@ -215,9 +187,9 @@ stack-allocation of structures is impossible.
 --------------------------------------------------------------------------------
 #21
 (defun-with-dx foo ()
-  (let ((dx (list (list 1 2) (list 3 4)
+  (let ((dx (list (list 1 2) (list 3 4))))
     (declare (dynamic-extent dx))
-    ...)))))
+    ...))
 
 External list in DX is allocated on stack, but internal are not.
 --------------------------------------------------------------------------------
@@ -231,3 +203,210 @@ Python does not know that &REST lists are LISTs (and cannot derive it).
 a. Iterations on &REST lists, returning them as VALUES could be
    rewritten with &MORE vectors.
 b. Implement local unknown-values mv-call (useful for fast type checking).
+--------------------------------------------------------------------------------
+#26
+SBCL cannot derive upper bound for I and uses generic arithmetic here:
+
+(defun foo (l)
+  (declare (vector l))
+  (dotimes (i (length l))
+    (if (block nil
+          (map-foo (lambda (x) (if x (return t)))
+                   l))
+        t
+        nil)))
+
+(So the constraint propagator or a possible future SSA-convertor
+should know the connection between an NLE and its CLEANUP.)
+--------------------------------------------------------------------------------
+#27
+Initialization of stack-allocated arrays is inefficient: we always
+fill the vector with zeroes, even when it is not needed (as for
+platforms with conservative GC or for arrays of unboxed objectes) and
+is performed later explicitely.
+--------------------------------------------------------------------------------
+#28
+a. Accessing raw slots in structure instances is more inefficient than
+it could be; if we placed raw slots before the header word, we would
+not need to do arithmetic at runtime to access them.  (But beware:
+this would complicate handling of the interior pointer).
+
+b. (Also note that raw slots are currently disabled on HPPA)
+--------------------------------------------------------------------------------
+#29
+Python is overly zealous when converting high-level CL functions, such
+as MIN/MAX, LOGBITP, and LOGTEST, to low-level CL functions.  Reducing
+Python's aggressiveness would make it easier to effect changes such as
+
+x86-64:
+* direct MIN/MAX on {SINGLE,DOUBLE}-FLOATs ({MIN,MAX}S{S,D})
+
+x86-64:
+* direct LOGBITP on word-sized integers and fixnums (BT + JC)
+
+x86{,-64}/PPC:
+* branch-free MIN/MAX on word-sized integers and fixnums (floats could
+  be handled too, modulo safety considerations on the PPC)
+
+x86-64:
+* efficient LOGTESTs on word-sized integers and fixnums (TEST)
+
+etc., etc.
+
+(The framework for this has been implemented as of 0.9.9.18; see the
+vm-support-routine COMBINATION-IMPLEMENTATION-STYLE and its use in
+src/compiler/ir1opt.lisp, IR1-OPTIMIZE-COMBINATION.  The above
+optimizations are left as an exercise for the reader.)
+--------------------------------------------------------------------------------
+#30
+(defun foo (x y)
+  (< x y))
+
+FOO's IR1 representation is roughly:
+
+(defun foo (x y)
+  (if (< x y)
+      T
+      NIL))
+
+However, if a full call is generated for < (and similarly for other
+predicate functions), then the IF is unnecessary, since the return value
+of (< x y) is already T or NIL.
+--------------------------------------------------------------------------------
+#31
+The typecheck generated for a declaration like (integer 0 45) on x86 looks
+like:
+
+;      12B:       F6C203           TEST DL, 3
+;      12E:       753B             JNE L1
+;      130:       8BC2             MOV EAX, EDX
+;      132:       83F800           CMP EAX, 0
+;      135:       7C34             JL L1
+;      137:       8BC2             MOV EAX, EDX
+;      139:       3DB4000000       CMP EAX, 180
+;      13E:       7F2B             JNLE L1
+
+A better code sequence for this would be:
+
+  TEST DL, 3
+  JNE L1
+  MOV EAX, EDX
+  CMP EAX, 180
+  JBE L1
+
+Doing an unsigned comparison means that, similarly to %CHECK-BOUND, we can
+combine the <0 and >=bound tests.  This sort of test is generated often
+in SBCL and any array-based code that's serious about type-checking its
+indices.
+--------------------------------------------------------------------------------
+#32
+The code for a vector bounds check on x86 (similarly on x86-64) where
+the vector is in EDX and the index in EAX looks like:
+
+;       49: L0:   8B5AFD           MOV EBX, [EDX-3]
+;       4C:       39C3             CMP EBX, EAX
+;       4E:       7632             JBE L2
+
+because %CHECK-BOUND is used for bounds-checking any array dimension.
+A more efficient specialization (%CHECK-BOUND/VECTOR) would produce:
+
+  CMP [EDX-3], EAX
+  JBE L2
+
+Which is slightly shorter and avoids using a register.
+--------------------------------------------------------------------------------
+#33
+Reports from the Java camp indicate that using an SSE2-based
+floating-point backend on x86 when possible is highly preferable to
+using the x86 FP stack.  It would be nice if SBCL included an SSE2-based
+floating point backend with a compile-time option to switch between the
+two.
+--------------------------------------------------------------------------------
+#34
+Compiling
+
+(defun foo (x y)
+  (declare (type (integer 0 45) x y))
+  (+ x y))
+
+results in the following error trapping code for type-checking the
+arguments:
+
+;      424: L0:   8B058CE31812     MOV EAX, [#x1218E38C]      ; '(MOD 46)
+;      42A:       0F0B0A           BREAK 10                   ; error trap
+;      42D:       05               BYTE #X05
+;      42E:       1F               BYTE #X1F                  ; OBJECT-NOT-TYPE-ERROR
+;      42F:       FECE01           BYTE #XFE, #XCE, #X01      ; EDI
+;      432:       0E               BYTE #X0E                  ; EAX
+;      433: L1:   8B0590E31812     MOV EAX, [#x1218E390]      ; '(MOD 46)
+;      439:       0F0B0A           BREAK 10                   ; error trap
+;      43C:       03               BYTE #X03
+;      43D:       1F               BYTE #X1F                  ; OBJECT-NOT-TYPE-ERROR
+;      43E:       8E               BYTE #X8E                  ; EDX
+;      43F:       0E               BYTE #X0E                  ; EAX
+
+Notice that '(MOD 46) has two entries in the constant vector.  Having
+one would be preferable.
+--------------------------------------------------------------------------------
+#35
+Compiling
+
+(defun foo (a i)
+  (declare (type simple-vector a))
+  (aref a i))
+
+results in the following x86 code:
+
+; 115886E9:       F7C703000000     TEST EDI, 3                ; no-arg-parsing entry point
+;      6EF:       7510             JNE L0
+;      6F1:       8BC7             MOV EAX, EDI
+;      6F3:       83F800           CMP EAX, 0
+;      6F6:       7C09             JL L0
+;      6F8:       8BC7             MOV EAX, EDI
+;      6FA:       3DF8FFFF7F       CMP EAX, 2147483640
+;      6FF:       7E0F             JLE L1
+;      701: L0:   8B057C865811     MOV EAX, [#x1158867C]      ; '(MOD
+                                                              ;   536870911)
+;      707:       0F0B0A           BREAK 10                   ; error trap
+;      70A:       05               BYTE #X05
+;      70B:       1F               BYTE #X1F                  ; OBJECT-NOT-TYPE-ERROR
+;      70C:       FECE01           BYTE #XFE, #XCE, #X01      ; EDI
+;      70F:       0E               BYTE #X0E                  ; EAX
+;      710: L1:   8B42FD           MOV EAX, [EDX-3]
+;      713:       8BCF             MOV ECX, EDI
+;      715:       39C8             CMP EAX, ECX
+;      717:       7620             JBE L2
+;      719:       8B540A01         MOV EDX, [EDX+ECX+1]
+
+... plus the standard return sequence and some error blocks.  The
+`TEST EDI, 3' and associated comparisons are to ensure that `I' is a
+positive fixnum.  The associated comparisons are unnecessary, as the
+%CHECK-BOUND VOP only requires its tested index to be a fixnum and takes
+care of the negative fixnum case itself.
+
+{HAIRY-,}DATA-VECTOR-REF are DEFKNOWN'd with EXPLICIT-CHECK, which would
+seem to take care of this, but EXPLICIT-CHECK only seems to be used when
+compiling calls to unknown functions or similar.  Furthermore,
+EXPLICIT-CHECK, as NJF understands it, doesn't have the right
+semantics--it suppresses all type checking of arguments, whereas what we
+really want is to ensure that the argument is a fixnum, but not check
+its positiveness.
+--------------------------------------------------------------------------------
+#36
+
+In #35, the CMP EAX, $foo instructions are all preceded by a MOV.  They
+appear to be unnecessary, but are necessary because in IR2, EDI is a
+DESCRIPTOR-REG, whereas EAX is an ANY-REG--and the comparison VOPs only
+accept ANY-REGs.  Therefore, the MOVs are "necessary" to ensure that the
+comparison VOP receives an TN of the appropriate storage class.
+
+Obviously, it would be better if a) we only performed one MOV prior to
+all three comparisons or b) eliminated the necessity of the MOV(s)
+altogether.  The former option is probably easier than the latter.
+
+--------------------------------------------------------------------------------
+#37
+
+Dynamic extent allocation doesn't currently work for one-element lists,
+since there's a source transform from (LIST X) to (CONS X NIL).
+