New TN cost computation: directly take depth into account
[sbcl.git] / src / compiler / pack.lisp
index 334f212..4fa1d16 100644 (file)
                 (return t)))
         (setq block (optimized-emit-saves-block block saves restores)))
       (setq block (ir2-block-prev block)))))
-
+\f
 ;;; Iterate over the normal TNs, finding the cost of packing on the
 ;;; stack in units of the number of references. We count all read
 ;;; references as +1, write references as + *tn-write-cost*, and
 ;;; The subtraction reflects the fact that having a value in a
 ;;; register around a call means that code to spill and unspill must
 ;;; be inserted.
+;;;
+;;; The costs also take into account the loop depth at which each
+;;; reference occurs: the penalty or cost is incremented by the depth
+;;; scaled by *tn-loop-depth-multiplier*.  The default (NIL) is to let
+;;; this be one more than the max of the cost for reads (1), for write
+;;; references and for being live across a call.
 (defvar *tn-write-cost* 2)
-(defun assign-tn-costs (component)
-  (let ((save-penalty *backend-register-save-penalty*))
-    (do-ir2-blocks (block component)
-      (do ((vop (ir2-block-start-vop block) (vop-next vop)))
-          ((null vop))
-        (when (eq (vop-info-save-p (vop-info vop)) t)
-          (do-live-tns (tn (vop-save-set vop) block)
-            (decf (tn-cost tn) save-penalty))))))
+(defvar *tn-loop-depth-multiplier* nil)
 
-  (let ((write-cost *tn-write-cost*))
-    (do ((tn (ir2-component-normal-tns (component-info component))
-             (tn-next tn)))
-        ((null tn))
-      (let ((cost (tn-cost tn)))
-        (declare (fixnum cost))
-        (do ((ref (tn-reads tn) (tn-ref-next ref)))
-            ((null ref))
-          (incf cost))
-        (do ((ref (tn-writes tn) (tn-ref-next ref)))
-            ((null ref))
-          (incf cost write-cost))
-        (setf (tn-cost tn) cost)))))
+(defun assign-tn-costs (component)
+  (let* ((save-penalty *backend-register-save-penalty*)
+         (write-cost *tn-write-cost*)
+         (depth-scale (or *tn-loop-depth-multiplier*
+                          (1+ (max 1 write-cost save-penalty)))))
+    (flet ((vop-depth-cost (vop)
+             (let ((loop (block-loop
+                          (ir2-block-block
+                           (vop-block vop)))))
+               (if loop
+                   (* depth-scale (loop-depth loop))
+                   0))))
+      (do-ir2-blocks (block component)
+        (do ((vop (ir2-block-start-vop block) (vop-next vop)))
+            ((null vop))
+          (when (eq (vop-info-save-p (vop-info vop)) t)
+            (let ((penalty (+ save-penalty (vop-depth-cost vop))))
+              (do-live-tns (tn (vop-save-set vop) block)
+                (decf (tn-cost tn) penalty))))))
+
+      (do ((tn (ir2-component-normal-tns (component-info component))
+               (tn-next tn)))
+          ((null tn))
+        (let ((cost (tn-cost tn)))
+          (declare (fixnum cost))
+          (do ((ref (tn-reads tn) (tn-ref-next ref)))
+              ((null ref))
+            (incf cost (1+ (vop-depth-cost (tn-ref-vop ref)))))
+          (do ((ref (tn-writes tn) (tn-ref-next ref)))
+              ((null ref))
+            (incf cost (+ write-cost (vop-depth-cost (tn-ref-vop ref)))))
+          (setf (tn-cost tn) cost))))))
 
 ;;; Iterate over the normal TNs, folding over the depth of the looops
 ;;; that the TN is used in and storing the result in TN-LOOP-DEPTH.
           (frob (tn-reads tn))
           (frob (tn-writes tn))
           (setf (tn-loop-depth tn) depth))))))
-
-(defun tn-loop-depth-cost-> (x y)
-  (declare (type tn x y))
-  (let ((depth-x (tn-loop-depth x))
-        (depth-y (tn-loop-depth y)))
-    (or (> depth-x depth-y)
-        (and (= depth-x depth-y)
-             (> (tn-cost x) (tn-cost y))))))
 \f
 ;;;; load TN packing
 
          (when *pack-assign-costs*
            (assign-tn-costs component))
 
-         ;; Pack wired TNs first.
-         (do ((tn (ir2-component-wired-tns 2comp) (tn-next tn)))
-             ((null tn))
-           (pack-wired-tn tn optimize))
-
-         ;; Pack restricted component TNs.
-         (do ((tn (ir2-component-restricted-tns 2comp) (tn-next tn)))
-             ((null tn))
-           (when (and (eq (tn-kind tn) :component) (not (unbounded-tn-p tn)))
-             ;; unbounded SCs will be handled in the final pass
-             (pack-tn tn t optimize)))
-
-         ;; Pack other restricted TNs.
-         (do ((tn (ir2-component-restricted-tns 2comp) (tn-next tn)))
-             ((null tn))
-           (unless (or (tn-offset tn) (unbounded-tn-p tn))
-             (pack-tn tn t optimize)))
-
-         (cond (*loop-analyze*
-                ;; Allocate normal TNs, starting with the TNs that are used
-                ;; in deep loops.  Only allocate in finite SCs (i.e. not on
-                ;; the stack).
-                (when *pack-assign-costs*
-                  (assign-tn-depths component))
-                (collect ((tns))
-                  (do ((tn (ir2-component-normal-tns 2comp) (tn-next tn)))
-                      ((null tn))
-                    (unless (or (tn-offset tn)
-                                (eq (tn-kind tn) :more)
-                                (unbounded-tn-p tn))
-                      (tns tn)))
-                  (dolist (tn (stable-sort (tns) #'tn-loop-depth-cost->))
-                    (unless (tn-offset tn)
-                      (pack-tn tn nil optimize :allow-unbounded-sc nil)))))
-               (t
-                ;; If loop analysis has been disabled we might as well revert
-                ;; to the old behaviour of just packing TNs linearly as they
-                ;; appear.
-                (do-ir2-blocks (block component)
-                  (let ((ltns (ir2-block-local-tns block)))
-                    (do ((i (1- (ir2-block-local-tn-count block)) (1- i)))
-                        ((minusp i))
-                      (declare (fixnum i))
-                      (let ((tn (svref ltns i)))
-                        (unless (or (null tn)
-                                    (eq tn :more)
-                                    (tn-offset tn)
-                                    (unbounded-tn-p tn))
-                          (pack-tn tn nil optimize :allow-unbounded-sc nil))))))))
+         ;; Actually allocate registers for most TNs. After this, only
+         ;; :normal tns may be left unallocated (or TNs :restricted to
+         ;; an unbounded SC).
+         (pack-greedy component 2comp optimize)
 
          ;; Pack any leftover normal/restricted TN that is not already
          ;; allocated to a finite SC, or TNs that do not appear in any
 
          (values))
     (clean-up-pack-structures)))
+
+(defun pack-greedy (component 2comp optimize)
+  (declare (type component component)
+           (type ir2-component 2comp))
+  ;; Pack wired TNs first.
+  (do ((tn (ir2-component-wired-tns 2comp) (tn-next tn)))
+      ((null tn))
+    (pack-wired-tn tn optimize))
+
+  ;; Then, pack restricted TNs, ones that are live over the whole
+  ;; component first (they cause no fragmentation).  Sort by TN cost
+  ;; to help important TNs get good targeting.
+  (collect ((component)
+            (normal))
+    (do ((tn (ir2-component-restricted-tns 2comp) (tn-next tn)))
+        ((null tn))
+      (unless (or (tn-offset tn) (unbounded-tn-p tn))
+        (if (eq :component (tn-kind tn))
+            (component tn)
+            (normal tn))))
+    (flet ((pack-tns (tns)
+             (dolist (tn (stable-sort tns #'> :key #'tn-cost))
+               (pack-tn tn t optimize))))
+      (pack-tns (component))
+      (pack-tns (normal))))
+
+  (cond ((and *loop-analyze* *pack-assign-costs*)
+         ;; Allocate normal TNs, starting with the TNs that are
+         ;; heavily used in deep loops (which is taken into account in
+         ;; TN spill costs).  Only allocate in finite SCs (i.e. not on
+         ;; the stack).
+         (collect ((tns))
+           (do ((tn (ir2-component-normal-tns 2comp) (tn-next tn)))
+               ((null tn))
+             (unless (or (tn-offset tn)
+                         (eq (tn-kind tn) :more)
+                         (unbounded-tn-p tn)
+                         (and (sc-save-p (tn-sc tn))  ; SC caller-save, but TN
+                              (minusp (tn-cost tn)))) ; lives over many calls
+               (tns tn)))
+           (dolist (tn (stable-sort (tns) #'> :key #'tn-cost))
+             (unless (tn-offset tn)
+               ;; if it can't fit in a bounded SC, the final pass will
+               ;; take care of stack packing.
+               (pack-tn tn nil optimize :allow-unbounded-sc nil)))))
+        (t
+         ;; If loop analysis has been disabled we might as well revert
+         ;; to the old behaviour of just packing TNs linearly as they
+         ;; appear.
+         (do-ir2-blocks (block component)
+           (let ((ltns (ir2-block-local-tns block)))
+             (do ((i (1- (ir2-block-local-tn-count block)) (1- i)))
+                 ((minusp i))
+               (declare (fixnum i))
+               (let ((tn (svref ltns i)))
+                 (unless (or (null tn)
+                             (eq tn :more)
+                             (tn-offset tn)
+                             (unbounded-tn-p tn))
+                   (pack-tn tn nil optimize :allow-unbounded-sc nil)))))))))