basis/compiler/cfg/linear-scan/assignment/assignment.factor

   1 ! Copyright (C) 2008, 2010 Slava Pestov.
   2 ! See http://factorcode.org/license.txt for BSD license.
   3 USING: accessors arrays assocs combinators compiler.cfg
   4 compiler.cfg.linearization compiler.cfg.liveness compiler.cfg.registers
   5 compiler.cfg.instructions compiler.cfg.linear-scan.allocation.state
   6 compiler.cfg.linear-scan.live-intervals compiler.cfg.renaming.functor
   7 compiler.cfg.ssa.destruction.leaders cpu.architecture
   8 fry heaps kernel make math namespaces sequences sets ;
   9 FROM: namespaces => set ;
  10 IN: compiler.cfg.linear-scan.assignment
  11
  12 ! This contains both active and inactive intervals; any interval
  13 ! such that start <= insn# <= end is in this set.
  14 SYMBOL: pending-interval-heap
  15 SYMBOL: pending-interval-assoc
  16
  17 : add-pending ( live-interval -- )
  18     [ dup end>> pending-interval-heap get heap-push ]
  19     [ [ reg>> ] [ vreg>> ] bi pending-interval-assoc get set-at ]
  20     bi ;
  21
  22 : remove-pending ( live-interval -- )
  23     vreg>> pending-interval-assoc get delete-at ;
  24
  25 : vreg>reg ( vreg -- reg/spill-slot )
  26     dup leader dup pending-interval-assoc get at
  27     [ 2nip ] [ swap rep-of lookup-spill-slot ] if* ;
  28
  29 ERROR: not-spilled-error vreg ;
  30
  31 : vreg>spill-slot ( vreg -- spill-slot )
  32     dup vreg>reg dup spill-slot? [ nip ] [ drop leader not-spilled-error ] if ;
  33
  34 : vregs>regs ( vregs -- assoc )
  35     [ dup vreg>reg ] H{ } map>assoc ;
  36
  37 SYMBOL: unhandled-intervals
  38
  39 SYMBOL: machine-live-ins
  40
  41 : machine-live-in ( bb -- assoc )
  42     machine-live-ins get at ;
  43
  44 : compute-live-in ( bb -- )
  45     [ live-in keys vregs>regs ] keep machine-live-ins get set-at ;
  46
  47 SYMBOL: machine-edge-live-ins
  48
  49 : machine-edge-live-in ( predecessor bb -- assoc )
  50     machine-edge-live-ins get at at ;
  51
  52 : compute-edge-live-in ( bb -- )
  53     [ edge-live-ins get at [ keys vregs>regs ] assoc-map ] keep
  54     machine-edge-live-ins get set-at ;
  55
  56 SYMBOL: machine-live-outs
  57
  58 : machine-live-out ( bb -- assoc )
  59     machine-live-outs get at ;
  60
  61 : compute-live-out ( bb -- )
  62     [ live-out keys vregs>regs ] keep machine-live-outs get set-at ;
  63
  64 : heap-pop-while ( heap quot: ( key -- ? ) -- values )
  65     '[ dup heap-empty? [ f f ] [ dup heap-peek @ ] if ]
  66     [ over heap-pop* ] produce 2nip ; inline
  67
  68 : insert-spill ( live-interval -- )
  69     [ reg>> ] [ spill-rep>> ] [ spill-to>> ] tri ##spill, ;
  70
  71 : handle-spill ( live-interval -- )
  72     dup spill-to>> [ insert-spill ] [ drop ] if ;
  73
  74 : expire-interval ( live-interval -- )
  75     [ remove-pending ] [ handle-spill ] bi ;
  76
  77 : expire-old-intervals ( n -- )
  78     pending-interval-heap get swap '[ _ < ] heap-pop-while
  79     [ expire-interval ] each ;
  80
  81 : insert-reload ( live-interval -- )
  82     [ reg>> ] [ reload-rep>> ] [ reload-from>> ] tri ##reload, ;
  83
  84 : handle-reload ( live-interval -- )
  85     dup reload-from>> [ insert-reload ] [ drop ] if ;
  86
  87 : activate-interval ( live-interval -- )
  88     [ add-pending ] [ handle-reload ] bi ;
  89
  90 : activate-new-intervals ( n -- )
  91     unhandled-intervals get swap '[ _ = ] heap-pop-while
  92     [ activate-interval ] each ;
  93
  94 : prepare-insn ( n -- )
  95     [ expire-old-intervals ] [ activate-new-intervals ] bi ;
  96
  97 GENERIC: assign-registers-in-insn ( insn -- )
  98
  99 RENAMING: assign [ vreg>reg ] [ vreg>reg ] [ vreg>reg ]
 100
 101 M: vreg-insn assign-registers-in-insn
 102     [ assign-insn-defs ] [ assign-insn-uses ] [ assign-insn-temps ] tri ;
 103
 104 : assign-gc-roots ( gc-map -- )
 105     [ [ vreg>spill-slot ] map ] change-gc-roots drop ;
 106
 107 : assign-derived-roots ( gc-map -- )
 108     [ [ [ vreg>spill-slot ] bi@ ] assoc-map ] change-derived-roots drop ;
 109
 110 M: gc-map-insn assign-registers-in-insn
 111     [ [ assign-insn-defs ] [ assign-insn-uses ] [ assign-insn-temps ] tri ]
 112     [ gc-map>> [ assign-gc-roots ] [ assign-derived-roots ] bi ]
 113     bi ;
 114
 115 M: insn assign-registers-in-insn drop ;
 116
 117 : begin-block ( bb -- )
 118     {
 119         [ basic-block set ]
 120         [ block-from activate-new-intervals ]
 121         [ compute-edge-live-in ]
 122         [ compute-live-in ]
 123     } cleave ;
 124
 125 : assign-registers-in-block ( bb -- )
 126     dup begin-block
 127     [
 128         [
 129             [
 130                 {
 131                     [ insn#>> 1 - prepare-insn ]
 132                     [ insn#>> prepare-insn ]
 133                     [ assign-registers-in-insn ]
 134                     [ , ]
 135                 } cleave
 136             ] each
 137         ] V{ } make
 138     ] change-instructions compute-live-out ;
 139
 140 : init-assignment ( live-intervals -- )
 141     [ [ start>> ] map ] keep zip >min-heap unhandled-intervals set
 142     <min-heap> pending-interval-heap set
 143     H{ } clone pending-interval-assoc set
 144     H{ } clone machine-live-ins set
 145     H{ } clone machine-edge-live-ins set
 146     H{ } clone machine-live-outs set ;
 147
 148 : assign-registers ( cfg live-intervals -- )
 149     init-assignment
 150     linearization-order [ kill-block?>> ] reject
 151     [ assign-registers-in-block ] each ;