basis/compiler/cfg/linear-scan/live-intervals/live-intervals.factor

   1 ! Copyright (C) 2008, 2010 Slava Pestov.
   2 ! See http://factorcode.org/license.txt for BSD license.
   3 USING: namespaces kernel assocs accessors locals sequences math
   4 math.order fry combinators binary-search
   5 compiler.cfg.instructions compiler.cfg.registers
   6 compiler.cfg.def-use compiler.cfg.liveness
   7 compiler.cfg.linearization.order
   8 compiler.cfg
   9 cpu.architecture ;
  10 IN: compiler.cfg.linear-scan.live-intervals
  11
  12 TUPLE: live-range from to ;
  13
  14 C: <live-range> live-range
  15
  16 SYMBOLS: +def+ +use+ +memory+ ;
  17
  18 TUPLE: vreg-use rep n type ;
  19
  20 C: <vreg-use> vreg-use
  21
  22 TUPLE: live-interval
  23 vreg
  24 reg spill-to reload-from
  25 start end ranges uses
  26 reg-class ;
  27
  28 : first-use ( live-interval -- use ) uses>> first ; inline
  29
  30 : last-use ( live-interval -- use ) uses>> last ; inline
  31
  32 GENERIC: covers? ( insn# obj -- ? )
  33
  34 M: f covers? 2drop f ;
  35
  36 M: live-range covers? [ from>> ] [ to>> ] bi between? ;
  37
  38 M: live-interval covers? ( insn# live-interval -- ? )
  39     ranges>>
  40     dup length 4 <= [
  41         [ covers? ] with any?
  42     ] [
  43         [ drop ] [ [ from>> <=> ] with search nip ] 2bi
  44         covers?
  45     ] if ;
  46
  47 : add-new-range ( from to live-interval -- )
  48     [ <live-range> ] dip ranges>> push ;
  49
  50 : shorten-range ( n live-interval -- )
  51     dup ranges>> empty?
  52     [ dupd add-new-range ] [ ranges>> last (>>from) ] if ;
  53
  54 : extend-range ( from to live-range -- )
  55     ranges>> last
  56     [ max ] change-to
  57     [ min ] change-from
  58     drop ;
  59
  60 : extend-range? ( to live-interval -- ? )
  61     ranges>> [ drop f ] [ last from>> >= ] if-empty ;
  62
  63 : add-range ( from to live-interval -- )
  64     2dup extend-range?
  65     [ extend-range ] [ add-new-range ] if ;
  66
  67 :: add-use ( rep n type live-interval -- )
  68     type +memory+ eq? [
  69         rep n type <vreg-use>
  70         live-interval uses>> push
  71     ] unless ;
  72
  73 : <live-interval> ( vreg reg-class -- live-interval )
  74     \ live-interval new
  75         V{ } clone >>uses
  76         V{ } clone >>ranges
  77         swap >>reg-class
  78         swap >>vreg ;
  79
  80 : block-from ( bb -- n ) instructions>> first insn#>> 1 - ;
  81
  82 : block-to ( bb -- n ) instructions>> last insn#>> ;
  83
  84 SYMBOLS: from to ;
  85
  86 ! Mapping from vreg to live-interval
  87 SYMBOL: live-intervals
  88
  89 : live-interval ( vreg -- live-interval )
  90     live-intervals get [ dup rep-of reg-class-of <live-interval> ] cache ;
  91
  92 GENERIC: compute-live-intervals* ( insn -- )
  93
  94 M: insn compute-live-intervals* drop ;
  95
  96 :: handle-output ( vreg n type -- )
  97     vreg rep-of :> rep
  98     vreg live-interval :> live-interval
  99
 100     n live-interval shorten-range
 101     rep n type live-interval add-use ;
 102
 103 :: handle-input ( vreg n type -- )
 104     vreg rep-of :> rep
 105     vreg live-interval :> live-interval
 106
 107     from get n live-interval add-range
 108     rep n type live-interval add-use ;
 109
 110 :: handle-temp ( vreg n -- )
 111     vreg rep-of :> rep
 112     vreg live-interval :> live-interval
 113
 114     n n live-interval add-range
 115     rep n +def+ live-interval add-use ;
 116
 117 M:: vreg-insn compute-live-intervals* ( insn -- )
 118     insn insn#>> :> n
 119
 120     insn defs-vreg [ n +def+ handle-output ] when*
 121     insn uses-vregs [ n +use+ handle-input ] each
 122     insn temp-vregs [ n handle-temp ] each ;
 123
 124 M:: clobber-insn compute-live-intervals* ( insn -- )
 125     insn insn#>> :> n
 126
 127     insn defs-vreg [ n +use+ handle-output ] when*
 128     insn uses-vregs [ n +memory+ handle-input ] each
 129     insn temp-vregs [ n handle-temp ] each ;
 130
 131 : handle-live-out ( bb -- )
 132     live-out dup assoc-empty? [ drop ] [
 133         [ from get to get ] dip keys
 134         [ live-interval add-range ] with with each
 135     ] if ;
 136
 137 ! A location where all registers have to be spilled
 138 TUPLE: sync-point n ;
 139
 140 C: <sync-point> sync-point
 141
 142 ! Sequence of sync points
 143 SYMBOL: sync-points
 144
 145 GENERIC: compute-sync-points* ( insn -- )
 146
 147 M: clobber-insn compute-sync-points*
 148     insn#>> <sync-point> sync-points get push ;
 149
 150 M: insn compute-sync-points* drop ;
 151
 152 : compute-live-intervals-step ( bb -- )
 153     {
 154         [ block-from from set ]
 155         [ block-to to set ]
 156         [ handle-live-out ]
 157         [
 158             instructions>> <reversed> [
 159                 [ compute-live-intervals* ]
 160                 [ compute-sync-points* ]
 161                 bi
 162             ] each
 163         ]
 164     } cleave ;
 165
 166 : init-live-intervals ( -- )
 167     H{ } clone live-intervals set
 168     V{ } clone sync-points set ;
 169
 170 : compute-start/end ( live-interval -- )
 171     dup ranges>> [ first from>> ] [ last to>> ] bi
 172     [ >>start ] [ >>end ] bi* drop ;
 173
 174 ERROR: bad-live-interval live-interval ;
 175
 176 : check-start ( live-interval -- )
 177     dup start>> -1 = [ bad-live-interval ] [ drop ] if ;
 178
 179 : finish-live-intervals ( live-intervals -- seq )
 180     ! Since live intervals are computed in a backward order, we have
 181     ! to reverse some sequences, and compute the start and end.
 182     values dup [
 183         {
 184             [ ranges>> reverse! drop ]
 185             [ uses>> reverse! drop ]
 186             [ compute-start/end ]
 187             [ check-start ]
 188         } cleave
 189     ] each ;
 190
 191 : compute-live-intervals ( cfg -- live-intervals sync-points )
 192     init-live-intervals
 193     linearization-order <reversed> [ compute-live-intervals-step ] each
 194     live-intervals get finish-live-intervals
 195     sync-points get ;
 196
 197 : relevant-ranges ( interval1 interval2 -- ranges1 ranges2 )
 198     [ [ ranges>> ] bi@ ] [ nip start>> ] 2bi '[ to>> _ >= ] filter ;
 199
 200 : intersect-live-range ( range1 range2 -- n/f )
 201     2dup [ from>> ] bi@ > [ swap ] when
 202     2dup [ to>> ] [ from>> ] bi* >= [ nip from>> ] [ 2drop f ] if ;
 203
 204 : intersect-live-ranges ( ranges1 ranges2 -- n )
 205     {
 206         { [ over empty? ] [ 2drop f ] }
 207         { [ dup empty? ] [ 2drop f ] }
 208         [
 209             2dup [ first ] bi@ intersect-live-range dup [ 2nip ] [
 210                 drop
 211                 2dup [ first from>> ] bi@ <
 212                 [ [ rest-slice ] dip ] [ rest-slice ] if
 213                 intersect-live-ranges
 214             ] if
 215         ]
 216     } cond ;
 217
 218 : intervals-intersect? ( interval1 interval2 -- ? )
 219     relevant-ranges intersect-live-ranges >boolean ; inline