Remove GHC's haskell98 dependency
[ghc-hetmet.git] / compiler / cmm / CmmContFlowOpt.hs
index 7581d81..e0d9555 100644 (file)
@@ -1,43 +1,60 @@
-{-# OPTIONS -Wall -fno-warn-name-shadowing #-}
+
 module CmmContFlowOpt
     ( runCmmOpts, cmmCfgOpts, cmmCfgOptsZ
-    , branchChainElimZ, removeUnreachableBlocksZ
+    , branchChainElimZ, removeUnreachableBlocksZ, predMap
+    , replaceLabelsZ, replaceBranches, runCmmContFlowOptsZs
     )
 where
 
+import BlockId
 import Cmm
 import CmmTx
 import qualified ZipCfg as G
+import ZipCfg
 import ZipCfgCmmRep
+
 import Maybes
+import Control.Monad
+import Outputable
+import Prelude hiding (unzip, zip)
 import Util
-import UniqFM
 
 ------------------------------------
-mapProcs :: Tx (GenCmmTop d h s) -> Tx (GenCmm d h s)
-mapProcs f (Cmm tops) = fmap Cmm (mapTx f tops)
+runCmmContFlowOptsZs :: [CmmZ] -> [CmmZ]
+runCmmContFlowOptsZs prog
+  = [ runTx (runCmmOpts cmmCfgOptsZ) cmm_top
+    | cmm_top <- prog ]
 
-
-------------------------------------
 cmmCfgOpts  :: Tx (ListGraph CmmStmt)
-cmmCfgOptsZ :: Tx CmmGraph
+cmmCfgOptsZ :: Tx (a, CmmGraph)
 
 cmmCfgOpts  = branchChainElim  -- boring, but will get more exciting later
-cmmCfgOptsZ = branchChainElimZ `seqTx` removeUnreachableBlocksZ
+cmmCfgOptsZ g =
+  optGraph
+    (branchChainElimZ `seqTx` blockConcatZ `seqTx` removeUnreachableBlocksZ) g
         -- Here branchChainElim can ultimately be replaced
         -- with a more exciting combination of optimisations
 
 runCmmOpts :: Tx g -> Tx (GenCmm d h g)
-runCmmOpts opt = mapProcs (optGraph opt)
+runCmmOpts opt = mapProcs (optProc opt)
+
+optProc :: Tx g -> Tx (GenCmmTop d h g)
+optProc _   top@(CmmData {}) = noTx top
+optProc opt (CmmProc info lbl formals g) =
+  fmap (CmmProc info lbl formals) (opt g)
 
-optGraph :: Tx g -> Tx (GenCmmTop d h g)
-optGraph _   top@(CmmData {}) = noTx top
-optGraph opt (CmmProc info lbl formals g) = fmap (CmmProc info lbl formals) (opt g)
+optGraph :: Tx g -> Tx (a, g)
+optGraph opt (a, g) = fmap (\g' -> (a, g')) (opt g)
+
+------------------------------------
+mapProcs :: Tx (GenCmmTop d h s) -> Tx (GenCmm d h s)
+mapProcs f (Cmm tops) = fmap Cmm (mapTx f tops)
 
 ----------------------------------------------------------------
 branchChainElim :: Tx (ListGraph CmmStmt)
--- Remove any basic block of the form L: goto L',
--- and replace L with L' everywhere else
+-- If L is not captured in an instruction, we can remove any
+-- basic block of the form L: goto L', and replace L with L' everywhere else.
+-- How does L get captured? In a CallArea.
 branchChainElim (ListGraph blocks)
   | null lone_branch_blocks     -- No blocks to remove
   = noTx (ListGraph blocks)
@@ -51,7 +68,7 @@ branchChainElim (ListGraph blocks)
 isLoneBranch :: CmmBasicBlock -> Either (BlockId, BlockId) CmmBasicBlock
 isLoneBranch (BasicBlock id [CmmBranch target]) | id /= target = Left (id, target)
 isLoneBranch other_block                                       = Right other_block
-   -- ^ An infinite loop is not a link in a branch chain!
+   -- An infinite loop is not a link in a branch chain!
 
 replaceLabels :: BlockEnv BlockId -> CmmBasicBlock -> CmmBasicBlock
 replaceLabels env (BasicBlock id stmts)
@@ -66,40 +83,123 @@ replaceLabels env (BasicBlock id stmts)
 ----------------------------------------------------------------
 branchChainElimZ :: Tx CmmGraph
 -- Remove any basic block of the form L: goto L',
--- and replace L with L' everywhere else
+-- and replace L with L' everywhere else,
+-- unless L is the successor of a call instruction and L'
+-- is the entry block. You don't want to set the successor
+-- of a function call to the entry block because there is no good way
+-- to store both the infotables for the call and from the callee,
+-- while putting the stack pointer in a consistent place.
+--
+-- JD isn't quite sure when it's safe to share continuations for different
+-- function calls -- have to think about where the SP will be,
+-- so we'll table that problem for now by leaving all call successors alone.
 branchChainElimZ g@(G.LGraph eid _)
   | null lone_branch_blocks     -- No blocks to remove
   = noTx g
   | otherwise
   = aTx $ replaceLabelsZ env $ G.of_block_list eid (self_branches ++ others)
   where
-    (lone_branch_blocks, others) = partitionWith isLoneBranchZ (G.to_block_list g)
-    env = mkClosureBlockEnv lone_branch_blocks
+    blocks = G.to_block_list g
+    (lone_branch_blocks, others) = partitionWith isLoneBranchZ blocks
+    env = mkClosureBlockEnvZ lone_branch_blocks
     self_branches =
-        let loop_to (id, _) =
-                if lookup id == id then
-                    Just (G.Block id (G.ZLast (G.mkBranchNode id)))
-                else
-                    Nothing
-        in  mapMaybe loop_to lone_branch_blocks
-    lookup id = G.lookupBlockEnv env id `orElse` id 
-
-isLoneBranchZ :: CmmBlock -> Either (G.BlockId, G.BlockId) CmmBlock
-isLoneBranchZ (G.Block id (G.ZLast (G.LastOther (LastBranch target []))))
-    | id /= target  = Left (id,target)
-isLoneBranchZ other = Right other
-   -- ^ An infinite loop is not a link in a branch chain!
-
-replaceLabelsZ :: BlockEnv G.BlockId -> CmmGraph -> CmmGraph
-replaceLabelsZ env = replace_eid . G.map_nodes id id last
+      let loop_to (id, _) =
+            if lookup id == id then
+              Just (G.Block id (G.ZLast (G.mkBranchNode id)))
+            else
+              Nothing
+      in  mapMaybe loop_to lone_branch_blocks
+    lookup id = lookupBlockEnv env id `orElse` id 
+
+    call_succs = foldl add emptyBlockSet blocks
+      where add succs b =
+              case G.last (G.unzip b) of
+                LastOther (LastCall _ (Just k) _ _ _) -> extendBlockSet succs k
+                _ -> succs
+    isLoneBranchZ :: CmmBlock -> Either (BlockId, BlockId) CmmBlock
+    isLoneBranchZ (G.Block id (G.ZLast (G.LastOther (LastBranch target))))
+        | id /= target && not (elemBlockSet id call_succs) = Left (id,target)
+    isLoneBranchZ other = Right other
+       -- An infinite loop is not a link in a branch chain!
+
+maybeReplaceLabels :: (Last -> Bool) -> BlockEnv BlockId -> CmmGraph -> CmmGraph
+maybeReplaceLabels lpred env =
+  replace_eid . G.map_nodes id middle last
+   where
+     replace_eid (G.LGraph eid blocks) = G.LGraph (lookup eid) blocks
+     middle = mapExpDeepMiddle exp
+     last l = if lpred l then mapExpDeepLast exp (last' l) else l
+     last' (LastBranch bid) = LastBranch (lookup bid)
+     last' (LastCondBranch p t f) = LastCondBranch p (lookup t) (lookup f)
+     last' (LastSwitch e arms) = LastSwitch e (map (liftM lookup) arms)
+     last' (LastCall t k a res r) = LastCall t (liftM lookup k) a res r
+     exp (CmmLit (CmmBlock bid)) = CmmLit (CmmBlock (lookup bid))
+     exp   (CmmStackSlot (CallArea (Young id)) i) =
+       CmmStackSlot (CallArea (Young (lookup id))) i
+     exp e = e
+     lookup id = fmap lookup (lookupBlockEnv env id) `orElse` id 
+
+replaceLabelsZ :: BlockEnv BlockId -> CmmGraph -> CmmGraph
+replaceLabelsZ = maybeReplaceLabels (const True)
+
+-- replaceBranchLabels :: BlockEnv BlockId -> CmmGraph -> CmmGraph
+-- replaceBranchLabels env g@(LGraph _ _) = maybeReplaceLabels lpred env g
+--   where lpred (LastBranch _) = True
+--         lpred _ = False
+
+replaceBranches :: BlockEnv BlockId -> CmmGraph -> CmmGraph
+replaceBranches env g = map_nodes id id last g
   where
-    replace_eid (G.LGraph eid blocks)   = G.LGraph (lookup eid) blocks
-    last (LastBranch id args)          = LastBranch (lookup id) args
-    last (LastCondBranch e ti fi)      = LastCondBranch e (lookup ti) (lookup fi)
-    last (LastSwitch e tbl)            = LastSwitch e (map (fmap lookup) tbl)
-    last (LastCall tgt args (Just id)) = LastCall tgt args (Just $ lookup id) 
-    last exit_jump_return              = exit_jump_return
-    lookup id = G.lookupBlockEnv env id `orElse` id 
+    last (LastBranch id)          = LastBranch (lookup id)
+    last (LastCondBranch e ti fi) = LastCondBranch e (lookup ti) (lookup fi)
+    last (LastSwitch e tbl)       = LastSwitch e (map (fmap lookup) tbl)
+    last l@(LastCall {})          = l
+    lookup id = fmap lookup (lookupBlockEnv env id) `orElse` id 
+
+----------------------------------------------------------------
+-- Build a map from a block to its set of predecessors. Very useful.
+predMap :: G.LastNode l => G.LGraph m l -> BlockEnv BlockSet
+predMap g = G.fold_blocks add_preds emptyBlockEnv g -- find the back edges
+  where add_preds b env = foldl (add b) env (G.succs b)
+        add (G.Block bid _) env b' =
+          extendBlockEnv env b' $
+                extendBlockSet (lookupBlockEnv env b' `orElse` emptyBlockSet) bid
+----------------------------------------------------------------
+-- If a block B branches to a label L, L is not the entry block,
+-- and L has no other predecessors,
+-- then we can splice the block starting with L onto the end of B.
+-- Because this optimization can be inhibited by unreachable blocks,
+-- we first take a pass to drops unreachable blocks.
+-- Order matters, so we work bottom up (reverse postorder DFS).
+--
+-- To ensure correctness, we have to make sure that the BlockId of the block
+-- we are about to eliminate is not named in another instruction.
+--
+-- Note: This optimization does _not_ subsume branch chain elimination.
+blockConcatZ  :: Tx CmmGraph
+blockConcatZ = removeUnreachableBlocksZ `seqTx` blockConcatZ'
+blockConcatZ' :: Tx CmmGraph
+blockConcatZ' g@(G.LGraph eid blocks) =
+  tx $ replaceLabelsZ concatMap $ G.LGraph eid blocks'
+  where (changed, blocks', concatMap) =
+           foldr maybe_concat (False, blocks, emptyBlockEnv) $ G.postorder_dfs g
+        maybe_concat b@(G.Block bid _) (changed, blocks', concatMap) =
+          let unchanged = (changed, extendBlockEnv blocks' bid b, concatMap)
+          in case G.goto_end $ G.unzip b of
+               (h, G.LastOther (LastBranch b')) ->
+                  if canConcatWith b' then
+                    (True, extendBlockEnv blocks' bid $ splice blocks' h b',
+                     extendBlockEnv concatMap b' bid)
+                  else unchanged
+               _ -> unchanged
+        num_preds bid = liftM sizeBlockSet (lookupBlockEnv backEdges bid) `orElse` 0
+        canConcatWith b' = b' /= eid && num_preds b' == 1
+        backEdges = predMap g
+        splice blocks' h bid' =
+          case lookupBlockEnv blocks' bid' of
+            Just (G.Block _ t) -> G.zip $ G.ZBlock h t
+            Nothing -> panic "unknown successor block"
+        tx = if changed then aTx else noTx
 ----------------------------------------------------------------
 mkClosureBlockEnv :: [(BlockId, BlockId)] -> BlockEnv BlockId
 mkClosureBlockEnv blocks = mkBlockEnv $ map follow blocks
@@ -108,9 +208,16 @@ mkClosureBlockEnv blocks = mkBlockEnv $ map follow blocks
           endChain orig id = case lookupBlockEnv singleEnv id of
                                Just id' | id /= orig -> endChain orig id'
                                _ -> id
+mkClosureBlockEnvZ :: [(BlockId, BlockId)] -> BlockEnv BlockId
+mkClosureBlockEnvZ blocks = mkBlockEnv $ map follow blocks
+    where singleEnv = mkBlockEnv blocks
+          follow (id, next) = (id, endChain id next)
+          endChain orig id = case lookupBlockEnv singleEnv id of
+                               Just id' | id /= orig -> endChain orig id'
+                               _ -> id
 ----------------------------------------------------------------
 removeUnreachableBlocksZ :: Tx CmmGraph
 removeUnreachableBlocksZ g@(G.LGraph id blocks) =
-      if length blocks' < sizeUFM blocks then aTx $ G.of_block_list id blocks'
-      else noTx g
+  if length blocks' < sizeBEnv blocks then aTx $ G.of_block_list id blocks'
+  else noTx g
     where blocks' = G.postorder_dfs g