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[WebKit-https.git] / Source / JavaScriptCore / dfg / DFGLICMPhase.cpp
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24  */
25
26 #include "config.h"
27 #include "DFGLICMPhase.h"
28
29 #if ENABLE(DFG_JIT)
30
31 #include "DFGAbstractInterpreterInlines.h"
32 #include "DFGAtTailAbstractState.h"
33 #include "DFGBasicBlockInlines.h"
34 #include "DFGClobberSet.h"
35 #include "DFGClobberize.h"
36 #include "DFGControlEquivalenceAnalysis.h"
37 #include "DFGEdgeDominates.h"
38 #include "DFGGraph.h"
39 #include "DFGInsertionSet.h"
40 #include "DFGMayExit.h"
41 #include "DFGNaturalLoops.h"
42 #include "DFGPhase.h"
43 #include "DFGSafeToExecute.h"
44 #include "JSCInlines.h"
45
46 namespace JSC { namespace DFG {
47
48 class LICMPhase : public Phase {
49     static const bool verbose = false;
50
51     using NaturalLoop = SSANaturalLoop;
52
53     struct LoopData {
54         ClobberSet writes;
55         BasicBlock* preHeader { nullptr };
56     };
57     
58 public:
59     LICMPhase(Graph& graph)
60         : Phase(graph, "LICM")
61         , m_state(graph)
62         , m_interpreter(graph, m_state)
63     {
64     }
65     
66     bool run()
67     {
68         DFG_ASSERT(m_graph, nullptr, m_graph.m_form == SSA);
69         
70         m_graph.ensureSSADominators();
71         m_graph.ensureSSANaturalLoops();
72         m_graph.ensureControlEquivalenceAnalysis();
73
74         if (verbose) {
75             dataLog("Graph before LICM:\n");
76             m_graph.dump();
77         }
78         
79         m_data.resize(m_graph.m_ssaNaturalLoops->numLoops());
80         
81         // Figure out the set of things each loop writes to, not including blocks that
82         // belong to inner loops. We fix this later.
83         for (BlockIndex blockIndex = m_graph.numBlocks(); blockIndex--;) {
84             BasicBlock* block = m_graph.block(blockIndex);
85             if (!block)
86                 continue;
87             
88             // Skip blocks that are proved to not execute.
89             // FIXME: This shouldn't be needed.
90             // https://bugs.webkit.org/show_bug.cgi?id=128584
91             if (!block->cfaHasVisited)
92                 continue;
93             
94             const NaturalLoop* loop = m_graph.m_ssaNaturalLoops->innerMostLoopOf(block);
95             if (!loop)
96                 continue;
97             LoopData& data = m_data[loop->index()];
98             for (auto* node : *block) {
99                 // Don't look beyond parts of the code that definitely always exit.
100                 // FIXME: This shouldn't be needed.
101                 // https://bugs.webkit.org/show_bug.cgi?id=128584
102                 if (node->op() == ForceOSRExit)
103                     break;
104
105                 addWrites(m_graph, node, data.writes);
106             }
107         }
108         
109         // For each loop:
110         // - Identify its pre-header.
111         // - Make sure its outer loops know what it clobbers.
112         for (unsigned loopIndex = m_graph.m_ssaNaturalLoops->numLoops(); loopIndex--;) {
113             const NaturalLoop& loop = m_graph.m_ssaNaturalLoops->loop(loopIndex);
114             LoopData& data = m_data[loop.index()];
115             
116             for (
117                 const NaturalLoop* outerLoop = m_graph.m_ssaNaturalLoops->innerMostOuterLoop(loop);
118                 outerLoop;
119                 outerLoop = m_graph.m_ssaNaturalLoops->innerMostOuterLoop(*outerLoop))
120                 m_data[outerLoop->index()].writes.addAll(data.writes);
121             
122             BasicBlock* header = loop.header();
123             BasicBlock* preHeader = nullptr;
124             unsigned numberOfPreHeaders = 0; // We're cool if this is 1.
125
126             // This is guaranteed because we expect the CFG not to have unreachable code. Therefore, a
127             // loop header must have a predecessor. (Also, we don't allow the root block to be a loop,
128             // which cuts out the one other way of having a loop header with only one predecessor.)
129             DFG_ASSERT(m_graph, header->at(0), header->predecessors.size() > 1, header->predecessors.size());
130             
131             for (unsigned i = header->predecessors.size(); i--;) {
132                 BasicBlock* predecessor = header->predecessors[i];
133                 if (m_graph.m_ssaDominators->dominates(header, predecessor))
134                     continue;
135
136                 preHeader = predecessor;
137                 ++numberOfPreHeaders;
138             }
139
140             // We need to validate the pre-header. There are a bunch of things that could be wrong
141             // about it:
142             //
143             // - There might be more than one. This means that pre-header creation either did not run,
144             //   or some CFG transformation destroyed the pre-headers.
145             //
146             // - It may not be legal to exit at the pre-header. That would be a real bummer. Currently,
147             //   LICM assumes that it can always hoist checks. See
148             //   https://bugs.webkit.org/show_bug.cgi?id=148545. Though even with that fixed, we anyway
149             //   would need to check if it's OK to exit at the pre-header since if we can't then we
150             //   would have to restrict hoisting to non-exiting nodes.
151
152             if (numberOfPreHeaders != 1)
153                 continue;
154
155             // This is guaranteed because the header has multiple predecessors and critical edges are
156             // broken. Therefore the predecessors must all have one successor, which implies that they
157             // must end in a Jump.
158             DFG_ASSERT(m_graph, preHeader->terminal(), preHeader->terminal()->op() == Jump, preHeader->terminal()->op());
159
160             if (!preHeader->terminal()->origin.exitOK)
161                 continue;
162             
163             data.preHeader = preHeader;
164         }
165         
166         m_graph.initializeNodeOwners();
167         
168         // Walk all basic blocks that belong to loops, looking for hoisting opportunities.
169         // We try to hoist to the outer-most loop that permits it. Hoisting is valid if:
170         // - The node doesn't write anything.
171         // - The node doesn't read anything that the loop writes.
172         // - The preHeader is valid (i.e. it passed the validation above).
173         // - The preHeader's state at tail makes the node safe to execute.
174         // - The loop's children all belong to nodes that strictly dominate the loop header.
175         // - The preHeader's state at tail is still valid. This is mostly to save compile
176         //   time and preserve some kind of sanity, if we hoist something that must exit.
177         //
178         // Also, we need to remember to:
179         // - Update the state-at-tail with the node we hoisted, so future hoist candidates
180         //   know about any type checks we hoisted.
181         //
182         // For maximum profit, we walk blocks in DFS order to ensure that we generally
183         // tend to hoist dominators before dominatees.
184         Vector<const NaturalLoop*> loopStack;
185         bool changed = false;
186         for (BasicBlock* block : m_graph.blocksInPreOrder()) {
187             const NaturalLoop* loop = m_graph.m_ssaNaturalLoops->innerMostLoopOf(block);
188             if (!loop)
189                 continue;
190             
191             loopStack.shrink(0);
192             for (
193                 const NaturalLoop* current = loop;
194                 current;
195                 current = m_graph.m_ssaNaturalLoops->innerMostOuterLoop(*current))
196                 loopStack.append(current);
197             
198             // Remember: the loop stack has the inner-most loop at index 0, so if we want
199             // to bias hoisting to outer loops then we need to use a reverse loop.
200             
201             if (verbose) {
202                 dataLog(
203                     "Attempting to hoist out of block ", *block, " in loops:\n");
204                 for (unsigned stackIndex = loopStack.size(); stackIndex--;) {
205                     dataLog(
206                         "        ", *loopStack[stackIndex], ", which writes ",
207                         m_data[loopStack[stackIndex]->index()].writes, "\n");
208                 }
209             }
210             
211             for (unsigned nodeIndex = 0; nodeIndex < block->size(); ++nodeIndex) {
212                 Node*& nodeRef = block->at(nodeIndex);
213                 if (doesWrites(m_graph, nodeRef)) {
214                     if (verbose)
215                         dataLog("    Not hoisting ", nodeRef, " because it writes things.\n");
216                     continue;
217                 }
218
219                 for (unsigned stackIndex = loopStack.size(); stackIndex--;)
220                     changed |= attemptHoist(block, nodeRef, loopStack[stackIndex]);
221             }
222         }
223
224         return changed;
225     }
226
227 private:
228     bool attemptHoist(BasicBlock* fromBlock, Node*& nodeRef, const NaturalLoop* loop)
229     {
230         Node* node = nodeRef;
231         LoopData& data = m_data[loop->index()];
232
233         if (!data.preHeader) {
234             if (verbose)
235                 dataLog("    Not hoisting ", node, " because the pre-header is invalid.\n");
236             return false;
237         }
238         
239         if (!data.preHeader->cfaDidFinish) {
240             if (verbose)
241                 dataLog("    Not hoisting ", node, " because CFA is invalid.\n");
242             return false;
243         }
244         
245         if (!edgesDominate(m_graph, node, data.preHeader)) {
246             if (verbose) {
247                 dataLog(
248                     "    Not hoisting ", node, " because it isn't loop invariant.\n");
249             }
250             return false;
251         }
252         
253         // FIXME: At this point if the hoisting of the full node fails but the node has type checks,
254         // we could still hoist just the checks.
255         // https://bugs.webkit.org/show_bug.cgi?id=144525
256         
257         if (readsOverlap(m_graph, node, data.writes)) {
258             if (verbose) {
259                 dataLog(
260                     "    Not hoisting ", node,
261                     " because it reads things that the loop writes.\n");
262             }
263             return false;
264         }
265         
266         m_state.initializeTo(data.preHeader);
267         if (!safeToExecute(m_state, m_graph, node)) {
268             if (verbose) {
269                 dataLog(
270                     "    Not hoisting ", node, " because it isn't safe to execute.\n");
271             }
272             return false;
273         }
274         
275         NodeOrigin originalOrigin = node->origin;
276
277         // NOTE: We could just use BackwardsDominators here directly, since we already know that the
278         // preHeader dominates fromBlock. But we wouldn't get anything from being so clever, since
279         // dominance checks are O(1) and only a few integer compares.
280         bool addsBlindSpeculation = mayExit(m_graph, node, m_state)
281             && !m_graph.m_controlEquivalenceAnalysis->dominatesEquivalently(data.preHeader, fromBlock);
282         
283         if (addsBlindSpeculation
284             && m_graph.hasExitSite(originalOrigin.semantic, HoistingFailed)) {
285             if (verbose) {
286                 dataLog(
287                     "    Not hoisting ", node, " because it may exit and the pre-header (",
288                     *data.preHeader, ") is not control equivalent to the node's original block (",
289                     *fromBlock, ") and hoisting had previously failed.\n");
290             }
291             return false;
292         }
293         
294         if (verbose) {
295             dataLog(
296                 "    Hoisting ", node, " from ", *fromBlock, " to ", *data.preHeader,
297                 "\n");
298         }
299
300         data.preHeader->insertBeforeTerminal(node);
301         node->owner = data.preHeader;
302         NodeOrigin terminalOrigin = data.preHeader->terminal()->origin;
303         node->origin = terminalOrigin.withSemantic(node->origin.semantic);
304         node->origin.wasHoisted |= addsBlindSpeculation;
305         
306         // We can trust what AI proves about edge proof statuses when hoisting to the preheader.
307         m_state.trustEdgeProofs();
308         m_state.initializeTo(data.preHeader);
309         m_interpreter.execute(node);
310         // However, when walking various inner loops below, the proof status of
311         // an edge may be trivially true, even if it's not true in the preheader
312         // we hoist to. We don't allow the below node executions to change the
313         // state of edge proofs. An example of where a proof is trivially true
314         // is if we have two loops, L1 and L2, where L2 is nested inside L1. The
315         // header for L1 dominates L2. We hoist a Check from L1's header into L1's
316         // preheader. However, inside L2's preheader, we can't trust that AI will
317         // tell us this edge is proven. It's proven in L2's preheader because L2
318         // is dominated by L1's header. However, the edge is not guaranteed to be
319         // proven inside L1's preheader.
320         m_state.dontTrustEdgeProofs();
321
322         // Modify the states at the end of the preHeader of the loop we hoisted to,
323         // and all pre-headers inside the loop. This isn't a stability bottleneck right now
324         // because most loops are small and most blocks belong to few loops.
325         for (unsigned bodyIndex = loop->size(); bodyIndex--;) {
326             BasicBlock* subBlock = loop->at(bodyIndex);
327             const NaturalLoop* subLoop = m_graph.m_ssaNaturalLoops->headerOf(subBlock);
328             if (!subLoop)
329                 continue;
330             BasicBlock* subPreHeader = m_data[subLoop->index()].preHeader;
331             // We may not have given this loop a pre-header because either it didn't have exitOK
332             // or the header had multiple predecessors that it did not dominate. In that case the
333             // loop wouldn't be a hoisting candidate anyway, so we don't have to do anything.
334             if (!subPreHeader)
335                 continue;
336             // The pre-header's tail may be unreachable, in which case we have nothing to do.
337             if (!subPreHeader->cfaDidFinish)
338                 continue;
339             // We handled this above.
340             if (subPreHeader == data.preHeader)
341                 continue;
342             m_state.initializeTo(subPreHeader);
343             m_interpreter.execute(node);
344         }
345
346         if (node->flags() & NodeHasVarArgs)
347             nodeRef = m_graph.addNode(CheckVarargs, originalOrigin, m_graph.copyVarargChildren(node));
348         else
349             nodeRef = m_graph.addNode(Check, originalOrigin, node->children);
350         
351         return true;
352     }
353     
354     AtTailAbstractState m_state;
355     AbstractInterpreter<AtTailAbstractState> m_interpreter;
356     Vector<LoopData> m_data;
357 };
358
359 bool performLICM(Graph& graph)
360 {
361     return runPhase<LICMPhase>(graph);
362 }
363
364 } } // namespace JSC::DFG
365
366 #endif // ENABLE(DFG_JIT)
367