OPTIMIZATIONS

   1 #1
   2 (defun mysl (s)
   3     (declare (simple-string s))
   4     (declare (optimize (speed 3) (safety 0) (debug 0)))
   5     (let ((c 0))
   6       (declare (fixnum c))
   7       (dotimes (i (length s))
   8         (when (eql (aref s i) #\1)
   9           (incf c)))
  10       c))
  11
  12 * On X86 I is represented as a tagged integer.
  13
  14 * Unnecessary move:
  15   3: SLOT S!11[EDX] {SB-C::VECTOR-LENGTH 1 7} => t23[EAX]
  16   4: MOVE t23[EAX] => t24[EBX]
  17
  18 --------------------------------------------------------------------------------
  19 #2
  20 (defun quux (v)
  21   (declare (optimize (speed 3) (safety 0) (space 2) (debug 0)))
  22   (declare (type (simple-array double-float 1) v))
  23   (let ((s 0d0))
  24     (declare (type double-float s))
  25     (dotimes (i (length v))
  26       (setq s (+ s (aref v i))))
  27     s))
  28
  29 * Python does not combine + with AREF, so generates extra move and
  30   allocates a register.
  31
  32 * On X86 Python thinks that all FP registers are directly accessible
  33   and emits costy MOVE ... => FR1.
  34
  35 --------------------------------------------------------------------------------
  36 #3
  37 (defun bar (n)
  38   (declare (optimize (speed 3) (safety 0) (space 2))
  39            (type fixnum n))
  40   (let ((v (make-list n)))
  41     (setq v (make-array n))
  42     (length v)))
  43
  44 * IR1 does not optimize away (MAKE-LIST N).
  45 --------------------------------------------------------------------------------
  46 #4
  47 (defun bar (v1 v2)
  48   (declare (optimize (speed 3) (safety 0) (space 2))
  49            (type (simple-array base-char 1) v1 v2))
  50   (dotimes (i (length v1))
  51     (setf (aref v2 i) (aref v1 i))))
  52
  53 VOP DATA-VECTOR-SET/SIMPLE-STRING V2!14[EDI] t32[EAX] t30[S2]>t33[CL]
  54                                   => t34[S2]<t35[AL]
  55         MOV     #<TN t33[CL]>, #<TN t30[S2]>
  56         MOV     BYTE PTR [EDI+EAX+1], #<TN t33[CL]>
  57         MOV     #<TN t35[AL]>, #<TN t33[CL]>
  58         MOV     #<TN t34[S2]>, #<TN t35[AL]>
  59
  60 * The value of DATA-VECTOR-SET is not used, so there is no need in the
  61   last two moves.
  62
  63 * And why two moves?
  64 --------------------------------------------------------------------------------
  65 #6
  66 09:49:05 <jtra> I have found a case in those where suboptimal code is
  67   generate with nested loops, it might be moderately easy to fix that
  68 09:49:28 <jtra> see
  69   http://www.bagley.org/~doug/shootout/bench/nestedloop/nestedloop.cmucl
  70 09:50:30 <jtra> if you add declarations to dotimes, generated code is
  71   almost optimal, but most inner loops run out of registers and use
  72   memory location for iteration variable
  73
  74 ;;; -*- mode: lisp -*-
  75 ;;; http://www.bagley.org/~doug/shootout/
  76 ;;; from Friedrich Dominicus
  77
  78 (defun main ()
  79   (let ((n (parse-integer (or (car (last extensions:*command-line-strings*)) "1")))
  80         (x 0))
  81     (declare (fixnum n)
  82              (fixnum x)
  83              (optimize (speed 3) (debug 0) (safety 0)))
  84     (dotimes (a n)
  85       (dotimes (b n)
  86         (dotimes (c n)
  87           (dotimes (d n)
  88             (dotimes (e n)
  89               (dotimes (f n)
  90                 (incf x)))))))
  91    (format t "~A~%" x)))
  92 --------------------------------------------------------------------------------
  93 #7
  94 (defun foo (x)
  95   (declare (optimize speed (debug 0)))
  96   (if (< x 0) x (foo (1- x))))
  97
  98 SBCL generates a full call of FOO (but CMUCL does not).
  99 --------------------------------------------------------------------------------
 100 #8
 101 (defun foo (d)
 102   (declare (optimize (speed 3) (safety 0) (debug 0)))
 103   (declare (type (double-float 0d0 1d0) d))
 104   (loop for i fixnum from 1 to 5
 105      for x1 double-float = (sin d) ;;; !!!
 106      do (loop for j fixnum from 1 to 4
 107              sum x1 double-float)))
 108
 109 Without the marked declaration Python will use boxed representation for X1.
 110
 111 This is equivalent to
 112
 113 (let ((x nil))
 114   (setq x 0d0)
 115   ;; use of X as DOUBLE-FLOAT
 116 )
 117
 118 The initial binding is effectless, and without it X is of type
 119 DOUBLE-FLOAT. Unhopefully, IR1 does not optimize away effectless
 120 SETs/bindings, and IR2 does not perform type inference.
 121 --------------------------------------------------------------------------------
 122 #9 "Multi-path constant folding"
 123 (defun foo (x)
 124   (if (= (cond ((irgh x) 0)
 125                ((buh x) 1)
 126                (t 2))
 127          0)
 128       :yes
 129       :no))
 130
 131 This code could be optimized to
 132
 133 (defun foo (x)
 134   (cond ((irgh x) :yes)
 135         ((buh x) :no)
 136         (t :no)))
 137 --------------------------------------------------------------------------------
 138 #11
 139 (inverted variant of #9)
 140
 141 (lambda (x)
 142   (let ((y (sap-alien x c-string)))
 143     (list (alien-sap y)
 144           (alien-sap y))))
 145
 146 It could be optimized to
 147
 148 (lambda (x) (list x x))
 149
 150 (if Y were used only once, the current compiler would optimize it)
 151 --------------------------------------------------------------------------------
 152 #12
 153 (typep (truly-the (simple-array * (*)) x) 'simple-vector)
 154
 155 tests lowtag.
 156 --------------------------------------------------------------------------------
 157 #13
 158 FAST-+/FIXNUM and similar should accept unboxed arguments in interests
 159 of representation selection. Problem: inter-TN dependencies.
 160 --------------------------------------------------------------------------------