BytecodeEscapeAnalysis¶

HotSpotには、2種類のEscapeAnlaysisを実装している。

ci/bcEscapeAnalyzer¶

oops中のBytecodeを解析する

opto/escape¶

Idealを解析する

opto/escape.hpp

//
// Adaptation for C2 of the escape analysis algorithm described in:
//
// [Choi99] Jong-Deok Shoi, Manish Gupta, Mauricio Seffano,
//          Vugranam C. Sreedhar, Sam Midkiff,
//          "Escape Analysis for Java", Procedings of ACM SIGPLAN
//          OOPSLA  Conference, November 1, 1999
//
// The flow-insensitive analysis described in the paper has been implemented.
//
// The analysis requires construction of a "connection graph" (CG) for
// the method being analyzed.  The nodes of the connection graph are:
//
//     -  Java objects (JO)
//     -  Local variables (LV)
//     -  Fields of an object (OF),  these also include array elements
//
// The CG contains 3 types of edges:
//
//   -  PointsTo  (-P>)    {LV, OF} to JO
//   -  Deferred  (-D>)    from {LV, OF} to {LV, OF}
//   -  Field     (-F>)    from JO to OF

ci/bcEscapeAnalyzerの詳細¶

opto/escapeから補助的に呼ばれ、 bytecodeのstore命令や、put等を解析する。

IdealのCallNodeがstaticだった場合に、BCEscapeAnalyzerを使用する

opto/escape.cpp

case Op_CallStaticJava:
// For a static call, we know exactly what method is being called.
// Use bytecode estimator to record the call's escape affects
{
  ciMethod *meth = call->as_CallJava()->method();
  BCEscapeAnalyzer *call_analyzer = (meth !=NULL) ? meth->get_bcea() : NULL;

Bytecodesをブロック単位でイテレートしながら、解析する

set_xxx()でフラグ操作が追えるけど、なんかの論文読んだ方が詳細を理解するのは早いかも

opto/escapeの詳細¶

あとで

EscapeAnalysisの解析結果¶

UnknownEscape

GlobalEscape

ArgEscape

NoEscape

EscapeAnalysisの解析結果の活用方法¶

EscapeAnalysisの活用方法は、2つある。

解析結果であるEscapeStateは、Idealのnode->escape_state() で取得できる。

LockNode/UnlockNodeの削除

callnode.cppに処理が記述してある。

LockやUnlockのNodeは、対象のオブジェクトがGlobalEscapeで無ければ削除可能である

is_scalar_replaceable()

opto/escape.cpp:compute_escape()において、EscapeAnalysisが終わった後、split_unique_types()でis_scalar_replaceableを立てて歩く

後々のフェーズであるPhaseMacroExpand::eliminate_allocate_node()の解析が走り、可能であればallocを削除する

bool PhaseMacroExpand::scalar_replacement()

オプションで様子を眺める場合、PrintEliminateAllocationsで可能なはず

OpenJDK8のEscapleAnalysis¶

OpenJDK8から、EscapeAnalysisが改良されており、

C2レベルのオプションに OptimizePtrCompare オプションが追加。デフォルトtrue

EscapeAnalysisにPtrCompareへの処理が大幅追加されており、nestしたlock/unlockの除去が可能に

具体的には、従来のEscapeAnalysisでPtrCompare系のNodeを収集しておき、

従来のEscapeAnalysis終了後、

PtrCompareNodeの左辺もしくは右辺がNoEscapeである場合、

Escaple解析の中間情報をPtrCompareの相方に伝搬させた上で、

PtrCompareのNodeを簡略化させ、最終的にGVNをかけ直して最適化する。EscapeAnalysisなのに、、

簡略化処理の大部分は、Node* ConnectionGraph::optimize_ptr_compare(Node* n)

返り値のNodeがNullでなければ、簡略化を試行する。

Op_CmpP || Op_CmpN –> pcmp_neq(makecon(TypeInt::CC_GT)) || pcmp_eq(makecon(TypeInt::CC_EQ))

CC_GTは TypeInt::ONE CC_EQはTypeInt::ZERO

追加された処理は、grep OptimizePtrCompare で探すことができる。

結果は, PrintOptimizePtrCompareで出力出きるはず。OpenJDK8ビルドできず確認できないけど。

OpenJDK Internals 1.0 documentation