lib/CodeGen/ExactHazardRecognizer.cpp

   1 //===----- ExactHazardRecognizer.cpp - hazard recognizer -------- ---------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This implements a a hazard recognizer using the instructions itineraries
  11 // defined for the current target.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #define DEBUG_TYPE "exact-hazards"
  16 #include "ExactHazardRecognizer.h"
  17 #include "llvm/CodeGen/ScheduleHazardRecognizer.h"
  18 #include "llvm/Support/Debug.h"
  19 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  20 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  21 #include "llvm/Target/TargetInstrItineraries.h"
  22
  23 using namespace llvm;
  24
  25 ExactHazardRecognizer::ExactHazardRecognizer(const InstrItineraryData &LItinData) :
  26   ScheduleHazardRecognizer(), ItinData(LItinData)
  27 {
  28   // Determine the maximum depth of any itinerary. This determines the
  29   // depth of the scoreboard. We always make the scoreboard at least 1
  30   // cycle deep to avoid dealing with the boundary condition.
  31   ScoreboardDepth = 1;
  32   if (!ItinData.isEmpty()) {
  33     for (unsigned idx = 0; ; ++idx) {
  34       // If the begin stage of an itinerary has 0 cycles and units,
  35       // then we have reached the end of the itineraries.
  36       const InstrStage *IS = ItinData.beginStage(idx);
  37       const InstrStage *E = ItinData.endStage(idx);
  38       if ((IS->getCycles() == 0) && (IS->getUnits() == 0))
  39         break;
  40
  41       unsigned ItinDepth = 0;
  42       for (; IS != E; ++IS)
  43         ItinDepth += IS->getCycles();
  44
  45       ScoreboardDepth = std::max(ScoreboardDepth, ItinDepth);
  46     }
  47   }
  48
  49   Scoreboard = new unsigned[ScoreboardDepth];
  50   ScoreboardHead = 0;
  51
  52   DEBUG(errs() << "Using exact hazard recognizer: ScoreboardDepth = "
  53                << ScoreboardDepth << '\n');
  54 }
  55
  56 ExactHazardRecognizer::~ExactHazardRecognizer() {
  57   delete Scoreboard;
  58 }
  59
  60 void ExactHazardRecognizer::Reset() {
  61   memset(Scoreboard, 0, ScoreboardDepth * sizeof(unsigned));
  62   ScoreboardHead = 0;
  63 }
  64
  65 unsigned ExactHazardRecognizer::getFutureIndex(unsigned offset) {
  66   return (ScoreboardHead + offset) % ScoreboardDepth;
  67 }
  68
  69 void ExactHazardRecognizer::dumpScoreboard() {
  70   errs() << "Scoreboard:\n";
  71
  72   unsigned last = ScoreboardDepth - 1;
  73   while ((last > 0) && (Scoreboard[getFutureIndex(last)] == 0))
  74     last--;
  75
  76   for (unsigned i = 0; i <= last; i++) {
  77     unsigned FUs = Scoreboard[getFutureIndex(i)];
  78     errs() << "\t";
  79     for (int j = 31; j >= 0; j--)
  80       errs() << ((FUs & (1 << j)) ? '1' : '0');
  81     errs() << '\n';
  82   }
  83 }
  84
  85 ExactHazardRecognizer::HazardType ExactHazardRecognizer::getHazardType(SUnit *SU) {
  86   unsigned cycle = 0;
  87
  88   // Use the itinerary for the underlying instruction to check for
  89   // free FU's in the scoreboard at the appropriate future cycles.
  90   unsigned idx = SU->getInstr()->getDesc().getSchedClass();
  91   for (const InstrStage *IS = ItinData.beginStage(idx),
  92          *E = ItinData.endStage(idx); IS != E; ++IS) {
  93     // We must find one of the stage's units free for every cycle the
  94     // stage is occupied. FIXME it would be more accurate to find the
  95     // same unit free in all the cycles.
  96     for (unsigned int i = 0; i < IS->getCycles(); ++i) {
  97       assert(((cycle + i) < ScoreboardDepth) &&
  98              "Scoreboard depth exceeded!");
  99
 100       unsigned index = getFutureIndex(cycle + i);
 101       unsigned freeUnits = IS->getUnits() & ~Scoreboard[index];
 102       if (!freeUnits) {
 103         DEBUG(errs() << "*** Hazard in cycle " << (cycle + i) << ", ");
 104         DEBUG(errs() << "SU(" << SU->NodeNum << "): ");
 105         DEBUG(SU->getInstr()->dump());
 106         return Hazard;
 107       }
 108     }
 109
 110     // Advance the cycle to the next stage.
 111     cycle += IS->getNextCycles();
 112   }
 113
 114   return NoHazard;
 115 }
 116
 117 void ExactHazardRecognizer::EmitInstruction(SUnit *SU) {
 118   unsigned cycle = 0;
 119
 120   // Use the itinerary for the underlying instruction to reserve FU's
 121   // in the scoreboard at the appropriate future cycles.
 122   unsigned idx = SU->getInstr()->getDesc().getSchedClass();
 123   for (const InstrStage *IS = ItinData.beginStage(idx),
 124          *E = ItinData.endStage(idx); IS != E; ++IS) {
 125     // We must reserve one of the stage's units for every cycle the
 126     // stage is occupied. FIXME it would be more accurate to reserve
 127     // the same unit free in all the cycles.
 128     for (unsigned int i = 0; i < IS->getCycles(); ++i) {
 129       assert(((cycle + i) < ScoreboardDepth) &&
 130              "Scoreboard depth exceeded!");
 131
 132       unsigned index = getFutureIndex(cycle + i);
 133       unsigned freeUnits = IS->getUnits() & ~Scoreboard[index];
 134
 135       // reduce to a single unit
 136       unsigned freeUnit = 0;
 137       do {
 138         freeUnit = freeUnits;
 139         freeUnits = freeUnit & (freeUnit - 1);
 140       } while (freeUnits);
 141
 142       assert(freeUnit && "No function unit available!");
 143       Scoreboard[index] |= freeUnit;
 144     }
 145
 146     // Advance the cycle to the next stage.
 147     cycle += IS->getNextCycles();
 148   }
 149
 150   DEBUG(dumpScoreboard());
 151 }
 152
 153 void ExactHazardRecognizer::AdvanceCycle() {
 154   Scoreboard[ScoreboardHead] = 0;
 155   ScoreboardHead = getFutureIndex(1);
 156 }