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 (ItinData.isEndMarker(idx))
  35         break;
  36
  37       const InstrStage *IS = ItinData.beginStage(idx);
  38       const InstrStage *E = ItinData.endStage(idx);
  39       unsigned ItinDepth = 0;
  40       for (; IS != E; ++IS)
  41         ItinDepth += IS->getCycles();
  42
  43       ScoreboardDepth = std::max(ScoreboardDepth, ItinDepth);
  44     }
  45   }
  46
  47   Scoreboard = new unsigned[ScoreboardDepth];
  48   ScoreboardHead = 0;
  49
  50   DEBUG(errs() << "Using exact hazard recognizer: ScoreboardDepth = "
  51                << ScoreboardDepth << '\n');
  52 }
  53
  54 ExactHazardRecognizer::~ExactHazardRecognizer() {
  55   delete [] Scoreboard;
  56 }
  57
  58 void ExactHazardRecognizer::Reset() {
  59   memset(Scoreboard, 0, ScoreboardDepth * sizeof(unsigned));
  60   ScoreboardHead = 0;
  61 }
  62
  63 unsigned ExactHazardRecognizer::getFutureIndex(unsigned offset) {
  64   return (ScoreboardHead + offset) % ScoreboardDepth;
  65 }
  66
  67 void ExactHazardRecognizer::dumpScoreboard() {
  68   errs() << "Scoreboard:\n";
  69
  70   unsigned last = ScoreboardDepth - 1;
  71   while ((last > 0) && (Scoreboard[getFutureIndex(last)] == 0))
  72     last--;
  73
  74   for (unsigned i = 0; i <= last; i++) {
  75     unsigned FUs = Scoreboard[getFutureIndex(i)];
  76     errs() << "\t";
  77     for (int j = 31; j >= 0; j--)
  78       errs() << ((FUs & (1 << j)) ? '1' : '0');
  79     errs() << '\n';
  80   }
  81 }
  82
  83 ExactHazardRecognizer::HazardType ExactHazardRecognizer::getHazardType(SUnit *SU) {
  84   if (ItinData.isEmpty())
  85     return NoHazard;
  86
  87   unsigned cycle = 0;
  88
  89   // Use the itinerary for the underlying instruction to check for
  90   // free FU's in the scoreboard at the appropriate future cycles.
  91   unsigned idx = SU->getInstr()->getDesc().getSchedClass();
  92   for (const InstrStage *IS = ItinData.beginStage(idx),
  93          *E = ItinData.endStage(idx); IS != E; ++IS) {
  94     // We must find one of the stage's units free for every cycle the
  95     // stage is occupied. FIXME it would be more accurate to find the
  96     // same unit free in all the cycles.
  97     for (unsigned int i = 0; i < IS->getCycles(); ++i) {
  98       assert(((cycle + i) < ScoreboardDepth) &&
  99              "Scoreboard depth exceeded!");
 100
 101       unsigned index = getFutureIndex(cycle + i);
 102       unsigned freeUnits = IS->getUnits() & ~Scoreboard[index];
 103       if (!freeUnits) {
 104         DEBUG(errs() << "*** Hazard in cycle " << (cycle + i) << ", ");
 105         DEBUG(errs() << "SU(" << SU->NodeNum << "): ");
 106         DEBUG(SU->getInstr()->dump());
 107         return Hazard;
 108       }
 109     }
 110
 111     // Advance the cycle to the next stage.
 112     cycle += IS->getNextCycles();
 113   }
 114
 115   return NoHazard;
 116 }
 117
 118 void ExactHazardRecognizer::EmitInstruction(SUnit *SU) {
 119   if (ItinData.isEmpty())
 120     return;
 121
 122   unsigned cycle = 0;
 123
 124   // Use the itinerary for the underlying instruction to reserve FU's
 125   // in the scoreboard at the appropriate future cycles.
 126   unsigned idx = SU->getInstr()->getDesc().getSchedClass();
 127   for (const InstrStage *IS = ItinData.beginStage(idx),
 128          *E = ItinData.endStage(idx); IS != E; ++IS) {
 129     // We must reserve one of the stage's units for every cycle the
 130     // stage is occupied. FIXME it would be more accurate to reserve
 131     // the same unit free in all the cycles.
 132     for (unsigned int i = 0; i < IS->getCycles(); ++i) {
 133       assert(((cycle + i) < ScoreboardDepth) &&
 134              "Scoreboard depth exceeded!");
 135
 136       unsigned index = getFutureIndex(cycle + i);
 137       unsigned freeUnits = IS->getUnits() & ~Scoreboard[index];
 138
 139       // reduce to a single unit
 140       unsigned freeUnit = 0;
 141       do {
 142         freeUnit = freeUnits;
 143         freeUnits = freeUnit & (freeUnit - 1);
 144       } while (freeUnits);
 145
 146       assert(freeUnit && "No function unit available!");
 147       Scoreboard[index] |= freeUnit;
 148     }
 149
 150     // Advance the cycle to the next stage.
 151     cycle += IS->getNextCycles();
 152   }
 153
 154   DEBUG(dumpScoreboard());
 155 }
 156
 157 void ExactHazardRecognizer::AdvanceCycle() {
 158   Scoreboard[ScoreboardHead] = 0;
 159   ScoreboardHead = getFutureIndex(1);
 160 }