include/llvm/CodeGen/TargetSchedule.h

   1 //===-- llvm/CodeGen/TargetSchedule.h - Sched Machine Model -----*- C++ -*-===//
   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 file defines a wrapper around MCSchedModel that allows the interface to
  11 // benefit from information currently only available in TargetInstrInfo.
  12 // Ideally, the scheduling interface would be fully defined in the MC layer.
  13 //
  14 //===----------------------------------------------------------------------===//
  15
  16 #ifndef LLVM_CODEGEN_TARGETSCHEDULE_H
  17 #define LLVM_CODEGEN_TARGETSCHEDULE_H
  18
  19 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
  20 #include "llvm/MC/MCInstrItineraries.h"
  21 #include "llvm/MC/MCSchedule.h"
  22 #include "llvm/Target/TargetSubtargetInfo.h"
  23
  24 namespace llvm {
  25
  26 class TargetRegisterInfo;
  27 class TargetSubtargetInfo;
  28 class TargetInstrInfo;
  29 class MachineInstr;
  30
  31 /// Provide an instruction scheduling machine model to CodeGen passes.
  32 class TargetSchedModel {
  33   // For efficiency, hold a copy of the statically defined MCSchedModel for this
  34   // processor.
  35   MCSchedModel SchedModel;
  36   InstrItineraryData InstrItins;
  37   const TargetSubtargetInfo *STI;
  38   const TargetInstrInfo *TII;
  39
  40   SmallVector<unsigned, 16> ResourceFactors;
  41   unsigned MicroOpFactor; // Multiply to normalize microops to resource units.
  42   unsigned ResourceLCM;   // Resource units per cycle. Latency normalization factor.
  43 public:
  44   TargetSchedModel(): STI(0), TII(0) {}
  45
  46   /// \brief Initialize the machine model for instruction scheduling.
  47   ///
  48   /// The machine model API keeps a copy of the top-level MCSchedModel table
  49   /// indices and may query TargetSubtargetInfo and TargetInstrInfo to resolve
  50   /// dynamic properties.
  51   void init(const MCSchedModel &sm, const TargetSubtargetInfo *sti,
  52             const TargetInstrInfo *tii);
  53
  54   /// Return the MCSchedClassDesc for this instruction.
  55   const MCSchedClassDesc *resolveSchedClass(const MachineInstr *MI) const;
  56
  57   /// \brief TargetInstrInfo getter.
  58   const TargetInstrInfo *getInstrInfo() const { return TII; }
  59
  60   /// \brief Return true if this machine model includes an instruction-level
  61   /// scheduling model.
  62   ///
  63   /// This is more detailed than the course grain IssueWidth and default
  64   /// latency properties, but separate from the per-cycle itinerary data.
  65   bool hasInstrSchedModel() const;
  66
  67   const MCSchedModel *getMCSchedModel() const { return &SchedModel; }
  68
  69   /// \brief Return true if this machine model includes cycle-to-cycle itinerary
  70   /// data.
  71   ///
  72   /// This models scheduling at each stage in the processor pipeline.
  73   bool hasInstrItineraries() const;
  74
  75   const InstrItineraryData *getInstrItineraries() const {
  76     if (hasInstrItineraries())
  77       return &InstrItins;
  78     return 0;
  79   }
  80
  81   /// \brief Identify the processor corresponding to the current subtarget.
  82   unsigned getProcessorID() const { return SchedModel.getProcessorID(); }
  83
  84   /// \brief Maximum number of micro-ops that may be scheduled per cycle.
  85   unsigned getIssueWidth() const { return SchedModel.IssueWidth; }
  86
  87   /// \brief Number of cycles the OOO processor is expected to hide.
  88   unsigned getILPWindow() const { return SchedModel.ILPWindow; }
  89
  90   /// \brief Return the number of issue slots required for this MI.
  91   unsigned getNumMicroOps(const MachineInstr *MI,
  92                           const MCSchedClassDesc *SC = 0) const;
  93
  94   /// \brief Get the number of kinds of resources for this target.
  95   unsigned getNumProcResourceKinds() const {
  96     return SchedModel.getNumProcResourceKinds();
  97   }
  98
  99   /// \brief Get a processor resource by ID for convenience.
 100   const MCProcResourceDesc *getProcResource(unsigned PIdx) const {
 101     return SchedModel.getProcResource(PIdx);
 102   }
 103
 104   typedef const MCWriteProcResEntry *ProcResIter;
 105
 106   // \brief Get an iterator into the processor resources consumed by this
 107   // scheduling class.
 108   ProcResIter getWriteProcResBegin(const MCSchedClassDesc *SC) const {
 109     // The subtarget holds a single resource table for all processors.
 110     return STI->getWriteProcResBegin(SC);
 111   }
 112   ProcResIter getWriteProcResEnd(const MCSchedClassDesc *SC) const {
 113     return STI->getWriteProcResEnd(SC);
 114   }
 115
 116   /// \brief Multiply the number of units consumed for a resource by this factor
 117   /// to normalize it relative to other resources.
 118   unsigned getResourceFactor(unsigned ResIdx) const {
 119     return ResourceFactors[ResIdx];
 120   }
 121
 122   /// \brief Multiply number of micro-ops by this factor to normalize it
 123   /// relative to other resources.
 124   unsigned getMicroOpFactor() const {
 125     return MicroOpFactor;
 126   }
 127
 128   /// \brief Multiply cycle count by this factor to normalize it relative to
 129   /// other resources. This is the number of resource units per cycle.
 130   unsigned getLatencyFactor() const {
 131     return ResourceLCM;
 132   }
 133
 134   /// \brief Compute operand latency based on the available machine model.
 135   ///
 136   /// Computes and return the latency of the given data dependent def and use
 137   /// when the operand indices are already known. UseMI may be NULL for an
 138   /// unknown user.
 139   ///
 140   /// FindMin may be set to get the minimum vs. expected latency. Minimum
 141   /// latency is used for scheduling groups, while expected latency is for
 142   /// instruction cost and critical path.
 143   unsigned computeOperandLatency(const MachineInstr *DefMI, unsigned DefOperIdx,
 144                                  const MachineInstr *UseMI, unsigned UseOperIdx,
 145                                  bool FindMin) const;
 146
 147   /// \brief Compute the instruction latency based on the available machine
 148   /// model.
 149   ///
 150   /// Compute and return the expected latency of this instruction independent of
 151   /// a particular use. computeOperandLatency is the prefered API, but this is
 152   /// occasionally useful to help estimate instruction cost.
 153   unsigned computeInstrLatency(const MachineInstr *MI) const;
 154
 155   /// \brief Output dependency latency of a pair of defs of the same register.
 156   ///
 157   /// This is typically one cycle.
 158   unsigned computeOutputLatency(const MachineInstr *DefMI, unsigned DefIdx,
 159                                 const MachineInstr *DepMI) const;
 160
 161 private:
 162   /// getDefLatency is a helper for computeOperandLatency. Return the
 163   /// instruction's latency if operand lookup is not required.
 164   /// Otherwise return -1.
 165   int getDefLatency(const MachineInstr *DefMI, bool FindMin) const;
 166 };
 167
 168 } // namespace llvm
 169
 170 #endif