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 hazard recognizer using the instructions itineraries
  11 // defined for the current target.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #define DEBUG_TYPE "post-RA-sched"
  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::
  26 ExactHazardRecognizer(const InstrItineraryData &LItinData) :
  27   ScheduleHazardRecognizer(), ItinData(LItinData)
  28 {
  29   // Determine the maximum depth of any itinerary. This determines the
  30   // depth of the scoreboard. We always make the scoreboard at least 1
  31   // cycle deep to avoid dealing with the boundary condition.
  32   ScoreboardDepth = 1;
  33   if (!ItinData.isEmpty()) {
  34     for (unsigned idx = 0; ; ++idx) {
  35       if (ItinData.isEndMarker(idx))
  36         break;
  37
  38       const InstrStage *IS = ItinData.beginStage(idx);
  39       const InstrStage *E = ItinData.endStage(idx);
  40       unsigned ItinDepth = 0;
  41       for (; IS != E; ++IS)
  42         ItinDepth += IS->getCycles();
  43
  44       ScoreboardDepth = std::max(ScoreboardDepth, ItinDepth);
  45     }
  46   }
  47
  48   Scoreboard = new unsigned[ScoreboardDepth];
  49   ScoreboardHead = 0;
  50
  51   DEBUG(dbgs() << "Using exact hazard recognizer: ScoreboardDepth = "
  52                << ScoreboardDepth << '\n');
  53 }
  54
  55 ExactHazardRecognizer::~ExactHazardRecognizer() {
  56   delete [] Scoreboard;
  57 }
  58
  59 void ExactHazardRecognizer::Reset() {
  60   memset(Scoreboard, 0, ScoreboardDepth * sizeof(unsigned));
  61   ScoreboardHead = 0;
  62 }
  63
  64 unsigned ExactHazardRecognizer::getFutureIndex(unsigned offset) {
  65   return (ScoreboardHead + offset) % ScoreboardDepth;
  66 }
  67
  68 void ExactHazardRecognizer::dumpScoreboard() {
  69   dbgs() << "Scoreboard:\n";
  70
  71   unsigned last = ScoreboardDepth - 1;
  72   while ((last > 0) && (Scoreboard[getFutureIndex(last)] == 0))
  73     last--;
  74
  75   for (unsigned i = 0; i <= last; i++) {
  76     unsigned FUs = Scoreboard[getFutureIndex(i)];
  77     dbgs() << "\t";
  78     for (int j = 31; j >= 0; j--)
  79       dbgs() << ((FUs & (1 << j)) ? '1' : '0');
  80     dbgs() << '\n';
  81   }
  82 }
  83
  84 ExactHazardRecognizer::HazardType ExactHazardRecognizer::getHazardType(SUnit *SU) {
  85   if (ItinData.isEmpty())
  86     return NoHazard;
  87
  88   unsigned cycle = 0;
  89
  90   // Use the itinerary for the underlying instruction to check for
  91   // free FU's in the scoreboard at the appropriate future cycles.
  92   unsigned idx = SU->getInstr()->getDesc().getSchedClass();
  93   for (const InstrStage *IS = ItinData.beginStage(idx),
  94          *E = ItinData.endStage(idx); IS != E; ++IS) {
  95     // We must find one of the stage's units free for every cycle the
  96     // stage is occupied. FIXME it would be more accurate to find the
  97     // same unit free in all the cycles.
  98     for (unsigned int i = 0; i < IS->getCycles(); ++i) {
  99       assert(((cycle + i) < ScoreboardDepth) &&
 100              "Scoreboard depth exceeded!");
 101
 102       unsigned index = getFutureIndex(cycle + i);
 103       unsigned freeUnits = IS->getUnits() & ~Scoreboard[index];
 104       if (!freeUnits) {
 105         DEBUG(dbgs() << "*** Hazard in cycle " << (cycle + i) << ", ");
 106         DEBUG(dbgs() << "SU(" << SU->NodeNum << "): ");
 107         DEBUG(SU->getInstr()->dump());
 108         return Hazard;
 109       }
 110     }
 111
 112     // Advance the cycle to the next stage.
 113     cycle += IS->getNextCycles();
 114   }
 115
 116   return NoHazard;
 117 }
 118
 119 void ExactHazardRecognizer::EmitInstruction(SUnit *SU) {
 120   if (ItinData.isEmpty())
 121     return;
 122
 123   unsigned cycle = 0;
 124
 125   // Use the itinerary for the underlying instruction to reserve FU's
 126   // in the scoreboard at the appropriate future cycles.
 127   unsigned idx = SU->getInstr()->getDesc().getSchedClass();
 128   for (const InstrStage *IS = ItinData.beginStage(idx),
 129          *E = ItinData.endStage(idx); IS != E; ++IS) {
 130     // We must reserve one of the stage's units for every cycle the
 131     // stage is occupied. FIXME it would be more accurate to reserve
 132     // the same unit free in all the cycles.
 133     for (unsigned int i = 0; i < IS->getCycles(); ++i) {
 134       assert(((cycle + i) < ScoreboardDepth) &&
 135              "Scoreboard depth exceeded!");
 136
 137       unsigned index = getFutureIndex(cycle + i);
 138       unsigned freeUnits = IS->getUnits() & ~Scoreboard[index];
 139
 140       // reduce to a single unit
 141       unsigned freeUnit = 0;
 142       do {
 143         freeUnit = freeUnits;
 144         freeUnits = freeUnit & (freeUnit - 1);
 145       } while (freeUnits);
 146
 147       assert(freeUnit && "No function unit available!");
 148       Scoreboard[index] |= freeUnit;
 149     }
 150
 151     // Advance the cycle to the next stage.
 152     cycle += IS->getNextCycles();
 153   }
 154
 155   DEBUG(dumpScoreboard());
 156 }
 157
 158 void ExactHazardRecognizer::AdvanceCycle() {
 159   Scoreboard[ScoreboardHead] = 0;
 160   ScoreboardHead = getFutureIndex(1);
 161 }