lib/CodeGen/SelectionDAG/ScheduleDAGSDNodes.cpp

   1 //===--- ScheduleDAGSDNodes.cpp - Implement the ScheduleDAGSDNodes class --===//
   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 the ScheduleDAG class, which is a base class used by
  11 // scheduling implementation classes.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #define DEBUG_TYPE "pre-RA-sched"
  16 #include "SDNodeDbgValue.h"
  17 #include "ScheduleDAGSDNodes.h"
  18 #include "InstrEmitter.h"
  19 #include "llvm/CodeGen/SelectionDAG.h"
  20 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  21 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  22 #include "llvm/MC/MCInstrItineraries.h"
  23 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  24 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  25 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
  26 #include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
  27 #include "llvm/Target/TargetSubtargetInfo.h"
  28 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  29 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
  30 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
  31 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
  32 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  33 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  34 #include "llvm/Support/Debug.h"
  35 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  36 using namespace llvm;
  37
  38 STATISTIC(LoadsClustered, "Number of loads clustered together");
  39
  40 // This allows latency based scheduler to notice high latency instructions
  41 // without a target itinerary. The choise if number here has more to do with
  42 // balancing scheduler heursitics than with the actual machine latency.
  43 static cl::opt<int> HighLatencyCycles(
  44   "sched-high-latency-cycles", cl::Hidden, cl::init(10),
  45   cl::desc("Roughly estimate the number of cycles that 'long latency'"
  46            "instructions take for targets with no itinerary"));
  47
  48 ScheduleDAGSDNodes::ScheduleDAGSDNodes(MachineFunction &mf)
  49   : ScheduleDAG(mf), BB(0), DAG(0),
  50     InstrItins(mf.getTarget().getInstrItineraryData()) {}
  51
  52 /// Run - perform scheduling.
  53 ///
  54 void ScheduleDAGSDNodes::Run(SelectionDAG *dag, MachineBasicBlock *bb) {
  55   BB = bb;
  56   DAG = dag;
  57
  58   // Clear the scheduler's SUnit DAG.
  59   ScheduleDAG::clearDAG();
  60   Sequence.clear();
  61
  62   // Invoke the target's selection of scheduler.
  63   Schedule();
  64 }
  65
  66 /// NewSUnit - Creates a new SUnit and return a ptr to it.
  67 ///
  68 SUnit *ScheduleDAGSDNodes::newSUnit(SDNode *N) {
  69 #ifndef NDEBUG
  70   const SUnit *Addr = 0;
  71   if (!SUnits.empty())
  72     Addr = &SUnits[0];
  73 #endif
  74   SUnits.push_back(SUnit(N, (unsigned)SUnits.size()));
  75   assert((Addr == 0 || Addr == &SUnits[0]) &&
  76          "SUnits std::vector reallocated on the fly!");
  77   SUnits.back().OrigNode = &SUnits.back();
  78   SUnit *SU = &SUnits.back();
  79   const TargetLowering &TLI = DAG->getTargetLoweringInfo();
  80   if (!N ||
  81       (N->isMachineOpcode() &&
  82        N->getMachineOpcode() == TargetOpcode::IMPLICIT_DEF))
  83     SU->SchedulingPref = Sched::None;
  84   else
  85     SU->SchedulingPref = TLI.getSchedulingPreference(N);
  86   return SU;
  87 }
  88
  89 SUnit *ScheduleDAGSDNodes::Clone(SUnit *Old) {
  90   SUnit *SU = newSUnit(Old->getNode());
  91   SU->OrigNode = Old->OrigNode;
  92   SU->Latency = Old->Latency;
  93   SU->isVRegCycle = Old->isVRegCycle;
  94   SU->isCall = Old->isCall;
  95   SU->isCallOp = Old->isCallOp;
  96   SU->isTwoAddress = Old->isTwoAddress;
  97   SU->isCommutable = Old->isCommutable;
  98   SU->hasPhysRegDefs = Old->hasPhysRegDefs;
  99   SU->hasPhysRegClobbers = Old->hasPhysRegClobbers;
 100   SU->isScheduleHigh = Old->isScheduleHigh;
 101   SU->isScheduleLow = Old->isScheduleLow;
 102   SU->SchedulingPref = Old->SchedulingPref;
 103   Old->isCloned = true;
 104   return SU;
 105 }
 106
 107 /// CheckForPhysRegDependency - Check if the dependency between def and use of
 108 /// a specified operand is a physical register dependency. If so, returns the
 109 /// register and the cost of copying the register.
 110 static void CheckForPhysRegDependency(SDNode *Def, SDNode *User, unsigned Op,
 111                                       const TargetRegisterInfo *TRI,
 112                                       const TargetInstrInfo *TII,
 113                                       unsigned &PhysReg, int &Cost) {
 114   if (Op != 2 || User->getOpcode() != ISD::CopyToReg)
 115     return;
 116
 117   unsigned Reg = cast<RegisterSDNode>(User->getOperand(1))->getReg();
 118   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg))
 119     return;
 120
 121   unsigned ResNo = User->getOperand(2).getResNo();
 122   if (Def->isMachineOpcode()) {
 123     const MCInstrDesc &II = TII->get(Def->getMachineOpcode());
 124     if (ResNo >= II.getNumDefs() &&
 125         II.ImplicitDefs[ResNo - II.getNumDefs()] == Reg) {
 126       PhysReg = Reg;
 127       const TargetRegisterClass *RC =
 128         TRI->getMinimalPhysRegClass(Reg, Def->getValueType(ResNo));
 129       Cost = RC->getCopyCost();
 130     }
 131   }
 132 }
 133
 134 // Helper for AddGlue to clone node operands.
 135 static void CloneNodeWithValues(SDNode *N, SelectionDAG *DAG,
 136                                 SmallVectorImpl<EVT> &VTs,
 137                                 SDValue ExtraOper = SDValue()) {
 138   SmallVector<SDValue, 4> Ops;
 139   for (unsigned I = 0, E = N->getNumOperands(); I != E; ++I)
 140     Ops.push_back(N->getOperand(I));
 141
 142   if (ExtraOper.getNode())
 143     Ops.push_back(ExtraOper);
 144
 145   SDVTList VTList = DAG->getVTList(&VTs[0], VTs.size());
 146   MachineSDNode::mmo_iterator Begin = 0, End = 0;
 147   MachineSDNode *MN = dyn_cast<MachineSDNode>(N);
 148
 149   // Store memory references.
 150   if (MN) {
 151     Begin = MN->memoperands_begin();
 152     End = MN->memoperands_end();
 153   }
 154
 155   DAG->MorphNodeTo(N, N->getOpcode(), VTList, &Ops[0], Ops.size());
 156
 157   // Reset the memory references
 158   if (MN)
 159     MN->setMemRefs(Begin, End);
 160 }
 161
 162 static bool AddGlue(SDNode *N, SDValue Glue, bool AddGlue, SelectionDAG *DAG) {
 163   SmallVector<EVT, 4> VTs;
 164   SDNode *GlueDestNode = Glue.getNode();
 165
 166   // Don't add glue from a node to itself.
 167   if (GlueDestNode == N) return false;
 168
 169   // Don't add a glue operand to something that already uses glue.
 170   if (GlueDestNode &&
 171       N->getOperand(N->getNumOperands()-1).getValueType() == MVT::Glue) {
 172     return false;
 173   }
 174   // Don't add glue to something that already has a glue value.
 175   if (N->getValueType(N->getNumValues() - 1) == MVT::Glue) return false;
 176
 177   for (unsigned I = 0, E = N->getNumValues(); I != E; ++I)
 178     VTs.push_back(N->getValueType(I));
 179
 180   if (AddGlue)
 181     VTs.push_back(MVT::Glue);
 182
 183   CloneNodeWithValues(N, DAG, VTs, Glue);
 184
 185   return true;
 186 }
 187
 188 // Cleanup after unsuccessful AddGlue. Use the standard method of morphing the
 189 // node even though simply shrinking the value list is sufficient.
 190 static void RemoveUnusedGlue(SDNode *N, SelectionDAG *DAG) {
 191   assert((N->getValueType(N->getNumValues() - 1) == MVT::Glue &&
 192           !N->hasAnyUseOfValue(N->getNumValues() - 1)) &&
 193          "expected an unused glue value");
 194
 195   SmallVector<EVT, 4> VTs;
 196   for (unsigned I = 0, E = N->getNumValues()-1; I != E; ++I)
 197     VTs.push_back(N->getValueType(I));
 198
 199   CloneNodeWithValues(N, DAG, VTs);
 200 }
 201
 202 /// ClusterNeighboringLoads - Force nearby loads together by "gluing" them.
 203 /// This function finds loads of the same base and different offsets. If the
 204 /// offsets are not far apart (target specific), it add MVT::Glue inputs and
 205 /// outputs to ensure they are scheduled together and in order. This
 206 /// optimization may benefit some targets by improving cache locality.
 207 void ScheduleDAGSDNodes::ClusterNeighboringLoads(SDNode *Node) {
 208   SDNode *Chain = 0;
 209   unsigned NumOps = Node->getNumOperands();
 210   if (Node->getOperand(NumOps-1).getValueType() == MVT::Other)
 211     Chain = Node->getOperand(NumOps-1).getNode();
 212   if (!Chain)
 213     return;
 214
 215   // Look for other loads of the same chain. Find loads that are loading from
 216   // the same base pointer and different offsets.
 217   SmallPtrSet<SDNode*, 16> Visited;
 218   SmallVector<int64_t, 4> Offsets;
 219   DenseMap<long long, SDNode*> O2SMap;  // Map from offset to SDNode.
 220   bool Cluster = false;
 221   SDNode *Base = Node;
 222   for (SDNode::use_iterator I = Chain->use_begin(), E = Chain->use_end();
 223        I != E; ++I) {
 224     SDNode *User = *I;
 225     if (User == Node || !Visited.insert(User))
 226       continue;
 227     int64_t Offset1, Offset2;
 228     if (!TII->areLoadsFromSameBasePtr(Base, User, Offset1, Offset2) ||
 229         Offset1 == Offset2)
 230       // FIXME: Should be ok if they addresses are identical. But earlier
 231       // optimizations really should have eliminated one of the loads.
 232       continue;
 233     if (O2SMap.insert(std::make_pair(Offset1, Base)).second)
 234       Offsets.push_back(Offset1);
 235     O2SMap.insert(std::make_pair(Offset2, User));
 236     Offsets.push_back(Offset2);
 237     if (Offset2 < Offset1)
 238       Base = User;
 239     Cluster = true;
 240   }
 241
 242   if (!Cluster)
 243     return;
 244
 245   // Sort them in increasing order.
 246   std::sort(Offsets.begin(), Offsets.end());
 247
 248   // Check if the loads are close enough.
 249   SmallVector<SDNode*, 4> Loads;
 250   unsigned NumLoads = 0;
 251   int64_t BaseOff = Offsets[0];
 252   SDNode *BaseLoad = O2SMap[BaseOff];
 253   Loads.push_back(BaseLoad);
 254   for (unsigned i = 1, e = Offsets.size(); i != e; ++i) {
 255     int64_t Offset = Offsets[i];
 256     SDNode *Load = O2SMap[Offset];
 257     if (!TII->shouldScheduleLoadsNear(BaseLoad, Load, BaseOff, Offset,NumLoads))
 258       break; // Stop right here. Ignore loads that are further away.
 259     Loads.push_back(Load);
 260     ++NumLoads;
 261   }
 262
 263   if (NumLoads == 0)
 264     return;
 265
 266   // Cluster loads by adding MVT::Glue outputs and inputs. This also
 267   // ensure they are scheduled in order of increasing addresses.
 268   SDNode *Lead = Loads[0];
 269   SDValue InGlue = SDValue(0, 0);
 270   if (AddGlue(Lead, InGlue, true, DAG))
 271     InGlue = SDValue(Lead, Lead->getNumValues() - 1);
 272   for (unsigned I = 1, E = Loads.size(); I != E; ++I) {
 273     bool OutGlue = I < E - 1;
 274     SDNode *Load = Loads[I];
 275
 276     // If AddGlue fails, we could leave an unsused glue value. This should not
 277     // cause any
 278     if (AddGlue(Load, InGlue, OutGlue, DAG)) {
 279       if (OutGlue)
 280         InGlue = SDValue(Load, Load->getNumValues() - 1);
 281
 282       ++LoadsClustered;
 283     }
 284     else if (!OutGlue && InGlue.getNode())
 285       RemoveUnusedGlue(InGlue.getNode(), DAG);
 286   }
 287 }
 288
 289 /// ClusterNodes - Cluster certain nodes which should be scheduled together.
 290 ///
 291 void ScheduleDAGSDNodes::ClusterNodes() {
 292   for (SelectionDAG::allnodes_iterator NI = DAG->allnodes_begin(),
 293        E = DAG->allnodes_end(); NI != E; ++NI) {
 294     SDNode *Node = &*NI;
 295     if (!Node || !Node->isMachineOpcode())
 296       continue;
 297
 298     unsigned Opc = Node->getMachineOpcode();
 299     const MCInstrDesc &MCID = TII->get(Opc);
 300     if (MCID.mayLoad())
 301       // Cluster loads from "near" addresses into combined SUnits.
 302       ClusterNeighboringLoads(Node);
 303   }
 304 }
 305
 306 void ScheduleDAGSDNodes::BuildSchedUnits() {
 307   // During scheduling, the NodeId field of SDNode is used to map SDNodes
 308   // to their associated SUnits by holding SUnits table indices. A value
 309   // of -1 means the SDNode does not yet have an associated SUnit.
 310   unsigned NumNodes = 0;
 311   for (SelectionDAG::allnodes_iterator NI = DAG->allnodes_begin(),
 312        E = DAG->allnodes_end(); NI != E; ++NI) {
 313     NI->setNodeId(-1);
 314     ++NumNodes;
 315   }
 316
 317   // Reserve entries in the vector for each of the SUnits we are creating.  This
 318   // ensure that reallocation of the vector won't happen, so SUnit*'s won't get
 319   // invalidated.
 320   // FIXME: Multiply by 2 because we may clone nodes during scheduling.
 321   // This is a temporary workaround.
 322   SUnits.reserve(NumNodes * 2);
 323
 324   // Add all nodes in depth first order.
 325   SmallVector<SDNode*, 64> Worklist;
 326   SmallPtrSet<SDNode*, 64> Visited;
 327   Worklist.push_back(DAG->getRoot().getNode());
 328   Visited.insert(DAG->getRoot().getNode());
 329
 330   SmallVector<SUnit*, 8> CallSUnits;
 331   while (!Worklist.empty()) {
 332     SDNode *NI = Worklist.pop_back_val();
 333
 334     // Add all operands to the worklist unless they've already been added.
 335     for (unsigned i = 0, e = NI->getNumOperands(); i != e; ++i)
 336       if (Visited.insert(NI->getOperand(i).getNode()))
 337         Worklist.push_back(NI->getOperand(i).getNode());
 338
 339     if (isPassiveNode(NI))  // Leaf node, e.g. a TargetImmediate.
 340       continue;
 341
 342     // If this node has already been processed, stop now.
 343     if (NI->getNodeId() != -1) continue;
 344
 345     SUnit *NodeSUnit = newSUnit(NI);
 346
 347     // See if anything is glued to this node, if so, add them to glued
 348     // nodes.  Nodes can have at most one glue input and one glue output.  Glue
 349     // is required to be the last operand and result of a node.
 350
 351     // Scan up to find glued preds.
 352     SDNode *N = NI;
 353     while (N->getNumOperands() &&
 354            N->getOperand(N->getNumOperands()-1).getValueType() == MVT::Glue) {
 355       N = N->getOperand(N->getNumOperands()-1).getNode();
 356       assert(N->getNodeId() == -1 && "Node already inserted!");
 357       N->setNodeId(NodeSUnit->NodeNum);
 358       if (N->isMachineOpcode() && TII->get(N->getMachineOpcode()).isCall())
 359         NodeSUnit->isCall = true;
 360     }
 361
 362     // Scan down to find any glued succs.
 363     N = NI;
 364     while (N->getValueType(N->getNumValues()-1) == MVT::Glue) {
 365       SDValue GlueVal(N, N->getNumValues()-1);
 366
 367       // There are either zero or one users of the Glue result.
 368       bool HasGlueUse = false;
 369       for (SDNode::use_iterator UI = N->use_begin(), E = N->use_end();
 370            UI != E; ++UI)
 371         if (GlueVal.isOperandOf(*UI)) {
 372           HasGlueUse = true;
 373           assert(N->getNodeId() == -1 && "Node already inserted!");
 374           N->setNodeId(NodeSUnit->NodeNum);
 375           N = *UI;
 376           if (N->isMachineOpcode() && TII->get(N->getMachineOpcode()).isCall())
 377             NodeSUnit->isCall = true;
 378           break;
 379         }
 380       if (!HasGlueUse) break;
 381     }
 382
 383     if (NodeSUnit->isCall)
 384       CallSUnits.push_back(NodeSUnit);
 385
 386     // Schedule zero-latency TokenFactor below any nodes that may increase the
 387     // schedule height. Otherwise, ancestors of the TokenFactor may appear to
 388     // have false stalls.
 389     if (NI->getOpcode() == ISD::TokenFactor)
 390       NodeSUnit->isScheduleLow = true;
 391
 392     // If there are glue operands involved, N is now the bottom-most node
 393     // of the sequence of nodes that are glued together.
 394     // Update the SUnit.
 395     NodeSUnit->setNode(N);
 396     assert(N->getNodeId() == -1 && "Node already inserted!");
 397     N->setNodeId(NodeSUnit->NodeNum);
 398
 399     // Compute NumRegDefsLeft. This must be done before AddSchedEdges.
 400     InitNumRegDefsLeft(NodeSUnit);
 401
 402     // Assign the Latency field of NodeSUnit using target-provided information.
 403     computeLatency(NodeSUnit);
 404   }
 405
 406   // Find all call operands.
 407   while (!CallSUnits.empty()) {
 408     SUnit *SU = CallSUnits.pop_back_val();
 409     for (const SDNode *SUNode = SU->getNode(); SUNode;
 410          SUNode = SUNode->getGluedNode()) {
 411       if (SUNode->getOpcode() != ISD::CopyToReg)
 412         continue;
 413       SDNode *SrcN = SUNode->getOperand(2).getNode();
 414       if (isPassiveNode(SrcN)) continue;   // Not scheduled.
 415       SUnit *SrcSU = &SUnits[SrcN->getNodeId()];
 416       SrcSU->isCallOp = true;
 417     }
 418   }
 419 }
 420
 421 void ScheduleDAGSDNodes::AddSchedEdges() {
 422   const TargetSubtargetInfo &ST = TM.getSubtarget<TargetSubtargetInfo>();
 423
 424   // Check to see if the scheduler cares about latencies.
 425   bool UnitLatencies = forceUnitLatencies();
 426
 427   // Pass 2: add the preds, succs, etc.
 428   for (unsigned su = 0, e = SUnits.size(); su != e; ++su) {
 429     SUnit *SU = &SUnits[su];
 430     SDNode *MainNode = SU->getNode();
 431
 432     if (MainNode->isMachineOpcode()) {
 433       unsigned Opc = MainNode->getMachineOpcode();
 434       const MCInstrDesc &MCID = TII->get(Opc);
 435       for (unsigned i = 0; i != MCID.getNumOperands(); ++i) {
 436         if (MCID.getOperandConstraint(i, MCOI::TIED_TO) != -1) {
 437           SU->isTwoAddress = true;
 438           break;
 439         }
 440       }
 441       if (MCID.isCommutable())
 442         SU->isCommutable = true;
 443     }
 444
 445     // Find all predecessors and successors of the group.
 446     for (SDNode *N = SU->getNode(); N; N = N->getGluedNode()) {
 447       if (N->isMachineOpcode() &&
 448           TII->get(N->getMachineOpcode()).getImplicitDefs()) {
 449         SU->hasPhysRegClobbers = true;
 450         unsigned NumUsed = InstrEmitter::CountResults(N);
 451         while (NumUsed != 0 && !N->hasAnyUseOfValue(NumUsed - 1))
 452           --NumUsed;    // Skip over unused values at the end.
 453         if (NumUsed > TII->get(N->getMachineOpcode()).getNumDefs())
 454           SU->hasPhysRegDefs = true;
 455       }
 456
 457       for (unsigned i = 0, e = N->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 458         SDNode *OpN = N->getOperand(i).getNode();
 459         if (isPassiveNode(OpN)) continue;   // Not scheduled.
 460         SUnit *OpSU = &SUnits[OpN->getNodeId()];
 461         assert(OpSU && "Node has no SUnit!");
 462         if (OpSU == SU) continue;           // In the same group.
 463
 464         EVT OpVT = N->getOperand(i).getValueType();
 465         assert(OpVT != MVT::Glue && "Glued nodes should be in same sunit!");
 466         bool isChain = OpVT == MVT::Other;
 467
 468         unsigned PhysReg = 0;
 469         int Cost = 1;
 470         // Determine if this is a physical register dependency.
 471         CheckForPhysRegDependency(OpN, N, i, TRI, TII, PhysReg, Cost);
 472         assert((PhysReg == 0 || !isChain) &&
 473                "Chain dependence via physreg data?");
 474         // FIXME: See ScheduleDAGSDNodes::EmitCopyFromReg. For now, scheduler
 475         // emits a copy from the physical register to a virtual register unless
 476         // it requires a cross class copy (cost < 0). That means we are only
 477         // treating "expensive to copy" register dependency as physical register
 478         // dependency. This may change in the future though.
 479         if (Cost >= 0 && !StressSched)
 480           PhysReg = 0;
 481
 482         // If this is a ctrl dep, latency is 1.
 483         unsigned OpLatency = isChain ? 1 : OpSU->Latency;
 484         // Special-case TokenFactor chains as zero-latency.
 485         if(isChain && OpN->getOpcode() == ISD::TokenFactor)
 486           OpLatency = 0;
 487
 488         const SDep &dep = SDep(OpSU, isChain ? SDep::Order : SDep::Data,
 489                                OpLatency, PhysReg);
 490         if (!isChain && !UnitLatencies) {
 491           computeOperandLatency(OpN, N, i, const_cast<SDep &>(dep));
 492           ST.adjustSchedDependency(OpSU, SU, const_cast<SDep &>(dep));
 493         }
 494
 495         if (!SU->addPred(dep) && !dep.isCtrl() && OpSU->NumRegDefsLeft > 1) {
 496           // Multiple register uses are combined in the same SUnit. For example,
 497           // we could have a set of glued nodes with all their defs consumed by
 498           // another set of glued nodes. Register pressure tracking sees this as
 499           // a single use, so to keep pressure balanced we reduce the defs.
 500           //
 501           // We can't tell (without more book-keeping) if this results from
 502           // glued nodes or duplicate operands. As long as we don't reduce
 503           // NumRegDefsLeft to zero, we handle the common cases well.
 504           --OpSU->NumRegDefsLeft;
 505         }
 506       }
 507     }
 508   }
 509 }
 510
 511 /// BuildSchedGraph - Build the SUnit graph from the selection dag that we
 512 /// are input.  This SUnit graph is similar to the SelectionDAG, but
 513 /// excludes nodes that aren't interesting to scheduling, and represents
 514 /// glued together nodes with a single SUnit.
 515 void ScheduleDAGSDNodes::BuildSchedGraph(AliasAnalysis *AA) {
 516   // Cluster certain nodes which should be scheduled together.
 517   ClusterNodes();
 518   // Populate the SUnits array.
 519   BuildSchedUnits();
 520   // Compute all the scheduling dependencies between nodes.
 521   AddSchedEdges();
 522 }
 523
 524 // Initialize NumNodeDefs for the current Node's opcode.
 525 void ScheduleDAGSDNodes::RegDefIter::InitNodeNumDefs() {
 526   // Check for phys reg copy.
 527   if (!Node)
 528     return;
 529
 530   if (!Node->isMachineOpcode()) {
 531     if (Node->getOpcode() == ISD::CopyFromReg)
 532       NodeNumDefs = 1;
 533     else
 534       NodeNumDefs = 0;
 535     return;
 536   }
 537   unsigned POpc = Node->getMachineOpcode();
 538   if (POpc == TargetOpcode::IMPLICIT_DEF) {
 539     // No register need be allocated for this.
 540     NodeNumDefs = 0;
 541     return;
 542   }
 543   unsigned NRegDefs = SchedDAG->TII->get(Node->getMachineOpcode()).getNumDefs();
 544   // Some instructions define regs that are not represented in the selection DAG
 545   // (e.g. unused flags). See tMOVi8. Make sure we don't access past NumValues.
 546   NodeNumDefs = std::min(Node->getNumValues(), NRegDefs);
 547   DefIdx = 0;
 548 }
 549
 550 // Construct a RegDefIter for this SUnit and find the first valid value.
 551 ScheduleDAGSDNodes::RegDefIter::RegDefIter(const SUnit *SU,
 552                                            const ScheduleDAGSDNodes *SD)
 553   : SchedDAG(SD), Node(SU->getNode()), DefIdx(0), NodeNumDefs(0) {
 554   InitNodeNumDefs();
 555   Advance();
 556 }
 557
 558 // Advance to the next valid value defined by the SUnit.
 559 void ScheduleDAGSDNodes::RegDefIter::Advance() {
 560   for (;Node;) { // Visit all glued nodes.
 561     for (;DefIdx < NodeNumDefs; ++DefIdx) {
 562       if (!Node->hasAnyUseOfValue(DefIdx))
 563         continue;
 564       ValueType = Node->getValueType(DefIdx);
 565       ++DefIdx;
 566       return; // Found a normal regdef.
 567     }
 568     Node = Node->getGluedNode();
 569     if (Node == NULL) {
 570       return; // No values left to visit.
 571     }
 572     InitNodeNumDefs();
 573   }
 574 }
 575
 576 void ScheduleDAGSDNodes::InitNumRegDefsLeft(SUnit *SU) {
 577   assert(SU->NumRegDefsLeft == 0 && "expect a new node");
 578   for (RegDefIter I(SU, this); I.IsValid(); I.Advance()) {
 579     assert(SU->NumRegDefsLeft < USHRT_MAX && "overflow is ok but unexpected");
 580     ++SU->NumRegDefsLeft;
 581   }
 582 }
 583
 584 void ScheduleDAGSDNodes::computeLatency(SUnit *SU) {
 585   SDNode *N = SU->getNode();
 586
 587   // TokenFactor operands are considered zero latency, and some schedulers
 588   // (e.g. Top-Down list) may rely on the fact that operand latency is nonzero
 589   // whenever node latency is nonzero.
 590   if (N && N->getOpcode() == ISD::TokenFactor) {
 591     SU->Latency = 0;
 592     return;
 593   }
 594
 595   // Check to see if the scheduler cares about latencies.
 596   if (forceUnitLatencies()) {
 597     SU->Latency = 1;
 598     return;
 599   }
 600
 601   if (!InstrItins || InstrItins->isEmpty()) {
 602     if (N && N->isMachineOpcode() &&
 603         TII->isHighLatencyDef(N->getMachineOpcode()))
 604       SU->Latency = HighLatencyCycles;
 605     else
 606       SU->Latency = 1;
 607     return;
 608   }
 609
 610   // Compute the latency for the node.  We use the sum of the latencies for
 611   // all nodes glued together into this SUnit.
 612   SU->Latency = 0;
 613   for (SDNode *N = SU->getNode(); N; N = N->getGluedNode())
 614     if (N->isMachineOpcode())
 615       SU->Latency += TII->getInstrLatency(InstrItins, N);
 616 }
 617
 618 void ScheduleDAGSDNodes::computeOperandLatency(SDNode *Def, SDNode *Use,
 619                                                unsigned OpIdx, SDep& dep) const{
 620   // Check to see if the scheduler cares about latencies.
 621   if (forceUnitLatencies())
 622     return;
 623
 624   if (dep.getKind() != SDep::Data)
 625     return;
 626
 627   unsigned DefIdx = Use->getOperand(OpIdx).getResNo();
 628   if (Use->isMachineOpcode())
 629     // Adjust the use operand index by num of defs.
 630     OpIdx += TII->get(Use->getMachineOpcode()).getNumDefs();
 631   int Latency = TII->getOperandLatency(InstrItins, Def, DefIdx, Use, OpIdx);
 632   if (Latency > 1 && Use->getOpcode() == ISD::CopyToReg &&
 633       !BB->succ_empty()) {
 634     unsigned Reg = cast<RegisterSDNode>(Use->getOperand(1))->getReg();
 635     if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg))
 636       // This copy is a liveout value. It is likely coalesced, so reduce the
 637       // latency so not to penalize the def.
 638       // FIXME: need target specific adjustment here?
 639       Latency = (Latency > 1) ? Latency - 1 : 1;
 640   }
 641   if (Latency >= 0)
 642     dep.setLatency(Latency);
 643 }
 644
 645 void ScheduleDAGSDNodes::dumpNode(const SUnit *SU) const {
 646   if (!SU->getNode()) {
 647     dbgs() << "PHYS REG COPY\n";
 648     return;
 649   }
 650
 651   SU->getNode()->dump(DAG);
 652   dbgs() << "\n";
 653   SmallVector<SDNode *, 4> GluedNodes;
 654   for (SDNode *N = SU->getNode()->getGluedNode(); N; N = N->getGluedNode())
 655     GluedNodes.push_back(N);
 656   while (!GluedNodes.empty()) {
 657     dbgs() << "    ";
 658     GluedNodes.back()->dump(DAG);
 659     dbgs() << "\n";
 660     GluedNodes.pop_back();
 661   }
 662 }
 663
 664 void ScheduleDAGSDNodes::dumpSchedule() const {
 665   for (unsigned i = 0, e = Sequence.size(); i != e; i++) {
 666     if (SUnit *SU = Sequence[i])
 667       SU->dump(this);
 668     else
 669       dbgs() << "**** NOOP ****\n";
 670   }
 671 }
 672
 673 #ifndef NDEBUG
 674 /// VerifyScheduledSequence - Verify that all SUnits were scheduled and that
 675 /// their state is consistent with the nodes listed in Sequence.
 676 ///
 677 void ScheduleDAGSDNodes::VerifyScheduledSequence(bool isBottomUp) {
 678   unsigned ScheduledNodes = ScheduleDAG::VerifyScheduledDAG(isBottomUp);
 679   unsigned Noops = 0;
 680   for (unsigned i = 0, e = Sequence.size(); i != e; ++i)
 681     if (!Sequence[i])
 682       ++Noops;
 683   assert(Sequence.size() - Noops == ScheduledNodes &&
 684          "The number of nodes scheduled doesn't match the expected number!");
 685 }
 686 #endif // NDEBUG
 687
 688 namespace {
 689   struct OrderSorter {
 690     bool operator()(const std::pair<unsigned, MachineInstr*> &A,
 691                     const std::pair<unsigned, MachineInstr*> &B) {
 692       return A.first < B.first;
 693     }
 694   };
 695 }
 696
 697 /// ProcessSDDbgValues - Process SDDbgValues associated with this node.
 698 static void ProcessSDDbgValues(SDNode *N, SelectionDAG *DAG,
 699                                InstrEmitter &Emitter,
 700                     SmallVector<std::pair<unsigned, MachineInstr*>, 32> &Orders,
 701                             DenseMap<SDValue, unsigned> &VRBaseMap,
 702                             unsigned Order) {
 703   if (!N->getHasDebugValue())
 704     return;
 705
 706   // Opportunistically insert immediate dbg_value uses, i.e. those with source
 707   // order number right after the N.
 708   MachineBasicBlock *BB = Emitter.getBlock();
 709   MachineBasicBlock::iterator InsertPos = Emitter.getInsertPos();
 710   ArrayRef<SDDbgValue*> DVs = DAG->GetDbgValues(N);
 711   for (unsigned i = 0, e = DVs.size(); i != e; ++i) {
 712     if (DVs[i]->isInvalidated())
 713       continue;
 714     unsigned DVOrder = DVs[i]->getOrder();
 715     if (!Order || DVOrder == ++Order) {
 716       MachineInstr *DbgMI = Emitter.EmitDbgValue(DVs[i], VRBaseMap);
 717       if (DbgMI) {
 718         Orders.push_back(std::make_pair(DVOrder, DbgMI));
 719         BB->insert(InsertPos, DbgMI);
 720       }
 721       DVs[i]->setIsInvalidated();
 722     }
 723   }
 724 }
 725
 726 // ProcessSourceNode - Process nodes with source order numbers. These are added
 727 // to a vector which EmitSchedule uses to determine how to insert dbg_value
 728 // instructions in the right order.
 729 static void ProcessSourceNode(SDNode *N, SelectionDAG *DAG,
 730                            InstrEmitter &Emitter,
 731                            DenseMap<SDValue, unsigned> &VRBaseMap,
 732                     SmallVector<std::pair<unsigned, MachineInstr*>, 32> &Orders,
 733                            SmallSet<unsigned, 8> &Seen) {
 734   unsigned Order = DAG->GetOrdering(N);
 735   if (!Order || !Seen.insert(Order)) {
 736     // Process any valid SDDbgValues even if node does not have any order
 737     // assigned.
 738     ProcessSDDbgValues(N, DAG, Emitter, Orders, VRBaseMap, 0);
 739     return;
 740   }
 741
 742   MachineBasicBlock *BB = Emitter.getBlock();
 743   if (Emitter.getInsertPos() == BB->begin() || BB->back().isPHI()) {
 744     // Did not insert any instruction.
 745     Orders.push_back(std::make_pair(Order, (MachineInstr*)0));
 746     return;
 747   }
 748
 749   Orders.push_back(std::make_pair(Order, prior(Emitter.getInsertPos())));
 750   ProcessSDDbgValues(N, DAG, Emitter, Orders, VRBaseMap, Order);
 751 }
 752
 753 void ScheduleDAGSDNodes::
 754 EmitPhysRegCopy(SUnit *SU, DenseMap<SUnit*, unsigned> &VRBaseMap,
 755                 MachineBasicBlock::iterator InsertPos) {
 756   for (SUnit::const_pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
 757        I != E; ++I) {
 758     if (I->isCtrl()) continue;  // ignore chain preds
 759     if (I->getSUnit()->CopyDstRC) {
 760       // Copy to physical register.
 761       DenseMap<SUnit*, unsigned>::iterator VRI = VRBaseMap.find(I->getSUnit());
 762       assert(VRI != VRBaseMap.end() && "Node emitted out of order - late");
 763       // Find the destination physical register.
 764       unsigned Reg = 0;
 765       for (SUnit::const_succ_iterator II = SU->Succs.begin(),
 766              EE = SU->Succs.end(); II != EE; ++II) {
 767         if (II->isCtrl()) continue;  // ignore chain preds
 768         if (II->getReg()) {
 769           Reg = II->getReg();
 770           break;
 771         }
 772       }
 773       BuildMI(*BB, InsertPos, DebugLoc(), TII->get(TargetOpcode::COPY), Reg)
 774         .addReg(VRI->second);
 775     } else {
 776       // Copy from physical register.
 777       assert(I->getReg() && "Unknown physical register!");
 778       unsigned VRBase = MRI.createVirtualRegister(SU->CopyDstRC);
 779       bool isNew = VRBaseMap.insert(std::make_pair(SU, VRBase)).second;
 780       (void)isNew; // Silence compiler warning.
 781       assert(isNew && "Node emitted out of order - early");
 782       BuildMI(*BB, InsertPos, DebugLoc(), TII->get(TargetOpcode::COPY), VRBase)
 783         .addReg(I->getReg());
 784     }
 785     break;
 786   }
 787 }
 788
 789 /// EmitSchedule - Emit the machine code in scheduled order. Return the new
 790 /// InsertPos and MachineBasicBlock that contains this insertion
 791 /// point. ScheduleDAGSDNodes holds a BB pointer for convenience, but this does
 792 /// not necessarily refer to returned BB. The emitter may split blocks.
 793 MachineBasicBlock *ScheduleDAGSDNodes::
 794 EmitSchedule(MachineBasicBlock::iterator &InsertPos) {
 795   InstrEmitter Emitter(BB, InsertPos);
 796   DenseMap<SDValue, unsigned> VRBaseMap;
 797   DenseMap<SUnit*, unsigned> CopyVRBaseMap;
 798   SmallVector<std::pair<unsigned, MachineInstr*>, 32> Orders;
 799   SmallSet<unsigned, 8> Seen;
 800   bool HasDbg = DAG->hasDebugValues();
 801
 802   // If this is the first BB, emit byval parameter dbg_value's.
 803   if (HasDbg && BB->getParent()->begin() == MachineFunction::iterator(BB)) {
 804     SDDbgInfo::DbgIterator PDI = DAG->ByvalParmDbgBegin();
 805     SDDbgInfo::DbgIterator PDE = DAG->ByvalParmDbgEnd();
 806     for (; PDI != PDE; ++PDI) {
 807       MachineInstr *DbgMI= Emitter.EmitDbgValue(*PDI, VRBaseMap);
 808       if (DbgMI)
 809         BB->insert(InsertPos, DbgMI);
 810     }
 811   }
 812
 813   for (unsigned i = 0, e = Sequence.size(); i != e; i++) {
 814     SUnit *SU = Sequence[i];
 815     if (!SU) {
 816       // Null SUnit* is a noop.
 817       TII->insertNoop(*Emitter.getBlock(), InsertPos);
 818       continue;
 819     }
 820
 821     // For pre-regalloc scheduling, create instructions corresponding to the
 822     // SDNode and any glued SDNodes and append them to the block.
 823     if (!SU->getNode()) {
 824       // Emit a copy.
 825       EmitPhysRegCopy(SU, CopyVRBaseMap, InsertPos);
 826       continue;
 827     }
 828
 829     SmallVector<SDNode *, 4> GluedNodes;
 830     for (SDNode *N = SU->getNode()->getGluedNode(); N;
 831          N = N->getGluedNode())
 832       GluedNodes.push_back(N);
 833     while (!GluedNodes.empty()) {
 834       SDNode *N = GluedNodes.back();
 835       Emitter.EmitNode(GluedNodes.back(), SU->OrigNode != SU, SU->isCloned,
 836                        VRBaseMap);
 837       // Remember the source order of the inserted instruction.
 838       if (HasDbg)
 839         ProcessSourceNode(N, DAG, Emitter, VRBaseMap, Orders, Seen);
 840       GluedNodes.pop_back();
 841     }
 842     Emitter.EmitNode(SU->getNode(), SU->OrigNode != SU, SU->isCloned,
 843                      VRBaseMap);
 844     // Remember the source order of the inserted instruction.
 845     if (HasDbg)
 846       ProcessSourceNode(SU->getNode(), DAG, Emitter, VRBaseMap, Orders,
 847                         Seen);
 848   }
 849
 850   // Insert all the dbg_values which have not already been inserted in source
 851   // order sequence.
 852   if (HasDbg) {
 853     MachineBasicBlock::iterator BBBegin = BB->getFirstNonPHI();
 854
 855     // Sort the source order instructions and use the order to insert debug
 856     // values.
 857     std::sort(Orders.begin(), Orders.end(), OrderSorter());
 858
 859     SDDbgInfo::DbgIterator DI = DAG->DbgBegin();
 860     SDDbgInfo::DbgIterator DE = DAG->DbgEnd();
 861     // Now emit the rest according to source order.
 862     unsigned LastOrder = 0;
 863     for (unsigned i = 0, e = Orders.size(); i != e && DI != DE; ++i) {
 864       unsigned Order = Orders[i].first;
 865       MachineInstr *MI = Orders[i].second;
 866       // Insert all SDDbgValue's whose order(s) are before "Order".
 867       if (!MI)
 868         continue;
 869       for (; DI != DE &&
 870              (*DI)->getOrder() >= LastOrder && (*DI)->getOrder() < Order; ++DI) {
 871         if ((*DI)->isInvalidated())
 872           continue;
 873         MachineInstr *DbgMI = Emitter.EmitDbgValue(*DI, VRBaseMap);
 874         if (DbgMI) {
 875           if (!LastOrder)
 876             // Insert to start of the BB (after PHIs).
 877             BB->insert(BBBegin, DbgMI);
 878           else {
 879             // Insert at the instruction, which may be in a different
 880             // block, if the block was split by a custom inserter.
 881             MachineBasicBlock::iterator Pos = MI;
 882             MI->getParent()->insert(llvm::next(Pos), DbgMI);
 883           }
 884         }
 885       }
 886       LastOrder = Order;
 887     }
 888     // Add trailing DbgValue's before the terminator. FIXME: May want to add
 889     // some of them before one or more conditional branches?
 890     SmallVector<MachineInstr*, 8> DbgMIs;
 891     while (DI != DE) {
 892       if (!(*DI)->isInvalidated())
 893         if (MachineInstr *DbgMI = Emitter.EmitDbgValue(*DI, VRBaseMap))
 894           DbgMIs.push_back(DbgMI);
 895       ++DI;
 896     }
 897
 898     MachineBasicBlock *InsertBB = Emitter.getBlock();
 899     MachineBasicBlock::iterator Pos = InsertBB->getFirstTerminator();
 900     InsertBB->insert(Pos, DbgMIs.begin(), DbgMIs.end());
 901   }
 902
 903   InsertPos = Emitter.getInsertPos();
 904   return Emitter.getBlock();
 905 }
 906
 907 /// Return the basic block label.
 908 std::string ScheduleDAGSDNodes::getDAGName() const {
 909   return "sunit-dag." + BB->getFullName();
 910 }