lib/Target/TargetMachine.cpp

   1 //===-- TargetMachine.cpp - General Target Information ---------------------==//
   2 //
   3 // This file describes the general parts of a Target machine.
   4 //
   5 //===----------------------------------------------------------------------===//
   6
   7 #include "llvm/Target/SchedInfo.h"
   8 #include "llvm/Target/Machine.h"
   9 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  10
  11 // External object describing the machine instructions
  12 // Initialized only when the TargetMachine class is created
  13 // and reset when that class is destroyed.
  14 //
  15 const MachineInstrDescriptor* TargetInstrDescriptors = NULL;
  16
  17 resourceId_t MachineResource::nextId = 0;
  18
  19 static cycles_t ComputeMinGap           (const InstrRUsage& fromRU,
  20                                          const InstrRUsage& toRU);
  21
  22 static bool     RUConflict              (const vector<resourceId_t>& fromRVec,
  23                                          const vector<resourceId_t>& fromRVec);
  24
  25 //---------------------------------------------------------------------------
  26 // class TargetMachine
  27 //
  28 // Purpose:
  29 //   Machine description.
  30 //
  31 //---------------------------------------------------------------------------
  32
  33
  34 // function TargetMachine::findOptimalStorageSize
  35 //
  36 // Purpose:
  37 //   This default implementation assumes that all sub-word data items use
  38 //   space equal to optSizeForSubWordData, and all other primitive data
  39 //   items use space according to the type.
  40 //
  41 unsigned int TargetMachine::findOptimalStorageSize(const Type* ty) const {
  42   switch(ty->getPrimitiveID()) {
  43   case Type::BoolTyID:
  44   case Type::UByteTyID:
  45   case Type::SByteTyID:
  46   case Type::UShortTyID:
  47   case Type::ShortTyID:
  48     return optSizeForSubWordData;
  49
  50   default:
  51     return DataLayout.getTypeSize(ty);
  52   }
  53 }
  54
  55
  56 //---------------------------------------------------------------------------
  57 // class MachineInstructionInfo
  58 //      Interface to description of machine instructions
  59 //---------------------------------------------------------------------------
  60
  61
  62 /*ctor*/
  63 MachineInstrInfo::MachineInstrInfo(const MachineInstrDescriptor* _desc,
  64                                    unsigned int _descSize,
  65                                    unsigned int _numRealOpCodes)
  66   : desc(_desc), descSize(_descSize), numRealOpCodes(_numRealOpCodes)
  67 {
  68   assert(TargetInstrDescriptors == NULL && desc != NULL);
  69   TargetInstrDescriptors = desc;        // initialize global variable
  70 }
  71
  72
  73 /*dtor*/
  74 MachineInstrInfo::~MachineInstrInfo()
  75 {
  76   TargetInstrDescriptors = NULL;        // reset global variable
  77 }
  78
  79
  80 bool
  81 MachineInstrInfo::constantFitsInImmedField(MachineOpCode opCode,
  82                                            int64_t intValue) const
  83 {
  84   // First, check if opCode has an immed field.
  85   bool isSignExtended;
  86   uint64_t maxImmedValue = this->maxImmedConstant(opCode, isSignExtended);
  87   if (maxImmedValue != 0)
  88     {
  89       // Now check if the constant fits
  90       if (intValue <= (int64_t) maxImmedValue &&
  91           intValue >= -((int64_t) maxImmedValue+1))
  92         return true;
  93     }
  94
  95   return false;
  96 }
  97
  98
  99 //---------------------------------------------------------------------------
 100 // class MachineSchedInfo
 101 //      Interface to machine description for instruction scheduling
 102 //---------------------------------------------------------------------------
 103
 104 /*ctor*/
 105 MachineSchedInfo::MachineSchedInfo(int                     _numSchedClasses,
 106                                    const MachineInstrInfo* _mii,
 107                                    const InstrClassRUsage* _classRUsages,
 108                                    const InstrRUsageDelta* _usageDeltas,
 109                                    const InstrIssueDelta*  _issueDeltas,
 110                                    unsigned int            _numUsageDeltas,
 111                                    unsigned int            _numIssueDeltas)
 112   : numSchedClasses(_numSchedClasses),
 113     mii(_mii),
 114     classRUsages(_classRUsages),
 115     usageDeltas(_usageDeltas),
 116     issueDeltas(_issueDeltas),
 117     numUsageDeltas(_numUsageDeltas),
 118     numIssueDeltas(_numIssueDeltas)
 119 {
 120 }
 121
 122 void
 123 MachineSchedInfo::initializeResources()
 124 {
 125   assert(MAX_NUM_SLOTS >= (int) getMaxNumIssueTotal()
 126          && "Insufficient slots for static data! Increase MAX_NUM_SLOTS");
 127
 128   // First, compute common resource usage info for each class because
 129   // most instructions will probably behave the same as their class.
 130   // Cannot allocate a vector of InstrRUsage so new each one.
 131   //
 132   vector<InstrRUsage> instrRUForClasses;
 133   instrRUForClasses.resize(numSchedClasses);
 134   for (InstrSchedClass sc=0; sc < numSchedClasses; sc++)
 135     {
 136       // instrRUForClasses.push_back(new InstrRUsage);
 137       instrRUForClasses[sc].setMaxSlots(getMaxNumIssueTotal());
 138       instrRUForClasses[sc] = classRUsages[sc];
 139     }
 140
 141   computeInstrResources(instrRUForClasses);
 142
 143   computeIssueGaps(instrRUForClasses);
 144 }
 145
 146
 147 void
 148 MachineSchedInfo::computeInstrResources(const vector<InstrRUsage>& instrRUForClasses)
 149 {
 150   int numOpCodes =  mii->getNumRealOpCodes();
 151   instrRUsages.resize(numOpCodes);
 152
 153   // First get the resource usage information from the class resource usages.
 154   for (MachineOpCode op=0; op < numOpCodes; op++)
 155     {
 156       InstrSchedClass sc = getSchedClass(op);
 157       assert(sc >= 0 && sc < numSchedClasses);
 158       instrRUsages[op] = instrRUForClasses[sc];
 159     }
 160
 161   // Now, modify the resource usages as specified in the deltas.
 162   for (unsigned i=0; i < numUsageDeltas; i++)
 163     {
 164       MachineOpCode op = usageDeltas[i].opCode;
 165       assert(op < numOpCodes);
 166       instrRUsages[op].addUsageDelta(usageDeltas[i]);
 167     }
 168
 169   // Then modify the issue restrictions as specified in the deltas.
 170   for (unsigned i=0; i < numIssueDeltas; i++)
 171     {
 172       MachineOpCode op = issueDeltas[i].opCode;
 173       assert(op < numOpCodes);
 174       instrRUsages[issueDeltas[i].opCode].addIssueDelta(issueDeltas[i]);
 175     }
 176 }
 177
 178
 179 void
 180 MachineSchedInfo::computeIssueGaps(const vector<InstrRUsage>& instrRUForClasses)
 181 {
 182   int numOpCodes =  mii->getNumRealOpCodes();
 183   instrRUsages.resize(numOpCodes);
 184
 185   assert(numOpCodes < (1 << MAX_OPCODE_SIZE) - 1
 186          && "numOpCodes invalid for implementation of class OpCodePair!");
 187
 188   // First, compute issue gaps between pairs of classes based on common
 189   // resources usages for each class, because most instruction pairs will
 190   // usually behave the same as their class.
 191   //
 192   int classPairGaps[numSchedClasses][numSchedClasses];
 193   for (InstrSchedClass fromSC=0; fromSC < numSchedClasses; fromSC++)
 194     for (InstrSchedClass toSC=0; toSC < numSchedClasses; toSC++)
 195       {
 196         int classPairGap = ComputeMinGap(instrRUForClasses[fromSC],
 197                                       instrRUForClasses[toSC]);
 198         classPairGaps[fromSC][toSC] = classPairGap;
 199       }
 200
 201   // Now, for each pair of instructions, use the class pair gap if both
 202   // instructions have identical resource usage as their respective classes.
 203   // If not, recompute the gap for the pair from scratch.
 204
 205   longestIssueConflict = 0;
 206
 207   for (MachineOpCode fromOp=0; fromOp < numOpCodes; fromOp++)
 208     for (MachineOpCode toOp=0; toOp < numOpCodes; toOp++)
 209     {
 210       int instrPairGap =
 211         (instrRUsages[fromOp].sameAsClass && instrRUsages[toOp].sameAsClass)
 212         ? classPairGaps[getSchedClass(fromOp)][getSchedClass(toOp)]
 213         : ComputeMinGap(instrRUsages[fromOp], instrRUsages[toOp]);
 214
 215       if (instrPairGap > 0)
 216         {
 217           issueGaps[OpCodePair(fromOp,toOp)] = instrPairGap;
 218           conflictLists[fromOp].push_back(toOp);
 219           longestIssueConflict = max(longestIssueConflict, instrPairGap);
 220         }
 221     }
 222 }
 223
 224
 225 // Check if fromRVec and toRVec have *any* common entries.
 226 // Assume the vectors are sorted in increasing order.
 227 // Algorithm copied from function set_intersection() for sorted ranges (stl_algo.h).
 228 inline static bool
 229 RUConflict(const vector<resourceId_t>& fromRVec,
 230            const vector<resourceId_t>& toRVec)
 231 {
 232   bool commonElementFound = false;
 233
 234   unsigned fN = fromRVec.size(), tN = toRVec.size();
 235   unsigned fi = 0, ti = 0;
 236   while (fi < fN && ti < tN)
 237     if (fromRVec[fi] < toRVec[ti])
 238       ++fi;
 239     else if (toRVec[ti] < fromRVec[fi])
 240       ++ti;
 241     else
 242       {
 243         commonElementFound = true;
 244         break;
 245       }
 246
 247   return commonElementFound;
 248 }
 249
 250
 251 static cycles_t
 252 ComputeMinGap(const InstrRUsage& fromRU, const InstrRUsage& toRU)
 253 {
 254   cycles_t minGap = 0;
 255
 256   if (fromRU.numBubbles > 0)
 257     minGap = fromRU.numBubbles;
 258
 259   if (minGap < fromRU.numCycles)
 260     {
 261       // only need to check from cycle `minGap' onwards
 262       for (cycles_t gap=minGap; gap <= fromRU.numCycles-1; gap++)
 263         {
 264           // check if instr. #2 can start executing `gap' cycles after #1
 265           // by checking for resource conflicts in each overlapping cycle
 266           cycles_t numOverlap = min(fromRU.numCycles - gap, toRU.numCycles);
 267           for (cycles_t c = 0; c <= numOverlap-1; c++)
 268             if (RUConflict(fromRU.resourcesByCycle[gap + c],
 269                            toRU.resourcesByCycle[c]))
 270               {// conflict found so minGap must be more than `gap'
 271                 minGap = gap+1;
 272                 break;
 273               }
 274         }
 275     }
 276
 277   return minGap;
 278 }
 279
 280 //---------------------------------------------------------------------------