lib/Target/TargetSchedInfo.cpp

   1 //===-- SchedInfo.cpp - Generic code to support target schedulers ----------==//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
   6 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file implements the generic part of a Scheduler description for a
  11 // target.  This functionality is defined in the llvm/Target/SchedInfo.h file.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #include "llvm/Target/TargetSchedInfo.h"
  16 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  17
  18 namespace llvm {
  19
  20 resourceId_t MachineResource::nextId = 0;
  21
  22 // Check if fromRVec and toRVec have *any* common entries.
  23 // Assume the vectors are sorted in increasing order.
  24 // Algorithm copied from function set_intersection() for sorted ranges
  25 // (stl_algo.h).
  26 //
  27 inline static bool
  28 RUConflict(const std::vector<resourceId_t>& fromRVec,
  29            const std::vector<resourceId_t>& toRVec)
  30 {
  31
  32   unsigned fN = fromRVec.size(), tN = toRVec.size();
  33   unsigned fi = 0, ti = 0;
  34
  35   while (fi < fN && ti < tN) {
  36     if (fromRVec[fi] < toRVec[ti])
  37       ++fi;
  38     else if (toRVec[ti] < fromRVec[fi])
  39       ++ti;
  40     else
  41       return true;
  42   }
  43   return false;
  44 }
  45
  46
  47 static cycles_t
  48 ComputeMinGap(const InstrRUsage &fromRU,
  49               const InstrRUsage &toRU)
  50 {
  51   cycles_t minGap = 0;
  52
  53   if (fromRU.numBubbles > 0)
  54     minGap = fromRU.numBubbles;
  55
  56   if (minGap < fromRU.numCycles) {
  57     // only need to check from cycle `minGap' onwards
  58     for (cycles_t gap=minGap; gap <= fromRU.numCycles-1; gap++) {
  59       // check if instr. #2 can start executing `gap' cycles after #1
  60       // by checking for resource conflicts in each overlapping cycle
  61       cycles_t numOverlap =std::min(fromRU.numCycles - gap, toRU.numCycles);
  62       for (cycles_t c = 0; c <= numOverlap-1; c++)
  63         if (RUConflict(fromRU.resourcesByCycle[gap + c],
  64                        toRU.resourcesByCycle[c])) {
  65           // conflict found so minGap must be more than `gap'
  66           minGap = gap+1;
  67           break;
  68         }
  69     }
  70   }
  71
  72   return minGap;
  73 }
  74
  75
  76 //---------------------------------------------------------------------------
  77 // class TargetSchedInfo
  78 //      Interface to machine description for instruction scheduling
  79 //---------------------------------------------------------------------------
  80
  81 TargetSchedInfo::TargetSchedInfo(const TargetMachine&    tgt,
  82                                  int                     NumSchedClasses,
  83                                  const InstrClassRUsage* ClassRUsages,
  84                                  const InstrRUsageDelta* UsageDeltas,
  85                                  const InstrIssueDelta*  IssueDeltas,
  86                                  unsigned NumUsageDeltas,
  87                                  unsigned NumIssueDeltas)
  88   : target(tgt),
  89     numSchedClasses(NumSchedClasses), mii(& tgt.getInstrInfo()),
  90     classRUsages(ClassRUsages), usageDeltas(UsageDeltas),
  91     issueDeltas(IssueDeltas), numUsageDeltas(NumUsageDeltas),
  92     numIssueDeltas(NumIssueDeltas)
  93 {}
  94
  95 void
  96 TargetSchedInfo::initializeResources()
  97 {
  98   assert(MAX_NUM_SLOTS >= (int)getMaxNumIssueTotal()
  99          && "Insufficient slots for static data! Increase MAX_NUM_SLOTS");
 100
 101   // First, compute common resource usage info for each class because
 102   // most instructions will probably behave the same as their class.
 103   // Cannot allocate a vector of InstrRUsage so new each one.
 104   //
 105   std::vector<InstrRUsage> instrRUForClasses;
 106   instrRUForClasses.resize(numSchedClasses);
 107   for (InstrSchedClass sc = 0; sc < numSchedClasses; sc++) {
 108     // instrRUForClasses.push_back(new InstrRUsage);
 109     instrRUForClasses[sc].setMaxSlots(getMaxNumIssueTotal());
 110     instrRUForClasses[sc].setTo(classRUsages[sc]);
 111   }
 112
 113   computeInstrResources(instrRUForClasses);
 114   computeIssueGaps(instrRUForClasses);
 115 }
 116
 117
 118 void
 119 TargetSchedInfo::computeInstrResources(const std::vector<InstrRUsage>&
 120                                         instrRUForClasses)
 121 {
 122   int numOpCodes =  mii->getNumRealOpCodes();
 123   instrRUsages.resize(numOpCodes);
 124
 125   // First get the resource usage information from the class resource usages.
 126   for (MachineOpCode op = 0; op < numOpCodes; ++op) {
 127     InstrSchedClass sc = getSchedClass(op);
 128     assert(sc < numSchedClasses);
 129     instrRUsages[op] = instrRUForClasses[sc];
 130   }
 131
 132   // Now, modify the resource usages as specified in the deltas.
 133   for (unsigned i = 0; i < numUsageDeltas; ++i) {
 134     MachineOpCode op = usageDeltas[i].opCode;
 135     assert(op < numOpCodes);
 136     instrRUsages[op].addUsageDelta(usageDeltas[i]);
 137   }
 138
 139   // Then modify the issue restrictions as specified in the deltas.
 140   for (unsigned i = 0; i < numIssueDeltas; ++i) {
 141     MachineOpCode op = issueDeltas[i].opCode;
 142     assert(op < numOpCodes);
 143     instrRUsages[issueDeltas[i].opCode].addIssueDelta(issueDeltas[i]);
 144   }
 145 }
 146
 147
 148 void
 149 TargetSchedInfo::computeIssueGaps(const std::vector<InstrRUsage>&
 150                                    instrRUForClasses)
 151 {
 152   int numOpCodes =  mii->getNumRealOpCodes();
 153   issueGaps.resize(numOpCodes);
 154   conflictLists.resize(numOpCodes);
 155
 156   assert(numOpCodes < (1 << MAX_OPCODE_SIZE) - 1
 157          && "numOpCodes invalid for implementation of class OpCodePair!");
 158
 159   // First, compute issue gaps between pairs of classes based on common
 160   // resources usages for each class, because most instruction pairs will
 161   // usually behave the same as their class.
 162   //
 163   int classPairGaps[numSchedClasses][numSchedClasses];
 164   for (InstrSchedClass fromSC=0; fromSC < numSchedClasses; fromSC++)
 165     for (InstrSchedClass toSC=0; toSC < numSchedClasses; toSC++) {
 166       int classPairGap = ComputeMinGap(instrRUForClasses[fromSC],
 167                                        instrRUForClasses[toSC]);
 168       classPairGaps[fromSC][toSC] = classPairGap;
 169     }
 170
 171   // Now, for each pair of instructions, use the class pair gap if both
 172   // instructions have identical resource usage as their respective classes.
 173   // If not, recompute the gap for the pair from scratch.
 174
 175   longestIssueConflict = 0;
 176
 177   for (MachineOpCode fromOp=0; fromOp < numOpCodes; fromOp++)
 178     for (MachineOpCode toOp=0; toOp < numOpCodes; toOp++) {
 179       int instrPairGap =
 180         (instrRUsages[fromOp].sameAsClass && instrRUsages[toOp].sameAsClass)
 181         ? classPairGaps[getSchedClass(fromOp)][getSchedClass(toOp)]
 182         : ComputeMinGap(instrRUsages[fromOp], instrRUsages[toOp]);
 183
 184       if (instrPairGap > 0) {
 185         this->setGap(instrPairGap, fromOp, toOp);
 186         conflictLists[fromOp].push_back(toOp);
 187         longestIssueConflict=std::max(longestIssueConflict, instrPairGap);
 188       }
 189     }
 190 }
 191
 192
 193 void InstrRUsage::setTo(const InstrClassRUsage& classRU) {
 194   sameAsClass   = true;
 195   isSingleIssue = classRU.isSingleIssue;
 196   breaksGroup   = classRU.breaksGroup;
 197   numBubbles    = classRU.numBubbles;
 198
 199   for (unsigned i=0; i < classRU.numSlots; i++) {
 200     unsigned slot = classRU.feasibleSlots[i];
 201     assert(slot < feasibleSlots.size() && "Invalid slot specified!");
 202     this->feasibleSlots[slot] = true;
 203   }
 204
 205   numCycles   = classRU.totCycles;
 206   resourcesByCycle.resize(this->numCycles);
 207
 208   for (unsigned i=0; i < classRU.numRUEntries; i++)
 209     for (unsigned c=classRU.V[i].startCycle, NC = c + classRU.V[i].numCycles;
 210          c < NC; c++)
 211       this->resourcesByCycle[c].push_back(classRU.V[i].resourceId);
 212
 213   // Sort each resource usage vector by resourceId_t to speed up conflict
 214   // checking
 215   for (unsigned i=0; i < this->resourcesByCycle.size(); i++)
 216     sort(resourcesByCycle[i].begin(), resourcesByCycle[i].end());
 217 }
 218
 219 // Add the extra resource usage requirements specified in the delta.
 220 // Note that a negative value of `numCycles' means one entry for that
 221 // resource should be deleted for each cycle.
 222 //
 223 void InstrRUsage::addUsageDelta(const InstrRUsageDelta &delta) {
 224   int NC = delta.numCycles;
 225   sameAsClass = false;
 226
 227   // resize the resources vector if more cycles are specified
 228   unsigned maxCycles = this->numCycles;
 229   maxCycles = std::max(maxCycles, delta.startCycle + abs(NC) - 1);
 230   if (maxCycles > this->numCycles) {
 231     this->resourcesByCycle.resize(maxCycles);
 232     this->numCycles = maxCycles;
 233   }
 234
 235   if (NC >= 0)
 236     for (unsigned c=delta.startCycle, last=c+NC-1; c <= last; c++)
 237       this->resourcesByCycle[c].push_back(delta.resourceId);
 238   else
 239     // Remove the resource from all NC cycles.
 240     for (unsigned c=delta.startCycle, last=(c-NC)-1; c <= last; c++) {
 241       // Look for the resource backwards so we remove the last entry
 242       // for that resource in each cycle.
 243       std::vector<resourceId_t>& rvec = this->resourcesByCycle[c];
 244       int r;
 245       for (r = rvec.size() - 1; r >= 0; r--)
 246         if (rvec[r] == delta.resourceId) {
 247           // found last entry for the resource
 248           rvec.erase(rvec.begin() + r);
 249           break;
 250         }
 251       assert(r >= 0 && "Resource to remove was unused in cycle c!");
 252     }
 253 }
 254
 255 } // End llvm namespace