Adds cyclic critical path computation and heuristics, temporarily disabled.
authorAndrew Trick <atrick@apple.com>
Fri, 23 Aug 2013 17:48:43 +0000 (17:48 +0000)
committerAndrew Trick <atrick@apple.com>
Fri, 23 Aug 2013 17:48:43 +0000 (17:48 +0000)
Estimate the cyclic critical path within a single block loop. If the
acyclic critical path is longer, then the loop will exhaust OOO
resources after some number of iterations. If lag between the acyclic
critical path and cyclic critical path is longer the the time it takes
to issue those loop iterations, then aggressively schedule for
latency.

git-svn-id: https://llvm.org/svn/llvm-project/llvm/trunk@189120 91177308-0d34-0410-b5e6-96231b3b80d8

include/llvm/CodeGen/ScheduleDAGInstrs.h
lib/CodeGen/MachineScheduler.cpp
lib/CodeGen/ScheduleDAGInstrs.cpp

index 4a447e2f4afb92b5d4166b344621c5a4c86630d6..1b813141a8ad24c215853f96d3c77f18b004f000 100644 (file)
@@ -197,6 +197,9 @@ namespace llvm {
     /// input.
     void buildSchedGraph(AliasAnalysis *AA, RegPressureTracker *RPTracker = 0);
 
+    /// Compute the cyclic critical path through the DAG.
+    unsigned computeCyclicCriticalPath();
+
     /// addSchedBarrierDeps - Add dependencies from instructions in the current
     /// list of instructions being scheduled to scheduling barrier. We want to
     /// make sure instructions which define registers that are either used by
index da6920575dbcd25b728dcb14a5346b5882393391..36eeb67d6424cf21e5feeb36145101984f90bb59 100644 (file)
@@ -53,6 +53,9 @@ static cl::opt<unsigned> MISchedCutoff("misched-cutoff", cl::Hidden,
 static bool ViewMISchedDAGs = false;
 #endif // NDEBUG
 
+static cl::opt<bool> EnableCyclicPath("misched-cyclicpath", cl::Hidden,
+  cl::desc("Enable cyclic critical path analysis."), cl::init(false));
+
 static cl::opt<bool> EnableLoadCluster("misched-cluster", cl::Hidden,
   cl::desc("Enable load clustering."), cl::init(true));
 
@@ -1207,16 +1210,21 @@ public:
   struct SchedRemainder {
     // Critical path through the DAG in expected latency.
     unsigned CriticalPath;
+    unsigned CyclicCritPath;
 
     // Scaled count of micro-ops left to schedule.
     unsigned RemIssueCount;
 
+    bool IsAcyclicLatencyLimited;
+
     // Unscheduled resources
     SmallVector<unsigned, 16> RemainingCounts;
 
     void reset() {
       CriticalPath = 0;
+      CyclicCritPath = 0;
       RemIssueCount = 0;
+      IsAcyclicLatencyLimited = false;
       RemainingCounts.clear();
     }
 
@@ -1434,6 +1442,8 @@ public:
   virtual void registerRoots();
 
 protected:
+  void checkAcyclicLatency();
+
   void tryCandidate(SchedCandidate &Cand,
                     SchedCandidate &TryCand,
                     SchedBoundary &Zone,
@@ -1547,8 +1557,32 @@ void ConvergingScheduler::releaseBottomNode(SUnit *SU) {
   Bot.releaseNode(SU, SU->BotReadyCycle);
 }
 
+void ConvergingScheduler::checkAcyclicLatency() {
+  if (Rem.CyclicCritPath == 0 || Rem.CyclicCritPath >= Rem.CriticalPath)
+    return;
+
+  unsigned BufferLimit =
+    SchedModel->getMicroOpBufferSize() * SchedModel->getMicroOpFactor();
+  unsigned LatencyLag = Rem.CriticalPath - Rem.CyclicCritPath;
+  Rem.IsAcyclicLatencyLimited =
+    (LatencyLag * SchedModel->getLatencyFactor()) > BufferLimit;
+
+  DEBUG(dbgs() << "BufferLimit " << BufferLimit << "u / "
+        << Rem.RemIssueCount << "u = "
+        << (BufferLimit + Rem.RemIssueCount) / Rem.RemIssueCount << " iters. "
+        << "Latency = " << LatencyLag << "c = "
+        << LatencyLag * SchedModel->getLatencyFactor() << "u\n";
+        if (Rem.IsAcyclicLatencyLimited)
+          dbgs() << "  ACYCLIC LATENCY LIMIT\n");
+}
+
 void ConvergingScheduler::registerRoots() {
   Rem.CriticalPath = DAG->ExitSU.getDepth();
+
+  if (EnableCyclicPath) {
+    Rem.CyclicCritPath = DAG->computeCyclicCriticalPath();
+    checkAcyclicLatency();
+  }
   // Some roots may not feed into ExitSU. Check all of them in case.
   for (std::vector<SUnit*>::const_iterator
          I = Bot.Available.begin(), E = Bot.Available.end(); I != E; ++I) {
@@ -2096,6 +2130,32 @@ static int biasPhysRegCopy(const SUnit *SU, bool isTop) {
   return 0;
 }
 
+static bool tryLatency(ConvergingScheduler::SchedCandidate &TryCand,
+                       ConvergingScheduler::SchedCandidate &Cand,
+                       ConvergingScheduler::SchedBoundary &Zone) {
+  if (Zone.isTop()) {
+    if (Cand.SU->getDepth() > Zone.getScheduledLatency()) {
+      if (tryLess(TryCand.SU->getDepth(), Cand.SU->getDepth(),
+                  TryCand, Cand, ConvergingScheduler::TopDepthReduce))
+        return true;
+    }
+    if (tryGreater(TryCand.SU->getHeight(), Cand.SU->getHeight(),
+                   TryCand, Cand, ConvergingScheduler::TopPathReduce))
+      return true;
+  }
+  else {
+    if (Cand.SU->getHeight() > Zone.getScheduledLatency()) {
+      if (tryLess(TryCand.SU->getHeight(), Cand.SU->getHeight(),
+                  TryCand, Cand, ConvergingScheduler::BotHeightReduce))
+        return true;
+    }
+    if (tryGreater(TryCand.SU->getDepth(), Cand.SU->getDepth(),
+                   TryCand, Cand, ConvergingScheduler::BotPathReduce))
+      return true;
+  }
+  return false;
+}
+
 /// Apply a set of heursitics to a new candidate. Heuristics are currently
 /// hierarchical. This may be more efficient than a graduated cost model because
 /// we don't need to evaluate all aspects of the model for each node in the
@@ -2135,6 +2195,10 @@ void ConvergingScheduler::tryCandidate(SchedCandidate &Cand,
                   RegExcess))
     return;
 
+  // For loops that are acyclic path limited, aggressively schedule for latency.
+  if (Rem.IsAcyclicLatencyLimited && tryLatency(TryCand, Cand, Zone))
+    return;
+
   // Avoid increasing the max critical pressure in the scheduled region.
   if (tryPressure(TryCand.RPDelta.CriticalMax, Cand.RPDelta.CriticalMax,
                   TryCand, Cand, RegCritical))
@@ -2174,27 +2238,10 @@ void ConvergingScheduler::tryCandidate(SchedCandidate &Cand,
     return;
 
   // Avoid serializing long latency dependence chains.
-  if (Cand.Policy.ReduceLatency) {
-    if (Zone.isTop()) {
-      if (Cand.SU->getDepth() > Zone.getScheduledLatency()) {
-        if (tryLess(TryCand.SU->getDepth(), Cand.SU->getDepth(),
-                    TryCand, Cand, TopDepthReduce))
-          return;
-      }
-      if (tryGreater(TryCand.SU->getHeight(), Cand.SU->getHeight(),
-                     TryCand, Cand, TopPathReduce))
-        return;
-    }
-    else {
-      if (Cand.SU->getHeight() > Zone.getScheduledLatency()) {
-        if (tryLess(TryCand.SU->getHeight(), Cand.SU->getHeight(),
-                    TryCand, Cand, BotHeightReduce))
-          return;
-      }
-      if (tryGreater(TryCand.SU->getDepth(), Cand.SU->getDepth(),
-                     TryCand, Cand, BotPathReduce))
-        return;
-    }
+  // For acyclic path limited loops, latency was already checked above.
+  if (Cand.Policy.ReduceLatency && !Rem.IsAcyclicLatencyLimited
+      && tryLatency(TryCand, Cand, Zone)) {
+    return;
   }
 
   // Prefer immediate defs/users of the last scheduled instruction. This is a
index 24714089da4cf33cfb9ac9f84aa7cfd394042b75..0b5eb0ebe89e04bb34da8bf5c3dc82ae18aceeeb 100644 (file)
@@ -36,6 +36,8 @@
 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
 #include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
 #include "llvm/Target/TargetSubtargetInfo.h"
+#include <queue>
+
 using namespace llvm;
 
 static cl::opt<bool> EnableAASchedMI("enable-aa-sched-mi", cl::Hidden,
@@ -979,6 +981,65 @@ void ScheduleDAGInstrs::buildSchedGraph(AliasAnalysis *AA,
   PendingLoads.clear();
 }
 
+/// Compute the max cyclic critical path through the DAG. For loops that span
+/// basic blocks, MachineTraceMetrics should be used for this instead.
+unsigned ScheduleDAGInstrs::computeCyclicCriticalPath() {
+  // This only applies to single block loop.
+  if (!BB->isSuccessor(BB))
+    return 0;
+
+  unsigned MaxCyclicLatency = 0;
+  // Visit each live out vreg def to find def/use pairs that cross iterations.
+  for (SUnit::const_pred_iterator
+         PI = ExitSU.Preds.begin(), PE = ExitSU.Preds.end(); PI != PE; ++PI) {
+    MachineInstr *MI = PI->getSUnit()->getInstr();
+    for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
+      const MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
+      if (!MO.isReg() || !MO.isDef())
+        break;
+      unsigned Reg = MO.getReg();
+      if (!Reg || TRI->isPhysicalRegister(Reg))
+        continue;
+
+      const LiveInterval &LI = LIS->getInterval(Reg);
+      unsigned LiveOutHeight = PI->getSUnit()->getHeight();
+      unsigned LiveOutDepth = PI->getSUnit()->getDepth() + PI->getLatency();
+      // Visit all local users of the vreg def.
+      for (VReg2UseMap::iterator
+             UI = VRegUses.find(Reg); UI != VRegUses.end(); ++UI) {
+        if (UI->SU == &ExitSU)
+          continue;
+
+        // Only consider uses of the phi.
+        LiveRangeQuery LRQ(LI, LIS->getInstructionIndex(UI->SU->getInstr()));
+        if (!LRQ.valueIn()->isPHIDef())
+          continue;
+
+        // Cheat a bit and assume that a path spanning two iterations is a
+        // cycle, which could overestimate in strange cases. This allows cyclic
+        // latency to be estimated as the minimum height or depth slack.
+        unsigned CyclicLatency = 0;
+        if (LiveOutDepth > UI->SU->getDepth())
+          CyclicLatency = LiveOutDepth - UI->SU->getDepth();
+        unsigned LiveInHeight = UI->SU->getHeight() + PI->getLatency();
+        if (LiveInHeight > LiveOutHeight) {
+          if (LiveInHeight - LiveOutHeight < CyclicLatency)
+            CyclicLatency = LiveInHeight - LiveOutHeight;
+        }
+        else
+          CyclicLatency = 0;
+        DEBUG(dbgs() << "Cyclic Path: SU(" << PI->getSUnit()->NodeNum
+              << ") -> SU(" << UI->SU->NodeNum << ") = "
+              << CyclicLatency << "\n");
+        if (CyclicLatency > MaxCyclicLatency)
+          MaxCyclicLatency = CyclicLatency;
+      }
+    }
+  }
+  DEBUG(dbgs() << "Cyclic Critical Path: " << MaxCyclicLatency << "\n");
+  return MaxCyclicLatency;
+}
+
 void ScheduleDAGInstrs::dumpNode(const SUnit *SU) const {
 #if !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
   SU->getInstr()->dump();