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 #include <algorithm>
  18 #include <iostream>
  19 using namespace llvm;
  20
  21 resourceId_t llvm::CPUResource::nextId = 0;
  22 static std::vector<CPUResource*> *CPUResourceMap = 0;
  23
  24 CPUResource::CPUResource(const std::string& resourceName, int maxUsers)
  25     : rname(resourceName), rid(nextId++), maxNumUsers(maxUsers) {
  26   if(!CPUResourceMap)
  27     CPUResourceMap = new std::vector<CPUResource*>;
  28
  29   //Put Resource in the map
  30   CPUResourceMap->push_back(this);
  31 }
  32
  33 ///Get CPUResource if you only have the resource ID
  34 CPUResource* CPUResource::getCPUResource(resourceId_t id) {
  35   return (*CPUResourceMap)[id];
  36 }
  37
  38 // Check if fromRVec and toRVec have *any* common entries.
  39 // Assume the vectors are sorted in increasing order.
  40 // Algorithm copied from function set_intersection() for sorted ranges
  41 // (stl_algo.h).
  42 //
  43 inline static bool
  44 RUConflict(const std::vector<resourceId_t>& fromRVec,
  45            const std::vector<resourceId_t>& toRVec)
  46 {
  47
  48   unsigned fN = fromRVec.size(), tN = toRVec.size();
  49   unsigned fi = 0, ti = 0;
  50
  51   while (fi < fN && ti < tN) {
  52     if (fromRVec[fi] < toRVec[ti])
  53       ++fi;
  54     else if (toRVec[ti] < fromRVec[fi])
  55       ++ti;
  56     else
  57       return true;
  58   }
  59   return false;
  60 }
  61
  62
  63 static cycles_t
  64 ComputeMinGap(const InstrRUsage &fromRU,
  65               const InstrRUsage &toRU)
  66 {
  67   cycles_t minGap = 0;
  68
  69   if (fromRU.numBubbles > 0)
  70     minGap = fromRU.numBubbles;
  71
  72   if (minGap < fromRU.numCycles) {
  73     // only need to check from cycle `minGap' onwards
  74     for (cycles_t gap=minGap; gap <= fromRU.numCycles-1; gap++) {
  75       // check if instr. #2 can start executing `gap' cycles after #1
  76       // by checking for resource conflicts in each overlapping cycle
  77       cycles_t numOverlap =std::min(fromRU.numCycles - gap, toRU.numCycles);
  78       for (cycles_t c = 0; c <= numOverlap-1; c++)
  79         if (RUConflict(fromRU.resourcesByCycle[gap + c],
  80                        toRU.resourcesByCycle[c])) {
  81           // conflict found so minGap must be more than `gap'
  82           minGap = gap+1;
  83           break;
  84         }
  85     }
  86   }
  87
  88   return minGap;
  89 }
  90
  91
  92 //---------------------------------------------------------------------------
  93 // class TargetSchedInfo
  94 //      Interface to machine description for instruction scheduling
  95 //---------------------------------------------------------------------------
  96
  97 TargetSchedInfo::TargetSchedInfo(const TargetMachine&    tgt,
  98                                  int                     NumSchedClasses,
  99                                  const InstrClassRUsage* ClassRUsages,
 100                                  const InstrRUsageDelta* UsageDeltas,
 101                                  const InstrIssueDelta*  IssueDeltas,
 102                                  unsigned NumUsageDeltas,
 103                                  unsigned NumIssueDeltas)
 104   : target(tgt),
 105     numSchedClasses(NumSchedClasses), mii(tgt.getInstrInfo()),
 106     classRUsages(ClassRUsages), usageDeltas(UsageDeltas),
 107     issueDeltas(IssueDeltas), numUsageDeltas(NumUsageDeltas),
 108     numIssueDeltas(NumIssueDeltas)
 109 {}
 110
 111 void
 112 TargetSchedInfo::initializeResources()
 113 {
 114   assert(MAX_NUM_SLOTS >= (int)getMaxNumIssueTotal()
 115          && "Insufficient slots for static data! Increase MAX_NUM_SLOTS");
 116
 117   // First, compute common resource usage info for each class because
 118   // most instructions will probably behave the same as their class.
 119   // Cannot allocate a vector of InstrRUsage so new each one.
 120   //
 121   std::vector<InstrRUsage> instrRUForClasses;
 122   instrRUForClasses.resize(numSchedClasses);
 123   for (InstrSchedClass sc = 0; sc < numSchedClasses; sc++) {
 124     // instrRUForClasses.push_back(new InstrRUsage);
 125     instrRUForClasses[sc].setMaxSlots(getMaxNumIssueTotal());
 126     instrRUForClasses[sc].setTo(classRUsages[sc]);
 127   }
 128
 129   computeInstrResources(instrRUForClasses);
 130   computeIssueGaps(instrRUForClasses);
 131 }
 132
 133
 134 void
 135 TargetSchedInfo::computeInstrResources(const std::vector<InstrRUsage>&
 136                                         instrRUForClasses)
 137 {
 138   int numOpCodes =  mii->getNumOpcodes();
 139   instrRUsages.resize(numOpCodes);
 140
 141   // First get the resource usage information from the class resource usages.
 142   for (MachineOpCode op = 0; op < numOpCodes; ++op) {
 143     InstrSchedClass sc = getSchedClass(op);
 144     assert(sc < numSchedClasses);
 145     instrRUsages[op] = instrRUForClasses[sc];
 146   }
 147
 148   // Now, modify the resource usages as specified in the deltas.
 149   for (unsigned i = 0; i < numUsageDeltas; ++i) {
 150     MachineOpCode op = usageDeltas[i].opCode;
 151     assert(op < numOpCodes);
 152     instrRUsages[op].addUsageDelta(usageDeltas[i]);
 153   }
 154
 155   // Then modify the issue restrictions as specified in the deltas.
 156   for (unsigned i = 0; i < numIssueDeltas; ++i) {
 157     MachineOpCode op = issueDeltas[i].opCode;
 158     assert(op < numOpCodes);
 159     instrRUsages[issueDeltas[i].opCode].addIssueDelta(issueDeltas[i]);
 160   }
 161 }
 162
 163
 164 void
 165 TargetSchedInfo::computeIssueGaps(const std::vector<InstrRUsage>&
 166                                    instrRUForClasses)
 167 {
 168   int numOpCodes =  mii->getNumOpcodes();
 169   issueGaps.resize(numOpCodes);
 170   conflictLists.resize(numOpCodes);
 171
 172   assert(numOpCodes < (1 << MAX_OPCODE_SIZE) - 1
 173          && "numOpCodes invalid for implementation of class OpCodePair!");
 174
 175   // First, compute issue gaps between pairs of classes based on common
 176   // resources usages for each class, because most instruction pairs will
 177   // usually behave the same as their class.
 178   //
 179   int* classPairGaps =
 180     static_cast<int*>(alloca(sizeof(int) * numSchedClasses * numSchedClasses));
 181   for (InstrSchedClass fromSC=0; fromSC < numSchedClasses; fromSC++)
 182     for (InstrSchedClass toSC=0; toSC < numSchedClasses; toSC++) {
 183       int classPairGap = ComputeMinGap(instrRUForClasses[fromSC],
 184                                        instrRUForClasses[toSC]);
 185       classPairGaps[fromSC*numSchedClasses + toSC] = classPairGap;
 186     }
 187
 188   // Now, for each pair of instructions, use the class pair gap if both
 189   // instructions have identical resource usage as their respective classes.
 190   // If not, recompute the gap for the pair from scratch.
 191
 192   longestIssueConflict = 0;
 193
 194   for (MachineOpCode fromOp=0; fromOp < numOpCodes; fromOp++)
 195     for (MachineOpCode toOp=0; toOp < numOpCodes; toOp++) {
 196       int instrPairGap =
 197         (instrRUsages[fromOp].sameAsClass && instrRUsages[toOp].sameAsClass)
 198         ? classPairGaps[getSchedClass(fromOp)*numSchedClasses + getSchedClass(toOp)]
 199         : ComputeMinGap(instrRUsages[fromOp], instrRUsages[toOp]);
 200
 201       if (instrPairGap > 0) {
 202         this->setGap(instrPairGap, fromOp, toOp);
 203         conflictLists[fromOp].push_back(toOp);
 204         longestIssueConflict=std::max(longestIssueConflict, instrPairGap);
 205       }
 206     }
 207 }
 208
 209
 210 void InstrRUsage::setTo(const InstrClassRUsage& classRU) {
 211   sameAsClass   = true;
 212   isSingleIssue = classRU.isSingleIssue;
 213   breaksGroup   = classRU.breaksGroup;
 214   numBubbles    = classRU.numBubbles;
 215
 216   for (unsigned i=0; i < classRU.numSlots; i++) {
 217     unsigned slot = classRU.feasibleSlots[i];
 218     assert(slot < feasibleSlots.size() && "Invalid slot specified!");
 219     this->feasibleSlots[slot] = true;
 220   }
 221
 222   numCycles   = classRU.totCycles;
 223   resourcesByCycle.resize(this->numCycles);
 224
 225   for (unsigned i=0; i < classRU.numRUEntries; i++)
 226     for (unsigned c=classRU.V[i].startCycle, NC = c + classRU.V[i].numCycles;
 227          c < NC; c++)
 228       this->resourcesByCycle[c].push_back(classRU.V[i].resourceId);
 229
 230   // Sort each resource usage vector by resourceId_t to speed up conflict
 231   // checking
 232   for (unsigned i=0; i < this->resourcesByCycle.size(); i++)
 233     std::sort(resourcesByCycle[i].begin(), resourcesByCycle[i].end());
 234 }
 235
 236 // Add the extra resource usage requirements specified in the delta.
 237 // Note that a negative value of `numCycles' means one entry for that
 238 // resource should be deleted for each cycle.
 239 //
 240 void InstrRUsage::addUsageDelta(const InstrRUsageDelta &delta) {
 241   int NC = delta.numCycles;
 242   sameAsClass = false;
 243
 244   // resize the resources vector if more cycles are specified
 245   unsigned maxCycles = this->numCycles;
 246   maxCycles = std::max(maxCycles, delta.startCycle + abs(NC) - 1);
 247   if (maxCycles > this->numCycles) {
 248     this->resourcesByCycle.resize(maxCycles);
 249     this->numCycles = maxCycles;
 250   }
 251
 252   if (NC >= 0)
 253     for (unsigned c=delta.startCycle, last=c+NC-1; c <= last; c++)
 254       this->resourcesByCycle[c].push_back(delta.resourceId);
 255   else
 256     // Remove the resource from all NC cycles.
 257     for (unsigned c=delta.startCycle, last=(c-NC)-1; c <= last; c++) {
 258       // Look for the resource backwards so we remove the last entry
 259       // for that resource in each cycle.
 260       std::vector<resourceId_t>& rvec = this->resourcesByCycle[c];
 261       int r;
 262       for (r = rvec.size() - 1; r >= 0; r--)
 263         if (rvec[r] == delta.resourceId) {
 264           // found last entry for the resource
 265           rvec.erase(rvec.begin() + r);
 266           break;
 267         }
 268       assert(r >= 0 && "Resource to remove was unused in cycle c!");
 269     }
 270 }