Refactor a lot of patchpoint/stackmap related code to simplify and make it
[oota-llvm.git] / include / llvm / CodeGen / MachineScheduler.h
index 08f91828050829777eac84c28fde963a1be9bb56..77828953347c6315d7bf911e936a8005b537b40e 100644 (file)
@@ -7,8 +7,48 @@
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
-// This file provides a MachineSchedRegistry for registering alternative machine
-// schedulers. A Target may provide an alternative scheduler implementation by
+// This file provides an interface for customizing the standard MachineScheduler
+// pass. Note that the entire pass may be replaced as follows:
+//
+// <Target>TargetMachine::createPassConfig(PassManagerBase &PM) {
+//   PM.substitutePass(&MachineSchedulerID, &CustomSchedulerPassID);
+//   ...}
+//
+// The MachineScheduler pass is only responsible for choosing the regions to be
+// scheduled. Targets can override the DAG builder and scheduler without
+// replacing the pass as follows:
+//
+// ScheduleDAGInstrs *<Target>PassConfig::
+// createMachineScheduler(MachineSchedContext *C) {
+//   return new CustomMachineScheduler(C);
+// }
+//
+// The default scheduler, ScheduleDAGMI, builds the DAG and drives list
+// scheduling while updating the instruction stream, register pressure, and live
+// intervals. Most targets don't need to override the DAG builder and list
+// schedulier, but subtargets that require custom scheduling heuristics may
+// plugin an alternate MachineSchedStrategy. The strategy is responsible for
+// selecting the highest priority node from the list:
+//
+// ScheduleDAGInstrs *<Target>PassConfig::
+// createMachineScheduler(MachineSchedContext *C) {
+//   return new ScheduleDAGMI(C, CustomStrategy(C));
+// }
+//
+// The DAG builder can also be customized in a sense by adding DAG mutations
+// that will run after DAG building and before list scheduling. DAG mutations
+// can adjust dependencies based on target-specific knowledge or add weak edges
+// to aid heuristics:
+//
+// ScheduleDAGInstrs *<Target>PassConfig::
+// createMachineScheduler(MachineSchedContext *C) {
+//   ScheduleDAGMI *DAG = new ScheduleDAGMI(C, CustomStrategy(C));
+//   DAG->addMutation(new CustomDependencies(DAG->TII, DAG->TRI));
+//   return DAG;
+// }
+//
+// A target that supports alternative schedulers can use the
+// MachineSchedRegistry to allow command line selection. This can be done by
 // implementing the following boilerplate:
 //
 // static ScheduleDAGInstrs *createCustomMachineSched(MachineSchedContext *C) {
 // SchedCustomRegistry("custom", "Run my target's custom scheduler",
 //                     createCustomMachineSched);
 //
-// Inside <Target>PassConfig:
-//   enablePass(&MachineSchedulerID);
-//   MachineSchedRegistry::setDefault(createCustomMachineSched);
+//
+// Finally, subtargets that don't need to implement custom heuristics but would
+// like to configure the GenericScheduler's policy for a given scheduler region,
+// including scheduling direction and register pressure tracking policy, can do
+// this:
+//
+// void <SubTarget>Subtarget::
+// overrideSchedPolicy(MachineSchedPolicy &Policy,
+//                     MachineInstr *begin,
+//                     MachineInstr *end,
+//                     unsigned NumRegionInstrs) const {
+//   Policy.<Flag> = true;
+// }
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#ifndef MACHINESCHEDULER_H
-#define MACHINESCHEDULER_H
+#ifndef LLVM_CODEGEN_MACHINESCHEDULER_H
+#define LLVM_CODEGEN_MACHINESCHEDULER_H
 
 #include "llvm/CodeGen/MachinePassRegistry.h"
 #include "llvm/CodeGen/RegisterPressure.h"
 #include "llvm/CodeGen/ScheduleDAGInstrs.h"
-#include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
 
 namespace llvm {
 
@@ -43,6 +92,7 @@ class MachineDominatorTree;
 class MachineLoopInfo;
 class RegisterClassInfo;
 class ScheduleDAGInstrs;
+class SchedDFSResult;
 
 /// MachineSchedContext provides enough context from the MachineScheduler pass
 /// for the target to instantiate a scheduler.
@@ -85,15 +135,6 @@ public:
   static MachineSchedRegistry *getList() {
     return (MachineSchedRegistry *)Registry.getList();
   }
-  static ScheduleDAGCtor getDefault() {
-    return (ScheduleDAGCtor)Registry.getDefault();
-  }
-  static void setDefault(ScheduleDAGCtor C) {
-    Registry.setDefault((MachinePassCtor)C);
-  }
-  static void setDefault(StringRef Name) {
-    Registry.setDefault(Name);
-  }
   static void setListener(MachinePassRegistryListener *L) {
     Registry.setListener(L);
   }
@@ -101,12 +142,41 @@ public:
 
 class ScheduleDAGMI;
 
+/// Define a generic scheduling policy for targets that don't provide their own
+/// MachineSchedStrategy. This can be overriden for each scheduling region
+/// before building the DAG.
+struct MachineSchedPolicy {
+  // Allow the scheduler to disable register pressure tracking.
+  bool ShouldTrackPressure;
+
+  // Allow the scheduler to force top-down or bottom-up scheduling. If neither
+  // is true, the scheduler runs in both directions and converges.
+  bool OnlyTopDown;
+  bool OnlyBottomUp;
+
+  MachineSchedPolicy():
+    ShouldTrackPressure(false), OnlyTopDown(false), OnlyBottomUp(false) {}
+};
+
 /// MachineSchedStrategy - Interface to the scheduling algorithm used by
 /// ScheduleDAGMI.
+///
+/// Initialization sequence:
+///   initPolicy -> shouldTrackPressure -> initialize(DAG) -> registerRoots
 class MachineSchedStrategy {
+  virtual void anchor();
 public:
   virtual ~MachineSchedStrategy() {}
 
+  /// Optionally override the per-region scheduling policy.
+  virtual void initPolicy(MachineBasicBlock::iterator Begin,
+                          MachineBasicBlock::iterator End,
+                          unsigned NumRegionInstrs) {}
+
+  /// Check if pressure tracking is needed before building the DAG and
+  /// initializing this strategy. Called after initPolicy.
+  virtual bool shouldTrackPressure() const { return true; }
+
   /// Initialize the strategy after building the DAG for a new region.
   virtual void initialize(ScheduleDAGMI *DAG) = 0;
 
@@ -119,6 +189,9 @@ public:
   /// be scheduled at the bottom.
   virtual SUnit *pickNode(bool &IsTopNode) = 0;
 
+  /// \brief Scheduler callback to notify that a new subtree is scheduled.
+  virtual void scheduleTree(unsigned SubtreeID) {}
+
   /// Notify MachineSchedStrategy that ScheduleDAGMI has scheduled an
   /// instruction and updated scheduled/remaining flags in the DAG nodes.
   virtual void schedNode(SUnit *SU, bool IsTopNode) = 0;
@@ -164,6 +237,8 @@ public:
 
   iterator end() { return Queue.end(); }
 
+  ArrayRef<SUnit*> elements() { return Queue; }
+
   iterator find(SUnit *SU) {
     return std::find(Queue.begin(), Queue.end(), SU);
   }
@@ -181,13 +256,14 @@ public:
     return Queue.begin() + idx;
   }
 
-#ifndef NDEBUG
+#if !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
   void dump();
 #endif
 };
 
 /// Mutate the DAG as a postpass after normal DAG building.
 class ScheduleDAGMutation {
+  virtual void anchor();
 public:
   virtual ~ScheduleDAGMutation() {}
 
@@ -202,6 +278,11 @@ protected:
   RegisterClassInfo *RegClassInfo;
   MachineSchedStrategy *SchedImpl;
 
+  /// Information about DAG subtrees. If DFSResult is NULL, then SchedulerTrees
+  /// will be empty.
+  SchedDFSResult *DFSResult;
+  BitVector ScheduledTrees;
+
   /// Topo - A topological ordering for SUnits which permits fast IsReachable
   /// and similar queries.
   ScheduleDAGTopologicalSort Topo;
@@ -211,14 +292,20 @@ protected:
 
   MachineBasicBlock::iterator LiveRegionEnd;
 
-  /// Register pressure in this region computed by buildSchedGraph.
+  // Map each SU to its summary of pressure changes. This array is updated for
+  // liveness during bottom-up scheduling. Top-down scheduling may proceed but
+  // has no affect on the pressure diffs.
+  PressureDiffs SUPressureDiffs;
+
+  /// Register pressure in this region computed by initRegPressure.
+  bool ShouldTrackPressure;
   IntervalPressure RegPressure;
   RegPressureTracker RPTracker;
 
   /// List of pressure sets that exceed the target's pressure limit before
   /// scheduling, listed in increasing set ID order. Each pressure set is paired
   /// with its max pressure in the currently scheduled regions.
-  std::vector<PressureElement> RegionCriticalPSets;
+  std::vector<PressureChange> RegionCriticalPSets;
 
   /// The top of the unscheduled zone.
   MachineBasicBlock::iterator CurrentTop;
@@ -243,19 +330,20 @@ protected:
 public:
   ScheduleDAGMI(MachineSchedContext *C, MachineSchedStrategy *S):
     ScheduleDAGInstrs(*C->MF, *C->MLI, *C->MDT, /*IsPostRA=*/false, C->LIS),
-    AA(C->AA), RegClassInfo(C->RegClassInfo), SchedImpl(S),
-    Topo(SUnits, &ExitSU), RPTracker(RegPressure), CurrentTop(),
-    TopRPTracker(TopPressure), CurrentBottom(), BotRPTracker(BotPressure),
+    AA(C->AA), RegClassInfo(C->RegClassInfo), SchedImpl(S), DFSResult(0),
+    Topo(SUnits, &ExitSU), ShouldTrackPressure(false),
+    RPTracker(RegPressure), CurrentTop(), TopRPTracker(TopPressure),
+    CurrentBottom(), BotRPTracker(BotPressure),
     NextClusterPred(NULL), NextClusterSucc(NULL) {
 #ifndef NDEBUG
     NumInstrsScheduled = 0;
 #endif
   }
 
-  virtual ~ScheduleDAGMI() {
-    DeleteContainerPointers(Mutations);
-    delete SchedImpl;
-  }
+  virtual ~ScheduleDAGMI();
+
+  /// \brief Return true if register pressure tracking is enabled.
+  bool isTrackingPressure() const { return ShouldTrackPressure; }
 
   /// Add a postprocessing step to the DAG builder.
   /// Mutations are applied in the order that they are added after normal DAG
@@ -266,6 +354,10 @@ public:
     Mutations.push_back(Mutation);
   }
 
+  /// \brief True if an edge can be added from PredSU to SuccSU without creating
+  /// a cycle.
+  bool canAddEdge(SUnit *SuccSU, SUnit *PredSU);
+
   /// \brief Add a DAG edge to the given SU with the given predecessor
   /// dependence data.
   ///
@@ -282,13 +374,16 @@ public:
   void enterRegion(MachineBasicBlock *bb,
                    MachineBasicBlock::iterator begin,
                    MachineBasicBlock::iterator end,
-                   unsigned endcount);
-
+                   unsigned regioninstrs) LLVM_OVERRIDE;
 
   /// Implement ScheduleDAGInstrs interface for scheduling a sequence of
   /// reorderable instructions.
   virtual void schedule();
 
+  /// Change the position of an instruction within the basic block and update
+  /// live ranges and region boundary iterators.
+  void moveInstruction(MachineInstr *MI, MachineBasicBlock::iterator InsertPos);
+
   /// Get current register pressure for the top scheduled instructions.
   const IntervalPressure &getTopPressure() const { return TopPressure; }
   const RegPressureTracker &getTopRPTracker() const { return TopRPTracker; }
@@ -300,14 +395,33 @@ public:
   /// Get register pressure for the entire scheduling region before scheduling.
   const IntervalPressure &getRegPressure() const { return RegPressure; }
 
-  const std::vector<PressureElement> &getRegionCriticalPSets() const {
+  const std::vector<PressureChange> &getRegionCriticalPSets() const {
     return RegionCriticalPSets;
   }
 
+  PressureDiff &getPressureDiff(const SUnit *SU) {
+    return SUPressureDiffs[SU->NodeNum];
+  }
+
   const SUnit *getNextClusterPred() const { return NextClusterPred; }
 
   const SUnit *getNextClusterSucc() const { return NextClusterSucc; }
 
+  /// Compute a DFSResult after DAG building is complete, and before any
+  /// queue comparisons.
+  void computeDFSResult();
+
+  /// Return a non-null DFS result if the scheduling strategy initialized it.
+  const SchedDFSResult *getDFSResult() const { return DFSResult; }
+
+  BitVector &getScheduledTrees() { return ScheduledTrees; }
+
+  /// Compute the cyclic critical path through the DAG.
+  unsigned computeCyclicCriticalPath();
+
+  void viewGraph(const Twine &Name, const Twine &Title) LLVM_OVERRIDE;
+  void viewGraph() LLVM_OVERRIDE;
+
 protected:
   // Top-Level entry points for the schedule() driver...
 
@@ -321,8 +435,8 @@ protected:
   /// instances of ScheduleDAGMI to perform custom DAG postprocessing.
   void postprocessDAG();
 
-  /// Identify DAG roots and setup scheduler queues.
-  void initQueues();
+  /// Release ExitSU predecessors and setup scheduler queues.
+  void initQueues(ArrayRef<SUnit*> TopRoots, ArrayRef<SUnit*> BotRoots);
 
   /// Move an instruction and update register pressure.
   void scheduleMI(SUnit *SU, bool IsTopNode);
@@ -340,12 +454,15 @@ protected:
 
   void initRegPressure();
 
-  void updateScheduledPressure(std::vector<unsigned> NewMaxPressure);
+  void updatePressureDiffs(ArrayRef<unsigned> LiveUses);
+
+  void updateScheduledPressure(const SUnit *SU,
+                               const std::vector<unsigned> &NewMaxPressure);
 
-  void moveInstruction(MachineInstr *MI, MachineBasicBlock::iterator InsertPos);
   bool checkSchedLimit();
 
-  void releaseRoots();
+  void findRootsAndBiasEdges(SmallVectorImpl<SUnit*> &TopRoots,
+                             SmallVectorImpl<SUnit*> &BotRoots);
 
   void releaseSucc(SUnit *SU, SDep *SuccEdge);
   void releaseSuccessors(SUnit *SU);