contrib/llvm/include/llvm/CodeGen/ScheduleDAG.h

   1 //===- llvm/CodeGen/ScheduleDAG.h - Common Base Class -----------*- C++ -*-===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 /// \file Implements the ScheduleDAG class, which is used as the common base
  11 /// class for instruction schedulers. This encapsulates the scheduling DAG,
  12 /// which is shared between SelectionDAG and MachineInstr scheduling.
  13 //
  14 //===----------------------------------------------------------------------===//
  15
  16 #ifndef LLVM_CODEGEN_SCHEDULEDAG_H
  17 #define LLVM_CODEGEN_SCHEDULEDAG_H
  18
  19 #include "llvm/ADT/BitVector.h"
  20 #include "llvm/ADT/GraphTraits.h"
  21 #include "llvm/ADT/PointerIntPair.h"
  22 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
  23 #include "llvm/ADT/iterator.h"
  24 #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
  25 #include "llvm/CodeGen/TargetLowering.h"
  26 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  27 #include <cassert>
  28 #include <cstddef>
  29 #include <iterator>
  30 #include <string>
  31 #include <vector>
  32
  33 namespace llvm {
  34
  35 template<class Graph> class GraphWriter;
  36 class MachineFunction;
  37 class MachineRegisterInfo;
  38 class MCInstrDesc;
  39 struct MCSchedClassDesc;
  40 class ScheduleDAG;
  41 class SDNode;
  42 class SUnit;
  43 class TargetInstrInfo;
  44 class TargetMachine;
  45 class TargetRegisterClass;
  46 class TargetRegisterInfo;
  47
  48   /// Scheduling dependency. This represents one direction of an edge in the
  49   /// scheduling DAG.
  50   class SDep {
  51   public:
  52     /// These are the different kinds of scheduling dependencies.
  53     enum Kind {
  54       Data,        ///< Regular data dependence (aka true-dependence).
  55       Anti,        ///< A register anti-dependence (aka WAR).
  56       Output,      ///< A register output-dependence (aka WAW).
  57       Order        ///< Any other ordering dependency.
  58     };
  59
  60     // Strong dependencies must be respected by the scheduler. Artificial
  61     // dependencies may be removed only if they are redundant with another
  62     // strong dependence.
  63     //
  64     // Weak dependencies may be violated by the scheduling strategy, but only if
  65     // the strategy can prove it is correct to do so.
  66     //
  67     // Strong OrderKinds must occur before "Weak".
  68     // Weak OrderKinds must occur after "Weak".
  69     enum OrderKind {
  70       Barrier,      ///< An unknown scheduling barrier.
  71       MayAliasMem,  ///< Nonvolatile load/Store instructions that may alias.
  72       MustAliasMem, ///< Nonvolatile load/Store instructions that must alias.
  73       Artificial,   ///< Arbitrary strong DAG edge (no real dependence).
  74       Weak,         ///< Arbitrary weak DAG edge.
  75       Cluster       ///< Weak DAG edge linking a chain of clustered instrs.
  76     };
  77
  78   private:
  79     /// A pointer to the depending/depended-on SUnit, and an enum
  80     /// indicating the kind of the dependency.
  81     PointerIntPair<SUnit *, 2, Kind> Dep;
  82
  83     /// A union discriminated by the dependence kind.
  84     union {
  85       /// For Data, Anti, and Output dependencies, the associated register. For
  86       /// Data dependencies that don't currently have a register/ assigned, this
  87       /// is set to zero.
  88       unsigned Reg;
  89
  90       /// Additional information about Order dependencies.
  91       unsigned OrdKind; // enum OrderKind
  92     } Contents;
  93
  94     /// The time associated with this edge. Often this is just the value of the
  95     /// Latency field of the predecessor, however advanced models may provide
  96     /// additional information about specific edges.
  97     unsigned Latency;
  98
  99   public:
 100     /// Constructs a null SDep. This is only for use by container classes which
 101     /// require default constructors. SUnits may not/ have null SDep edges.
 102     SDep() : Dep(nullptr, Data) {}
 103
 104     /// Constructs an SDep with the specified values.
 105     SDep(SUnit *S, Kind kind, unsigned Reg)
 106       : Dep(S, kind), Contents() {
 107       switch (kind) {
 108       default:
 109         llvm_unreachable("Reg given for non-register dependence!");
 110       case Anti:
 111       case Output:
 112         assert(Reg != 0 &&
 113                "SDep::Anti and SDep::Output must use a non-zero Reg!");
 114         Contents.Reg = Reg;
 115         Latency = 0;
 116         break;
 117       case Data:
 118         Contents.Reg = Reg;
 119         Latency = 1;
 120         break;
 121       }
 122     }
 123
 124     SDep(SUnit *S, OrderKind kind)
 125       : Dep(S, Order), Contents(), Latency(0) {
 126       Contents.OrdKind = kind;
 127     }
 128
 129     /// Returns true if the specified SDep is equivalent except for latency.
 130     bool overlaps(const SDep &Other) const;
 131
 132     bool operator==(const SDep &Other) const {
 133       return overlaps(Other) && Latency == Other.Latency;
 134     }
 135
 136     bool operator!=(const SDep &Other) const {
 137       return !operator==(Other);
 138     }
 139
 140     /// Returns the latency value for this edge, which roughly means the
 141     /// minimum number of cycles that must elapse between the predecessor and
 142     /// the successor, given that they have this edge between them.
 143     unsigned getLatency() const {
 144       return Latency;
 145     }
 146
 147     /// Sets the latency for this edge.
 148     void setLatency(unsigned Lat) {
 149       Latency = Lat;
 150     }
 151
 152     //// Returns the SUnit to which this edge points.
 153     SUnit *getSUnit() const;
 154
 155     //// Assigns the SUnit to which this edge points.
 156     void setSUnit(SUnit *SU);
 157
 158     /// Returns an enum value representing the kind of the dependence.
 159     Kind getKind() const;
 160
 161     /// Shorthand for getKind() != SDep::Data.
 162     bool isCtrl() const {
 163       return getKind() != Data;
 164     }
 165
 166     /// Tests if this is an Order dependence between two memory accesses
 167     /// where both sides of the dependence access memory in non-volatile and
 168     /// fully modeled ways.
 169     bool isNormalMemory() const {
 170       return getKind() == Order && (Contents.OrdKind == MayAliasMem
 171                                     || Contents.OrdKind == MustAliasMem);
 172     }
 173
 174     /// Tests if this is an Order dependence that is marked as a barrier.
 175     bool isBarrier() const {
 176       return getKind() == Order && Contents.OrdKind == Barrier;
 177     }
 178
 179     /// Tests if this is could be any kind of memory dependence.
 180     bool isNormalMemoryOrBarrier() const {
 181       return (isNormalMemory() || isBarrier());
 182     }
 183
 184     /// Tests if this is an Order dependence that is marked as
 185     /// "must alias", meaning that the SUnits at either end of the edge have a
 186     /// memory dependence on a known memory location.
 187     bool isMustAlias() const {
 188       return getKind() == Order && Contents.OrdKind == MustAliasMem;
 189     }
 190
 191     /// Tests if this a weak dependence. Weak dependencies are considered DAG
 192     /// edges for height computation and other heuristics, but do not force
 193     /// ordering. Breaking a weak edge may require the scheduler to compensate,
 194     /// for example by inserting a copy.
 195     bool isWeak() const {
 196       return getKind() == Order && Contents.OrdKind >= Weak;
 197     }
 198
 199     /// Tests if this is an Order dependence that is marked as
 200     /// "artificial", meaning it isn't necessary for correctness.
 201     bool isArtificial() const {
 202       return getKind() == Order && Contents.OrdKind == Artificial;
 203     }
 204
 205     /// Tests if this is an Order dependence that is marked as "cluster",
 206     /// meaning it is artificial and wants to be adjacent.
 207     bool isCluster() const {
 208       return getKind() == Order && Contents.OrdKind == Cluster;
 209     }
 210
 211     /// Tests if this is a Data dependence that is associated with a register.
 212     bool isAssignedRegDep() const {
 213       return getKind() == Data && Contents.Reg != 0;
 214     }
 215
 216     /// Returns the register associated with this edge. This is only valid on
 217     /// Data, Anti, and Output edges. On Data edges, this value may be zero,
 218     /// meaning there is no associated register.
 219     unsigned getReg() const {
 220       assert((getKind() == Data || getKind() == Anti || getKind() == Output) &&
 221              "getReg called on non-register dependence edge!");
 222       return Contents.Reg;
 223     }
 224
 225     /// Assigns the associated register for this edge. This is only valid on
 226     /// Data, Anti, and Output edges. On Anti and Output edges, this value must
 227     /// not be zero. On Data edges, the value may be zero, which would mean that
 228     /// no specific register is associated with this edge.
 229     void setReg(unsigned Reg) {
 230       assert((getKind() == Data || getKind() == Anti || getKind() == Output) &&
 231              "setReg called on non-register dependence edge!");
 232       assert((getKind() != Anti || Reg != 0) &&
 233              "SDep::Anti edge cannot use the zero register!");
 234       assert((getKind() != Output || Reg != 0) &&
 235              "SDep::Output edge cannot use the zero register!");
 236       Contents.Reg = Reg;
 237     }
 238
 239     raw_ostream &print(raw_ostream &O,
 240                        const TargetRegisterInfo *TRI = nullptr) const;
 241   };
 242
 243   template <>
 244   struct isPodLike<SDep> { static const bool value = true; };
 245
 246   /// Scheduling unit. This is a node in the scheduling DAG.
 247   class SUnit {
 248   private:
 249     enum : unsigned { BoundaryID = ~0u };
 250
 251     SDNode *Node = nullptr;        ///< Representative node.
 252     MachineInstr *Instr = nullptr; ///< Alternatively, a MachineInstr.
 253
 254   public:
 255     SUnit *OrigNode = nullptr; ///< If not this, the node from which this node
 256                                /// was cloned. (SD scheduling only)
 257
 258     const MCSchedClassDesc *SchedClass =
 259         nullptr; ///< nullptr or resolved SchedClass.
 260
 261     SmallVector<SDep, 4> Preds;  ///< All sunit predecessors.
 262     SmallVector<SDep, 4> Succs;  ///< All sunit successors.
 263
 264     typedef SmallVectorImpl<SDep>::iterator pred_iterator;
 265     typedef SmallVectorImpl<SDep>::iterator succ_iterator;
 266     typedef SmallVectorImpl<SDep>::const_iterator const_pred_iterator;
 267     typedef SmallVectorImpl<SDep>::const_iterator const_succ_iterator;
 268
 269     unsigned NodeNum = BoundaryID;     ///< Entry # of node in the node vector.
 270     unsigned NodeQueueId = 0;          ///< Queue id of node.
 271     unsigned NumPreds = 0;             ///< # of SDep::Data preds.
 272     unsigned NumSuccs = 0;             ///< # of SDep::Data sucss.
 273     unsigned NumPredsLeft = 0;         ///< # of preds not scheduled.
 274     unsigned NumSuccsLeft = 0;         ///< # of succs not scheduled.
 275     unsigned WeakPredsLeft = 0;        ///< # of weak preds not scheduled.
 276     unsigned WeakSuccsLeft = 0;        ///< # of weak succs not scheduled.
 277     unsigned short NumRegDefsLeft = 0; ///< # of reg defs with no scheduled use.
 278     unsigned short Latency = 0;        ///< Node latency.
 279     bool isVRegCycle      : 1;         ///< May use and def the same vreg.
 280     bool isCall           : 1;         ///< Is a function call.
 281     bool isCallOp         : 1;         ///< Is a function call operand.
 282     bool isTwoAddress     : 1;         ///< Is a two-address instruction.
 283     bool isCommutable     : 1;         ///< Is a commutable instruction.
 284     bool hasPhysRegUses   : 1;         ///< Has physreg uses.
 285     bool hasPhysRegDefs   : 1;         ///< Has physreg defs that are being used.
 286     bool hasPhysRegClobbers : 1;       ///< Has any physreg defs, used or not.
 287     bool isPending        : 1;         ///< True once pending.
 288     bool isAvailable      : 1;         ///< True once available.
 289     bool isScheduled      : 1;         ///< True once scheduled.
 290     bool isScheduleHigh   : 1;         ///< True if preferable to schedule high.
 291     bool isScheduleLow    : 1;         ///< True if preferable to schedule low.
 292     bool isCloned         : 1;         ///< True if this node has been cloned.
 293     bool isUnbuffered     : 1;         ///< Uses an unbuffered resource.
 294     bool hasReservedResource : 1;      ///< Uses a reserved resource.
 295     Sched::Preference SchedulingPref = Sched::None; ///< Scheduling preference.
 296
 297   private:
 298     bool isDepthCurrent   : 1;         ///< True if Depth is current.
 299     bool isHeightCurrent  : 1;         ///< True if Height is current.
 300     unsigned Depth = 0;                ///< Node depth.
 301     unsigned Height = 0;               ///< Node height.
 302
 303   public:
 304     unsigned TopReadyCycle = 0; ///< Cycle relative to start when node is ready.
 305     unsigned BotReadyCycle = 0; ///< Cycle relative to end when node is ready.
 306
 307     const TargetRegisterClass *CopyDstRC =
 308         nullptr; ///< Is a special copy node if != nullptr.
 309     const TargetRegisterClass *CopySrcRC = nullptr;
 310
 311     /// Constructs an SUnit for pre-regalloc scheduling to represent an
 312     /// SDNode and any nodes flagged to it.
 313     SUnit(SDNode *node, unsigned nodenum)
 314       : Node(node), NodeNum(nodenum), isVRegCycle(false), isCall(false),
 315         isCallOp(false), isTwoAddress(false), isCommutable(false),
 316         hasPhysRegUses(false), hasPhysRegDefs(false), hasPhysRegClobbers(false),
 317         isPending(false), isAvailable(false), isScheduled(false),
 318         isScheduleHigh(false), isScheduleLow(false), isCloned(false),
 319         isUnbuffered(false), hasReservedResource(false), isDepthCurrent(false),
 320         isHeightCurrent(false) {}
 321
 322     /// Constructs an SUnit for post-regalloc scheduling to represent a
 323     /// MachineInstr.
 324     SUnit(MachineInstr *instr, unsigned nodenum)
 325       : Instr(instr), NodeNum(nodenum), isVRegCycle(false), isCall(false),
 326         isCallOp(false), isTwoAddress(false), isCommutable(false),
 327         hasPhysRegUses(false), hasPhysRegDefs(false), hasPhysRegClobbers(false),
 328         isPending(false), isAvailable(false), isScheduled(false),
 329         isScheduleHigh(false), isScheduleLow(false), isCloned(false),
 330         isUnbuffered(false), hasReservedResource(false), isDepthCurrent(false),
 331         isHeightCurrent(false) {}
 332
 333     /// Constructs a placeholder SUnit.
 334     SUnit()
 335       : isVRegCycle(false), isCall(false), isCallOp(false), isTwoAddress(false),
 336         isCommutable(false), hasPhysRegUses(false), hasPhysRegDefs(false),
 337         hasPhysRegClobbers(false), isPending(false), isAvailable(false),
 338         isScheduled(false), isScheduleHigh(false), isScheduleLow(false),
 339         isCloned(false), isUnbuffered(false), hasReservedResource(false),
 340         isDepthCurrent(false), isHeightCurrent(false) {}
 341
 342     /// Boundary nodes are placeholders for the boundary of the
 343     /// scheduling region.
 344     ///
 345     /// BoundaryNodes can have DAG edges, including Data edges, but they do not
 346     /// correspond to schedulable entities (e.g. instructions) and do not have a
 347     /// valid ID. Consequently, always check for boundary nodes before accessing
 348     /// an associative data structure keyed on node ID.
 349     bool isBoundaryNode() const { return NodeNum == BoundaryID; }
 350
 351     /// Assigns the representative SDNode for this SUnit. This may be used
 352     /// during pre-regalloc scheduling.
 353     void setNode(SDNode *N) {
 354       assert(!Instr && "Setting SDNode of SUnit with MachineInstr!");
 355       Node = N;
 356     }
 357
 358     /// Returns the representative SDNode for this SUnit. This may be used
 359     /// during pre-regalloc scheduling.
 360     SDNode *getNode() const {
 361       assert(!Instr && "Reading SDNode of SUnit with MachineInstr!");
 362       return Node;
 363     }
 364
 365     /// Returns true if this SUnit refers to a machine instruction as
 366     /// opposed to an SDNode.
 367     bool isInstr() const { return Instr; }
 368
 369     /// Assigns the instruction for the SUnit. This may be used during
 370     /// post-regalloc scheduling.
 371     void setInstr(MachineInstr *MI) {
 372       assert(!Node && "Setting MachineInstr of SUnit with SDNode!");
 373       Instr = MI;
 374     }
 375
 376     /// Returns the representative MachineInstr for this SUnit. This may be used
 377     /// during post-regalloc scheduling.
 378     MachineInstr *getInstr() const {
 379       assert(!Node && "Reading MachineInstr of SUnit with SDNode!");
 380       return Instr;
 381     }
 382
 383     /// Adds the specified edge as a pred of the current node if not already.
 384     /// It also adds the current node as a successor of the specified node.
 385     bool addPred(const SDep &D, bool Required = true);
 386
 387     /// Adds a barrier edge to SU by calling addPred(), with latency 0
 388     /// generally or latency 1 for a store followed by a load.
 389     bool addPredBarrier(SUnit *SU) {
 390       SDep Dep(SU, SDep::Barrier);
 391       unsigned TrueMemOrderLatency =
 392         ((SU->getInstr()->mayStore() && this->getInstr()->mayLoad()) ? 1 : 0);
 393       Dep.setLatency(TrueMemOrderLatency);
 394       return addPred(Dep);
 395     }
 396
 397     /// Removes the specified edge as a pred of the current node if it exists.
 398     /// It also removes the current node as a successor of the specified node.
 399     void removePred(const SDep &D);
 400
 401     /// Returns the depth of this node, which is the length of the maximum path
 402     /// up to any node which has no predecessors.
 403     unsigned getDepth() const {
 404       if (!isDepthCurrent)
 405         const_cast<SUnit *>(this)->ComputeDepth();
 406       return Depth;
 407     }
 408
 409     /// Returns the height of this node, which is the length of the
 410     /// maximum path down to any node which has no successors.
 411     unsigned getHeight() const {
 412       if (!isHeightCurrent)
 413         const_cast<SUnit *>(this)->ComputeHeight();
 414       return Height;
 415     }
 416
 417     /// If NewDepth is greater than this node's depth value, sets it to
 418     /// be the new depth value. This also recursively marks successor nodes
 419     /// dirty.
 420     void setDepthToAtLeast(unsigned NewDepth);
 421
 422     /// If NewDepth is greater than this node's depth value, set it to be
 423     /// the new height value. This also recursively marks predecessor nodes
 424     /// dirty.
 425     void setHeightToAtLeast(unsigned NewHeight);
 426
 427     /// Sets a flag in this node to indicate that its stored Depth value
 428     /// will require recomputation the next time getDepth() is called.
 429     void setDepthDirty();
 430
 431     /// Sets a flag in this node to indicate that its stored Height value
 432     /// will require recomputation the next time getHeight() is called.
 433     void setHeightDirty();
 434
 435     /// Tests if node N is a predecessor of this node.
 436     bool isPred(const SUnit *N) const {
 437       for (const SDep &Pred : Preds)
 438         if (Pred.getSUnit() == N)
 439           return true;
 440       return false;
 441     }
 442
 443     /// Tests if node N is a successor of this node.
 444     bool isSucc(const SUnit *N) const {
 445       for (const SDep &Succ : Succs)
 446         if (Succ.getSUnit() == N)
 447           return true;
 448       return false;
 449     }
 450
 451     bool isTopReady() const {
 452       return NumPredsLeft == 0;
 453     }
 454     bool isBottomReady() const {
 455       return NumSuccsLeft == 0;
 456     }
 457
 458     /// Orders this node's predecessor edges such that the critical path
 459     /// edge occurs first.
 460     void biasCriticalPath();
 461
 462     void dump(const ScheduleDAG *G) const;
 463     void dumpAll(const ScheduleDAG *G) const;
 464     raw_ostream &print(raw_ostream &O,
 465                        const SUnit *Entry = nullptr,
 466                        const SUnit *Exit = nullptr) const;
 467     raw_ostream &print(raw_ostream &O, const ScheduleDAG *G) const;
 468
 469   private:
 470     void ComputeDepth();
 471     void ComputeHeight();
 472   };
 473
 474   /// Returns true if the specified SDep is equivalent except for latency.
 475   inline bool SDep::overlaps(const SDep &Other) const {
 476     if (Dep != Other.Dep)
 477       return false;
 478     switch (Dep.getInt()) {
 479     case Data:
 480     case Anti:
 481     case Output:
 482       return Contents.Reg == Other.Contents.Reg;
 483     case Order:
 484       return Contents.OrdKind == Other.Contents.OrdKind;
 485     }
 486     llvm_unreachable("Invalid dependency kind!");
 487   }
 488
 489   //// Returns the SUnit to which this edge points.
 490   inline SUnit *SDep::getSUnit() const { return Dep.getPointer(); }
 491
 492   //// Assigns the SUnit to which this edge points.
 493   inline void SDep::setSUnit(SUnit *SU) { Dep.setPointer(SU); }
 494
 495   /// Returns an enum value representing the kind of the dependence.
 496   inline SDep::Kind SDep::getKind() const { return Dep.getInt(); }
 497
 498   //===--------------------------------------------------------------------===//
 499
 500   /// This interface is used to plug different priorities computation
 501   /// algorithms into the list scheduler. It implements the interface of a
 502   /// standard priority queue, where nodes are inserted in arbitrary order and
 503   /// returned in priority order.  The computation of the priority and the
 504   /// representation of the queue are totally up to the implementation to
 505   /// decide.
 506   class SchedulingPriorityQueue {
 507     virtual void anchor();
 508
 509     unsigned CurCycle = 0;
 510     bool HasReadyFilter;
 511
 512   public:
 513     SchedulingPriorityQueue(bool rf = false) :  HasReadyFilter(rf) {}
 514
 515     virtual ~SchedulingPriorityQueue() = default;
 516
 517     virtual bool isBottomUp() const = 0;
 518
 519     virtual void initNodes(std::vector<SUnit> &SUnits) = 0;
 520     virtual void addNode(const SUnit *SU) = 0;
 521     virtual void updateNode(const SUnit *SU) = 0;
 522     virtual void releaseState() = 0;
 523
 524     virtual bool empty() const = 0;
 525
 526     bool hasReadyFilter() const { return HasReadyFilter; }
 527
 528     virtual bool tracksRegPressure() const { return false; }
 529
 530     virtual bool isReady(SUnit *) const {
 531       assert(!HasReadyFilter && "The ready filter must override isReady()");
 532       return true;
 533     }
 534
 535     virtual void push(SUnit *U) = 0;
 536
 537     void push_all(const std::vector<SUnit *> &Nodes) {
 538       for (std::vector<SUnit *>::const_iterator I = Nodes.begin(),
 539            E = Nodes.end(); I != E; ++I)
 540         push(*I);
 541     }
 542
 543     virtual SUnit *pop() = 0;
 544
 545     virtual void remove(SUnit *SU) = 0;
 546
 547     virtual void dump(ScheduleDAG *) const {}
 548
 549     /// As each node is scheduled, this method is invoked.  This allows the
 550     /// priority function to adjust the priority of related unscheduled nodes,
 551     /// for example.
 552     virtual void scheduledNode(SUnit *) {}
 553
 554     virtual void unscheduledNode(SUnit *) {}
 555
 556     void setCurCycle(unsigned Cycle) {
 557       CurCycle = Cycle;
 558     }
 559
 560     unsigned getCurCycle() const {
 561       return CurCycle;
 562     }
 563   };
 564
 565   class ScheduleDAG {
 566   public:
 567     const TargetMachine &TM;            ///< Target processor
 568     const TargetInstrInfo *TII;         ///< Target instruction information
 569     const TargetRegisterInfo *TRI;      ///< Target processor register info
 570     MachineFunction &MF;                ///< Machine function
 571     MachineRegisterInfo &MRI;           ///< Virtual/real register map
 572     std::vector<SUnit> SUnits;          ///< The scheduling units.
 573     SUnit EntrySU;                      ///< Special node for the region entry.
 574     SUnit ExitSU;                       ///< Special node for the region exit.
 575
 576 #ifdef NDEBUG
 577     static const bool StressSched = false;
 578 #else
 579     bool StressSched;
 580 #endif
 581
 582     explicit ScheduleDAG(MachineFunction &mf);
 583
 584     virtual ~ScheduleDAG();
 585
 586     /// Clears the DAG state (between regions).
 587     void clearDAG();
 588
 589     /// Returns the MCInstrDesc of this SUnit.
 590     /// Returns NULL for SDNodes without a machine opcode.
 591     const MCInstrDesc *getInstrDesc(const SUnit *SU) const {
 592       if (SU->isInstr()) return &SU->getInstr()->getDesc();
 593       return getNodeDesc(SU->getNode());
 594     }
 595
 596     /// Pops up a GraphViz/gv window with the ScheduleDAG rendered using 'dot'.
 597     virtual void viewGraph(const Twine &Name, const Twine &Title);
 598     virtual void viewGraph();
 599
 600     virtual void dumpNode(const SUnit *SU) const = 0;
 601
 602     /// Returns a label for an SUnit node in a visualization of the ScheduleDAG.
 603     virtual std::string getGraphNodeLabel(const SUnit *SU) const = 0;
 604
 605     /// Returns a label for the region of code covered by the DAG.
 606     virtual std::string getDAGName() const = 0;
 607
 608     /// Adds custom features for a visualization of the ScheduleDAG.
 609     virtual void addCustomGraphFeatures(GraphWriter<ScheduleDAG*> &) const {}
 610
 611 #ifndef NDEBUG
 612     /// Verifies that all SUnits were scheduled and that their state is
 613     /// consistent. Returns the number of scheduled SUnits.
 614     unsigned VerifyScheduledDAG(bool isBottomUp);
 615 #endif
 616
 617   private:
 618     /// Returns the MCInstrDesc of this SDNode or NULL.
 619     const MCInstrDesc *getNodeDesc(const SDNode *Node) const;
 620   };
 621
 622   class SUnitIterator : public std::iterator<std::forward_iterator_tag,
 623                                              SUnit, ptrdiff_t> {
 624     SUnit *Node;
 625     unsigned Operand;
 626
 627     SUnitIterator(SUnit *N, unsigned Op) : Node(N), Operand(Op) {}
 628
 629   public:
 630     bool operator==(const SUnitIterator& x) const {
 631       return Operand == x.Operand;
 632     }
 633     bool operator!=(const SUnitIterator& x) const { return !operator==(x); }
 634
 635     pointer operator*() const {
 636       return Node->Preds[Operand].getSUnit();
 637     }
 638     pointer operator->() const { return operator*(); }
 639
 640     SUnitIterator& operator++() {                // Preincrement
 641       ++Operand;
 642       return *this;
 643     }
 644     SUnitIterator operator++(int) { // Postincrement
 645       SUnitIterator tmp = *this; ++*this; return tmp;
 646     }
 647
 648     static SUnitIterator begin(SUnit *N) { return SUnitIterator(N, 0); }
 649     static SUnitIterator end  (SUnit *N) {
 650       return SUnitIterator(N, (unsigned)N->Preds.size());
 651     }
 652
 653     unsigned getOperand() const { return Operand; }
 654     const SUnit *getNode() const { return Node; }
 655
 656     /// Tests if this is not an SDep::Data dependence.
 657     bool isCtrlDep() const {
 658       return getSDep().isCtrl();
 659     }
 660     bool isArtificialDep() const {
 661       return getSDep().isArtificial();
 662     }
 663     const SDep &getSDep() const {
 664       return Node->Preds[Operand];
 665     }
 666   };
 667
 668   template <> struct GraphTraits<SUnit*> {
 669     typedef SUnit *NodeRef;
 670     typedef SUnitIterator ChildIteratorType;
 671     static NodeRef getEntryNode(SUnit *N) { return N; }
 672     static ChildIteratorType child_begin(NodeRef N) {
 673       return SUnitIterator::begin(N);
 674     }
 675     static ChildIteratorType child_end(NodeRef N) {
 676       return SUnitIterator::end(N);
 677     }
 678   };
 679
 680   template <> struct GraphTraits<ScheduleDAG*> : public GraphTraits<SUnit*> {
 681     typedef pointer_iterator<std::vector<SUnit>::iterator> nodes_iterator;
 682     static nodes_iterator nodes_begin(ScheduleDAG *G) {
 683       return nodes_iterator(G->SUnits.begin());
 684     }
 685     static nodes_iterator nodes_end(ScheduleDAG *G) {
 686       return nodes_iterator(G->SUnits.end());
 687     }
 688   };
 689
 690   /// This class can compute a topological ordering for SUnits and provides
 691   /// methods for dynamically updating the ordering as new edges are added.
 692   ///
 693   /// This allows a very fast implementation of IsReachable, for example.
 694   class ScheduleDAGTopologicalSort {
 695     /// A reference to the ScheduleDAG's SUnits.
 696     std::vector<SUnit> &SUnits;
 697     SUnit *ExitSU;
 698
 699     /// Maps topological index to the node number.
 700     std::vector<int> Index2Node;
 701     /// Maps the node number to its topological index.
 702     std::vector<int> Node2Index;
 703     /// a set of nodes visited during a DFS traversal.
 704     BitVector Visited;
 705
 706     /// Makes a DFS traversal and mark all nodes affected by the edge insertion.
 707     /// These nodes will later get new topological indexes by means of the Shift
 708     /// method.
 709     void DFS(const SUnit *SU, int UpperBound, bool& HasLoop);
 710
 711     /// Reassigns topological indexes for the nodes in the DAG to
 712     /// preserve the topological ordering.
 713     void Shift(BitVector& Visited, int LowerBound, int UpperBound);
 714
 715     /// Assigns the topological index to the node n.
 716     void Allocate(int n, int index);
 717
 718   public:
 719     ScheduleDAGTopologicalSort(std::vector<SUnit> &SUnits, SUnit *ExitSU);
 720
 721     /// Creates the initial topological ordering from the DAG to be scheduled.
 722     void InitDAGTopologicalSorting();
 723
 724     /// Returns an array of SUs that are both in the successor
 725     /// subtree of StartSU and in the predecessor subtree of TargetSU.
 726     /// StartSU and TargetSU are not in the array.
 727     /// Success is false if TargetSU is not in the successor subtree of
 728     /// StartSU, else it is true.
 729     std::vector<int> GetSubGraph(const SUnit &StartSU, const SUnit &TargetSU,
 730                                  bool &Success);
 731
 732     /// Checks if \p SU is reachable from \p TargetSU.
 733     bool IsReachable(const SUnit *SU, const SUnit *TargetSU);
 734
 735     /// Returns true if addPred(TargetSU, SU) creates a cycle.
 736     bool WillCreateCycle(SUnit *TargetSU, SUnit *SU);
 737
 738     /// Updates the topological ordering to accommodate an edge to be
 739     /// added from SUnit \p X to SUnit \p Y.
 740     void AddPred(SUnit *Y, SUnit *X);
 741
 742     /// Updates the topological ordering to accommodate an an edge to be
 743     /// removed from the specified node \p N from the predecessors of the
 744     /// current node \p M.
 745     void RemovePred(SUnit *M, SUnit *N);
 746
 747     typedef std::vector<int>::iterator iterator;
 748     typedef std::vector<int>::const_iterator const_iterator;
 749     iterator begin() { return Index2Node.begin(); }
 750     const_iterator begin() const { return Index2Node.begin(); }
 751     iterator end() { return Index2Node.end(); }
 752     const_iterator end() const { return Index2Node.end(); }
 753
 754     typedef std::vector<int>::reverse_iterator reverse_iterator;
 755     typedef std::vector<int>::const_reverse_iterator const_reverse_iterator;
 756     reverse_iterator rbegin() { return Index2Node.rbegin(); }
 757     const_reverse_iterator rbegin() const { return Index2Node.rbegin(); }
 758     reverse_iterator rend() { return Index2Node.rend(); }
 759     const_reverse_iterator rend() const { return Index2Node.rend(); }
 760   };
 761
 762 } // end namespace llvm
 763
 764 #endif // LLVM_CODEGEN_SCHEDULEDAG_H