contrib/llvm/include/llvm/CodeGen/TargetSchedule.h

   1 //===- llvm/CodeGen/TargetSchedule.h - Sched Machine Model ------*- 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 // This file defines a wrapper around MCSchedModel that allows the interface to
  11 // benefit from information currently only available in TargetInstrInfo.
  12 // Ideally, the scheduling interface would be fully defined in the MC layer.
  13 //
  14 //===----------------------------------------------------------------------===//
  15
  16 #ifndef LLVM_CODEGEN_TARGETSCHEDULE_H
  17 #define LLVM_CODEGEN_TARGETSCHEDULE_H
  18
  19 #include "llvm/ADT/Optional.h"
  20 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
  21 #include "llvm/CodeGen/TargetSubtargetInfo.h"
  22 #include "llvm/Config/llvm-config.h"
  23 #include "llvm/MC/MCInstrItineraries.h"
  24 #include "llvm/MC/MCSchedule.h"
  25
  26 namespace llvm {
  27
  28 class MachineInstr;
  29 class TargetInstrInfo;
  30
  31 /// Provide an instruction scheduling machine model to CodeGen passes.
  32 class TargetSchedModel {
  33   // For efficiency, hold a copy of the statically defined MCSchedModel for this
  34   // processor.
  35   MCSchedModel SchedModel;
  36   InstrItineraryData InstrItins;
  37   const TargetSubtargetInfo *STI = nullptr;
  38   const TargetInstrInfo *TII = nullptr;
  39
  40   SmallVector<unsigned, 16> ResourceFactors;
  41   unsigned MicroOpFactor; // Multiply to normalize microops to resource units.
  42   unsigned ResourceLCM;   // Resource units per cycle. Latency normalization factor.
  43
  44   unsigned computeInstrLatency(const MCSchedClassDesc &SCDesc) const;
  45
  46 public:
  47   TargetSchedModel() : SchedModel(MCSchedModel::GetDefaultSchedModel()) {}
  48
  49   /// Initialize the machine model for instruction scheduling.
  50   ///
  51   /// The machine model API keeps a copy of the top-level MCSchedModel table
  52   /// indices and may query TargetSubtargetInfo and TargetInstrInfo to resolve
  53   /// dynamic properties.
  54   void init(const TargetSubtargetInfo *TSInfo);
  55
  56   /// Return the MCSchedClassDesc for this instruction.
  57   const MCSchedClassDesc *resolveSchedClass(const MachineInstr *MI) const;
  58
  59   /// TargetSubtargetInfo getter.
  60   const TargetSubtargetInfo *getSubtargetInfo() const { return STI; }
  61
  62   /// TargetInstrInfo getter.
  63   const TargetInstrInfo *getInstrInfo() const { return TII; }
  64
  65   /// Return true if this machine model includes an instruction-level
  66   /// scheduling model.
  67   ///
  68   /// This is more detailed than the course grain IssueWidth and default
  69   /// latency properties, but separate from the per-cycle itinerary data.
  70   bool hasInstrSchedModel() const;
  71
  72   const MCSchedModel *getMCSchedModel() const { return &SchedModel; }
  73
  74   /// Return true if this machine model includes cycle-to-cycle itinerary
  75   /// data.
  76   ///
  77   /// This models scheduling at each stage in the processor pipeline.
  78   bool hasInstrItineraries() const;
  79
  80   const InstrItineraryData *getInstrItineraries() const {
  81     if (hasInstrItineraries())
  82       return &InstrItins;
  83     return nullptr;
  84   }
  85
  86   /// Return true if this machine model includes an instruction-level
  87   /// scheduling model or cycle-to-cycle itinerary data.
  88   bool hasInstrSchedModelOrItineraries() const {
  89     return hasInstrSchedModel() || hasInstrItineraries();
  90   }
  91
  92   /// Identify the processor corresponding to the current subtarget.
  93   unsigned getProcessorID() const { return SchedModel.getProcessorID(); }
  94
  95   /// Maximum number of micro-ops that may be scheduled per cycle.
  96   unsigned getIssueWidth() const { return SchedModel.IssueWidth; }
  97
  98   /// Return true if new group must begin.
  99   bool mustBeginGroup(const MachineInstr *MI,
 100                           const MCSchedClassDesc *SC = nullptr) const;
 101   /// Return true if current group must end.
 102   bool mustEndGroup(const MachineInstr *MI,
 103                           const MCSchedClassDesc *SC = nullptr) const;
 104
 105   /// Return the number of issue slots required for this MI.
 106   unsigned getNumMicroOps(const MachineInstr *MI,
 107                           const MCSchedClassDesc *SC = nullptr) const;
 108
 109   /// Get the number of kinds of resources for this target.
 110   unsigned getNumProcResourceKinds() const {
 111     return SchedModel.getNumProcResourceKinds();
 112   }
 113
 114   /// Get a processor resource by ID for convenience.
 115   const MCProcResourceDesc *getProcResource(unsigned PIdx) const {
 116     return SchedModel.getProcResource(PIdx);
 117   }
 118
 119 #if !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
 120   const char *getResourceName(unsigned PIdx) const {
 121     if (!PIdx)
 122       return "MOps";
 123     return SchedModel.getProcResource(PIdx)->Name;
 124   }
 125 #endif
 126
 127   using ProcResIter = const MCWriteProcResEntry *;
 128
 129   // Get an iterator into the processor resources consumed by this
 130   // scheduling class.
 131   ProcResIter getWriteProcResBegin(const MCSchedClassDesc *SC) const {
 132     // The subtarget holds a single resource table for all processors.
 133     return STI->getWriteProcResBegin(SC);
 134   }
 135   ProcResIter getWriteProcResEnd(const MCSchedClassDesc *SC) const {
 136     return STI->getWriteProcResEnd(SC);
 137   }
 138
 139   /// Multiply the number of units consumed for a resource by this factor
 140   /// to normalize it relative to other resources.
 141   unsigned getResourceFactor(unsigned ResIdx) const {
 142     return ResourceFactors[ResIdx];
 143   }
 144
 145   /// Multiply number of micro-ops by this factor to normalize it
 146   /// relative to other resources.
 147   unsigned getMicroOpFactor() const {
 148     return MicroOpFactor;
 149   }
 150
 151   /// Multiply cycle count by this factor to normalize it relative to
 152   /// other resources. This is the number of resource units per cycle.
 153   unsigned getLatencyFactor() const {
 154     return ResourceLCM;
 155   }
 156
 157   /// Number of micro-ops that may be buffered for OOO execution.
 158   unsigned getMicroOpBufferSize() const { return SchedModel.MicroOpBufferSize; }
 159
 160   /// Number of resource units that may be buffered for OOO execution.
 161   /// \return The buffer size in resource units or -1 for unlimited.
 162   int getResourceBufferSize(unsigned PIdx) const {
 163     return SchedModel.getProcResource(PIdx)->BufferSize;
 164   }
 165
 166   /// Compute operand latency based on the available machine model.
 167   ///
 168   /// Compute and return the latency of the given data dependent def and use
 169   /// when the operand indices are already known. UseMI may be NULL for an
 170   /// unknown user.
 171   unsigned computeOperandLatency(const MachineInstr *DefMI, unsigned DefOperIdx,
 172                                  const MachineInstr *UseMI, unsigned UseOperIdx)
 173     const;
 174
 175   /// Compute the instruction latency based on the available machine
 176   /// model.
 177   ///
 178   /// Compute and return the expected latency of this instruction independent of
 179   /// a particular use. computeOperandLatency is the preferred API, but this is
 180   /// occasionally useful to help estimate instruction cost.
 181   ///
 182   /// If UseDefaultDefLatency is false and no new machine sched model is
 183   /// present this method falls back to TII->getInstrLatency with an empty
 184   /// instruction itinerary (this is so we preserve the previous behavior of the
 185   /// if converter after moving it to TargetSchedModel).
 186   unsigned computeInstrLatency(const MachineInstr *MI,
 187                                bool UseDefaultDefLatency = true) const;
 188   unsigned computeInstrLatency(const MCInst &Inst) const;
 189   unsigned computeInstrLatency(unsigned Opcode) const;
 190
 191
 192   /// Output dependency latency of a pair of defs of the same register.
 193   ///
 194   /// This is typically one cycle.
 195   unsigned computeOutputLatency(const MachineInstr *DefMI, unsigned DefOperIdx,
 196                                 const MachineInstr *DepMI) const;
 197
 198   /// Compute the reciprocal throughput of the given instruction.
 199   double computeReciprocalThroughput(const MachineInstr *MI) const;
 200   double computeReciprocalThroughput(const MCInst &MI) const;
 201   double computeReciprocalThroughput(unsigned Opcode) const;
 202 };
 203
 204 } // end namespace llvm
 205
 206 #endif // LLVM_CODEGEN_TARGETSCHEDULE_H