tools/llvm-mca/Pipeline.h

   1 //===--------------------- Pipeline.h ---------------------------*- 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 /// \file
  10 ///
  11 /// This file implements an ordered container of stages that simulate the
  12 /// pipeline of a hardware backend.
  13 ///
  14 //===----------------------------------------------------------------------===//
  15
  16 #ifndef LLVM_TOOLS_LLVM_MCA_PIPELINE_H
  17 #define LLVM_TOOLS_LLVM_MCA_PIPELINE_H
  18
  19 #include "Scheduler.h"
  20 #include "Stage.h"
  21 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
  22
  23 namespace mca {
  24
  25 class HWEventListener;
  26 class HWInstructionEvent;
  27 class HWStallEvent;
  28
  29 /// A pipeline for a specific subtarget.
  30 ///
  31 /// It emulates an out-of-order execution of instructions. Instructions are
  32 /// fetched from a MCInst sequence managed by an initial 'Fetch' stage.
  33 /// Instructions are firstly fetched, then dispatched to the schedulers, and
  34 /// then executed.
  35 ///
  36 /// This class tracks the lifetime of an instruction from the moment where
  37 /// it gets dispatched to the schedulers, to the moment where it finishes
  38 /// executing and register writes are architecturally committed.
  39 /// In particular, it monitors changes in the state of every instruction
  40 /// in flight.
  41 ///
  42 /// Instructions are executed in a loop of iterations. The number of iterations
  43 /// is defined by the SourceMgr object, which is managed by the initial stage
  44 /// of the instruction pipeline.
  45 ///
  46 /// The Pipeline entry point is method 'run()' which executes cycles in a loop
  47 /// until there are new instructions to dispatch, and not every instruction
  48 /// has been retired.
  49 ///
  50 /// Internally, the Pipeline collects statistical information in the form of
  51 /// histograms. For example, it tracks how the dispatch group size changes
  52 /// over time.
  53 class Pipeline {
  54   Pipeline(const Pipeline &P) = delete;
  55   Pipeline &operator=(const Pipeline &P) = delete;
  56
  57   /// An ordered list of stages that define this instruction pipeline.
  58   llvm::SmallVector<std::unique_ptr<Stage>, 8> Stages;
  59   std::set<HWEventListener *> Listeners;
  60   unsigned Cycles;
  61
  62   void preExecuteStages();
  63   bool executeStages(InstRef &IR);
  64   void postExecuteStages();
  65   void runCycle();
  66
  67   bool hasWorkToProcess();
  68   void notifyCycleBegin();
  69   void notifyCycleEnd();
  70
  71 public:
  72   Pipeline() : Cycles(0) {}
  73   void appendStage(std::unique_ptr<Stage> S) { Stages.push_back(std::move(S)); }
  74   void run();
  75   void addEventListener(HWEventListener *Listener);
  76 };
  77 } // namespace mca
  78
  79 #endif // LLVM_TOOLS_LLVM_MCA_PIPELINE_H