OSDN Git Service

2012-10-08 Tobias Burnus <burnus@net-b.de>
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / sched-int.h
1 /* Instruction scheduling pass.  This file contains definitions used
2    internally in the scheduler.
3    Copyright (C) 1992, 1993, 1994, 1995, 1996, 1997, 1998, 1999, 2000,
4    2001, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009, 2010
5    Free Software Foundation, Inc.
6
7 This file is part of GCC.
8
9 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
10 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
11 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
12 version.
13
14 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
15 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
16 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
17 for more details.
18
19 You should have received a copy of the GNU General Public License
20 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
21 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
22
23 #ifndef GCC_SCHED_INT_H
24 #define GCC_SCHED_INT_H
25
26 #ifdef INSN_SCHEDULING
27
28 /* For state_t.  */
29 #include "insn-attr.h"
30 #include "df.h"
31 #include "basic-block.h"
32
33 /* For VEC (int, heap).  */
34 #include "vecprim.h"
35
36 /* Identificator of a scheduler pass.  */
37 enum sched_pass_id_t { SCHED_PASS_UNKNOWN, SCHED_RGN_PASS, SCHED_EBB_PASS,
38                        SCHED_SMS_PASS, SCHED_SEL_PASS };
39
40 /* The algorithm used to implement -fsched-pressure.  */
41 enum sched_pressure_algorithm
42 {
43   SCHED_PRESSURE_NONE,
44   SCHED_PRESSURE_WEIGHTED,
45   SCHED_PRESSURE_MODEL
46 };
47
48 typedef VEC (basic_block, heap) *bb_vec_t;
49 typedef VEC (rtx, heap) *insn_vec_t;
50 typedef VEC (rtx, heap) *rtx_vec_t;
51
52 extern void sched_init_bbs (void);
53
54 extern void sched_extend_luids (void);
55 extern void sched_init_insn_luid (rtx);
56 extern void sched_init_luids (bb_vec_t);
57 extern void sched_finish_luids (void);
58
59 extern void sched_extend_target (void);
60
61 extern void haifa_init_h_i_d (bb_vec_t);
62 extern void haifa_finish_h_i_d (void);
63
64 /* Hooks that are common to all the schedulers.  */
65 struct common_sched_info_def
66 {
67   /* Called after blocks were rearranged due to movement of jump instruction.
68      The first parameter - index of basic block, in which jump currently is.
69      The second parameter - index of basic block, in which jump used
70      to be.
71      The third parameter - index of basic block, that follows the second
72      parameter.  */
73   void (*fix_recovery_cfg) (int, int, int);
74
75   /* Called to notify frontend, that new basic block is being added.
76      The first parameter - new basic block.
77      The second parameter - block, after which new basic block is being added,
78      or EXIT_BLOCK_PTR, if recovery block is being added,
79      or NULL, if standalone block is being added.  */
80   void (*add_block) (basic_block, basic_block);
81
82   /* Estimate number of insns in the basic block.  */
83   int (*estimate_number_of_insns) (basic_block);
84
85   /* Given a non-insn (!INSN_P (x)) return
86      -1 - if this rtx don't need a luid.
87      0 - if it should have the same luid as the previous insn.
88      1 - if it needs a separate luid.  */
89   int (*luid_for_non_insn) (rtx);
90
91   /* Scheduler pass identifier.  It is preferably used in assertions.  */
92   enum sched_pass_id_t sched_pass_id;
93 };
94
95 extern struct common_sched_info_def *common_sched_info;
96
97 extern const struct common_sched_info_def haifa_common_sched_info;
98
99 /* Return true if selective scheduling pass is working.  */
100 static inline bool
101 sel_sched_p (void)
102 {
103   return common_sched_info->sched_pass_id == SCHED_SEL_PASS;
104 }
105
106 /* Returns maximum priority that an insn was assigned to.  */
107 extern int get_rgn_sched_max_insns_priority (void);
108
109 /* Increases effective priority for INSN by AMOUNT.  */
110 extern void sel_add_to_insn_priority (rtx, int);
111
112 /* True if during selective scheduling we need to emulate some of haifa
113    scheduler behaviour.  */
114 extern int sched_emulate_haifa_p;
115
116 /* Mapping from INSN_UID to INSN_LUID.  In the end all other per insn data
117    structures should be indexed by luid.  */
118 extern VEC (int, heap) *sched_luids;
119 #define INSN_LUID(INSN) (VEC_index (int, sched_luids, INSN_UID (INSN)))
120 #define LUID_BY_UID(UID) (VEC_index (int, sched_luids, UID))
121
122 #define SET_INSN_LUID(INSN, LUID) \
123 (VEC_replace (int, sched_luids, INSN_UID (INSN), (LUID)))
124
125 /* The highest INSN_LUID.  */
126 extern int sched_max_luid;
127
128 extern int insn_luid (rtx);
129
130 /* This list holds ripped off notes from the current block.  These notes will
131    be attached to the beginning of the block when its scheduling is
132    finished.  */
133 extern rtx note_list;
134
135 extern void remove_notes (rtx, rtx);
136 extern rtx restore_other_notes (rtx, basic_block);
137 extern void sched_insns_init (rtx);
138 extern void sched_insns_finish (void);
139
140 extern void *xrecalloc (void *, size_t, size_t, size_t);
141
142 extern void reemit_notes (rtx);
143
144 /* Functions in haifa-sched.c.  */
145 extern int haifa_classify_insn (const_rtx);
146
147 /* Functions in sel-sched-ir.c.  */
148 extern void sel_find_rgns (void);
149 extern void sel_mark_hard_insn (rtx);
150
151 extern size_t dfa_state_size;
152
153 extern void advance_state (state_t);
154
155 extern void setup_sched_dump (void);
156 extern void sched_init (void);
157 extern void sched_finish (void);
158
159 extern bool sel_insn_is_speculation_check (rtx);
160
161 /* Describe the ready list of the scheduler.
162    VEC holds space enough for all insns in the current region.  VECLEN
163    says how many exactly.
164    FIRST is the index of the element with the highest priority; i.e. the
165    last one in the ready list, since elements are ordered by ascending
166    priority.
167    N_READY determines how many insns are on the ready list.
168    N_DEBUG determines how many debug insns are on the ready list.  */
169 struct ready_list
170 {
171   rtx *vec;
172   int veclen;
173   int first;
174   int n_ready;
175   int n_debug;
176 };
177
178 extern char *ready_try;
179 extern struct ready_list ready;
180
181 extern int max_issue (struct ready_list *, int, state_t, bool, int *);
182
183 extern void ebb_compute_jump_reg_dependencies (rtx, regset);
184
185 extern edge find_fallthru_edge_from (basic_block);
186
187 extern void (* sched_init_only_bb) (basic_block, basic_block);
188 extern basic_block (* sched_split_block) (basic_block, rtx);
189 extern basic_block sched_split_block_1 (basic_block, rtx);
190 extern basic_block (* sched_create_empty_bb) (basic_block);
191 extern basic_block sched_create_empty_bb_1 (basic_block);
192
193 extern basic_block sched_create_recovery_block (basic_block *);
194 extern void sched_create_recovery_edges (basic_block, basic_block,
195                                          basic_block);
196
197 /* Pointer to data describing the current DFA state.  */
198 extern state_t curr_state;
199
200 /* Type to represent status of a dependence.  */
201 typedef int ds_t;
202
203 /* Type to represent weakness of speculative dependence.  */
204 typedef int dw_t;
205
206 extern enum reg_note ds_to_dk (ds_t);
207 extern ds_t dk_to_ds (enum reg_note);
208
209 /* Describe a dependency that can be broken by making a replacement
210    in one of the patterns.  LOC is the location, ORIG and NEWVAL the
211    two alternative contents, and INSN the instruction that must be
212    changed.  */
213 struct dep_replacement
214 {
215   rtx *loc;
216   rtx orig;
217   rtx newval;
218   rtx insn;
219 };
220
221 /* Information about the dependency.  */
222 struct _dep
223 {
224   /* Producer.  */
225   rtx pro;
226
227   /* Consumer.  */
228   rtx con;
229
230   /* If nonnull, holds a pointer to information about how to break the
231      dependency by making a replacement in one of the insns.  There is
232      only one such dependency for each insn that must be modified in
233      order to break such a dependency.  */
234   struct dep_replacement *replace;
235
236   /* Dependency status.  This field holds all dependency types and additional
237      information for speculative dependencies.  */
238   ds_t status;
239
240   /* Dependency major type.  This field is superseded by STATUS above.
241      Though, it is still in place because some targets use it.  */
242   ENUM_BITFIELD(reg_note) type:6;
243
244   unsigned nonreg:1;
245   unsigned multiple:1;
246
247   /* Cached cost of the dependency.  Make sure to update UNKNOWN_DEP_COST
248      when changing the size of this field.  */
249   int cost:20;
250 };
251
252 #define UNKNOWN_DEP_COST (-1<<19)
253
254 typedef struct _dep dep_def;
255 typedef dep_def *dep_t;
256
257 #define DEP_PRO(D) ((D)->pro)
258 #define DEP_CON(D) ((D)->con)
259 #define DEP_TYPE(D) ((D)->type)
260 #define DEP_STATUS(D) ((D)->status)
261 #define DEP_COST(D) ((D)->cost)
262 #define DEP_NONREG(D) ((D)->nonreg)
263 #define DEP_MULTIPLE(D) ((D)->multiple)
264 #define DEP_REPLACE(D) ((D)->replace)
265
266 /* Functions to work with dep.  */
267
268 extern void init_dep_1 (dep_t, rtx, rtx, enum reg_note, ds_t);
269 extern void init_dep (dep_t, rtx, rtx, enum reg_note);
270
271 extern void sd_debug_dep (dep_t);
272
273 /* Definition of this struct resides below.  */
274 struct _dep_node;
275 typedef struct _dep_node *dep_node_t;
276
277 /* A link in the dependency list.  This is essentially an equivalent of a
278    single {INSN, DEPS}_LIST rtx.  */
279 struct _dep_link
280 {
281   /* Dep node with all the data.  */
282   dep_node_t node;
283
284   /* Next link in the list. For the last one it is NULL.  */
285   struct _dep_link *next;
286
287   /* Pointer to the next field of the previous link in the list.
288      For the first link this points to the deps_list->first.
289
290      With help of this field it is easy to remove and insert links to the
291      list.  */
292   struct _dep_link **prev_nextp;
293 };
294 typedef struct _dep_link *dep_link_t;
295
296 #define DEP_LINK_NODE(N) ((N)->node)
297 #define DEP_LINK_NEXT(N) ((N)->next)
298 #define DEP_LINK_PREV_NEXTP(N) ((N)->prev_nextp)
299
300 /* Macros to work dep_link.  For most usecases only part of the dependency
301    information is need.  These macros conveniently provide that piece of
302    information.  */
303
304 #define DEP_LINK_DEP(N) (DEP_NODE_DEP (DEP_LINK_NODE (N)))
305 #define DEP_LINK_PRO(N) (DEP_PRO (DEP_LINK_DEP (N)))
306 #define DEP_LINK_CON(N) (DEP_CON (DEP_LINK_DEP (N)))
307 #define DEP_LINK_TYPE(N) (DEP_TYPE (DEP_LINK_DEP (N)))
308 #define DEP_LINK_STATUS(N) (DEP_STATUS (DEP_LINK_DEP (N)))
309
310 /* A list of dep_links.  */
311 struct _deps_list
312 {
313   /* First element.  */
314   dep_link_t first;
315
316   /* Total number of elements in the list.  */
317   int n_links;
318 };
319 typedef struct _deps_list *deps_list_t;
320
321 #define DEPS_LIST_FIRST(L) ((L)->first)
322 #define DEPS_LIST_N_LINKS(L) ((L)->n_links)
323
324 /* Suppose we have a dependence Y between insn pro1 and con1, where pro1 has
325    additional dependents con0 and con2, and con1 is dependent on additional
326    insns pro0 and pro1:
327
328    .con0      pro0
329    . ^         |
330    . |         |
331    . |         |
332    . X         A
333    . |         |
334    . |         |
335    . |         V
336    .pro1--Y-->con1
337    . |         ^
338    . |         |
339    . |         |
340    . Z         B
341    . |         |
342    . |         |
343    . V         |
344    .con2      pro2
345
346    This is represented using a "dep_node" for each dependence arc, which are
347    connected as follows (diagram is centered around Y which is fully shown;
348    other dep_nodes shown partially):
349
350    .          +------------+    +--------------+    +------------+
351    .          : dep_node X :    |  dep_node Y  |    : dep_node Z :
352    .          :            :    |              |    :            :
353    .          :            :    |              |    :            :
354    .          : forw       :    |  forw        |    : forw       :
355    .          : +--------+ :    |  +--------+  |    : +--------+ :
356    forw_deps  : |dep_link| :    |  |dep_link|  |    : |dep_link| :
357    +-----+    : | +----+ | :    |  | +----+ |  |    : | +----+ | :
358    |first|----->| |next|-+------+->| |next|-+--+----->| |next|-+--->NULL
359    +-----+    : | +----+ | :    |  | +----+ |  |    : | +----+ | :
360    . ^  ^     : |     ^  | :    |  |     ^  |  |    : |        | :
361    . |  |     : |     |  | :    |  |     |  |  |    : |        | :
362    . |  +--<----+--+  +--+---<--+--+--+  +--+--+--<---+--+     | :
363    . |        : |  |     | :    |  |  |     |  |    : |  |     | :
364    . |        : | +----+ | :    |  | +----+ |  |    : | +----+ | :
365    . |        : | |prev| | :    |  | |prev| |  |    : | |prev| | :
366    . |        : | |next| | :    |  | |next| |  |    : | |next| | :
367    . |        : | +----+ | :    |  | +----+ |  |    : | +----+ | :
368    . |        : |        | :<-+ |  |        |  |<-+ : |        | :<-+
369    . |        : | +----+ | :  | |  | +----+ |  |  | : | +----+ | :  |
370    . |        : | |node|-+----+ |  | |node|-+--+--+ : | |node|-+----+
371    . |        : | +----+ | :    |  | +----+ |  |    : | +----+ | :
372    . |        : |        | :    |  |        |  |    : |        | :
373    . |        : +--------+ :    |  +--------+  |    : +--------+ :
374    . |        :            :    |              |    :            :
375    . |        :  SAME pro1 :    |  +--------+  |    :  SAME pro1 :
376    . |        :  DIFF con0 :    |  |dep     |  |    :  DIFF con2 :
377    . |        :            :    |  |        |  |    :            :
378    . |                          |  | +----+ |  |
379    .RTX<------------------------+--+-|pro1| |  |
380    .pro1                        |  | +----+ |  |
381    .                            |  |        |  |
382    .                            |  | +----+ |  |
383    .RTX<------------------------+--+-|con1| |  |
384    .con1                        |  | +----+ |  |
385    . |                          |  |        |  |
386    . |                          |  | +----+ |  |
387    . |                          |  | |kind| |  |
388    . |                          |  | +----+ |  |
389    . |        :            :    |  | |stat| |  |    :            :
390    . |        :  DIFF pro0 :    |  | +----+ |  |    :  DIFF pro2 :
391    . |        :  SAME con1 :    |  |        |  |    :  SAME con1 :
392    . |        :            :    |  +--------+  |    :            :
393    . |        :            :    |              |    :            :
394    . |        : back       :    |  back        |    : back       :
395    . v        : +--------+ :    |  +--------+  |    : +--------+ :
396    back_deps  : |dep_link| :    |  |dep_link|  |    : |dep_link| :
397    +-----+    : | +----+ | :    |  | +----+ |  |    : | +----+ | :
398    |first|----->| |next|-+------+->| |next|-+--+----->| |next|-+--->NULL
399    +-----+    : | +----+ | :    |  | +----+ |  |    : | +----+ | :
400    .    ^     : |     ^  | :    |  |     ^  |  |    : |        | :
401    .    |     : |     |  | :    |  |     |  |  |    : |        | :
402    .    +--<----+--+  +--+---<--+--+--+  +--+--+--<---+--+     | :
403    .          : |  |     | :    |  |  |     |  |    : |  |     | :
404    .          : | +----+ | :    |  | +----+ |  |    : | +----+ | :
405    .          : | |prev| | :    |  | |prev| |  |    : | |prev| | :
406    .          : | |next| | :    |  | |next| |  |    : | |next| | :
407    .          : | +----+ | :    |  | +----+ |  |    : | +----+ | :
408    .          : |        | :<-+ |  |        |  |<-+ : |        | :<-+
409    .          : | +----+ | :  | |  | +----+ |  |  | : | +----+ | :  |
410    .          : | |node|-+----+ |  | |node|-+--+--+ : | |node|-+----+
411    .          : | +----+ | :    |  | +----+ |  |    : | +----+ | :
412    .          : |        | :    |  |        |  |    : |        | :
413    .          : +--------+ :    |  +--------+  |    : +--------+ :
414    .          :            :    |              |    :            :
415    .          : dep_node A :    |  dep_node Y  |    : dep_node B :
416    .          +------------+    +--------------+    +------------+
417 */
418
419 struct _dep_node
420 {
421   /* Backward link.  */
422   struct _dep_link back;
423
424   /* The dep.  */
425   struct _dep dep;
426
427   /* Forward link.  */
428   struct _dep_link forw;
429 };
430
431 #define DEP_NODE_BACK(N) (&(N)->back)
432 #define DEP_NODE_DEP(N) (&(N)->dep)
433 #define DEP_NODE_FORW(N) (&(N)->forw)
434
435 /* The following enumeration values tell us what dependencies we
436    should use to implement the barrier.  We use true-dependencies for
437    TRUE_BARRIER and anti-dependencies for MOVE_BARRIER.  */
438 enum reg_pending_barrier_mode
439 {
440   NOT_A_BARRIER = 0,
441   MOVE_BARRIER,
442   TRUE_BARRIER
443 };
444
445 /* Whether a register movement is associated with a call.  */
446 enum post_call_group
447 {
448   not_post_call,
449   post_call,
450   post_call_initial
451 };
452
453 /* Insns which affect pseudo-registers.  */
454 struct deps_reg
455 {
456   rtx uses;
457   rtx sets;
458   rtx implicit_sets;
459   rtx control_uses;
460   rtx clobbers;
461   int uses_length;
462   int clobbers_length;
463 };
464
465 /* Describe state of dependencies used during sched_analyze phase.  */
466 struct deps_desc
467 {
468   /* The *_insns and *_mems are paired lists.  Each pending memory operation
469      will have a pointer to the MEM rtx on one list and a pointer to the
470      containing insn on the other list in the same place in the list.  */
471
472   /* We can't use add_dependence like the old code did, because a single insn
473      may have multiple memory accesses, and hence needs to be on the list
474      once for each memory access.  Add_dependence won't let you add an insn
475      to a list more than once.  */
476
477   /* An INSN_LIST containing all insns with pending read operations.  */
478   rtx pending_read_insns;
479
480   /* An EXPR_LIST containing all MEM rtx's which are pending reads.  */
481   rtx pending_read_mems;
482
483   /* An INSN_LIST containing all insns with pending write operations.  */
484   rtx pending_write_insns;
485
486   /* An EXPR_LIST containing all MEM rtx's which are pending writes.  */
487   rtx pending_write_mems;
488
489   /* An INSN_LIST containing all jump insns.  */
490   rtx pending_jump_insns;
491
492   /* We must prevent the above lists from ever growing too large since
493      the number of dependencies produced is at least O(N*N),
494      and execution time is at least O(4*N*N), as a function of the
495      length of these pending lists.  */
496
497   /* Indicates the length of the pending_read list.  */
498   int pending_read_list_length;
499
500   /* Indicates the length of the pending_write list.  */
501   int pending_write_list_length;
502
503   /* Length of the pending memory flush list plus the length of the pending
504      jump insn list.  Large functions with no calls may build up extremely
505      large lists.  */
506   int pending_flush_length;
507
508   /* The last insn upon which all memory references must depend.
509      This is an insn which flushed the pending lists, creating a dependency
510      between it and all previously pending memory references.  This creates
511      a barrier (or a checkpoint) which no memory reference is allowed to cross.
512
513      This includes all non constant CALL_INSNs.  When we do interprocedural
514      alias analysis, this restriction can be relaxed.
515      This may also be an INSN that writes memory if the pending lists grow
516      too large.  */
517   rtx last_pending_memory_flush;
518
519   /* A list of the last function calls we have seen.  We use a list to
520      represent last function calls from multiple predecessor blocks.
521      Used to prevent register lifetimes from expanding unnecessarily.  */
522   rtx last_function_call;
523
524   /* A list of the last function calls that may not return normally
525      we have seen.  We use a list to represent last function calls from
526      multiple predecessor blocks.  Used to prevent moving trapping insns
527      across such calls.  */
528   rtx last_function_call_may_noreturn;
529
530   /* A list of insns which use a pseudo register that does not already
531      cross a call.  We create dependencies between each of those insn
532      and the next call insn, to ensure that they won't cross a call after
533      scheduling is done.  */
534   rtx sched_before_next_call;
535
536   /* Similarly, a list of insns which should not cross a branch.  */
537   rtx sched_before_next_jump;
538
539   /* Used to keep post-call pseudo/hard reg movements together with
540      the call.  */
541   enum post_call_group in_post_call_group_p;
542
543   /* The last debug insn we've seen.  */
544   rtx last_debug_insn;
545
546   /* The maximum register number for the following arrays.  Before reload
547      this is max_reg_num; after reload it is FIRST_PSEUDO_REGISTER.  */
548   int max_reg;
549
550   /* Element N is the next insn that sets (hard or pseudo) register
551      N within the current basic block; or zero, if there is no
552      such insn.  Needed for new registers which may be introduced
553      by splitting insns.  */
554   struct deps_reg *reg_last;
555
556   /* Element N is set for each register that has any nonzero element
557      in reg_last[N].{uses,sets,clobbers}.  */
558   regset_head reg_last_in_use;
559
560   /* Shows the last value of reg_pending_barrier associated with the insn.  */
561   enum reg_pending_barrier_mode last_reg_pending_barrier;
562
563   /* True when this context should be treated as a readonly by
564      the analysis.  */
565   BOOL_BITFIELD readonly : 1;
566 };
567
568 typedef struct deps_desc *deps_t;
569
570 /* This structure holds some state of the current scheduling pass, and
571    contains some function pointers that abstract out some of the non-generic
572    functionality from functions such as schedule_block or schedule_insn.
573    There is one global variable, current_sched_info, which points to the
574    sched_info structure currently in use.  */
575 struct haifa_sched_info
576 {
577   /* Add all insns that are initially ready to the ready list.  Called once
578      before scheduling a set of insns.  */
579   void (*init_ready_list) (void);
580   /* Called after taking an insn from the ready list.  Returns nonzero if
581      this insn can be scheduled, nonzero if we should silently discard it.  */
582   int (*can_schedule_ready_p) (rtx);
583   /* Return nonzero if there are more insns that should be scheduled.  */
584   int (*schedule_more_p) (void);
585   /* Called after an insn has all its hard dependencies resolved.
586      Adjusts status of instruction (which is passed through second parameter)
587      to indicate if instruction should be moved to the ready list or the
588      queue, or if it should silently discard it (until next resolved
589      dependence).  */
590   ds_t (*new_ready) (rtx, ds_t);
591   /* Compare priority of two insns.  Return a positive number if the second
592      insn is to be preferred for scheduling, and a negative one if the first
593      is to be preferred.  Zero if they are equally good.  */
594   int (*rank) (rtx, rtx);
595   /* Return a string that contains the insn uid and optionally anything else
596      necessary to identify this insn in an output.  It's valid to use a
597      static buffer for this.  The ALIGNED parameter should cause the string
598      to be formatted so that multiple output lines will line up nicely.  */
599   const char *(*print_insn) (const_rtx, int);
600   /* Return nonzero if an insn should be included in priority
601      calculations.  */
602   int (*contributes_to_priority) (rtx, rtx);
603
604   /* Return true if scheduling insn (passed as the parameter) will trigger
605      finish of scheduling current block.  */
606   bool (*insn_finishes_block_p) (rtx);
607
608   /* The boundaries of the set of insns to be scheduled.  */
609   rtx prev_head, next_tail;
610
611   /* Filled in after the schedule is finished; the first and last scheduled
612      insns.  */
613   rtx head, tail;
614
615   /* If nonzero, enables an additional sanity check in schedule_block.  */
616   unsigned int queue_must_finish_empty:1;
617
618   /* Maximum priority that has been assigned to an insn.  */
619   int sched_max_insns_priority;
620
621   /* Hooks to support speculative scheduling.  */
622
623   /* Called to notify frontend that instruction is being added (second
624      parameter == 0) or removed (second parameter == 1).  */
625   void (*add_remove_insn) (rtx, int);
626
627   /* Called to notify the frontend that instruction INSN is being
628      scheduled.  */
629   void (*begin_schedule_ready) (rtx insn);
630
631   /* Called to notify the frontend that an instruction INSN is about to be
632      moved to its correct place in the final schedule.  This is done for all
633      insns in order of the schedule.  LAST indicates the last scheduled
634      instruction.  */
635   void (*begin_move_insn) (rtx insn, rtx last);
636
637   /* If the second parameter is not NULL, return nonnull value, if the
638      basic block should be advanced.
639      If the second parameter is NULL, return the next basic block in EBB.
640      The first parameter is the current basic block in EBB.  */
641   basic_block (*advance_target_bb) (basic_block, rtx);
642
643   /* Allocate memory, store the frontend scheduler state in it, and
644      return it.  */
645   void *(*save_state) (void);
646   /* Restore frontend scheduler state from the argument, and free the
647      memory.  */
648   void (*restore_state) (void *);
649
650   /* ??? FIXME: should use straight bitfields inside sched_info instead of
651      this flag field.  */
652   unsigned int flags;
653 };
654
655 /* This structure holds description of the properties for speculative
656    scheduling.  */
657 struct spec_info_def
658 {
659   /* Holds types of allowed speculations: BEGIN_{DATA|CONTROL},
660      BE_IN_{DATA_CONTROL}.  */
661   int mask;
662
663   /* A dump file for additional information on speculative scheduling.  */
664   FILE *dump;
665
666   /* Minimal cumulative weakness of speculative instruction's
667      dependencies, so that insn will be scheduled.  */
668   dw_t data_weakness_cutoff;
669
670   /* Minimal usefulness of speculative instruction to be considered for
671      scheduling.  */
672   int control_weakness_cutoff;
673
674   /* Flags from the enum SPEC_SCHED_FLAGS.  */
675   int flags;
676 };
677 typedef struct spec_info_def *spec_info_t;
678
679 extern spec_info_t spec_info;
680
681 extern struct haifa_sched_info *current_sched_info;
682
683 /* Do register pressure sensitive insn scheduling if the flag is set
684    up.  */
685 extern enum sched_pressure_algorithm sched_pressure;
686
687 /* Map regno -> its pressure class.  The map defined only when
688    SCHED_PRESSURE_P is true.  */
689 extern enum reg_class *sched_regno_pressure_class;
690
691 /* Indexed by INSN_UID, the collection of all data associated with
692    a single instruction.  */
693
694 struct _haifa_deps_insn_data
695 {
696   /* The number of incoming edges in the forward dependency graph.
697      As scheduling proceeds, counts are decreased.  An insn moves to
698      the ready queue when its counter reaches zero.  */
699   int dep_count;
700
701   /* Nonzero if instruction has internal dependence
702      (e.g. add_dependence was invoked with (insn == elem)).  */
703   unsigned int has_internal_dep;
704
705   /* NB: We can't place 'struct _deps_list' here instead of deps_list_t into
706      h_i_d because when h_i_d extends, addresses of the deps_list->first
707      change without updating deps_list->first->next->prev_nextp.  Thus
708      BACK_DEPS and RESOLVED_BACK_DEPS are allocated on the heap and FORW_DEPS
709      list is allocated on the obstack.  */
710
711   /* A list of hard backward dependencies.  The insn is a consumer of all the
712      deps mentioned here.  */
713   deps_list_t hard_back_deps;
714
715   /* A list of speculative (weak) dependencies.  The insn is a consumer of all
716      the deps mentioned here.  */
717   deps_list_t spec_back_deps;
718
719   /* A list of insns which depend on the instruction.  Unlike 'back_deps',
720      it represents forward dependencies.  */
721   deps_list_t forw_deps;
722
723   /* A list of scheduled producers of the instruction.  Links are being moved
724      from 'back_deps' to 'resolved_back_deps' while scheduling.  */
725   deps_list_t resolved_back_deps;
726
727   /* A list of scheduled consumers of the instruction.  Links are being moved
728      from 'forw_deps' to 'resolved_forw_deps' while scheduling to fasten the
729      search in 'forw_deps'.  */
730   deps_list_t resolved_forw_deps;
731
732   /* If the insn is conditional (either through COND_EXEC, or because
733      it is a conditional branch), this records the condition.  NULL
734      for insns that haven't been seen yet or don't have a condition;
735      const_true_rtx to mark an insn without a condition, or with a
736      condition that has been clobbered by a subsequent insn.  */
737   rtx cond;
738
739   /* For a conditional insn, a list of insns that could set the condition
740      register.  Used when generating control dependencies.  */
741   rtx cond_deps;
742
743   /* True if the condition in 'cond' should be reversed to get the actual
744      condition.  */
745   unsigned int reverse_cond : 1;
746
747   /* Some insns (e.g. call) are not allowed to move across blocks.  */
748   unsigned int cant_move : 1;
749 };
750
751 /* Bits used for storing values of the fields in the following
752    structure.  */
753 #define INCREASE_BITS 8
754
755 /* The structure describes how the corresponding insn increases the
756    register pressure for each pressure class.  */
757 struct reg_pressure_data
758 {
759   /* Pressure increase for given class because of clobber.  */
760   unsigned int clobber_increase : INCREASE_BITS;
761   /* Increase in register pressure for given class because of register
762      sets. */
763   unsigned int set_increase : INCREASE_BITS;
764   /* Pressure increase for given class because of unused register
765      set.  */
766   unsigned int unused_set_increase : INCREASE_BITS;
767   /* Pressure change: #sets - #deaths.  */
768   int change : INCREASE_BITS;
769 };
770
771 /* The following structure describes usage of registers by insns.  */
772 struct reg_use_data
773 {
774   /* Regno used in the insn.  */
775   int regno;
776   /* Insn using the regno.  */
777   rtx insn;
778   /* Cyclic list of elements with the same regno.  */
779   struct reg_use_data *next_regno_use;
780   /* List of elements with the same insn.  */
781   struct reg_use_data *next_insn_use;
782 };
783
784 /* The following structure describes used sets of registers by insns.
785    Registers are pseudos whose pressure class is not NO_REGS or hard
786    registers available for allocations.  */
787 struct reg_set_data
788 {
789   /* Regno used in the insn.  */
790   int regno;
791   /* Insn setting the regno.  */
792   rtx insn;
793   /* List of elements with the same insn.  */
794   struct reg_set_data *next_insn_set;
795 };
796
797 struct _haifa_insn_data
798 {
799   /* We can't place 'struct _deps_list' into h_i_d instead of deps_list_t
800      because when h_i_d extends, addresses of the deps_list->first
801      change without updating deps_list->first->next->prev_nextp.  */
802
803   /* Logical uid gives the original ordering of the insns.  */
804   int luid;
805
806   /* A priority for each insn.  */
807   int priority;
808
809   /* The minimum clock tick at which the insn becomes ready.  This is
810      used to note timing constraints for the insns in the pending list.  */
811   int tick;
812
813   /* For insns that are scheduled at a fixed difference from another,
814      this records the tick in which they must be ready.  */
815   int exact_tick;
816
817   /* INTER_TICK is used to adjust INSN_TICKs of instructions from the
818      subsequent blocks in a region.  */
819   int inter_tick;
820
821   /* Used temporarily to estimate an INSN_TICK value for an insn given
822      current knowledge.  */
823   int tick_estimate;
824
825   /* See comment on QUEUE_INDEX macro in haifa-sched.c.  */
826   int queue_index;
827
828   short cost;
829
830   /* '> 0' if priority is valid,
831      '== 0' if priority was not yet computed,
832      '< 0' if priority in invalid and should be recomputed.  */
833   signed char priority_status;
834
835   /* Set if there's DEF-USE dependence between some speculatively
836      moved load insn and this one.  */
837   unsigned int fed_by_spec_load : 1;
838   unsigned int is_load_insn : 1;
839   /* Nonzero if this insn has negative-cost forward dependencies against
840      an already scheduled insn.  */
841   unsigned int feeds_backtrack_insn : 1;
842
843   /* Nonzero if this insn is a shadow of another, scheduled after a fixed
844      delay.  We only emit shadows at the end of a cycle, with no other
845      real insns following them.  */
846   unsigned int shadow_p : 1;
847
848   /* Used internally in unschedule_insns_until to mark insns that must have
849      their TODO_SPEC recomputed.  */
850   unsigned int must_recompute_spec : 1;
851
852   /* What speculations are necessary to apply to schedule the instruction.  */
853   ds_t todo_spec;
854
855   /* What speculations were already applied.  */
856   ds_t done_spec;
857
858   /* What speculations are checked by this instruction.  */
859   ds_t check_spec;
860
861   /* Recovery block for speculation checks.  */
862   basic_block recovery_block;
863
864   /* Original pattern of the instruction.  */
865   rtx orig_pat;
866
867   /* For insns with DEP_CONTROL dependencies, the predicated pattern if it
868      was ever successfully constructed.  */
869   rtx predicated_pat;
870
871   /* The following array contains info how the insn increases register
872      pressure.  There is an element for each cover class of pseudos
873      referenced in insns.  */
874   struct reg_pressure_data *reg_pressure;
875   /* The following array contains maximal reg pressure between last
876      scheduled insn and given insn.  There is an element for each
877      pressure class of pseudos referenced in insns.  This info updated
878      after scheduling each insn for each insn between the two
879      mentioned insns.  */
880   int *max_reg_pressure;
881   /* The following list contains info about used pseudos and hard
882      registers available for allocation.  */
883   struct reg_use_data *reg_use_list;
884   /* The following list contains info about set pseudos and hard
885      registers available for allocation.  */
886   struct reg_set_data *reg_set_list;
887   /* Info about how scheduling the insn changes cost of register
888      pressure excess (between source and target).  */
889   int reg_pressure_excess_cost_change;
890   int model_index;
891 };
892
893 typedef struct _haifa_insn_data haifa_insn_data_def;
894 typedef haifa_insn_data_def *haifa_insn_data_t;
895
896 DEF_VEC_O (haifa_insn_data_def);
897 DEF_VEC_ALLOC_O (haifa_insn_data_def, heap);
898
899 extern VEC(haifa_insn_data_def, heap) *h_i_d;
900
901 #define HID(INSN) (&VEC_index (haifa_insn_data_def, h_i_d, INSN_UID (INSN)))
902
903 /* Accessor macros for h_i_d.  There are more in haifa-sched.c and
904    sched-rgn.c.  */
905 #define INSN_PRIORITY(INSN) (HID (INSN)->priority)
906 #define INSN_REG_PRESSURE(INSN) (HID (INSN)->reg_pressure)
907 #define INSN_MAX_REG_PRESSURE(INSN) (HID (INSN)->max_reg_pressure)
908 #define INSN_REG_USE_LIST(INSN) (HID (INSN)->reg_use_list)
909 #define INSN_REG_SET_LIST(INSN) (HID (INSN)->reg_set_list)
910 #define INSN_REG_PRESSURE_EXCESS_COST_CHANGE(INSN) \
911   (HID (INSN)->reg_pressure_excess_cost_change)
912 #define INSN_PRIORITY_STATUS(INSN) (HID (INSN)->priority_status)
913 #define INSN_MODEL_INDEX(INSN) (HID (INSN)->model_index)
914
915 typedef struct _haifa_deps_insn_data haifa_deps_insn_data_def;
916 typedef haifa_deps_insn_data_def *haifa_deps_insn_data_t;
917
918 DEF_VEC_O (haifa_deps_insn_data_def);
919 DEF_VEC_ALLOC_O (haifa_deps_insn_data_def, heap);
920
921 extern VEC(haifa_deps_insn_data_def, heap) *h_d_i_d;
922
923 #define HDID(INSN) (&VEC_index (haifa_deps_insn_data_def, h_d_i_d,      \
924                                INSN_LUID (INSN)))
925 #define INSN_DEP_COUNT(INSN)    (HDID (INSN)->dep_count)
926 #define HAS_INTERNAL_DEP(INSN)  (HDID (INSN)->has_internal_dep)
927 #define INSN_FORW_DEPS(INSN) (HDID (INSN)->forw_deps)
928 #define INSN_RESOLVED_BACK_DEPS(INSN) (HDID (INSN)->resolved_back_deps)
929 #define INSN_RESOLVED_FORW_DEPS(INSN) (HDID (INSN)->resolved_forw_deps)
930 #define INSN_HARD_BACK_DEPS(INSN) (HDID (INSN)->hard_back_deps)
931 #define INSN_SPEC_BACK_DEPS(INSN) (HDID (INSN)->spec_back_deps)
932 #define INSN_CACHED_COND(INSN)  (HDID (INSN)->cond)
933 #define INSN_REVERSE_COND(INSN) (HDID (INSN)->reverse_cond)
934 #define INSN_COND_DEPS(INSN)    (HDID (INSN)->cond_deps)
935 #define CANT_MOVE(INSN) (HDID (INSN)->cant_move)
936 #define CANT_MOVE_BY_LUID(LUID) (VEC_index (haifa_deps_insn_data_def, h_d_i_d, \
937                                             LUID).cant_move)
938
939
940 #define INSN_PRIORITY(INSN)     (HID (INSN)->priority)
941 #define INSN_PRIORITY_STATUS(INSN) (HID (INSN)->priority_status)
942 #define INSN_PRIORITY_KNOWN(INSN) (INSN_PRIORITY_STATUS (INSN) > 0)
943 #define TODO_SPEC(INSN) (HID (INSN)->todo_spec)
944 #define DONE_SPEC(INSN) (HID (INSN)->done_spec)
945 #define CHECK_SPEC(INSN) (HID (INSN)->check_spec)
946 #define RECOVERY_BLOCK(INSN) (HID (INSN)->recovery_block)
947 #define ORIG_PAT(INSN) (HID (INSN)->orig_pat)
948 #define PREDICATED_PAT(INSN) (HID (INSN)->predicated_pat)
949
950 /* INSN is either a simple or a branchy speculation check.  */
951 #define IS_SPECULATION_CHECK_P(INSN) \
952   (sel_sched_p () ? sel_insn_is_speculation_check (INSN) : RECOVERY_BLOCK (INSN) != NULL)
953
954 /* INSN is a speculation check that will simply reexecute the speculatively
955    scheduled instruction if the speculation fails.  */
956 #define IS_SPECULATION_SIMPLE_CHECK_P(INSN) \
957   (RECOVERY_BLOCK (INSN) == EXIT_BLOCK_PTR)
958
959 /* INSN is a speculation check that will branch to RECOVERY_BLOCK if the
960    speculation fails.  Insns in that block will reexecute the speculatively
961    scheduled code and then will return immediately after INSN thus preserving
962    semantics of the program.  */
963 #define IS_SPECULATION_BRANCHY_CHECK_P(INSN) \
964   (RECOVERY_BLOCK (INSN) != NULL && RECOVERY_BLOCK (INSN) != EXIT_BLOCK_PTR)
965
966 /* Dep status (aka ds_t) of the link encapsulates information, that is needed
967    for speculative scheduling.  Namely, it is 4 integers in the range
968    [0, MAX_DEP_WEAK] and 3 bits.
969    The integers correspond to the probability of the dependence to *not*
970    exist, it is the probability, that overcoming of this dependence will
971    not be followed by execution of the recovery code.  Nevertheless,
972    whatever high the probability of success is, recovery code should still
973    be generated to preserve semantics of the program.  To find a way to
974    get/set these integers, please refer to the {get, set}_dep_weak ()
975    functions in sched-deps.c .
976    The 3 bits in the DEP_STATUS correspond to 3 dependence types: true-,
977    output- and anti- dependence.  It is not enough for speculative scheduling
978    to know just the major type of all the dependence between two instructions,
979    as only true dependence can be overcome.
980    There also is the 4-th bit in the DEP_STATUS (HARD_DEP), that is reserved
981    for using to describe instruction's status.  It is set whenever instruction
982    has at least one dependence, that cannot be overcame.
983    See also: check_dep_status () in sched-deps.c .  */
984
985 /* We exclude sign bit.  */
986 #define BITS_PER_DEP_STATUS (HOST_BITS_PER_INT - 1)
987
988 /* First '6' stands for 4 dep type bits and the HARD_DEP and DEP_CANCELLED
989    bits.
990    Second '4' stands for BEGIN_{DATA, CONTROL}, BE_IN_{DATA, CONTROL}
991    dep weakness.  */
992 #define BITS_PER_DEP_WEAK ((BITS_PER_DEP_STATUS - 6) / 4)
993
994 /* Mask of speculative weakness in dep_status.  */
995 #define DEP_WEAK_MASK ((1 << BITS_PER_DEP_WEAK) - 1)
996
997 /* This constant means that dependence is fake with 99.999...% probability.
998    This is the maximum value, that can appear in dep_status.
999    Note, that we don't want MAX_DEP_WEAK to be the same as DEP_WEAK_MASK for
1000    debugging reasons.  Though, it can be set to DEP_WEAK_MASK, and, when
1001    done so, we'll get fast (mul for)/(div by) NO_DEP_WEAK.  */
1002 #define MAX_DEP_WEAK (DEP_WEAK_MASK - 1)
1003
1004 /* This constant means that dependence is 99.999...% real and it is a really
1005    bad idea to overcome it (though this can be done, preserving program
1006    semantics).  */
1007 #define MIN_DEP_WEAK 1
1008
1009 /* This constant represents 100% probability.
1010    E.g. it is used to represent weakness of dependence, that doesn't exist.  */
1011 #define NO_DEP_WEAK (MAX_DEP_WEAK + MIN_DEP_WEAK)
1012
1013 /* Default weakness of speculative dependence.  Used when we can't say
1014    neither bad nor good about the dependence.  */
1015 #define UNCERTAIN_DEP_WEAK (MAX_DEP_WEAK - MAX_DEP_WEAK / 4)
1016
1017 /* Offset for speculative weaknesses in dep_status.  */
1018 enum SPEC_TYPES_OFFSETS {
1019   BEGIN_DATA_BITS_OFFSET = 0,
1020   BE_IN_DATA_BITS_OFFSET = BEGIN_DATA_BITS_OFFSET + BITS_PER_DEP_WEAK,
1021   BEGIN_CONTROL_BITS_OFFSET = BE_IN_DATA_BITS_OFFSET + BITS_PER_DEP_WEAK,
1022   BE_IN_CONTROL_BITS_OFFSET = BEGIN_CONTROL_BITS_OFFSET + BITS_PER_DEP_WEAK
1023 };
1024
1025 /* The following defines provide numerous constants used to distinguish between
1026    different types of speculative dependencies.  */
1027
1028 /* Dependence can be overcome with generation of new data speculative
1029    instruction.  */
1030 #define BEGIN_DATA (((ds_t) DEP_WEAK_MASK) << BEGIN_DATA_BITS_OFFSET)
1031
1032 /* This dependence is to the instruction in the recovery block, that was
1033    formed to recover after data-speculation failure.
1034    Thus, this dependence can overcome with generating of the copy of
1035    this instruction in the recovery block.  */
1036 #define BE_IN_DATA (((ds_t) DEP_WEAK_MASK) << BE_IN_DATA_BITS_OFFSET)
1037
1038 /* Dependence can be overcome with generation of new control speculative
1039    instruction.  */
1040 #define BEGIN_CONTROL (((ds_t) DEP_WEAK_MASK) << BEGIN_CONTROL_BITS_OFFSET)
1041
1042 /* This dependence is to the instruction in the recovery block, that was
1043    formed to recover after control-speculation failure.
1044    Thus, this dependence can be overcome with generating of the copy of
1045    this instruction in the recovery block.  */
1046 #define BE_IN_CONTROL (((ds_t) DEP_WEAK_MASK) << BE_IN_CONTROL_BITS_OFFSET)
1047
1048 /* A few convenient combinations.  */
1049 #define BEGIN_SPEC (BEGIN_DATA | BEGIN_CONTROL)
1050 #define DATA_SPEC (BEGIN_DATA | BE_IN_DATA)
1051 #define CONTROL_SPEC (BEGIN_CONTROL | BE_IN_CONTROL)
1052 #define SPECULATIVE (DATA_SPEC | CONTROL_SPEC)
1053 #define BE_IN_SPEC (BE_IN_DATA | BE_IN_CONTROL)
1054
1055 /* Constants, that are helpful in iterating through dep_status.  */
1056 #define FIRST_SPEC_TYPE BEGIN_DATA
1057 #define LAST_SPEC_TYPE BE_IN_CONTROL
1058 #define SPEC_TYPE_SHIFT BITS_PER_DEP_WEAK
1059
1060 /* Dependence on instruction can be of multiple types
1061    (e.g. true and output). This fields enhance REG_NOTE_KIND information
1062    of the dependence.  */
1063 #define DEP_TRUE (((ds_t) 1) << (BE_IN_CONTROL_BITS_OFFSET + BITS_PER_DEP_WEAK))
1064 #define DEP_OUTPUT (DEP_TRUE << 1)
1065 #define DEP_ANTI (DEP_OUTPUT << 1)
1066 #define DEP_CONTROL (DEP_ANTI << 1)
1067
1068 #define DEP_TYPES (DEP_TRUE | DEP_OUTPUT | DEP_ANTI | DEP_CONTROL)
1069
1070 /* Instruction has non-speculative dependence.  This bit represents the
1071    property of an instruction - not the one of a dependence.
1072    Therefore, it can appear only in TODO_SPEC field of an instruction.  */
1073 #define HARD_DEP (DEP_CONTROL << 1)
1074
1075 /* Set in the TODO_SPEC field of an instruction for which new_ready
1076    has decided not to schedule it speculatively.  */
1077 #define DEP_POSTPONED (HARD_DEP << 1)
1078
1079 #define DEP_CANCELLED (DEP_POSTPONED << 1)
1080
1081 /* This represents the results of calling sched-deps.c functions,
1082    which modify dependencies.  */
1083 enum DEPS_ADJUST_RESULT {
1084   /* No dependence needed (e.g. producer == consumer).  */
1085   DEP_NODEP,
1086   /* Dependence is already present and wasn't modified.  */
1087   DEP_PRESENT,
1088   /* Existing dependence was modified to include additional information.  */
1089   DEP_CHANGED,
1090   /* New dependence has been created.  */
1091   DEP_CREATED
1092 };
1093
1094 /* Represents the bits that can be set in the flags field of the
1095    sched_info structure.  */
1096 enum SCHED_FLAGS {
1097   /* If set, generate links between instruction as DEPS_LIST.
1098      Otherwise, generate usual INSN_LIST links.  */
1099   USE_DEPS_LIST = 1,
1100   /* Perform data or control (or both) speculation.
1101      Results in generation of data and control speculative dependencies.
1102      Requires USE_DEPS_LIST set.  */
1103   DO_SPECULATION = USE_DEPS_LIST << 1,
1104   DO_BACKTRACKING = DO_SPECULATION << 1,
1105   DO_PREDICATION = DO_BACKTRACKING << 1,
1106   DONT_BREAK_DEPENDENCIES = DO_PREDICATION << 1,
1107   SCHED_RGN = DONT_BREAK_DEPENDENCIES << 1,
1108   SCHED_EBB = SCHED_RGN << 1,
1109   /* Scheduler can possibly create new basic blocks.  Used for assertions.  */
1110   NEW_BBS = SCHED_EBB << 1,
1111   SEL_SCHED = NEW_BBS << 1
1112 };
1113
1114 enum SPEC_SCHED_FLAGS {
1115   COUNT_SPEC_IN_CRITICAL_PATH = 1,
1116   PREFER_NON_DATA_SPEC = COUNT_SPEC_IN_CRITICAL_PATH << 1,
1117   PREFER_NON_CONTROL_SPEC = PREFER_NON_DATA_SPEC << 1,
1118   SEL_SCHED_SPEC_DONT_CHECK_CONTROL = PREFER_NON_CONTROL_SPEC << 1
1119 };
1120
1121 #define NOTE_NOT_BB_P(NOTE) (NOTE_P (NOTE) && (NOTE_KIND (NOTE) \
1122                                                != NOTE_INSN_BASIC_BLOCK))
1123
1124 extern FILE *sched_dump;
1125 extern int sched_verbose;
1126
1127 extern spec_info_t spec_info;
1128 extern bool haifa_recovery_bb_ever_added_p;
1129
1130 /* Exception Free Loads:
1131
1132    We define five classes of speculative loads: IFREE, IRISKY,
1133    PFREE, PRISKY, and MFREE.
1134
1135    IFREE loads are loads that are proved to be exception-free, just
1136    by examining the load insn.  Examples for such loads are loads
1137    from TOC and loads of global data.
1138
1139    IRISKY loads are loads that are proved to be exception-risky,
1140    just by examining the load insn.  Examples for such loads are
1141    volatile loads and loads from shared memory.
1142
1143    PFREE loads are loads for which we can prove, by examining other
1144    insns, that they are exception-free.  Currently, this class consists
1145    of loads for which we are able to find a "similar load", either in
1146    the target block, or, if only one split-block exists, in that split
1147    block.  Load2 is similar to load1 if both have same single base
1148    register.  We identify only part of the similar loads, by finding
1149    an insn upon which both load1 and load2 have a DEF-USE dependence.
1150
1151    PRISKY loads are loads for which we can prove, by examining other
1152    insns, that they are exception-risky.  Currently we have two proofs for
1153    such loads.  The first proof detects loads that are probably guarded by a
1154    test on the memory address.  This proof is based on the
1155    backward and forward data dependence information for the region.
1156    Let load-insn be the examined load.
1157    Load-insn is PRISKY iff ALL the following hold:
1158
1159    - insn1 is not in the same block as load-insn
1160    - there is a DEF-USE dependence chain (insn1, ..., load-insn)
1161    - test-insn is either a compare or a branch, not in the same block
1162      as load-insn
1163    - load-insn is reachable from test-insn
1164    - there is a DEF-USE dependence chain (insn1, ..., test-insn)
1165
1166    This proof might fail when the compare and the load are fed
1167    by an insn not in the region.  To solve this, we will add to this
1168    group all loads that have no input DEF-USE dependence.
1169
1170    The second proof detects loads that are directly or indirectly
1171    fed by a speculative load.  This proof is affected by the
1172    scheduling process.  We will use the flag  fed_by_spec_load.
1173    Initially, all insns have this flag reset.  After a speculative
1174    motion of an insn, if insn is either a load, or marked as
1175    fed_by_spec_load, we will also mark as fed_by_spec_load every
1176    insn1 for which a DEF-USE dependence (insn, insn1) exists.  A
1177    load which is fed_by_spec_load is also PRISKY.
1178
1179    MFREE (maybe-free) loads are all the remaining loads. They may be
1180    exception-free, but we cannot prove it.
1181
1182    Now, all loads in IFREE and PFREE classes are considered
1183    exception-free, while all loads in IRISKY and PRISKY classes are
1184    considered exception-risky.  As for loads in the MFREE class,
1185    these are considered either exception-free or exception-risky,
1186    depending on whether we are pessimistic or optimistic.  We have
1187    to take the pessimistic approach to assure the safety of
1188    speculative scheduling, but we can take the optimistic approach
1189    by invoking the -fsched_spec_load_dangerous option.  */
1190
1191 enum INSN_TRAP_CLASS
1192 {
1193   TRAP_FREE = 0, IFREE = 1, PFREE_CANDIDATE = 2,
1194   PRISKY_CANDIDATE = 3, IRISKY = 4, TRAP_RISKY = 5
1195 };
1196
1197 #define WORST_CLASS(class1, class2) \
1198 ((class1 > class2) ? class1 : class2)
1199
1200 #ifndef __GNUC__
1201 #define __inline
1202 #endif
1203
1204 #ifndef HAIFA_INLINE
1205 #define HAIFA_INLINE __inline
1206 #endif
1207
1208 struct sched_deps_info_def
1209 {
1210   /* Called when computing dependencies for a JUMP_INSN.  This function
1211      should store the set of registers that must be considered as set by
1212      the jump in the regset.  */
1213   void (*compute_jump_reg_dependencies) (rtx, regset);
1214
1215   /* Start analyzing insn.  */
1216   void (*start_insn) (rtx);
1217
1218   /* Finish analyzing insn.  */
1219   void (*finish_insn) (void);
1220
1221   /* Start analyzing insn LHS (Left Hand Side).  */
1222   void (*start_lhs) (rtx);
1223
1224   /* Finish analyzing insn LHS.  */
1225   void (*finish_lhs) (void);
1226
1227   /* Start analyzing insn RHS (Right Hand Side).  */
1228   void (*start_rhs) (rtx);
1229
1230   /* Finish analyzing insn RHS.  */
1231   void (*finish_rhs) (void);
1232
1233   /* Note set of the register.  */
1234   void (*note_reg_set) (int);
1235
1236   /* Note clobber of the register.  */
1237   void (*note_reg_clobber) (int);
1238
1239   /* Note use of the register.  */
1240   void (*note_reg_use) (int);
1241
1242   /* Note memory dependence of type DS between MEM1 and MEM2 (which is
1243      in the INSN2).  */
1244   void (*note_mem_dep) (rtx mem1, rtx mem2, rtx insn2, ds_t ds);
1245
1246   /* Note a dependence of type DS from the INSN.  */
1247   void (*note_dep) (rtx insn, ds_t ds);
1248
1249   /* Nonzero if we should use cselib for better alias analysis.  This
1250      must be 0 if the dependency information is used after sched_analyze
1251      has completed, e.g. if we're using it to initialize state for successor
1252      blocks in region scheduling.  */
1253   unsigned int use_cselib : 1;
1254
1255   /* If set, generate links between instruction as DEPS_LIST.
1256      Otherwise, generate usual INSN_LIST links.  */
1257   unsigned int use_deps_list : 1;
1258
1259   /* Generate data and control speculative dependencies.
1260      Requires USE_DEPS_LIST set.  */
1261   unsigned int generate_spec_deps : 1;
1262 };
1263
1264 extern struct sched_deps_info_def *sched_deps_info;
1265
1266
1267 /* Functions in sched-deps.c.  */
1268 extern rtx sched_get_reverse_condition_uncached (const_rtx);
1269 extern bool sched_insns_conditions_mutex_p (const_rtx, const_rtx);
1270 extern bool sched_insn_is_legitimate_for_speculation_p (const_rtx, ds_t);
1271 extern void add_dependence (rtx, rtx, enum reg_note);
1272 extern void sched_analyze (struct deps_desc *, rtx, rtx);
1273 extern void init_deps (struct deps_desc *, bool);
1274 extern void init_deps_reg_last (struct deps_desc *);
1275 extern void free_deps (struct deps_desc *);
1276 extern void init_deps_global (void);
1277 extern void finish_deps_global (void);
1278 extern void deps_analyze_insn (struct deps_desc *, rtx);
1279 extern void remove_from_deps (struct deps_desc *, rtx);
1280 extern void init_insn_reg_pressure_info (rtx);
1281
1282 extern dw_t get_dep_weak_1 (ds_t, ds_t);
1283 extern dw_t get_dep_weak (ds_t, ds_t);
1284 extern ds_t set_dep_weak (ds_t, ds_t, dw_t);
1285 extern dw_t estimate_dep_weak (rtx, rtx);
1286 extern ds_t ds_merge (ds_t, ds_t);
1287 extern ds_t ds_full_merge (ds_t, ds_t, rtx, rtx);
1288 extern ds_t ds_max_merge (ds_t, ds_t);
1289 extern dw_t ds_weak (ds_t);
1290 extern ds_t ds_get_speculation_types (ds_t);
1291 extern ds_t ds_get_max_dep_weak (ds_t);
1292
1293 extern void sched_deps_init (bool);
1294 extern void sched_deps_finish (void);
1295
1296 extern void haifa_note_reg_set (int);
1297 extern void haifa_note_reg_clobber (int);
1298 extern void haifa_note_reg_use (int);
1299
1300 extern void maybe_extend_reg_info_p (void);
1301
1302 extern void deps_start_bb (struct deps_desc *, rtx);
1303 extern enum reg_note ds_to_dt (ds_t);
1304
1305 extern bool deps_pools_are_empty_p (void);
1306 extern void sched_free_deps (rtx, rtx, bool);
1307 extern void extend_dependency_caches (int, bool);
1308
1309 extern void debug_ds (ds_t);
1310
1311
1312 /* Functions in haifa-sched.c.  */
1313 extern void sched_init_region_reg_pressure_info (void);
1314 extern int haifa_classify_insn (const_rtx);
1315 extern void get_ebb_head_tail (basic_block, basic_block, rtx *, rtx *);
1316 extern int no_real_insns_p (const_rtx, const_rtx);
1317
1318 extern int insn_cost (rtx);
1319 extern int dep_cost_1 (dep_t, dw_t);
1320 extern int dep_cost (dep_t);
1321 extern int set_priorities (rtx, rtx);
1322
1323 extern void sched_setup_bb_reg_pressure_info (basic_block, rtx);
1324 extern bool schedule_block (basic_block *, state_t);
1325
1326 extern int cycle_issued_insns;
1327 extern int issue_rate;
1328 extern int dfa_lookahead;
1329
1330 extern void ready_sort (struct ready_list *);
1331 extern rtx ready_element (struct ready_list *, int);
1332 extern rtx *ready_lastpos (struct ready_list *);
1333
1334 extern int try_ready (rtx);
1335 extern void sched_extend_ready_list (int);
1336 extern void sched_finish_ready_list (void);
1337 extern void sched_change_pattern (rtx, rtx);
1338 extern int sched_speculate_insn (rtx, ds_t, rtx *);
1339 extern void unlink_bb_notes (basic_block, basic_block);
1340 extern void add_block (basic_block, basic_block);
1341 extern rtx bb_note (basic_block);
1342 extern void concat_note_lists (rtx, rtx *);
1343 extern rtx sched_emit_insn (rtx);
1344 extern rtx get_ready_element (int);
1345 extern int number_in_ready (void);
1346 \f
1347 /* Types and functions in sched-ebb.c.  */
1348
1349 extern basic_block schedule_ebb (rtx, rtx, bool);
1350 extern void schedule_ebbs_init (void);
1351 extern void schedule_ebbs_finish (void);
1352 \f
1353 /* Types and functions in sched-rgn.c.  */
1354
1355 /* A region is the main entity for interblock scheduling: insns
1356    are allowed to move between blocks in the same region, along
1357    control flow graph edges, in the 'up' direction.  */
1358 typedef struct
1359 {
1360   /* Number of extended basic blocks in region.  */
1361   int rgn_nr_blocks;
1362   /* cblocks in the region (actually index in rgn_bb_table).  */
1363   int rgn_blocks;
1364   /* Dependencies for this region are already computed.  Basically, indicates,
1365      that this is a recovery block.  */
1366   unsigned int dont_calc_deps : 1;
1367   /* This region has at least one non-trivial ebb.  */
1368   unsigned int has_real_ebb : 1;
1369 }
1370 region;
1371
1372 extern int nr_regions;
1373 extern region *rgn_table;
1374 extern int *rgn_bb_table;
1375 extern int *block_to_bb;
1376 extern int *containing_rgn;
1377
1378 /* Often used short-hand in the scheduler.  The rest of the compiler uses
1379    BLOCK_FOR_INSN(INSN) and an indirect reference to get the basic block
1380    number ("index").  For historical reasons, the scheduler does not.  */
1381 #define BLOCK_NUM(INSN)       (BLOCK_FOR_INSN (INSN)->index + 0)
1382
1383 #define RGN_NR_BLOCKS(rgn) (rgn_table[rgn].rgn_nr_blocks)
1384 #define RGN_BLOCKS(rgn) (rgn_table[rgn].rgn_blocks)
1385 #define RGN_DONT_CALC_DEPS(rgn) (rgn_table[rgn].dont_calc_deps)
1386 #define RGN_HAS_REAL_EBB(rgn) (rgn_table[rgn].has_real_ebb)
1387 #define BLOCK_TO_BB(block) (block_to_bb[block])
1388 #define CONTAINING_RGN(block) (containing_rgn[block])
1389
1390 /* The mapping from ebb to block.  */
1391 extern int *ebb_head;
1392 #define BB_TO_BLOCK(ebb) (rgn_bb_table[ebb_head[ebb]])
1393 #define EBB_FIRST_BB(ebb) BASIC_BLOCK (BB_TO_BLOCK (ebb))
1394 #define EBB_LAST_BB(ebb) BASIC_BLOCK (rgn_bb_table[ebb_head[ebb + 1] - 1])
1395 #define INSN_BB(INSN) (BLOCK_TO_BB (BLOCK_NUM (INSN)))
1396
1397 extern int current_nr_blocks;
1398 extern int current_blocks;
1399 extern int target_bb;
1400 extern bool sched_no_dce;
1401
1402 extern void set_modulo_params (int, int, int, int);
1403 extern void record_delay_slot_pair (rtx, rtx, int, int);
1404 extern rtx real_insn_for_shadow (rtx);
1405 extern void discard_delay_pairs_above (int);
1406 extern void free_delay_pairs (void);
1407 extern void add_delay_dependencies (rtx);
1408 extern bool sched_is_disabled_for_current_region_p (void);
1409 extern void sched_rgn_init (bool);
1410 extern void sched_rgn_finish (void);
1411 extern void rgn_setup_region (int);
1412 extern void sched_rgn_compute_dependencies (int);
1413 extern void sched_rgn_local_init (int);
1414 extern void sched_rgn_local_finish (void);
1415 extern void sched_rgn_local_free (void);
1416 extern void extend_regions (void);
1417 extern void rgn_make_new_region_out_of_new_block (basic_block);
1418
1419 extern void compute_priorities (void);
1420 extern void increase_insn_priority (rtx, int);
1421 extern void debug_rgn_dependencies (int);
1422 extern void debug_dependencies (rtx, rtx);
1423 extern void free_rgn_deps (void);
1424 extern int contributes_to_priority (rtx, rtx);
1425 extern void extend_rgns (int *, int *, sbitmap, int *);
1426 extern void deps_join (struct deps_desc *, struct deps_desc *);
1427
1428 extern void rgn_setup_common_sched_info (void);
1429 extern void rgn_setup_sched_infos (void);
1430
1431 extern void debug_regions (void);
1432 extern void debug_region (int);
1433 extern void dump_region_dot (FILE *, int);
1434 extern void dump_region_dot_file (const char *, int);
1435
1436 extern void haifa_sched_init (void);
1437 extern void haifa_sched_finish (void);
1438
1439 extern void find_modifiable_mems (rtx, rtx);
1440
1441 /* sched-deps.c interface to walk, add, search, update, resolve, delete
1442    and debug instruction dependencies.  */
1443
1444 /* Constants defining dependences lists.  */
1445
1446 /* No list.  */
1447 #define SD_LIST_NONE (0)
1448
1449 /* hard_back_deps.  */
1450 #define SD_LIST_HARD_BACK (1)
1451
1452 /* spec_back_deps.  */
1453 #define SD_LIST_SPEC_BACK (2)
1454
1455 /* forw_deps.  */
1456 #define SD_LIST_FORW (4)
1457
1458 /* resolved_back_deps.  */
1459 #define SD_LIST_RES_BACK (8)
1460
1461 /* resolved_forw_deps.  */
1462 #define SD_LIST_RES_FORW (16)
1463
1464 #define SD_LIST_BACK (SD_LIST_HARD_BACK | SD_LIST_SPEC_BACK)
1465
1466 /* A type to hold above flags.  */
1467 typedef int sd_list_types_def;
1468
1469 extern void sd_next_list (const_rtx, sd_list_types_def *, deps_list_t *, bool *);
1470
1471 /* Iterator to walk through, resolve and delete dependencies.  */
1472 struct _sd_iterator
1473 {
1474   /* What lists to walk.  Can be any combination of SD_LIST_* flags.  */
1475   sd_list_types_def types;
1476
1477   /* Instruction dependencies lists of which will be walked.  */
1478   rtx insn;
1479
1480   /* Pointer to the next field of the previous element.  This is not
1481      simply a pointer to the next element to allow easy deletion from the
1482      list.  When a dep is being removed from the list the iterator
1483      will automatically advance because the value in *linkp will start
1484      referring to the next element.  */
1485   dep_link_t *linkp;
1486
1487   /* True if the current list is a resolved one.  */
1488   bool resolved_p;
1489 };
1490
1491 typedef struct _sd_iterator sd_iterator_def;
1492
1493 /* ??? We can move some definitions that are used in below inline functions
1494    out of sched-int.h to sched-deps.c provided that the below functions will
1495    become global externals.
1496    These definitions include:
1497    * struct _deps_list: opaque pointer is needed at global scope.
1498    * struct _dep_link: opaque pointer is needed at scope of sd_iterator_def.
1499    * struct _dep_node: opaque pointer is needed at scope of
1500    struct _deps_link.  */
1501
1502 /* Return initialized iterator.  */
1503 static inline sd_iterator_def
1504 sd_iterator_start (rtx insn, sd_list_types_def types)
1505 {
1506   /* Some dep_link a pointer to which will return NULL.  */
1507   static dep_link_t null_link = NULL;
1508
1509   sd_iterator_def i;
1510
1511   i.types = types;
1512   i.insn = insn;
1513   i.linkp = &null_link;
1514
1515   /* Avoid 'uninitialized warning'.  */
1516   i.resolved_p = false;
1517
1518   return i;
1519 }
1520
1521 /* Return the current element.  */
1522 static inline bool
1523 sd_iterator_cond (sd_iterator_def *it_ptr, dep_t *dep_ptr)
1524 {
1525   dep_link_t link = *it_ptr->linkp;
1526
1527   if (link != NULL)
1528     {
1529       *dep_ptr = DEP_LINK_DEP (link);
1530       return true;
1531     }
1532   else
1533     {
1534       sd_list_types_def types = it_ptr->types;
1535
1536       if (types != SD_LIST_NONE)
1537         /* Switch to next list.  */
1538         {
1539           deps_list_t list;
1540
1541           sd_next_list (it_ptr->insn,
1542                         &it_ptr->types, &list, &it_ptr->resolved_p);
1543
1544           it_ptr->linkp = &DEPS_LIST_FIRST (list);
1545
1546           if (list)
1547             return sd_iterator_cond (it_ptr, dep_ptr);
1548         }
1549
1550       *dep_ptr = NULL;
1551       return false;
1552     }
1553 }
1554
1555 /* Advance iterator.  */
1556 static inline void
1557 sd_iterator_next (sd_iterator_def *it_ptr)
1558 {
1559   it_ptr->linkp = &DEP_LINK_NEXT (*it_ptr->linkp);
1560 }
1561
1562 /* A cycle wrapper.  */
1563 #define FOR_EACH_DEP(INSN, LIST_TYPES, ITER, DEP)               \
1564   for ((ITER) = sd_iterator_start ((INSN), (LIST_TYPES));       \
1565        sd_iterator_cond (&(ITER), &(DEP));                      \
1566        sd_iterator_next (&(ITER)))
1567
1568 #define IS_DISPATCH_ON 1
1569 #define IS_CMP 2
1570 #define DISPATCH_VIOLATION 3
1571 #define FITS_DISPATCH_WINDOW 4
1572 #define DISPATCH_INIT 5
1573 #define ADD_TO_DISPATCH_WINDOW 6
1574
1575 extern int sd_lists_size (const_rtx, sd_list_types_def);
1576 extern bool sd_lists_empty_p (const_rtx, sd_list_types_def);
1577 extern void sd_init_insn (rtx);
1578 extern void sd_finish_insn (rtx);
1579 extern dep_t sd_find_dep_between (rtx, rtx, bool);
1580 extern void sd_add_dep (dep_t, bool);
1581 extern enum DEPS_ADJUST_RESULT sd_add_or_update_dep (dep_t, bool);
1582 extern void sd_resolve_dep (sd_iterator_def);
1583 extern void sd_unresolve_dep (sd_iterator_def);
1584 extern void sd_copy_back_deps (rtx, rtx, bool);
1585 extern void sd_delete_dep (sd_iterator_def);
1586 extern void sd_debug_lists (rtx, sd_list_types_def);
1587
1588 #endif /* INSN_SCHEDULING */
1589
1590 /* Functions in sched-vis.c.  These must be outside INSN_SCHEDULING as
1591    sched-vis.c is compiled always.  */
1592 extern void print_insn (char *, const_rtx, int);
1593 extern void print_pattern (char *, const_rtx, int);
1594 extern void print_value (char *, const_rtx, int);
1595
1596 #endif /* GCC_SCHED_INT_H */
1597