OSDN Git Service

2008-11-09 Thomas Schwinge <tschwinge@gnu.org>
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / sched-ebb.c
1 /* Instruction scheduling pass.
2    Copyright (C) 1992, 1993, 1994, 1995, 1996, 1997, 1998,
3    1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007
4    Free Software Foundation, Inc.
5    Contributed by Michael Tiemann (tiemann@cygnus.com) Enhanced by,
6    and currently maintained by, Jim Wilson (wilson@cygnus.com)
7
8 This file is part of GCC.
9
10 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
11 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
12 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
13 version.
14
15 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
16 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
17 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
18 for more details.
19
20 You should have received a copy of the GNU General Public License
21 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
22 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
23 \f
24 #include "config.h"
25 #include "system.h"
26 #include "coretypes.h"
27 #include "tm.h"
28 #include "toplev.h"
29 #include "rtl.h"
30 #include "tm_p.h"
31 #include "hard-reg-set.h"
32 #include "regs.h"
33 #include "function.h"
34 #include "flags.h"
35 #include "insn-config.h"
36 #include "insn-attr.h"
37 #include "except.h"
38 #include "toplev.h"
39 #include "recog.h"
40 #include "cfglayout.h"
41 #include "params.h"
42 #include "sched-int.h"
43 #include "target.h"
44 #include "output.h"
45
46 \f
47 #ifdef INSN_SCHEDULING
48
49 /* The number of insns to be scheduled in total.  */
50 static int rgn_n_insns;
51
52 /* The number of insns scheduled so far.  */
53 static int sched_rgn_n_insns;
54
55 /* Set of blocks, that already have their dependencies calculated.  */
56 static bitmap_head dont_calc_deps;
57
58 /* Last basic block in current ebb.  */
59 static basic_block last_bb;
60
61 /* Implementations of the sched_info functions for region scheduling.  */
62 static void init_ready_list (void);
63 static void begin_schedule_ready (rtx, rtx);
64 static int schedule_more_p (void);
65 static const char *ebb_print_insn (const_rtx, int);
66 static int rank (rtx, rtx);
67 static int ebb_contributes_to_priority (rtx, rtx);
68 static basic_block earliest_block_with_similiar_load (basic_block, rtx);
69 static void add_deps_for_risky_insns (rtx, rtx);
70 static basic_block schedule_ebb (rtx, rtx);
71 static void debug_ebb_dependencies (rtx, rtx);
72
73 static void ebb_add_remove_insn (rtx, int);
74 static void ebb_add_block (basic_block, basic_block);
75 static basic_block advance_target_bb (basic_block, rtx);
76 static void ebb_fix_recovery_cfg (int, int, int);
77
78 /* Return nonzero if there are more insns that should be scheduled.  */
79
80 static int
81 schedule_more_p (void)
82 {
83   return sched_rgn_n_insns < rgn_n_insns;
84 }
85
86 /* Print dependency information about ebb between HEAD and TAIL.  */
87 static void
88 debug_ebb_dependencies (rtx head, rtx tail)
89 {
90   fprintf (sched_dump,
91            ";;   --------------- forward dependences: ------------ \n");
92
93   fprintf (sched_dump, "\n;;   --- EBB Dependences --- from bb%d to bb%d \n",
94            BLOCK_NUM (head), BLOCK_NUM (tail));
95
96   debug_dependencies (head, tail);
97 }
98
99 /* Add all insns that are initially ready to the ready list READY.  Called
100    once before scheduling a set of insns.  */
101
102 static void
103 init_ready_list (void)
104 {
105   int n = 0;
106   rtx prev_head = current_sched_info->prev_head;
107   rtx next_tail = current_sched_info->next_tail;
108   rtx insn;
109
110   sched_rgn_n_insns = 0;
111
112   /* Print debugging information.  */
113   if (sched_verbose >= 5)
114     debug_ebb_dependencies (NEXT_INSN (prev_head), PREV_INSN (next_tail));
115
116   /* Initialize ready list with all 'ready' insns in target block.
117      Count number of insns in the target block being scheduled.  */
118   for (insn = NEXT_INSN (prev_head); insn != next_tail; insn = NEXT_INSN (insn))
119     {
120       try_ready (insn);
121       n++;
122     }
123
124   gcc_assert (n == rgn_n_insns);
125 }
126
127 /* INSN is being scheduled after LAST.  Update counters.  */
128 static void
129 begin_schedule_ready (rtx insn, rtx last)
130 {
131   sched_rgn_n_insns++;
132
133   if (BLOCK_FOR_INSN (insn) == last_bb
134       /* INSN is a jump in the last block, ...  */
135       && control_flow_insn_p (insn)
136       /* that is going to be moved over some instructions.  */
137       && last != PREV_INSN (insn))
138     {
139       edge e;
140       edge_iterator ei;
141       basic_block bb;
142
143       /* An obscure special case, where we do have partially dead
144          instruction scheduled after last control flow instruction.
145          In this case we can create new basic block.  It is
146          always exactly one basic block last in the sequence.  */
147       
148       FOR_EACH_EDGE (e, ei, last_bb->succs)
149         if (e->flags & EDGE_FALLTHRU)
150           break;
151
152 #ifdef ENABLE_CHECKING
153       gcc_assert (!e || !(e->flags & EDGE_COMPLEX));        
154
155       gcc_assert (BLOCK_FOR_INSN (insn) == last_bb
156                   && !IS_SPECULATION_CHECK_P (insn)
157                   && BB_HEAD (last_bb) != insn
158                   && BB_END (last_bb) == insn);
159
160       {
161         rtx x;
162
163         x = NEXT_INSN (insn);
164         if (e)
165           gcc_assert (NOTE_P (x) || LABEL_P (x));
166         else
167           gcc_assert (BARRIER_P (x));
168       }
169 #endif
170
171       if (e)
172         {
173           bb = split_edge (e);
174           gcc_assert (NOTE_INSN_BASIC_BLOCK_P (BB_END (bb)));
175         }
176       else
177         /* Create an empty unreachable block after the INSN.  */
178         bb = create_basic_block (NEXT_INSN (insn), NULL_RTX, last_bb);
179       
180       /* split_edge () creates BB before E->DEST.  Keep in mind, that
181          this operation extends scheduling region till the end of BB.
182          Hence, we need to shift NEXT_TAIL, so haifa-sched.c won't go out
183          of the scheduling region.  */
184       current_sched_info->next_tail = NEXT_INSN (BB_END (bb));
185       gcc_assert (current_sched_info->next_tail);
186
187       /* Append new basic block to the end of the ebb.  */
188       sched_init_only_bb (bb, last_bb);
189       gcc_assert (last_bb == bb);
190     }
191 }
192
193 /* Return a string that contains the insn uid and optionally anything else
194    necessary to identify this insn in an output.  It's valid to use a
195    static buffer for this.  The ALIGNED parameter should cause the string
196    to be formatted so that multiple output lines will line up nicely.  */
197
198 static const char *
199 ebb_print_insn (const_rtx insn, int aligned ATTRIBUTE_UNUSED)
200 {
201   static char tmp[80];
202
203   /* '+' before insn means it is a new cycle start.  */
204   if (GET_MODE (insn) == TImode)
205     sprintf (tmp, "+ %4d", INSN_UID (insn));
206   else
207     sprintf (tmp, "  %4d", INSN_UID (insn));
208
209   return tmp;
210 }
211
212 /* Compare priority of two insns.  Return a positive number if the second
213    insn is to be preferred for scheduling, and a negative one if the first
214    is to be preferred.  Zero if they are equally good.  */
215
216 static int
217 rank (rtx insn1, rtx insn2)
218 {
219   basic_block bb1 = BLOCK_FOR_INSN (insn1);
220   basic_block bb2 = BLOCK_FOR_INSN (insn2);
221
222   if (bb1->count > bb2->count
223       || bb1->frequency > bb2->frequency)
224     return -1;
225   if (bb1->count < bb2->count
226       || bb1->frequency < bb2->frequency)
227     return 1;
228   return 0;
229 }
230
231 /* NEXT is an instruction that depends on INSN (a backward dependence);
232    return nonzero if we should include this dependence in priority
233    calculations.  */
234
235 static int
236 ebb_contributes_to_priority (rtx next ATTRIBUTE_UNUSED,
237                              rtx insn ATTRIBUTE_UNUSED)
238 {
239   return 1;
240 }
241
242  /* INSN is a JUMP_INSN, COND_SET is the set of registers that are
243     conditionally set before INSN.  Store the set of registers that
244     must be considered as used by this jump in USED and that of
245     registers that must be considered as set in SET.  */
246
247 void
248 ebb_compute_jump_reg_dependencies (rtx insn, regset cond_set, regset used,
249                                    regset set)
250 {
251   basic_block b = BLOCK_FOR_INSN (insn);
252   edge e;
253   edge_iterator ei;
254
255   FOR_EACH_EDGE (e, ei, b->succs)
256     if (e->flags & EDGE_FALLTHRU)
257       /* The jump may be a by-product of a branch that has been merged
258          in the main codepath after being conditionalized.  Therefore
259          it may guard the fallthrough block from using a value that has
260          conditionally overwritten that of the main codepath.  So we
261          consider that it restores the value of the main codepath.  */
262       bitmap_and (set, df_get_live_in (e->dest), cond_set);
263     else
264       bitmap_ior_into (used, df_get_live_in (e->dest));
265 }
266
267 /* Used in schedule_insns to initialize current_sched_info for scheduling
268    regions (or single basic blocks).  */
269
270 static struct common_sched_info_def ebb_common_sched_info;
271
272 static struct sched_deps_info_def ebb_sched_deps_info =
273   {
274     ebb_compute_jump_reg_dependencies,
275     NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL,
276     NULL,
277     1, 0, 0
278   };
279
280 static struct haifa_sched_info ebb_sched_info =
281 {
282   init_ready_list,
283   NULL,
284   schedule_more_p,
285   NULL,
286   rank,
287   ebb_print_insn,
288   ebb_contributes_to_priority,
289
290   NULL, NULL,
291   NULL, NULL,
292   1, 0,
293
294   ebb_add_remove_insn,
295   begin_schedule_ready,
296   advance_target_bb,
297   SCHED_EBB
298   /* We can create new blocks in begin_schedule_ready ().  */
299   | NEW_BBS
300 };
301 \f
302 /* Returns the earliest block in EBB currently being processed where a
303    "similar load" 'insn2' is found, and hence LOAD_INSN can move
304    speculatively into the found block.  All the following must hold:
305
306    (1) both loads have 1 base register (PFREE_CANDIDATEs).
307    (2) load_insn and load2 have a def-use dependence upon
308    the same insn 'insn1'.
309
310    From all these we can conclude that the two loads access memory
311    addresses that differ at most by a constant, and hence if moving
312    load_insn would cause an exception, it would have been caused by
313    load2 anyhow.
314
315    The function uses list (given by LAST_BLOCK) of already processed
316    blocks in EBB.  The list is formed in `add_deps_for_risky_insns'.  */
317
318 static basic_block
319 earliest_block_with_similiar_load (basic_block last_block, rtx load_insn)
320 {
321   sd_iterator_def back_sd_it;
322   dep_t back_dep;
323   basic_block bb, earliest_block = NULL;
324
325   FOR_EACH_DEP (load_insn, SD_LIST_BACK, back_sd_it, back_dep)
326     {
327       rtx insn1 = DEP_PRO (back_dep);
328
329       if (DEP_TYPE (back_dep) == REG_DEP_TRUE)  
330         /* Found a DEF-USE dependence (insn1, load_insn).  */
331         {
332           sd_iterator_def fore_sd_it;
333           dep_t fore_dep;
334
335           FOR_EACH_DEP (insn1, SD_LIST_FORW, fore_sd_it, fore_dep)
336             {
337               rtx insn2 = DEP_CON (fore_dep);
338               basic_block insn2_block = BLOCK_FOR_INSN (insn2);
339
340               if (DEP_TYPE (fore_dep) == REG_DEP_TRUE)
341                 {
342                   if (earliest_block != NULL
343                       && earliest_block->index < insn2_block->index)
344                     continue;
345
346                   /* Found a DEF-USE dependence (insn1, insn2).  */
347                   if (haifa_classify_insn (insn2) != PFREE_CANDIDATE)
348                     /* insn2 not guaranteed to be a 1 base reg load.  */
349                     continue;
350
351                   for (bb = last_block; bb; bb = (basic_block) bb->aux)
352                     if (insn2_block == bb)
353                       break;
354
355                   if (!bb)
356                     /* insn2 is the similar load.  */
357                     earliest_block = insn2_block;
358                 }
359             }
360         }
361     }
362
363   return earliest_block;
364 }
365
366 /* The following function adds dependencies between jumps and risky
367    insns in given ebb.  */
368
369 static void
370 add_deps_for_risky_insns (rtx head, rtx tail)
371 {
372   rtx insn, prev;
373   int classification;
374   rtx last_jump = NULL_RTX;
375   rtx next_tail = NEXT_INSN (tail);
376   basic_block last_block = NULL, bb;
377
378   for (insn = head; insn != next_tail; insn = NEXT_INSN (insn))
379     if (control_flow_insn_p (insn))
380       {
381         bb = BLOCK_FOR_INSN (insn);
382         bb->aux = last_block;
383         last_block = bb;
384         last_jump = insn;
385       }
386     else if (INSN_P (insn) && last_jump != NULL_RTX)
387       {
388         classification = haifa_classify_insn (insn);
389         prev = last_jump;
390         switch (classification)
391           {
392           case PFREE_CANDIDATE:
393             if (flag_schedule_speculative_load)
394               {
395                 bb = earliest_block_with_similiar_load (last_block, insn);
396                 if (bb)
397                   {
398                     bb = (basic_block) bb->aux;
399                     if (!bb)
400                       break;
401                     prev = BB_END (bb);
402                   }
403               }
404             /* Fall through.  */
405           case TRAP_RISKY:
406           case IRISKY:
407           case PRISKY_CANDIDATE:
408             /* ??? We could implement better checking PRISKY_CANDIDATEs
409                analogous to sched-rgn.c.  */
410             /* We can not change the mode of the backward
411                dependency because REG_DEP_ANTI has the lowest
412                rank.  */
413             if (! sched_insns_conditions_mutex_p (insn, prev))
414               {
415                 dep_def _dep, *dep = &_dep;
416
417                 init_dep (dep, prev, insn, REG_DEP_ANTI);
418
419                 if (!(current_sched_info->flags & USE_DEPS_LIST))
420                   {
421                     enum DEPS_ADJUST_RESULT res;
422
423                     res = sd_add_or_update_dep (dep, false);
424
425                     /* We can't change an existing dependency with
426                        DEP_ANTI.  */
427                     gcc_assert (res != DEP_CHANGED);
428                   }
429                 else
430                   {
431                     if ((current_sched_info->flags & DO_SPECULATION)
432                         && (spec_info->mask & BEGIN_CONTROL))
433                       DEP_STATUS (dep) = set_dep_weak (DEP_ANTI, BEGIN_CONTROL,
434                                                        MAX_DEP_WEAK);
435
436                     sd_add_or_update_dep (dep, false);
437
438                     /* Dep_status could have been changed.
439                        No assertion here.  */
440                   }
441               }
442
443             break;
444
445           default:
446             break;
447           }
448       }
449   /* Maintain the invariant that bb->aux is clear after use.  */
450   while (last_block)
451     {
452       bb = (basic_block) last_block->aux;
453       last_block->aux = NULL;
454       last_block = bb;
455     }
456 }
457
458 /* Schedule a single extended basic block, defined by the boundaries HEAD
459    and TAIL.  */
460
461 static basic_block
462 schedule_ebb (rtx head, rtx tail)
463 {
464   basic_block first_bb, target_bb;
465   struct deps tmp_deps;
466   
467   first_bb = BLOCK_FOR_INSN (head);
468   last_bb = BLOCK_FOR_INSN (tail);
469
470   if (no_real_insns_p (head, tail))
471     return BLOCK_FOR_INSN (tail);
472
473   gcc_assert (INSN_P (head) && INSN_P (tail));
474
475   if (!bitmap_bit_p (&dont_calc_deps, first_bb->index))
476     {
477       init_deps_global ();
478
479       /* Compute dependencies.  */
480       init_deps (&tmp_deps);
481       sched_analyze (&tmp_deps, head, tail);
482       free_deps (&tmp_deps);
483
484       add_deps_for_risky_insns (head, tail);
485
486       if (targetm.sched.dependencies_evaluation_hook)
487         targetm.sched.dependencies_evaluation_hook (head, tail);
488
489       finish_deps_global ();
490     }
491   else
492     /* Only recovery blocks can have their dependencies already calculated,
493        and they always are single block ebbs.  */       
494     gcc_assert (first_bb == last_bb);
495
496   /* Set priorities.  */
497   current_sched_info->sched_max_insns_priority = 0;
498   rgn_n_insns = set_priorities (head, tail);
499   current_sched_info->sched_max_insns_priority++;
500
501   current_sched_info->prev_head = PREV_INSN (head);
502   current_sched_info->next_tail = NEXT_INSN (tail);
503
504   remove_notes (head, tail);
505
506   unlink_bb_notes (first_bb, last_bb);
507
508   target_bb = first_bb;
509
510   /* Make ready list big enough to hold all the instructions from the ebb.  */
511   sched_extend_ready_list (rgn_n_insns);
512   schedule_block (&target_bb);
513   /* Free ready list.  */
514   sched_finish_ready_list ();
515
516   /* We might pack all instructions into fewer blocks,
517      so we may made some of them empty.  Can't assert (b == last_bb).  */
518   
519   /* Sanity check: verify that all region insns were scheduled.  */
520   gcc_assert (sched_rgn_n_insns == rgn_n_insns);
521
522   /* Free dependencies.  */
523   sched_free_deps (current_sched_info->head, current_sched_info->tail, true);
524
525   gcc_assert (haifa_recovery_bb_ever_added_p
526               || deps_pools_are_empty_p ());
527
528   if (EDGE_COUNT (last_bb->preds) == 0)
529     /* LAST_BB is unreachable.  */
530     {
531       gcc_assert (first_bb != last_bb
532                   && EDGE_COUNT (last_bb->succs) == 0);
533       last_bb = last_bb->prev_bb;
534       delete_basic_block (last_bb->next_bb);
535     }
536
537   return last_bb;
538 }
539
540 /* The one entry point in this file.  */
541
542 void
543 schedule_ebbs (void)
544 {
545   basic_block bb;
546   int probability_cutoff;
547   rtx tail;
548
549   if (profile_info && flag_branch_probabilities)
550     probability_cutoff = PARAM_VALUE (TRACER_MIN_BRANCH_PROBABILITY_FEEDBACK);
551   else
552     probability_cutoff = PARAM_VALUE (TRACER_MIN_BRANCH_PROBABILITY);
553   probability_cutoff = REG_BR_PROB_BASE / 100 * probability_cutoff;
554
555   /* Taking care of this degenerate case makes the rest of
556      this code simpler.  */
557   if (n_basic_blocks == NUM_FIXED_BLOCKS)
558     return;
559
560   /* Setup infos.  */
561   {
562     memcpy (&ebb_common_sched_info, &haifa_common_sched_info,
563             sizeof (ebb_common_sched_info));
564
565     ebb_common_sched_info.fix_recovery_cfg = ebb_fix_recovery_cfg;
566     ebb_common_sched_info.add_block = ebb_add_block;
567     ebb_common_sched_info.sched_pass_id = SCHED_EBB_PASS;
568
569     common_sched_info = &ebb_common_sched_info;
570     sched_deps_info = &ebb_sched_deps_info;
571     current_sched_info = &ebb_sched_info;
572   }
573
574   haifa_sched_init ();
575
576   compute_bb_for_insn ();
577
578   /* Initialize DONT_CALC_DEPS and ebb-{start, end} markers.  */
579   bitmap_initialize (&dont_calc_deps, 0);
580   bitmap_clear (&dont_calc_deps);
581
582   /* Schedule every region in the subroutine.  */
583   FOR_EACH_BB (bb)
584     {
585       rtx head = BB_HEAD (bb);
586
587       for (;;)
588         {
589           edge e;
590           edge_iterator ei;
591           tail = BB_END (bb);
592           if (bb->next_bb == EXIT_BLOCK_PTR
593               || LABEL_P (BB_HEAD (bb->next_bb)))
594             break;
595           FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
596             if ((e->flags & EDGE_FALLTHRU) != 0)
597               break;
598           if (! e)
599             break;
600           if (e->probability <= probability_cutoff)
601             break;
602           bb = bb->next_bb;
603         }
604
605       /* Blah.  We should fix the rest of the code not to get confused by
606          a note or two.  */
607       while (head != tail)
608         {
609           if (NOTE_P (head))
610             head = NEXT_INSN (head);
611           else if (NOTE_P (tail))
612             tail = PREV_INSN (tail);
613           else if (LABEL_P (head))
614             head = NEXT_INSN (head);
615           else
616             break;
617         }
618
619       bb = schedule_ebb (head, tail);
620     }
621   bitmap_clear (&dont_calc_deps);
622
623   /* Reposition the prologue and epilogue notes in case we moved the
624      prologue/epilogue insns.  */
625   if (reload_completed)
626     reposition_prologue_and_epilogue_notes ();
627
628   haifa_sched_finish ();
629 }
630
631 /* INSN has been added to/removed from current ebb.  */
632 static void
633 ebb_add_remove_insn (rtx insn ATTRIBUTE_UNUSED, int remove_p)
634 {
635   if (!remove_p)
636     rgn_n_insns++;
637   else
638     rgn_n_insns--;
639 }
640
641 /* BB was added to ebb after AFTER.  */
642 static void
643 ebb_add_block (basic_block bb, basic_block after)
644 {
645   /* Recovery blocks are always bounded by BARRIERS, 
646      therefore, they always form single block EBB,
647      therefore, we can use rec->index to identify such EBBs.  */
648   if (after == EXIT_BLOCK_PTR)
649     bitmap_set_bit (&dont_calc_deps, bb->index);
650   else if (after == last_bb)
651     last_bb = bb;
652 }
653
654 /* Return next block in ebb chain.  For parameter meaning please refer to
655    sched-int.h: struct sched_info: advance_target_bb.  */
656 static basic_block
657 advance_target_bb (basic_block bb, rtx insn)
658 {
659   if (insn)
660     {
661       if (BLOCK_FOR_INSN (insn) != bb
662           && control_flow_insn_p (insn)
663           /* We handle interblock movement of the speculation check
664              or over a speculation check in
665              haifa-sched.c: move_block_after_check ().  */
666           && !IS_SPECULATION_BRANCHY_CHECK_P (insn)
667           && !IS_SPECULATION_BRANCHY_CHECK_P (BB_END (bb)))
668         {
669           /* Assert that we don't move jumps across blocks.  */
670           gcc_assert (!control_flow_insn_p (BB_END (bb))
671                       && NOTE_INSN_BASIC_BLOCK_P (BB_HEAD (bb->next_bb)));
672           return bb;
673         }
674       else
675         return 0;
676     }
677   else
678     /* Return next non empty block.  */
679     {
680       do
681         {
682           gcc_assert (bb != last_bb);
683
684           bb = bb->next_bb;
685         }
686       while (bb_note (bb) == BB_END (bb));
687
688       return bb;
689     }
690 }
691
692 /* Fix internal data after interblock movement of jump instruction.
693    For parameter meaning please refer to
694    sched-int.h: struct sched_info: fix_recovery_cfg.  */
695 static void
696 ebb_fix_recovery_cfg (int bbi ATTRIBUTE_UNUSED, int jump_bbi,
697                       int jump_bb_nexti)
698 {
699   gcc_assert (last_bb->index != bbi);
700
701   if (jump_bb_nexti == last_bb->index)
702     last_bb = BASIC_BLOCK (jump_bbi);
703 }
704
705 #endif /* INSN_SCHEDULING */