OSDN Git Service

* gcc.target/i386/opt-1.c: Add --param min-insn-to-prefetch -ratio=0
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / sched-ebb.c
1 /* Instruction scheduling pass.
2    Copyright (C) 1992, 1993, 1994, 1995, 1996, 1997, 1998, 1999,
3    2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009, 2010, 2011
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 "diagnostic-core.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 "recog.h"
39 #include "cfglayout.h"
40 #include "params.h"
41 #include "sched-int.h"
42 #include "target.h"
43 #include "output.h"
44
45 \f
46 #ifdef INSN_SCHEDULING
47
48 /* The number of insns to be scheduled in total.  */
49 static int rgn_n_insns;
50
51 /* The number of insns scheduled so far.  */
52 static int sched_rgn_n_insns;
53
54 /* Set of blocks, that already have their dependencies calculated.  */
55 static bitmap_head dont_calc_deps;
56
57 /* Last basic block in current ebb.  */
58 static basic_block last_bb;
59
60 /* Implementations of the sched_info functions for region scheduling.  */
61 static void init_ready_list (void);
62 static void begin_schedule_ready (rtx);
63 static int schedule_more_p (void);
64 static const char *ebb_print_insn (const_rtx, int);
65 static int rank (rtx, rtx);
66 static int ebb_contributes_to_priority (rtx, rtx);
67 static basic_block earliest_block_with_similiar_load (basic_block, rtx);
68 static void add_deps_for_risky_insns (rtx, rtx);
69 static basic_block schedule_ebb (rtx, rtx);
70 static void debug_ebb_dependencies (rtx, rtx);
71
72 static void ebb_add_remove_insn (rtx, int);
73 static void ebb_add_block (basic_block, basic_block);
74 static basic_block advance_target_bb (basic_block, rtx);
75 static void ebb_fix_recovery_cfg (int, int, int);
76
77 /* Return nonzero if there are more insns that should be scheduled.  */
78
79 static int
80 schedule_more_p (void)
81 {
82   return sched_rgn_n_insns < rgn_n_insns;
83 }
84
85 /* Print dependency information about ebb between HEAD and TAIL.  */
86 static void
87 debug_ebb_dependencies (rtx head, rtx tail)
88 {
89   fprintf (sched_dump,
90            ";;   --------------- forward dependences: ------------ \n");
91
92   fprintf (sched_dump, "\n;;   --- EBB Dependences --- from bb%d to bb%d \n",
93            BLOCK_NUM (head), BLOCK_NUM (tail));
94
95   debug_dependencies (head, tail);
96 }
97
98 /* Add all insns that are initially ready to the ready list READY.  Called
99    once before scheduling a set of insns.  */
100
101 static void
102 init_ready_list (void)
103 {
104   int n = 0;
105   rtx prev_head = current_sched_info->prev_head;
106   rtx next_tail = current_sched_info->next_tail;
107   rtx insn;
108
109   sched_rgn_n_insns = 0;
110
111   /* Print debugging information.  */
112   if (sched_verbose >= 5)
113     debug_ebb_dependencies (NEXT_INSN (prev_head), PREV_INSN (next_tail));
114
115   /* Initialize ready list with all 'ready' insns in target block.
116      Count number of insns in the target block being scheduled.  */
117   for (insn = NEXT_INSN (prev_head); insn != next_tail; insn = NEXT_INSN (insn))
118     {
119       try_ready (insn);
120       n++;
121     }
122
123   gcc_assert (n == rgn_n_insns);
124 }
125
126 /* INSN is being scheduled after LAST.  Update counters.  */
127 static void
128 begin_schedule_ready (rtx insn ATTRIBUTE_UNUSED)
129 {
130   sched_rgn_n_insns++;
131 }
132
133 /* INSN is being moved to its place in the schedule, after LAST.  */
134 static void
135 begin_move_insn (rtx insn, rtx last)
136 {
137   if (BLOCK_FOR_INSN (insn) == last_bb
138       /* INSN is a jump in the last block, ...  */
139       && control_flow_insn_p (insn)
140       /* that is going to be moved over some instructions.  */
141       && last != PREV_INSN (insn))
142     {
143       edge e;
144       basic_block bb;
145
146       /* An obscure special case, where we do have partially dead
147          instruction scheduled after last control flow instruction.
148          In this case we can create new basic block.  It is
149          always exactly one basic block last in the sequence.  */
150
151       e = find_fallthru_edge (last_bb->succs);
152
153       gcc_checking_assert (!e || !(e->flags & EDGE_COMPLEX));
154
155       gcc_checking_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_checking_assert (NOTE_P (x) || LABEL_P (x));
166         else
167           gcc_checking_assert (BARRIER_P (x));
168       }
169
170       if (e)
171         {
172           bb = split_edge (e);
173           gcc_assert (NOTE_INSN_BASIC_BLOCK_P (BB_END (bb)));
174         }
175       else
176         /* Create an empty unreachable block after the INSN.  */
177         bb = create_basic_block (NEXT_INSN (insn), NULL_RTX, last_bb);
178
179       /* split_edge () creates BB before E->DEST.  Keep in mind, that
180          this operation extends scheduling region till the end of BB.
181          Hence, we need to shift NEXT_TAIL, so haifa-sched.c won't go out
182          of the scheduling region.  */
183       current_sched_info->next_tail = NEXT_INSN (BB_END (bb));
184       gcc_assert (current_sched_info->next_tail);
185
186       /* Append new basic block to the end of the ebb.  */
187       sched_init_only_bb (bb, last_bb);
188       gcc_assert (last_bb == bb);
189     }
190 }
191
192 /* Return a string that contains the insn uid and optionally anything else
193    necessary to identify this insn in an output.  It's valid to use a
194    static buffer for this.  The ALIGNED parameter should cause the string
195    to be formatted so that multiple output lines will line up nicely.  */
196
197 static const char *
198 ebb_print_insn (const_rtx insn, int aligned ATTRIBUTE_UNUSED)
199 {
200   static char tmp[80];
201
202   /* '+' before insn means it is a new cycle start.  */
203   if (GET_MODE (insn) == TImode)
204     sprintf (tmp, "+ %4d", INSN_UID (insn));
205   else
206     sprintf (tmp, "  %4d", INSN_UID (insn));
207
208   return tmp;
209 }
210
211 /* Compare priority of two insns.  Return a positive number if the second
212    insn is to be preferred for scheduling, and a negative one if the first
213    is to be preferred.  Zero if they are equally good.  */
214
215 static int
216 rank (rtx insn1, rtx insn2)
217 {
218   basic_block bb1 = BLOCK_FOR_INSN (insn1);
219   basic_block bb2 = BLOCK_FOR_INSN (insn2);
220
221   if (bb1->count > bb2->count
222       || bb1->frequency > bb2->frequency)
223     return -1;
224   if (bb1->count < bb2->count
225       || bb1->frequency < bb2->frequency)
226     return 1;
227   return 0;
228 }
229
230 /* NEXT is an instruction that depends on INSN (a backward dependence);
231    return nonzero if we should include this dependence in priority
232    calculations.  */
233
234 static int
235 ebb_contributes_to_priority (rtx next ATTRIBUTE_UNUSED,
236                              rtx insn ATTRIBUTE_UNUSED)
237 {
238   return 1;
239 }
240
241  /* INSN is a JUMP_INSN, COND_SET is the set of registers that are
242     conditionally set before INSN.  Store the set of registers that
243     must be considered as used by this jump in USED and that of
244     registers that must be considered as set in SET.  */
245
246 void
247 ebb_compute_jump_reg_dependencies (rtx insn, regset cond_set, regset used,
248                                    regset set)
249 {
250   basic_block b = BLOCK_FOR_INSN (insn);
251   edge e;
252   edge_iterator ei;
253
254   FOR_EACH_EDGE (e, ei, b->succs)
255     if (e->flags & EDGE_FALLTHRU)
256       /* The jump may be a by-product of a branch that has been merged
257          in the main codepath after being conditionalized.  Therefore
258          it may guard the fallthrough block from using a value that has
259          conditionally overwritten that of the main codepath.  So we
260          consider that it restores the value of the main codepath.  */
261       bitmap_and (set, df_get_live_in (e->dest), cond_set);
262     else
263       bitmap_ior_into (used, df_get_live_in (e->dest));
264 }
265
266 /* Used in schedule_insns to initialize current_sched_info for scheduling
267    regions (or single basic blocks).  */
268
269 static struct common_sched_info_def ebb_common_sched_info;
270
271 static struct sched_deps_info_def ebb_sched_deps_info =
272   {
273     ebb_compute_jump_reg_dependencies,
274     NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL,
275     NULL,
276     1, 0, 0
277   };
278
279 static struct haifa_sched_info ebb_sched_info =
280 {
281   init_ready_list,
282   NULL,
283   schedule_more_p,
284   NULL,
285   rank,
286   ebb_print_insn,
287   ebb_contributes_to_priority,
288   NULL, /* insn_finishes_block_p */
289
290   NULL, NULL,
291   NULL, NULL,
292   1, 0,
293
294   ebb_add_remove_insn,
295   begin_schedule_ready,
296   begin_move_insn,
297   advance_target_bb,
298   SCHED_EBB
299   /* We can create new blocks in begin_schedule_ready ().  */
300   | NEW_BBS
301 };
302 \f
303 /* Returns the earliest block in EBB currently being processed where a
304    "similar load" 'insn2' is found, and hence LOAD_INSN can move
305    speculatively into the found block.  All the following must hold:
306
307    (1) both loads have 1 base register (PFREE_CANDIDATEs).
308    (2) load_insn and load2 have a def-use dependence upon
309    the same insn 'insn1'.
310
311    From all these we can conclude that the two loads access memory
312    addresses that differ at most by a constant, and hence if moving
313    load_insn would cause an exception, it would have been caused by
314    load2 anyhow.
315
316    The function uses list (given by LAST_BLOCK) of already processed
317    blocks in EBB.  The list is formed in `add_deps_for_risky_insns'.  */
318
319 static basic_block
320 earliest_block_with_similiar_load (basic_block last_block, rtx load_insn)
321 {
322   sd_iterator_def back_sd_it;
323   dep_t back_dep;
324   basic_block bb, earliest_block = NULL;
325
326   FOR_EACH_DEP (load_insn, SD_LIST_BACK, back_sd_it, back_dep)
327     {
328       rtx insn1 = DEP_PRO (back_dep);
329
330       if (DEP_TYPE (back_dep) == REG_DEP_TRUE)
331         /* Found a DEF-USE dependence (insn1, load_insn).  */
332         {
333           sd_iterator_def fore_sd_it;
334           dep_t fore_dep;
335
336           FOR_EACH_DEP (insn1, SD_LIST_FORW, fore_sd_it, fore_dep)
337             {
338               rtx insn2 = DEP_CON (fore_dep);
339               basic_block insn2_block = BLOCK_FOR_INSN (insn2);
340
341               if (DEP_TYPE (fore_dep) == REG_DEP_TRUE)
342                 {
343                   if (earliest_block != NULL
344                       && earliest_block->index < insn2_block->index)
345                     continue;
346
347                   /* Found a DEF-USE dependence (insn1, insn2).  */
348                   if (haifa_classify_insn (insn2) != PFREE_CANDIDATE)
349                     /* insn2 not guaranteed to be a 1 base reg load.  */
350                     continue;
351
352                   for (bb = last_block; bb; bb = (basic_block) bb->aux)
353                     if (insn2_block == bb)
354                       break;
355
356                   if (!bb)
357                     /* insn2 is the similar load.  */
358                     earliest_block = insn2_block;
359                 }
360             }
361         }
362     }
363
364   return earliest_block;
365 }
366
367 /* The following function adds dependencies between jumps and risky
368    insns in given ebb.  */
369
370 static void
371 add_deps_for_risky_insns (rtx head, rtx tail)
372 {
373   rtx insn, prev;
374   int classification;
375   rtx last_jump = NULL_RTX;
376   rtx next_tail = NEXT_INSN (tail);
377   basic_block last_block = NULL, bb;
378
379   for (insn = head; insn != next_tail; insn = NEXT_INSN (insn))
380     if (control_flow_insn_p (insn))
381       {
382         bb = BLOCK_FOR_INSN (insn);
383         bb->aux = last_block;
384         last_block = bb;
385         last_jump = insn;
386       }
387     else if (INSN_P (insn) && last_jump != NULL_RTX)
388       {
389         classification = haifa_classify_insn (insn);
390         prev = last_jump;
391         switch (classification)
392           {
393           case PFREE_CANDIDATE:
394             if (flag_schedule_speculative_load)
395               {
396                 bb = earliest_block_with_similiar_load (last_block, insn);
397                 if (bb)
398                   {
399                     bb = (basic_block) bb->aux;
400                     if (!bb)
401                       break;
402                     prev = BB_END (bb);
403                   }
404               }
405             /* Fall through.  */
406           case TRAP_RISKY:
407           case IRISKY:
408           case PRISKY_CANDIDATE:
409             /* ??? We could implement better checking PRISKY_CANDIDATEs
410                analogous to sched-rgn.c.  */
411             /* We can not change the mode of the backward
412                dependency because REG_DEP_ANTI has the lowest
413                rank.  */
414             if (! sched_insns_conditions_mutex_p (insn, prev))
415               {
416                 dep_def _dep, *dep = &_dep;
417
418                 init_dep (dep, prev, insn, REG_DEP_ANTI);
419
420                 if (!(current_sched_info->flags & USE_DEPS_LIST))
421                   {
422                     enum DEPS_ADJUST_RESULT res;
423
424                     res = sd_add_or_update_dep (dep, false);
425
426                     /* We can't change an existing dependency with
427                        DEP_ANTI.  */
428                     gcc_assert (res != DEP_CHANGED);
429                   }
430                 else
431                   {
432                     if ((current_sched_info->flags & DO_SPECULATION)
433                         && (spec_info->mask & BEGIN_CONTROL))
434                       DEP_STATUS (dep) = set_dep_weak (DEP_ANTI, BEGIN_CONTROL,
435                                                        MAX_DEP_WEAK);
436
437                     sd_add_or_update_dep (dep, false);
438
439                     /* Dep_status could have been changed.
440                        No assertion here.  */
441                   }
442               }
443
444             break;
445
446           default:
447             break;
448           }
449       }
450   /* Maintain the invariant that bb->aux is clear after use.  */
451   while (last_block)
452     {
453       bb = (basic_block) last_block->aux;
454       last_block->aux = NULL;
455       last_block = bb;
456     }
457 }
458
459 /* Schedule a single extended basic block, defined by the boundaries HEAD
460    and TAIL.  */
461
462 static basic_block
463 schedule_ebb (rtx head, rtx tail)
464 {
465   basic_block first_bb, target_bb;
466   struct deps_desc tmp_deps;
467
468   first_bb = BLOCK_FOR_INSN (head);
469   last_bb = BLOCK_FOR_INSN (tail);
470
471   if (no_real_insns_p (head, tail))
472     return BLOCK_FOR_INSN (tail);
473
474   gcc_assert (INSN_P (head) && INSN_P (tail));
475
476   if (!bitmap_bit_p (&dont_calc_deps, first_bb->index))
477     {
478       init_deps_global ();
479
480       /* Compute dependencies.  */
481       init_deps (&tmp_deps, false);
482       sched_analyze (&tmp_deps, head, tail);
483       free_deps (&tmp_deps);
484
485       add_deps_for_risky_insns (head, tail);
486
487       if (targetm.sched.dependencies_evaluation_hook)
488         targetm.sched.dependencies_evaluation_hook (head, tail);
489
490       finish_deps_global ();
491     }
492   else
493     /* Only recovery blocks can have their dependencies already calculated,
494        and they always are single block ebbs.  */
495     gcc_assert (first_bb == last_bb);
496
497   /* Set priorities.  */
498   current_sched_info->sched_max_insns_priority = 0;
499   rgn_n_insns = set_priorities (head, tail);
500   current_sched_info->sched_max_insns_priority++;
501
502   current_sched_info->prev_head = PREV_INSN (head);
503   current_sched_info->next_tail = NEXT_INSN (tail);
504
505   remove_notes (head, tail);
506
507   unlink_bb_notes (first_bb, last_bb);
508
509   target_bb = first_bb;
510
511   /* Make ready list big enough to hold all the instructions from the ebb.  */
512   sched_extend_ready_list (rgn_n_insns);
513   schedule_block (&target_bb);
514   /* Free ready list.  */
515   sched_finish_ready_list ();
516
517   /* We might pack all instructions into fewer blocks,
518      so we may made some of them empty.  Can't assert (b == last_bb).  */
519
520   /* Sanity check: verify that all region insns were scheduled.  */
521   gcc_assert (sched_rgn_n_insns == rgn_n_insns);
522
523   /* Free dependencies.  */
524   sched_free_deps (current_sched_info->head, current_sched_info->tail, true);
525
526   gcc_assert (haifa_recovery_bb_ever_added_p
527               || deps_pools_are_empty_p ());
528
529   if (EDGE_COUNT (last_bb->preds) == 0)
530     /* LAST_BB is unreachable.  */
531     {
532       gcc_assert (first_bb != last_bb
533                   && EDGE_COUNT (last_bb->succs) == 0);
534       last_bb = last_bb->prev_bb;
535       delete_basic_block (last_bb->next_bb);
536     }
537
538   return last_bb;
539 }
540
541 /* The one entry point in this file.  */
542
543 void
544 schedule_ebbs (void)
545 {
546   basic_block bb;
547   int probability_cutoff;
548   rtx tail;
549
550   if (profile_info && flag_branch_probabilities)
551     probability_cutoff = PARAM_VALUE (TRACER_MIN_BRANCH_PROBABILITY_FEEDBACK);
552   else
553     probability_cutoff = PARAM_VALUE (TRACER_MIN_BRANCH_PROBABILITY);
554   probability_cutoff = REG_BR_PROB_BASE / 100 * probability_cutoff;
555
556   /* Taking care of this degenerate case makes the rest of
557      this code simpler.  */
558   if (n_basic_blocks == NUM_FIXED_BLOCKS)
559     return;
560
561   /* Setup infos.  */
562   {
563     memcpy (&ebb_common_sched_info, &haifa_common_sched_info,
564             sizeof (ebb_common_sched_info));
565
566     ebb_common_sched_info.fix_recovery_cfg = ebb_fix_recovery_cfg;
567     ebb_common_sched_info.add_block = ebb_add_block;
568     ebb_common_sched_info.sched_pass_id = SCHED_EBB_PASS;
569
570     common_sched_info = &ebb_common_sched_info;
571     sched_deps_info = &ebb_sched_deps_info;
572     current_sched_info = &ebb_sched_info;
573   }
574
575   haifa_sched_init ();
576
577   compute_bb_for_insn ();
578
579   /* Initialize DONT_CALC_DEPS and ebb-{start, end} markers.  */
580   bitmap_initialize (&dont_calc_deps, 0);
581   bitmap_clear (&dont_calc_deps);
582
583   /* Schedule every region in the subroutine.  */
584   FOR_EACH_BB (bb)
585     {
586       rtx head = BB_HEAD (bb);
587
588       if (bb->flags & BB_DISABLE_SCHEDULE)
589         continue;
590
591       for (;;)
592         {
593           edge e;
594           tail = BB_END (bb);
595           if (bb->next_bb == EXIT_BLOCK_PTR
596               || LABEL_P (BB_HEAD (bb->next_bb)))
597             break;
598           e = find_fallthru_edge (bb->succs);
599           if (! e)
600             break;
601           if (e->probability <= probability_cutoff)
602             break;
603           if (e->dest->flags & BB_DISABLE_SCHEDULE)
604             break;
605           bb = bb->next_bb;
606         }
607
608       /* Blah.  We should fix the rest of the code not to get confused by
609          a note or two.  */
610       while (head != tail)
611         {
612           if (NOTE_P (head) || DEBUG_INSN_P (head))
613             head = NEXT_INSN (head);
614           else if (NOTE_P (tail) || DEBUG_INSN_P (tail))
615             tail = PREV_INSN (tail);
616           else if (LABEL_P (head))
617             head = NEXT_INSN (head);
618           else
619             break;
620         }
621
622       bb = schedule_ebb (head, tail);
623     }
624   bitmap_clear (&dont_calc_deps);
625
626   /* Reposition the prologue and epilogue notes in case we moved the
627      prologue/epilogue insns.  */
628   if (reload_completed)
629     reposition_prologue_and_epilogue_notes ();
630
631   haifa_sched_finish ();
632 }
633
634 /* INSN has been added to/removed from current ebb.  */
635 static void
636 ebb_add_remove_insn (rtx insn ATTRIBUTE_UNUSED, int remove_p)
637 {
638   if (!remove_p)
639     rgn_n_insns++;
640   else
641     rgn_n_insns--;
642 }
643
644 /* BB was added to ebb after AFTER.  */
645 static void
646 ebb_add_block (basic_block bb, basic_block after)
647 {
648   /* Recovery blocks are always bounded by BARRIERS,
649      therefore, they always form single block EBB,
650      therefore, we can use rec->index to identify such EBBs.  */
651   if (after == EXIT_BLOCK_PTR)
652     bitmap_set_bit (&dont_calc_deps, bb->index);
653   else if (after == last_bb)
654     last_bb = bb;
655 }
656
657 /* Return next block in ebb chain.  For parameter meaning please refer to
658    sched-int.h: struct sched_info: advance_target_bb.  */
659 static basic_block
660 advance_target_bb (basic_block bb, rtx insn)
661 {
662   if (insn)
663     {
664       if (BLOCK_FOR_INSN (insn) != bb
665           && control_flow_insn_p (insn)
666           /* We handle interblock movement of the speculation check
667              or over a speculation check in
668              haifa-sched.c: move_block_after_check ().  */
669           && !IS_SPECULATION_BRANCHY_CHECK_P (insn)
670           && !IS_SPECULATION_BRANCHY_CHECK_P (BB_END (bb)))
671         {
672           /* Assert that we don't move jumps across blocks.  */
673           gcc_assert (!control_flow_insn_p (BB_END (bb))
674                       && NOTE_INSN_BASIC_BLOCK_P (BB_HEAD (bb->next_bb)));
675           return bb;
676         }
677       else
678         return 0;
679     }
680   else
681     /* Return next non empty block.  */
682     {
683       do
684         {
685           gcc_assert (bb != last_bb);
686
687           bb = bb->next_bb;
688         }
689       while (bb_note (bb) == BB_END (bb));
690
691       return bb;
692     }
693 }
694
695 /* Fix internal data after interblock movement of jump instruction.
696    For parameter meaning please refer to
697    sched-int.h: struct sched_info: fix_recovery_cfg.  */
698 static void
699 ebb_fix_recovery_cfg (int bbi ATTRIBUTE_UNUSED, int jump_bbi,
700                       int jump_bb_nexti)
701 {
702   gcc_assert (last_bb->index != bbi);
703
704   if (jump_bb_nexti == last_bb->index)
705     last_bb = BASIC_BLOCK (jump_bbi);
706 }
707
708 #endif /* INSN_SCHEDULING */