OSDN Git Service

2008-05-16 Sebastian Pop <sebastian.pop@amd.com>
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / tree-data-ref.h
index 03c0736..5e668cb 100644 (file)
@@ -1,12 +1,12 @@
 /* Data references and dependences detectors. 
-   Copyright (C) 2003, 2004 Free Software Foundation, Inc.
-   Contributed by Sebastian Pop <s.pop@laposte.net>
+   Copyright (C) 2003, 2004, 2005, 2006, 2007 Free Software Foundation, Inc.
+   Contributed by Sebastian Pop <pop@cri.ensmp.fr>
 
 This file is part of GCC.
 
 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
-Software Foundation; either version 2, or (at your option) any later
+Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
 version.
 
 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
@@ -15,44 +15,130 @@ FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
 for more details.
 
 You should have received a copy of the GNU General Public License
-along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the Free
-Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA
-02111-1307, USA.  */
+along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
+<http://www.gnu.org/licenses/>.  */
 
 #ifndef GCC_TREE_DATA_REF_H
 #define GCC_TREE_DATA_REF_H
 
+#include "graphds.h"
 #include "lambda.h"
+#include "omega.h"
+#include "tree-chrec.h"
+
+/*
+  innermost_loop_behavior describes the evolution of the address of the memory
+  reference in the innermost enclosing loop.  The address is expressed as
+  BASE + STEP * # of iteration, and base is further decomposed as the base
+  pointer (BASE_ADDRESS),  loop invariant offset (OFFSET) and
+  constant offset (INIT).  Examples, in loop nest 
+  
+  for (i = 0; i < 100; i++)
+    for (j = 3; j < 100; j++)
+
+                       Example 1                      Example 2
+      data-ref         a[j].b[i][j]                   *(p + x + 16B + 4B * j)
+      
+
+  innermost_loop_behavior
+      base_address     &a                             p
+      offset           i * D_i                       x
+      init             3 * D_j + offsetof (b)         28
+      step             D_j                            4
+
+  */
+struct innermost_loop_behavior
+{
+  tree base_address;
+  tree offset;
+  tree init;
+  tree step;
+
+  /* Alignment information.  ALIGNED_TO is set to the largest power of two
+     that divides OFFSET.  */
+  tree aligned_to;
+};
+
+/* Describes the evolutions of indices of the memory reference.  The indices
+   are indices of the ARRAY_REFs and the operands of INDIRECT_REFs.
+   For ARRAY_REFs, BASE_OBJECT is the reference with zeroed indices
+   (note that this reference does not have to be valid, if zero does not
+   belong to the range of the array; hence it is not recommended to use
+   BASE_OBJECT in any code generation).  For INDIRECT_REFs, the address is
+   set to the loop-invariant part of the address of the object, except for
+   the constant offset.  For the examples above,
+
+   base_object:        a[0].b[0][0]                   *(p + x + 4B * j_0)
+   indices:            {j_0, +, 1}_2                  {16, +, 4}_2
+                      {i_0, +, 1}_1
+                      {j_0, +, 1}_2
+*/
+
+struct indices
+{
+  /* The object.  */
+  tree base_object;
+  
+  /* A list of chrecs.  Access functions of the indices.  */
+  VEC(tree,heap) *access_fns;
+};
+
+struct dr_alias
+{
+  /* The alias information that should be used for new pointers to this
+     location.  SYMBOL_TAG is either a DECL or a SYMBOL_MEMORY_TAG.  */
+  tree symbol_tag;
+  struct ptr_info_def *ptr_info;
+
+  /* The set of virtual operands corresponding to this memory reference,
+     serving as a description of the alias information for the memory
+     reference.  This could be eliminated if we had alias oracle.  */
+  bitmap vops;
+};
 
 struct data_reference
 {
   /* A pointer to the statement that contains this DR.  */
   tree stmt;
   
-  /* A pointer to the ARRAY_REF node.  */
+  /* A pointer to the memory reference.  */
   tree ref;
 
-  /* The name of the array.  */
-  tree base_name;
-  
-  /* A list of chrecs.  */
-  varray_type access_fns;
-
   /* Auxiliary info specific to a pass.  */
-  int aux;
+  void *aux;
 
   /* True when the data reference is in RHS of a stmt.  */
   bool is_read;
 
+  /* Behavior of the memory reference in the innermost loop.  */
+  struct innermost_loop_behavior innermost;
+
+  /* Decomposition to indices for alias analysis.  */
+  struct indices indices;
+
+  /* Alias information for the data reference.  */
+  struct dr_alias alias;
 };
 
-#define DR_STMT(DR) DR->stmt
-#define DR_REF(DR) DR->ref
-#define DR_BASE_NAME(DR) DR->base_name
-#define DR_ACCESS_FNS(DR) DR->access_fns
-#define DR_ACCESS_FN(DR, I) VARRAY_TREE (DR_ACCESS_FNS (DR), I)
-#define DR_NUM_DIMENSIONS(DR) VARRAY_ACTIVE_SIZE (DR_ACCESS_FNS (DR))
-#define DR_IS_READ(DR) DR->is_read
+typedef struct data_reference *data_reference_p;
+DEF_VEC_P(data_reference_p);
+DEF_VEC_ALLOC_P (data_reference_p, heap);
+
+#define DR_STMT(DR)                (DR)->stmt
+#define DR_REF(DR)                 (DR)->ref
+#define DR_BASE_OBJECT(DR)         (DR)->indices.base_object
+#define DR_ACCESS_FNS(DR)         (DR)->indices.access_fns
+#define DR_ACCESS_FN(DR, I)        VEC_index (tree, DR_ACCESS_FNS (DR), I)
+#define DR_NUM_DIMENSIONS(DR)      VEC_length (tree, DR_ACCESS_FNS (DR))  
+#define DR_IS_READ(DR)             (DR)->is_read
+#define DR_BASE_ADDRESS(DR)        (DR)->innermost.base_address
+#define DR_OFFSET(DR)              (DR)->innermost.offset
+#define DR_INIT(DR)                (DR)->innermost.init
+#define DR_STEP(DR)                (DR)->innermost.step
+#define DR_SYMBOL_TAG(DR)          (DR)->alias.symbol_tag
+#define DR_PTR_INFO(DR)            (DR)->alias.ptr_info
+#define DR_VOPS(DR)               (DR)->alias.vops
+#define DR_ALIGNED_TO(DR)          (DR)->innermost.aligned_to
 
 enum data_dependence_direction {
   dir_positive, 
@@ -65,6 +151,29 @@ enum data_dependence_direction {
   dir_independent
 };
 
+/* The description of the grid of iterations that overlap.  At most
+   two loops are considered at the same time just now, hence at most
+   two functions are needed.  For each of the functions, we store
+   the vector of coefficients, f[0] + x * f[1] + y * f[2] + ...,
+   where x, y, ... are variables.  */
+
+#define MAX_DIM 2
+
+/* Special values of N.  */
+#define NO_DEPENDENCE 0
+#define NOT_KNOWN (MAX_DIM + 1)
+#define CF_NONTRIVIAL_P(CF) ((CF)->n != NO_DEPENDENCE && (CF)->n != NOT_KNOWN)
+#define CF_NOT_KNOWN_P(CF) ((CF)->n == NOT_KNOWN)
+#define CF_NO_DEPENDENCE_P(CF) ((CF)->n == NO_DEPENDENCE)
+
+typedef VEC (tree, heap) *affine_fn;
+
+typedef struct
+{
+  unsigned n;
+  affine_fn fns[MAX_DIM];
+} conflict_function;
+
 /* What is a subscript?  Given two array accesses a subscript is the
    tuple composed of the access functions for a given dimension.
    Example: Given A[f1][f2][f3] and B[g1][g2][g3], there are three
@@ -76,8 +185,8 @@ struct subscript
 {
   /* A description of the iterations for which the elements are
      accessed twice.  */
-  tree conflicting_iterations_in_a;
-  tree conflicting_iterations_in_b;
+  conflict_function *conflicting_iterations_in_a;
+  conflict_function *conflicting_iterations_in_b;
   
   /* This field stores the information about the iteration domain
      validity of the dependence relation.  */
@@ -90,6 +199,10 @@ struct subscript
   tree distance;
 };
 
+typedef struct subscript *subscript_p;
+DEF_VEC_P(subscript_p);
+DEF_VEC_ALLOC_P (subscript_p, heap);
+
 #define SUB_CONFLICTS_IN_A(SUB) SUB->conflicting_iterations_in_a
 #define SUB_CONFLICTS_IN_B(SUB) SUB->conflicting_iterations_in_b
 #define SUB_LAST_CONFLICT(SUB) SUB->last_conflict
@@ -108,6 +221,10 @@ struct data_dependence_relation
      a distance vector.  */
   bool affine_p;
 
+  /* Set to true when the dependence relation is on the same data
+     access.  */
+  bool self_reference_p;
+
   /* A "yes/no/maybe" field for the dependence relation:
      
      - when "ARE_DEPENDENT == NULL_TREE", there exist a dependence
@@ -124,62 +241,261 @@ struct data_dependence_relation
   /* For each subscript in the dependence test, there is an element in
      this array.  This is the attribute that labels the edge A->B of
      the data_dependence_relation.  */
-  varray_type subscripts;
+  VEC (subscript_p, heap) *subscripts;
+
+  /* The analyzed loop nest.  */
+  VEC (loop_p, heap) *loop_nest;
 
-  /* The size of the direction/distance vectors.  */
-  int size_vect;
+  /* An index in loop_nest for the innermost loop that varies for
+     this data dependence relation.  */
+  unsigned inner_loop;
 
   /* The classic direction vector.  */
-  lambda_vector dir_vect;
+  VEC (lambda_vector, heap) *dir_vects;
 
   /* The classic distance vector.  */
-  lambda_vector dist_vect;
+  VEC (lambda_vector, heap) *dist_vects;
+
+  /* Is the dependence reversed with respect to the lexicographic order?  */
+  bool reversed_p;
 };
 
+typedef struct data_dependence_relation *ddr_p;
+DEF_VEC_P(ddr_p);
+DEF_VEC_ALLOC_P(ddr_p,heap);
+
 #define DDR_A(DDR) DDR->a
 #define DDR_B(DDR) DDR->b
 #define DDR_AFFINE_P(DDR) DDR->affine_p
 #define DDR_ARE_DEPENDENT(DDR) DDR->are_dependent
 #define DDR_SUBSCRIPTS(DDR) DDR->subscripts
-#define DDR_SUBSCRIPTS_VECTOR_INIT(DDR, N) \
-  VARRAY_GENERIC_PTR_INIT (DDR_SUBSCRIPTS (DDR), N, "subscripts_vector");
-#define DDR_SUBSCRIPT(DDR, I) VARRAY_GENERIC_PTR (DDR_SUBSCRIPTS (DDR), I)
-#define DDR_NUM_SUBSCRIPTS(DDR) VARRAY_ACTIVE_SIZE (DDR_SUBSCRIPTS (DDR))
-#define DDR_SIZE_VECT(DDR) DDR->size_vect
-#define DDR_DIR_VECT(DDR) DDR->dir_vect
-#define DDR_DIST_VECT(DDR) DDR->dist_vect
+#define DDR_SUBSCRIPT(DDR, I) VEC_index (subscript_p, DDR_SUBSCRIPTS (DDR), I)
+#define DDR_NUM_SUBSCRIPTS(DDR) VEC_length (subscript_p, DDR_SUBSCRIPTS (DDR))
+
+#define DDR_LOOP_NEST(DDR) DDR->loop_nest
+/* The size of the direction/distance vectors: the number of loops in
+   the loop nest.  */
+#define DDR_NB_LOOPS(DDR) (VEC_length (loop_p, DDR_LOOP_NEST (DDR)))
+#define DDR_INNER_LOOP(DDR) DDR->inner_loop
+#define DDR_SELF_REFERENCE(DDR) DDR->self_reference_p
+
+#define DDR_DIST_VECTS(DDR) ((DDR)->dist_vects)
+#define DDR_DIR_VECTS(DDR) ((DDR)->dir_vects)
+#define DDR_NUM_DIST_VECTS(DDR) \
+  (VEC_length (lambda_vector, DDR_DIST_VECTS (DDR)))
+#define DDR_NUM_DIR_VECTS(DDR) \
+  (VEC_length (lambda_vector, DDR_DIR_VECTS (DDR)))
+#define DDR_DIR_VECT(DDR, I) \
+  VEC_index (lambda_vector, DDR_DIR_VECTS (DDR), I)
+#define DDR_DIST_VECT(DDR, I) \
+  VEC_index (lambda_vector, DDR_DIST_VECTS (DDR), I)
+#define DDR_REVERSED_P(DDR) DDR->reversed_p
 
 \f
 
-extern tree find_data_references_in_loop (struct loop *, varray_type *);
-extern struct data_dependence_relation *initialize_data_dependence_relation 
-(struct data_reference *, struct data_reference *);
-extern void compute_affine_dependence (struct data_dependence_relation *);
-extern void analyze_all_data_dependences (struct loops *);
-extern void compute_data_dependences_for_loop (unsigned, struct loop *, 
-                                              varray_type *, varray_type *);
-extern struct data_reference * init_data_ref (tree, tree, tree, tree, bool);
-extern struct data_reference *analyze_array (tree, tree, bool);
+/* Describes a location of a memory reference.  */
+
+typedef struct data_ref_loc_d
+{
+  /* Position of the memory reference.  */
+  tree *pos;
+
+  /* True if the memory reference is read.  */
+  bool is_read;
+} data_ref_loc;
 
+DEF_VEC_O (data_ref_loc);
+DEF_VEC_ALLOC_O (data_ref_loc, heap);
+
+bool get_references_in_stmt (tree, VEC (data_ref_loc, heap) **);
+void dr_analyze_innermost (struct data_reference *);
+extern void compute_data_dependences_for_loop (struct loop *, bool,
+                                              VEC (data_reference_p, heap) **,
+                                              VEC (ddr_p, heap) **);
+extern void print_direction_vector (FILE *, lambda_vector, int);
+extern void print_dir_vectors (FILE *, VEC (lambda_vector, heap) *, int);
+extern void print_dist_vectors (FILE *, VEC (lambda_vector, heap) *, int);
 extern void dump_subscript (FILE *, struct subscript *);
-extern void dump_ddrs (FILE *, varray_type);
-extern void dump_dist_dir_vectors (FILE *, varray_type);
+extern void dump_ddrs (FILE *, VEC (ddr_p, heap) *);
+extern void dump_dist_dir_vectors (FILE *, VEC (ddr_p, heap) *);
 extern void dump_data_reference (FILE *, struct data_reference *);
-extern void dump_data_references (FILE *, varray_type);
+extern void dump_data_references (FILE *, VEC (data_reference_p, heap) *);
+extern void debug_data_dependence_relation (struct data_dependence_relation *);
 extern void dump_data_dependence_relation (FILE *, 
                                           struct data_dependence_relation *);
-extern void dump_data_dependence_relations (FILE *, varray_type);
+extern void dump_data_dependence_relations (FILE *, VEC (ddr_p, heap) *);
+extern void debug_data_dependence_relations (VEC (ddr_p, heap) *);
 extern void dump_data_dependence_direction (FILE *, 
                                            enum data_dependence_direction);
-extern bool array_base_name_differ_p (struct data_reference *, 
-                                     struct data_reference *, bool *);
 extern void free_dependence_relation (struct data_dependence_relation *);
-extern void free_dependence_relations (varray_type);
-extern void free_data_refs (varray_type);
-extern void compute_subscript_distance (struct data_dependence_relation *);
-extern bool build_classic_dist_vector (struct data_dependence_relation *, int, int);
+extern void free_dependence_relations (VEC (ddr_p, heap) *);
+extern void free_data_ref (data_reference_p);
+extern void free_data_refs (VEC (data_reference_p, heap) *);
+struct data_reference *create_data_ref (struct loop *, tree, tree, bool);
+bool find_loop_nest (struct loop *, VEC (loop_p, heap) **);
+void compute_all_dependences (VEC (data_reference_p, heap) *,
+                             VEC (ddr_p, heap) **, VEC (loop_p, heap) *, bool);
+
+/* Return true when the DDR contains two data references that have the
+   same access functions.  */
+
+static inline bool
+same_access_functions (const struct data_dependence_relation *ddr)
+{
+  unsigned i;
+
+  for (i = 0; i < DDR_NUM_SUBSCRIPTS (ddr); i++)
+    if (!eq_evolutions_p (DR_ACCESS_FN (DDR_A (ddr), i),
+                         DR_ACCESS_FN (DDR_B (ddr), i)))
+      return false;
 
+  return true;
+}
+
+/* Return true when DDR is an anti-dependence relation.  */
+
+static inline bool
+ddr_is_anti_dependent (ddr_p ddr)
+{
+  return (DDR_ARE_DEPENDENT (ddr) == NULL_TREE
+         && DR_IS_READ (DDR_A (ddr))
+         && !DR_IS_READ (DDR_B (ddr))
+         && !same_access_functions (ddr));
+}
+
+/* Return true when DEPENDENCE_RELATIONS contains an anti-dependence.  */
+
+static inline bool
+ddrs_have_anti_deps (VEC (ddr_p, heap) *dependence_relations)
+{
+  unsigned i;
+  ddr_p ddr;
+
+  for (i = 0; VEC_iterate (ddr_p, dependence_relations, i, ddr); i++)
+    if (ddr_is_anti_dependent (ddr))
+      return true;
+
+  return false;
+}
+
+/* Return the dependence level for the DDR relation.  */
+
+static inline unsigned
+ddr_dependence_level (ddr_p ddr)
+{
+  unsigned vector;
+  unsigned level = 0;
+
+  if (DDR_DIST_VECTS (ddr))
+    level = dependence_level (DDR_DIST_VECT (ddr, 0), DDR_NB_LOOPS (ddr));
+
+  for (vector = 1; vector < DDR_NUM_DIST_VECTS (ddr); vector++)
+    level = MIN (level, dependence_level (DDR_DIST_VECT (ddr, vector),
+                                         DDR_NB_LOOPS (ddr)));
+  return level;
+}
 
 \f
 
+/* A Reduced Dependence Graph (RDG) vertex representing a statement.  */
+typedef struct rdg_vertex
+{
+  /* The statement represented by this vertex.  */
+  tree stmt;
+
+  /* True when the statement contains a write to memory.  */
+  bool has_mem_write;
+
+  /* True when the statement contains a read from memory.  */
+  bool has_mem_reads;
+} *rdg_vertex_p;
+
+#define RDGV_STMT(V)     ((struct rdg_vertex *) ((V)->data))->stmt
+#define RDGV_HAS_MEM_WRITE(V) ((struct rdg_vertex *) ((V)->data))->has_mem_write
+#define RDGV_HAS_MEM_READS(V) ((struct rdg_vertex *) ((V)->data))->has_mem_reads
+#define RDG_STMT(RDG, I) RDGV_STMT (&(RDG->vertices[I]))
+#define RDG_MEM_WRITE_STMT(RDG, I) RDGV_HAS_MEM_WRITE (&(RDG->vertices[I]))
+#define RDG_MEM_READS_STMT(RDG, I) RDGV_HAS_MEM_READS (&(RDG->vertices[I]))
+
+void dump_rdg_vertex (FILE *, struct graph *, int);
+void debug_rdg_vertex (struct graph *, int);
+void dump_rdg_component (FILE *, struct graph *, int, bitmap);
+void debug_rdg_component (struct graph *, int);
+void dump_rdg (FILE *, struct graph *);
+void debug_rdg (struct graph *);
+void dot_rdg (struct graph *);
+int rdg_vertex_for_stmt (struct graph *, tree);
+
+/* Data dependence type.  */
+
+enum rdg_dep_type 
+{
+  /* Read After Write (RAW).  */
+  flow_dd = 'f',
+  
+  /* Write After Read (WAR).  */
+  anti_dd = 'a',
+  
+  /* Write After Write (WAW).  */
+  output_dd = 'o', 
+  
+  /* Read After Read (RAR).  */
+  input_dd = 'i' 
+};
+
+/* Dependence information attached to an edge of the RDG.  */
+
+typedef struct rdg_edge 
+{
+  /* Type of the dependence.  */
+  enum rdg_dep_type type;
+
+  /* Levels of the dependence: the depth of the loops that
+    carry the dependence.  */
+  unsigned level;
+} *rdg_edge_p;
+
+#define RDGE_TYPE(E)        ((struct rdg_edge *) ((E)->data))->type
+#define RDGE_LEVEL(E)       ((struct rdg_edge *) ((E)->data))->level
+
+struct graph *build_rdg (struct loop *);
+void free_rdg (struct graph *);
+
+/* Return the index of the variable VAR in the LOOP_NEST array.  */
+
+static inline int
+index_in_loop_nest (int var, VEC (loop_p, heap) *loop_nest)
+{
+  struct loop *loopi;
+  int var_index;
+
+  for (var_index = 0; VEC_iterate (loop_p, loop_nest, var_index, loopi);
+       var_index++)
+    if (loopi->num == var)
+      break;
+
+  return var_index;
+}
+
+void stores_from_loop (struct loop *, VEC (tree, heap) **);
+void remove_similar_memory_refs (VEC (tree, heap) **);
+bool rdg_defs_used_in_other_loops_p (struct graph *, int);
+bool have_similar_memory_accesses (tree, tree);
+
+/* Determines whether RDG vertices V1 and V2 access to similar memory
+   locations, in which case they have to be in the same partition.  */
+
+static inline bool
+rdg_has_similar_memory_accesses (struct graph *rdg, int v1, int v2)
+{
+  return have_similar_memory_accesses (RDG_STMT (rdg, v1),
+                                      RDG_STMT (rdg, v2));
+}
+
+/* In lambda-code.c  */
+bool lambda_transform_legal_p (lambda_trans_matrix, int, VEC (ddr_p, heap) *);
+
+/* In tree-data-refs.c  */
+void split_constant_offset (tree , tree *, tree *);
+
 #endif  /* GCC_TREE_DATA_REF_H  */