OSDN Git Service

* dwarf2out.c (gen_compile_unit_die): Use DW_LANG_Go for Go.
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / tree-ssa-loop-prefetch.c
index 58abfd3..264d97b 100644 (file)
@@ -1,5 +1,6 @@
 /* Array prefetching.
-   Copyright (C) 2005, 2007, 2008, 2009, 2010 Free Software Foundation, Inc.
+   Copyright (C) 2005, 2007, 2008, 2009, 2010, 2011
+   Free Software Foundation, Inc.
 
 This file is part of GCC.
 
@@ -37,7 +38,6 @@ along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
 #include "tree-chrec.h"
 #include "tree-scalar-evolution.h"
 #include "diagnostic-core.h"
-#include "toplev.h"
 #include "params.h"
 #include "langhooks.h"
 #include "tree-inline.h"
@@ -80,7 +80,7 @@ along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
        (2) has PREFETCH_MOD 64
        (3) has PREFETCH_MOD 4
        (4) has PREFETCH_MOD 1.  We do not set PREFETCH_BEFORE here, since
-           the cache line accessed by (4) is the same with probability only
+           the cache line accessed by (5) is the same with probability only
           7/32.
        (5) has PREFETCH_MOD 1 as well.
 
@@ -110,19 +110,29 @@ along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
       prefetch instructions with guards in cases where 5) was not sufficient
       to satisfy the constraints?
 
-   The function is_loop_prefetching_profitable() implements a cost model
-   to determine if prefetching is profitable for a given loop. The cost
-   model has two heuristcs:
-   1. A heuristic that determines whether the given loop has enough CPU
-      ops that can be overlapped with cache missing memory ops.
-      If not, the loop won't benefit from prefetching. This is implemented
-      by requirung the ratio between the instruction count and the mem ref
-      count to be above a certain minimum.
-   2. A heuristic that disables prefetching in a loop with an unknown trip
-      count if the prefetching cost is above a certain limit. The relative
-      prefetching cost is estimated by taking the ratio between the
-      prefetch count and the total intruction count (this models the I-cache
-      cost).
+   A cost model is implemented to determine whether or not prefetching is
+   profitable for a given loop.  The cost model has three heuristics:
+
+   1. Function trip_count_to_ahead_ratio_too_small_p implements a
+      heuristic that determines whether or not the loop has too few
+      iterations (compared to ahead).  Prefetching is not likely to be
+      beneficial if the trip count to ahead ratio is below a certain
+      minimum.
+
+   2. Function mem_ref_count_reasonable_p implements a heuristic that
+      determines whether the given loop has enough CPU ops that can be
+      overlapped with cache missing memory ops.  If not, the loop
+      won't benefit from prefetching.  In the implementation,
+      prefetching is not considered beneficial if the ratio between
+      the instruction count and the mem ref count is below a certain
+      minimum.
+
+   3. Function insn_to_prefetch_ratio_too_small_p implements a
+      heuristic that disables prefetching in a loop if the prefetching
+      cost is above a certain limit.  The relative prefetching cost is
+      estimated by taking the ratio between the prefetch count and the
+      total intruction count (this models the I-cache cost).
+
    The limits used in these heuristics are defined as parameters with
    reasonable default values. Machine-specific default values will be
    added later.
@@ -238,6 +248,14 @@ struct mem_ref_group
 #define PREFETCH_MOD_TO_UNROLL_FACTOR_RATIO 4
 #endif
 
+/* Some of the prefetch computations have quadratic complexity.  We want to
+   avoid huge compile times and, therefore, want to limit the amount of
+   memory references per loop where we consider prefetching.  */
+
+#ifndef PREFETCH_MAX_MEM_REFS_PER_LOOP
+#define PREFETCH_MAX_MEM_REFS_PER_LOOP 200
+#endif
+
 /* The memory reference.  */
 
 struct mem_ref
@@ -405,9 +423,6 @@ idx_analyze_ref (tree base, tree *index, void *data)
   HOST_WIDE_INT idelta = 0, imult = 1;
   affine_iv iv;
 
-  if (TREE_CODE (base) == MISALIGNED_INDIRECT_REF)
-    return false;
-
   if (!simple_iv (ar_data->loop, loop_containing_stmt (ar_data->stmt),
                  *index, &iv, true))
     return false;
@@ -468,10 +483,18 @@ analyze_ref (struct loop *loop, tree *ref_p, tree *base,
   *step = NULL_TREE;
   *delta = 0;
 
-  /* First strip off the component references.  Ignore bitfields.  */
-  if (TREE_CODE (ref) == COMPONENT_REF
-      && DECL_NONADDRESSABLE_P (TREE_OPERAND (ref, 1)))
-    ref = TREE_OPERAND (ref, 0);
+  /* First strip off the component references.  Ignore bitfields.
+     Also strip off the real and imagine parts of a complex, so that
+     they can have the same base.  */
+  if (TREE_CODE (ref) == REALPART_EXPR
+      || TREE_CODE (ref) == IMAGPART_EXPR
+      || (TREE_CODE (ref) == COMPONENT_REF
+          && DECL_NONADDRESSABLE_P (TREE_OPERAND (ref, 1))))
+    {
+      if (TREE_CODE (ref) == IMAGPART_EXPR)
+        *delta += int_size_in_bytes (TREE_TYPE (ref));
+      ref = TREE_OPERAND (ref, 0);
+    }
 
   *ref_p = ref;
 
@@ -513,6 +536,10 @@ gather_memory_references_ref (struct loop *loop, struct mem_ref_group **refs,
   if (step == NULL_TREE)
     return false;
 
+  /* Stop if the address of BASE could not be taken.  */
+  if (may_be_nonaddressable_p (base))
+    return false;
+
   /* Limit non-constant step prefetching only to the innermost loops.  */
   if (!cst_and_fits_in_hwi (step) && loop->inner != NULL)
     return false;
@@ -768,7 +795,7 @@ prune_ref_by_group_reuse (struct mem_ref *ref, struct mem_ref *by,
       prefetch_before = (hit_from - delta_r + step - 1) / step;
 
       /* Do not reduce prefetch_before if we meet beyond cache size.  */
-      if (prefetch_before > (unsigned) abs (L2_CACHE_SIZE_BYTES / step))
+      if (prefetch_before > absu_hwi (L2_CACHE_SIZE_BYTES / step))
         prefetch_before = PREFETCH_ALL;
       if (prefetch_before < ref->prefetch_before)
        ref->prefetch_before = prefetch_before;
@@ -1065,7 +1092,7 @@ issue_prefetch_ref (struct mem_ref *ref, unsigned unroll_factor, unsigned ahead)
   addr_base = force_gimple_operand_gsi (&bsi, unshare_expr (addr_base),
                                        true, NULL, true, GSI_SAME_STMT);
   write_p = ref->write_p ? integer_one_node : integer_zero_node;
-  local = build_int_cst (integer_type_node, nontemporal ? 0 : 3);
+  local = nontemporal ? integer_zero_node : integer_three_node;
 
   for (ap = 0; ap < n_prefetches; ap++)
     {
@@ -1074,8 +1101,7 @@ issue_prefetch_ref (struct mem_ref *ref, unsigned unroll_factor, unsigned ahead)
           /* Determine the address to prefetch.  */
           delta = (ahead + ap * ref->prefetch_mod) *
                   int_cst_value (ref->group->step);
-          addr = fold_build2 (POINTER_PLUS_EXPR, ptr_type_node,
-                              addr_base, size_int (delta));
+          addr = fold_build_pointer_plus_hwi (addr_base, delta);
           addr = force_gimple_operand_gsi (&bsi, unshare_expr (addr), true, NULL,
                                            true, GSI_SAME_STMT);
         }
@@ -1086,13 +1112,12 @@ issue_prefetch_ref (struct mem_ref *ref, unsigned unroll_factor, unsigned ahead)
           forward = fold_build2 (MULT_EXPR, sizetype,
                                  fold_convert (sizetype, ref->group->step),
                                  fold_convert (sizetype, size_int (ahead)));
-          addr = fold_build2 (POINTER_PLUS_EXPR, ptr_type_node, addr_base,
-                             forward);
+          addr = fold_build_pointer_plus (addr_base, forward);
           addr = force_gimple_operand_gsi (&bsi, unshare_expr (addr), true,
                                           NULL, true, GSI_SAME_STMT);
       }
       /* Create the prefetch instruction.  */
-      prefetch = gimple_build_call (built_in_decls[BUILT_IN_PREFETCH],
+      prefetch = gimple_build_call (builtin_decl_explicit (BUILT_IN_PREFETCH),
                                    3, addr, write_p, local);
       gsi_insert_before (&bsi, prefetch, GSI_SAME_STMT);
     }
@@ -1170,7 +1195,7 @@ emit_mfence_after_loop (struct loop *loop)
   gimple_stmt_iterator bsi;
   unsigned i;
 
-  for (i = 0; VEC_iterate (edge, exits, i, exit); i++)
+  FOR_EACH_VEC_ELT (edge, exits, i, exit)
     {
       call = gimple_build_call (FENCE_FOLLOWING_MOVNT, 0);
 
@@ -1207,7 +1232,7 @@ may_use_storent_in_loop_p (struct loop *loop)
       unsigned i;
       edge exit;
 
-      for (i = 0; VEC_iterate (edge, exits, i, exit); i++)
+      FOR_EACH_VEC_ELT (edge, exits, i, exit)
        if ((exit->flags & EDGE_ABNORMAL)
            && exit->dest == EXIT_BLOCK_PTR)
          ret = false;
@@ -1426,7 +1451,7 @@ self_reuse_distance (data_reference_p dr, unsigned *loop_sizes, unsigned n,
   strides = XCNEWVEC (HOST_WIDE_INT, n);
   access_fns = DR_ACCESS_FNS (dr);
 
-  for (i = 0; VEC_iterate (tree, access_fns, i, access_fn); i++)
+  FOR_EACH_VEC_ELT (tree, access_fns, i, access_fn)
     {
       /* Keep track of the reference corresponding to the subscript, so that we
         know its stride.  */
@@ -1523,7 +1548,7 @@ determine_loop_nest_reuse (struct loop *loop, struct mem_ref_group *refs,
        continue;
 
       aloop = VEC_index (loop_p, vloops, i);
-      vol = estimated_loop_iterations_int (aloop, false);
+      vol = max_stmt_executions_int (aloop, false);
       if (vol < 0)
        vol = expected_loop_iterations (aloop);
       volume *= vol;
@@ -1536,7 +1561,8 @@ determine_loop_nest_reuse (struct loop *loop, struct mem_ref_group *refs,
   for (gr = refs; gr; gr = gr->next)
     for (ref = gr->refs; ref; ref = ref->next)
       {
-       dr = create_data_ref (nest, ref->mem, ref->stmt, !ref->write_p);
+       dr = create_data_ref (nest, loop_containing_stmt (ref->stmt),
+                             ref->mem, ref->stmt, !ref->write_p);
 
        if (dr)
          {
@@ -1548,7 +1574,7 @@ determine_loop_nest_reuse (struct loop *loop, struct mem_ref_group *refs,
          no_other_refs = false;
       }
 
-  for (i = 0; VEC_iterate (data_reference_p, datarefs, i, dr); i++)
+  FOR_EACH_VEC_ELT (data_reference_p, datarefs, i, dr)
     {
       dist = self_reuse_distance (dr, loop_data_size, n, loop);
       ref = (struct mem_ref *) dr->aux;
@@ -1561,7 +1587,7 @@ determine_loop_nest_reuse (struct loop *loop, struct mem_ref_group *refs,
 
   compute_all_dependences (datarefs, &dependences, vloops, true);
 
-  for (i = 0; VEC_iterate (ddr_p, dependences, i, dep); i++)
+  FOR_EACH_VEC_ELT (ddr_p, dependences, i, dep)
     {
       if (DDR_ARE_DEPENDENT (dep) == chrec_known)
        continue;
@@ -1640,24 +1666,51 @@ determine_loop_nest_reuse (struct loop *loop, struct mem_ref_group *refs,
     }
 }
 
-/* Do a cost-benefit analysis to determine if prefetching is profitable
-   for the current loop given the following parameters:
+/* Determine whether or not the trip count to ahead ratio is too small based
+   on prefitablility consideration.
    AHEAD: the iteration ahead distance,
-   EST_NITER: the estimated trip count,
+   EST_NITER: the estimated trip count.  */
+
+static bool
+trip_count_to_ahead_ratio_too_small_p (unsigned ahead, HOST_WIDE_INT est_niter)
+{
+  /* Assume trip count to ahead ratio is big enough if the trip count could not
+     be estimated at compile time.  */
+  if (est_niter < 0)
+    return false;
+
+  if (est_niter < (HOST_WIDE_INT) (TRIP_COUNT_TO_AHEAD_RATIO * ahead))
+    {
+      if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
+       fprintf (dump_file,
+                "Not prefetching -- loop estimated to roll only %d times\n",
+                (int) est_niter);
+      return true;
+    }
+
+  return false;
+}
+
+/* Determine whether or not the number of memory references in the loop is
+   reasonable based on the profitablity and compilation time considerations.
    NINSNS: estimated number of instructions in the loop,
-   PREFETCH_COUNT: an estimate of the number of prefetches
    MEM_REF_COUNT: total number of memory references in the loop.  */
 
 static bool
-is_loop_prefetching_profitable (unsigned ahead, HOST_WIDE_INT est_niter,
-                               unsigned ninsns, unsigned prefetch_count,
-                               unsigned mem_ref_count, unsigned unroll_factor)
+mem_ref_count_reasonable_p (unsigned ninsns, unsigned mem_ref_count)
 {
-  int insn_to_mem_ratio, insn_to_prefetch_ratio;
+  int insn_to_mem_ratio;
 
   if (mem_ref_count == 0)
     return false;
 
+  /* Miss rate computation (is_miss_rate_acceptable) and dependence analysis
+     (compute_all_dependences) have high costs based on quadratic complexity.
+     To avoid huge compilation time, we give up prefetching if mem_ref_count
+     is too large.  */
+  if (mem_ref_count > PREFETCH_MAX_MEM_REFS_PER_LOOP)
+    return false;
+
   /* Prefetching improves performance by overlapping cache missing
      memory accesses with CPU operations.  If the loop does not have
      enough CPU operations to overlap with memory operations, prefetching
@@ -1678,6 +1731,21 @@ is_loop_prefetching_profitable (unsigned ahead, HOST_WIDE_INT est_niter,
       return false;
     }
 
+  return true;
+}
+
+/* Determine whether or not the instruction to prefetch ratio in the loop is
+   too small based on the profitablity consideration.
+   NINSNS: estimated number of instructions in the loop,
+   PREFETCH_COUNT: an estimate of the number of prefetches,
+   UNROLL_FACTOR:  the factor to unroll the loop if prefetching.  */
+
+static bool
+insn_to_prefetch_ratio_too_small_p (unsigned ninsns, unsigned prefetch_count,
+                                     unsigned unroll_factor)
+{
+  int insn_to_prefetch_ratio;
+
   /* Prefetching most likely causes performance degradation when the instruction
      to prefetch ratio is too small.  Too many prefetch instructions in a loop
      may reduce the I-cache performance.
@@ -1697,23 +1765,10 @@ is_loop_prefetching_profitable (unsigned ahead, HOST_WIDE_INT est_niter,
         fprintf (dump_file,
                 "Not prefetching -- instruction to prefetch ratio (%d) too small\n",
                 insn_to_prefetch_ratio);
-      return false;
+      return true;
     }
 
-  /* Could not do further estimation if the trip count is unknown.  Just assume
-     prefetching is profitable. Too aggressive???  */
-  if (est_niter < 0)
-    return true;
-
-  if (est_niter < (HOST_WIDE_INT) (TRIP_COUNT_TO_AHEAD_RATIO * ahead))
-    {
-      if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
-       fprintf (dump_file,
-                "Not prefetching -- loop estimated to roll only %d times\n",
-                (int) est_niter);
-      return false;
-    }
-  return true;
+  return false;
 }
 
 
@@ -1738,9 +1793,31 @@ loop_prefetch_arrays (struct loop *loop)
       return false;
     }
 
+  /* FIXME: the time should be weighted by the probabilities of the blocks in
+     the loop body.  */
+  time = tree_num_loop_insns (loop, &eni_time_weights);
+  if (time == 0)
+    return false;
+
+  ahead = (PREFETCH_LATENCY + time - 1) / time;
+  est_niter = max_stmt_executions_int (loop, false);
+
+  /* Prefetching is not likely to be profitable if the trip count to ahead
+     ratio is too small.  */
+  if (trip_count_to_ahead_ratio_too_small_p (ahead, est_niter))
+    return false;
+
+  ninsns = tree_num_loop_insns (loop, &eni_size_weights);
+
   /* Step 1: gather the memory references.  */
   refs = gather_memory_references (loop, &no_other_refs, &mem_ref_count);
 
+  /* Give up prefetching if the number of memory references in the
+     loop is not reasonable based on profitablity and compilation time
+     considerations.  */
+  if (!mem_ref_count_reasonable_p (ninsns, mem_ref_count))
+    goto fail;
+
   /* Step 2: estimate the reuse effects.  */
   prune_by_reuse (refs);
 
@@ -1749,15 +1826,7 @@ loop_prefetch_arrays (struct loop *loop)
 
   determine_loop_nest_reuse (loop, refs, no_other_refs);
 
-  /* Step 3: determine the ahead and unroll factor.  */
-
-  /* FIXME: the time should be weighted by the probabilities of the blocks in
-     the loop body.  */
-  time = tree_num_loop_insns (loop, &eni_time_weights);
-  ahead = (PREFETCH_LATENCY + time - 1) / time;
-  est_niter = estimated_loop_iterations_int (loop, false);
-
-  ninsns = tree_num_loop_insns (loop, &eni_size_weights);
+  /* Step 3: determine unroll factor.  */
   unroll_factor = determine_unroll_factor (loop, refs, ninsns, &desc,
                                           est_niter);
 
@@ -1773,8 +1842,10 @@ loop_prefetch_arrays (struct loop *loop)
             ahead, unroll_factor, est_niter,
             ninsns, mem_ref_count, prefetch_count);
 
-  if (!is_loop_prefetching_profitable (ahead, est_niter, ninsns, prefetch_count,
-                                      mem_ref_count, unroll_factor))
+  /* Prefetching is not likely to be profitable if the instruction to prefetch
+     ratio is too small.  */
+  if (insn_to_prefetch_ratio_too_small_p (ninsns, prefetch_count,
+                                         unroll_factor))
     goto fail;
 
   mark_nontemporal_stores (loop, refs);
@@ -1838,17 +1909,15 @@ tree_ssa_prefetch_arrays (void)
 
   initialize_original_copy_tables ();
 
-  if (!built_in_decls[BUILT_IN_PREFETCH])
+  if (!builtin_decl_explicit_p (BUILT_IN_PREFETCH))
     {
-      tree type = build_function_type (void_type_node,
-                                      tree_cons (NULL_TREE,
-                                                 const_ptr_type_node,
-                                                 NULL_TREE));
+      tree type = build_function_type_list (void_type_node,
+                                           const_ptr_type_node, NULL_TREE);
       tree decl = add_builtin_function ("__builtin_prefetch", type,
                                        BUILT_IN_PREFETCH, BUILT_IN_NORMAL,
                                        NULL, NULL_TREE);
       DECL_IS_NOVOPS (decl) = true;
-      built_in_decls[BUILT_IN_PREFETCH] = decl;
+      set_builtin_decl (BUILT_IN_PREFETCH, decl, false);
     }
 
   /* We assume that size of cache line is a power of two, so verify this