added dump after be lowering
[libfirm] / ir / be / belistsched.c
1 /**
2  * Scheduling algorithms.
3  * Just a simple list scheduling algorithm is here.
4  * @date 20.10.2004
5  * @author Sebastian Hack
6  */
7 #ifdef HAVE_CONFIG_H
8 #include "config.h"
9 #endif
10
11 #include <stdio.h>
12 #include <stdarg.h>
13 #include <string.h>
14
15 #include "fourcc.h"
16 #include "obst.h"
17 #include "list.h"
18 #include "iterator.h"
19
20 #include "iredges_t.h"
21 #include "irgwalk.h"
22 #include "irnode_t.h"
23 #include "irmode_t.h"
24 #include "irdump.h"
25 #include "irprintf_t.h"
26 #include "debug.h"
27
28 #include "besched_t.h"
29 #include "beutil.h"
30 #include "belive_t.h"
31 #include "belistsched.h"
32 #include "firm/bearch_firm.h"
33
34
35 /**
36  * Scheduling environment for the whole graph.
37  */
38 typedef struct _sched_env_t {
39     const ir_graph *irg;                        /**< The graph to schedule. */
40     const list_sched_selector_t *selector;                /**< The node selector. */
41     void *selector_env;                         /**< A pointer to give to the selector. */
42 } sched_env_t;
43
44 #if 0
45 /*
46  * Ugly global variable for the compare function
47  * since qsort(3) does not pass an extra pointer.
48  */
49 static ir_node *curr_bl = NULL;
50
51 static int cmp_usage(const void *a, const void *b)
52 {
53         struct trivial_sched_env *env;
54         const ir_node *p = a;
55         const ir_node *q = b;
56         int res = 0;
57
58         res = is_live_end(env->curr_bl, a) - is_live_end(env->curr_bl, b);
59
60         /*
61          * One of them is live at the end of the block.
62          * Then, that one shall be scheduled at after the other
63          */
64         if(res != 0)
65                 return res;
66
67
68         return res;
69 }
70 #endif
71
72 static ir_node *trivial_select(void *env, void *block_env,
73                 const struct list_head *sched_head,
74                 int curr_time, pset *ready_set)
75 {
76         ir_node *res;
77
78 #if 0
79         int i, n = pset_count(ready_set);
80         ir_node *irn;
81         ir_node **ready = alloca(n * sizeof(ready[0]));
82
83         for(irn = pset_first(ready_set); irn; irn = pset_next(ready_set))
84                 ready[i++] = irn;
85 #endif
86
87         res = pset_first(ready_set);
88         pset_break(ready_set);
89         return res;
90 }
91
92 static const list_sched_selector_t trivial_selector_struct = {
93         NULL,
94         NULL,
95         trivial_select,
96         NULL,
97         NULL
98 };
99
100 const list_sched_selector_t *trivial_selector = &trivial_selector_struct;
101
102 static void list_sched_block(ir_node *block, void *env_ptr);
103
104 void list_sched(const struct _arch_isa_t *isa, ir_graph *irg)
105 {
106         sched_env_t env;
107         const list_sched_selector_t *selector;
108
109         memset(&env, 0, sizeof(env));
110         selector = env.selector = isa->impl->get_list_sched_selector(isa);
111         env.selector_env = selector->init_graph ? selector->init_graph(isa, irg) : NULL;
112         env.irg = irg;
113
114         /* Assure, that the out edges are computed */
115         edges_assure(irg);
116
117         /* Schedule each single block. */
118         irg_block_walk_graph(irg, list_sched_block, NULL, &env);
119
120         if(selector->finish_graph)
121                 selector->finish_graph(env.selector_env, irg);
122 }
123
124
125 /**
126  * Environment for a block scheduler.
127  */
128 typedef struct _block_sched_env_t {
129         int curr_time;
130         pset *ready_set;
131         pset *already_scheduled;
132         ir_node *block;
133         firm_dbg_module_t *dbg;
134 } block_sched_env_t;
135
136 /**
137  * Try to put a node in the ready set.
138  * @param env The block scheduler environment.
139  * @param irn The node to make ready.
140  * @return 1, if the node could be made ready, 0 else.
141  */
142 static INLINE int make_ready(block_sched_env_t *env, ir_node *irn)
143 {
144     int i, n;
145
146     /* Blocks cannot be scheduled. */
147     if(is_Block(irn))
148         return 0;
149
150     /*
151      * Check, if the given ir node is in a different block as the
152      * currently scheduled one. If that is so, don't make the node ready.
153      */
154     if(env->block != get_nodes_block(irn))
155         return 0;
156
157     for(i = 0, n = get_irn_arity(irn); i < n; ++i) {
158         ir_node *op = get_irn_n(irn, i);
159
160         /* If the operand is local to the scheduled block and not yet
161          * scheduled, this nodes cannot be made ready, so exit. */
162         if(!pset_find_ptr(env->already_scheduled, op) && get_nodes_block(op) == env->block)
163             return 0;
164     }
165
166     DBG((env->dbg, LEVEL_2, "\tmaking ready: %+F\n", irn));
167     pset_insert_ptr(env->ready_set, irn);
168
169     return 1;
170 }
171
172 /**
173  * Check, if a node is ready in a block schedule.
174  * @param env The block schedule environment.
175  * @param irn The node to check for.
176  * @return 1 if the node was ready, 0 if not.
177  */
178 #define is_ready(env,irn) \
179   (pset_find_ptr((env)->ready_set, irn) != NULL)
180
181 /**
182  * Check, if a node has already been schedules.
183  * @param env The block schedule environment.
184  * @param irn The node to check for.
185  * @return 1 if the node was already scheduled, 0 if not.
186  */
187 #define is_scheduled(env,irn) \
188   (pset_find_ptr((env)->already_scheduled, irn) != NULL)
189
190 /**
191  * Try, to make all users of a node ready.
192  * In fact, a usage node can only be made ready, if all its operands
193  * have already been scheduled yet. This is checked my make_ready().
194  * @param env The block schedule environment.
195  * @param irn The node, which usages (successors) are to be made ready.
196  */
197 static INLINE void make_users_ready(block_sched_env_t *env, ir_node *irn)
198 {
199         const ir_edge_t *edge;
200
201         foreach_out_edge(irn, edge) {
202                 ir_node *user = edge->src;
203                 if(!is_Phi(user))
204                         make_ready(env, user);
205         }
206 }
207
208 /**
209  * Compare to nodes using pointer equality.
210  * @param p1 Node one.
211  * @param p2 Node two.
212  * @return 0 if they are identical.
213  */
214 static int node_cmp_func(const void *p1, const void *p2)
215 {
216     return p1 != p2;
217 }
218
219 /**
220  * Append an instruction to a schedule.
221  * @param env The block scheduleing environment.
222  * @param irn The node to add to the schedule.
223  * @return The given node.
224  */
225 static ir_node *add_to_sched(block_sched_env_t *env, ir_node *irn)
226 {
227     /* If the node consumes/produces data, it is appended to the schedule
228      * list, otherwise, it is not put into the list */
229     if(to_appear_in_schedule(irn)) {
230         sched_info_t *info = get_irn_sched_info(irn);
231         INIT_LIST_HEAD(&info->list);
232         info->scheduled = 1;
233         sched_add_before(env->block, irn);
234
235         DBG((env->dbg, LEVEL_2, "\tadding %+F\n", irn));
236     }
237
238     /* Insert the node in the set of all already scheduled nodes. */
239     pset_insert_ptr(env->already_scheduled, irn);
240
241     /* Remove the node from the ready set */
242     if(pset_find_ptr(env->ready_set, irn))
243         pset_remove_ptr(env->ready_set, irn);
244
245     return irn;
246 }
247
248
249 /**
250  * Add the proj nodes of a tuple-mode irn to the schedule immediately
251  * after the tuple-moded irn. By pinning the projs after the irn, no
252  * other nodes can create a new lifetime between the tuple-moded irn and
253  * one of its projs. This should render a realistic image of a
254  * tuple-moded irn, which in fact models a node which defines multiple
255  * values.
256  *
257  * @param irn The tuple-moded irn.
258  * @param list The schedule list to append all the projs.
259  * @param time The time step to which the irn and all its projs are
260  * related to.
261  * @param obst The obstack the scheduling data structures shall be
262  * created upon.
263  * @param ready_set The ready set of the list scheduler.
264  * @param already_scheduled A set containing all nodes already
265  * scheduled.
266  */
267 static void add_tuple_projs(block_sched_env_t *env, ir_node *irn)
268 {
269         const ir_edge_t *edge;
270
271         assert(get_irn_mode(irn) == mode_T && "Mode of node must be tuple");
272
273         foreach_out_edge(irn, edge) {
274                 ir_node *out = edge->src;
275
276                 assert(is_Proj(out) && "successor of a modeT node must be a proj");
277
278                 if(get_irn_mode(out) == mode_T)
279                         add_tuple_projs(env, out);
280                 else {
281                         add_to_sched(env, out);
282                         make_users_ready(env, out);
283                 }
284         }
285 }
286
287 /**
288  * Perform list scheduling on a block.
289  *
290  * Note, that the caller must compute a linked list of nodes in the block
291  * using the link field before calling this function.
292  *
293  * Also the outs must have been computed.
294  *
295  * @param block The block node.
296  * @param env Scheduling environment.
297  */
298 static void list_sched_block(ir_node *block, void *env_ptr)
299 {
300         void *block_env = NULL;
301         sched_env_t *env = env_ptr;
302         block_sched_env_t be;
303         const list_sched_selector_t *selector = env->selector;
304         const ir_edge_t *edge;
305         ir_node *irn;
306         int j, m;
307         int phi_seen = 0;
308         sched_info_t *info = get_irn_sched_info(block);
309
310         /* Initialize the block's list head that will hold the schedule. */
311         INIT_LIST_HEAD(&info->list);
312
313         /* Initialize the block scheduling environment */
314         be.dbg = firm_dbg_register("firm.be.sched");
315         be.block = block;
316         be.curr_time = 0;
317         be.ready_set = new_pset(node_cmp_func, get_irn_n_edges(block));
318         be.already_scheduled = new_pset(node_cmp_func, get_irn_n_edges(block));
319
320         firm_dbg_set_mask(be.dbg, 0);
321
322         if(selector->init_block)
323                 block_env = selector->init_block(env->selector_env, block);
324
325         DBG((be.dbg, LEVEL_1, "scheduling %+F\n", block));
326
327         /* Then one can add all nodes are ready to the set. */
328         foreach_out_edge(block, edge) {
329                 ir_node *irn = get_edge_src_irn(edge);
330
331                 /* Skip the end node because of keepalive edges. */
332                 if(get_irn_opcode(irn) == iro_End)
333                         continue;
334
335                 /* Phi functions are scheduled immediately, since they only transfer
336                  * data flow from the predecessors to this block. */
337                 if(is_Phi(irn)) {
338                         add_to_sched(&be, irn);
339                         make_users_ready(&be, irn);
340                         phi_seen = 1;
341                 }
342
343                 /* Other nodes must have all operands in other blocks to be made
344                  * ready */
345                 else {
346                         int ready = 1;
347
348                         /* Check, if the operands of a node are not local to this block */
349                         for(j = 0, m = get_irn_arity(irn); j < m; ++j) {
350                                 ir_node *operand = get_irn_n(irn, j);
351
352                                 if(get_nodes_block(operand) == block) {
353                                         ready = 0;
354                                         break;
355                                 }
356                         }
357
358                         /* Make the node ready, if all operands live in a foreign block */
359                         if(ready) {
360                                 DBG((be.dbg, LEVEL_2, "\timmediately ready: %+F\n", irn));
361                                 make_ready(&be, irn);
362                         }
363                 }
364         }
365
366         /* Increase the time, if some phi functions have been scheduled */
367         be.curr_time += phi_seen;
368
369         while(pset_count(be.ready_set) > 0) {
370                 // DBG((be.dbg, LEVEL_2, "\tready set: %*n\n", pset_iterator, be.ready_set));
371
372                 /* select a node to be scheduled and check if it was ready */
373                 irn = selector->select(env->selector_env, block_env, &info->list, be.curr_time, be.ready_set);
374
375                 DBG((be.dbg, LEVEL_3, "\tpicked node %+F\n", irn));
376
377                 /* Add the node to the schedule. */
378                 add_to_sched(&be, irn);
379
380                 if(get_irn_mode(irn) == mode_T)
381                         add_tuple_projs(&be, irn);
382                 else
383                         make_users_ready(&be, irn);
384
385                 /* Increase the time step. */
386                 be.curr_time += 1;
387
388                 /* remove the scheduled node from the ready list. */
389                 if(pset_find_ptr(be.ready_set, irn))
390                         pset_remove_ptr(be.ready_set, irn);
391         }
392
393         if(selector->finish_block)
394                 selector->finish_block(env->selector_env, block_env, block);
395
396         del_pset(be.ready_set);
397         del_pset(be.already_scheduled);
398 }