removed Min, Max, Div, Mod, DivMod with immediate
[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 "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(ir_graph *irg, const list_sched_selector_t *selector)
105 {
106     sched_env_t env;
107
108     memset(&env, 0, sizeof(env));
109     env.selector = selector;
110     env.selector_env = selector->init_graph ? selector->init_graph(irg) : NULL;
111     env.irg = irg;
112
113                 /* Assure, that the out edges are computed */
114                 edges_assure(irg);
115
116     /* Schedule each single block. */
117     irg_block_walk_graph(irg, list_sched_block, NULL, &env);
118
119                 if(selector->finish_graph)
120                         selector->finish_graph(env.selector_env, irg);
121 }
122
123
124 /**
125  * Environment for a block scheduler.
126  */
127 typedef struct _block_sched_env_t {
128     int curr_time;
129     pset *ready_set;
130     pset *already_scheduled;
131     ir_node *block;
132                 firm_dbg_module_t *dbg;
133 } block_sched_env_t;
134
135
136
137
138 /**
139  * Try to put a node in the ready set.
140  * @param env The block scheduler environment.
141  * @param irn The node to make ready.
142  * @return 1, if the node could be made ready, 0 else.
143  */
144 static INLINE int make_ready(block_sched_env_t *env, ir_node *irn)
145 {
146     int i, n;
147
148     /* Blocks cannot be scheduled. */
149     if(is_Block(irn))
150         return 0;
151
152     /*
153      * Check, if the given ir node is in a different block as the
154      * currently scheduled one. If that is so, don't make the node ready.
155      */
156     if(env->block != get_nodes_block(irn))
157         return 0;
158
159     for(i = 0, n = get_irn_arity(irn); i < n; ++i) {
160         ir_node *op = get_irn_n(irn, i);
161
162         /* If the operand is local to the scheduled block and not yet
163          * scheduled, this nodes cannot be made ready, so exit. */
164         if(!pset_find_ptr(env->already_scheduled, op) && get_nodes_block(op) == env->block)
165             return 0;
166     }
167
168     DBG((env->dbg, LEVEL_2, "\tmaking ready: %+F\n", irn));
169     pset_insert_ptr(env->ready_set, irn);
170
171     return 1;
172 }
173
174 /**
175  * Check, if a node is ready in a block schedule.
176  * @param env The block schedule environment.
177  * @param irn The node to check for.
178  * @return 1 if the node was ready, 0 if not.
179  */
180 #define is_ready(env,irn) \
181   (pset_find_ptr((env)->ready_set, irn) != NULL)
182
183 /**
184  * Check, if a node has already been schedules.
185  * @param env The block schedule environment.
186  * @param irn The node to check for.
187  * @return 1 if the node was already scheduled, 0 if not.
188  */
189 #define is_scheduled(env,irn) \
190   (pset_find_ptr((env)->already_scheduled, irn) != NULL)
191
192 /**
193  * Try, to make all users of a node ready.
194  * In fact, a usage node can only be made ready, if all its operands
195  * have already been scheduled yet. This is checked my make_ready().
196  * @param env The block schedule environment.
197  * @param irn The node, which usages (successors) are to be made ready.
198  */
199 static INLINE void make_users_ready(block_sched_env_t *env, ir_node *irn)
200 {
201         int i, n;
202         const ir_edge_t *edge;
203
204         foreach_out_edge(irn, edge) {
205                 ir_node *user = edge->src;
206                 if(!is_Phi(user))
207                         make_ready(env, user);
208         }
209 }
210
211 /**
212  * Compare to nodes using pointer equality.
213  * @param p1 Node one.
214  * @param p2 Node two.
215  * @return 0 if they are identical.
216  */
217 static int node_cmp_func(const void *p1, const void *p2)
218 {
219     return p1 != p2;
220 }
221
222 /**
223  * Append an instruction to a schedule.
224  * @param env The block scheduleing environment.
225  * @param irn The node to add to the schedule.
226  * @return The given node.
227  */
228 static ir_node *add_to_sched(block_sched_env_t *env, ir_node *irn)
229 {
230     /* If the node consumes/produces data, it is appended to the schedule
231      * list, otherwise, it is not put into the list */
232     if(to_appear_in_schedule(irn)) {
233         sched_info_t *info = get_irn_sched_info(irn);
234         INIT_LIST_HEAD(&info->list);
235         info->scheduled = 1;
236         sched_add_before(env->block, irn);
237
238         DBG((env->dbg, LEVEL_2, "\tadding %+F\n", irn));
239     }
240
241     /* Insert the node in the set of all already scheduled nodes. */
242     pset_insert_ptr(env->already_scheduled, irn);
243
244     /* Remove the node from the ready set */
245     if(pset_find_ptr(env->ready_set, irn))
246         pset_remove_ptr(env->ready_set, irn);
247
248     return irn;
249 }
250
251
252 /**
253  * Add the proj nodes of a tuple-mode irn to the schedule immediately
254  * after the tuple-moded irn. By pinning the projs after the irn, no
255  * other nodes can create a new lifetime between the tuple-moded irn and
256  * one of its projs. This should render a realistic image of a
257  * tuple-moded irn, which in fact models a node which defines multiple
258  * values.
259  *
260  * @param irn The tuple-moded irn.
261  * @param list The schedule list to append all the projs.
262  * @param time The time step to which the irn and all its projs are
263  * related to.
264  * @param obst The obstack the scheduling data structures shall be
265  * created upon.
266  * @param ready_set The ready set of the list scheduler.
267  * @param already_scheduled A set containing all nodes already
268  * scheduled.
269  */
270 static void add_tuple_projs(block_sched_env_t *env, ir_node *irn)
271 {
272         int i, n;
273         const ir_edge_t *edge;
274
275         assert(get_irn_mode(irn) == mode_T && "Mode of node must be tuple");
276
277         foreach_out_edge(irn, edge) {
278                 ir_node *out = edge->src;
279
280                 assert(is_Proj(out) && "successor of a modeT node must be a proj");
281
282                 if(get_irn_mode(out) == mode_T)
283                         add_tuple_projs(env, out);
284                 else {
285                         add_to_sched(env, out);
286                         make_users_ready(env, out);
287                 }
288         }
289 }
290
291 /**
292  * Perform list scheduling on a block.
293  *
294  * Note, that the caller must compute a linked list of nodes in the block
295  * using the link field before calling this function.
296  *
297  * Also the outs must have been computed.
298  *
299  * @param block The block node.
300  * @param env Schedulting environment.
301  */
302 static void list_sched_block(ir_node *block, void *env_ptr)
303 {
304         void *block_env = NULL;
305         sched_env_t *env = env_ptr;
306         block_sched_env_t be;
307         const list_sched_selector_t *selector = env->selector;
308         const ir_edge_t *edge;
309         ir_node *irn;
310         int i, n, j, m;
311         int phi_seen = 0;
312         sched_info_t *info = get_irn_sched_info(block);
313
314         /* Initialize the block's list head that will hold the schedule. */
315         INIT_LIST_HEAD(&info->list);
316
317         /* Initialize the block scheduling environment */
318         be.dbg = firm_dbg_register("firm.be.sched");
319         be.block = block;
320         be.curr_time = 0;
321         be.ready_set = new_pset(node_cmp_func, get_irn_n_edges(block));
322         be.already_scheduled = new_pset(node_cmp_func, get_irn_n_edges(block));
323
324         firm_dbg_set_mask(be.dbg, 0);
325
326         if(selector->init_block)
327                 block_env = selector->init_block(env->selector_env, block);
328
329         DBG((be.dbg, LEVEL_1, "scheduling %+F\n", block));
330
331         /* Then one can add all nodes are ready to the set. */
332         foreach_out_edge(block, edge) {
333                 ir_node *irn = get_edge_src_irn(edge);
334
335                 /* Skip the end node because of keepalive edges. */
336                 if(get_irn_opcode(irn) == iro_End)
337                         continue;
338
339                 /* Phi functions are scheduled immediately, since they only transfer
340                  * data flow from the predecessors to this block. */
341                 if(is_Phi(irn)) {
342                         add_to_sched(&be, irn);
343                         make_users_ready(&be, irn);
344                         phi_seen = 1;
345                 }
346
347                 /* Other nodes must have all operands in other blocks to be made
348                  * ready */
349                 else {
350                         int ready = 1;
351
352                         /* Check, if the operands of a node are not local to this block */
353                         for(j = 0, m = get_irn_arity(irn); j < m; ++j) {
354                                 ir_node *operand = get_irn_n(irn, j);
355
356                                 if(get_nodes_block(operand) == block) {
357                                         ready = 0;
358                                         break;
359                                 }
360                         }
361
362                         /* Make the node ready, if all operands live in a foreign block */
363                         if(ready) {
364                                 DBG((be.dbg, LEVEL_2, "\timmediately ready: %+F\n", irn));
365                                 make_ready(&be, irn);
366                         }
367                 }
368         }
369
370         /* Increase the time, if some phi functions have been scheduled */
371         be.curr_time += phi_seen;
372
373         while(pset_count(be.ready_set) > 0) {
374                 // DBG((be.dbg, LEVEL_2, "\tready set: %*n\n", pset_iterator, be.ready_set));
375
376                 /* select a node to be scheduled and check if it was ready */
377                 irn = selector->select(env->selector_env, block_env, &info->list, be.curr_time, be.ready_set);
378
379                 DBG((be.dbg, LEVEL_3, "\tpicked node %+F\n", irn));
380
381                 /* Add the node to the schedule. */
382                 add_to_sched(&be, irn);
383
384                 if(get_irn_mode(irn) == mode_T)
385                         add_tuple_projs(&be, irn);
386                 else
387                         make_users_ready(&be, irn);
388
389                 /* Increase the time step. */
390                 be.curr_time += 1;
391
392                 /* remove the scheduled node from the ready list. */
393                 if(pset_find_ptr(be.ready_set, irn))
394                         pset_remove_ptr(be.ready_set, irn);
395         }
396
397         if(selector->finish_block)
398                 selector->finish_block(env->selector_env, block_env, block);
399
400         del_pset(be.ready_set);
401         del_pset(be.already_scheduled);
402 }
403
404 static void imm_scheduler(ir_node *irn, void *env) {
405         if(is_Imm(irn)) {
406                 const ir_edge_t *e;
407                 ir_node *user, *user_block, *before, *tgt_block;
408
409                 if (1 != get_irn_n_edges(irn)) {
410                         printf("Out edges: %d\n", get_irn_n_edges(irn));
411                         assert(1 == get_irn_n_edges(irn));
412                 }
413
414                 e = get_irn_out_edge_first(irn);
415                 user = e->src;
416                 user_block = get_nodes_block(user);
417                 if (is_Phi(user)) {
418                         before = get_Block_cfgpred_block(user_block, e->pos);
419                         tgt_block = before;
420                 } else {
421                         before = user;
422                         tgt_block = user_block;
423                 }
424
425                 sched_remove(irn);
426                 set_nodes_block(irn, tgt_block);
427                 sched_add_before(before, irn);
428         }
429 }
430
431 void be_sched_imm(ir_graph *irg) {
432         irg_walk_graph(irg, imm_scheduler, NULL, NULL);
433 }