d898439b99542553350fe5a1b45f81f84d2be3a5
[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
8 #include <stdio.h>
9 #include <stdarg.h>
10 #include <string.h>
11
12 #include "fourcc.h"
13 #include "obst.h"
14 #include "irouts.h"
15 #include "irgwalk.h"
16 #include "irnode_t.h"
17 #include "irmode_t.h"
18 #include "list.h"
19 #include "iterator.h"
20 #include "irdump.h"
21 #include "irprintf_t.h"
22
23 #include "besched_t.h"
24 #include "beutil.h"
25 #include "belistsched.h"
26
27 /**
28  * Scheduling environment for the whole graph.
29  */
30 typedef struct _sched_env_t {
31         const ir_graph *irg;                                            /**< The graph to schedule. */
32         list_sched_selector_t *select;  /**< The node selector. */
33         void *select_env;                                                               /**< A pointer to give to the selector. */
34 } sched_env_t;
35
36 ir_node *trivial_selector(void *env, ir_node *block, int curr_time,
37                 pset *already_scheduled, pset *ready_list)
38 {
39         ir_node *res = pset_first(ready_list);
40         pset_break(ready_list);
41         return res;
42 }
43
44 static void list_sched_block(ir_node *block, void *env_ptr);
45
46 void list_sched(ir_graph *irg, list_sched_selector_t *selector, void *select_env)
47 {
48         sched_env_t env;
49
50         memset(&env, 0, sizeof(env));
51         env.select = selector;
52         env.select_env = select_env;
53         env.irg = irg;
54
55         /* Normalize proj nodes. */
56         normalize_proj_nodes(irg);
57
58         /* Compute the outs */
59         if(get_irg_outs_state(irg) != outs_consistent)
60                 compute_outs(irg);
61
62         /* Dump the graph. */
63         dump_ir_block_graph(irg, "-before-sched");
64
65         /* Schedule each single block. */
66         irg_block_walk_graph(irg, list_sched_block, NULL, &env);
67 }
68
69
70 /**
71  * Environment for a block scheduler.
72  */
73 typedef struct _block_sched_env_t {
74         int curr_time;
75         pset *ready_set;
76         pset *already_scheduled;
77         ir_node *block;
78 } block_sched_env_t;
79
80
81
82 /**
83  * Checks, if a node is to appear in a schedule. Such nodes either
84  * consume real data (mode datab) or produce such.
85  * @param irn The node to check for.
86  * @return 1, if the node consumes/produces data, false if not.
87  */
88 static INLINE int to_appear_in_schedule(ir_node *irn)
89 {
90         int i, n;
91
92         for(i = 0, n = get_irn_arity(irn); i < n; ++i) {
93                 ir_node *op = get_irn_n(irn, i);
94                 if(mode_is_datab(get_irn_mode(op)))
95                         return 1;
96         }
97
98         return mode_is_datab(get_irn_mode(irn));
99 }
100
101
102 /**
103  * Try to put a node in the ready set.
104  * @param env The block scheduler environment.
105  * @param irn The node to make ready.
106  * @return 1, if the node could be made ready, 0 else.
107  */
108 static INLINE int make_ready(block_sched_env_t *env, ir_node *irn)
109 {
110         int i, n;
111
112         /* Blocks cannot be scheduled. */
113         if(is_Block(irn))
114                 return 0;
115
116         /*
117          * Check, if the given ir node is in a different block as the
118          * currently scheduled one. If that is so, don't make the node ready.
119          */
120         if(env->block != get_nodes_block(irn))
121                 return 0;
122
123         for(i = 0, n = get_irn_arity(irn); i < n; ++i) {
124                 ir_node *op = get_irn_n(irn, i);
125
126                 /* If the operand is local to the scheduled block and not yet
127                  * scheduled, this nodes cannot be made ready, so exit. */
128                 if(!pset_find_ptr(env->already_scheduled, op) && get_nodes_block(op) == env->block)
129                         return 0;
130         }
131
132         ir_debugf("\tmaking ready: %n\n", irn);
133         pset_insert_ptr(env->ready_set, irn);
134
135         return 1;
136 }
137
138 /**
139  * Check, if a node is ready in a block schedule.
140  * @param env The block schedule environment.
141  * @param irn The node to check for.
142  * @return 1 if the node was ready, 0 if not.
143  */
144 #define is_ready(env,irn) \
145   (pset_find_ptr((env)->ready_set, irn) != NULL)
146
147 /**
148  * Check, if a node has already been schedules.
149  * @param env The block schedule environment.
150  * @param irn The node to check for.
151  * @return 1 if the node was already scheduled, 0 if not.
152  */
153 #define is_scheduled(env,irn) \
154   (pset_find_ptr((env)->already_scheduled, irn) != NULL)
155
156 /**
157  * Try, to make all users of a node ready.
158  * In fact, a usage node can only be made ready, if all its operands
159  * have already been scheduled yet. This is checked my make_ready().
160  * @param env The block schedule environment.
161  * @param irn The node, which usages (successors) are to be made ready.
162  */
163 static INLINE void make_users_ready(block_sched_env_t *env, ir_node *irn)
164 {
165         int i, n;
166
167         for(i = 0, n = get_irn_n_outs(irn); i < n; ++i) {
168                 ir_node *user = get_irn_out(irn, i);
169                 make_ready(env, user);
170         }
171 }
172
173 /**
174  * Compare to nodes using pointer equality.
175  * @param p1 Node one.
176  * @param p2 Node two.
177  * @return 0 if they are identical.
178  */
179 static int node_cmp_func(const void *p1, const void *p2)
180 {
181         return p1 != p2;
182 }
183
184 /**
185  * Append an instruction to a schedule.
186  * @param env The block scheduleing environment.
187  * @param irn The node to add to the schedule.
188  * @return The given node.
189  */
190 static ir_node *add_to_sched(block_sched_env_t *env, ir_node *irn)
191 {
192         /* If the node consumes/produces data, it is appended to the schedule
193          * list, otherwise, it is not put into the list */
194         if(to_appear_in_schedule(irn)) {
195                 sched_info_t *info = get_irn_sched_info(irn);
196                 INIT_LIST_HEAD(&info->list);
197                 sched_add(env->block, irn);
198
199                 ir_debugf("\tadding %n\n", irn);
200         }
201
202         /* Insert the node in the set of all already scheduled nodes. */
203         pset_insert_ptr(env->already_scheduled, irn);
204
205         /* Remove the node from the ready set */
206         if(pset_find_ptr(env->ready_set, irn))
207                 pset_remove_ptr(env->ready_set, irn);
208
209         return irn;
210 }
211
212
213 /**
214  * Add the proj nodes of a tuple-mode irn to the schedule immediately
215  * after the tuple-moded irn. By pinning the projs after the irn, no
216  * other nodes can create a new lifetime between the tuple-moded irn and
217  * one of its projs. This should render a realistic image of a
218  * tuple-moded irn, which in fact models a node which defines multiple
219  * values.
220  *
221  * @param irn The tuple-moded irn.
222  * @param list The schedule list to append all the projs.
223  * @param time The time step to which the irn and all its projs are
224  * related to.
225  * @param obst The obstack the scheduling data structures shall be
226  * created upon.
227  * @param ready_set The ready set of the list scheduler.
228  * @param already_scheduled A set containing all nodes already
229  * scheduled.
230  */
231 static void add_tuple_projs(block_sched_env_t *env, ir_node *irn)
232 {
233         int i, n;
234         assert(get_irn_mode(irn) == mode_T && "Mode of node must be tuple");
235
236         for(i = 0, n = get_irn_n_outs(irn); i < n; ++i) {
237                 ir_node *out = get_irn_out(irn, i);
238
239                 assert(is_Proj(out) && "successor of a modeT node must be a proj");
240
241                 if(get_irn_mode(out) == mode_T)
242                         add_tuple_projs(env, out);
243                 else {
244                         add_to_sched(env, out);
245                         make_users_ready(env, out);
246                 }
247         }
248 }
249
250 /**
251  * Perform list scheduling on a block.
252  *
253  * Note, that the caller must compute a linked list of nodes in the block
254  * using the link field before calling this function.
255  *
256  * Also the outs must have been computed.
257  *
258  * @param block The block node.
259  * @param env Schedulting environment.
260  */
261 static void list_sched_block(ir_node *block, void *env_ptr)
262 {
263         sched_env_t *env = env_ptr;
264         block_sched_env_t be;
265
266         ir_node *irn;
267         int j, m;
268         int phi_seen = 0;
269         sched_info_t *info = get_irn_sched_info(block);
270
271         /* Initialize the block's list head that will hold the schedule. */
272         INIT_LIST_HEAD(&info->list);
273
274         /* Initialize the block scheduling environment */
275         be.block = block;
276         be.curr_time = 0;
277         be.ready_set = new_pset(node_cmp_func, get_irn_n_outs(block));
278         be.already_scheduled = new_pset(node_cmp_func, get_irn_n_outs(block));
279
280         ir_debugf("scheduling %n\n", block);
281
282         /* Then one can add all nodes are ready to the set. */
283         for(int i = 0, n = get_irn_n_outs(block); i < n; ++i) {
284                 ir_node *irn = get_irn_out(block, i);
285
286                 /* Phi functions are scheduled immediately, since they only transfer
287                  * data flow from the predecessors to this block. */
288                 if(is_Phi(irn)) {
289                         add_to_sched(&be, irn);
290                         make_users_ready(&be, irn);
291                         phi_seen = 1;
292                 }
293
294                 /* Other nodes must have all operands in other blocks to be made
295                  * ready */
296                 else {
297                         bool ready = true;
298
299                         /* Check, if the operands of a node are not local to this block */
300                         for(j = 0, m = get_irn_arity(irn); j < m; ++j) {
301                                 ir_node *operand = get_irn_n(irn, j);
302
303                                 if(get_nodes_block(operand) == block) {
304                                         ready = false;
305                                         break;
306                                 }
307                         }
308
309                         /* Make the node ready, if all operands live in a foreign block */
310                         if(ready) {
311                                 ir_debugf("\timmediately ready: %n\n", irn);
312                                 make_ready(&be, irn);
313                         }
314                 }
315         }
316
317         /* Increase the time, if some phi functions have been scheduled */
318         be.curr_time += phi_seen;
319
320         while(pset_count(be.ready_set) > 0) {
321                 ir_debugf("\tready set: %*n\n", pset_iterator, be.ready_set);
322                 // pset_print(stdout, be.ready_set, irn_printer);
323
324                 /* select a node to be scheduled and check if it was ready */
325                 irn = env->select(env->select_env, block, be.curr_time,
326                                 be.already_scheduled, be.ready_set);
327
328                 ir_debugf("\tpicked node %n\n", irn);
329
330                 /* Add the node to the schedule. */
331                 add_to_sched(&be, irn);
332
333                 if(get_irn_mode(irn) == mode_T)
334                         add_tuple_projs(&be, irn);
335                 else
336                         make_users_ready(&be, irn);
337
338                 /* Increase the time step. */
339                 be.curr_time += 1;
340
341                 /* remove the scheduled node from the ready list. */
342                 if(pset_find_ptr(be.ready_set, irn))
343                         pset_remove_ptr(be.ready_set, irn);
344         }
345
346         del_pset(be.ready_set);
347         del_pset(be.already_scheduled);
348
349         {
350                 sched_info_t *inf;
351                 list_for_each_entry(sched_info_t, inf, &info->list, list) {
352                         ir_node *irn = get_sched_info_irn(inf);
353                         ir_debugf("node: %n, pos: %d\n", irn, inf->time_step);
354                 }
355         }
356 }