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SuperWord クラス(とその補助クラス) (DepEdge, DepMem, DepGraph, DepPreds, DepSuccs, SWNodeInfo, SuperWord, SWPointer, OrderedPair)

これらは, C2 JIT Compiler 用のクラス. より具体的に言うと, ループのベクトル化処理で使用される補助クラス.

クラス一覧(class list)

• SuperWord
• DepGraph
• DepMem
• DepEdge
• DepPreds
• DepSuccs
• SWNodeInfo
• SWPointer
• OrderedPair

SuperWord

概要(Summary)

PhaseIdealLoop クラス内で使用される補助クラス(ResourceObjクラス). ループのベクトル化 (= ベクトル演算(SIMD演算)への変形処理, vectorization) を行う.

(なお, このクラスは ResourceObj クラスだが局所変数としてのみ生成されている)

    ((cite: hotspot/src/share/vm/opto/superword.hpp))
    //
    //                  S U P E R W O R D   T R A N S F O R M
    //
    // SuperWords are short, fixed length vectors.
    //
    // Algorithm from:
    //
    // Exploiting SuperWord Level Parallelism with
    //   Multimedia Instruction Sets
    // by
    //   Samuel Larsen and Saman Amarasighe
    //   MIT Laboratory for Computer Science
    // date
    //   May 2000
    // published in
    //   ACM SIGPLAN Notices
    //   Proceedings of ACM PLDI '00,  Volume 35 Issue 5
    //
    // Definition 3.1 A Pack is an n-tuple, <s1, ...,sn>, where
    // s1,...,sn are independent isomorphic statements in a basic
    // block.
    //
    // Definition 3.2 A PackSet is a set of Packs.
    //
    // Definition 3.3 A Pair is a Pack of size two, where the
    // first statement is considered the left element, and the
    // second statement is considered the right element.

なおコメントによると, Larsen らの "Superword Level Parallelism" を実装したもの, とのこと (ところで "Saman Amarasighe" は "Saman Amarasinghe" の typo?? #TODO)

    Samuel Larsen and Saman Amarasighe, MIT Laboratory for Computer Science,
    Exploiting SuperWord Level Parallelism with Multimedia Instruction Sets,
    PLDI 2000

    ((cite: hotspot/src/share/vm/opto/superword.hpp))
    // -----------------------------SuperWord---------------------------------
    // Transforms scalar operations into packed (superword) operations.
    class SuperWord : public ResourceObj {

使われ方(Usage)

PhaseIdealLoop::build_and_optimize() 内で(のみ)(局所変数として)生成されている.

備考(Notes)

なお, このクラスは product オプションである UseSuperWord が true の場合にしか使用されない. ただしデフォルトでは true.

    ((cite: hotspot/src/share/vm/opto/c2_globals.hpp))
      product(bool, UseSuperWord, true,                                         \
              "Transform scalar operations into superword operations")          \

詳細(Details)

See: here for details

DepGraph

概要(Summary)

SuperWord クラス内で使用される補助クラス(ValueObjクラス).

メモリアクセス間の依存グラフ(dependency graph)を表す.

    ((cite: hotspot/src/share/vm/opto/superword.hpp))
    //------------------------------DepGraph---------------------------
    class DepGraph VALUE_OBJ_CLASS_SPEC {

使われ方(Usage)

インスタンスの格納場所(where its instances are stored)

各 SuperWord オブジェクトの _dg フィールドに(のみ)格納されている.

生成箇所(where its instances are created)

(SuperWord クラスの _dg フィールドは, ポインタ型ではなく実体なので, SuperWord オブジェクトの生成時に一緒に生成される)

詳細(Details)

See: here for details

DepMem

概要(Summary)

DepGraph クラス内で使用される補助クラス.

依存グラフ(dependency graph)内の node を表すクラス. 1つの DepMem オブジェクトが 1つの node に対応する.

    ((cite: hotspot/src/share/vm/opto/superword.hpp))
    //------------------------------DepMem---------------------------
    // A node in the dependence graph.  _in_head starts the threaded list of
    // incoming edges, and _out_head starts the list of outgoing edges.
    class DepMem : public ResourceObj {

使われ方(Usage)

インスタンスの格納場所(where its instances are stored)

以下の箇所に(のみ)格納されている.

• 各 DepGraph オブジェクトの _root フィールド

• 各 DepGraph オブジェクトの _tail フィールド

• 各 DepGraph オブジェクトの _map フィールド

(正確には, このフィールドは DepMem の GrowableArray を格納するフィールド. 各 Node オブジェクト (正確にはその Node::_idx フィールドの値) から対応する DepMem オブジェクトへの写像になっている)

生成箇所(where its instances are created)

以下の箇所で(のみ)生成されている.

• DepGraph::DepGraph()
• DepGraph::make_node()

詳細(Details)

See: here for details

DepEdge

概要(Summary)

DepGraph クラス内で使用される補助クラス.

依存グラフ(dependency graph)内の edge を表すクラス. 1つの DepEdge オブジェクトが 1つの edge に対応する.

    ((cite: hotspot/src/share/vm/opto/superword.hpp))
    //------------------------------DepEdge---------------------------
    // An edge in the dependence graph.  The edges incident to a dependence
    // node are threaded through _next_in for incoming edges and _next_out
    // for outgoing edges.
    class DepEdge : public ResourceObj {

使われ方(Usage)

インスタンスの格納場所(where its instances are stored)

以下の箇所に(のみ)格納されている.

• 各 DepMem オブジェクトの _out_head フィールド
• 各 DepMem オブジェクトの _in_head フィールド

生成箇所(where its instances are created)

DepGraph::make_edge() 内で(のみ)生成されている.

詳細(Details)

See: here for details

DepPreds

概要(Summary)

SuperWord クラス内で使用される補助クラス.

指定の Node オブジェクトについて, 対応する DepMem の DepMem::_in_head 中の edge が指す Node, もしくはその Node の Node::_in 配列から指されている Node をたどるためのイテレータクラス(StackObjクラス).

    ((cite: hotspot/src/share/vm/opto/superword.hpp))
    //------------------------------DepPreds---------------------------
    // Iterator over predecessors in the dependence graph and
    // non-memory-graph inputs of ideal nodes.
    class DepPreds : public StackObj {

使われ方(Usage)

以下の箇所で(のみ)使用されている.

• SuperWord::independent_path()
• SuperWord::compute_max_depth()

詳細(Details)

See: here for details

DepSuccs

概要(Summary)

?? (このクラスは使用箇所が見当たらない...)

指定の Node オブジェクトについて, 対応する DepMem の DepMem::_out_head 中の edge が指す Node, もしくはその Node の Node::_out 配列から指されている Node をたどるためのイテレータクラス(StackObjクラス).

    ((cite: hotspot/src/share/vm/opto/superword.hpp))
    //------------------------------DepSuccs---------------------------
    // Iterator over successors in the dependence graph and
    // non-memory-graph outputs of ideal nodes.
    class DepSuccs : public StackObj {

詳細(Details)

See: here for details

SWNodeInfo

概要(Summary)

SuperWord クラス内で使用される補助クラス.

各 Node オブジェクトについて SuperWord クラスが必要とする情報を格納しておくためのクラス. 1つの SWNodeInfo オブジェクトが 1つの Node オブジェクトに対応する.

    ((cite: hotspot/src/share/vm/opto/superword.hpp))
    // -----------------------------SWNodeInfo---------------------------------
    // Per node info needed by SuperWord
    class SWNodeInfo VALUE_OBJ_CLASS_SPEC {

使われ方(Usage)

インスタンスの格納場所(where its instances are stored)

以下の箇所に(のみ)格納されている.

• 各 SuperWord オブジェクトの _node_info フィールド

(正確には, このフィールドは SWNodeInfo の GrowableArray を格納するフィールド. 各 Node オブジェクト (正確にはその Node::_idx フィールドの値を SuperWord::bb_idx() で写像した値) から対応する SWNodeInfo オブジェクトへの写像になっている)

• SWNodeInfo クラスの initial フィールド (static フィールド)

生成箇所(where its instances are created)

• (SuperWord クラスの _node_info フィールドは, ポインタ型ではなく実体なので, SuperWord オブジェクトの生成時に一緒に生成される)

• (SWNodeInfo クラスの initial フィールドは, ポインタ型ではなく実体なので, 初期段階で自動的に生成される)

内部構造(Internal structure)

単なる構造体のようなクラス. 内部には以下の public フィールドのみを持つ (そしてメソッドはない).

    ((cite: hotspot/src/share/vm/opto/superword.hpp))
      int         _alignment; // memory alignment for a node
      int         _depth;     // Max expression (DAG) depth from block start
      const Type* _velt_type; // vector element type
      Node_List*  _my_pack;   // pack containing this node

詳細(Details)

See: here for details

SWPointer

概要(Summary)

SuperWord クラス内で使用される一時オブジェクト(ValueObjクラス).

MemNode からそのアクセス先のアドレス情報を抽出するためのクラス.

(なお, このクラスは StackObjクラスではないが現状では局所変数としてのみ生成されている)

    ((cite: hotspot/src/share/vm/opto/superword.hpp))
    //------------------------------SWPointer---------------------------
    // Information about an address for dependence checking and vector alignment
    class SWPointer VALUE_OBJ_CLASS_SPEC {

使われ方(Usage)

以下の箇所で(のみ)使用されている.

• SWPointer::scaled_iv()
• SuperWord::find_adjacent_refs()
• SuperWord::find_align_to_ref()
• SuperWord::dependence_graph()
• SuperWord::are_adjacent_refs()
• SuperWord::memory_alignment()
• SuperWord::align_initial_loop_index()

詳細(Details)

See: here for details

OrderedPair

概要(Summary)

デバッグ用(開発時用)のクラス (#ifndef PRODUCT 時にしか使用されない).

(なお, このクラスは (デバッグ時であることに加えて) SuperWordRTDepCheck オプションが指定されている場合にしか使用されない)

SuperWord クラス内で使用される補助クラス(ValueObjクラス). 2 個の Node オブジェクトからなる組(pair)を表す.

    ((cite: hotspot/src/share/vm/opto/superword.hpp))
    //------------------------------OrderedPair---------------------------
    // Ordered pair of Node*.
    class OrderedPair VALUE_OBJ_CLASS_SPEC {

使われ方(Usage)

インスタンスの格納場所(where its instances are stored)

以下の箇所に(のみ)格納されている.

• 各 SuperWord オブジェクトの _disjoint_ptrs フィールド

(正確には, このフィールドは OrderedPair の GrowableArray を格納するフィールド. この中に, その SuperWord 内で生成された全ての OrderedPair オブジェクトが格納されている)

• OrderedPair クラスの initial フィールド (static フィールド)

生成箇所(where its instances are created)

SuperWord::dependence_graph() 内で(のみ)生成されている.

使用箇所(where its instances are used)

SuperWord::dependence_graph() 内で(のみ)使用されている (ただし #ifndef PRODUCT の場合にのみ使用される).

内部構造(Internal structure)

定義されているフィールドは以下の通り.

    ((cite: hotspot/src/share/vm/opto/superword.hpp))
      Node* _p1;
      Node* _p2;

詳細(Details)

See: here for details

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