Add MCRI::getNumSubRegIndices() and start checking SubRegIndex ranges.
[oota-llvm.git] / include / llvm / Target / TargetRegisterInfo.h
1 //=== Target/TargetRegisterInfo.h - Target Register Information -*- C++ -*-===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This file describes an abstract interface used to get information about a
11 // target machines register file.  This information is used for a variety of
12 // purposed, especially register allocation.
13 //
14 //===----------------------------------------------------------------------===//
15
16 #ifndef LLVM_TARGET_TARGETREGISTERINFO_H
17 #define LLVM_TARGET_TARGETREGISTERINFO_H
18
19 #include "llvm/MC/MCRegisterInfo.h"
20 #include "llvm/CodeGen/MachineBasicBlock.h"
21 #include "llvm/CodeGen/ValueTypes.h"
22 #include "llvm/ADT/ArrayRef.h"
23 #include "llvm/CallingConv.h"
24 #include <cassert>
25 #include <functional>
26
27 namespace llvm {
28
29 class BitVector;
30 class MachineFunction;
31 class RegScavenger;
32 template<class T> class SmallVectorImpl;
33 class raw_ostream;
34
35 class TargetRegisterClass {
36 public:
37   typedef const uint16_t* iterator;
38   typedef const uint16_t* const_iterator;
39   typedef const MVT::SimpleValueType* vt_iterator;
40   typedef const TargetRegisterClass* const * sc_iterator;
41
42   // Instance variables filled by tablegen, do not use!
43   const MCRegisterClass *MC;
44   const vt_iterator VTs;
45   const uint32_t *SubClassMask;
46   const uint16_t *SuperRegIndices;
47   const sc_iterator SuperClasses;
48   ArrayRef<uint16_t> (*OrderFunc)(const MachineFunction&);
49
50   /// getID() - Return the register class ID number.
51   ///
52   unsigned getID() const { return MC->getID(); }
53
54   /// getName() - Return the register class name for debugging.
55   ///
56   const char *getName() const { return MC->getName(); }
57
58   /// begin/end - Return all of the registers in this class.
59   ///
60   iterator       begin() const { return MC->begin(); }
61   iterator         end() const { return MC->end(); }
62
63   /// getNumRegs - Return the number of registers in this class.
64   ///
65   unsigned getNumRegs() const { return MC->getNumRegs(); }
66
67   /// getRegister - Return the specified register in the class.
68   ///
69   unsigned getRegister(unsigned i) const {
70     return MC->getRegister(i);
71   }
72
73   /// contains - Return true if the specified register is included in this
74   /// register class.  This does not include virtual registers.
75   bool contains(unsigned Reg) const {
76     return MC->contains(Reg);
77   }
78
79   /// contains - Return true if both registers are in this class.
80   bool contains(unsigned Reg1, unsigned Reg2) const {
81     return MC->contains(Reg1, Reg2);
82   }
83
84   /// getSize - Return the size of the register in bytes, which is also the size
85   /// of a stack slot allocated to hold a spilled copy of this register.
86   unsigned getSize() const { return MC->getSize(); }
87
88   /// getAlignment - Return the minimum required alignment for a register of
89   /// this class.
90   unsigned getAlignment() const { return MC->getAlignment(); }
91
92   /// getCopyCost - Return the cost of copying a value between two registers in
93   /// this class. A negative number means the register class is very expensive
94   /// to copy e.g. status flag register classes.
95   int getCopyCost() const { return MC->getCopyCost(); }
96
97   /// isAllocatable - Return true if this register class may be used to create
98   /// virtual registers.
99   bool isAllocatable() const { return MC->isAllocatable(); }
100
101   /// hasType - return true if this TargetRegisterClass has the ValueType vt.
102   ///
103   bool hasType(EVT vt) const {
104     for(int i = 0; VTs[i] != MVT::Other; ++i)
105       if (EVT(VTs[i]) == vt)
106         return true;
107     return false;
108   }
109
110   /// vt_begin / vt_end - Loop over all of the value types that can be
111   /// represented by values in this register class.
112   vt_iterator vt_begin() const {
113     return VTs;
114   }
115
116   vt_iterator vt_end() const {
117     vt_iterator I = VTs;
118     while (*I != MVT::Other) ++I;
119     return I;
120   }
121
122   /// hasSubClass - return true if the specified TargetRegisterClass
123   /// is a proper sub-class of this TargetRegisterClass.
124   bool hasSubClass(const TargetRegisterClass *RC) const {
125     return RC != this && hasSubClassEq(RC);
126   }
127
128   /// hasSubClassEq - Returns true if RC is a sub-class of or equal to this
129   /// class.
130   bool hasSubClassEq(const TargetRegisterClass *RC) const {
131     unsigned ID = RC->getID();
132     return (SubClassMask[ID / 32] >> (ID % 32)) & 1;
133   }
134
135   /// hasSuperClass - return true if the specified TargetRegisterClass is a
136   /// proper super-class of this TargetRegisterClass.
137   bool hasSuperClass(const TargetRegisterClass *RC) const {
138     return RC->hasSubClass(this);
139   }
140
141   /// hasSuperClassEq - Returns true if RC is a super-class of or equal to this
142   /// class.
143   bool hasSuperClassEq(const TargetRegisterClass *RC) const {
144     return RC->hasSubClassEq(this);
145   }
146
147   /// getSubClassMask - Returns a bit vector of subclasses, including this one.
148   /// The vector is indexed by class IDs, see hasSubClassEq() above for how to
149   /// use it.
150   const uint32_t *getSubClassMask() const {
151     return SubClassMask;
152   }
153
154   /// getSuperRegIndices - Returns a 0-terminated list of sub-register indices
155   /// that project some super-register class into this register class. The list
156   /// has an entry for each Idx such that:
157   ///
158   ///   There exists SuperRC where:
159   ///     For all Reg in SuperRC:
160   ///       this->contains(Reg:Idx)
161   ///
162   const uint16_t *getSuperRegIndices() const {
163     return SuperRegIndices;
164   }
165
166   /// getSuperClasses - Returns a NULL terminated list of super-classes.  The
167   /// classes are ordered by ID which is also a topological ordering from large
168   /// to small classes.  The list does NOT include the current class.
169   sc_iterator getSuperClasses() const {
170     return SuperClasses;
171   }
172
173   /// isASubClass - return true if this TargetRegisterClass is a subset
174   /// class of at least one other TargetRegisterClass.
175   bool isASubClass() const {
176     return SuperClasses[0] != 0;
177   }
178
179   /// getRawAllocationOrder - Returns the preferred order for allocating
180   /// registers from this register class in MF. The raw order comes directly
181   /// from the .td file and may include reserved registers that are not
182   /// allocatable. Register allocators should also make sure to allocate
183   /// callee-saved registers only after all the volatiles are used. The
184   /// RegisterClassInfo class provides filtered allocation orders with
185   /// callee-saved registers moved to the end.
186   ///
187   /// The MachineFunction argument can be used to tune the allocatable
188   /// registers based on the characteristics of the function, subtarget, or
189   /// other criteria.
190   ///
191   /// By default, this method returns all registers in the class.
192   ///
193   ArrayRef<uint16_t> getRawAllocationOrder(const MachineFunction &MF) const {
194     return OrderFunc ? OrderFunc(MF) : makeArrayRef(begin(), getNumRegs());
195   }
196 };
197
198 /// TargetRegisterInfoDesc - Extra information, not in MCRegisterDesc, about
199 /// registers. These are used by codegen, not by MC.
200 struct TargetRegisterInfoDesc {
201   unsigned CostPerUse;          // Extra cost of instructions using register.
202   bool inAllocatableClass;      // Register belongs to an allocatable regclass.
203 };
204
205 /// Each TargetRegisterClass has a per register weight, and weight
206 /// limit which must be less than the limits of its pressure sets.
207 struct RegClassWeight {
208   unsigned RegWeight;
209   unsigned WeightLimit;
210 };
211
212 /// TargetRegisterInfo base class - We assume that the target defines a static
213 /// array of TargetRegisterDesc objects that represent all of the machine
214 /// registers that the target has.  As such, we simply have to track a pointer
215 /// to this array so that we can turn register number into a register
216 /// descriptor.
217 ///
218 class TargetRegisterInfo : public MCRegisterInfo {
219 public:
220   typedef const TargetRegisterClass * const * regclass_iterator;
221 private:
222   const TargetRegisterInfoDesc *InfoDesc;     // Extra desc array for codegen
223   const char *const *SubRegIndexNames;        // Names of subreg indexes.
224   regclass_iterator RegClassBegin, RegClassEnd;   // List of regclasses
225
226 protected:
227   TargetRegisterInfo(const TargetRegisterInfoDesc *ID,
228                      regclass_iterator RegClassBegin,
229                      regclass_iterator RegClassEnd,
230                      const char *const *subregindexnames);
231   virtual ~TargetRegisterInfo();
232 public:
233
234   // Register numbers can represent physical registers, virtual registers, and
235   // sometimes stack slots. The unsigned values are divided into these ranges:
236   //
237   //   0           Not a register, can be used as a sentinel.
238   //   [1;2^30)    Physical registers assigned by TableGen.
239   //   [2^30;2^31) Stack slots. (Rarely used.)
240   //   [2^31;2^32) Virtual registers assigned by MachineRegisterInfo.
241   //
242   // Further sentinels can be allocated from the small negative integers.
243   // DenseMapInfo<unsigned> uses -1u and -2u.
244
245   /// isStackSlot - Sometimes it is useful the be able to store a non-negative
246   /// frame index in a variable that normally holds a register. isStackSlot()
247   /// returns true if Reg is in the range used for stack slots.
248   ///
249   /// Note that isVirtualRegister() and isPhysicalRegister() cannot handle stack
250   /// slots, so if a variable may contains a stack slot, always check
251   /// isStackSlot() first.
252   ///
253   static bool isStackSlot(unsigned Reg) {
254     return int(Reg) >= (1 << 30);
255   }
256
257   /// stackSlot2Index - Compute the frame index from a register value
258   /// representing a stack slot.
259   static int stackSlot2Index(unsigned Reg) {
260     assert(isStackSlot(Reg) && "Not a stack slot");
261     return int(Reg - (1u << 30));
262   }
263
264   /// index2StackSlot - Convert a non-negative frame index to a stack slot
265   /// register value.
266   static unsigned index2StackSlot(int FI) {
267     assert(FI >= 0 && "Cannot hold a negative frame index.");
268     return FI + (1u << 30);
269   }
270
271   /// isPhysicalRegister - Return true if the specified register number is in
272   /// the physical register namespace.
273   static bool isPhysicalRegister(unsigned Reg) {
274     assert(!isStackSlot(Reg) && "Not a register! Check isStackSlot() first.");
275     return int(Reg) > 0;
276   }
277
278   /// isVirtualRegister - Return true if the specified register number is in
279   /// the virtual register namespace.
280   static bool isVirtualRegister(unsigned Reg) {
281     assert(!isStackSlot(Reg) && "Not a register! Check isStackSlot() first.");
282     return int(Reg) < 0;
283   }
284
285   /// virtReg2Index - Convert a virtual register number to a 0-based index.
286   /// The first virtual register in a function will get the index 0.
287   static unsigned virtReg2Index(unsigned Reg) {
288     assert(isVirtualRegister(Reg) && "Not a virtual register");
289     return Reg & ~(1u << 31);
290   }
291
292   /// index2VirtReg - Convert a 0-based index to a virtual register number.
293   /// This is the inverse operation of VirtReg2IndexFunctor below.
294   static unsigned index2VirtReg(unsigned Index) {
295     return Index | (1u << 31);
296   }
297
298   /// getMinimalPhysRegClass - Returns the Register Class of a physical
299   /// register of the given type, picking the most sub register class of
300   /// the right type that contains this physreg.
301   const TargetRegisterClass *
302     getMinimalPhysRegClass(unsigned Reg, EVT VT = MVT::Other) const;
303
304   /// getAllocatableClass - Return the maximal subclass of the given register
305   /// class that is alloctable, or NULL.
306   const TargetRegisterClass *
307     getAllocatableClass(const TargetRegisterClass *RC) const;
308
309   /// getAllocatableSet - Returns a bitset indexed by register number
310   /// indicating if a register is allocatable or not. If a register class is
311   /// specified, returns the subset for the class.
312   BitVector getAllocatableSet(const MachineFunction &MF,
313                               const TargetRegisterClass *RC = NULL) const;
314
315   /// getCostPerUse - Return the additional cost of using this register instead
316   /// of other registers in its class.
317   unsigned getCostPerUse(unsigned RegNo) const {
318     return InfoDesc[RegNo].CostPerUse;
319   }
320
321   /// isInAllocatableClass - Return true if the register is in the allocation
322   /// of any register class.
323   bool isInAllocatableClass(unsigned RegNo) const {
324     return InfoDesc[RegNo].inAllocatableClass;
325   }
326
327   /// getSubRegIndexName - Return the human-readable symbolic target-specific
328   /// name for the specified SubRegIndex.
329   const char *getSubRegIndexName(unsigned SubIdx) const {
330     assert(SubIdx && SubIdx < getNumSubRegIndices() &&
331            "This is not a subregister index");
332     return SubRegIndexNames[SubIdx-1];
333   }
334
335   /// regsOverlap - Returns true if the two registers are equal or alias each
336   /// other. The registers may be virtual register.
337   bool regsOverlap(unsigned regA, unsigned regB) const {
338     if (regA == regB) return true;
339     if (isVirtualRegister(regA) || isVirtualRegister(regB))
340       return false;
341
342     // Regunits are numerically ordered. Find a common unit.
343     MCRegUnitIterator RUA(regA, this);
344     MCRegUnitIterator RUB(regB, this);
345     do {
346       if (*RUA == *RUB) return true;
347       if (*RUA < *RUB) ++RUA;
348       else             ++RUB;
349     } while (RUA.isValid() && RUB.isValid());
350     return false;
351   }
352
353   /// hasRegUnit - Returns true if Reg contains RegUnit.
354   bool hasRegUnit(unsigned Reg, unsigned RegUnit) const {
355     for (MCRegUnitIterator Units(Reg, this); Units.isValid(); ++Units)
356       if (*Units == RegUnit)
357         return true;
358     return false;
359   }
360
361   /// isSubRegister - Returns true if regB is a sub-register of regA.
362   ///
363   bool isSubRegister(unsigned regA, unsigned regB) const {
364     return isSuperRegister(regB, regA);
365   }
366
367   /// isSuperRegister - Returns true if regB is a super-register of regA.
368   ///
369   bool isSuperRegister(unsigned RegA, unsigned RegB) const {
370     for (MCSuperRegIterator I(RegA, this); I.isValid(); ++I)
371       if (*I == RegB)
372         return true;
373     return false;
374   }
375
376   /// getCalleeSavedRegs - Return a null-terminated list of all of the
377   /// callee saved registers on this target. The register should be in the
378   /// order of desired callee-save stack frame offset. The first register is
379   /// closest to the incoming stack pointer if stack grows down, and vice versa.
380   ///
381   virtual const uint16_t* getCalleeSavedRegs(const MachineFunction *MF = 0)
382                                                                       const = 0;
383
384   /// getCallPreservedMask - Return a mask of call-preserved registers for the
385   /// given calling convention on the current sub-target.  The mask should
386   /// include all call-preserved aliases.  This is used by the register
387   /// allocator to determine which registers can be live across a call.
388   ///
389   /// The mask is an array containing (TRI::getNumRegs()+31)/32 entries.
390   /// A set bit indicates that all bits of the corresponding register are
391   /// preserved across the function call.  The bit mask is expected to be
392   /// sub-register complete, i.e. if A is preserved, so are all its
393   /// sub-registers.
394   ///
395   /// Bits are numbered from the LSB, so the bit for physical register Reg can
396   /// be found as (Mask[Reg / 32] >> Reg % 32) & 1.
397   ///
398   /// A NULL pointer means that no register mask will be used, and call
399   /// instructions should use implicit-def operands to indicate call clobbered
400   /// registers.
401   ///
402   virtual const uint32_t *getCallPreservedMask(CallingConv::ID) const {
403     // The default mask clobbers everything.  All targets should override.
404     return 0;
405   }
406
407   /// getReservedRegs - Returns a bitset indexed by physical register number
408   /// indicating if a register is a special register that has particular uses
409   /// and should be considered unavailable at all times, e.g. SP, RA. This is
410   /// used by register scavenger to determine what registers are free.
411   virtual BitVector getReservedRegs(const MachineFunction &MF) const = 0;
412
413   /// getMatchingSuperReg - Return a super-register of the specified register
414   /// Reg so its sub-register of index SubIdx is Reg.
415   unsigned getMatchingSuperReg(unsigned Reg, unsigned SubIdx,
416                                const TargetRegisterClass *RC) const {
417     return MCRegisterInfo::getMatchingSuperReg(Reg, SubIdx, RC->MC);
418   }
419
420   /// canCombineSubRegIndices - Given a register class and a list of
421   /// subregister indices, return true if it's possible to combine the
422   /// subregister indices into one that corresponds to a larger
423   /// subregister. Return the new subregister index by reference. Note the
424   /// new index may be zero if the given subregisters can be combined to
425   /// form the whole register.
426   virtual bool canCombineSubRegIndices(const TargetRegisterClass *RC,
427                                        SmallVectorImpl<unsigned> &SubIndices,
428                                        unsigned &NewSubIdx) const {
429     return 0;
430   }
431
432   /// getMatchingSuperRegClass - Return a subclass of the specified register
433   /// class A so that each register in it has a sub-register of the
434   /// specified sub-register index which is in the specified register class B.
435   ///
436   /// TableGen will synthesize missing A sub-classes.
437   virtual const TargetRegisterClass *
438   getMatchingSuperRegClass(const TargetRegisterClass *A,
439                            const TargetRegisterClass *B, unsigned Idx) const;
440
441   /// getSubClassWithSubReg - Returns the largest legal sub-class of RC that
442   /// supports the sub-register index Idx.
443   /// If no such sub-class exists, return NULL.
444   /// If all registers in RC already have an Idx sub-register, return RC.
445   ///
446   /// TableGen generates a version of this function that is good enough in most
447   /// cases.  Targets can override if they have constraints that TableGen
448   /// doesn't understand.  For example, the x86 sub_8bit sub-register index is
449   /// supported by the full GR32 register class in 64-bit mode, but only by the
450   /// GR32_ABCD regiister class in 32-bit mode.
451   ///
452   /// TableGen will synthesize missing RC sub-classes.
453   virtual const TargetRegisterClass *
454   getSubClassWithSubReg(const TargetRegisterClass *RC, unsigned Idx) const {
455     assert(Idx == 0 && "Target has no sub-registers");
456     return RC;
457   }
458
459   /// composeSubRegIndices - Return the subregister index you get from composing
460   /// two subregister indices.
461   ///
462   /// If R:a:b is the same register as R:c, then composeSubRegIndices(a, b)
463   /// returns c. Note that composeSubRegIndices does not tell you about illegal
464   /// compositions. If R does not have a subreg a, or R:a does not have a subreg
465   /// b, composeSubRegIndices doesn't tell you.
466   ///
467   /// The ARM register Q0 has two D subregs dsub_0:D0 and dsub_1:D1. It also has
468   /// ssub_0:S0 - ssub_3:S3 subregs.
469   /// If you compose subreg indices dsub_1, ssub_0 you get ssub_2.
470   ///
471   virtual unsigned composeSubRegIndices(unsigned a, unsigned b) const {
472     // This default implementation is correct for most targets.
473     return b;
474   }
475
476   /// getCommonSuperRegClass - Find a common super-register class if it exists.
477   ///
478   /// Find a register class, SuperRC and two sub-register indices, PreA and
479   /// PreB, such that:
480   ///
481   ///   1. PreA + SubA == PreB + SubB  (using composeSubRegIndices()), and
482   ///
483   ///   2. For all Reg in SuperRC: Reg:PreA in RCA and Reg:PreB in RCB, and
484   ///
485   ///   3. SuperRC->getSize() >= max(RCA->getSize(), RCB->getSize()).
486   ///
487   /// SuperRC will be chosen such that no super-class of SuperRC satisfies the
488   /// requirements, and there is no register class with a smaller spill size
489   /// that satisfies the requirements.
490   ///
491   /// SubA and SubB must not be 0. Use getMatchingSuperRegClass() instead.
492   ///
493   /// Either of the PreA and PreB sub-register indices may be returned as 0. In
494   /// that case, the returned register class will be a sub-class of the
495   /// corresponding argument register class.
496   ///
497   /// The function returns NULL if no register class can be found.
498   ///
499   const TargetRegisterClass*
500   getCommonSuperRegClass(const TargetRegisterClass *RCA, unsigned SubA,
501                          const TargetRegisterClass *RCB, unsigned SubB,
502                          unsigned &PreA, unsigned &PreB) const;
503
504   //===--------------------------------------------------------------------===//
505   // Register Class Information
506   //
507
508   /// Register class iterators
509   ///
510   regclass_iterator regclass_begin() const { return RegClassBegin; }
511   regclass_iterator regclass_end() const { return RegClassEnd; }
512
513   unsigned getNumRegClasses() const {
514     return (unsigned)(regclass_end()-regclass_begin());
515   }
516
517   /// getRegClass - Returns the register class associated with the enumeration
518   /// value.  See class MCOperandInfo.
519   const TargetRegisterClass *getRegClass(unsigned i) const {
520     assert(i < getNumRegClasses() && "Register Class ID out of range");
521     return RegClassBegin[i];
522   }
523
524   /// getCommonSubClass - find the largest common subclass of A and B. Return
525   /// NULL if there is no common subclass.
526   const TargetRegisterClass *
527   getCommonSubClass(const TargetRegisterClass *A,
528                     const TargetRegisterClass *B) const;
529
530   /// getPointerRegClass - Returns a TargetRegisterClass used for pointer
531   /// values.  If a target supports multiple different pointer register classes,
532   /// kind specifies which one is indicated.
533   virtual const TargetRegisterClass *
534   getPointerRegClass(const MachineFunction &MF, unsigned Kind=0) const {
535     llvm_unreachable("Target didn't implement getPointerRegClass!");
536   }
537
538   /// getCrossCopyRegClass - Returns a legal register class to copy a register
539   /// in the specified class to or from. If it is possible to copy the register
540   /// directly without using a cross register class copy, return the specified
541   /// RC. Returns NULL if it is not possible to copy between a two registers of
542   /// the specified class.
543   virtual const TargetRegisterClass *
544   getCrossCopyRegClass(const TargetRegisterClass *RC) const {
545     return RC;
546   }
547
548   /// getLargestLegalSuperClass - Returns the largest super class of RC that is
549   /// legal to use in the current sub-target and has the same spill size.
550   /// The returned register class can be used to create virtual registers which
551   /// means that all its registers can be copied and spilled.
552   virtual const TargetRegisterClass*
553   getLargestLegalSuperClass(const TargetRegisterClass *RC) const {
554     /// The default implementation is very conservative and doesn't allow the
555     /// register allocator to inflate register classes.
556     return RC;
557   }
558
559   /// getRegPressureLimit - Return the register pressure "high water mark" for
560   /// the specific register class. The scheduler is in high register pressure
561   /// mode (for the specific register class) if it goes over the limit.
562   ///
563   /// Note: this is the old register pressure model that relies on a manually
564   /// specified representative register class per value type.
565   virtual unsigned getRegPressureLimit(const TargetRegisterClass *RC,
566                                        MachineFunction &MF) const {
567     return 0;
568   }
569
570 // Get the weight in units of pressure for this register class.
571   virtual const RegClassWeight &getRegClassWeight(
572     const TargetRegisterClass *RC) const = 0;
573
574   /// Get the number of dimensions of register pressure.
575   virtual unsigned getNumRegPressureSets() const = 0;
576
577   /// Get the name of this register unit pressure set.
578   virtual const char *getRegPressureSetName(unsigned Idx) const = 0;
579
580   /// Get the register unit pressure limit for this dimension.
581   /// This limit must be adjusted dynamically for reserved registers.
582   virtual unsigned getRegPressureSetLimit(unsigned Idx) const = 0;
583
584   /// Get the dimensions of register pressure impacted by this register class.
585   /// Returns a -1 terminated array of pressure set IDs.
586   virtual const int *getRegClassPressureSets(
587     const TargetRegisterClass *RC) const = 0;
588
589   /// getRawAllocationOrder - Returns the register allocation order for a
590   /// specified register class with a target-dependent hint. The returned list
591   /// may contain reserved registers that cannot be allocated.
592   ///
593   /// Register allocators need only call this function to resolve
594   /// target-dependent hints, but it should work without hinting as well.
595   virtual ArrayRef<uint16_t>
596   getRawAllocationOrder(const TargetRegisterClass *RC,
597                         unsigned HintType, unsigned HintReg,
598                         const MachineFunction &MF) const {
599     return RC->getRawAllocationOrder(MF);
600   }
601
602   /// ResolveRegAllocHint - Resolves the specified register allocation hint
603   /// to a physical register. Returns the physical register if it is successful.
604   virtual unsigned ResolveRegAllocHint(unsigned Type, unsigned Reg,
605                                        const MachineFunction &MF) const {
606     if (Type == 0 && Reg && isPhysicalRegister(Reg))
607       return Reg;
608     return 0;
609   }
610
611   /// avoidWriteAfterWrite - Return true if the register allocator should avoid
612   /// writing a register from RC in two consecutive instructions.
613   /// This can avoid pipeline stalls on certain architectures.
614   /// It does cause increased register pressure, though.
615   virtual bool avoidWriteAfterWrite(const TargetRegisterClass *RC) const {
616     return false;
617   }
618
619   /// UpdateRegAllocHint - A callback to allow target a chance to update
620   /// register allocation hints when a register is "changed" (e.g. coalesced)
621   /// to another register. e.g. On ARM, some virtual registers should target
622   /// register pairs, if one of pair is coalesced to another register, the
623   /// allocation hint of the other half of the pair should be changed to point
624   /// to the new register.
625   virtual void UpdateRegAllocHint(unsigned Reg, unsigned NewReg,
626                                   MachineFunction &MF) const {
627     // Do nothing.
628   }
629
630   /// requiresRegisterScavenging - returns true if the target requires (and can
631   /// make use of) the register scavenger.
632   virtual bool requiresRegisterScavenging(const MachineFunction &MF) const {
633     return false;
634   }
635
636   /// useFPForScavengingIndex - returns true if the target wants to use
637   /// frame pointer based accesses to spill to the scavenger emergency spill
638   /// slot.
639   virtual bool useFPForScavengingIndex(const MachineFunction &MF) const {
640     return true;
641   }
642
643   /// requiresFrameIndexScavenging - returns true if the target requires post
644   /// PEI scavenging of registers for materializing frame index constants.
645   virtual bool requiresFrameIndexScavenging(const MachineFunction &MF) const {
646     return false;
647   }
648
649   /// requiresVirtualBaseRegisters - Returns true if the target wants the
650   /// LocalStackAllocation pass to be run and virtual base registers
651   /// used for more efficient stack access.
652   virtual bool requiresVirtualBaseRegisters(const MachineFunction &MF) const {
653     return false;
654   }
655
656   /// hasReservedSpillSlot - Return true if target has reserved a spill slot in
657   /// the stack frame of the given function for the specified register. e.g. On
658   /// x86, if the frame register is required, the first fixed stack object is
659   /// reserved as its spill slot. This tells PEI not to create a new stack frame
660   /// object for the given register. It should be called only after
661   /// processFunctionBeforeCalleeSavedScan().
662   virtual bool hasReservedSpillSlot(const MachineFunction &MF, unsigned Reg,
663                                     int &FrameIdx) const {
664     return false;
665   }
666
667   /// trackLivenessAfterRegAlloc - returns true if the live-ins should be tracked
668   /// after register allocation.
669   virtual bool trackLivenessAfterRegAlloc(const MachineFunction &MF) const {
670     return false;
671   }
672
673   /// needsStackRealignment - true if storage within the function requires the
674   /// stack pointer to be aligned more than the normal calling convention calls
675   /// for.
676   virtual bool needsStackRealignment(const MachineFunction &MF) const {
677     return false;
678   }
679
680   /// getFrameIndexInstrOffset - Get the offset from the referenced frame
681   /// index in the instruction, if there is one.
682   virtual int64_t getFrameIndexInstrOffset(const MachineInstr *MI,
683                                            int Idx) const {
684     return 0;
685   }
686
687   /// needsFrameBaseReg - Returns true if the instruction's frame index
688   /// reference would be better served by a base register other than FP
689   /// or SP. Used by LocalStackFrameAllocation to determine which frame index
690   /// references it should create new base registers for.
691   virtual bool needsFrameBaseReg(MachineInstr *MI, int64_t Offset) const {
692     return false;
693   }
694
695   /// materializeFrameBaseRegister - Insert defining instruction(s) for
696   /// BaseReg to be a pointer to FrameIdx before insertion point I.
697   virtual void materializeFrameBaseRegister(MachineBasicBlock *MBB,
698                                             unsigned BaseReg, int FrameIdx,
699                                             int64_t Offset) const {
700     llvm_unreachable("materializeFrameBaseRegister does not exist on this "
701                      "target");
702   }
703
704   /// resolveFrameIndex - Resolve a frame index operand of an instruction
705   /// to reference the indicated base register plus offset instead.
706   virtual void resolveFrameIndex(MachineBasicBlock::iterator I,
707                                  unsigned BaseReg, int64_t Offset) const {
708     llvm_unreachable("resolveFrameIndex does not exist on this target");
709   }
710
711   /// isFrameOffsetLegal - Determine whether a given offset immediate is
712   /// encodable to resolve a frame index.
713   virtual bool isFrameOffsetLegal(const MachineInstr *MI,
714                                   int64_t Offset) const {
715     llvm_unreachable("isFrameOffsetLegal does not exist on this target");
716   }
717
718   /// eliminateCallFramePseudoInstr - This method is called during prolog/epilog
719   /// code insertion to eliminate call frame setup and destroy pseudo
720   /// instructions (but only if the Target is using them).  It is responsible
721   /// for eliminating these instructions, replacing them with concrete
722   /// instructions.  This method need only be implemented if using call frame
723   /// setup/destroy pseudo instructions.
724   ///
725   virtual void
726   eliminateCallFramePseudoInstr(MachineFunction &MF,
727                                 MachineBasicBlock &MBB,
728                                 MachineBasicBlock::iterator MI) const {
729     llvm_unreachable("Call Frame Pseudo Instructions do not exist on this "
730                      "target!");
731   }
732
733
734   /// saveScavengerRegister - Spill the register so it can be used by the
735   /// register scavenger. Return true if the register was spilled, false
736   /// otherwise. If this function does not spill the register, the scavenger
737   /// will instead spill it to the emergency spill slot.
738   ///
739   virtual bool saveScavengerRegister(MachineBasicBlock &MBB,
740                                      MachineBasicBlock::iterator I,
741                                      MachineBasicBlock::iterator &UseMI,
742                                      const TargetRegisterClass *RC,
743                                      unsigned Reg) const {
744     return false;
745   }
746
747   /// eliminateFrameIndex - This method must be overriden to eliminate abstract
748   /// frame indices from instructions which may use them.  The instruction
749   /// referenced by the iterator contains an MO_FrameIndex operand which must be
750   /// eliminated by this method.  This method may modify or replace the
751   /// specified instruction, as long as it keeps the iterator pointing at the
752   /// finished product. SPAdj is the SP adjustment due to call frame setup
753   /// instruction.
754   virtual void eliminateFrameIndex(MachineBasicBlock::iterator MI,
755                                    int SPAdj, RegScavenger *RS=NULL) const = 0;
756
757   //===--------------------------------------------------------------------===//
758   /// Debug information queries.
759
760   /// getFrameRegister - This method should return the register used as a base
761   /// for values allocated in the current stack frame.
762   virtual unsigned getFrameRegister(const MachineFunction &MF) const = 0;
763
764   /// getCompactUnwindRegNum - This function maps the register to the number for
765   /// compact unwind encoding. Return -1 if the register isn't valid.
766   virtual int getCompactUnwindRegNum(unsigned, bool) const {
767     return -1;
768   }
769 };
770
771
772 //===----------------------------------------------------------------------===//
773 //                           SuperRegClassIterator
774 //===----------------------------------------------------------------------===//
775 //
776 // Iterate over the possible super-registers for a given register class. The
777 // iterator will visit a list of pairs (Idx, Mask) corresponding to the
778 // possible classes of super-registers.
779 //
780 // Each bit mask will have at least one set bit, and each set bit in Mask
781 // corresponds to a SuperRC such that:
782 //
783 //   For all Reg in SuperRC: Reg:Idx is in RC.
784 //
785 // The iterator can include (O, RC->getSubClassMask()) as the first entry which
786 // also satisfies the above requirement, assuming Reg:0 == Reg.
787 //
788 class SuperRegClassIterator {
789   const unsigned RCMaskWords;
790   unsigned SubReg;
791   const uint16_t *Idx;
792   const uint32_t *Mask;
793
794 public:
795   /// Create a SuperRegClassIterator that visits all the super-register classes
796   /// of RC. When IncludeSelf is set, also include the (0, sub-classes) entry.
797   SuperRegClassIterator(const TargetRegisterClass *RC,
798                         const TargetRegisterInfo *TRI,
799                         bool IncludeSelf = false)
800     : RCMaskWords((TRI->getNumRegClasses() + 31) / 32),
801       SubReg(0),
802       Idx(RC->getSuperRegIndices()),
803       Mask(RC->getSubClassMask()) {
804     if (!IncludeSelf)
805       ++*this;
806   }
807
808   /// Returns true if this iterator is still pointing at a valid entry.
809   bool isValid() const { return Idx; }
810
811   /// Returns the current sub-register index.
812   unsigned getSubReg() const { return SubReg; }
813
814   /// Returns the bit mask if register classes that getSubReg() projects into
815   /// RC.
816   const uint32_t *getMask() const { return Mask; }
817
818   /// Advance iterator to the next entry.
819   void operator++() {
820     assert(isValid() && "Cannot move iterator past end.");
821     Mask += RCMaskWords;
822     SubReg = *Idx++;
823     if (!SubReg)
824       Idx = 0;
825   }
826 };
827
828 // This is useful when building IndexedMaps keyed on virtual registers
829 struct VirtReg2IndexFunctor : public std::unary_function<unsigned, unsigned> {
830   unsigned operator()(unsigned Reg) const {
831     return TargetRegisterInfo::virtReg2Index(Reg);
832   }
833 };
834
835 /// PrintReg - Helper class for printing registers on a raw_ostream.
836 /// Prints virtual and physical registers with or without a TRI instance.
837 ///
838 /// The format is:
839 ///   %noreg          - NoRegister
840 ///   %vreg5          - a virtual register.
841 ///   %vreg5:sub_8bit - a virtual register with sub-register index (with TRI).
842 ///   %EAX            - a physical register
843 ///   %physreg17      - a physical register when no TRI instance given.
844 ///
845 /// Usage: OS << PrintReg(Reg, TRI) << '\n';
846 ///
847 class PrintReg {
848   const TargetRegisterInfo *TRI;
849   unsigned Reg;
850   unsigned SubIdx;
851 public:
852   PrintReg(unsigned reg, const TargetRegisterInfo *tri = 0, unsigned subidx = 0)
853     : TRI(tri), Reg(reg), SubIdx(subidx) {}
854   void print(raw_ostream&) const;
855 };
856
857 static inline raw_ostream &operator<<(raw_ostream &OS, const PrintReg &PR) {
858   PR.print(OS);
859   return OS;
860 }
861
862 /// PrintRegUnit - Helper class for printing register units on a raw_ostream.
863 ///
864 /// Register units are named after their root registers:
865 ///
866 ///   AL      - Single root.
867 ///   FP0~ST7 - Dual roots.
868 ///
869 /// Usage: OS << PrintRegUnit(Unit, TRI) << '\n';
870 ///
871 class PrintRegUnit {
872   const TargetRegisterInfo *TRI;
873   unsigned Unit;
874 public:
875   PrintRegUnit(unsigned unit, const TargetRegisterInfo *tri)
876     : TRI(tri), Unit(unit) {}
877   void print(raw_ostream&) const;
878 };
879
880 static inline raw_ostream &operator<<(raw_ostream &OS, const PrintRegUnit &PR) {
881   PR.print(OS);
882   return OS;
883 }
884
885 } // End llvm namespace
886
887 #endif