Add TRI::getSubRegIndexLaneMask().
[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   // Pointer to array of lane masks, one per sub-reg index.
225   const unsigned *SubRegIndexLaneMasks;
226
227   regclass_iterator RegClassBegin, RegClassEnd;   // List of regclasses
228
229 protected:
230   TargetRegisterInfo(const TargetRegisterInfoDesc *ID,
231                      regclass_iterator RegClassBegin,
232                      regclass_iterator RegClassEnd,
233                      const char *const *SRINames,
234                      const unsigned *SRILaneMasks);
235   virtual ~TargetRegisterInfo();
236 public:
237
238   // Register numbers can represent physical registers, virtual registers, and
239   // sometimes stack slots. The unsigned values are divided into these ranges:
240   //
241   //   0           Not a register, can be used as a sentinel.
242   //   [1;2^30)    Physical registers assigned by TableGen.
243   //   [2^30;2^31) Stack slots. (Rarely used.)
244   //   [2^31;2^32) Virtual registers assigned by MachineRegisterInfo.
245   //
246   // Further sentinels can be allocated from the small negative integers.
247   // DenseMapInfo<unsigned> uses -1u and -2u.
248
249   /// isStackSlot - Sometimes it is useful the be able to store a non-negative
250   /// frame index in a variable that normally holds a register. isStackSlot()
251   /// returns true if Reg is in the range used for stack slots.
252   ///
253   /// Note that isVirtualRegister() and isPhysicalRegister() cannot handle stack
254   /// slots, so if a variable may contains a stack slot, always check
255   /// isStackSlot() first.
256   ///
257   static bool isStackSlot(unsigned Reg) {
258     return int(Reg) >= (1 << 30);
259   }
260
261   /// stackSlot2Index - Compute the frame index from a register value
262   /// representing a stack slot.
263   static int stackSlot2Index(unsigned Reg) {
264     assert(isStackSlot(Reg) && "Not a stack slot");
265     return int(Reg - (1u << 30));
266   }
267
268   /// index2StackSlot - Convert a non-negative frame index to a stack slot
269   /// register value.
270   static unsigned index2StackSlot(int FI) {
271     assert(FI >= 0 && "Cannot hold a negative frame index.");
272     return FI + (1u << 30);
273   }
274
275   /// isPhysicalRegister - Return true if the specified register number is in
276   /// the physical register namespace.
277   static bool isPhysicalRegister(unsigned Reg) {
278     assert(!isStackSlot(Reg) && "Not a register! Check isStackSlot() first.");
279     return int(Reg) > 0;
280   }
281
282   /// isVirtualRegister - Return true if the specified register number is in
283   /// the virtual register namespace.
284   static bool isVirtualRegister(unsigned Reg) {
285     assert(!isStackSlot(Reg) && "Not a register! Check isStackSlot() first.");
286     return int(Reg) < 0;
287   }
288
289   /// virtReg2Index - Convert a virtual register number to a 0-based index.
290   /// The first virtual register in a function will get the index 0.
291   static unsigned virtReg2Index(unsigned Reg) {
292     assert(isVirtualRegister(Reg) && "Not a virtual register");
293     return Reg & ~(1u << 31);
294   }
295
296   /// index2VirtReg - Convert a 0-based index to a virtual register number.
297   /// This is the inverse operation of VirtReg2IndexFunctor below.
298   static unsigned index2VirtReg(unsigned Index) {
299     return Index | (1u << 31);
300   }
301
302   /// getMinimalPhysRegClass - Returns the Register Class of a physical
303   /// register of the given type, picking the most sub register class of
304   /// the right type that contains this physreg.
305   const TargetRegisterClass *
306     getMinimalPhysRegClass(unsigned Reg, EVT VT = MVT::Other) const;
307
308   /// getAllocatableClass - Return the maximal subclass of the given register
309   /// class that is alloctable, or NULL.
310   const TargetRegisterClass *
311     getAllocatableClass(const TargetRegisterClass *RC) const;
312
313   /// getAllocatableSet - Returns a bitset indexed by register number
314   /// indicating if a register is allocatable or not. If a register class is
315   /// specified, returns the subset for the class.
316   BitVector getAllocatableSet(const MachineFunction &MF,
317                               const TargetRegisterClass *RC = NULL) const;
318
319   /// getCostPerUse - Return the additional cost of using this register instead
320   /// of other registers in its class.
321   unsigned getCostPerUse(unsigned RegNo) const {
322     return InfoDesc[RegNo].CostPerUse;
323   }
324
325   /// isInAllocatableClass - Return true if the register is in the allocation
326   /// of any register class.
327   bool isInAllocatableClass(unsigned RegNo) const {
328     return InfoDesc[RegNo].inAllocatableClass;
329   }
330
331   /// getSubRegIndexName - Return the human-readable symbolic target-specific
332   /// name for the specified SubRegIndex.
333   const char *getSubRegIndexName(unsigned SubIdx) const {
334     assert(SubIdx && SubIdx < getNumSubRegIndices() &&
335            "This is not a subregister index");
336     return SubRegIndexNames[SubIdx-1];
337   }
338
339   /// getSubRegIndexLaneMask - Return a bitmask representing the parts of a
340   /// register that are covered by SubIdx.
341   ///
342   /// Lane masks for sub-register indices are similar to register units for
343   /// physical registers. The individual bits in a lane mask can't be assigned
344   /// any specific meaning. They can be used to check if two sub-register
345   /// indices overlap.
346   ///
347   /// If the target has a register such that:
348   ///
349   ///   getSubReg(Reg, A) overlaps getSubReg(Reg, B)
350   ///
351   /// then:
352   ///
353   ///   getSubRegIndexLaneMask(A) & getSubRegIndexLaneMask(B) != 0
354   ///
355   /// The converse is not necessarily true. If two lane masks have a common
356   /// bit, the corresponding sub-registers may not overlap, but it can be
357   /// assumed that they usually will.
358   unsigned getSubRegIndexLaneMask(unsigned SubIdx) const {
359     // SubIdx == 0 is allowed, it has the lane mask ~0u.
360     assert(SubIdx < getNumSubRegIndices() && "This is not a subregister index");
361     return SubRegIndexLaneMasks[SubIdx];
362   }
363
364   /// regsOverlap - Returns true if the two registers are equal or alias each
365   /// other. The registers may be virtual register.
366   bool regsOverlap(unsigned regA, unsigned regB) const {
367     if (regA == regB) return true;
368     if (isVirtualRegister(regA) || isVirtualRegister(regB))
369       return false;
370
371     // Regunits are numerically ordered. Find a common unit.
372     MCRegUnitIterator RUA(regA, this);
373     MCRegUnitIterator RUB(regB, this);
374     do {
375       if (*RUA == *RUB) return true;
376       if (*RUA < *RUB) ++RUA;
377       else             ++RUB;
378     } while (RUA.isValid() && RUB.isValid());
379     return false;
380   }
381
382   /// hasRegUnit - Returns true if Reg contains RegUnit.
383   bool hasRegUnit(unsigned Reg, unsigned RegUnit) const {
384     for (MCRegUnitIterator Units(Reg, this); Units.isValid(); ++Units)
385       if (*Units == RegUnit)
386         return true;
387     return false;
388   }
389
390   /// isSubRegister - Returns true if regB is a sub-register of regA.
391   ///
392   bool isSubRegister(unsigned regA, unsigned regB) const {
393     return isSuperRegister(regB, regA);
394   }
395
396   /// isSuperRegister - Returns true if regB is a super-register of regA.
397   ///
398   bool isSuperRegister(unsigned RegA, unsigned RegB) const {
399     for (MCSuperRegIterator I(RegA, this); I.isValid(); ++I)
400       if (*I == RegB)
401         return true;
402     return false;
403   }
404
405   /// getCalleeSavedRegs - Return a null-terminated list of all of the
406   /// callee saved registers on this target. The register should be in the
407   /// order of desired callee-save stack frame offset. The first register is
408   /// closest to the incoming stack pointer if stack grows down, and vice versa.
409   ///
410   virtual const uint16_t* getCalleeSavedRegs(const MachineFunction *MF = 0)
411                                                                       const = 0;
412
413   /// getCallPreservedMask - Return a mask of call-preserved registers for the
414   /// given calling convention on the current sub-target.  The mask should
415   /// include all call-preserved aliases.  This is used by the register
416   /// allocator to determine which registers can be live across a call.
417   ///
418   /// The mask is an array containing (TRI::getNumRegs()+31)/32 entries.
419   /// A set bit indicates that all bits of the corresponding register are
420   /// preserved across the function call.  The bit mask is expected to be
421   /// sub-register complete, i.e. if A is preserved, so are all its
422   /// sub-registers.
423   ///
424   /// Bits are numbered from the LSB, so the bit for physical register Reg can
425   /// be found as (Mask[Reg / 32] >> Reg % 32) & 1.
426   ///
427   /// A NULL pointer means that no register mask will be used, and call
428   /// instructions should use implicit-def operands to indicate call clobbered
429   /// registers.
430   ///
431   virtual const uint32_t *getCallPreservedMask(CallingConv::ID) const {
432     // The default mask clobbers everything.  All targets should override.
433     return 0;
434   }
435
436   /// getReservedRegs - Returns a bitset indexed by physical register number
437   /// indicating if a register is a special register that has particular uses
438   /// and should be considered unavailable at all times, e.g. SP, RA. This is
439   /// used by register scavenger to determine what registers are free.
440   virtual BitVector getReservedRegs(const MachineFunction &MF) const = 0;
441
442   /// getMatchingSuperReg - Return a super-register of the specified register
443   /// Reg so its sub-register of index SubIdx is Reg.
444   unsigned getMatchingSuperReg(unsigned Reg, unsigned SubIdx,
445                                const TargetRegisterClass *RC) const {
446     return MCRegisterInfo::getMatchingSuperReg(Reg, SubIdx, RC->MC);
447   }
448
449   /// canCombineSubRegIndices - Given a register class and a list of
450   /// subregister indices, return true if it's possible to combine the
451   /// subregister indices into one that corresponds to a larger
452   /// subregister. Return the new subregister index by reference. Note the
453   /// new index may be zero if the given subregisters can be combined to
454   /// form the whole register.
455   virtual bool canCombineSubRegIndices(const TargetRegisterClass *RC,
456                                        SmallVectorImpl<unsigned> &SubIndices,
457                                        unsigned &NewSubIdx) const {
458     return 0;
459   }
460
461   /// getMatchingSuperRegClass - Return a subclass of the specified register
462   /// class A so that each register in it has a sub-register of the
463   /// specified sub-register index which is in the specified register class B.
464   ///
465   /// TableGen will synthesize missing A sub-classes.
466   virtual const TargetRegisterClass *
467   getMatchingSuperRegClass(const TargetRegisterClass *A,
468                            const TargetRegisterClass *B, unsigned Idx) const;
469
470   /// getSubClassWithSubReg - Returns the largest legal sub-class of RC that
471   /// supports the sub-register index Idx.
472   /// If no such sub-class exists, return NULL.
473   /// If all registers in RC already have an Idx sub-register, return RC.
474   ///
475   /// TableGen generates a version of this function that is good enough in most
476   /// cases.  Targets can override if they have constraints that TableGen
477   /// doesn't understand.  For example, the x86 sub_8bit sub-register index is
478   /// supported by the full GR32 register class in 64-bit mode, but only by the
479   /// GR32_ABCD regiister class in 32-bit mode.
480   ///
481   /// TableGen will synthesize missing RC sub-classes.
482   virtual const TargetRegisterClass *
483   getSubClassWithSubReg(const TargetRegisterClass *RC, unsigned Idx) const {
484     assert(Idx == 0 && "Target has no sub-registers");
485     return RC;
486   }
487
488   /// composeSubRegIndices - Return the subregister index you get from composing
489   /// two subregister indices.
490   ///
491   /// If R:a:b is the same register as R:c, then composeSubRegIndices(a, b)
492   /// returns c. Note that composeSubRegIndices does not tell you about illegal
493   /// compositions. If R does not have a subreg a, or R:a does not have a subreg
494   /// b, composeSubRegIndices doesn't tell you.
495   ///
496   /// The ARM register Q0 has two D subregs dsub_0:D0 and dsub_1:D1. It also has
497   /// ssub_0:S0 - ssub_3:S3 subregs.
498   /// If you compose subreg indices dsub_1, ssub_0 you get ssub_2.
499   ///
500   virtual unsigned composeSubRegIndices(unsigned a, unsigned b) const {
501     // This default implementation is correct for most targets.
502     return b;
503   }
504
505   /// getCommonSuperRegClass - Find a common super-register class if it exists.
506   ///
507   /// Find a register class, SuperRC and two sub-register indices, PreA and
508   /// PreB, such that:
509   ///
510   ///   1. PreA + SubA == PreB + SubB  (using composeSubRegIndices()), and
511   ///
512   ///   2. For all Reg in SuperRC: Reg:PreA in RCA and Reg:PreB in RCB, and
513   ///
514   ///   3. SuperRC->getSize() >= max(RCA->getSize(), RCB->getSize()).
515   ///
516   /// SuperRC will be chosen such that no super-class of SuperRC satisfies the
517   /// requirements, and there is no register class with a smaller spill size
518   /// that satisfies the requirements.
519   ///
520   /// SubA and SubB must not be 0. Use getMatchingSuperRegClass() instead.
521   ///
522   /// Either of the PreA and PreB sub-register indices may be returned as 0. In
523   /// that case, the returned register class will be a sub-class of the
524   /// corresponding argument register class.
525   ///
526   /// The function returns NULL if no register class can be found.
527   ///
528   const TargetRegisterClass*
529   getCommonSuperRegClass(const TargetRegisterClass *RCA, unsigned SubA,
530                          const TargetRegisterClass *RCB, unsigned SubB,
531                          unsigned &PreA, unsigned &PreB) const;
532
533   //===--------------------------------------------------------------------===//
534   // Register Class Information
535   //
536
537   /// Register class iterators
538   ///
539   regclass_iterator regclass_begin() const { return RegClassBegin; }
540   regclass_iterator regclass_end() const { return RegClassEnd; }
541
542   unsigned getNumRegClasses() const {
543     return (unsigned)(regclass_end()-regclass_begin());
544   }
545
546   /// getRegClass - Returns the register class associated with the enumeration
547   /// value.  See class MCOperandInfo.
548   const TargetRegisterClass *getRegClass(unsigned i) const {
549     assert(i < getNumRegClasses() && "Register Class ID out of range");
550     return RegClassBegin[i];
551   }
552
553   /// getCommonSubClass - find the largest common subclass of A and B. Return
554   /// NULL if there is no common subclass.
555   const TargetRegisterClass *
556   getCommonSubClass(const TargetRegisterClass *A,
557                     const TargetRegisterClass *B) const;
558
559   /// getPointerRegClass - Returns a TargetRegisterClass used for pointer
560   /// values.  If a target supports multiple different pointer register classes,
561   /// kind specifies which one is indicated.
562   virtual const TargetRegisterClass *
563   getPointerRegClass(const MachineFunction &MF, unsigned Kind=0) const {
564     llvm_unreachable("Target didn't implement getPointerRegClass!");
565   }
566
567   /// getCrossCopyRegClass - Returns a legal register class to copy a register
568   /// in the specified class to or from. If it is possible to copy the register
569   /// directly without using a cross register class copy, return the specified
570   /// RC. Returns NULL if it is not possible to copy between a two registers of
571   /// the specified class.
572   virtual const TargetRegisterClass *
573   getCrossCopyRegClass(const TargetRegisterClass *RC) const {
574     return RC;
575   }
576
577   /// getLargestLegalSuperClass - Returns the largest super class of RC that is
578   /// legal to use in the current sub-target and has the same spill size.
579   /// The returned register class can be used to create virtual registers which
580   /// means that all its registers can be copied and spilled.
581   virtual const TargetRegisterClass*
582   getLargestLegalSuperClass(const TargetRegisterClass *RC) const {
583     /// The default implementation is very conservative and doesn't allow the
584     /// register allocator to inflate register classes.
585     return RC;
586   }
587
588   /// getRegPressureLimit - Return the register pressure "high water mark" for
589   /// the specific register class. The scheduler is in high register pressure
590   /// mode (for the specific register class) if it goes over the limit.
591   ///
592   /// Note: this is the old register pressure model that relies on a manually
593   /// specified representative register class per value type.
594   virtual unsigned getRegPressureLimit(const TargetRegisterClass *RC,
595                                        MachineFunction &MF) const {
596     return 0;
597   }
598
599 // Get the weight in units of pressure for this register class.
600   virtual const RegClassWeight &getRegClassWeight(
601     const TargetRegisterClass *RC) const = 0;
602
603   /// Get the number of dimensions of register pressure.
604   virtual unsigned getNumRegPressureSets() const = 0;
605
606   /// Get the name of this register unit pressure set.
607   virtual const char *getRegPressureSetName(unsigned Idx) const = 0;
608
609   /// Get the register unit pressure limit for this dimension.
610   /// This limit must be adjusted dynamically for reserved registers.
611   virtual unsigned getRegPressureSetLimit(unsigned Idx) const = 0;
612
613   /// Get the dimensions of register pressure impacted by this register class.
614   /// Returns a -1 terminated array of pressure set IDs.
615   virtual const int *getRegClassPressureSets(
616     const TargetRegisterClass *RC) const = 0;
617
618   /// getRawAllocationOrder - Returns the register allocation order for a
619   /// specified register class with a target-dependent hint. The returned list
620   /// may contain reserved registers that cannot be allocated.
621   ///
622   /// Register allocators need only call this function to resolve
623   /// target-dependent hints, but it should work without hinting as well.
624   virtual ArrayRef<uint16_t>
625   getRawAllocationOrder(const TargetRegisterClass *RC,
626                         unsigned HintType, unsigned HintReg,
627                         const MachineFunction &MF) const {
628     return RC->getRawAllocationOrder(MF);
629   }
630
631   /// ResolveRegAllocHint - Resolves the specified register allocation hint
632   /// to a physical register. Returns the physical register if it is successful.
633   virtual unsigned ResolveRegAllocHint(unsigned Type, unsigned Reg,
634                                        const MachineFunction &MF) const {
635     if (Type == 0 && Reg && isPhysicalRegister(Reg))
636       return Reg;
637     return 0;
638   }
639
640   /// avoidWriteAfterWrite - Return true if the register allocator should avoid
641   /// writing a register from RC in two consecutive instructions.
642   /// This can avoid pipeline stalls on certain architectures.
643   /// It does cause increased register pressure, though.
644   virtual bool avoidWriteAfterWrite(const TargetRegisterClass *RC) const {
645     return false;
646   }
647
648   /// UpdateRegAllocHint - A callback to allow target a chance to update
649   /// register allocation hints when a register is "changed" (e.g. coalesced)
650   /// to another register. e.g. On ARM, some virtual registers should target
651   /// register pairs, if one of pair is coalesced to another register, the
652   /// allocation hint of the other half of the pair should be changed to point
653   /// to the new register.
654   virtual void UpdateRegAllocHint(unsigned Reg, unsigned NewReg,
655                                   MachineFunction &MF) const {
656     // Do nothing.
657   }
658
659   /// requiresRegisterScavenging - returns true if the target requires (and can
660   /// make use of) the register scavenger.
661   virtual bool requiresRegisterScavenging(const MachineFunction &MF) const {
662     return false;
663   }
664
665   /// useFPForScavengingIndex - returns true if the target wants to use
666   /// frame pointer based accesses to spill to the scavenger emergency spill
667   /// slot.
668   virtual bool useFPForScavengingIndex(const MachineFunction &MF) const {
669     return true;
670   }
671
672   /// requiresFrameIndexScavenging - returns true if the target requires post
673   /// PEI scavenging of registers for materializing frame index constants.
674   virtual bool requiresFrameIndexScavenging(const MachineFunction &MF) const {
675     return false;
676   }
677
678   /// requiresVirtualBaseRegisters - Returns true if the target wants the
679   /// LocalStackAllocation pass to be run and virtual base registers
680   /// used for more efficient stack access.
681   virtual bool requiresVirtualBaseRegisters(const MachineFunction &MF) const {
682     return false;
683   }
684
685   /// hasReservedSpillSlot - Return true if target has reserved a spill slot in
686   /// the stack frame of the given function for the specified register. e.g. On
687   /// x86, if the frame register is required, the first fixed stack object is
688   /// reserved as its spill slot. This tells PEI not to create a new stack frame
689   /// object for the given register. It should be called only after
690   /// processFunctionBeforeCalleeSavedScan().
691   virtual bool hasReservedSpillSlot(const MachineFunction &MF, unsigned Reg,
692                                     int &FrameIdx) const {
693     return false;
694   }
695
696   /// trackLivenessAfterRegAlloc - returns true if the live-ins should be tracked
697   /// after register allocation.
698   virtual bool trackLivenessAfterRegAlloc(const MachineFunction &MF) const {
699     return false;
700   }
701
702   /// needsStackRealignment - true if storage within the function requires the
703   /// stack pointer to be aligned more than the normal calling convention calls
704   /// for.
705   virtual bool needsStackRealignment(const MachineFunction &MF) const {
706     return false;
707   }
708
709   /// getFrameIndexInstrOffset - Get the offset from the referenced frame
710   /// index in the instruction, if there is one.
711   virtual int64_t getFrameIndexInstrOffset(const MachineInstr *MI,
712                                            int Idx) const {
713     return 0;
714   }
715
716   /// needsFrameBaseReg - Returns true if the instruction's frame index
717   /// reference would be better served by a base register other than FP
718   /// or SP. Used by LocalStackFrameAllocation to determine which frame index
719   /// references it should create new base registers for.
720   virtual bool needsFrameBaseReg(MachineInstr *MI, int64_t Offset) const {
721     return false;
722   }
723
724   /// materializeFrameBaseRegister - Insert defining instruction(s) for
725   /// BaseReg to be a pointer to FrameIdx before insertion point I.
726   virtual void materializeFrameBaseRegister(MachineBasicBlock *MBB,
727                                             unsigned BaseReg, int FrameIdx,
728                                             int64_t Offset) const {
729     llvm_unreachable("materializeFrameBaseRegister does not exist on this "
730                      "target");
731   }
732
733   /// resolveFrameIndex - Resolve a frame index operand of an instruction
734   /// to reference the indicated base register plus offset instead.
735   virtual void resolveFrameIndex(MachineBasicBlock::iterator I,
736                                  unsigned BaseReg, int64_t Offset) const {
737     llvm_unreachable("resolveFrameIndex does not exist on this target");
738   }
739
740   /// isFrameOffsetLegal - Determine whether a given offset immediate is
741   /// encodable to resolve a frame index.
742   virtual bool isFrameOffsetLegal(const MachineInstr *MI,
743                                   int64_t Offset) const {
744     llvm_unreachable("isFrameOffsetLegal does not exist on this target");
745   }
746
747   /// eliminateCallFramePseudoInstr - This method is called during prolog/epilog
748   /// code insertion to eliminate call frame setup and destroy pseudo
749   /// instructions (but only if the Target is using them).  It is responsible
750   /// for eliminating these instructions, replacing them with concrete
751   /// instructions.  This method need only be implemented if using call frame
752   /// setup/destroy pseudo instructions.
753   ///
754   virtual void
755   eliminateCallFramePseudoInstr(MachineFunction &MF,
756                                 MachineBasicBlock &MBB,
757                                 MachineBasicBlock::iterator MI) const {
758     llvm_unreachable("Call Frame Pseudo Instructions do not exist on this "
759                      "target!");
760   }
761
762
763   /// saveScavengerRegister - Spill the register so it can be used by the
764   /// register scavenger. Return true if the register was spilled, false
765   /// otherwise. If this function does not spill the register, the scavenger
766   /// will instead spill it to the emergency spill slot.
767   ///
768   virtual bool saveScavengerRegister(MachineBasicBlock &MBB,
769                                      MachineBasicBlock::iterator I,
770                                      MachineBasicBlock::iterator &UseMI,
771                                      const TargetRegisterClass *RC,
772                                      unsigned Reg) const {
773     return false;
774   }
775
776   /// eliminateFrameIndex - This method must be overriden to eliminate abstract
777   /// frame indices from instructions which may use them.  The instruction
778   /// referenced by the iterator contains an MO_FrameIndex operand which must be
779   /// eliminated by this method.  This method may modify or replace the
780   /// specified instruction, as long as it keeps the iterator pointing at the
781   /// finished product. SPAdj is the SP adjustment due to call frame setup
782   /// instruction.
783   virtual void eliminateFrameIndex(MachineBasicBlock::iterator MI,
784                                    int SPAdj, RegScavenger *RS=NULL) const = 0;
785
786   //===--------------------------------------------------------------------===//
787   /// Debug information queries.
788
789   /// getFrameRegister - This method should return the register used as a base
790   /// for values allocated in the current stack frame.
791   virtual unsigned getFrameRegister(const MachineFunction &MF) const = 0;
792
793   /// getCompactUnwindRegNum - This function maps the register to the number for
794   /// compact unwind encoding. Return -1 if the register isn't valid.
795   virtual int getCompactUnwindRegNum(unsigned, bool) const {
796     return -1;
797   }
798 };
799
800
801 //===----------------------------------------------------------------------===//
802 //                           SuperRegClassIterator
803 //===----------------------------------------------------------------------===//
804 //
805 // Iterate over the possible super-registers for a given register class. The
806 // iterator will visit a list of pairs (Idx, Mask) corresponding to the
807 // possible classes of super-registers.
808 //
809 // Each bit mask will have at least one set bit, and each set bit in Mask
810 // corresponds to a SuperRC such that:
811 //
812 //   For all Reg in SuperRC: Reg:Idx is in RC.
813 //
814 // The iterator can include (O, RC->getSubClassMask()) as the first entry which
815 // also satisfies the above requirement, assuming Reg:0 == Reg.
816 //
817 class SuperRegClassIterator {
818   const unsigned RCMaskWords;
819   unsigned SubReg;
820   const uint16_t *Idx;
821   const uint32_t *Mask;
822
823 public:
824   /// Create a SuperRegClassIterator that visits all the super-register classes
825   /// of RC. When IncludeSelf is set, also include the (0, sub-classes) entry.
826   SuperRegClassIterator(const TargetRegisterClass *RC,
827                         const TargetRegisterInfo *TRI,
828                         bool IncludeSelf = false)
829     : RCMaskWords((TRI->getNumRegClasses() + 31) / 32),
830       SubReg(0),
831       Idx(RC->getSuperRegIndices()),
832       Mask(RC->getSubClassMask()) {
833     if (!IncludeSelf)
834       ++*this;
835   }
836
837   /// Returns true if this iterator is still pointing at a valid entry.
838   bool isValid() const { return Idx; }
839
840   /// Returns the current sub-register index.
841   unsigned getSubReg() const { return SubReg; }
842
843   /// Returns the bit mask if register classes that getSubReg() projects into
844   /// RC.
845   const uint32_t *getMask() const { return Mask; }
846
847   /// Advance iterator to the next entry.
848   void operator++() {
849     assert(isValid() && "Cannot move iterator past end.");
850     Mask += RCMaskWords;
851     SubReg = *Idx++;
852     if (!SubReg)
853       Idx = 0;
854   }
855 };
856
857 // This is useful when building IndexedMaps keyed on virtual registers
858 struct VirtReg2IndexFunctor : public std::unary_function<unsigned, unsigned> {
859   unsigned operator()(unsigned Reg) const {
860     return TargetRegisterInfo::virtReg2Index(Reg);
861   }
862 };
863
864 /// PrintReg - Helper class for printing registers on a raw_ostream.
865 /// Prints virtual and physical registers with or without a TRI instance.
866 ///
867 /// The format is:
868 ///   %noreg          - NoRegister
869 ///   %vreg5          - a virtual register.
870 ///   %vreg5:sub_8bit - a virtual register with sub-register index (with TRI).
871 ///   %EAX            - a physical register
872 ///   %physreg17      - a physical register when no TRI instance given.
873 ///
874 /// Usage: OS << PrintReg(Reg, TRI) << '\n';
875 ///
876 class PrintReg {
877   const TargetRegisterInfo *TRI;
878   unsigned Reg;
879   unsigned SubIdx;
880 public:
881   PrintReg(unsigned reg, const TargetRegisterInfo *tri = 0, unsigned subidx = 0)
882     : TRI(tri), Reg(reg), SubIdx(subidx) {}
883   void print(raw_ostream&) const;
884 };
885
886 static inline raw_ostream &operator<<(raw_ostream &OS, const PrintReg &PR) {
887   PR.print(OS);
888   return OS;
889 }
890
891 /// PrintRegUnit - Helper class for printing register units on a raw_ostream.
892 ///
893 /// Register units are named after their root registers:
894 ///
895 ///   AL      - Single root.
896 ///   FP0~ST7 - Dual roots.
897 ///
898 /// Usage: OS << PrintRegUnit(Unit, TRI) << '\n';
899 ///
900 class PrintRegUnit {
901   const TargetRegisterInfo *TRI;
902   unsigned Unit;
903 public:
904   PrintRegUnit(unsigned unit, const TargetRegisterInfo *tri)
905     : TRI(tri), Unit(unit) {}
906   void print(raw_ostream&) const;
907 };
908
909 static inline raw_ostream &operator<<(raw_ostream &OS, const PrintRegUnit &PR) {
910   PR.print(OS);
911   return OS;
912 }
913
914 } // End llvm namespace
915
916 #endif