lib/CodeGen/RegAllocPBQP.cpp

   1 //===------ RegAllocPBQP.cpp ---- PBQP Register Allocator -------*- 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 contains a Partitioned Boolean Quadratic Programming (PBQP) based
  11 // register allocator for LLVM. This allocator works by constructing a PBQP
  12 // problem representing the register allocation problem under consideration,
  13 // solving this using a PBQP solver, and mapping the solution back to a
  14 // register assignment. If any variables are selected for spilling then spill
  15 // code is inserted and the process repeated.
  16 //
  17 // The PBQP solver (pbqp.c) provided for this allocator uses a heuristic tuned
  18 // for register allocation. For more information on PBQP for register
  19 // allocation, see the following papers:
  20 //
  21 //   (1) Hames, L. and Scholz, B. 2006. Nearly optimal register allocation with
  22 //   PBQP. In Proceedings of the 7th Joint Modular Languages Conference
  23 //   (JMLC'06). LNCS, vol. 4228. Springer, New York, NY, USA. 346-361.
  24 //
  25 //   (2) Scholz, B., Eckstein, E. 2002. Register allocation for irregular
  26 //   architectures. In Proceedings of the Joint Conference on Languages,
  27 //   Compilers and Tools for Embedded Systems (LCTES'02), ACM Press, New York,
  28 //   NY, USA, 139-148.
  29 //
  30 //===----------------------------------------------------------------------===//
  31
  32 #define DEBUG_TYPE "regalloc"
  33
  34 #include "Spiller.h"
  35 #include "VirtRegMap.h"
  36 #include "RegisterCoalescer.h"
  37 #include "llvm/Module.h"
  38 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
  39 #include "llvm/CodeGen/CalcSpillWeights.h"
  40 #include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
  41 #include "llvm/CodeGen/LiveRangeEdit.h"
  42 #include "llvm/CodeGen/LiveStackAnalysis.h"
  43 #include "llvm/CodeGen/RegAllocPBQP.h"
  44 #include "llvm/CodeGen/MachineDominators.h"
  45 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
  46 #include "llvm/CodeGen/MachineLoopInfo.h"
  47 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  48 #include "llvm/CodeGen/PBQP/HeuristicSolver.h"
  49 #include "llvm/CodeGen/PBQP/Graph.h"
  50 #include "llvm/CodeGen/PBQP/Heuristics/Briggs.h"
  51 #include "llvm/CodeGen/RegAllocRegistry.h"
  52 #include "llvm/Support/Debug.h"
  53 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  54 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  55 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  56 #include <limits>
  57 #include <memory>
  58 #include <set>
  59 #include <sstream>
  60 #include <vector>
  61
  62 using namespace llvm;
  63
  64 static RegisterRegAlloc
  65 registerPBQPRepAlloc("pbqp", "PBQP register allocator",
  66                        createDefaultPBQPRegisterAllocator);
  67
  68 static cl::opt<bool>
  69 pbqpCoalescing("pbqp-coalescing",
  70                 cl::desc("Attempt coalescing during PBQP register allocation."),
  71                 cl::init(false), cl::Hidden);
  72
  73 #ifndef NDEBUG
  74 static cl::opt<bool>
  75 pbqpDumpGraphs("pbqp-dump-graphs",
  76                cl::desc("Dump graphs for each function/round in the compilation unit."),
  77                cl::init(false), cl::Hidden);
  78 #endif
  79
  80 namespace {
  81
  82 ///
  83 /// PBQP based allocators solve the register allocation problem by mapping
  84 /// register allocation problems to Partitioned Boolean Quadratic
  85 /// Programming problems.
  86 class RegAllocPBQP : public MachineFunctionPass {
  87 public:
  88
  89   static char ID;
  90
  91   /// Construct a PBQP register allocator.
  92   RegAllocPBQP(std::auto_ptr<PBQPBuilder> b, char *cPassID=0)
  93       : MachineFunctionPass(ID), builder(b), customPassID(cPassID) {
  94     initializeSlotIndexesPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
  95     initializeLiveIntervalsPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
  96     initializeCalculateSpillWeightsPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
  97     initializeLiveStacksPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
  98     initializeMachineLoopInfoPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
  99     initializeVirtRegMapPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 100   }
 101
 102   /// Return the pass name.
 103   virtual const char* getPassName() const {
 104     return "PBQP Register Allocator";
 105   }
 106
 107   /// PBQP analysis usage.
 108   virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &au) const;
 109
 110   /// Perform register allocation
 111   virtual bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF);
 112
 113 private:
 114
 115   typedef std::map<const LiveInterval*, unsigned> LI2NodeMap;
 116   typedef std::vector<const LiveInterval*> Node2LIMap;
 117   typedef std::vector<unsigned> AllowedSet;
 118   typedef std::vector<AllowedSet> AllowedSetMap;
 119   typedef std::pair<unsigned, unsigned> RegPair;
 120   typedef std::map<RegPair, PBQP::PBQPNum> CoalesceMap;
 121   typedef std::vector<PBQP::Graph::NodeItr> NodeVector;
 122   typedef std::set<unsigned> RegSet;
 123
 124
 125   std::auto_ptr<PBQPBuilder> builder;
 126
 127   char *customPassID;
 128
 129   MachineFunction *mf;
 130   const TargetMachine *tm;
 131   const TargetRegisterInfo *tri;
 132   const TargetInstrInfo *tii;
 133   const MachineLoopInfo *loopInfo;
 134   MachineRegisterInfo *mri;
 135
 136   std::auto_ptr<Spiller> spiller;
 137   LiveIntervals *lis;
 138   LiveStacks *lss;
 139   VirtRegMap *vrm;
 140
 141   RegSet vregsToAlloc, emptyIntervalVRegs;
 142
 143   /// \brief Finds the initial set of vreg intervals to allocate.
 144   void findVRegIntervalsToAlloc();
 145
 146   /// \brief Given a solved PBQP problem maps this solution back to a register
 147   /// assignment.
 148   bool mapPBQPToRegAlloc(const PBQPRAProblem &problem,
 149                          const PBQP::Solution &solution);
 150
 151   /// \brief Postprocessing before final spilling. Sets basic block "live in"
 152   /// variables.
 153   void finalizeAlloc() const;
 154
 155 };
 156
 157 char RegAllocPBQP::ID = 0;
 158
 159 } // End anonymous namespace.
 160
 161 unsigned PBQPRAProblem::getVRegForNode(PBQP::Graph::ConstNodeItr node) const {
 162   Node2VReg::const_iterator vregItr = node2VReg.find(node);
 163   assert(vregItr != node2VReg.end() && "No vreg for node.");
 164   return vregItr->second;
 165 }
 166
 167 PBQP::Graph::NodeItr PBQPRAProblem::getNodeForVReg(unsigned vreg) const {
 168   VReg2Node::const_iterator nodeItr = vreg2Node.find(vreg);
 169   assert(nodeItr != vreg2Node.end() && "No node for vreg.");
 170   return nodeItr->second;
 171
 172 }
 173
 174 const PBQPRAProblem::AllowedSet&
 175   PBQPRAProblem::getAllowedSet(unsigned vreg) const {
 176   AllowedSetMap::const_iterator allowedSetItr = allowedSets.find(vreg);
 177   assert(allowedSetItr != allowedSets.end() && "No pregs for vreg.");
 178   const AllowedSet &allowedSet = allowedSetItr->second;
 179   return allowedSet;
 180 }
 181
 182 unsigned PBQPRAProblem::getPRegForOption(unsigned vreg, unsigned option) const {
 183   assert(isPRegOption(vreg, option) && "Not a preg option.");
 184
 185   const AllowedSet& allowedSet = getAllowedSet(vreg);
 186   assert(option <= allowedSet.size() && "Option outside allowed set.");
 187   return allowedSet[option - 1];
 188 }
 189
 190 std::auto_ptr<PBQPRAProblem> PBQPBuilder::build(MachineFunction *mf,
 191                                                 const LiveIntervals *lis,
 192                                                 const MachineLoopInfo *loopInfo,
 193                                                 const RegSet &vregs) {
 194
 195   LiveIntervals *LIS = const_cast<LiveIntervals*>(lis);
 196   MachineRegisterInfo *mri = &mf->getRegInfo();
 197   const TargetRegisterInfo *tri = mf->getTarget().getRegisterInfo();
 198
 199   std::auto_ptr<PBQPRAProblem> p(new PBQPRAProblem());
 200   PBQP::Graph &g = p->getGraph();
 201   RegSet pregs;
 202
 203   // Collect the set of preg intervals, record that they're used in the MF.
 204   for (unsigned Reg = 1, e = tri->getNumRegs(); Reg != e; ++Reg) {
 205     if (mri->def_empty(Reg))
 206       continue;
 207     pregs.insert(Reg);
 208     mri->setPhysRegUsed(Reg);
 209   }
 210
 211   BitVector reservedRegs = tri->getReservedRegs(*mf);
 212
 213   // Iterate over vregs.
 214   for (RegSet::const_iterator vregItr = vregs.begin(), vregEnd = vregs.end();
 215        vregItr != vregEnd; ++vregItr) {
 216     unsigned vreg = *vregItr;
 217     const TargetRegisterClass *trc = mri->getRegClass(vreg);
 218     LiveInterval *vregLI = &LIS->getInterval(vreg);
 219
 220     // Record any overlaps with regmask operands.
 221     BitVector regMaskOverlaps;
 222     LIS->checkRegMaskInterference(*vregLI, regMaskOverlaps);
 223
 224     // Compute an initial allowed set for the current vreg.
 225     typedef std::vector<unsigned> VRAllowed;
 226     VRAllowed vrAllowed;
 227     ArrayRef<uint16_t> rawOrder = trc->getRawAllocationOrder(*mf);
 228     for (unsigned i = 0; i != rawOrder.size(); ++i) {
 229       unsigned preg = rawOrder[i];
 230       if (reservedRegs.test(preg))
 231         continue;
 232
 233       // vregLI crosses a regmask operand that clobbers preg.
 234       if (!regMaskOverlaps.empty() && !regMaskOverlaps.test(preg))
 235         continue;
 236
 237       // vregLI overlaps fixed regunit interference.
 238       bool Interference = false;
 239       for (MCRegUnitIterator Units(preg, tri); Units.isValid(); ++Units) {
 240         if (vregLI->overlaps(LIS->getRegUnit(*Units))) {
 241           Interference = true;
 242           break;
 243         }
 244       }
 245       if (Interference)
 246         continue;
 247
 248       // preg is usable for this virtual register.
 249       vrAllowed.push_back(preg);
 250     }
 251
 252     // Construct the node.
 253     PBQP::Graph::NodeItr node =
 254       g.addNode(PBQP::Vector(vrAllowed.size() + 1, 0));
 255
 256     // Record the mapping and allowed set in the problem.
 257     p->recordVReg(vreg, node, vrAllowed.begin(), vrAllowed.end());
 258
 259     PBQP::PBQPNum spillCost = (vregLI->weight != 0.0) ?
 260         vregLI->weight : std::numeric_limits<PBQP::PBQPNum>::min();
 261
 262     addSpillCosts(g.getNodeCosts(node), spillCost);
 263   }
 264
 265   for (RegSet::const_iterator vr1Itr = vregs.begin(), vrEnd = vregs.end();
 266          vr1Itr != vrEnd; ++vr1Itr) {
 267     unsigned vr1 = *vr1Itr;
 268     const LiveInterval &l1 = lis->getInterval(vr1);
 269     const PBQPRAProblem::AllowedSet &vr1Allowed = p->getAllowedSet(vr1);
 270
 271     for (RegSet::const_iterator vr2Itr = llvm::next(vr1Itr);
 272          vr2Itr != vrEnd; ++vr2Itr) {
 273       unsigned vr2 = *vr2Itr;
 274       const LiveInterval &l2 = lis->getInterval(vr2);
 275       const PBQPRAProblem::AllowedSet &vr2Allowed = p->getAllowedSet(vr2);
 276
 277       assert(!l2.empty() && "Empty interval in vreg set?");
 278       if (l1.overlaps(l2)) {
 279         PBQP::Graph::EdgeItr edge =
 280           g.addEdge(p->getNodeForVReg(vr1), p->getNodeForVReg(vr2),
 281                     PBQP::Matrix(vr1Allowed.size()+1, vr2Allowed.size()+1, 0));
 282
 283         addInterferenceCosts(g.getEdgeCosts(edge), vr1Allowed, vr2Allowed, tri);
 284       }
 285     }
 286   }
 287
 288   return p;
 289 }
 290
 291 void PBQPBuilder::addSpillCosts(PBQP::Vector &costVec,
 292                                 PBQP::PBQPNum spillCost) {
 293   costVec[0] = spillCost;
 294 }
 295
 296 void PBQPBuilder::addInterferenceCosts(
 297                                     PBQP::Matrix &costMat,
 298                                     const PBQPRAProblem::AllowedSet &vr1Allowed,
 299                                     const PBQPRAProblem::AllowedSet &vr2Allowed,
 300                                     const TargetRegisterInfo *tri) {
 301   assert(costMat.getRows() == vr1Allowed.size() + 1 && "Matrix height mismatch.");
 302   assert(costMat.getCols() == vr2Allowed.size() + 1 && "Matrix width mismatch.");
 303
 304   for (unsigned i = 0; i != vr1Allowed.size(); ++i) {
 305     unsigned preg1 = vr1Allowed[i];
 306
 307     for (unsigned j = 0; j != vr2Allowed.size(); ++j) {
 308       unsigned preg2 = vr2Allowed[j];
 309
 310       if (tri->regsOverlap(preg1, preg2)) {
 311         costMat[i + 1][j + 1] = std::numeric_limits<PBQP::PBQPNum>::infinity();
 312       }
 313     }
 314   }
 315 }
 316
 317 std::auto_ptr<PBQPRAProblem> PBQPBuilderWithCoalescing::build(
 318                                                 MachineFunction *mf,
 319                                                 const LiveIntervals *lis,
 320                                                 const MachineLoopInfo *loopInfo,
 321                                                 const RegSet &vregs) {
 322
 323   std::auto_ptr<PBQPRAProblem> p = PBQPBuilder::build(mf, lis, loopInfo, vregs);
 324   PBQP::Graph &g = p->getGraph();
 325
 326   const TargetMachine &tm = mf->getTarget();
 327   CoalescerPair cp(*tm.getRegisterInfo());
 328
 329   // Scan the machine function and add a coalescing cost whenever CoalescerPair
 330   // gives the Ok.
 331   for (MachineFunction::const_iterator mbbItr = mf->begin(),
 332                                        mbbEnd = mf->end();
 333        mbbItr != mbbEnd; ++mbbItr) {
 334     const MachineBasicBlock *mbb = &*mbbItr;
 335
 336     for (MachineBasicBlock::const_iterator miItr = mbb->begin(),
 337                                            miEnd = mbb->end();
 338          miItr != miEnd; ++miItr) {
 339       const MachineInstr *mi = &*miItr;
 340
 341       if (!cp.setRegisters(mi)) {
 342         continue; // Not coalescable.
 343       }
 344
 345       if (cp.getSrcReg() == cp.getDstReg()) {
 346         continue; // Already coalesced.
 347       }
 348
 349       unsigned dst = cp.getDstReg(),
 350                src = cp.getSrcReg();
 351
 352       const float copyFactor = 0.5; // Cost of copy relative to load. Current
 353       // value plucked randomly out of the air.
 354
 355       PBQP::PBQPNum cBenefit =
 356         copyFactor * LiveIntervals::getSpillWeight(false, true,
 357                                                    loopInfo->getLoopDepth(mbb));
 358
 359       if (cp.isPhys()) {
 360         if (!lis->isAllocatable(dst)) {
 361           continue;
 362         }
 363
 364         const PBQPRAProblem::AllowedSet &allowed = p->getAllowedSet(src);
 365         unsigned pregOpt = 0;
 366         while (pregOpt < allowed.size() && allowed[pregOpt] != dst) {
 367           ++pregOpt;
 368         }
 369         if (pregOpt < allowed.size()) {
 370           ++pregOpt; // +1 to account for spill option.
 371           PBQP::Graph::NodeItr node = p->getNodeForVReg(src);
 372           addPhysRegCoalesce(g.getNodeCosts(node), pregOpt, cBenefit);
 373         }
 374       } else {
 375         const PBQPRAProblem::AllowedSet *allowed1 = &p->getAllowedSet(dst);
 376         const PBQPRAProblem::AllowedSet *allowed2 = &p->getAllowedSet(src);
 377         PBQP::Graph::NodeItr node1 = p->getNodeForVReg(dst);
 378         PBQP::Graph::NodeItr node2 = p->getNodeForVReg(src);
 379         PBQP::Graph::EdgeItr edge = g.findEdge(node1, node2);
 380         if (edge == g.edgesEnd()) {
 381           edge = g.addEdge(node1, node2, PBQP::Matrix(allowed1->size() + 1,
 382                                                       allowed2->size() + 1,
 383                                                       0));
 384         } else {
 385           if (g.getEdgeNode1(edge) == node2) {
 386             std::swap(node1, node2);
 387             std::swap(allowed1, allowed2);
 388           }
 389         }
 390
 391         addVirtRegCoalesce(g.getEdgeCosts(edge), *allowed1, *allowed2,
 392                            cBenefit);
 393       }
 394     }
 395   }
 396
 397   return p;
 398 }
 399
 400 void PBQPBuilderWithCoalescing::addPhysRegCoalesce(PBQP::Vector &costVec,
 401                                                    unsigned pregOption,
 402                                                    PBQP::PBQPNum benefit) {
 403   costVec[pregOption] += -benefit;
 404 }
 405
 406 void PBQPBuilderWithCoalescing::addVirtRegCoalesce(
 407                                     PBQP::Matrix &costMat,
 408                                     const PBQPRAProblem::AllowedSet &vr1Allowed,
 409                                     const PBQPRAProblem::AllowedSet &vr2Allowed,
 410                                     PBQP::PBQPNum benefit) {
 411
 412   assert(costMat.getRows() == vr1Allowed.size() + 1 && "Size mismatch.");
 413   assert(costMat.getCols() == vr2Allowed.size() + 1 && "Size mismatch.");
 414
 415   for (unsigned i = 0; i != vr1Allowed.size(); ++i) {
 416     unsigned preg1 = vr1Allowed[i];
 417     for (unsigned j = 0; j != vr2Allowed.size(); ++j) {
 418       unsigned preg2 = vr2Allowed[j];
 419
 420       if (preg1 == preg2) {
 421         costMat[i + 1][j + 1] += -benefit;
 422       }
 423     }
 424   }
 425 }
 426
 427
 428 void RegAllocPBQP::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &au) const {
 429   au.setPreservesCFG();
 430   au.addRequired<AliasAnalysis>();
 431   au.addPreserved<AliasAnalysis>();
 432   au.addRequired<SlotIndexes>();
 433   au.addPreserved<SlotIndexes>();
 434   au.addRequired<LiveIntervals>();
 435   au.addPreserved<LiveIntervals>();
 436   //au.addRequiredID(SplitCriticalEdgesID);
 437   if (customPassID)
 438     au.addRequiredID(*customPassID);
 439   au.addRequired<CalculateSpillWeights>();
 440   au.addRequired<LiveStacks>();
 441   au.addPreserved<LiveStacks>();
 442   au.addRequired<MachineDominatorTree>();
 443   au.addPreserved<MachineDominatorTree>();
 444   au.addRequired<MachineLoopInfo>();
 445   au.addPreserved<MachineLoopInfo>();
 446   au.addRequired<VirtRegMap>();
 447   au.addPreserved<VirtRegMap>();
 448   MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(au);
 449 }
 450
 451 void RegAllocPBQP::findVRegIntervalsToAlloc() {
 452
 453   // Iterate over all live ranges.
 454   for (unsigned i = 0, e = mri->getNumVirtRegs(); i != e; ++i) {
 455     unsigned Reg = TargetRegisterInfo::index2VirtReg(i);
 456     if (mri->reg_nodbg_empty(Reg))
 457       continue;
 458     LiveInterval *li = &lis->getInterval(Reg);
 459
 460     // If this live interval is non-empty we will use pbqp to allocate it.
 461     // Empty intervals we allocate in a simple post-processing stage in
 462     // finalizeAlloc.
 463     if (!li->empty()) {
 464       vregsToAlloc.insert(li->reg);
 465     } else {
 466       emptyIntervalVRegs.insert(li->reg);
 467     }
 468   }
 469 }
 470
 471 bool RegAllocPBQP::mapPBQPToRegAlloc(const PBQPRAProblem &problem,
 472                                      const PBQP::Solution &solution) {
 473   // Set to true if we have any spills
 474   bool anotherRoundNeeded = false;
 475
 476   // Clear the existing allocation.
 477   vrm->clearAllVirt();
 478
 479   const PBQP::Graph &g = problem.getGraph();
 480   // Iterate over the nodes mapping the PBQP solution to a register
 481   // assignment.
 482   for (PBQP::Graph::ConstNodeItr node = g.nodesBegin(),
 483                                  nodeEnd = g.nodesEnd();
 484        node != nodeEnd; ++node) {
 485     unsigned vreg = problem.getVRegForNode(node);
 486     unsigned alloc = solution.getSelection(node);
 487
 488     if (problem.isPRegOption(vreg, alloc)) {
 489       unsigned preg = problem.getPRegForOption(vreg, alloc);
 490       DEBUG(dbgs() << "VREG " << PrintReg(vreg, tri) << " -> "
 491             << tri->getName(preg) << "\n");
 492       assert(preg != 0 && "Invalid preg selected.");
 493       vrm->assignVirt2Phys(vreg, preg);
 494     } else if (problem.isSpillOption(vreg, alloc)) {
 495       vregsToAlloc.erase(vreg);
 496       SmallVector<LiveInterval*, 8> newSpills;
 497       LiveRangeEdit LRE(&lis->getInterval(vreg), newSpills, *mf, *lis, vrm);
 498       spiller->spill(LRE);
 499
 500       DEBUG(dbgs() << "VREG " << PrintReg(vreg, tri) << " -> SPILLED (Cost: "
 501                    << LRE.getParent().weight << ", New vregs: ");
 502
 503       // Copy any newly inserted live intervals into the list of regs to
 504       // allocate.
 505       for (LiveRangeEdit::iterator itr = LRE.begin(), end = LRE.end();
 506            itr != end; ++itr) {
 507         assert(!(*itr)->empty() && "Empty spill range.");
 508         DEBUG(dbgs() << PrintReg((*itr)->reg, tri) << " ");
 509         vregsToAlloc.insert((*itr)->reg);
 510       }
 511
 512       DEBUG(dbgs() << ")\n");
 513
 514       // We need another round if spill intervals were added.
 515       anotherRoundNeeded |= !LRE.empty();
 516     } else {
 517       llvm_unreachable("Unknown allocation option.");
 518     }
 519   }
 520
 521   return !anotherRoundNeeded;
 522 }
 523
 524
 525 void RegAllocPBQP::finalizeAlloc() const {
 526   // First allocate registers for the empty intervals.
 527   for (RegSet::const_iterator
 528          itr = emptyIntervalVRegs.begin(), end = emptyIntervalVRegs.end();
 529          itr != end; ++itr) {
 530     LiveInterval *li = &lis->getInterval(*itr);
 531
 532     unsigned physReg = vrm->getRegAllocPref(li->reg);
 533
 534     if (physReg == 0) {
 535       const TargetRegisterClass *liRC = mri->getRegClass(li->reg);
 536       physReg = liRC->getRawAllocationOrder(*mf).front();
 537     }
 538
 539     vrm->assignVirt2Phys(li->reg, physReg);
 540   }
 541 }
 542
 543 bool RegAllocPBQP::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
 544
 545   mf = &MF;
 546   tm = &mf->getTarget();
 547   tri = tm->getRegisterInfo();
 548   tii = tm->getInstrInfo();
 549   mri = &mf->getRegInfo();
 550
 551   lis = &getAnalysis<LiveIntervals>();
 552   lss = &getAnalysis<LiveStacks>();
 553   loopInfo = &getAnalysis<MachineLoopInfo>();
 554
 555   vrm = &getAnalysis<VirtRegMap>();
 556   spiller.reset(createInlineSpiller(*this, MF, *vrm));
 557
 558   mri->freezeReservedRegs(MF);
 559
 560   DEBUG(dbgs() << "PBQP Register Allocating for " << mf->getName() << "\n");
 561
 562   // Allocator main loop:
 563   //
 564   // * Map current regalloc problem to a PBQP problem
 565   // * Solve the PBQP problem
 566   // * Map the solution back to a register allocation
 567   // * Spill if necessary
 568   //
 569   // This process is continued till no more spills are generated.
 570
 571   // Find the vreg intervals in need of allocation.
 572   findVRegIntervalsToAlloc();
 573
 574 #ifndef NDEBUG
 575   const Function* func = mf->getFunction();
 576   std::string fqn =
 577     func->getParent()->getModuleIdentifier() + "." +
 578     func->getName().str();
 579 #endif
 580
 581   // If there are non-empty intervals allocate them using pbqp.
 582   if (!vregsToAlloc.empty()) {
 583
 584     bool pbqpAllocComplete = false;
 585     unsigned round = 0;
 586
 587     while (!pbqpAllocComplete) {
 588       DEBUG(dbgs() << "  PBQP Regalloc round " << round << ":\n");
 589
 590       std::auto_ptr<PBQPRAProblem> problem =
 591         builder->build(mf, lis, loopInfo, vregsToAlloc);
 592
 593 #ifndef NDEBUG
 594       if (pbqpDumpGraphs) {
 595         std::ostringstream rs;
 596         rs << round;
 597         std::string graphFileName(fqn + "." + rs.str() + ".pbqpgraph");
 598         std::string tmp;
 599         raw_fd_ostream os(graphFileName.c_str(), tmp);
 600         DEBUG(dbgs() << "Dumping graph for round " << round << " to \""
 601               << graphFileName << "\"\n");
 602         problem->getGraph().dump(os);
 603       }
 604 #endif
 605
 606       PBQP::Solution solution =
 607         PBQP::HeuristicSolver<PBQP::Heuristics::Briggs>::solve(
 608           problem->getGraph());
 609
 610       pbqpAllocComplete = mapPBQPToRegAlloc(*problem, solution);
 611
 612       ++round;
 613     }
 614   }
 615
 616   // Finalise allocation, allocate empty ranges.
 617   finalizeAlloc();
 618   vregsToAlloc.clear();
 619   emptyIntervalVRegs.clear();
 620
 621   DEBUG(dbgs() << "Post alloc VirtRegMap:\n" << *vrm << "\n");
 622
 623   return true;
 624 }
 625
 626 FunctionPass* llvm::createPBQPRegisterAllocator(
 627                                            std::auto_ptr<PBQPBuilder> builder,
 628                                            char *customPassID) {
 629   return new RegAllocPBQP(builder, customPassID);
 630 }
 631
 632 FunctionPass* llvm::createDefaultPBQPRegisterAllocator() {
 633   if (pbqpCoalescing) {
 634     return createPBQPRegisterAllocator(
 635              std::auto_ptr<PBQPBuilder>(new PBQPBuilderWithCoalescing()));
 636   } // else
 637   return createPBQPRegisterAllocator(
 638            std::auto_ptr<PBQPBuilder>(new PBQPBuilder()));
 639 }
 640
 641 #undef DEBUG_TYPE