regpressure: Added RegisterPressure::dump
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / RegisterPressure.cpp
1 //===-- RegisterPressure.cpp - Dynamic Register Pressure ------------------===//
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 implements the RegisterPressure class which can be used to track
11 // MachineInstr level register pressure.
12 //
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
14
15 #include "RegisterClassInfo.h"
16 #include "RegisterPressure.h"
17 #include "llvm/CodeGen/LiveInterval.h"
18 #include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
19 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
20 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
21 #include "llvm/Support/Debug.h"
22 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
23
24 using namespace llvm;
25
26 /// Increase register pressure for each set impacted by this register class.
27 static void increaseSetPressure(std::vector<unsigned> &CurrSetPressure,
28                                 std::vector<unsigned> &MaxSetPressure,
29                                 const TargetRegisterClass *RC,
30                                 const TargetRegisterInfo *TRI) {
31   unsigned Weight = TRI->getRegClassWeight(RC).RegWeight;
32   for (const int *PSet = TRI->getRegClassPressureSets(RC);
33        *PSet != -1; ++PSet) {
34     CurrSetPressure[*PSet] += Weight;
35     if (&CurrSetPressure != &MaxSetPressure
36         && CurrSetPressure[*PSet] > MaxSetPressure[*PSet]) {
37       MaxSetPressure[*PSet] = CurrSetPressure[*PSet];
38     }
39   }
40 }
41
42 /// Decrease register pressure for each set impacted by this register class.
43 static void decreaseSetPressure(std::vector<unsigned> &CurrSetPressure,
44                                 const TargetRegisterClass *RC,
45                                 const TargetRegisterInfo *TRI) {
46   unsigned Weight = TRI->getRegClassWeight(RC).RegWeight;
47   for (const int *PSet = TRI->getRegClassPressureSets(RC);
48        *PSet != -1; ++PSet) {
49     assert(CurrSetPressure[*PSet] >= Weight && "register pressure underflow");
50     CurrSetPressure[*PSet] -= Weight;
51   }
52 }
53
54 /// Directly increase pressure only within this RegisterPressure result.
55 void RegisterPressure::increase(const TargetRegisterClass *RC,
56                                 const TargetRegisterInfo *TRI) {
57   increaseSetPressure(MaxSetPressure, MaxSetPressure, RC, TRI);
58 }
59
60 /// Directly decrease pressure only within this RegisterPressure result.
61 void RegisterPressure::decrease(const TargetRegisterClass *RC,
62                                 const TargetRegisterInfo *TRI) {
63   decreaseSetPressure(MaxSetPressure, RC, TRI);
64 }
65
66 void RegisterPressure::dump(const TargetRegisterInfo *TRI) {
67   dbgs() << "Live In: ";
68   for (unsigned i = 0, e = LiveInRegs.size(); i < e; ++i)
69     dbgs() << PrintReg(LiveInRegs[i], TRI) << " ";
70   dbgs() << '\n';
71   dbgs() << "Live Out: ";
72   for (unsigned i = 0, e = LiveOutRegs.size(); i < e; ++i)
73     dbgs() << PrintReg(LiveOutRegs[i], TRI) << " ";
74   dbgs() << '\n';
75   for (unsigned i = 0, e = MaxSetPressure.size(); i < e; ++i) {
76     if (MaxSetPressure[i] != 0)
77       dbgs() << TRI->getRegPressureSetName(i) << "=" << MaxSetPressure[i]
78              << '\n';
79   }
80 }
81
82 /// Increase the current pressure as impacted by these physical registers and
83 /// bump the high water mark if needed.
84 void RegPressureTracker::increasePhysRegPressure(ArrayRef<unsigned> Regs) {
85   for (unsigned I = 0, E = Regs.size(); I != E; ++I)
86     increaseSetPressure(CurrSetPressure, P.MaxSetPressure,
87                         TRI->getMinimalPhysRegClass(Regs[I]), TRI);
88 }
89
90 /// Simply decrease the current pressure as impacted by these physcial
91 /// registers.
92 void RegPressureTracker::decreasePhysRegPressure(ArrayRef<unsigned> Regs) {
93   for (unsigned I = 0, E = Regs.size(); I != E; ++I)
94     decreaseSetPressure(CurrSetPressure, TRI->getMinimalPhysRegClass(Regs[I]),
95                         TRI);
96 }
97
98 /// Increase the current pressure as impacted by these virtual registers and
99 /// bump the high water mark if needed.
100 void RegPressureTracker::increaseVirtRegPressure(ArrayRef<unsigned> Regs) {
101   for (unsigned I = 0, E = Regs.size(); I != E; ++I)
102     increaseSetPressure(CurrSetPressure, P.MaxSetPressure,
103                         MRI->getRegClass(Regs[I]), TRI);
104 }
105
106 /// Simply decrease the current pressure as impacted by these virtual registers.
107 void RegPressureTracker::decreaseVirtRegPressure(ArrayRef<unsigned> Regs) {
108   for (unsigned I = 0, E = Regs.size(); I != E; ++I)
109     decreaseSetPressure(CurrSetPressure, MRI->getRegClass(Regs[I]), TRI);
110 }
111
112 /// Clear the result so it can be used for another round of pressure tracking.
113 void IntervalPressure::reset() {
114   TopIdx = BottomIdx = SlotIndex();
115   MaxSetPressure.clear();
116   LiveInRegs.clear();
117   LiveOutRegs.clear();
118 }
119
120 /// Clear the result so it can be used for another round of pressure tracking.
121 void RegionPressure::reset() {
122   TopPos = BottomPos = MachineBasicBlock::const_iterator();
123   MaxSetPressure.clear();
124   LiveInRegs.clear();
125   LiveOutRegs.clear();
126 }
127
128 /// If the current top is not less than or equal to the next index, open it.
129 /// We happen to need the SlotIndex for the next top for pressure update.
130 void IntervalPressure::openTop(SlotIndex NextTop) {
131   if (TopIdx <= NextTop)
132     return;
133   TopIdx = SlotIndex();
134   LiveInRegs.clear();
135 }
136
137 /// If the current top is the previous instruction (before receding), open it.
138 void RegionPressure::openTop(MachineBasicBlock::const_iterator PrevTop) {
139   if (TopPos != PrevTop)
140     return;
141   TopPos = MachineBasicBlock::const_iterator();
142   LiveInRegs.clear();
143 }
144
145 /// If the current bottom is not greater than the previous index, open it.
146 void IntervalPressure::openBottom(SlotIndex PrevBottom) {
147   if (BottomIdx > PrevBottom)
148     return;
149   BottomIdx = SlotIndex();
150   LiveInRegs.clear();
151 }
152
153 /// If the current bottom is the previous instr (before advancing), open it.
154 void RegionPressure::openBottom(MachineBasicBlock::const_iterator PrevBottom) {
155   if (BottomPos != PrevBottom)
156     return;
157   BottomPos = MachineBasicBlock::const_iterator();
158   LiveInRegs.clear();
159 }
160
161 /// Setup the RegPressureTracker.
162 ///
163 /// TODO: Add support for pressure without LiveIntervals.
164 void RegPressureTracker::init(const MachineFunction *mf,
165                               const RegisterClassInfo *rci,
166                               const LiveIntervals *lis,
167                               const MachineBasicBlock *mbb,
168                               MachineBasicBlock::const_iterator pos)
169 {
170   MF = mf;
171   TRI = MF->getTarget().getRegisterInfo();
172   RCI = rci;
173   MRI = &MF->getRegInfo();
174   MBB = mbb;
175
176   if (RequireIntervals) {
177     assert(lis && "IntervalPressure requires LiveIntervals");
178     LIS = lis;
179   }
180
181   CurrPos = pos;
182   while (CurrPos != MBB->end() && CurrPos->isDebugValue())
183     ++CurrPos;
184
185   CurrSetPressure.assign(TRI->getNumRegPressureSets(), 0);
186
187   if (RequireIntervals)
188     static_cast<IntervalPressure&>(P).reset();
189   else
190     static_cast<RegionPressure&>(P).reset();
191   P.MaxSetPressure = CurrSetPressure;
192
193   LivePhysRegs.clear();
194   LivePhysRegs.setUniverse(TRI->getNumRegs());
195   LiveVirtRegs.clear();
196   LiveVirtRegs.setUniverse(MRI->getNumVirtRegs());
197 }
198
199 /// Does this pressure result have a valid top position and live ins.
200 bool RegPressureTracker::isTopClosed() const {
201   if (RequireIntervals)
202     return static_cast<IntervalPressure&>(P).TopIdx.isValid();
203   return (static_cast<RegionPressure&>(P).TopPos ==
204           MachineBasicBlock::const_iterator());
205 }
206
207 /// Does this pressure result have a valid bottom position and live outs.
208 bool RegPressureTracker::isBottomClosed() const {
209   if (RequireIntervals)
210     return static_cast<IntervalPressure&>(P).BottomIdx.isValid();
211   return (static_cast<RegionPressure&>(P).BottomPos ==
212           MachineBasicBlock::const_iterator());
213 }
214
215 /// Set the boundary for the top of the region and summarize live ins.
216 void RegPressureTracker::closeTop() {
217   if (RequireIntervals)
218     static_cast<IntervalPressure&>(P).TopIdx =
219       LIS->getInstructionIndex(CurrPos).getRegSlot();
220   else
221     static_cast<RegionPressure&>(P).TopPos = CurrPos;
222
223   assert(P.LiveInRegs.empty() && "inconsistent max pressure result");
224   P.LiveInRegs.reserve(LivePhysRegs.size() + LiveVirtRegs.size());
225   P.LiveInRegs.append(LivePhysRegs.begin(), LivePhysRegs.end());
226   for (SparseSet<unsigned>::const_iterator I =
227          LiveVirtRegs.begin(), E = LiveVirtRegs.end(); I != E; ++I)
228     P.LiveInRegs.push_back(*I);
229   std::sort(P.LiveInRegs.begin(), P.LiveInRegs.end());
230   P.LiveInRegs.erase(std::unique(P.LiveInRegs.begin(), P.LiveInRegs.end()),
231                      P.LiveInRegs.end());
232 }
233
234 /// Set the boundary for the bottom of the region and summarize live outs.
235 void RegPressureTracker::closeBottom() {
236   if (RequireIntervals)
237     if (CurrPos == MBB->end())
238       static_cast<IntervalPressure&>(P).BottomIdx = LIS->getMBBEndIdx(MBB);
239     else
240       static_cast<IntervalPressure&>(P).BottomIdx =
241         LIS->getInstructionIndex(CurrPos).getRegSlot();
242   else
243     static_cast<RegionPressure&>(P).BottomPos = CurrPos;
244
245   assert(P.LiveOutRegs.empty() && "inconsistent max pressure result");
246   P.LiveOutRegs.reserve(LivePhysRegs.size() + LiveVirtRegs.size());
247   P.LiveOutRegs.append(LivePhysRegs.begin(), LivePhysRegs.end());
248   for (SparseSet<unsigned>::const_iterator I =
249          LiveVirtRegs.begin(), E = LiveVirtRegs.end(); I != E; ++I)
250     P.LiveOutRegs.push_back(*I);
251   std::sort(P.LiveOutRegs.begin(), P.LiveOutRegs.end());
252   P.LiveOutRegs.erase(std::unique(P.LiveOutRegs.begin(), P.LiveOutRegs.end()),
253                       P.LiveOutRegs.end());
254 }
255
256 /// Finalize the region boundaries and record live ins and live outs.
257 void RegPressureTracker::closeRegion() {
258   if (!isTopClosed() && !isBottomClosed()) {
259     assert(LivePhysRegs.empty() && LiveVirtRegs.empty() &&
260            "no region boundary");
261     return;
262   }
263   if (!isBottomClosed())
264     closeBottom();
265   else if (!isTopClosed())
266     closeTop();
267   // If both top and bottom are closed, do nothing.
268 }
269
270 /// Return true if Reg aliases a register in Regs SparseSet.
271 static bool hasRegAlias(unsigned Reg, SparseSet<unsigned> &Regs,
272                         const TargetRegisterInfo *TRI) {
273   assert(!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg) && "only for physregs");
274   for (const uint16_t *Alias = TRI->getOverlaps(Reg); *Alias; ++Alias) {
275     if (Regs.count(*Alias))
276       return true;
277   }
278   return false;
279 }
280
281 /// Return true if Reg aliases a register in unsorted Regs SmallVector.
282 /// This is only valid for physical registers.
283 static SmallVectorImpl<unsigned>::iterator
284 findRegAlias(unsigned Reg, SmallVectorImpl<unsigned> &Regs,
285              const TargetRegisterInfo *TRI) {
286   for (const uint16_t *Alias = TRI->getOverlaps(Reg); *Alias; ++Alias) {
287     SmallVectorImpl<unsigned>::iterator I =
288       std::find(Regs.begin(), Regs.end(), *Alias);
289     if (I != Regs.end())
290       return I;
291   }
292   return Regs.end();
293 }
294
295 /// Return true if Reg can be inserted into Regs SmallVector. For virtual
296 /// register, do a linear search. For physical registers check for aliases.
297 static SmallVectorImpl<unsigned>::iterator
298 findReg(unsigned Reg, bool isVReg, SmallVectorImpl<unsigned> &Regs,
299         const TargetRegisterInfo *TRI) {
300   if(isVReg)
301     return std::find(Regs.begin(), Regs.end(), Reg);
302   return findRegAlias(Reg, Regs, TRI);
303 }
304
305 /// Collect this instruction's unique uses and defs into SmallVectors for
306 /// processing defs and uses in order.
307 template<bool isVReg>
308 struct RegisterOperands {
309   SmallVector<unsigned, 8> Uses;
310   SmallVector<unsigned, 8> Defs;
311   SmallVector<unsigned, 8> DeadDefs;
312
313   /// Push this operand's register onto the correct vector.
314   void collect(const MachineOperand &MO, const TargetRegisterInfo *TRI) {
315     if (MO.readsReg()) {
316       if (findReg(MO.getReg(), isVReg, Uses, TRI) == Uses.end())
317       Uses.push_back(MO.getReg());
318     }
319     if (MO.isDef()) {
320       if (MO.isDead()) {
321         if (findReg(MO.getReg(), isVReg, DeadDefs, TRI) == DeadDefs.end())
322           DeadDefs.push_back(MO.getReg());
323       }
324       else {
325         if (findReg(MO.getReg(), isVReg, Defs, TRI) == Defs.end())
326           Defs.push_back(MO.getReg());
327       }
328     }
329   }
330 };
331 typedef RegisterOperands<false> PhysRegOperands;
332 typedef RegisterOperands<true> VirtRegOperands;
333
334 /// Collect physical and virtual register operands.
335 static void collectOperands(const MachineInstr *MI,
336                             PhysRegOperands &PhysRegOpers,
337                             VirtRegOperands &VirtRegOpers,
338                             const TargetRegisterInfo *TRI,
339                             const RegisterClassInfo *RCI) {
340   for(ConstMIBundleOperands OperI(MI); OperI.isValid(); ++OperI) {
341     const MachineOperand &MO = *OperI;
342     if (!MO.isReg() || !MO.getReg())
343       continue;
344
345     if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(MO.getReg()))
346       VirtRegOpers.collect(MO, TRI);
347     else if (RCI->isAllocatable(MO.getReg()))
348       PhysRegOpers.collect(MO, TRI);
349   }
350   // Remove redundant physreg dead defs.
351   for (unsigned i = PhysRegOpers.DeadDefs.size(); i > 0; --i) {
352     unsigned Reg = PhysRegOpers.DeadDefs[i-1];
353     if (findRegAlias(Reg, PhysRegOpers.Defs, TRI) != PhysRegOpers.Defs.end())
354       PhysRegOpers.DeadDefs.erase(&PhysRegOpers.DeadDefs[i-1]);
355   }
356 }
357
358 /// Force liveness of registers.
359 void RegPressureTracker::addLiveRegs(ArrayRef<unsigned> Regs) {
360   for (unsigned i = 0, e = Regs.size(); i != e; ++i) {
361     if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Regs[i])) {
362       if (LiveVirtRegs.insert(Regs[i]).second)
363         increaseVirtRegPressure(Regs[i]);
364     }
365     else  {
366       if (!hasRegAlias(Regs[i], LivePhysRegs, TRI)) {
367         LivePhysRegs.insert(Regs[i]);
368         increasePhysRegPressure(Regs[i]);
369       }
370     }
371   }
372 }
373
374 /// Add PhysReg to the live in set and increase max pressure.
375 void RegPressureTracker::discoverPhysLiveIn(unsigned Reg) {
376   assert(!LivePhysRegs.count(Reg) && "avoid bumping max pressure twice");
377   if (findRegAlias(Reg, P.LiveInRegs, TRI) != P.LiveInRegs.end())
378     return;
379
380   // At live in discovery, unconditionally increase the high water mark.
381   P.LiveInRegs.push_back(Reg);
382   P.increase(TRI->getMinimalPhysRegClass(Reg), TRI);
383 }
384
385 /// Add PhysReg to the live out set and increase max pressure.
386 void RegPressureTracker::discoverPhysLiveOut(unsigned Reg) {
387   assert(!LivePhysRegs.count(Reg) && "avoid bumping max pressure twice");
388   if (findRegAlias(Reg, P.LiveOutRegs, TRI) != P.LiveOutRegs.end())
389     return;
390
391   // At live out discovery, unconditionally increase the high water mark.
392   P.LiveOutRegs.push_back(Reg);
393   P.increase(TRI->getMinimalPhysRegClass(Reg), TRI);
394 }
395
396 /// Add VirtReg to the live in set and increase max pressure.
397 void RegPressureTracker::discoverVirtLiveIn(unsigned Reg) {
398   assert(!LiveVirtRegs.count(Reg) && "avoid bumping max pressure twice");
399   if (std::find(P.LiveInRegs.begin(), P.LiveInRegs.end(), Reg) !=
400       P.LiveInRegs.end())
401     return;
402
403   // At live in discovery, unconditionally increase the high water mark.
404   P.LiveInRegs.push_back(Reg);
405   P.increase(MRI->getRegClass(Reg), TRI);
406 }
407
408 /// Add VirtReg to the live out set and increase max pressure.
409 void RegPressureTracker::discoverVirtLiveOut(unsigned Reg) {
410   assert(!LiveVirtRegs.count(Reg) && "avoid bumping max pressure twice");
411   if (std::find(P.LiveOutRegs.begin(), P.LiveOutRegs.end(), Reg) !=
412       P.LiveOutRegs.end())
413     return;
414
415   // At live out discovery, unconditionally increase the high water mark.
416   P.LiveOutRegs.push_back(Reg);
417   P.increase(MRI->getRegClass(Reg), TRI);
418 }
419
420 /// Recede across the previous instruction.
421 bool RegPressureTracker::recede() {
422   // Check for the top of the analyzable region.
423   if (CurrPos == MBB->begin()) {
424     closeRegion();
425     return false;
426   }
427   if (!isBottomClosed())
428     closeBottom();
429
430   // Open the top of the region using block iterators.
431   if (!RequireIntervals && isTopClosed())
432     static_cast<RegionPressure&>(P).openTop(CurrPos);
433
434   // Find the previous instruction.
435   do
436     --CurrPos;
437   while (CurrPos != MBB->begin() && CurrPos->isDebugValue());
438
439   if (CurrPos->isDebugValue()) {
440     closeRegion();
441     return false;
442   }
443   SlotIndex SlotIdx;
444   if (RequireIntervals)
445     SlotIdx = LIS->getInstructionIndex(CurrPos).getRegSlot();
446
447   // Open the top of the region using slot indexes.
448   if (RequireIntervals && isTopClosed())
449     static_cast<IntervalPressure&>(P).openTop(SlotIdx);
450
451   PhysRegOperands PhysRegOpers;
452   VirtRegOperands VirtRegOpers;
453   collectOperands(CurrPos, PhysRegOpers, VirtRegOpers, TRI, RCI);
454
455   // Boost pressure for all dead defs together.
456   increasePhysRegPressure(PhysRegOpers.DeadDefs);
457   increaseVirtRegPressure(VirtRegOpers.DeadDefs);
458   decreasePhysRegPressure(PhysRegOpers.DeadDefs);
459   decreaseVirtRegPressure(VirtRegOpers.DeadDefs);
460
461   // Kill liveness at live defs.
462   // TODO: consider earlyclobbers?
463   for (unsigned i = 0, e = PhysRegOpers.Defs.size(); i < e; ++i) {
464     unsigned Reg = PhysRegOpers.Defs[i];
465     if (LivePhysRegs.erase(Reg))
466       decreasePhysRegPressure(Reg);
467     else
468       discoverPhysLiveOut(Reg);
469   }
470   for (unsigned i = 0, e = VirtRegOpers.Defs.size(); i < e; ++i) {
471     unsigned Reg = VirtRegOpers.Defs[i];
472     if (LiveVirtRegs.erase(Reg))
473       decreaseVirtRegPressure(Reg);
474     else
475       discoverVirtLiveOut(Reg);
476   }
477
478   // Generate liveness for uses.
479   for (unsigned i = 0, e = PhysRegOpers.Uses.size(); i < e; ++i) {
480     unsigned Reg = PhysRegOpers.Uses[i];
481     if (!hasRegAlias(Reg, LivePhysRegs, TRI)) {
482       increasePhysRegPressure(Reg);
483       LivePhysRegs.insert(Reg);
484     }
485   }
486   for (unsigned i = 0, e = VirtRegOpers.Uses.size(); i < e; ++i) {
487     unsigned Reg = VirtRegOpers.Uses[i];
488     if (!LiveVirtRegs.count(Reg)) {
489       // Adjust liveouts if LiveIntervals are available.
490       if (RequireIntervals) {
491         const LiveInterval *LI = &LIS->getInterval(Reg);
492         if (!LI->killedAt(SlotIdx))
493           discoverVirtLiveOut(Reg);
494       }
495       increaseVirtRegPressure(Reg);
496       LiveVirtRegs.insert(Reg);
497     }
498   }
499   return true;
500 }
501
502 /// Advance across the current instruction.
503 bool RegPressureTracker::advance() {
504   // Check for the bottom of the analyzable region.
505   if (CurrPos == MBB->end()) {
506     closeRegion();
507     return false;
508   }
509   if (!isTopClosed())
510     closeTop();
511
512   SlotIndex SlotIdx;
513   if (RequireIntervals)
514     SlotIdx = LIS->getInstructionIndex(CurrPos).getRegSlot();
515
516   // Open the bottom of the region using slot indexes.
517   if (isBottomClosed()) {
518     if (RequireIntervals)
519       static_cast<IntervalPressure&>(P).openBottom(SlotIdx);
520     else
521       static_cast<RegionPressure&>(P).openBottom(CurrPos);
522   }
523
524   PhysRegOperands PhysRegOpers;
525   VirtRegOperands VirtRegOpers;
526   collectOperands(CurrPos, PhysRegOpers, VirtRegOpers, TRI, RCI);
527
528   // Kill liveness at last uses.
529   for (unsigned i = 0, e = PhysRegOpers.Uses.size(); i < e; ++i) {
530     unsigned Reg = PhysRegOpers.Uses[i];
531     if (!hasRegAlias(Reg, LivePhysRegs, TRI))
532       discoverPhysLiveIn(Reg);
533     else {
534       // Allocatable physregs are always single-use before regalloc.
535       decreasePhysRegPressure(Reg);
536       LivePhysRegs.erase(Reg);
537     }
538   }
539   for (unsigned i = 0, e = VirtRegOpers.Uses.size(); i < e; ++i) {
540     unsigned Reg = VirtRegOpers.Uses[i];
541     if (RequireIntervals) {
542       const LiveInterval *LI = &LIS->getInterval(Reg);
543       if (LI->killedAt(SlotIdx)) {
544         if (LiveVirtRegs.erase(Reg))
545           decreaseVirtRegPressure(Reg);
546         else
547           discoverVirtLiveIn(Reg);
548       }
549     }
550     else if (!LiveVirtRegs.count(Reg)) {
551       discoverVirtLiveIn(Reg);
552       increaseVirtRegPressure(Reg);
553     }
554   }
555
556   // Generate liveness for defs.
557   for (unsigned i = 0, e = PhysRegOpers.Defs.size(); i < e; ++i) {
558     unsigned Reg = PhysRegOpers.Defs[i];
559     if (!hasRegAlias(Reg, LivePhysRegs, TRI)) {
560       increasePhysRegPressure(Reg);
561       LivePhysRegs.insert(Reg);
562     }
563   }
564   for (unsigned i = 0, e = VirtRegOpers.Defs.size(); i < e; ++i) {
565     unsigned Reg = VirtRegOpers.Defs[i];
566     if (LiveVirtRegs.insert(Reg).second)
567       increaseVirtRegPressure(Reg);
568   }
569
570   // Boost pressure for all dead defs together.
571   increasePhysRegPressure(PhysRegOpers.DeadDefs);
572   increaseVirtRegPressure(VirtRegOpers.DeadDefs);
573   decreasePhysRegPressure(PhysRegOpers.DeadDefs);
574   decreaseVirtRegPressure(VirtRegOpers.DeadDefs);
575
576   // Find the next instruction.
577   do
578     ++CurrPos;
579   while (CurrPos != MBB->end() && CurrPos->isDebugValue());
580   return true;
581 }
582
583 /// Find the max change in excess pressure across all sets.
584 static void computeExcessPressureDelta(ArrayRef<unsigned> OldPressureVec,
585                                        ArrayRef<unsigned> NewPressureVec,
586                                        RegPressureDelta &Delta,
587                                        const TargetRegisterInfo *TRI) {
588   int ExcessUnits = 0;
589   unsigned PSetID = ~0U;
590   for (unsigned i = 0, e = OldPressureVec.size(); i < e; ++i) {
591     unsigned POld = OldPressureVec[i];
592     unsigned PNew = NewPressureVec[i];
593     int PDiff = (int)PNew - (int)POld;
594     if (!PDiff) // No change in this set in the common case.
595       continue;
596     // Only consider change beyond the limit.
597     unsigned Limit = TRI->getRegPressureSetLimit(i);
598     if (Limit > POld) {
599       if (Limit > PNew)
600         PDiff = 0;            // Under the limit
601       else
602         PDiff = PNew - Limit; // Just exceeded limit.
603     }
604     else if (Limit > PNew)
605       PDiff = Limit - POld;   // Just obeyed limit.
606
607     if (std::abs(PDiff) > std::abs(ExcessUnits)) {
608       ExcessUnits = PDiff;
609       PSetID = i;
610     }
611   }
612   Delta.Excess.PSetID = PSetID;
613   Delta.Excess.UnitIncrease = ExcessUnits;
614 }
615
616 /// Find the max change in max pressure that either surpasses a critical PSet
617 /// limit or exceeds the current MaxPressureLimit.
618 ///
619 /// FIXME: comparing each element of the old and new MaxPressure vectors here is
620 /// silly. It's done now to demonstrate the concept but will go away with a
621 /// RegPressureTracker API change to work with pressure differences.
622 static void computeMaxPressureDelta(ArrayRef<unsigned> OldMaxPressureVec,
623                                     ArrayRef<unsigned> NewMaxPressureVec,
624                                     ArrayRef<PressureElement> CriticalPSets,
625                                     ArrayRef<unsigned> MaxPressureLimit,
626                                     RegPressureDelta &Delta) {
627   Delta.CriticalMax = PressureElement();
628   Delta.CurrentMax = PressureElement();
629
630   unsigned CritIdx = 0, CritEnd = CriticalPSets.size();
631   for (unsigned i = 0, e = OldMaxPressureVec.size(); i < e; ++i) {
632     unsigned POld = OldMaxPressureVec[i];
633     unsigned PNew = NewMaxPressureVec[i];
634     if (PNew == POld) // No change in this set in the common case.
635       continue;
636
637     while (CritIdx != CritEnd && CriticalPSets[CritIdx].PSetID < i)
638       ++CritIdx;
639
640     if (CritIdx != CritEnd && CriticalPSets[CritIdx].PSetID == i) {
641       int PDiff = (int)PNew - (int)CriticalPSets[CritIdx].UnitIncrease;
642       if (PDiff > Delta.CriticalMax.UnitIncrease) {
643         Delta.CriticalMax.PSetID = i;
644         Delta.CriticalMax.UnitIncrease = PDiff;
645       }
646     }
647
648     // Find the greatest increase above MaxPressureLimit.
649     // (Ignores negative MDiff).
650     int MDiff = (int)PNew - (int)MaxPressureLimit[i];
651     if (MDiff > Delta.CurrentMax.UnitIncrease) {
652       Delta.CurrentMax.PSetID = i;
653       Delta.CurrentMax.UnitIncrease = PNew;
654     }
655   }
656 }
657
658 /// Consider the pressure increase caused by traversing this instruction
659 /// bottom-up. Find the pressure set with the most change beyond its pressure
660 /// limit based on the tracker's current pressure, and return the change in
661 /// number of register units of that pressure set introduced by this
662 /// instruction.
663 ///
664 /// This assumes that the current LiveOut set is sufficient.
665 ///
666 /// FIXME: This is expensive for an on-the-fly query. We need to cache the
667 /// result per-SUnit with enough information to adjust for the current
668 /// scheduling position. But this works as a proof of concept.
669 void RegPressureTracker::
670 getMaxUpwardPressureDelta(const MachineInstr *MI, RegPressureDelta &Delta,
671                           ArrayRef<PressureElement> CriticalPSets,
672                           ArrayRef<unsigned> MaxPressureLimit) {
673   // Account for register pressure similar to RegPressureTracker::recede().
674   PhysRegOperands PhysRegOpers;
675   VirtRegOperands VirtRegOpers;
676   collectOperands(MI, PhysRegOpers, VirtRegOpers, TRI, RCI);
677
678   // Snapshot Pressure.
679   // FIXME: The snapshot heap space should persist. But I'm planning to
680   // summarize the pressure effect so we don't need to snapshot at all.
681   std::vector<unsigned> SavedPressure = CurrSetPressure;
682   std::vector<unsigned> SavedMaxPressure = P.MaxSetPressure;
683
684   // Boost max pressure for all dead defs together.
685   // Since CurrSetPressure and MaxSetPressure
686   increasePhysRegPressure(PhysRegOpers.DeadDefs);
687   increaseVirtRegPressure(VirtRegOpers.DeadDefs);
688   decreasePhysRegPressure(PhysRegOpers.DeadDefs);
689   decreaseVirtRegPressure(VirtRegOpers.DeadDefs);
690
691   // Kill liveness at live defs.
692   decreasePhysRegPressure(PhysRegOpers.Defs);
693   decreaseVirtRegPressure(VirtRegOpers.Defs);
694
695   // Generate liveness for uses.
696   for (unsigned i = 0, e = PhysRegOpers.Uses.size(); i < e; ++i) {
697     unsigned Reg = PhysRegOpers.Uses[i];
698     if (!hasRegAlias(Reg, LivePhysRegs, TRI)
699         && (findRegAlias(Reg, PhysRegOpers.Defs, TRI)
700             == PhysRegOpers.Defs.end())) {
701       increasePhysRegPressure(Reg);
702     }
703   }
704   for (unsigned i = 0, e = VirtRegOpers.Uses.size(); i < e; ++i) {
705     unsigned Reg = VirtRegOpers.Uses[i];
706     if (!LiveVirtRegs.count(Reg)
707         && (std::find(VirtRegOpers.Defs.begin(), VirtRegOpers.Defs.end(), Reg)
708             != VirtRegOpers.Defs.end())) {
709       increaseVirtRegPressure(Reg);
710     }
711   }
712   computeExcessPressureDelta(SavedPressure, CurrSetPressure, Delta, TRI);
713   computeMaxPressureDelta(SavedMaxPressure, P.MaxSetPressure, CriticalPSets,
714                           MaxPressureLimit, Delta);
715   assert(Delta.CriticalMax.UnitIncrease >= 0 &&
716          Delta.CurrentMax.UnitIncrease >= 0 && "cannot decrease max pressure");
717
718   // Restore the tracker's state.
719   P.MaxSetPressure.swap(SavedMaxPressure);
720   CurrSetPressure.swap(SavedPressure);
721 }
722
723 /// Helper to find a vreg use between two indices [PriorUseIdx, NextUseIdx).
724 static bool findUseBetween(unsigned Reg,
725                            SlotIndex PriorUseIdx, SlotIndex NextUseIdx,
726                            const MachineRegisterInfo *MRI,
727                            const LiveIntervals *LIS) {
728   for (MachineRegisterInfo::use_nodbg_iterator
729          UI = MRI->use_nodbg_begin(Reg), UE = MRI->use_nodbg_end();
730          UI != UE; UI.skipInstruction()) {
731       const MachineInstr* MI = &*UI;
732       SlotIndex InstSlot = LIS->getInstructionIndex(MI).getRegSlot();
733       if (InstSlot >= PriorUseIdx && InstSlot < NextUseIdx)
734         return true;
735   }
736   return false;
737 }
738
739 /// Consider the pressure increase caused by traversing this instruction
740 /// top-down. Find the register class with the most change in its pressure limit
741 /// based on the tracker's current pressure, and return the number of excess
742 /// register units of that pressure set introduced by this instruction.
743 ///
744 /// This assumes that the current LiveIn set is sufficient.
745 void RegPressureTracker::
746 getMaxDownwardPressureDelta(const MachineInstr *MI, RegPressureDelta &Delta,
747                             ArrayRef<PressureElement> CriticalPSets,
748                             ArrayRef<unsigned> MaxPressureLimit) {
749   // Account for register pressure similar to RegPressureTracker::recede().
750   PhysRegOperands PhysRegOpers;
751   VirtRegOperands VirtRegOpers;
752   collectOperands(MI, PhysRegOpers, VirtRegOpers, TRI, RCI);
753
754   // Snapshot Pressure.
755   std::vector<unsigned> SavedPressure = CurrSetPressure;
756   std::vector<unsigned> SavedMaxPressure = P.MaxSetPressure;
757
758   // Kill liveness at last uses. Assume allocatable physregs are single-use
759   // rather than checking LiveIntervals.
760   decreasePhysRegPressure(PhysRegOpers.Uses);
761   if (RequireIntervals) {
762     SlotIndex SlotIdx = LIS->getInstructionIndex(MI).getRegSlot();
763     for (unsigned i = 0, e = VirtRegOpers.Uses.size(); i < e; ++i) {
764       unsigned Reg = VirtRegOpers.Uses[i];
765       const LiveInterval *LI = &LIS->getInterval(Reg);
766       // FIXME: allow the caller to pass in the list of vreg uses that remain to
767       // be bottom-scheduled to avoid searching uses at each query.
768       SlotIndex CurrIdx = LIS->getInstructionIndex(CurrPos).getRegSlot();
769       if (LI->killedAt(SlotIdx)
770           && !findUseBetween(Reg, CurrIdx, SlotIdx, MRI, LIS)) {
771         decreaseVirtRegPressure(Reg);
772       }
773     }
774   }
775
776   // Generate liveness for defs.
777   increasePhysRegPressure(PhysRegOpers.Defs);
778   increaseVirtRegPressure(VirtRegOpers.Defs);
779
780   // Boost pressure for all dead defs together.
781   increasePhysRegPressure(PhysRegOpers.DeadDefs);
782   increaseVirtRegPressure(VirtRegOpers.DeadDefs);
783   decreasePhysRegPressure(PhysRegOpers.DeadDefs);
784   decreaseVirtRegPressure(VirtRegOpers.DeadDefs);
785
786   computeExcessPressureDelta(SavedPressure, CurrSetPressure, Delta, TRI);
787   computeMaxPressureDelta(SavedMaxPressure, P.MaxSetPressure, CriticalPSets,
788                           MaxPressureLimit, Delta);
789   assert(Delta.CriticalMax.UnitIncrease >= 0 &&
790          Delta.CurrentMax.UnitIncrease >= 0 && "cannot decrease max pressure");
791
792   // Restore the tracker's state.
793   P.MaxSetPressure.swap(SavedMaxPressure);
794   CurrSetPressure.swap(SavedPressure);
795 }