Don't include <map> in Pass.h, which doesn't need it. This requires
[oota-llvm.git] / include / llvm / CodeGen / LiveIntervalAnalysis.h
index 16dff5583670a8d87f52a6e2e88a0ebe6c5e9727..ee35377907888b81ed0a74d9d68767bed5402c58 100644 (file)
@@ -2,15 +2,15 @@
 //
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
-// This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
-// the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
+// This file is distributed under the University of Illinois Open Source
+// License. See LICENSE.TXT for details.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
 // This file implements the LiveInterval analysis pass.  Given some numbering of
 // each the machine instructions (in this implemention depth-first order) an
 // interval [i, j) is said to be a live interval for register v if there is no
-// instruction with number j' > j such that v is live at j' abd there is no
+// instruction with number j' > j such that v is live at j' and there is no
 // instruction with number i' < i such that v is live at i'. In this
 // implementation intervals can have holes, i.e. an interval might look like
 // [1,20), [50,65), [1000,1001).
 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
 #include "llvm/Support/Allocator.h"
 #include <cmath>
+#include <map>
 
 namespace llvm {
 
   class LiveVariables;
-  class MRegisterInfo;
-  class SSARegMap;
+  class MachineLoopInfo;
+  class TargetRegisterInfo;
+  class MachineRegisterInfo;
   class TargetInstrInfo;
   class TargetRegisterClass;
   class VirtRegMap;
   typedef std::pair<unsigned, MachineBasicBlock*> IdxMBBPair;
 
+  inline bool operator<(unsigned V, const IdxMBBPair &IM) {
+    return V < IM.first;
+  }
+
+  inline bool operator<(const IdxMBBPair &IM, unsigned V) {
+    return IM.first < V;
+  }
+
+  struct Idx2MBBCompare {
+    bool operator()(const IdxMBBPair &LHS, const IdxMBBPair &RHS) const {
+      return LHS.first < RHS.first;
+    }
+  };
+
   class LiveIntervals : public MachineFunctionPass {
     MachineFunction* mf_;
+    MachineRegisterInfo* mri_;
     const TargetMachine* tm_;
-    const MRegisterInfo* mri_;
+    const TargetRegisterInfo* tri_;
     const TargetInstrInfo* tii_;
     LiveVariables* lv_;
 
@@ -104,8 +121,8 @@ namespace llvm {
       return getBaseIndex(index) + InstrSlots::STORE;
     }
 
-    static float getSpillWeight(const MachineOperand &mop, unsigned loopDepth) {
-      return (mop.isUse()+mop.isDef()) * powf(10.0F, (float)loopDepth);
+    static float getSpillWeight(bool isDef, bool isUse, unsigned loopDepth) {
+      return (isDef + isUse) * powf(10.0F, (float)loopDepth);
     }
 
     typedef Reg2IntervalMap::iterator iterator;
@@ -152,6 +169,22 @@ namespace llvm {
       return MBB2IdxMap[MBBNo].second;
     }
 
+    /// getMBBFromIndex - given an index in any instruction of an
+    /// MBB return a pointer the MBB
+    MachineBasicBlock* getMBBFromIndex(unsigned index) const {
+      std::vector<IdxMBBPair>::const_iterator I =
+        std::lower_bound(Idx2MBBMap.begin(), Idx2MBBMap.end(), index);
+      // Take the pair containing the index
+      std::vector<IdxMBBPair>::const_iterator J =
+        ((I != Idx2MBBMap.end() && I->first > index) ||
+         (I == Idx2MBBMap.end() && Idx2MBBMap.size()>0)) ? (I-1): I;
+
+      assert(J != Idx2MBBMap.end() && J->first < index+1 &&
+             index <= getMBBEndIdx(J->second) &&
+             "index does not correspond to an MBB");
+      return J->second;
+    }
+
     /// getInstructionIndex - returns the base index of instr
     unsigned getInstructionIndex(MachineInstr* instr) const {
       Mi2IndexMap::const_iterator it = mi2iMap_.find(instr);
@@ -212,8 +245,26 @@ namespace llvm {
       }
     }
 
+    /// ReplaceMachineInstrInMaps - Replacing a machine instr with a new one in
+    /// maps used by register allocator.
+    void ReplaceMachineInstrInMaps(MachineInstr *MI, MachineInstr *NewMI) {
+      Mi2IndexMap::iterator mi2i = mi2iMap_.find(MI);
+      if (mi2i == mi2iMap_.end())
+        return;
+      i2miMap_[mi2i->second/InstrSlots::NUM] = NewMI;
+      Mi2IndexMap::iterator it = mi2iMap_.find(MI);
+      assert(it != mi2iMap_.end() && "Invalid instruction!");
+      unsigned Index = it->second;
+      mi2iMap_.erase(it);
+      mi2iMap_[NewMI] = Index;
+    }
+
     BumpPtrAllocator& getVNInfoAllocator() { return VNInfoAllocator; }
 
+    /// getVNInfoSourceReg - Helper function that parses the specified VNInfo
+    /// copy field and returns the source register that defines it.
+    unsigned getVNInfoSourceReg(const VNInfo *VNI) const;
+
     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const;
     virtual void releaseMemory();
 
@@ -229,7 +280,27 @@ namespace llvm {
     /// addIntervalsForSpills - Create new intervals for spilled defs / uses of
     /// the given interval.
     std::vector<LiveInterval*>
-      addIntervalsForSpills(const LiveInterval& i, VirtRegMap& vrm);
+    addIntervalsForSpills(const LiveInterval& i,
+                          const MachineLoopInfo *loopInfo, VirtRegMap& vrm);
+
+    /// spillPhysRegAroundRegDefsUses - Spill the specified physical register
+    /// around all defs and uses of the specified interval.
+    void spillPhysRegAroundRegDefsUses(const LiveInterval &li,
+                                       unsigned PhysReg, VirtRegMap &vrm);
+
+    /// isReMaterializable - Returns true if every definition of MI of every
+    /// val# of the specified interval is re-materializable. Also returns true
+    /// by reference if all of the defs are load instructions.
+    bool isReMaterializable(const LiveInterval &li, bool &isLoad);
+
+    /// getRepresentativeReg - Find the largest super register of the specified
+    /// physical register.
+    unsigned getRepresentativeReg(unsigned Reg) const;
+
+    /// getNumConflictsWithPhysReg - Return the number of uses and defs of the
+    /// specified interval that conflicts with the specified physical register.
+    unsigned getNumConflictsWithPhysReg(const LiveInterval &li,
+                                        unsigned PhysReg) const;
 
   private:      
     /// computeIntervals - Compute live intervals.
@@ -255,41 +326,102 @@ namespace llvm {
                                    MachineBasicBlock::iterator mi,
                                    unsigned MIIdx,
                                    LiveInterval &interval,
-                                   unsigned SrcReg);
+                                   MachineInstr *CopyMI);
 
     /// handleLiveInRegister - Create interval for a livein register.
     void handleLiveInRegister(MachineBasicBlock* mbb,
                               unsigned MIIdx,
                               LiveInterval &interval, bool isAlias = false);
 
+    /// getReMatImplicitUse - If the remat definition MI has one (for now, we
+    /// only allow one) virtual register operand, then its uses are implicitly
+    /// using the register. Returns the virtual register.
+    unsigned getReMatImplicitUse(const LiveInterval &li,
+                                 MachineInstr *MI) const;
+
+    /// isValNoAvailableAt - Return true if the val# of the specified interval
+    /// which reaches the given instruction also reaches the specified use
+    /// index.
+    bool isValNoAvailableAt(const LiveInterval &li, MachineInstr *MI,
+                            unsigned UseIdx) const;
+
     /// isReMaterializable - Returns true if the definition MI of the specified
-    /// val# of the specified interval is re-materializable.
+    /// val# of the specified interval is re-materializable. Also returns true
+    /// by reference if the def is a load.
     bool isReMaterializable(const LiveInterval &li, const VNInfo *ValNo,
-                            MachineInstr *MI);
+                            MachineInstr *MI, bool &isLoad);
 
     /// tryFoldMemoryOperand - Attempts to fold either a spill / restore from
     /// slot / to reg or any rematerialized load into ith operand of specified
     /// MI. If it is successul, MI is updated with the newly created MI and
     /// returns true.
     bool tryFoldMemoryOperand(MachineInstr* &MI, VirtRegMap &vrm,
-                              MachineInstr *DefMI, unsigned index, unsigned i,
-                              bool isSS, int slot, unsigned reg);
+                              MachineInstr *DefMI, unsigned InstrIdx,
+                              SmallVector<unsigned, 2> &Ops,
+                              bool isSS, int Slot, unsigned Reg);
+
+    /// canFoldMemoryOperand - Return true if the specified load / store
+    /// folding is possible.
+    bool canFoldMemoryOperand(MachineInstr *MI,
+                              SmallVector<unsigned, 2> &Ops,
+                              bool ReMatLoadSS) const;
+
+    /// anyKillInMBBAfterIdx - Returns true if there is a kill of the specified
+    /// VNInfo that's after the specified index but is within the basic block.
+    bool anyKillInMBBAfterIdx(const LiveInterval &li, const VNInfo *VNI,
+                              MachineBasicBlock *MBB, unsigned Idx) const;
+
+    /// intervalIsInOneMBB - Returns true if the specified interval is entirely
+    /// within a single basic block.
+    bool intervalIsInOneMBB(const LiveInterval &li) const;
+
+    /// hasAllocatableSuperReg - Return true if the specified physical register
+    /// has any super register that's allocatable.
+    bool hasAllocatableSuperReg(unsigned Reg) const;
+
+    /// SRInfo - Spill / restore info.
+    struct SRInfo {
+      int index;
+      unsigned vreg;
+      bool canFold;
+      SRInfo(int i, unsigned vr, bool f) : index(i), vreg(vr), canFold(f) {};
+    };
 
-    /// rewriteInstructionForSpills, rewriteInstructionsForSpills - Helper functions
-    /// for addIntervalsForSpills to rewrite uses / defs for the given live range.
-    void rewriteInstructionForSpills(const LiveInterval &li,
-        unsigned id, unsigned index, unsigned end, MachineInstr *MI,
+    bool alsoFoldARestore(int Id, int index, unsigned vr,
+                          BitVector &RestoreMBBs,
+                          std::map<unsigned,std::vector<SRInfo> >&RestoreIdxes);
+    void eraseRestoreInfo(int Id, int index, unsigned vr,
+                          BitVector &RestoreMBBs,
+                          std::map<unsigned,std::vector<SRInfo> >&RestoreIdxes);
+
+    /// rewriteImplicitOps - Rewrite implicit use operands of MI (i.e. uses of
+    /// interval on to-be re-materialized operands of MI) with new register.
+    void rewriteImplicitOps(const LiveInterval &li,
+                           MachineInstr *MI, unsigned NewVReg, VirtRegMap &vrm);
+
+    /// rewriteInstructionForSpills, rewriteInstructionsForSpills - Helper
+    /// functions for addIntervalsForSpills to rewrite uses / defs for the given
+    /// live range.
+    bool rewriteInstructionForSpills(const LiveInterval &li, const VNInfo *VNI,
+        bool TrySplit, unsigned index, unsigned end, MachineInstr *MI,
         MachineInstr *OrigDefMI, MachineInstr *DefMI, unsigned Slot, int LdSlot,
         bool isLoad, bool isLoadSS, bool DefIsReMat, bool CanDelete,
-        VirtRegMap &vrm, SSARegMap *RegMap, const TargetRegisterClass* rc,
-        SmallVector<int, 4> &ReMatIds,
+        VirtRegMap &vrm, const TargetRegisterClass* rc,
+        SmallVector<int, 4> &ReMatIds, const MachineLoopInfo *loopInfo,
+        unsigned &NewVReg, unsigned ImpUse, bool &HasDef, bool &HasUse,
+        std::map<unsigned,unsigned> &MBBVRegsMap,
         std::vector<LiveInterval*> &NewLIs);
-    void rewriteInstructionsForSpills(const LiveInterval &li,
+    void rewriteInstructionsForSpills(const LiveInterval &li, bool TrySplit,
         LiveInterval::Ranges::const_iterator &I,
         MachineInstr *OrigDefMI, MachineInstr *DefMI, unsigned Slot, int LdSlot,
         bool isLoad, bool isLoadSS, bool DefIsReMat, bool CanDelete,
-        VirtRegMap &vrm, SSARegMap *RegMap, const TargetRegisterClass* rc,
-        SmallVector<int, 4> &ReMatIds,
+        VirtRegMap &vrm, const TargetRegisterClass* rc,
+        SmallVector<int, 4> &ReMatIds, const MachineLoopInfo *loopInfo,
+        BitVector &SpillMBBs,
+        std::map<unsigned,std::vector<SRInfo> > &SpillIdxes,
+        BitVector &RestoreMBBs,
+        std::map<unsigned,std::vector<SRInfo> > &RestoreIdxes,
+        std::map<unsigned,unsigned> &MBBVRegsMap,
         std::vector<LiveInterval*> &NewLIs);
 
     static LiveInterval createInterval(unsigned Reg);