Constify some methods. Patch provided by Anton Vayvod, thanks!
[oota-llvm.git] / include / llvm / Target / MRegisterInfo.h
index 320d503944f2dc3e970144e92a71128ca570ebb8..707061f853aebcd45b7fd6b9404a4e30505835b4 100644 (file)
@@ -1,4 +1,11 @@
-//===- Target/MRegisterInfo.h - Target Register Information -------*-C++-*-===//
+//===- Target/MRegisterInfo.h - Target Register Information -----*- C++ -*-===//
+//
+//                     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 describes an abstract interface used to get information about a
 // target machines register file.  This information is used for a variety of
 #define LLVM_TARGET_MREGISTERINFO_H
 
 #include "llvm/CodeGen/MachineBasicBlock.h"
-#include <map>
-#include <assert.h>
+#include "llvm/CodeGen/ValueTypes.h"
+#include <cassert>
+#include <functional>
 
-class Type;
+namespace llvm {
 
-/// MRegisterDesc - This record contains all of the information known about a
-/// particular register.
-///
-struct MRegisterDesc {
-  const char *Name;    // Assembly language name for the register
-  unsigned   Flags;    // Flags identifying register properties (defined below)
-  unsigned TSFlags;    // Target Specific Flags
-};
+class Type;
+class MachineFunction;
+class MachineInstr;
+class MachineLocation;
+class MachineMove;
+class TargetRegisterClass;
 
-/// MRF namespace - This namespace contains flags that pertain to machine
-/// registers
+/// TargetRegisterDesc - This record contains all of the information known about
+/// a particular register.  The AliasSet field (if not null) contains a pointer
+/// to a Zero terminated array of registers that this register aliases.  This is
+/// needed for architectures like X86 which have AL alias AX alias EAX.
+/// Registers that this does not apply to simply should set this to null.
 ///
-namespace MRF {  // MRF = Machine Register Flags
-  enum {
-    INT8             =   1 << 0,   // This is an 8 bit integer register
-    INT16            =   1 << 1,   // This is a 16 bit integer register
-    INT32            =   1 << 2,   // This is a 32 bit integer register
-    INT64            =   1 << 3,   // This is a 64 bit integer register
-    INT128           =   1 << 4,   // This is a 128 bit integer register
-
-    FP32             =   1 << 5,   // This is a 32 bit floating point register
-    FP64             =   1 << 6,   // This is a 64 bit floating point register
-    FP80             =   1 << 7,   // This is a 80 bit floating point register
-    FP128            =   1 << 8,   // This is a 128 bit floating point register
-  };
+struct TargetRegisterDesc {
+  const char     *Name;         // Assembly language name for the register
+  const unsigned *AliasSet;     // Register Alias Set, described above
 };
 
 class TargetRegisterClass {
-protected:
-  TargetRegisterClass() {}
+public:
+  typedef const unsigned* iterator;
+  typedef const unsigned* const_iterator;
 
+  typedef const MVT::ValueType* vt_iterator;
+  typedef const TargetRegisterClass* const * sc_iterator;
+private:
+  unsigned ID;
+  bool  isSubClass;
+  const vt_iterator VTs;
+  const sc_iterator SubClasses;
+  const sc_iterator SuperClasses;
+  const unsigned RegSize, Alignment;    // Size & Alignment of register in bytes
+  const iterator RegsBegin, RegsEnd;
 public:
+  TargetRegisterClass(unsigned id,
+                      const MVT::ValueType *vts,
+                      const TargetRegisterClass * const *subcs,
+                      const TargetRegisterClass * const *supcs,
+                      unsigned RS, unsigned Al, iterator RB, iterator RE)
+    : ID(id), VTs(vts), SubClasses(subcs), SuperClasses(supcs),
+    RegSize(RS), Alignment(Al), RegsBegin(RB), RegsEnd(RE) {}
+  virtual ~TargetRegisterClass() {}     // Allow subclasses
+  
+  /// getID() - Return the register class ID number.
+  ///
+  unsigned getID() const { return ID; }
+  
+  /// begin/end - Return all of the registers in this class.
+  ///
+  iterator       begin() const { return RegsBegin; }
+  iterator         end() const { return RegsEnd; }
+
+  /// getNumRegs - Return the number of registers in this class.
+  ///
+  unsigned getNumRegs() const { return RegsEnd-RegsBegin; }
+
+  /// getRegister - Return the specified register in the class.
+  ///
+  unsigned getRegister(unsigned i) const {
+    assert(i < getNumRegs() && "Register number out of range!");
+    return RegsBegin[i];
+  }
+
+  /// contains - Return true if the specified register is included in this
+  /// register class.
+  bool contains(unsigned Reg) const {
+    for (iterator I = begin(), E = end(); I != E; ++I)
+      if (*I == Reg) return true;
+    return false;
+  }
 
-  typedef unsigned* iterator;
-  typedef unsigned* const_iterator;
+  /// hasType - return true if this TargetRegisterClass has the ValueType vt.
+  ///
+  bool hasType(MVT::ValueType vt) const {
+    for(int i = 0; VTs[i] != MVT::Other; ++i)
+      if (VTs[i] == vt)
+        return true;
+    return false;
+  }
+  
+  /// vt_begin / vt_end - Loop over all of the value types that can be
+  /// represented by values in this register class.
+  vt_iterator vt_begin() const {
+    return VTs;
+  }
 
-  iterator       begin();
-  iterator         end();
-  const_iterator begin() const;
-  const_iterator   end() const;
+  vt_iterator vt_end() const {
+    vt_iterator I = VTs;
+    while (*I != MVT::Other) ++I;
+    return I;
+  }
 
-  virtual unsigned getNumRegs() const { return 0; }
-  virtual unsigned getRegister(unsigned idx) const { return 0; }
+  /// hasSubRegClass - return true if the specified TargetRegisterClass is a
+  /// sub-register class of this TargetRegisterClass.
+  bool hasSubRegClass(const TargetRegisterClass *cs) const {
+    for (int i = 0; SubClasses[i] != NULL; ++i) 
+      if (SubClasses[i] == cs)
+        return true;
+    return false;
+  }
 
-  virtual unsigned getDataSize() const { return 0; }
+  /// subclasses_begin / subclasses_end - Loop over all of the sub-classes of
+  /// this register class.
+  sc_iterator subclasses_begin() const {
+    return SubClasses;
+  }
+  
+  sc_iterator subclasses_end() const {
+    sc_iterator I = SubClasses;
+    while (*I != NULL) ++I;
+    return I;
+  }
+  
+  /// hasSuperRegClass - return true if the specified TargetRegisterClass is a
+  /// super-register class of this TargetRegisterClass.
+  bool hasSuperRegClass(const TargetRegisterClass *cs) const {
+    for (int i = 0; SuperClasses[i] != NULL; ++i) 
+      if (SuperClasses[i] == cs)
+        return true;
+    return false;
+  }
 
-  void
-  buildReg2RegClassMap(std::map<unsigned,const TargetRegisterClass*>&
-                       Reg2RegClassMap) const
-  {
-    for (unsigned i=0; i < getNumRegs(); ++i) {
-      Reg2RegClassMap[getRegister(i)] = this;
-    }
+  /// superclasses_begin / superclasses_end - Loop over all of the super-classes
+  /// of this register class.
+  sc_iterator superclasses_begin() const {
+    return SuperClasses;
+  }
+  
+  sc_iterator superclasses_end() const {
+    sc_iterator I = SuperClasses;
+    while (*I != NULL) ++I;
+    return I;
+  }
+  
+  /// allocation_order_begin/end - These methods define a range of registers
+  /// which specify the registers in this class that are valid to register
+  /// allocate, and the preferred order to allocate them in.  For example,
+  /// callee saved registers should be at the end of the list, because it is
+  /// cheaper to allocate caller saved registers.
+  ///
+  /// These methods take a MachineFunction argument, which can be used to tune
+  /// the allocatable registers based on the characteristics of the function.
+  /// One simple example is that the frame pointer register can be used if
+  /// frame-pointer-elimination is performed.
+  ///
+  /// By default, these methods return all registers in the class.
+  ///
+  virtual iterator allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const {
+    return begin();
+  }
+  virtual iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF)   const {
+    return end();
   }
 
-  //const std::vector<unsigned> &getRegsInClass(void) { return Regs; }
-  //void getAliases(void);
+
+
+  /// getSize - Return the size of the register in bytes, which is also the size
+  /// of a stack slot allocated to hold a spilled copy of this register.
+  unsigned getSize() const { return RegSize; }
+
+  /// getAlignment - Return the minimum required alignment for a register of
+  /// this class.
+  unsigned getAlignment() const { return Alignment; }
 };
 
 
 /// MRegisterInfo base class - We assume that the target defines a static array
-/// of MRegisterDesc objects that represent all of the machine registers that
-/// the target has.  As such, we simply have to track a pointer to this array so
-/// that we can turn register number into a register descriptor.
+/// of TargetRegisterDesc objects that represent all of the machine registers
+/// that the target has.  As such, we simply have to track a pointer to this
+/// array so that we can turn register number into a register descriptor.
 ///
 class MRegisterInfo {
-  const MRegisterDesc *Desc;    // Pointer to the descriptor array
-  unsigned NumRegs;             // Number of entries in the array
+public:
+  typedef const TargetRegisterClass * const * regclass_iterator;
+private:
+  const TargetRegisterDesc *Desc;             // Pointer to the descriptor array
+  unsigned NumRegs;                           // Number of entries in the array
+
+  regclass_iterator RegClassBegin, RegClassEnd;   // List of regclasses
+
+  int CallFrameSetupOpcode, CallFrameDestroyOpcode;
 protected:
-  MRegisterInfo(const MRegisterDesc *D, unsigned NR) : Desc(D), NumRegs(NR) {}
+  MRegisterInfo(const TargetRegisterDesc *D, unsigned NR,
+                regclass_iterator RegClassBegin, regclass_iterator RegClassEnd,
+                int CallFrameSetupOpcode = -1, int CallFrameDestroyOpcode = -1);
+  virtual ~MRegisterInfo();
 public:
 
-  enum {                        // Define some target independant constants
-    /// NoRegister - This 'hard' register is a 'noop' register for all backends.
-    /// This is used as the destination register for instructions that do not
-    /// produce a value.  Some frontends may use this as an operand register to
-    /// mean special things, for example, the Sparc backend uses R0 to mean %g0
-    /// which always PRODUCES the value 0.  The X86 backend does not use this
-    /// value as an operand register.
-    ///
+  enum {                        // Define some target independent constants
+    /// NoRegister - This physical register is not a real target register.  It
+    /// is useful as a sentinal.
     NoRegister = 0,
 
     /// FirstVirtualRegister - This is the first register number that is
     /// considered to be a 'virtual' register, which is part of the SSA
     /// namespace.  This must be the same for all targets, which means that each
     /// target is limited to 1024 registers.
-    ///
-    FirstVirtualRegister = 1024,
+    FirstVirtualRegister = 1024
   };
 
-  const MRegisterDesc &operator[](unsigned RegNo) const {
+  /// isPhysicalRegister - Return true if the specified register number is in
+  /// the physical register namespace.
+  static bool isPhysicalRegister(unsigned Reg) {
+    assert(Reg && "this is not a register!");
+    return Reg < FirstVirtualRegister;
+  }
+
+  /// isVirtualRegister - Return true if the specified register number is in
+  /// the virtual register namespace.
+  static bool isVirtualRegister(unsigned Reg) {
+    assert(Reg && "this is not a register!");
+    return Reg >= FirstVirtualRegister;
+  }
+
+  /// getAllocatableSet - Returns a bitset indexed by register number
+  /// indicating if a register is allocatable or not.
+  std::vector<bool> getAllocatableSet(MachineFunction &MF) const;
+
+  const TargetRegisterDesc &operator[](unsigned RegNo) const {
     assert(RegNo < NumRegs &&
            "Attempting to access record for invalid register number!");
     return Desc[RegNo];
@@ -114,45 +250,191 @@ public:
   /// Provide a get method, equivalent to [], but more useful if we have a
   /// pointer to this object.
   ///
-  const MRegisterDesc &get(unsigned RegNo) const { return operator[](RegNo); }
+  const TargetRegisterDesc &get(unsigned RegNo) const {
+    return operator[](RegNo);
+  }
 
+  /// getAliasSet - Return the set of registers aliased by the specified
+  /// register, or a null list of there are none.  The list returned is zero
+  /// terminated.
+  ///
+  const unsigned *getAliasSet(unsigned RegNo) const {
+    return get(RegNo).AliasSet;
+  }
 
-  virtual MachineBasicBlock::iterator
-  storeReg2RegOffset(MachineBasicBlock *MBB,
-                     MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
-                     unsigned SrcReg, unsigned DestReg,
-                     unsigned ImmOffset, unsigned dataSize) const = 0;
+  /// getName - Return the symbolic target specific name for the specified
+  /// physical register.
+  const char *getName(unsigned RegNo) const {
+    return get(RegNo).Name;
+  }
 
-  virtual MachineBasicBlock::iterator
-  loadRegOffset2Reg(MachineBasicBlock *MBB,
-                    MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
-                    unsigned DestReg, unsigned SrcReg,
-                    unsigned ImmOffset, unsigned dataSize) const = 0;
+  /// getNumRegs - Return the number of registers this target has
+  /// (useful for sizing arrays holding per register information)
+  unsigned getNumRegs() const {
+    return NumRegs;
+  }
 
+  /// areAliases - Returns true if the two registers alias each other,
+  /// false otherwise
+  bool areAliases(unsigned regA, unsigned regB) const {
+    for (const unsigned *Alias = getAliasSet(regA); *Alias; ++Alias)
+      if (*Alias == regB) return true;
+    return false;
+  }
+
+  /// getCalleeSaveRegs - Return a null-terminated list of all of the
+  /// callee-save registers on this target.
   virtual const unsigned* getCalleeSaveRegs() const = 0;
-  virtual const unsigned* getCallerSaveRegs() const = 0;
 
-  virtual unsigned getFramePointer() const = 0;
-  virtual unsigned getStackPointer() const = 0;
+  /// getCalleeSaveRegClasses - Return a null-terminated list of the preferred
+  /// register classes to spill each callee-saved register with.  The order and
+  /// length of this list match the getCalleeSaveRegs() list.
+  virtual const TargetRegisterClass* const *getCalleeSaveRegClasses() const = 0;
+
+  //===--------------------------------------------------------------------===//
+  // Register Class Information
+  //
 
   /// Register class iterators
-  typedef const TargetRegisterClass* const_iterator;
+  ///
+  regclass_iterator regclass_begin() const { return RegClassBegin; }
+  regclass_iterator regclass_end() const { return RegClassEnd; }
+
+  unsigned getNumRegClasses() const {
+    return regclass_end()-regclass_begin();
+  }
+  
+  /// getRegClass - Returns the register class associated with the enumeration
+  /// value.  See class TargetOperandInfo.
+  const TargetRegisterClass *getRegClass(unsigned i) const {
+    assert(i <= getNumRegClasses() && "Register Class ID out of range");
+    return i ? RegClassBegin[i - 1] : NULL;
+  }
 
-  virtual const_iterator const_regclass_begin() const = 0;
-  virtual const_iterator const_regclass_end() const = 0;
+  //===--------------------------------------------------------------------===//
+  // Interfaces used by the register allocator and stack frame
+  // manipulation passes to move data around between registers,
+  // immediates and memory.  The return value is the number of
+  // instructions added to (negative if removed from) the basic block.
+  //
 
-  virtual unsigned getNumRegClasses() const = 0;
-  virtual const TargetRegisterClass* getRegClassForType(const Type* Ty) const=0;
+  virtual void storeRegToStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
+                                   MachineBasicBlock::iterator MI,
+                                   unsigned SrcReg, int FrameIndex,
+                                   const TargetRegisterClass *RC) const = 0;
 
+  virtual void loadRegFromStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
+                                    MachineBasicBlock::iterator MI,
+                                    unsigned DestReg, int FrameIndex,
+                                    const TargetRegisterClass *RC) const = 0;
+
+  virtual void copyRegToReg(MachineBasicBlock &MBB,
+                            MachineBasicBlock::iterator MI,
+                            unsigned DestReg, unsigned SrcReg,
+                            const TargetRegisterClass *RC) const = 0;
+
+  /// foldMemoryOperand - Attempt to fold a load or store of the
+  /// specified stack slot into the specified machine instruction for
+  /// the specified operand.  If this is possible, a new instruction
+  /// is returned with the specified operand folded, otherwise NULL is
+  /// returned. The client is responsible for removing the old
+  /// instruction and adding the new one in the instruction stream
+  virtual MachineInstr* foldMemoryOperand(MachineInstr* MI,
+                                          unsigned OpNum,
+                                          int FrameIndex) const {
+    return 0;
+  }
+
+  /// getCallFrameSetup/DestroyOpcode - These methods return the opcode of the
+  /// frame setup/destroy instructions if they exist (-1 otherwise).  Some
+  /// targets use pseudo instructions in order to abstract away the difference
+  /// between operating with a frame pointer and operating without, through the
+  /// use of these two instructions.
+  ///
+  int getCallFrameSetupOpcode() const { return CallFrameSetupOpcode; }
+  int getCallFrameDestroyOpcode() const { return CallFrameDestroyOpcode; }
+
+
+  /// eliminateCallFramePseudoInstr - This method is called during prolog/epilog
+  /// code insertion to eliminate call frame setup and destroy pseudo
+  /// instructions (but only if the Target is using them).  It is responsible
+  /// for eliminating these instructions, replacing them with concrete
+  /// instructions.  This method need only be implemented if using call frame
+  /// setup/destroy pseudo instructions.
+  ///
   virtual void
-  buildReg2RegClassMap(std::map<unsigned,const TargetRegisterClass*>&
-                       Reg2RegClassMap) const {
-    for (MRegisterInfo::const_iterator I = const_regclass_begin(),
-           E = const_regclass_end(); I != E; ++I) {
-      I->buildReg2RegClassMap(Reg2RegClassMap);
-    }
+  eliminateCallFramePseudoInstr(MachineFunction &MF,
+                                MachineBasicBlock &MBB,
+                                MachineBasicBlock::iterator MI) const {
+    assert(getCallFrameSetupOpcode()== -1 && getCallFrameDestroyOpcode()== -1 &&
+           "eliminateCallFramePseudoInstr must be implemented if using"
+           " call frame setup/destroy pseudo instructions!");
+    assert(0 && "Call Frame Pseudo Instructions do not exist on this target!");
   }
 
+  /// processFunctionBeforeFrameFinalized - This method is called immediately
+  /// before the specified functions frame layout (MF.getFrameInfo()) is
+  /// finalized.  Once the frame is finalized, MO_FrameIndex operands are
+  /// replaced with direct constants.  This method is optional. The return value
+  /// is the number of instructions added to (negative if removed from) the
+  /// basic block
+  ///
+  virtual void processFunctionBeforeFrameFinalized(MachineFunction &MF) const {
+  }
+
+  /// eliminateFrameIndex - This method must be overriden to eliminate abstract
+  /// frame indices from instructions which may use them.  The instruction
+  /// referenced by the iterator contains an MO_FrameIndex operand which must be
+  /// eliminated by this method.  This method may modify or replace the
+  /// specified instruction, as long as it keeps the iterator pointing the the
+  /// finished product. The return value is the number of instructions
+  /// added to (negative if removed from) the basic block.
+  ///
+  virtual void eliminateFrameIndex(MachineBasicBlock::iterator MI) const = 0;
+
+  /// emitProlog/emitEpilog - These methods insert prolog and epilog code into
+  /// the function. The return value is the number of instructions
+  /// added to (negative if removed from) the basic block (entry for prologue).
+  ///
+  virtual void emitPrologue(MachineFunction &MF) const = 0;
+  virtual void emitEpilogue(MachineFunction &MF,
+                            MachineBasicBlock &MBB) const = 0;
+                            
+  //===--------------------------------------------------------------------===//
+  /// Debug information queries.
+  
+  /// getDwarfRegNum - Map a target register to an equivalent dwarf register
+  /// number.  Returns -1 if there is no equivalent value.
+  virtual int getDwarfRegNum(unsigned RegNum) const = 0;
+
+  /// getFrameRegister - This method should return the register used as a base
+  /// for values allocated in the current stack frame.
+  virtual unsigned getFrameRegister(MachineFunction &MF) const = 0;
+  
+  /// getRARegister - This method should return the register where the return
+  /// address can be found.
+  virtual unsigned getRARegister() const = 0;
+                            
+  /// getLocation - This method should return the actual location of a frame
+  /// variable given the frame index.  The location is returned in ML.
+  /// Subclasses should override this method for special handling of frame
+  /// variables and call MRegisterInfo::getLocation for the default action.
+  virtual void getLocation(MachineFunction &MF, unsigned Index,
+                           MachineLocation &ML) const;
+                           
+  /// getInitialFrameState - Returns a list of machine moves that are assumed
+  /// on entry to all functions.  Note that LabelID is ignored (assumed to be
+  /// the beginning of the function.)
+  virtual void getInitialFrameState(std::vector<MachineMove *> &Moves) const;
 };
 
+// This is useful when building DenseMaps keyed on virtual registers
+struct VirtReg2IndexFunctor : std::unary_function<unsigned, unsigned> {
+  unsigned operator()(unsigned Reg) const {
+    return Reg - MRegisterInfo::FirstVirtualRegister;
+  }
+};
+
+} // End llvm namespace
+
 #endif