include/llvm/CodeGen/RegisterScavenging.h

   1 //===-- RegisterScavenging.h - Machine register scavenging ------*- 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 declares the machine register scavenger class. It can provide
  11 // information such as unused register at any point in a machine basic block.
  12 // It also provides a mechanism to make registers availbale by evicting them
  13 // to spill slots.
  14 //
  15 //===----------------------------------------------------------------------===//
  16
  17 #ifndef LLVM_CODEGEN_REGISTER_SCAVENGING_H
  18 #define LLVM_CODEGEN_REGISTER_SCAVENGING_H
  19
  20 #include "llvm/CodeGen/MachineBasicBlock.h"
  21 #include "llvm/ADT/BitVector.h"
  22 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  23
  24 namespace llvm {
  25
  26 class MachineRegisterInfo;
  27 class TargetRegisterInfo;
  28 class TargetInstrInfo;
  29 class TargetRegisterClass;
  30
  31 class RegScavenger {
  32   const TargetRegisterInfo *TRI;
  33   const TargetInstrInfo *TII;
  34   MachineRegisterInfo* MRI;
  35   MachineBasicBlock *MBB;
  36   MachineBasicBlock::iterator MBBI;
  37   unsigned NumPhysRegs;
  38
  39   /// Tracking - True if RegScavenger is currently tracking the liveness of
  40   /// registers.
  41   bool Tracking;
  42
  43   /// ScavengingFrameIndex - Special spill slot used for scavenging a register
  44   /// post register allocation.
  45   int ScavengingFrameIndex;
  46
  47   /// ScavengedReg - If none zero, the specific register is currently being
  48   /// scavenged. That is, it is spilled to the special scavenging stack slot.
  49   unsigned ScavengedReg;
  50
  51   /// ScavengedRC - Register class of the scavenged register.
  52   ///
  53   const TargetRegisterClass *ScavengedRC;
  54
  55   /// ScavengeRestore - Instruction that restores the scavenged register from
  56   /// stack.
  57   const MachineInstr *ScavengeRestore;
  58
  59   /// CalleeSavedrRegs - A bitvector of callee saved registers for the target.
  60   ///
  61   BitVector CalleeSavedRegs;
  62
  63   /// ReservedRegs - A bitvector of reserved registers.
  64   ///
  65   BitVector ReservedRegs;
  66
  67   /// RegsAvailable - The current state of all the physical registers immediately
  68   /// before MBBI. One bit per physical register. If bit is set that means it's
  69   /// available, unset means the register is currently being used.
  70   BitVector RegsAvailable;
  71
  72   /// ImplicitDefed - If bit is set that means the register is defined by an
  73   /// implicit_def instructions. That means it can be clobbered at will.
  74   BitVector ImplicitDefed;
  75
  76   /// CurrDist - Distance from MBB entry to the current instruction MBBI.
  77   ///
  78   unsigned CurrDist;
  79
  80   /// DistanceMap - Keep track the distance of a MI from the start of the
  81   /// current basic block.
  82   DenseMap<MachineInstr*, unsigned> DistanceMap;
  83
  84 public:
  85   RegScavenger()
  86     : MBB(NULL), NumPhysRegs(0), Tracking(false),
  87       ScavengingFrameIndex(-1), ScavengedReg(0), ScavengedRC(NULL) {}
  88
  89   /// enterBasicBlock - Start tracking liveness from the begin of the specific
  90   /// basic block.
  91   void enterBasicBlock(MachineBasicBlock *mbb);
  92
  93   /// forward / backward - Move the internal MBB iterator and update register
  94   /// states.
  95   void forward();
  96   void backward();
  97
  98   /// forward / backward - Move the internal MBB iterator and update register
  99   /// states until it has processed the specific iterator.
 100   void forward(MachineBasicBlock::iterator I) {
 101     if (!Tracking && MBB->begin() != I) forward();
 102     while (MBBI != I) forward();
 103   }
 104   void backward(MachineBasicBlock::iterator I) {
 105     while (MBBI != I) backward();
 106   }
 107
 108   /// skipTo - Move the internal MBB iterator but do not update register states.
 109   ///
 110   void skipTo(MachineBasicBlock::iterator I) { MBBI = I; }
 111
 112   /// isReserved - Returns true if a register is reserved. It is never "unused".
 113   bool isReserved(unsigned Reg) const { return ReservedRegs[Reg]; }
 114
 115   /// isUsed / isUsed - Test if a register is currently being used.
 116   ///
 117   bool isUsed(unsigned Reg) const   { return !RegsAvailable[Reg]; }
 118   bool isUnused(unsigned Reg) const { return RegsAvailable[Reg]; }
 119
 120   bool isImplicitlyDefined(unsigned Reg) const { return ImplicitDefed[Reg]; }
 121
 122   /// getRegsUsed - return all registers currently in use in used.
 123   void getRegsUsed(BitVector &used, bool includeReserved);
 124
 125   /// setUsed / setUnused - Mark the state of one or a number of registers.
 126   ///
 127   void setUsed(unsigned Reg, bool ImpDef = false);
 128   void setUsed(BitVector &Regs, bool ImpDef = false) {
 129     RegsAvailable &= ~Regs;
 130     if (ImpDef)
 131       ImplicitDefed |= Regs;
 132     else
 133       ImplicitDefed &= ~Regs;
 134   }
 135   void setUnused(unsigned Reg, const MachineInstr *MI);
 136   void setUnused(BitVector &Regs) {
 137     RegsAvailable |= Regs;
 138     ImplicitDefed &= ~Regs;
 139   }
 140
 141   /// FindUnusedReg - Find a unused register of the specified register class
 142   /// from the specified set of registers. It return 0 is none is found.
 143   unsigned FindUnusedReg(const TargetRegisterClass *RegClass,
 144                          const BitVector &Candidates) const;
 145
 146   /// FindUnusedReg - Find a unused register of the specified register class.
 147   /// Exclude callee saved registers if directed. It return 0 is none is found.
 148   unsigned FindUnusedReg(const TargetRegisterClass *RegClass,
 149                          bool ExCalleeSaved = false) const;
 150
 151   /// setScavengingFrameIndex / getScavengingFrameIndex - accessor and setter of
 152   /// ScavengingFrameIndex.
 153   void setScavengingFrameIndex(int FI) { ScavengingFrameIndex = FI; }
 154   int getScavengingFrameIndex() const { return ScavengingFrameIndex; }
 155
 156   /// scavengeRegister - Make a register of the specific register class
 157   /// available and do the appropriate bookkeeping. SPAdj is the stack
 158   /// adjustment due to call frame, it's passed along to eliminateFrameIndex().
 159   /// Returns the scavenged register.
 160   unsigned scavengeRegister(const TargetRegisterClass *RegClass,
 161                             MachineBasicBlock::iterator I, int SPAdj);
 162   unsigned scavengeRegister(const TargetRegisterClass *RegClass, int SPAdj) {
 163     return scavengeRegister(RegClass, MBBI, SPAdj);
 164   }
 165
 166 private:
 167   /// restoreScavengedReg - Restore scavenged by loading it back from the
 168   /// emergency spill slot. Mark it used.
 169   void restoreScavengedReg();
 170
 171   MachineInstr *findFirstUse(MachineBasicBlock *MBB,
 172                              MachineBasicBlock::iterator I, unsigned Reg,
 173                              unsigned &Dist);
 174 };
 175
 176 } // End llvm namespace
 177
 178 #endif