lib/CodeGen/InterferenceCache.cpp

   1 //===-- InterferenceCache.cpp - Caching per-block interference ---------*--===//
   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 // InterferenceCache remembers per-block interference in LiveIntervalUnions.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "InterferenceCache.h"
  15 #include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
  16 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  17 #include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
  18
  19 using namespace llvm;
  20
  21 #define DEBUG_TYPE "regalloc"
  22
  23 // Static member used for null interference cursors.
  24 const InterferenceCache::BlockInterference
  25     InterferenceCache::Cursor::NoInterference;
  26
  27 // Initializes PhysRegEntries (instead of a SmallVector, PhysRegEntries is a
  28 // buffer of size NumPhysRegs to speed up alloc/clear for targets with large
  29 // reg files). Calloced memory is used for good form, and quites tools like
  30 // Valgrind too, but zero initialized memory is not required by the algorithm:
  31 // this is because PhysRegEntries works like a SparseSet and its entries are
  32 // only valid when there is a corresponding CacheEntries assignment. There is
  33 // also support for when pass managers are reused for targets with different
  34 // numbers of PhysRegs: in this case PhysRegEntries is freed and reinitialized.
  35 void InterferenceCache::reinitPhysRegEntries() {
  36   if (PhysRegEntriesCount == TRI->getNumRegs()) return;
  37   free(PhysRegEntries);
  38   PhysRegEntriesCount = TRI->getNumRegs();
  39   PhysRegEntries = (unsigned char*)
  40     calloc(PhysRegEntriesCount, sizeof(unsigned char));
  41 }
  42
  43 void InterferenceCache::init(MachineFunction *mf,
  44                              LiveIntervalUnion *liuarray,
  45                              SlotIndexes *indexes,
  46                              LiveIntervals *lis,
  47                              const TargetRegisterInfo *tri) {
  48   MF = mf;
  49   LIUArray = liuarray;
  50   TRI = tri;
  51   reinitPhysRegEntries();
  52   for (unsigned i = 0; i != CacheEntries; ++i)
  53     Entries[i].clear(mf, indexes, lis);
  54 }
  55
  56 InterferenceCache::Entry *InterferenceCache::get(unsigned PhysReg) {
  57   unsigned E = PhysRegEntries[PhysReg];
  58   if (E < CacheEntries && Entries[E].getPhysReg() == PhysReg) {
  59     if (!Entries[E].valid(LIUArray, TRI))
  60       Entries[E].revalidate(LIUArray, TRI);
  61     return &Entries[E];
  62   }
  63   // No valid entry exists, pick the next round-robin entry.
  64   E = RoundRobin;
  65   if (++RoundRobin == CacheEntries)
  66     RoundRobin = 0;
  67   for (unsigned i = 0; i != CacheEntries; ++i) {
  68     // Skip entries that are in use.
  69     if (Entries[E].hasRefs()) {
  70       if (++E == CacheEntries)
  71         E = 0;
  72       continue;
  73     }
  74     Entries[E].reset(PhysReg, LIUArray, TRI, MF);
  75     PhysRegEntries[PhysReg] = E;
  76     return &Entries[E];
  77   }
  78   llvm_unreachable("Ran out of interference cache entries.");
  79 }
  80
  81 /// revalidate - LIU contents have changed, update tags.
  82 void InterferenceCache::Entry::revalidate(LiveIntervalUnion *LIUArray,
  83                                           const TargetRegisterInfo *TRI) {
  84   // Invalidate all block entries.
  85   ++Tag;
  86   // Invalidate all iterators.
  87   PrevPos = SlotIndex();
  88   unsigned i = 0;
  89   for (MCRegUnitIterator Units(PhysReg, TRI); Units.isValid(); ++Units, ++i)
  90     RegUnits[i].VirtTag = LIUArray[*Units].getTag();
  91 }
  92
  93 void InterferenceCache::Entry::reset(unsigned physReg,
  94                                      LiveIntervalUnion *LIUArray,
  95                                      const TargetRegisterInfo *TRI,
  96                                      const MachineFunction *MF) {
  97   assert(!hasRefs() && "Cannot reset cache entry with references");
  98   // LIU's changed, invalidate cache.
  99   ++Tag;
 100   PhysReg = physReg;
 101   Blocks.resize(MF->getNumBlockIDs());
 102
 103   // Reset iterators.
 104   PrevPos = SlotIndex();
 105   RegUnits.clear();
 106   for (MCRegUnitIterator Units(PhysReg, TRI); Units.isValid(); ++Units) {
 107     RegUnits.push_back(LIUArray[*Units]);
 108     RegUnits.back().Fixed = &LIS->getRegUnit(*Units);
 109   }
 110 }
 111
 112 bool InterferenceCache::Entry::valid(LiveIntervalUnion *LIUArray,
 113                                      const TargetRegisterInfo *TRI) {
 114   unsigned i = 0, e = RegUnits.size();
 115   for (MCRegUnitIterator Units(PhysReg, TRI); Units.isValid(); ++Units, ++i) {
 116     if (i == e)
 117       return false;
 118     if (LIUArray[*Units].changedSince(RegUnits[i].VirtTag))
 119       return false;
 120   }
 121   return i == e;
 122 }
 123
 124 void InterferenceCache::Entry::update(unsigned MBBNum) {
 125   SlotIndex Start, Stop;
 126   std::tie(Start, Stop) = Indexes->getMBBRange(MBBNum);
 127
 128   // Use advanceTo only when possible.
 129   if (PrevPos != Start) {
 130     if (!PrevPos.isValid() || Start < PrevPos) {
 131       for (unsigned i = 0, e = RegUnits.size(); i != e; ++i) {
 132         RegUnitInfo &RUI = RegUnits[i];
 133         RUI.VirtI.find(Start);
 134         RUI.FixedI = RUI.Fixed->find(Start);
 135       }
 136     } else {
 137       for (unsigned i = 0, e = RegUnits.size(); i != e; ++i) {
 138         RegUnitInfo &RUI = RegUnits[i];
 139         RUI.VirtI.advanceTo(Start);
 140         if (RUI.FixedI != RUI.Fixed->end())
 141           RUI.FixedI = RUI.Fixed->advanceTo(RUI.FixedI, Start);
 142       }
 143     }
 144     PrevPos = Start;
 145   }
 146
 147   MachineFunction::const_iterator MFI = MF->getBlockNumbered(MBBNum);
 148   BlockInterference *BI = &Blocks[MBBNum];
 149   ArrayRef<SlotIndex> RegMaskSlots;
 150   ArrayRef<const uint32_t*> RegMaskBits;
 151   for (;;) {
 152     BI->Tag = Tag;
 153     BI->First = BI->Last = SlotIndex();
 154
 155     // Check for first interference from virtregs.
 156     for (unsigned i = 0, e = RegUnits.size(); i != e; ++i) {
 157       LiveIntervalUnion::SegmentIter &I = RegUnits[i].VirtI;
 158       if (!I.valid())
 159         continue;
 160       SlotIndex StartI = I.start();
 161       if (StartI >= Stop)
 162         continue;
 163       if (!BI->First.isValid() || StartI < BI->First)
 164         BI->First = StartI;
 165     }
 166
 167     // Same thing for fixed interference.
 168     for (unsigned i = 0, e = RegUnits.size(); i != e; ++i) {
 169       LiveInterval::const_iterator I = RegUnits[i].FixedI;
 170       LiveInterval::const_iterator E = RegUnits[i].Fixed->end();
 171       if (I == E)
 172         continue;
 173       SlotIndex StartI = I->start;
 174       if (StartI >= Stop)
 175         continue;
 176       if (!BI->First.isValid() || StartI < BI->First)
 177         BI->First = StartI;
 178     }
 179
 180     // Also check for register mask interference.
 181     RegMaskSlots = LIS->getRegMaskSlotsInBlock(MBBNum);
 182     RegMaskBits = LIS->getRegMaskBitsInBlock(MBBNum);
 183     SlotIndex Limit = BI->First.isValid() ? BI->First : Stop;
 184     for (unsigned i = 0, e = RegMaskSlots.size();
 185          i != e && RegMaskSlots[i] < Limit; ++i)
 186       if (MachineOperand::clobbersPhysReg(RegMaskBits[i], PhysReg)) {
 187         // Register mask i clobbers PhysReg before the LIU interference.
 188         BI->First = RegMaskSlots[i];
 189         break;
 190       }
 191
 192     PrevPos = Stop;
 193     if (BI->First.isValid())
 194       break;
 195
 196     // No interference in this block? Go ahead and precompute the next block.
 197     if (++MFI == MF->end())
 198       return;
 199     MBBNum = MFI->getNumber();
 200     BI = &Blocks[MBBNum];
 201     if (BI->Tag == Tag)
 202       return;
 203     std::tie(Start, Stop) = Indexes->getMBBRange(MBBNum);
 204   }
 205
 206   // Check for last interference in block.
 207   for (unsigned i = 0, e = RegUnits.size(); i != e; ++i) {
 208     LiveIntervalUnion::SegmentIter &I = RegUnits[i].VirtI;
 209     if (!I.valid() || I.start() >= Stop)
 210       continue;
 211     I.advanceTo(Stop);
 212     bool Backup = !I.valid() || I.start() >= Stop;
 213     if (Backup)
 214       --I;
 215     SlotIndex StopI = I.stop();
 216     if (!BI->Last.isValid() || StopI > BI->Last)
 217       BI->Last = StopI;
 218     if (Backup)
 219       ++I;
 220   }
 221
 222   // Fixed interference.
 223   for (unsigned i = 0, e = RegUnits.size(); i != e; ++i) {
 224     LiveInterval::iterator &I = RegUnits[i].FixedI;
 225     LiveRange *LR = RegUnits[i].Fixed;
 226     if (I == LR->end() || I->start >= Stop)
 227       continue;
 228     I = LR->advanceTo(I, Stop);
 229     bool Backup = I == LR->end() || I->start >= Stop;
 230     if (Backup)
 231       --I;
 232     SlotIndex StopI = I->end;
 233     if (!BI->Last.isValid() || StopI > BI->Last)
 234       BI->Last = StopI;
 235     if (Backup)
 236       ++I;
 237   }
 238
 239   // Also check for register mask interference.
 240   SlotIndex Limit = BI->Last.isValid() ? BI->Last : Start;
 241   for (unsigned i = RegMaskSlots.size();
 242        i && RegMaskSlots[i-1].getDeadSlot() > Limit; --i)
 243     if (MachineOperand::clobbersPhysReg(RegMaskBits[i-1], PhysReg)) {
 244       // Register mask i-1 clobbers PhysReg after the LIU interference.
 245       // Model the regmask clobber as a dead def.
 246       BI->Last = RegMaskSlots[i-1].getDeadSlot();
 247       break;
 248     }
 249 }