lib/CodeGen/LiveRegMatrix.cpp

   1 //===-- LiveRegMatrix.cpp - Track register 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 // This file defines the LiveRegMatrix analysis pass.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "llvm/CodeGen/LiveRegMatrix.h"
  15 #include "RegisterCoalescer.h"
  16 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  17 #include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
  18 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  19 #include "llvm/CodeGen/VirtRegMap.h"
  20 #include "llvm/Support/Debug.h"
  21 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  22 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  23 #include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
  24
  25 using namespace llvm;
  26
  27 #define DEBUG_TYPE "regalloc"
  28
  29 STATISTIC(NumAssigned   , "Number of registers assigned");
  30 STATISTIC(NumUnassigned , "Number of registers unassigned");
  31
  32 char LiveRegMatrix::ID = 0;
  33 INITIALIZE_PASS_BEGIN(LiveRegMatrix, "liveregmatrix",
  34                       "Live Register Matrix", false, false)
  35 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LiveIntervals)
  36 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(VirtRegMap)
  37 INITIALIZE_PASS_END(LiveRegMatrix, "liveregmatrix",
  38                     "Live Register Matrix", false, false)
  39
  40 LiveRegMatrix::LiveRegMatrix() : MachineFunctionPass(ID),
  41   UserTag(0), RegMaskTag(0), RegMaskVirtReg(0) {}
  42
  43 void LiveRegMatrix::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
  44   AU.setPreservesAll();
  45   AU.addRequiredTransitive<LiveIntervals>();
  46   AU.addRequiredTransitive<VirtRegMap>();
  47   MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
  48 }
  49
  50 bool LiveRegMatrix::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
  51   TRI = MF.getSubtarget().getRegisterInfo();
  52   MRI = &MF.getRegInfo();
  53   LIS = &getAnalysis<LiveIntervals>();
  54   VRM = &getAnalysis<VirtRegMap>();
  55
  56   unsigned NumRegUnits = TRI->getNumRegUnits();
  57   if (NumRegUnits != Matrix.size())
  58     Queries.reset(new LiveIntervalUnion::Query[NumRegUnits]);
  59   Matrix.init(LIUAlloc, NumRegUnits);
  60
  61   // Make sure no stale queries get reused.
  62   invalidateVirtRegs();
  63   return false;
  64 }
  65
  66 void LiveRegMatrix::releaseMemory() {
  67   for (unsigned i = 0, e = Matrix.size(); i != e; ++i) {
  68     Matrix[i].clear();
  69     // No need to clear Queries here, since LiveIntervalUnion::Query doesn't
  70     // have anything important to clear and LiveRegMatrix's runOnFunction()
  71     // does a std::unique_ptr::reset anyways.
  72   }
  73 }
  74
  75 void LiveRegMatrix::assign(LiveInterval &VirtReg, unsigned PhysReg) {
  76   DEBUG(dbgs() << "assigning " << PrintReg(VirtReg.reg, TRI)
  77                << " to " << PrintReg(PhysReg, TRI) << ':');
  78   assert(!VRM->hasPhys(VirtReg.reg) && "Duplicate VirtReg assignment");
  79   VRM->assignVirt2Phys(VirtReg.reg, PhysReg);
  80   MRI->setPhysRegUsed(PhysReg);
  81   for (MCRegUnitIterator Units(PhysReg, TRI); Units.isValid(); ++Units) {
  82     DEBUG(dbgs() << ' ' << PrintRegUnit(*Units, TRI));
  83     Matrix[*Units].unify(VirtReg);
  84   }
  85   ++NumAssigned;
  86   DEBUG(dbgs() << '\n');
  87 }
  88
  89 void LiveRegMatrix::unassign(LiveInterval &VirtReg) {
  90   unsigned PhysReg = VRM->getPhys(VirtReg.reg);
  91   DEBUG(dbgs() << "unassigning " << PrintReg(VirtReg.reg, TRI)
  92                << " from " << PrintReg(PhysReg, TRI) << ':');
  93   VRM->clearVirt(VirtReg.reg);
  94   for (MCRegUnitIterator Units(PhysReg, TRI); Units.isValid(); ++Units) {
  95     DEBUG(dbgs() << ' ' << PrintRegUnit(*Units, TRI));
  96     Matrix[*Units].extract(VirtReg);
  97   }
  98   ++NumUnassigned;
  99   DEBUG(dbgs() << '\n');
 100 }
 101
 102 bool LiveRegMatrix::checkRegMaskInterference(LiveInterval &VirtReg,
 103                                              unsigned PhysReg) {
 104   // Check if the cached information is valid.
 105   // The same BitVector can be reused for all PhysRegs.
 106   // We could cache multiple VirtRegs if it becomes necessary.
 107   if (RegMaskVirtReg != VirtReg.reg || RegMaskTag != UserTag) {
 108     RegMaskVirtReg = VirtReg.reg;
 109     RegMaskTag = UserTag;
 110     RegMaskUsable.clear();
 111     LIS->checkRegMaskInterference(VirtReg, RegMaskUsable);
 112   }
 113
 114   // The BitVector is indexed by PhysReg, not register unit.
 115   // Regmask interference is more fine grained than regunits.
 116   // For example, a Win64 call can clobber %ymm8 yet preserve %xmm8.
 117   return !RegMaskUsable.empty() && (!PhysReg || !RegMaskUsable.test(PhysReg));
 118 }
 119
 120 bool LiveRegMatrix::checkRegUnitInterference(LiveInterval &VirtReg,
 121                                              unsigned PhysReg) {
 122   if (VirtReg.empty())
 123     return false;
 124   CoalescerPair CP(VirtReg.reg, PhysReg, *TRI);
 125   for (MCRegUnitIterator Units(PhysReg, TRI); Units.isValid(); ++Units) {
 126     const LiveRange &UnitRange = LIS->getRegUnit(*Units);
 127     if (VirtReg.overlaps(UnitRange, CP, *LIS->getSlotIndexes()))
 128       return true;
 129   }
 130   return false;
 131 }
 132
 133 LiveIntervalUnion::Query &LiveRegMatrix::query(LiveInterval &VirtReg,
 134                                                unsigned RegUnit) {
 135   LiveIntervalUnion::Query &Q = Queries[RegUnit];
 136   Q.init(UserTag, &VirtReg, &Matrix[RegUnit]);
 137   return Q;
 138 }
 139
 140 LiveRegMatrix::InterferenceKind
 141 LiveRegMatrix::checkInterference(LiveInterval &VirtReg, unsigned PhysReg) {
 142   if (VirtReg.empty())
 143     return IK_Free;
 144
 145   // Regmask interference is the fastest check.
 146   if (checkRegMaskInterference(VirtReg, PhysReg))
 147     return IK_RegMask;
 148
 149   // Check for fixed interference.
 150   if (checkRegUnitInterference(VirtReg, PhysReg))
 151     return IK_RegUnit;
 152
 153   // Check the matrix for virtual register interference.
 154   for (MCRegUnitIterator Units(PhysReg, TRI); Units.isValid(); ++Units)
 155     if (query(VirtReg, *Units).checkInterference())
 156       return IK_VirtReg;
 157
 158   return IK_Free;
 159 }