lib/CodeGen/RegAllocPBQP.cpp

   1 //===------ RegAllocPBQP.cpp ---- PBQP Register Allocator -------*- 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 contains a Partitioned Boolean Quadratic Programming (PBQP) based
  11 // register allocator for LLVM. This allocator works by constructing a PBQP
  12 // problem representing the register allocation problem under consideration,
  13 // solving this using a PBQP solver, and mapping the solution back to a
  14 // register assignment. If any variables are selected for spilling then spill
  15 // code is inserted and the process repeated.
  16 //
  17 // The PBQP solver (pbqp.c) provided for this allocator uses a heuristic tuned
  18 // for register allocation. For more information on PBQP for register
  19 // allocation, see the following papers:
  20 //
  21 //   (1) Hames, L. and Scholz, B. 2006. Nearly optimal register allocation with
  22 //   PBQP. In Proceedings of the 7th Joint Modular Languages Conference
  23 //   (JMLC'06). LNCS, vol. 4228. Springer, New York, NY, USA. 346-361.
  24 //
  25 //   (2) Scholz, B., Eckstein, E. 2002. Register allocation for irregular
  26 //   architectures. In Proceedings of the Joint Conference on Languages,
  27 //   Compilers and Tools for Embedded Systems (LCTES'02), ACM Press, New York,
  28 //   NY, USA, 139-148.
  29 //
  30 //===----------------------------------------------------------------------===//
  31
  32 #define DEBUG_TYPE "regalloc"
  33
  34 #include "llvm/CodeGen/RegAllocPBQP.h"
  35 #include "RegisterCoalescer.h"
  36 #include "Spiller.h"
  37 #include "llvm/ADT/OwningPtr.h"
  38 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
  39 #include "llvm/CodeGen/CalcSpillWeights.h"
  40 #include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
  41 #include "llvm/CodeGen/LiveRangeEdit.h"
  42 #include "llvm/CodeGen/LiveStackAnalysis.h"
  43 #include "llvm/CodeGen/MachineDominators.h"
  44 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
  45 #include "llvm/CodeGen/MachineLoopInfo.h"
  46 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  47 #include "llvm/CodeGen/PBQP/Graph.h"
  48 #include "llvm/CodeGen/PBQP/HeuristicSolver.h"
  49 #include "llvm/CodeGen/PBQP/Heuristics/Briggs.h"
  50 #include "llvm/CodeGen/RegAllocRegistry.h"
  51 #include "llvm/CodeGen/VirtRegMap.h"
  52 #include "llvm/IR/Module.h"
  53 #include "llvm/Support/Debug.h"
  54 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  55 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  56 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  57 #include <limits>
  58 #include <memory>
  59 #include <set>
  60 #include <sstream>
  61 #include <vector>
  62
  63 using namespace llvm;
  64
  65 static RegisterRegAlloc
  66 registerPBQPRepAlloc("pbqp", "PBQP register allocator",
  67                        createDefaultPBQPRegisterAllocator);
  68
  69 static cl::opt<bool>
  70 pbqpCoalescing("pbqp-coalescing",
  71                 cl::desc("Attempt coalescing during PBQP register allocation."),
  72                 cl::init(false), cl::Hidden);
  73
  74 #ifndef NDEBUG
  75 static cl::opt<bool>
  76 pbqpDumpGraphs("pbqp-dump-graphs",
  77                cl::desc("Dump graphs for each function/round in the compilation unit."),
  78                cl::init(false), cl::Hidden);
  79 #endif
  80
  81 namespace {
  82
  83 ///
  84 /// PBQP based allocators solve the register allocation problem by mapping
  85 /// register allocation problems to Partitioned Boolean Quadratic
  86 /// Programming problems.
  87 class RegAllocPBQP : public MachineFunctionPass {
  88 public:
  89
  90   static char ID;
  91
  92   /// Construct a PBQP register allocator.
  93   RegAllocPBQP(OwningPtr<PBQPBuilder> &b, char *cPassID=0)
  94       : MachineFunctionPass(ID), builder(b.take()), customPassID(cPassID) {
  95     initializeSlotIndexesPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
  96     initializeLiveIntervalsPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
  97     initializeCalculateSpillWeightsPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
  98     initializeLiveStacksPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
  99     initializeMachineLoopInfoPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 100     initializeVirtRegMapPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 101   }
 102
 103   /// Return the pass name.
 104   virtual const char* getPassName() const {
 105     return "PBQP Register Allocator";
 106   }
 107
 108   /// PBQP analysis usage.
 109   virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &au) const;
 110
 111   /// Perform register allocation
 112   virtual bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF);
 113
 114 private:
 115
 116   typedef std::map<const LiveInterval*, unsigned> LI2NodeMap;
 117   typedef std::vector<const LiveInterval*> Node2LIMap;
 118   typedef std::vector<unsigned> AllowedSet;
 119   typedef std::vector<AllowedSet> AllowedSetMap;
 120   typedef std::pair<unsigned, unsigned> RegPair;
 121   typedef std::map<RegPair, PBQP::PBQPNum> CoalesceMap;
 122   typedef std::set<unsigned> RegSet;
 123
 124
 125   OwningPtr<PBQPBuilder> builder;
 126
 127   char *customPassID;
 128
 129   MachineFunction *mf;
 130   const TargetMachine *tm;
 131   const TargetRegisterInfo *tri;
 132   const TargetInstrInfo *tii;
 133   const MachineLoopInfo *loopInfo;
 134   MachineRegisterInfo *mri;
 135
 136   OwningPtr<Spiller> spiller;
 137   LiveIntervals *lis;
 138   LiveStacks *lss;
 139   VirtRegMap *vrm;
 140
 141   RegSet vregsToAlloc, emptyIntervalVRegs;
 142
 143   /// \brief Finds the initial set of vreg intervals to allocate.
 144   void findVRegIntervalsToAlloc();
 145
 146   /// \brief Given a solved PBQP problem maps this solution back to a register
 147   /// assignment.
 148   bool mapPBQPToRegAlloc(const PBQPRAProblem &problem,
 149                          const PBQP::Solution &solution);
 150
 151   /// \brief Postprocessing before final spilling. Sets basic block "live in"
 152   /// variables.
 153   void finalizeAlloc() const;
 154
 155 };
 156
 157 char RegAllocPBQP::ID = 0;
 158
 159 } // End anonymous namespace.
 160
 161 unsigned PBQPRAProblem::getVRegForNode(PBQP::Graph::ConstNodeItr node) const {
 162   Node2VReg::const_iterator vregItr = node2VReg.find(node);
 163   assert(vregItr != node2VReg.end() && "No vreg for node.");
 164   return vregItr->second;
 165 }
 166
 167 PBQP::Graph::NodeItr PBQPRAProblem::getNodeForVReg(unsigned vreg) const {
 168   VReg2Node::const_iterator nodeItr = vreg2Node.find(vreg);
 169   assert(nodeItr != vreg2Node.end() && "No node for vreg.");
 170   return nodeItr->second;
 171
 172 }
 173
 174 const PBQPRAProblem::AllowedSet&
 175   PBQPRAProblem::getAllowedSet(unsigned vreg) const {
 176   AllowedSetMap::const_iterator allowedSetItr = allowedSets.find(vreg);
 177   assert(allowedSetItr != allowedSets.end() && "No pregs for vreg.");
 178   const AllowedSet &allowedSet = allowedSetItr->second;
 179   return allowedSet;
 180 }
 181
 182 unsigned PBQPRAProblem::getPRegForOption(unsigned vreg, unsigned option) const {
 183   assert(isPRegOption(vreg, option) && "Not a preg option.");
 184
 185   const AllowedSet& allowedSet = getAllowedSet(vreg);
 186   assert(option <= allowedSet.size() && "Option outside allowed set.");
 187   return allowedSet[option - 1];
 188 }
 189
 190 PBQPRAProblem *PBQPBuilder::build(MachineFunction *mf, const LiveIntervals *lis,
 191                                   const MachineLoopInfo *loopInfo,
 192                                   const RegSet &vregs) {
 193
 194   LiveIntervals *LIS = const_cast<LiveIntervals*>(lis);
 195   MachineRegisterInfo *mri = &mf->getRegInfo();
 196   const TargetRegisterInfo *tri = mf->getTarget().getRegisterInfo();
 197
 198   OwningPtr<PBQPRAProblem> p(new PBQPRAProblem());
 199   PBQP::Graph &g = p->getGraph();
 200   RegSet pregs;
 201
 202   // Collect the set of preg intervals, record that they're used in the MF.
 203   for (unsigned Reg = 1, e = tri->getNumRegs(); Reg != e; ++Reg) {
 204     if (mri->def_empty(Reg))
 205       continue;
 206     pregs.insert(Reg);
 207     mri->setPhysRegUsed(Reg);
 208   }
 209
 210   // Iterate over vregs.
 211   for (RegSet::const_iterator vregItr = vregs.begin(), vregEnd = vregs.end();
 212        vregItr != vregEnd; ++vregItr) {
 213     unsigned vreg = *vregItr;
 214     const TargetRegisterClass *trc = mri->getRegClass(vreg);
 215     LiveInterval *vregLI = &LIS->getInterval(vreg);
 216
 217     // Record any overlaps with regmask operands.
 218     BitVector regMaskOverlaps;
 219     LIS->checkRegMaskInterference(*vregLI, regMaskOverlaps);
 220
 221     // Compute an initial allowed set for the current vreg.
 222     typedef std::vector<unsigned> VRAllowed;
 223     VRAllowed vrAllowed;
 224     ArrayRef<uint16_t> rawOrder = trc->getRawAllocationOrder(*mf);
 225     for (unsigned i = 0; i != rawOrder.size(); ++i) {
 226       unsigned preg = rawOrder[i];
 227       if (mri->isReserved(preg))
 228         continue;
 229
 230       // vregLI crosses a regmask operand that clobbers preg.
 231       if (!regMaskOverlaps.empty() && !regMaskOverlaps.test(preg))
 232         continue;
 233
 234       // vregLI overlaps fixed regunit interference.
 235       bool Interference = false;
 236       for (MCRegUnitIterator Units(preg, tri); Units.isValid(); ++Units) {
 237         if (vregLI->overlaps(LIS->getRegUnit(*Units))) {
 238           Interference = true;
 239           break;
 240         }
 241       }
 242       if (Interference)
 243         continue;
 244
 245       // preg is usable for this virtual register.
 246       vrAllowed.push_back(preg);
 247     }
 248
 249     // Construct the node.
 250     PBQP::Graph::NodeItr node =
 251       g.addNode(PBQP::Vector(vrAllowed.size() + 1, 0));
 252
 253     // Record the mapping and allowed set in the problem.
 254     p->recordVReg(vreg, node, vrAllowed.begin(), vrAllowed.end());
 255
 256     PBQP::PBQPNum spillCost = (vregLI->weight != 0.0) ?
 257         vregLI->weight : std::numeric_limits<PBQP::PBQPNum>::min();
 258
 259     addSpillCosts(g.getNodeCosts(node), spillCost);
 260   }
 261
 262   for (RegSet::const_iterator vr1Itr = vregs.begin(), vrEnd = vregs.end();
 263          vr1Itr != vrEnd; ++vr1Itr) {
 264     unsigned vr1 = *vr1Itr;
 265     const LiveInterval &l1 = lis->getInterval(vr1);
 266     const PBQPRAProblem::AllowedSet &vr1Allowed = p->getAllowedSet(vr1);
 267
 268     for (RegSet::const_iterator vr2Itr = llvm::next(vr1Itr);
 269          vr2Itr != vrEnd; ++vr2Itr) {
 270       unsigned vr2 = *vr2Itr;
 271       const LiveInterval &l2 = lis->getInterval(vr2);
 272       const PBQPRAProblem::AllowedSet &vr2Allowed = p->getAllowedSet(vr2);
 273
 274       assert(!l2.empty() && "Empty interval in vreg set?");
 275       if (l1.overlaps(l2)) {
 276         PBQP::Graph::EdgeItr edge =
 277           g.addEdge(p->getNodeForVReg(vr1), p->getNodeForVReg(vr2),
 278                     PBQP::Matrix(vr1Allowed.size()+1, vr2Allowed.size()+1, 0));
 279
 280         addInterferenceCosts(g.getEdgeCosts(edge), vr1Allowed, vr2Allowed, tri);
 281       }
 282     }
 283   }
 284
 285   return p.take();
 286 }
 287
 288 void PBQPBuilder::addSpillCosts(PBQP::Vector &costVec,
 289                                 PBQP::PBQPNum spillCost) {
 290   costVec[0] = spillCost;
 291 }
 292
 293 void PBQPBuilder::addInterferenceCosts(
 294                                     PBQP::Matrix &costMat,
 295                                     const PBQPRAProblem::AllowedSet &vr1Allowed,
 296                                     const PBQPRAProblem::AllowedSet &vr2Allowed,
 297                                     const TargetRegisterInfo *tri) {
 298   assert(costMat.getRows() == vr1Allowed.size() + 1 && "Matrix height mismatch.");
 299   assert(costMat.getCols() == vr2Allowed.size() + 1 && "Matrix width mismatch.");
 300
 301   for (unsigned i = 0; i != vr1Allowed.size(); ++i) {
 302     unsigned preg1 = vr1Allowed[i];
 303
 304     for (unsigned j = 0; j != vr2Allowed.size(); ++j) {
 305       unsigned preg2 = vr2Allowed[j];
 306
 307       if (tri->regsOverlap(preg1, preg2)) {
 308         costMat[i + 1][j + 1] = std::numeric_limits<PBQP::PBQPNum>::infinity();
 309       }
 310     }
 311   }
 312 }
 313
 314 PBQPRAProblem *PBQPBuilderWithCoalescing::build(MachineFunction *mf,
 315                                                 const LiveIntervals *lis,
 316                                                 const MachineLoopInfo *loopInfo,
 317                                                 const RegSet &vregs) {
 318
 319   OwningPtr<PBQPRAProblem> p(PBQPBuilder::build(mf, lis, loopInfo, vregs));
 320   PBQP::Graph &g = p->getGraph();
 321
 322   const TargetMachine &tm = mf->getTarget();
 323   CoalescerPair cp(*tm.getRegisterInfo());
 324
 325   // Scan the machine function and add a coalescing cost whenever CoalescerPair
 326   // gives the Ok.
 327   for (MachineFunction::const_iterator mbbItr = mf->begin(),
 328                                        mbbEnd = mf->end();
 329        mbbItr != mbbEnd; ++mbbItr) {
 330     const MachineBasicBlock *mbb = &*mbbItr;
 331
 332     for (MachineBasicBlock::const_iterator miItr = mbb->begin(),
 333                                            miEnd = mbb->end();
 334          miItr != miEnd; ++miItr) {
 335       const MachineInstr *mi = &*miItr;
 336
 337       if (!cp.setRegisters(mi)) {
 338         continue; // Not coalescable.
 339       }
 340
 341       if (cp.getSrcReg() == cp.getDstReg()) {
 342         continue; // Already coalesced.
 343       }
 344
 345       unsigned dst = cp.getDstReg(),
 346                src = cp.getSrcReg();
 347
 348       const float copyFactor = 0.5; // Cost of copy relative to load. Current
 349       // value plucked randomly out of the air.
 350
 351       PBQP::PBQPNum cBenefit =
 352         copyFactor * LiveIntervals::getSpillWeight(false, true,
 353                                                    loopInfo->getLoopDepth(mbb));
 354
 355       if (cp.isPhys()) {
 356         if (!mf->getRegInfo().isAllocatable(dst)) {
 357           continue;
 358         }
 359
 360         const PBQPRAProblem::AllowedSet &allowed = p->getAllowedSet(src);
 361         unsigned pregOpt = 0;
 362         while (pregOpt < allowed.size() && allowed[pregOpt] != dst) {
 363           ++pregOpt;
 364         }
 365         if (pregOpt < allowed.size()) {
 366           ++pregOpt; // +1 to account for spill option.
 367           PBQP::Graph::NodeItr node = p->getNodeForVReg(src);
 368           addPhysRegCoalesce(g.getNodeCosts(node), pregOpt, cBenefit);
 369         }
 370       } else {
 371         const PBQPRAProblem::AllowedSet *allowed1 = &p->getAllowedSet(dst);
 372         const PBQPRAProblem::AllowedSet *allowed2 = &p->getAllowedSet(src);
 373         PBQP::Graph::NodeItr node1 = p->getNodeForVReg(dst);
 374         PBQP::Graph::NodeItr node2 = p->getNodeForVReg(src);
 375         PBQP::Graph::EdgeItr edge = g.findEdge(node1, node2);
 376         if (edge == g.edgesEnd()) {
 377           edge = g.addEdge(node1, node2, PBQP::Matrix(allowed1->size() + 1,
 378                                                       allowed2->size() + 1,
 379                                                       0));
 380         } else {
 381           if (g.getEdgeNode1(edge) == node2) {
 382             std::swap(node1, node2);
 383             std::swap(allowed1, allowed2);
 384           }
 385         }
 386
 387         addVirtRegCoalesce(g.getEdgeCosts(edge), *allowed1, *allowed2,
 388                            cBenefit);
 389       }
 390     }
 391   }
 392
 393   return p.take();
 394 }
 395
 396 void PBQPBuilderWithCoalescing::addPhysRegCoalesce(PBQP::Vector &costVec,
 397                                                    unsigned pregOption,
 398                                                    PBQP::PBQPNum benefit) {
 399   costVec[pregOption] += -benefit;
 400 }
 401
 402 void PBQPBuilderWithCoalescing::addVirtRegCoalesce(
 403                                     PBQP::Matrix &costMat,
 404                                     const PBQPRAProblem::AllowedSet &vr1Allowed,
 405                                     const PBQPRAProblem::AllowedSet &vr2Allowed,
 406                                     PBQP::PBQPNum benefit) {
 407
 408   assert(costMat.getRows() == vr1Allowed.size() + 1 && "Size mismatch.");
 409   assert(costMat.getCols() == vr2Allowed.size() + 1 && "Size mismatch.");
 410
 411   for (unsigned i = 0; i != vr1Allowed.size(); ++i) {
 412     unsigned preg1 = vr1Allowed[i];
 413     for (unsigned j = 0; j != vr2Allowed.size(); ++j) {
 414       unsigned preg2 = vr2Allowed[j];
 415
 416       if (preg1 == preg2) {
 417         costMat[i + 1][j + 1] += -benefit;
 418       }
 419     }
 420   }
 421 }
 422
 423
 424 void RegAllocPBQP::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &au) const {
 425   au.setPreservesCFG();
 426   au.addRequired<AliasAnalysis>();
 427   au.addPreserved<AliasAnalysis>();
 428   au.addRequired<SlotIndexes>();
 429   au.addPreserved<SlotIndexes>();
 430   au.addRequired<LiveIntervals>();
 431   au.addPreserved<LiveIntervals>();
 432   //au.addRequiredID(SplitCriticalEdgesID);
 433   if (customPassID)
 434     au.addRequiredID(*customPassID);
 435   au.addRequired<CalculateSpillWeights>();
 436   au.addRequired<LiveStacks>();
 437   au.addPreserved<LiveStacks>();
 438   au.addRequired<MachineDominatorTree>();
 439   au.addPreserved<MachineDominatorTree>();
 440   au.addRequired<MachineLoopInfo>();
 441   au.addPreserved<MachineLoopInfo>();
 442   au.addRequired<VirtRegMap>();
 443   au.addPreserved<VirtRegMap>();
 444   MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(au);
 445 }
 446
 447 void RegAllocPBQP::findVRegIntervalsToAlloc() {
 448
 449   // Iterate over all live ranges.
 450   for (unsigned i = 0, e = mri->getNumVirtRegs(); i != e; ++i) {
 451     unsigned Reg = TargetRegisterInfo::index2VirtReg(i);
 452     if (mri->reg_nodbg_empty(Reg))
 453       continue;
 454     LiveInterval *li = &lis->getInterval(Reg);
 455
 456     // If this live interval is non-empty we will use pbqp to allocate it.
 457     // Empty intervals we allocate in a simple post-processing stage in
 458     // finalizeAlloc.
 459     if (!li->empty()) {
 460       vregsToAlloc.insert(li->reg);
 461     } else {
 462       emptyIntervalVRegs.insert(li->reg);
 463     }
 464   }
 465 }
 466
 467 bool RegAllocPBQP::mapPBQPToRegAlloc(const PBQPRAProblem &problem,
 468                                      const PBQP::Solution &solution) {
 469   // Set to true if we have any spills
 470   bool anotherRoundNeeded = false;
 471
 472   // Clear the existing allocation.
 473   vrm->clearAllVirt();
 474
 475   const PBQP::Graph &g = problem.getGraph();
 476   // Iterate over the nodes mapping the PBQP solution to a register
 477   // assignment.
 478   for (PBQP::Graph::ConstNodeItr node = g.nodesBegin(),
 479                                  nodeEnd = g.nodesEnd();
 480        node != nodeEnd; ++node) {
 481     unsigned vreg = problem.getVRegForNode(node);
 482     unsigned alloc = solution.getSelection(node);
 483
 484     if (problem.isPRegOption(vreg, alloc)) {
 485       unsigned preg = problem.getPRegForOption(vreg, alloc);
 486       DEBUG(dbgs() << "VREG " << PrintReg(vreg, tri) << " -> "
 487             << tri->getName(preg) << "\n");
 488       assert(preg != 0 && "Invalid preg selected.");
 489       vrm->assignVirt2Phys(vreg, preg);
 490     } else if (problem.isSpillOption(vreg, alloc)) {
 491       vregsToAlloc.erase(vreg);
 492       SmallVector<LiveInterval*, 8> newSpills;
 493       LiveRangeEdit LRE(&lis->getInterval(vreg), newSpills, *mf, *lis, vrm);
 494       spiller->spill(LRE);
 495
 496       DEBUG(dbgs() << "VREG " << PrintReg(vreg, tri) << " -> SPILLED (Cost: "
 497                    << LRE.getParent().weight << ", New vregs: ");
 498
 499       // Copy any newly inserted live intervals into the list of regs to
 500       // allocate.
 501       for (LiveRangeEdit::iterator itr = LRE.begin(), end = LRE.end();
 502            itr != end; ++itr) {
 503         assert(!(*itr)->empty() && "Empty spill range.");
 504         DEBUG(dbgs() << PrintReg((*itr)->reg, tri) << " ");
 505         vregsToAlloc.insert((*itr)->reg);
 506       }
 507
 508       DEBUG(dbgs() << ")\n");
 509
 510       // We need another round if spill intervals were added.
 511       anotherRoundNeeded |= !LRE.empty();
 512     } else {
 513       llvm_unreachable("Unknown allocation option.");
 514     }
 515   }
 516
 517   return !anotherRoundNeeded;
 518 }
 519
 520
 521 void RegAllocPBQP::finalizeAlloc() const {
 522   // First allocate registers for the empty intervals.
 523   for (RegSet::const_iterator
 524          itr = emptyIntervalVRegs.begin(), end = emptyIntervalVRegs.end();
 525          itr != end; ++itr) {
 526     LiveInterval *li = &lis->getInterval(*itr);
 527
 528     unsigned physReg = mri->getSimpleHint(li->reg);
 529
 530     if (physReg == 0) {
 531       const TargetRegisterClass *liRC = mri->getRegClass(li->reg);
 532       physReg = liRC->getRawAllocationOrder(*mf).front();
 533     }
 534
 535     vrm->assignVirt2Phys(li->reg, physReg);
 536   }
 537 }
 538
 539 bool RegAllocPBQP::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
 540
 541   mf = &MF;
 542   tm = &mf->getTarget();
 543   tri = tm->getRegisterInfo();
 544   tii = tm->getInstrInfo();
 545   mri = &mf->getRegInfo();
 546
 547   lis = &getAnalysis<LiveIntervals>();
 548   lss = &getAnalysis<LiveStacks>();
 549   loopInfo = &getAnalysis<MachineLoopInfo>();
 550
 551   vrm = &getAnalysis<VirtRegMap>();
 552   spiller.reset(createInlineSpiller(*this, MF, *vrm));
 553
 554   mri->freezeReservedRegs(MF);
 555
 556   DEBUG(dbgs() << "PBQP Register Allocating for " << mf->getName() << "\n");
 557
 558   // Allocator main loop:
 559   //
 560   // * Map current regalloc problem to a PBQP problem
 561   // * Solve the PBQP problem
 562   // * Map the solution back to a register allocation
 563   // * Spill if necessary
 564   //
 565   // This process is continued till no more spills are generated.
 566
 567   // Find the vreg intervals in need of allocation.
 568   findVRegIntervalsToAlloc();
 569
 570 #ifndef NDEBUG
 571   const Function* func = mf->getFunction();
 572   std::string fqn =
 573     func->getParent()->getModuleIdentifier() + "." +
 574     func->getName().str();
 575 #endif
 576
 577   // If there are non-empty intervals allocate them using pbqp.
 578   if (!vregsToAlloc.empty()) {
 579
 580     bool pbqpAllocComplete = false;
 581     unsigned round = 0;
 582
 583     while (!pbqpAllocComplete) {
 584       DEBUG(dbgs() << "  PBQP Regalloc round " << round << ":\n");
 585
 586       OwningPtr<PBQPRAProblem> problem(
 587         builder->build(mf, lis, loopInfo, vregsToAlloc));
 588
 589 #ifndef NDEBUG
 590       if (pbqpDumpGraphs) {
 591         std::ostringstream rs;
 592         rs << round;
 593         std::string graphFileName(fqn + "." + rs.str() + ".pbqpgraph");
 594         std::string tmp;
 595         raw_fd_ostream os(graphFileName.c_str(), tmp);
 596         DEBUG(dbgs() << "Dumping graph for round " << round << " to \""
 597               << graphFileName << "\"\n");
 598         problem->getGraph().dump(os);
 599       }
 600 #endif
 601
 602       PBQP::Solution solution =
 603         PBQP::HeuristicSolver<PBQP::Heuristics::Briggs>::solve(
 604           problem->getGraph());
 605
 606       pbqpAllocComplete = mapPBQPToRegAlloc(*problem, solution);
 607
 608       ++round;
 609     }
 610   }
 611
 612   // Finalise allocation, allocate empty ranges.
 613   finalizeAlloc();
 614   vregsToAlloc.clear();
 615   emptyIntervalVRegs.clear();
 616
 617   DEBUG(dbgs() << "Post alloc VirtRegMap:\n" << *vrm << "\n");
 618
 619   return true;
 620 }
 621
 622 FunctionPass* llvm::createPBQPRegisterAllocator(
 623                                            OwningPtr<PBQPBuilder> &builder,
 624                                            char *customPassID) {
 625   return new RegAllocPBQP(builder, customPassID);
 626 }
 627
 628 FunctionPass* llvm::createDefaultPBQPRegisterAllocator() {
 629   OwningPtr<PBQPBuilder> Builder;
 630   if (pbqpCoalescing)
 631     Builder.reset(new PBQPBuilderWithCoalescing());
 632   else
 633     Builder.reset(new PBQPBuilder());
 634   return createPBQPRegisterAllocator(Builder);
 635 }
 636
 637 #undef DEBUG_TYPE