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 #include "llvm/CodeGen/RegAllocPBQP.h"
  33 #include "RegisterCoalescer.h"
  34 #include "Spiller.h"
  35 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
  36 #include "llvm/CodeGen/CalcSpillWeights.h"
  37 #include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
  38 #include "llvm/CodeGen/LiveRangeEdit.h"
  39 #include "llvm/CodeGen/LiveStackAnalysis.h"
  40 #include "llvm/CodeGen/MachineBlockFrequencyInfo.h"
  41 #include "llvm/CodeGen/MachineDominators.h"
  42 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
  43 #include "llvm/CodeGen/MachineLoopInfo.h"
  44 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  45 #include "llvm/CodeGen/RegAllocRegistry.h"
  46 #include "llvm/CodeGen/VirtRegMap.h"
  47 #include "llvm/IR/Module.h"
  48 #include "llvm/Support/Debug.h"
  49 #include "llvm/Support/FileSystem.h"
  50 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  51 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  52 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  53 #include "llvm/Target/TargetSubtargetInfo.h"
  54 #include <limits>
  55 #include <memory>
  56 #include <set>
  57 #include <sstream>
  58 #include <vector>
  59
  60 using namespace llvm;
  61
  62 #define DEBUG_TYPE "regalloc"
  63
  64 static RegisterRegAlloc
  65 registerPBQPRepAlloc("pbqp", "PBQP register allocator",
  66                        createDefaultPBQPRegisterAllocator);
  67
  68 static cl::opt<bool>
  69 pbqpCoalescing("pbqp-coalescing",
  70                 cl::desc("Attempt coalescing during PBQP register allocation."),
  71                 cl::init(false), cl::Hidden);
  72
  73 #ifndef NDEBUG
  74 static cl::opt<bool>
  75 pbqpDumpGraphs("pbqp-dump-graphs",
  76                cl::desc("Dump graphs for each function/round in the compilation unit."),
  77                cl::init(false), cl::Hidden);
  78 #endif
  79
  80 namespace {
  81
  82 ///
  83 /// PBQP based allocators solve the register allocation problem by mapping
  84 /// register allocation problems to Partitioned Boolean Quadratic
  85 /// Programming problems.
  86 class RegAllocPBQP : public MachineFunctionPass {
  87 public:
  88
  89   static char ID;
  90
  91   /// Construct a PBQP register allocator.
  92   RegAllocPBQP(std::unique_ptr<PBQPBuilder> b, char *cPassID = nullptr)
  93       : MachineFunctionPass(ID), builder(std::move(b)), customPassID(cPassID) {
  94     initializeSlotIndexesPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
  95     initializeLiveIntervalsPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
  96     initializeLiveStacksPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
  97     initializeVirtRegMapPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
  98   }
  99
 100   /// Return the pass name.
 101   const char* getPassName() const override {
 102     return "PBQP Register Allocator";
 103   }
 104
 105   /// PBQP analysis usage.
 106   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &au) const override;
 107
 108   /// Perform register allocation
 109   bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) override;
 110
 111 private:
 112
 113   typedef std::map<const LiveInterval*, unsigned> LI2NodeMap;
 114   typedef std::vector<const LiveInterval*> Node2LIMap;
 115   typedef std::vector<unsigned> AllowedSet;
 116   typedef std::vector<AllowedSet> AllowedSetMap;
 117   typedef std::pair<unsigned, unsigned> RegPair;
 118   typedef std::map<RegPair, PBQP::PBQPNum> CoalesceMap;
 119   typedef std::set<unsigned> RegSet;
 120
 121   std::unique_ptr<PBQPBuilder> builder;
 122
 123   char *customPassID;
 124
 125   MachineFunction *mf;
 126   const TargetMachine *tm;
 127   const TargetRegisterInfo *tri;
 128   const TargetInstrInfo *tii;
 129   MachineRegisterInfo *mri;
 130   const MachineBlockFrequencyInfo *mbfi;
 131
 132   std::unique_ptr<Spiller> spiller;
 133   LiveIntervals *lis;
 134   LiveStacks *lss;
 135   VirtRegMap *vrm;
 136
 137   RegSet vregsToAlloc, emptyIntervalVRegs;
 138
 139   /// \brief Finds the initial set of vreg intervals to allocate.
 140   void findVRegIntervalsToAlloc();
 141
 142   /// \brief Given a solved PBQP problem maps this solution back to a register
 143   /// assignment.
 144   bool mapPBQPToRegAlloc(const PBQPRAProblem &problem,
 145                          const PBQP::Solution &solution);
 146
 147   /// \brief Postprocessing before final spilling. Sets basic block "live in"
 148   /// variables.
 149   void finalizeAlloc() const;
 150
 151 };
 152
 153 char RegAllocPBQP::ID = 0;
 154
 155 } // End anonymous namespace.
 156
 157 unsigned PBQPRAProblem::getVRegForNode(PBQPRAGraph::NodeId node) const {
 158   Node2VReg::const_iterator vregItr = node2VReg.find(node);
 159   assert(vregItr != node2VReg.end() && "No vreg for node.");
 160   return vregItr->second;
 161 }
 162
 163 PBQPRAGraph::NodeId PBQPRAProblem::getNodeForVReg(unsigned vreg) const {
 164   VReg2Node::const_iterator nodeItr = vreg2Node.find(vreg);
 165   assert(nodeItr != vreg2Node.end() && "No node for vreg.");
 166   return nodeItr->second;
 167
 168 }
 169
 170 const PBQPRAProblem::AllowedSet&
 171   PBQPRAProblem::getAllowedSet(unsigned vreg) const {
 172   AllowedSetMap::const_iterator allowedSetItr = allowedSets.find(vreg);
 173   assert(allowedSetItr != allowedSets.end() && "No pregs for vreg.");
 174   const AllowedSet &allowedSet = allowedSetItr->second;
 175   return allowedSet;
 176 }
 177
 178 unsigned PBQPRAProblem::getPRegForOption(unsigned vreg, unsigned option) const {
 179   assert(isPRegOption(vreg, option) && "Not a preg option.");
 180
 181   const AllowedSet& allowedSet = getAllowedSet(vreg);
 182   assert(option <= allowedSet.size() && "Option outside allowed set.");
 183   return allowedSet[option - 1];
 184 }
 185
 186 PBQPRAProblem *PBQPBuilder::build(MachineFunction *mf, const LiveIntervals *lis,
 187                                   const MachineBlockFrequencyInfo *mbfi,
 188                                   const RegSet &vregs) {
 189
 190   LiveIntervals *LIS = const_cast<LiveIntervals*>(lis);
 191   MachineRegisterInfo *mri = &mf->getRegInfo();
 192   const TargetRegisterInfo *tri =
 193       mf->getTarget().getSubtargetImpl()->getRegisterInfo();
 194
 195   std::unique_ptr<PBQPRAProblem> p(new PBQPRAProblem());
 196   PBQPRAGraph &g = p->getGraph();
 197   RegSet pregs;
 198
 199   // Collect the set of preg intervals, record that they're used in the MF.
 200   for (unsigned Reg = 1, e = tri->getNumRegs(); Reg != e; ++Reg) {
 201     if (mri->def_empty(Reg))
 202       continue;
 203     pregs.insert(Reg);
 204     mri->setPhysRegUsed(Reg);
 205   }
 206
 207   // Iterate over vregs.
 208   for (RegSet::const_iterator vregItr = vregs.begin(), vregEnd = vregs.end();
 209        vregItr != vregEnd; ++vregItr) {
 210     unsigned vreg = *vregItr;
 211     const TargetRegisterClass *trc = mri->getRegClass(vreg);
 212     LiveInterval *vregLI = &LIS->getInterval(vreg);
 213
 214     // Record any overlaps with regmask operands.
 215     BitVector regMaskOverlaps;
 216     LIS->checkRegMaskInterference(*vregLI, regMaskOverlaps);
 217
 218     // Compute an initial allowed set for the current vreg.
 219     typedef std::vector<unsigned> VRAllowed;
 220     VRAllowed vrAllowed;
 221     ArrayRef<MCPhysReg> rawOrder = trc->getRawAllocationOrder(*mf);
 222     for (unsigned i = 0; i != rawOrder.size(); ++i) {
 223       unsigned preg = rawOrder[i];
 224       if (mri->isReserved(preg))
 225         continue;
 226
 227       // vregLI crosses a regmask operand that clobbers preg.
 228       if (!regMaskOverlaps.empty() && !regMaskOverlaps.test(preg))
 229         continue;
 230
 231       // vregLI overlaps fixed regunit interference.
 232       bool Interference = false;
 233       for (MCRegUnitIterator Units(preg, tri); Units.isValid(); ++Units) {
 234         if (vregLI->overlaps(LIS->getRegUnit(*Units))) {
 235           Interference = true;
 236           break;
 237         }
 238       }
 239       if (Interference)
 240         continue;
 241
 242       // preg is usable for this virtual register.
 243       vrAllowed.push_back(preg);
 244     }
 245
 246     PBQP::Vector nodeCosts(vrAllowed.size() + 1, 0);
 247
 248     PBQP::PBQPNum spillCost = (vregLI->weight != 0.0) ?
 249         vregLI->weight : std::numeric_limits<PBQP::PBQPNum>::min();
 250
 251     addSpillCosts(nodeCosts, spillCost);
 252
 253     // Construct the node.
 254     PBQPRAGraph::NodeId nId = g.addNode(std::move(nodeCosts));
 255
 256     // Record the mapping and allowed set in the problem.
 257     p->recordVReg(vreg, nId, vrAllowed.begin(), vrAllowed.end());
 258
 259   }
 260
 261   for (RegSet::const_iterator vr1Itr = vregs.begin(), vrEnd = vregs.end();
 262          vr1Itr != vrEnd; ++vr1Itr) {
 263     unsigned vr1 = *vr1Itr;
 264     const LiveInterval &l1 = lis->getInterval(vr1);
 265     const PBQPRAProblem::AllowedSet &vr1Allowed = p->getAllowedSet(vr1);
 266
 267     for (RegSet::const_iterator vr2Itr = std::next(vr1Itr); vr2Itr != vrEnd;
 268          ++vr2Itr) {
 269       unsigned vr2 = *vr2Itr;
 270       const LiveInterval &l2 = lis->getInterval(vr2);
 271       const PBQPRAProblem::AllowedSet &vr2Allowed = p->getAllowedSet(vr2);
 272
 273       assert(!l2.empty() && "Empty interval in vreg set?");
 274       if (l1.overlaps(l2)) {
 275         PBQP::Matrix edgeCosts(vr1Allowed.size()+1, vr2Allowed.size()+1, 0);
 276         addInterferenceCosts(edgeCosts, vr1Allowed, vr2Allowed, tri);
 277
 278         g.addEdge(p->getNodeForVReg(vr1), p->getNodeForVReg(vr2),
 279                   std::move(edgeCosts));
 280       }
 281     }
 282   }
 283
 284   return p.release();
 285 }
 286
 287 void PBQPBuilder::addSpillCosts(PBQP::Vector &costVec,
 288                                 PBQP::PBQPNum spillCost) {
 289   costVec[0] = spillCost;
 290 }
 291
 292 void PBQPBuilder::addInterferenceCosts(
 293                                     PBQP::Matrix &costMat,
 294                                     const PBQPRAProblem::AllowedSet &vr1Allowed,
 295                                     const PBQPRAProblem::AllowedSet &vr2Allowed,
 296                                     const TargetRegisterInfo *tri) {
 297   assert(costMat.getRows() == vr1Allowed.size() + 1 && "Matrix height mismatch.");
 298   assert(costMat.getCols() == vr2Allowed.size() + 1 && "Matrix width mismatch.");
 299
 300   for (unsigned i = 0; i != vr1Allowed.size(); ++i) {
 301     unsigned preg1 = vr1Allowed[i];
 302
 303     for (unsigned j = 0; j != vr2Allowed.size(); ++j) {
 304       unsigned preg2 = vr2Allowed[j];
 305
 306       if (tri->regsOverlap(preg1, preg2)) {
 307         costMat[i + 1][j + 1] = std::numeric_limits<PBQP::PBQPNum>::infinity();
 308       }
 309     }
 310   }
 311 }
 312
 313 PBQPRAProblem *PBQPBuilderWithCoalescing::build(MachineFunction *mf,
 314                                                 const LiveIntervals *lis,
 315                                                 const MachineBlockFrequencyInfo *mbfi,
 316                                                 const RegSet &vregs) {
 317
 318   std::unique_ptr<PBQPRAProblem> p(PBQPBuilder::build(mf, lis, mbfi, vregs));
 319   PBQPRAGraph &g = p->getGraph();
 320
 321   const TargetMachine &tm = mf->getTarget();
 322   CoalescerPair cp(*tm.getSubtargetImpl()->getRegisterInfo());
 323
 324   // Scan the machine function and add a coalescing cost whenever CoalescerPair
 325   // gives the Ok.
 326   for (const auto &mbb : *mf) {
 327     for (const auto &mi : mbb) {
 328       if (!cp.setRegisters(&mi)) {
 329         continue; // Not coalescable.
 330       }
 331
 332       if (cp.getSrcReg() == cp.getDstReg()) {
 333         continue; // Already coalesced.
 334       }
 335
 336       unsigned dst = cp.getDstReg(),
 337                src = cp.getSrcReg();
 338
 339       const float copyFactor = 0.5; // Cost of copy relative to load. Current
 340       // value plucked randomly out of the air.
 341
 342       PBQP::PBQPNum cBenefit =
 343         copyFactor * LiveIntervals::getSpillWeight(false, true, mbfi, &mi);
 344
 345       if (cp.isPhys()) {
 346         if (!mf->getRegInfo().isAllocatable(dst)) {
 347           continue;
 348         }
 349
 350         const PBQPRAProblem::AllowedSet &allowed = p->getAllowedSet(src);
 351         unsigned pregOpt = 0;
 352         while (pregOpt < allowed.size() && allowed[pregOpt] != dst) {
 353           ++pregOpt;
 354         }
 355         if (pregOpt < allowed.size()) {
 356           ++pregOpt; // +1 to account for spill option.
 357           PBQPRAGraph::NodeId node = p->getNodeForVReg(src);
 358           llvm::dbgs() << "Reading node costs for node " << node << "\n";
 359           llvm::dbgs() << "Source node: " << &g.getNodeCosts(node) << "\n";
 360           PBQP::Vector newCosts(g.getNodeCosts(node));
 361           addPhysRegCoalesce(newCosts, pregOpt, cBenefit);
 362           g.setNodeCosts(node, newCosts);
 363         }
 364       } else {
 365         const PBQPRAProblem::AllowedSet *allowed1 = &p->getAllowedSet(dst);
 366         const PBQPRAProblem::AllowedSet *allowed2 = &p->getAllowedSet(src);
 367         PBQPRAGraph::NodeId node1 = p->getNodeForVReg(dst);
 368         PBQPRAGraph::NodeId node2 = p->getNodeForVReg(src);
 369         PBQPRAGraph::EdgeId edge = g.findEdge(node1, node2);
 370         if (edge == g.invalidEdgeId()) {
 371           PBQP::Matrix costs(allowed1->size() + 1, allowed2->size() + 1, 0);
 372           addVirtRegCoalesce(costs, *allowed1, *allowed2, cBenefit);
 373           g.addEdge(node1, node2, costs);
 374         } else {
 375           if (g.getEdgeNode1Id(edge) == node2) {
 376             std::swap(node1, node2);
 377             std::swap(allowed1, allowed2);
 378           }
 379           PBQP::Matrix costs(g.getEdgeCosts(edge));
 380           addVirtRegCoalesce(costs, *allowed1, *allowed2, cBenefit);
 381           g.setEdgeCosts(edge, costs);
 382         }
 383       }
 384     }
 385   }
 386
 387   return p.release();
 388 }
 389
 390 void PBQPBuilderWithCoalescing::addPhysRegCoalesce(PBQP::Vector &costVec,
 391                                                    unsigned pregOption,
 392                                                    PBQP::PBQPNum benefit) {
 393   costVec[pregOption] += -benefit;
 394 }
 395
 396 void PBQPBuilderWithCoalescing::addVirtRegCoalesce(
 397                                     PBQP::Matrix &costMat,
 398                                     const PBQPRAProblem::AllowedSet &vr1Allowed,
 399                                     const PBQPRAProblem::AllowedSet &vr2Allowed,
 400                                     PBQP::PBQPNum benefit) {
 401
 402   assert(costMat.getRows() == vr1Allowed.size() + 1 && "Size mismatch.");
 403   assert(costMat.getCols() == vr2Allowed.size() + 1 && "Size mismatch.");
 404
 405   for (unsigned i = 0; i != vr1Allowed.size(); ++i) {
 406     unsigned preg1 = vr1Allowed[i];
 407     for (unsigned j = 0; j != vr2Allowed.size(); ++j) {
 408       unsigned preg2 = vr2Allowed[j];
 409
 410       if (preg1 == preg2) {
 411         costMat[i + 1][j + 1] += -benefit;
 412       }
 413     }
 414   }
 415 }
 416
 417
 418 void RegAllocPBQP::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &au) const {
 419   au.setPreservesCFG();
 420   au.addRequired<AliasAnalysis>();
 421   au.addPreserved<AliasAnalysis>();
 422   au.addRequired<SlotIndexes>();
 423   au.addPreserved<SlotIndexes>();
 424   au.addRequired<LiveIntervals>();
 425   au.addPreserved<LiveIntervals>();
 426   //au.addRequiredID(SplitCriticalEdgesID);
 427   if (customPassID)
 428     au.addRequiredID(*customPassID);
 429   au.addRequired<LiveStacks>();
 430   au.addPreserved<LiveStacks>();
 431   au.addRequired<MachineBlockFrequencyInfo>();
 432   au.addPreserved<MachineBlockFrequencyInfo>();
 433   au.addRequired<MachineLoopInfo>();
 434   au.addPreserved<MachineLoopInfo>();
 435   au.addRequired<MachineDominatorTree>();
 436   au.addPreserved<MachineDominatorTree>();
 437   au.addRequired<VirtRegMap>();
 438   au.addPreserved<VirtRegMap>();
 439   MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(au);
 440 }
 441
 442 void RegAllocPBQP::findVRegIntervalsToAlloc() {
 443
 444   // Iterate over all live ranges.
 445   for (unsigned i = 0, e = mri->getNumVirtRegs(); i != e; ++i) {
 446     unsigned Reg = TargetRegisterInfo::index2VirtReg(i);
 447     if (mri->reg_nodbg_empty(Reg))
 448       continue;
 449     LiveInterval *li = &lis->getInterval(Reg);
 450
 451     // If this live interval is non-empty we will use pbqp to allocate it.
 452     // Empty intervals we allocate in a simple post-processing stage in
 453     // finalizeAlloc.
 454     if (!li->empty()) {
 455       vregsToAlloc.insert(li->reg);
 456     } else {
 457       emptyIntervalVRegs.insert(li->reg);
 458     }
 459   }
 460 }
 461
 462 bool RegAllocPBQP::mapPBQPToRegAlloc(const PBQPRAProblem &problem,
 463                                      const PBQP::Solution &solution) {
 464   // Set to true if we have any spills
 465   bool anotherRoundNeeded = false;
 466
 467   // Clear the existing allocation.
 468   vrm->clearAllVirt();
 469
 470   const PBQPRAGraph &g = problem.getGraph();
 471   // Iterate over the nodes mapping the PBQP solution to a register
 472   // assignment.
 473   for (auto NId : g.nodeIds()) {
 474     unsigned vreg = problem.getVRegForNode(NId);
 475     unsigned alloc = solution.getSelection(NId);
 476
 477     if (problem.isPRegOption(vreg, alloc)) {
 478       unsigned preg = problem.getPRegForOption(vreg, alloc);
 479       DEBUG(dbgs() << "VREG " << PrintReg(vreg, tri) << " -> "
 480             << tri->getName(preg) << "\n");
 481       assert(preg != 0 && "Invalid preg selected.");
 482       vrm->assignVirt2Phys(vreg, preg);
 483     } else if (problem.isSpillOption(vreg, alloc)) {
 484       vregsToAlloc.erase(vreg);
 485       SmallVector<unsigned, 8> newSpills;
 486       LiveRangeEdit LRE(&lis->getInterval(vreg), newSpills, *mf, *lis, vrm);
 487       spiller->spill(LRE);
 488
 489       DEBUG(dbgs() << "VREG " << PrintReg(vreg, tri) << " -> SPILLED (Cost: "
 490                    << LRE.getParent().weight << ", New vregs: ");
 491
 492       // Copy any newly inserted live intervals into the list of regs to
 493       // allocate.
 494       for (LiveRangeEdit::iterator itr = LRE.begin(), end = LRE.end();
 495            itr != end; ++itr) {
 496         LiveInterval &li = lis->getInterval(*itr);
 497         assert(!li.empty() && "Empty spill range.");
 498         DEBUG(dbgs() << PrintReg(li.reg, tri) << " ");
 499         vregsToAlloc.insert(li.reg);
 500       }
 501
 502       DEBUG(dbgs() << ")\n");
 503
 504       // We need another round if spill intervals were added.
 505       anotherRoundNeeded |= !LRE.empty();
 506     } else {
 507       llvm_unreachable("Unknown allocation option.");
 508     }
 509   }
 510
 511   return !anotherRoundNeeded;
 512 }
 513
 514
 515 void RegAllocPBQP::finalizeAlloc() const {
 516   // First allocate registers for the empty intervals.
 517   for (RegSet::const_iterator
 518          itr = emptyIntervalVRegs.begin(), end = emptyIntervalVRegs.end();
 519          itr != end; ++itr) {
 520     LiveInterval *li = &lis->getInterval(*itr);
 521
 522     unsigned physReg = mri->getSimpleHint(li->reg);
 523
 524     if (physReg == 0) {
 525       const TargetRegisterClass *liRC = mri->getRegClass(li->reg);
 526       physReg = liRC->getRawAllocationOrder(*mf).front();
 527     }
 528
 529     vrm->assignVirt2Phys(li->reg, physReg);
 530   }
 531 }
 532
 533 bool RegAllocPBQP::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
 534
 535   mf = &MF;
 536   tm = &mf->getTarget();
 537   tri = tm->getSubtargetImpl()->getRegisterInfo();
 538   tii = tm->getSubtargetImpl()->getInstrInfo();
 539   mri = &mf->getRegInfo();
 540
 541   lis = &getAnalysis<LiveIntervals>();
 542   lss = &getAnalysis<LiveStacks>();
 543   mbfi = &getAnalysis<MachineBlockFrequencyInfo>();
 544
 545   calculateSpillWeightsAndHints(*lis, MF, getAnalysis<MachineLoopInfo>(),
 546                                 *mbfi);
 547
 548   vrm = &getAnalysis<VirtRegMap>();
 549   spiller.reset(createInlineSpiller(*this, MF, *vrm));
 550
 551   mri->freezeReservedRegs(MF);
 552
 553   DEBUG(dbgs() << "PBQP Register Allocating for " << mf->getName() << "\n");
 554
 555   // Allocator main loop:
 556   //
 557   // * Map current regalloc problem to a PBQP problem
 558   // * Solve the PBQP problem
 559   // * Map the solution back to a register allocation
 560   // * Spill if necessary
 561   //
 562   // This process is continued till no more spills are generated.
 563
 564   // Find the vreg intervals in need of allocation.
 565   findVRegIntervalsToAlloc();
 566
 567 #ifndef NDEBUG
 568   const Function* func = mf->getFunction();
 569   std::string fqn =
 570     func->getParent()->getModuleIdentifier() + "." +
 571     func->getName().str();
 572 #endif
 573
 574   // If there are non-empty intervals allocate them using pbqp.
 575   if (!vregsToAlloc.empty()) {
 576
 577     bool pbqpAllocComplete = false;
 578     unsigned round = 0;
 579
 580     while (!pbqpAllocComplete) {
 581       DEBUG(dbgs() << "  PBQP Regalloc round " << round << ":\n");
 582
 583       std::unique_ptr<PBQPRAProblem> problem(
 584           builder->build(mf, lis, mbfi, vregsToAlloc));
 585
 586 #ifndef NDEBUG
 587       if (pbqpDumpGraphs) {
 588         std::ostringstream rs;
 589         rs << round;
 590         std::string graphFileName(fqn + "." + rs.str() + ".pbqpgraph");
 591         std::string tmp;
 592         raw_fd_ostream os(graphFileName.c_str(), tmp, sys::fs::F_Text);
 593         DEBUG(dbgs() << "Dumping graph for round " << round << " to \""
 594               << graphFileName << "\"\n");
 595         problem->getGraph().dump(os);
 596       }
 597 #endif
 598
 599       PBQP::Solution solution =
 600         PBQP::RegAlloc::solve(problem->getGraph());
 601
 602       pbqpAllocComplete = mapPBQPToRegAlloc(*problem, solution);
 603
 604       ++round;
 605     }
 606   }
 607
 608   // Finalise allocation, allocate empty ranges.
 609   finalizeAlloc();
 610   vregsToAlloc.clear();
 611   emptyIntervalVRegs.clear();
 612
 613   DEBUG(dbgs() << "Post alloc VirtRegMap:\n" << *vrm << "\n");
 614
 615   return true;
 616 }
 617
 618 FunctionPass *
 619 llvm::createPBQPRegisterAllocator(std::unique_ptr<PBQPBuilder> builder,
 620                                   char *customPassID) {
 621   return new RegAllocPBQP(std::move(builder), customPassID);
 622 }
 623
 624 FunctionPass* llvm::createDefaultPBQPRegisterAllocator() {
 625   std::unique_ptr<PBQPBuilder> Builder;
 626   if (pbqpCoalescing)
 627     Builder = llvm::make_unique<PBQPBuilderWithCoalescing>();
 628   else
 629     Builder = llvm::make_unique<PBQPBuilder>();
 630   return createPBQPRegisterAllocator(std::move(Builder));
 631 }
 632
 633 #undef DEBUG_TYPE