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/MachineBlockFrequencyInfo.h"
  44 #include "llvm/CodeGen/MachineDominators.h"
  45 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
  46 #include "llvm/CodeGen/MachineLoopInfo.h"
  47 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  48 #include "llvm/CodeGen/RegAllocRegistry.h"
  49 #include "llvm/CodeGen/VirtRegMap.h"
  50 #include "llvm/IR/Module.h"
  51 #include "llvm/Support/Debug.h"
  52 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  53 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  54 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  55 #include <limits>
  56 #include <memory>
  57 #include <set>
  58 #include <sstream>
  59 #include <vector>
  60
  61 using namespace llvm;
  62
  63 static RegisterRegAlloc
  64 registerPBQPRepAlloc("pbqp", "PBQP register allocator",
  65                        createDefaultPBQPRegisterAllocator);
  66
  67 static cl::opt<bool>
  68 pbqpCoalescing("pbqp-coalescing",
  69                 cl::desc("Attempt coalescing during PBQP register allocation."),
  70                 cl::init(false), cl::Hidden);
  71
  72 #ifndef NDEBUG
  73 static cl::opt<bool>
  74 pbqpDumpGraphs("pbqp-dump-graphs",
  75                cl::desc("Dump graphs for each function/round in the compilation unit."),
  76                cl::init(false), cl::Hidden);
  77 #endif
  78
  79 namespace {
  80
  81 ///
  82 /// PBQP based allocators solve the register allocation problem by mapping
  83 /// register allocation problems to Partitioned Boolean Quadratic
  84 /// Programming problems.
  85 class RegAllocPBQP : public MachineFunctionPass {
  86 public:
  87
  88   static char ID;
  89
  90   /// Construct a PBQP register allocator.
  91   RegAllocPBQP(OwningPtr<PBQPBuilder> &b, char *cPassID=0)
  92       : MachineFunctionPass(ID), builder(b.release()), customPassID(cPassID) {
  93     initializeSlotIndexesPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
  94     initializeLiveIntervalsPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
  95     initializeLiveStacksPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
  96     initializeVirtRegMapPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
  97   }
  98
  99   /// Return the pass name.
 100   virtual const char* getPassName() const {
 101     return "PBQP Register Allocator";
 102   }
 103
 104   /// PBQP analysis usage.
 105   virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &au) const;
 106
 107   /// Perform register allocation
 108   virtual bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF);
 109
 110 private:
 111
 112   typedef std::map<const LiveInterval*, unsigned> LI2NodeMap;
 113   typedef std::vector<const LiveInterval*> Node2LIMap;
 114   typedef std::vector<unsigned> AllowedSet;
 115   typedef std::vector<AllowedSet> AllowedSetMap;
 116   typedef std::pair<unsigned, unsigned> RegPair;
 117   typedef std::map<RegPair, PBQP::PBQPNum> CoalesceMap;
 118   typedef std::set<unsigned> RegSet;
 119
 120
 121   OwningPtr<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   OwningPtr<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 = mf->getTarget().getRegisterInfo();
 193
 194   OwningPtr<PBQPRAProblem> p(new PBQPRAProblem());
 195   PBQPRAGraph &g = p->getGraph();
 196   RegSet pregs;
 197
 198   // Collect the set of preg intervals, record that they're used in the MF.
 199   for (unsigned Reg = 1, e = tri->getNumRegs(); Reg != e; ++Reg) {
 200     if (mri->def_empty(Reg))
 201       continue;
 202     pregs.insert(Reg);
 203     mri->setPhysRegUsed(Reg);
 204   }
 205
 206   // Iterate over vregs.
 207   for (RegSet::const_iterator vregItr = vregs.begin(), vregEnd = vregs.end();
 208        vregItr != vregEnd; ++vregItr) {
 209     unsigned vreg = *vregItr;
 210     const TargetRegisterClass *trc = mri->getRegClass(vreg);
 211     LiveInterval *vregLI = &LIS->getInterval(vreg);
 212
 213     // Record any overlaps with regmask operands.
 214     BitVector regMaskOverlaps;
 215     LIS->checkRegMaskInterference(*vregLI, regMaskOverlaps);
 216
 217     // Compute an initial allowed set for the current vreg.
 218     typedef std::vector<unsigned> VRAllowed;
 219     VRAllowed vrAllowed;
 220     ArrayRef<uint16_t> rawOrder = trc->getRawAllocationOrder(*mf);
 221     for (unsigned i = 0; i != rawOrder.size(); ++i) {
 222       unsigned preg = rawOrder[i];
 223       if (mri->isReserved(preg))
 224         continue;
 225
 226       // vregLI crosses a regmask operand that clobbers preg.
 227       if (!regMaskOverlaps.empty() && !regMaskOverlaps.test(preg))
 228         continue;
 229
 230       // vregLI overlaps fixed regunit interference.
 231       bool Interference = false;
 232       for (MCRegUnitIterator Units(preg, tri); Units.isValid(); ++Units) {
 233         if (vregLI->overlaps(LIS->getRegUnit(*Units))) {
 234           Interference = true;
 235           break;
 236         }
 237       }
 238       if (Interference)
 239         continue;
 240
 241       // preg is usable for this virtual register.
 242       vrAllowed.push_back(preg);
 243     }
 244
 245     PBQP::Vector nodeCosts(vrAllowed.size() + 1, 0);
 246
 247     PBQP::PBQPNum spillCost = (vregLI->weight != 0.0) ?
 248         vregLI->weight : std::numeric_limits<PBQP::PBQPNum>::min();
 249
 250     addSpillCosts(nodeCosts, spillCost);
 251
 252     // Construct the node.
 253     PBQPRAGraph::NodeId nId = g.addNode(std::move(nodeCosts));
 254
 255     // Record the mapping and allowed set in the problem.
 256     p->recordVReg(vreg, nId, vrAllowed.begin(), vrAllowed.end());
 257
 258   }
 259
 260   for (RegSet::const_iterator vr1Itr = vregs.begin(), vrEnd = vregs.end();
 261          vr1Itr != vrEnd; ++vr1Itr) {
 262     unsigned vr1 = *vr1Itr;
 263     const LiveInterval &l1 = lis->getInterval(vr1);
 264     const PBQPRAProblem::AllowedSet &vr1Allowed = p->getAllowedSet(vr1);
 265
 266     for (RegSet::const_iterator vr2Itr = std::next(vr1Itr); vr2Itr != vrEnd;
 267          ++vr2Itr) {
 268       unsigned vr2 = *vr2Itr;
 269       const LiveInterval &l2 = lis->getInterval(vr2);
 270       const PBQPRAProblem::AllowedSet &vr2Allowed = p->getAllowedSet(vr2);
 271
 272       assert(!l2.empty() && "Empty interval in vreg set?");
 273       if (l1.overlaps(l2)) {
 274         PBQP::Matrix edgeCosts(vr1Allowed.size()+1, vr2Allowed.size()+1, 0);
 275         addInterferenceCosts(edgeCosts, vr1Allowed, vr2Allowed, tri);
 276
 277         g.addEdge(p->getNodeForVReg(vr1), p->getNodeForVReg(vr2),
 278                   std::move(edgeCosts));
 279       }
 280     }
 281   }
 282
 283   return p.release();
 284 }
 285
 286 void PBQPBuilder::addSpillCosts(PBQP::Vector &costVec,
 287                                 PBQP::PBQPNum spillCost) {
 288   costVec[0] = spillCost;
 289 }
 290
 291 void PBQPBuilder::addInterferenceCosts(
 292                                     PBQP::Matrix &costMat,
 293                                     const PBQPRAProblem::AllowedSet &vr1Allowed,
 294                                     const PBQPRAProblem::AllowedSet &vr2Allowed,
 295                                     const TargetRegisterInfo *tri) {
 296   assert(costMat.getRows() == vr1Allowed.size() + 1 && "Matrix height mismatch.");
 297   assert(costMat.getCols() == vr2Allowed.size() + 1 && "Matrix width mismatch.");
 298
 299   for (unsigned i = 0; i != vr1Allowed.size(); ++i) {
 300     unsigned preg1 = vr1Allowed[i];
 301
 302     for (unsigned j = 0; j != vr2Allowed.size(); ++j) {
 303       unsigned preg2 = vr2Allowed[j];
 304
 305       if (tri->regsOverlap(preg1, preg2)) {
 306         costMat[i + 1][j + 1] = std::numeric_limits<PBQP::PBQPNum>::infinity();
 307       }
 308     }
 309   }
 310 }
 311
 312 PBQPRAProblem *PBQPBuilderWithCoalescing::build(MachineFunction *mf,
 313                                                 const LiveIntervals *lis,
 314                                                 const MachineBlockFrequencyInfo *mbfi,
 315                                                 const RegSet &vregs) {
 316
 317   OwningPtr<PBQPRAProblem> p(PBQPBuilder::build(mf, lis, mbfi, vregs));
 318   PBQPRAGraph &g = p->getGraph();
 319
 320   const TargetMachine &tm = mf->getTarget();
 321   CoalescerPair cp(*tm.getRegisterInfo());
 322
 323   // Scan the machine function and add a coalescing cost whenever CoalescerPair
 324   // gives the Ok.
 325   for (MachineFunction::const_iterator mbbItr = mf->begin(),
 326                                        mbbEnd = mf->end();
 327        mbbItr != mbbEnd; ++mbbItr) {
 328     const MachineBasicBlock *mbb = &*mbbItr;
 329
 330     for (MachineBasicBlock::const_iterator miItr = mbb->begin(),
 331                                            miEnd = mbb->end();
 332          miItr != miEnd; ++miItr) {
 333       const MachineInstr *mi = &*miItr;
 334
 335       if (!cp.setRegisters(mi)) {
 336         continue; // Not coalescable.
 337       }
 338
 339       if (cp.getSrcReg() == cp.getDstReg()) {
 340         continue; // Already coalesced.
 341       }
 342
 343       unsigned dst = cp.getDstReg(),
 344                src = cp.getSrcReg();
 345
 346       const float copyFactor = 0.5; // Cost of copy relative to load. Current
 347       // value plucked randomly out of the air.
 348
 349       PBQP::PBQPNum cBenefit =
 350         copyFactor * LiveIntervals::getSpillWeight(false, true, mbfi, mi);
 351
 352       if (cp.isPhys()) {
 353         if (!mf->getRegInfo().isAllocatable(dst)) {
 354           continue;
 355         }
 356
 357         const PBQPRAProblem::AllowedSet &allowed = p->getAllowedSet(src);
 358         unsigned pregOpt = 0;
 359         while (pregOpt < allowed.size() && allowed[pregOpt] != dst) {
 360           ++pregOpt;
 361         }
 362         if (pregOpt < allowed.size()) {
 363           ++pregOpt; // +1 to account for spill option.
 364           PBQPRAGraph::NodeId node = p->getNodeForVReg(src);
 365           llvm::dbgs() << "Reading node costs for node " << node << "\n";
 366           llvm::dbgs() << "Source node: " << &g.getNodeCosts(node) << "\n";
 367           PBQP::Vector newCosts(g.getNodeCosts(node));
 368           addPhysRegCoalesce(newCosts, pregOpt, cBenefit);
 369           g.setNodeCosts(node, newCosts);
 370         }
 371       } else {
 372         const PBQPRAProblem::AllowedSet *allowed1 = &p->getAllowedSet(dst);
 373         const PBQPRAProblem::AllowedSet *allowed2 = &p->getAllowedSet(src);
 374         PBQPRAGraph::NodeId node1 = p->getNodeForVReg(dst);
 375         PBQPRAGraph::NodeId node2 = p->getNodeForVReg(src);
 376         PBQPRAGraph::EdgeId edge = g.findEdge(node1, node2);
 377         if (edge == g.invalidEdgeId()) {
 378           PBQP::Matrix costs(allowed1->size() + 1, allowed2->size() + 1, 0);
 379           addVirtRegCoalesce(costs, *allowed1, *allowed2, cBenefit);
 380           g.addEdge(node1, node2, costs);
 381         } else {
 382           if (g.getEdgeNode1Id(edge) == node2) {
 383             std::swap(node1, node2);
 384             std::swap(allowed1, allowed2);
 385           }
 386           PBQP::Matrix costs(g.getEdgeCosts(edge));
 387           addVirtRegCoalesce(costs, *allowed1, *allowed2, cBenefit);
 388           g.setEdgeCosts(edge, costs);
 389         }
 390       }
 391     }
 392   }
 393
 394   return p.release();
 395 }
 396
 397 void PBQPBuilderWithCoalescing::addPhysRegCoalesce(PBQP::Vector &costVec,
 398                                                    unsigned pregOption,
 399                                                    PBQP::PBQPNum benefit) {
 400   costVec[pregOption] += -benefit;
 401 }
 402
 403 void PBQPBuilderWithCoalescing::addVirtRegCoalesce(
 404                                     PBQP::Matrix &costMat,
 405                                     const PBQPRAProblem::AllowedSet &vr1Allowed,
 406                                     const PBQPRAProblem::AllowedSet &vr2Allowed,
 407                                     PBQP::PBQPNum benefit) {
 408
 409   assert(costMat.getRows() == vr1Allowed.size() + 1 && "Size mismatch.");
 410   assert(costMat.getCols() == vr2Allowed.size() + 1 && "Size mismatch.");
 411
 412   for (unsigned i = 0; i != vr1Allowed.size(); ++i) {
 413     unsigned preg1 = vr1Allowed[i];
 414     for (unsigned j = 0; j != vr2Allowed.size(); ++j) {
 415       unsigned preg2 = vr2Allowed[j];
 416
 417       if (preg1 == preg2) {
 418         costMat[i + 1][j + 1] += -benefit;
 419       }
 420     }
 421   }
 422 }
 423
 424
 425 void RegAllocPBQP::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &au) const {
 426   au.setPreservesCFG();
 427   au.addRequired<AliasAnalysis>();
 428   au.addPreserved<AliasAnalysis>();
 429   au.addRequired<SlotIndexes>();
 430   au.addPreserved<SlotIndexes>();
 431   au.addRequired<LiveIntervals>();
 432   au.addPreserved<LiveIntervals>();
 433   //au.addRequiredID(SplitCriticalEdgesID);
 434   if (customPassID)
 435     au.addRequiredID(*customPassID);
 436   au.addRequired<LiveStacks>();
 437   au.addPreserved<LiveStacks>();
 438   au.addRequired<MachineBlockFrequencyInfo>();
 439   au.addPreserved<MachineBlockFrequencyInfo>();
 440   au.addRequired<MachineLoopInfo>();
 441   au.addPreserved<MachineLoopInfo>();
 442   au.addRequired<MachineDominatorTree>();
 443   au.addPreserved<MachineDominatorTree>();
 444   au.addRequired<VirtRegMap>();
 445   au.addPreserved<VirtRegMap>();
 446   MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(au);
 447 }
 448
 449 void RegAllocPBQP::findVRegIntervalsToAlloc() {
 450
 451   // Iterate over all live ranges.
 452   for (unsigned i = 0, e = mri->getNumVirtRegs(); i != e; ++i) {
 453     unsigned Reg = TargetRegisterInfo::index2VirtReg(i);
 454     if (mri->reg_nodbg_empty(Reg))
 455       continue;
 456     LiveInterval *li = &lis->getInterval(Reg);
 457
 458     // If this live interval is non-empty we will use pbqp to allocate it.
 459     // Empty intervals we allocate in a simple post-processing stage in
 460     // finalizeAlloc.
 461     if (!li->empty()) {
 462       vregsToAlloc.insert(li->reg);
 463     } else {
 464       emptyIntervalVRegs.insert(li->reg);
 465     }
 466   }
 467 }
 468
 469 bool RegAllocPBQP::mapPBQPToRegAlloc(const PBQPRAProblem &problem,
 470                                      const PBQP::Solution &solution) {
 471   // Set to true if we have any spills
 472   bool anotherRoundNeeded = false;
 473
 474   // Clear the existing allocation.
 475   vrm->clearAllVirt();
 476
 477   const PBQPRAGraph &g = problem.getGraph();
 478   // Iterate over the nodes mapping the PBQP solution to a register
 479   // assignment.
 480   for (auto NId : g.nodeIds()) {
 481     unsigned vreg = problem.getVRegForNode(NId);
 482     unsigned alloc = solution.getSelection(NId);
 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<unsigned, 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         LiveInterval &li = lis->getInterval(*itr);
 504         assert(!li.empty() && "Empty spill range.");
 505         DEBUG(dbgs() << PrintReg(li.reg, tri) << " ");
 506         vregsToAlloc.insert(li.reg);
 507       }
 508
 509       DEBUG(dbgs() << ")\n");
 510
 511       // We need another round if spill intervals were added.
 512       anotherRoundNeeded |= !LRE.empty();
 513     } else {
 514       llvm_unreachable("Unknown allocation option.");
 515     }
 516   }
 517
 518   return !anotherRoundNeeded;
 519 }
 520
 521
 522 void RegAllocPBQP::finalizeAlloc() const {
 523   // First allocate registers for the empty intervals.
 524   for (RegSet::const_iterator
 525          itr = emptyIntervalVRegs.begin(), end = emptyIntervalVRegs.end();
 526          itr != end; ++itr) {
 527     LiveInterval *li = &lis->getInterval(*itr);
 528
 529     unsigned physReg = mri->getSimpleHint(li->reg);
 530
 531     if (physReg == 0) {
 532       const TargetRegisterClass *liRC = mri->getRegClass(li->reg);
 533       physReg = liRC->getRawAllocationOrder(*mf).front();
 534     }
 535
 536     vrm->assignVirt2Phys(li->reg, physReg);
 537   }
 538 }
 539
 540 bool RegAllocPBQP::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
 541
 542   mf = &MF;
 543   tm = &mf->getTarget();
 544   tri = tm->getRegisterInfo();
 545   tii = tm->getInstrInfo();
 546   mri = &mf->getRegInfo();
 547
 548   lis = &getAnalysis<LiveIntervals>();
 549   lss = &getAnalysis<LiveStacks>();
 550   mbfi = &getAnalysis<MachineBlockFrequencyInfo>();
 551
 552   calculateSpillWeightsAndHints(*lis, MF, getAnalysis<MachineLoopInfo>(),
 553                                 *mbfi);
 554
 555   vrm = &getAnalysis<VirtRegMap>();
 556   spiller.reset(createInlineSpiller(*this, MF, *vrm));
 557
 558   mri->freezeReservedRegs(MF);
 559
 560   DEBUG(dbgs() << "PBQP Register Allocating for " << mf->getName() << "\n");
 561
 562   // Allocator main loop:
 563   //
 564   // * Map current regalloc problem to a PBQP problem
 565   // * Solve the PBQP problem
 566   // * Map the solution back to a register allocation
 567   // * Spill if necessary
 568   //
 569   // This process is continued till no more spills are generated.
 570
 571   // Find the vreg intervals in need of allocation.
 572   findVRegIntervalsToAlloc();
 573
 574 #ifndef NDEBUG
 575   const Function* func = mf->getFunction();
 576   std::string fqn =
 577     func->getParent()->getModuleIdentifier() + "." +
 578     func->getName().str();
 579 #endif
 580
 581   // If there are non-empty intervals allocate them using pbqp.
 582   if (!vregsToAlloc.empty()) {
 583
 584     bool pbqpAllocComplete = false;
 585     unsigned round = 0;
 586
 587     while (!pbqpAllocComplete) {
 588       DEBUG(dbgs() << "  PBQP Regalloc round " << round << ":\n");
 589
 590       OwningPtr<PBQPRAProblem> problem(
 591         builder->build(mf, lis, mbfi, vregsToAlloc));
 592
 593 #ifndef NDEBUG
 594       if (pbqpDumpGraphs) {
 595         std::ostringstream rs;
 596         rs << round;
 597         std::string graphFileName(fqn + "." + rs.str() + ".pbqpgraph");
 598         std::string tmp;
 599         raw_fd_ostream os(graphFileName.c_str(), tmp, sys::fs::F_Text);
 600         DEBUG(dbgs() << "Dumping graph for round " << round << " to \""
 601               << graphFileName << "\"\n");
 602         problem->getGraph().dump(os);
 603       }
 604 #endif
 605
 606       PBQP::Solution solution =
 607         PBQP::RegAlloc::solve(problem->getGraph());
 608
 609       pbqpAllocComplete = mapPBQPToRegAlloc(*problem, solution);
 610
 611       ++round;
 612     }
 613   }
 614
 615   // Finalise allocation, allocate empty ranges.
 616   finalizeAlloc();
 617   vregsToAlloc.clear();
 618   emptyIntervalVRegs.clear();
 619
 620   DEBUG(dbgs() << "Post alloc VirtRegMap:\n" << *vrm << "\n");
 621
 622   return true;
 623 }
 624
 625 FunctionPass* llvm::createPBQPRegisterAllocator(
 626                                            OwningPtr<PBQPBuilder> &builder,
 627                                            char *customPassID) {
 628   return new RegAllocPBQP(builder, customPassID);
 629 }
 630
 631 FunctionPass* llvm::createDefaultPBQPRegisterAllocator() {
 632   OwningPtr<PBQPBuilder> Builder;
 633   if (pbqpCoalescing)
 634     Builder.reset(new PBQPBuilderWithCoalescing());
 635   else
 636     Builder.reset(new PBQPBuilder());
 637   return createPBQPRegisterAllocator(Builder);
 638 }
 639
 640 #undef DEBUG_TYPE