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/PBQP/Graph.h"
  49 #include "llvm/CodeGen/PBQP/HeuristicSolver.h"
  50 #include "llvm/CodeGen/PBQP/Heuristics/Briggs.h"
  51 #include "llvm/CodeGen/RegAllocRegistry.h"
  52 #include "llvm/CodeGen/VirtRegMap.h"
  53 #include "llvm/IR/Module.h"
  54 #include "llvm/Support/Debug.h"
  55 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  56 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  57 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  58 #include <limits>
  59 #include <memory>
  60 #include <set>
  61 #include <sstream>
  62 #include <vector>
  63
  64 using namespace llvm;
  65
  66 static RegisterRegAlloc
  67 registerPBQPRepAlloc("pbqp", "PBQP register allocator",
  68                        createDefaultPBQPRegisterAllocator);
  69
  70 static cl::opt<bool>
  71 pbqpCoalescing("pbqp-coalescing",
  72                 cl::desc("Attempt coalescing during PBQP register allocation."),
  73                 cl::init(false), cl::Hidden);
  74
  75 #ifndef NDEBUG
  76 static cl::opt<bool>
  77 pbqpDumpGraphs("pbqp-dump-graphs",
  78                cl::desc("Dump graphs for each function/round in the compilation unit."),
  79                cl::init(false), cl::Hidden);
  80 #endif
  81
  82 namespace {
  83
  84 ///
  85 /// PBQP based allocators solve the register allocation problem by mapping
  86 /// register allocation problems to Partitioned Boolean Quadratic
  87 /// Programming problems.
  88 class RegAllocPBQP : public MachineFunctionPass {
  89 public:
  90
  91   static char ID;
  92
  93   /// Construct a PBQP register allocator.
  94   RegAllocPBQP(OwningPtr<PBQPBuilder> &b, char *cPassID=0)
  95       : MachineFunctionPass(ID), builder(b.take()), customPassID(cPassID) {
  96     initializeSlotIndexesPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
  97     initializeLiveIntervalsPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
  98     initializeLiveStacksPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
  99     initializeVirtRegMapPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 100   }
 101
 102   /// Return the pass name.
 103   virtual const char* getPassName() const {
 104     return "PBQP Register Allocator";
 105   }
 106
 107   /// PBQP analysis usage.
 108   virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &au) const;
 109
 110   /// Perform register allocation
 111   virtual bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF);
 112
 113 private:
 114
 115   typedef std::map<const LiveInterval*, unsigned> LI2NodeMap;
 116   typedef std::vector<const LiveInterval*> Node2LIMap;
 117   typedef std::vector<unsigned> AllowedSet;
 118   typedef std::vector<AllowedSet> AllowedSetMap;
 119   typedef std::pair<unsigned, unsigned> RegPair;
 120   typedef std::map<RegPair, PBQP::PBQPNum> CoalesceMap;
 121   typedef std::set<unsigned> RegSet;
 122
 123
 124   OwningPtr<PBQPBuilder> builder;
 125
 126   char *customPassID;
 127
 128   MachineFunction *mf;
 129   const TargetMachine *tm;
 130   const TargetRegisterInfo *tri;
 131   const TargetInstrInfo *tii;
 132   MachineRegisterInfo *mri;
 133   const MachineBlockFrequencyInfo *mbfi;
 134
 135   OwningPtr<Spiller> spiller;
 136   LiveIntervals *lis;
 137   LiveStacks *lss;
 138   VirtRegMap *vrm;
 139
 140   RegSet vregsToAlloc, emptyIntervalVRegs;
 141
 142   /// \brief Finds the initial set of vreg intervals to allocate.
 143   void findVRegIntervalsToAlloc();
 144
 145   /// \brief Given a solved PBQP problem maps this solution back to a register
 146   /// assignment.
 147   bool mapPBQPToRegAlloc(const PBQPRAProblem &problem,
 148                          const PBQP::Solution &solution);
 149
 150   /// \brief Postprocessing before final spilling. Sets basic block "live in"
 151   /// variables.
 152   void finalizeAlloc() const;
 153
 154 };
 155
 156 char RegAllocPBQP::ID = 0;
 157
 158 } // End anonymous namespace.
 159
 160 unsigned PBQPRAProblem::getVRegForNode(PBQP::Graph::NodeId node) const {
 161   Node2VReg::const_iterator vregItr = node2VReg.find(node);
 162   assert(vregItr != node2VReg.end() && "No vreg for node.");
 163   return vregItr->second;
 164 }
 165
 166 PBQP::Graph::NodeId PBQPRAProblem::getNodeForVReg(unsigned vreg) const {
 167   VReg2Node::const_iterator nodeItr = vreg2Node.find(vreg);
 168   assert(nodeItr != vreg2Node.end() && "No node for vreg.");
 169   return nodeItr->second;
 170
 171 }
 172
 173 const PBQPRAProblem::AllowedSet&
 174   PBQPRAProblem::getAllowedSet(unsigned vreg) const {
 175   AllowedSetMap::const_iterator allowedSetItr = allowedSets.find(vreg);
 176   assert(allowedSetItr != allowedSets.end() && "No pregs for vreg.");
 177   const AllowedSet &allowedSet = allowedSetItr->second;
 178   return allowedSet;
 179 }
 180
 181 unsigned PBQPRAProblem::getPRegForOption(unsigned vreg, unsigned option) const {
 182   assert(isPRegOption(vreg, option) && "Not a preg option.");
 183
 184   const AllowedSet& allowedSet = getAllowedSet(vreg);
 185   assert(option <= allowedSet.size() && "Option outside allowed set.");
 186   return allowedSet[option - 1];
 187 }
 188
 189 PBQPRAProblem *PBQPBuilder::build(MachineFunction *mf, const LiveIntervals *lis,
 190                                   const MachineBlockFrequencyInfo *mbfi,
 191                                   const RegSet &vregs) {
 192
 193   LiveIntervals *LIS = const_cast<LiveIntervals*>(lis);
 194   MachineRegisterInfo *mri = &mf->getRegInfo();
 195   const TargetRegisterInfo *tri = mf->getTarget().getRegisterInfo();
 196
 197   OwningPtr<PBQPRAProblem> p(new PBQPRAProblem());
 198   PBQP::Graph &g = p->getGraph();
 199   RegSet pregs;
 200
 201   // Collect the set of preg intervals, record that they're used in the MF.
 202   for (unsigned Reg = 1, e = tri->getNumRegs(); Reg != e; ++Reg) {
 203     if (mri->def_empty(Reg))
 204       continue;
 205     pregs.insert(Reg);
 206     mri->setPhysRegUsed(Reg);
 207   }
 208
 209   // Iterate over vregs.
 210   for (RegSet::const_iterator vregItr = vregs.begin(), vregEnd = vregs.end();
 211        vregItr != vregEnd; ++vregItr) {
 212     unsigned vreg = *vregItr;
 213     const TargetRegisterClass *trc = mri->getRegClass(vreg);
 214     LiveInterval *vregLI = &LIS->getInterval(vreg);
 215
 216     // Record any overlaps with regmask operands.
 217     BitVector regMaskOverlaps;
 218     LIS->checkRegMaskInterference(*vregLI, regMaskOverlaps);
 219
 220     // Compute an initial allowed set for the current vreg.
 221     typedef std::vector<unsigned> VRAllowed;
 222     VRAllowed vrAllowed;
 223     ArrayRef<uint16_t> rawOrder = trc->getRawAllocationOrder(*mf);
 224     for (unsigned i = 0; i != rawOrder.size(); ++i) {
 225       unsigned preg = rawOrder[i];
 226       if (mri->isReserved(preg))
 227         continue;
 228
 229       // vregLI crosses a regmask operand that clobbers preg.
 230       if (!regMaskOverlaps.empty() && !regMaskOverlaps.test(preg))
 231         continue;
 232
 233       // vregLI overlaps fixed regunit interference.
 234       bool Interference = false;
 235       for (MCRegUnitIterator Units(preg, tri); Units.isValid(); ++Units) {
 236         if (vregLI->overlaps(LIS->getRegUnit(*Units))) {
 237           Interference = true;
 238           break;
 239         }
 240       }
 241       if (Interference)
 242         continue;
 243
 244       // preg is usable for this virtual register.
 245       vrAllowed.push_back(preg);
 246     }
 247
 248     // Construct the node.
 249     PBQP::Graph::NodeId node =
 250       g.addNode(PBQP::Vector(vrAllowed.size() + 1, 0));
 251
 252     // Record the mapping and allowed set in the problem.
 253     p->recordVReg(vreg, node, vrAllowed.begin(), vrAllowed.end());
 254
 255     PBQP::PBQPNum spillCost = (vregLI->weight != 0.0) ?
 256         vregLI->weight : std::numeric_limits<PBQP::PBQPNum>::min();
 257
 258     addSpillCosts(g.getNodeCosts(node), spillCost);
 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 = llvm::next(vr1Itr);
 268          vr2Itr != vrEnd; ++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::Graph::EdgeId edge =
 276           g.addEdge(p->getNodeForVReg(vr1), p->getNodeForVReg(vr2),
 277                     PBQP::Matrix(vr1Allowed.size()+1, vr2Allowed.size()+1, 0));
 278
 279         addInterferenceCosts(g.getEdgeCosts(edge), vr1Allowed, vr2Allowed, tri);
 280       }
 281     }
 282   }
 283
 284   return p.take();
 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   OwningPtr<PBQPRAProblem> p(PBQPBuilder::build(mf, lis, mbfi, vregs));
 319   PBQP::Graph &g = p->getGraph();
 320
 321   const TargetMachine &tm = mf->getTarget();
 322   CoalescerPair cp(*tm.getRegisterInfo());
 323
 324   // Scan the machine function and add a coalescing cost whenever CoalescerPair
 325   // gives the Ok.
 326   for (MachineFunction::const_iterator mbbItr = mf->begin(),
 327                                        mbbEnd = mf->end();
 328        mbbItr != mbbEnd; ++mbbItr) {
 329     const MachineBasicBlock *mbb = &*mbbItr;
 330
 331     for (MachineBasicBlock::const_iterator miItr = mbb->begin(),
 332                                            miEnd = mbb->end();
 333          miItr != miEnd; ++miItr) {
 334       const MachineInstr *mi = &*miItr;
 335
 336       if (!cp.setRegisters(mi)) {
 337         continue; // Not coalescable.
 338       }
 339
 340       if (cp.getSrcReg() == cp.getDstReg()) {
 341         continue; // Already coalesced.
 342       }
 343
 344       unsigned dst = cp.getDstReg(),
 345                src = cp.getSrcReg();
 346
 347       const float copyFactor = 0.5; // Cost of copy relative to load. Current
 348       // value plucked randomly out of the air.
 349
 350       PBQP::PBQPNum cBenefit =
 351         copyFactor * LiveIntervals::getSpillWeight(false, true,
 352                                                    mbfi->getBlockFreq(mbb));
 353
 354       if (cp.isPhys()) {
 355         if (!mf->getRegInfo().isAllocatable(dst)) {
 356           continue;
 357         }
 358
 359         const PBQPRAProblem::AllowedSet &allowed = p->getAllowedSet(src);
 360         unsigned pregOpt = 0;
 361         while (pregOpt < allowed.size() && allowed[pregOpt] != dst) {
 362           ++pregOpt;
 363         }
 364         if (pregOpt < allowed.size()) {
 365           ++pregOpt; // +1 to account for spill option.
 366           PBQP::Graph::NodeId node = p->getNodeForVReg(src);
 367           addPhysRegCoalesce(g.getNodeCosts(node), pregOpt, cBenefit);
 368         }
 369       } else {
 370         const PBQPRAProblem::AllowedSet *allowed1 = &p->getAllowedSet(dst);
 371         const PBQPRAProblem::AllowedSet *allowed2 = &p->getAllowedSet(src);
 372         PBQP::Graph::NodeId node1 = p->getNodeForVReg(dst);
 373         PBQP::Graph::NodeId node2 = p->getNodeForVReg(src);
 374         PBQP::Graph::EdgeId edge = g.findEdge(node1, node2);
 375         if (edge == g.invalidEdgeId()) {
 376           edge = g.addEdge(node1, node2, PBQP::Matrix(allowed1->size() + 1,
 377                                                       allowed2->size() + 1,
 378                                                       0));
 379         } else {
 380           if (g.getEdgeNode1(edge) == node2) {
 381             std::swap(node1, node2);
 382             std::swap(allowed1, allowed2);
 383           }
 384         }
 385
 386         addVirtRegCoalesce(g.getEdgeCosts(edge), *allowed1, *allowed2,
 387                            cBenefit);
 388       }
 389     }
 390   }
 391
 392   return p.take();
 393 }
 394
 395 void PBQPBuilderWithCoalescing::addPhysRegCoalesce(PBQP::Vector &costVec,
 396                                                    unsigned pregOption,
 397                                                    PBQP::PBQPNum benefit) {
 398   costVec[pregOption] += -benefit;
 399 }
 400
 401 void PBQPBuilderWithCoalescing::addVirtRegCoalesce(
 402                                     PBQP::Matrix &costMat,
 403                                     const PBQPRAProblem::AllowedSet &vr1Allowed,
 404                                     const PBQPRAProblem::AllowedSet &vr2Allowed,
 405                                     PBQP::PBQPNum benefit) {
 406
 407   assert(costMat.getRows() == vr1Allowed.size() + 1 && "Size mismatch.");
 408   assert(costMat.getCols() == vr2Allowed.size() + 1 && "Size mismatch.");
 409
 410   for (unsigned i = 0; i != vr1Allowed.size(); ++i) {
 411     unsigned preg1 = vr1Allowed[i];
 412     for (unsigned j = 0; j != vr2Allowed.size(); ++j) {
 413       unsigned preg2 = vr2Allowed[j];
 414
 415       if (preg1 == preg2) {
 416         costMat[i + 1][j + 1] += -benefit;
 417       }
 418     }
 419   }
 420 }
 421
 422
 423 void RegAllocPBQP::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &au) const {
 424   au.setPreservesCFG();
 425   au.addRequired<AliasAnalysis>();
 426   au.addPreserved<AliasAnalysis>();
 427   au.addRequired<SlotIndexes>();
 428   au.addPreserved<SlotIndexes>();
 429   au.addRequired<LiveIntervals>();
 430   au.addPreserved<LiveIntervals>();
 431   //au.addRequiredID(SplitCriticalEdgesID);
 432   if (customPassID)
 433     au.addRequiredID(*customPassID);
 434   au.addRequired<LiveStacks>();
 435   au.addPreserved<LiveStacks>();
 436   au.addRequired<MachineBlockFrequencyInfo>();
 437   au.addPreserved<MachineBlockFrequencyInfo>();
 438   au.addRequired<MachineLoopInfo>();
 439   au.addPreserved<MachineLoopInfo>();
 440   au.addRequired<MachineDominatorTree>();
 441   au.addPreserved<MachineDominatorTree>();
 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::NodeItr nodeItr = g.nodesBegin(),
 479                             nodeEnd = g.nodesEnd();
 480        nodeItr != nodeEnd; ++nodeItr) {
 481     unsigned vreg = problem.getVRegForNode(*nodeItr);
 482     unsigned alloc = solution.getSelection(*nodeItr);
 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);
 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::HeuristicSolver<PBQP::Heuristics::Briggs>::solve(
 608           problem->getGraph());
 609
 610       pbqpAllocComplete = mapPBQPToRegAlloc(*problem, solution);
 611
 612       ++round;
 613     }
 614   }
 615
 616   // Finalise allocation, allocate empty ranges.
 617   finalizeAlloc();
 618   vregsToAlloc.clear();
 619   emptyIntervalVRegs.clear();
 620
 621   DEBUG(dbgs() << "Post alloc VirtRegMap:\n" << *vrm << "\n");
 622
 623   return true;
 624 }
 625
 626 FunctionPass* llvm::createPBQPRegisterAllocator(
 627                                            OwningPtr<PBQPBuilder> &builder,
 628                                            char *customPassID) {
 629   return new RegAllocPBQP(builder, customPassID);
 630 }
 631
 632 FunctionPass* llvm::createDefaultPBQPRegisterAllocator() {
 633   OwningPtr<PBQPBuilder> Builder;
 634   if (pbqpCoalescing)
 635     Builder.reset(new PBQPBuilderWithCoalescing());
 636   else
 637     Builder.reset(new PBQPBuilder());
 638   return createPBQPRegisterAllocator(Builder);
 639 }
 640
 641 #undef DEBUG_TYPE