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/raw_ostream.h"
  50 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  51 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  52 #include <limits>
  53 #include <memory>
  54 #include <set>
  55 #include <sstream>
  56 #include <vector>
  57
  58 using namespace llvm;
  59
  60 #define DEBUG_TYPE "regalloc"
  61
  62 static RegisterRegAlloc
  63 registerPBQPRepAlloc("pbqp", "PBQP register allocator",
  64                        createDefaultPBQPRegisterAllocator);
  65
  66 static cl::opt<bool>
  67 pbqpCoalescing("pbqp-coalescing",
  68                 cl::desc("Attempt coalescing during PBQP register allocation."),
  69                 cl::init(false), cl::Hidden);
  70
  71 #ifndef NDEBUG
  72 static cl::opt<bool>
  73 pbqpDumpGraphs("pbqp-dump-graphs",
  74                cl::desc("Dump graphs for each function/round in the compilation unit."),
  75                cl::init(false), cl::Hidden);
  76 #endif
  77
  78 namespace {
  79
  80 ///
  81 /// PBQP based allocators solve the register allocation problem by mapping
  82 /// register allocation problems to Partitioned Boolean Quadratic
  83 /// Programming problems.
  84 class RegAllocPBQP : public MachineFunctionPass {
  85 public:
  86
  87   static char ID;
  88
  89   /// Construct a PBQP register allocator.
  90   RegAllocPBQP(std::unique_ptr<PBQPBuilder> &b, char *cPassID=nullptr)
  91       : MachineFunctionPass(ID), builder(b.release()), customPassID(cPassID) {
  92     initializeSlotIndexesPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
  93     initializeLiveIntervalsPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
  94     initializeLiveStacksPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
  95     initializeVirtRegMapPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
  96   }
  97
  98   /// Return the pass name.
  99   const char* getPassName() const override {
 100     return "PBQP Register Allocator";
 101   }
 102
 103   /// PBQP analysis usage.
 104   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &au) const override;
 105
 106   /// Perform register allocation
 107   bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) override;
 108
 109 private:
 110
 111   typedef std::map<const LiveInterval*, unsigned> LI2NodeMap;
 112   typedef std::vector<const LiveInterval*> Node2LIMap;
 113   typedef std::vector<unsigned> AllowedSet;
 114   typedef std::vector<AllowedSet> AllowedSetMap;
 115   typedef std::pair<unsigned, unsigned> RegPair;
 116   typedef std::map<RegPair, PBQP::PBQPNum> CoalesceMap;
 117   typedef std::set<unsigned> RegSet;
 118
 119   std::unique_ptr<PBQPBuilder> builder;
 120
 121   char *customPassID;
 122
 123   MachineFunction *mf;
 124   const TargetMachine *tm;
 125   const TargetRegisterInfo *tri;
 126   const TargetInstrInfo *tii;
 127   MachineRegisterInfo *mri;
 128   const MachineBlockFrequencyInfo *mbfi;
 129
 130   std::unique_ptr<Spiller> spiller;
 131   LiveIntervals *lis;
 132   LiveStacks *lss;
 133   VirtRegMap *vrm;
 134
 135   RegSet vregsToAlloc, emptyIntervalVRegs;
 136
 137   /// \brief Finds the initial set of vreg intervals to allocate.
 138   void findVRegIntervalsToAlloc();
 139
 140   /// \brief Given a solved PBQP problem maps this solution back to a register
 141   /// assignment.
 142   bool mapPBQPToRegAlloc(const PBQPRAProblem &problem,
 143                          const PBQP::Solution &solution);
 144
 145   /// \brief Postprocessing before final spilling. Sets basic block "live in"
 146   /// variables.
 147   void finalizeAlloc() const;
 148
 149 };
 150
 151 char RegAllocPBQP::ID = 0;
 152
 153 } // End anonymous namespace.
 154
 155 unsigned PBQPRAProblem::getVRegForNode(PBQPRAGraph::NodeId node) const {
 156   Node2VReg::const_iterator vregItr = node2VReg.find(node);
 157   assert(vregItr != node2VReg.end() && "No vreg for node.");
 158   return vregItr->second;
 159 }
 160
 161 PBQPRAGraph::NodeId PBQPRAProblem::getNodeForVReg(unsigned vreg) const {
 162   VReg2Node::const_iterator nodeItr = vreg2Node.find(vreg);
 163   assert(nodeItr != vreg2Node.end() && "No node for vreg.");
 164   return nodeItr->second;
 165
 166 }
 167
 168 const PBQPRAProblem::AllowedSet&
 169   PBQPRAProblem::getAllowedSet(unsigned vreg) const {
 170   AllowedSetMap::const_iterator allowedSetItr = allowedSets.find(vreg);
 171   assert(allowedSetItr != allowedSets.end() && "No pregs for vreg.");
 172   const AllowedSet &allowedSet = allowedSetItr->second;
 173   return allowedSet;
 174 }
 175
 176 unsigned PBQPRAProblem::getPRegForOption(unsigned vreg, unsigned option) const {
 177   assert(isPRegOption(vreg, option) && "Not a preg option.");
 178
 179   const AllowedSet& allowedSet = getAllowedSet(vreg);
 180   assert(option <= allowedSet.size() && "Option outside allowed set.");
 181   return allowedSet[option - 1];
 182 }
 183
 184 PBQPRAProblem *PBQPBuilder::build(MachineFunction *mf, const LiveIntervals *lis,
 185                                   const MachineBlockFrequencyInfo *mbfi,
 186                                   const RegSet &vregs) {
 187
 188   LiveIntervals *LIS = const_cast<LiveIntervals*>(lis);
 189   MachineRegisterInfo *mri = &mf->getRegInfo();
 190   const TargetRegisterInfo *tri = mf->getTarget().getRegisterInfo();
 191
 192   std::unique_ptr<PBQPRAProblem> p(new PBQPRAProblem());
 193   PBQPRAGraph &g = p->getGraph();
 194   RegSet pregs;
 195
 196   // Collect the set of preg intervals, record that they're used in the MF.
 197   for (unsigned Reg = 1, e = tri->getNumRegs(); Reg != e; ++Reg) {
 198     if (mri->def_empty(Reg))
 199       continue;
 200     pregs.insert(Reg);
 201     mri->setPhysRegUsed(Reg);
 202   }
 203
 204   // Iterate over vregs.
 205   for (RegSet::const_iterator vregItr = vregs.begin(), vregEnd = vregs.end();
 206        vregItr != vregEnd; ++vregItr) {
 207     unsigned vreg = *vregItr;
 208     const TargetRegisterClass *trc = mri->getRegClass(vreg);
 209     LiveInterval *vregLI = &LIS->getInterval(vreg);
 210
 211     // Record any overlaps with regmask operands.
 212     BitVector regMaskOverlaps;
 213     LIS->checkRegMaskInterference(*vregLI, regMaskOverlaps);
 214
 215     // Compute an initial allowed set for the current vreg.
 216     typedef std::vector<unsigned> VRAllowed;
 217     VRAllowed vrAllowed;
 218     ArrayRef<MCPhysReg> rawOrder = trc->getRawAllocationOrder(*mf);
 219     for (unsigned i = 0; i != rawOrder.size(); ++i) {
 220       unsigned preg = rawOrder[i];
 221       if (mri->isReserved(preg))
 222         continue;
 223
 224       // vregLI crosses a regmask operand that clobbers preg.
 225       if (!regMaskOverlaps.empty() && !regMaskOverlaps.test(preg))
 226         continue;
 227
 228       // vregLI overlaps fixed regunit interference.
 229       bool Interference = false;
 230       for (MCRegUnitIterator Units(preg, tri); Units.isValid(); ++Units) {
 231         if (vregLI->overlaps(LIS->getRegUnit(*Units))) {
 232           Interference = true;
 233           break;
 234         }
 235       }
 236       if (Interference)
 237         continue;
 238
 239       // preg is usable for this virtual register.
 240       vrAllowed.push_back(preg);
 241     }
 242
 243     PBQP::Vector nodeCosts(vrAllowed.size() + 1, 0);
 244
 245     PBQP::PBQPNum spillCost = (vregLI->weight != 0.0) ?
 246         vregLI->weight : std::numeric_limits<PBQP::PBQPNum>::min();
 247
 248     addSpillCosts(nodeCosts, spillCost);
 249
 250     // Construct the node.
 251     PBQPRAGraph::NodeId nId = g.addNode(std::move(nodeCosts));
 252
 253     // Record the mapping and allowed set in the problem.
 254     p->recordVReg(vreg, nId, vrAllowed.begin(), vrAllowed.end());
 255
 256   }
 257
 258   for (RegSet::const_iterator vr1Itr = vregs.begin(), vrEnd = vregs.end();
 259          vr1Itr != vrEnd; ++vr1Itr) {
 260     unsigned vr1 = *vr1Itr;
 261     const LiveInterval &l1 = lis->getInterval(vr1);
 262     const PBQPRAProblem::AllowedSet &vr1Allowed = p->getAllowedSet(vr1);
 263
 264     for (RegSet::const_iterator vr2Itr = std::next(vr1Itr); vr2Itr != vrEnd;
 265          ++vr2Itr) {
 266       unsigned vr2 = *vr2Itr;
 267       const LiveInterval &l2 = lis->getInterval(vr2);
 268       const PBQPRAProblem::AllowedSet &vr2Allowed = p->getAllowedSet(vr2);
 269
 270       assert(!l2.empty() && "Empty interval in vreg set?");
 271       if (l1.overlaps(l2)) {
 272         PBQP::Matrix edgeCosts(vr1Allowed.size()+1, vr2Allowed.size()+1, 0);
 273         addInterferenceCosts(edgeCosts, vr1Allowed, vr2Allowed, tri);
 274
 275         g.addEdge(p->getNodeForVReg(vr1), p->getNodeForVReg(vr2),
 276                   std::move(edgeCosts));
 277       }
 278     }
 279   }
 280
 281   return p.release();
 282 }
 283
 284 void PBQPBuilder::addSpillCosts(PBQP::Vector &costVec,
 285                                 PBQP::PBQPNum spillCost) {
 286   costVec[0] = spillCost;
 287 }
 288
 289 void PBQPBuilder::addInterferenceCosts(
 290                                     PBQP::Matrix &costMat,
 291                                     const PBQPRAProblem::AllowedSet &vr1Allowed,
 292                                     const PBQPRAProblem::AllowedSet &vr2Allowed,
 293                                     const TargetRegisterInfo *tri) {
 294   assert(costMat.getRows() == vr1Allowed.size() + 1 && "Matrix height mismatch.");
 295   assert(costMat.getCols() == vr2Allowed.size() + 1 && "Matrix width mismatch.");
 296
 297   for (unsigned i = 0; i != vr1Allowed.size(); ++i) {
 298     unsigned preg1 = vr1Allowed[i];
 299
 300     for (unsigned j = 0; j != vr2Allowed.size(); ++j) {
 301       unsigned preg2 = vr2Allowed[j];
 302
 303       if (tri->regsOverlap(preg1, preg2)) {
 304         costMat[i + 1][j + 1] = std::numeric_limits<PBQP::PBQPNum>::infinity();
 305       }
 306     }
 307   }
 308 }
 309
 310 PBQPRAProblem *PBQPBuilderWithCoalescing::build(MachineFunction *mf,
 311                                                 const LiveIntervals *lis,
 312                                                 const MachineBlockFrequencyInfo *mbfi,
 313                                                 const RegSet &vregs) {
 314
 315   std::unique_ptr<PBQPRAProblem> p(PBQPBuilder::build(mf, lis, mbfi, vregs));
 316   PBQPRAGraph &g = p->getGraph();
 317
 318   const TargetMachine &tm = mf->getTarget();
 319   CoalescerPair cp(*tm.getRegisterInfo());
 320
 321   // Scan the machine function and add a coalescing cost whenever CoalescerPair
 322   // gives the Ok.
 323   for (MachineFunction::const_iterator mbbItr = mf->begin(),
 324                                        mbbEnd = mf->end();
 325        mbbItr != mbbEnd; ++mbbItr) {
 326     const MachineBasicBlock *mbb = &*mbbItr;
 327
 328     for (MachineBasicBlock::const_iterator miItr = mbb->begin(),
 329                                            miEnd = mbb->end();
 330          miItr != miEnd; ++miItr) {
 331       const MachineInstr *mi = &*miItr;
 332
 333       if (!cp.setRegisters(mi)) {
 334         continue; // Not coalescable.
 335       }
 336
 337       if (cp.getSrcReg() == cp.getDstReg()) {
 338         continue; // Already coalesced.
 339       }
 340
 341       unsigned dst = cp.getDstReg(),
 342                src = cp.getSrcReg();
 343
 344       const float copyFactor = 0.5; // Cost of copy relative to load. Current
 345       // value plucked randomly out of the air.
 346
 347       PBQP::PBQPNum cBenefit =
 348         copyFactor * LiveIntervals::getSpillWeight(false, true, mbfi, mi);
 349
 350       if (cp.isPhys()) {
 351         if (!mf->getRegInfo().isAllocatable(dst)) {
 352           continue;
 353         }
 354
 355         const PBQPRAProblem::AllowedSet &allowed = p->getAllowedSet(src);
 356         unsigned pregOpt = 0;
 357         while (pregOpt < allowed.size() && allowed[pregOpt] != dst) {
 358           ++pregOpt;
 359         }
 360         if (pregOpt < allowed.size()) {
 361           ++pregOpt; // +1 to account for spill option.
 362           PBQPRAGraph::NodeId node = p->getNodeForVReg(src);
 363           llvm::dbgs() << "Reading node costs for node " << node << "\n";
 364           llvm::dbgs() << "Source node: " << &g.getNodeCosts(node) << "\n";
 365           PBQP::Vector newCosts(g.getNodeCosts(node));
 366           addPhysRegCoalesce(newCosts, pregOpt, cBenefit);
 367           g.setNodeCosts(node, newCosts);
 368         }
 369       } else {
 370         const PBQPRAProblem::AllowedSet *allowed1 = &p->getAllowedSet(dst);
 371         const PBQPRAProblem::AllowedSet *allowed2 = &p->getAllowedSet(src);
 372         PBQPRAGraph::NodeId node1 = p->getNodeForVReg(dst);
 373         PBQPRAGraph::NodeId node2 = p->getNodeForVReg(src);
 374         PBQPRAGraph::EdgeId edge = g.findEdge(node1, node2);
 375         if (edge == g.invalidEdgeId()) {
 376           PBQP::Matrix costs(allowed1->size() + 1, allowed2->size() + 1, 0);
 377           addVirtRegCoalesce(costs, *allowed1, *allowed2, cBenefit);
 378           g.addEdge(node1, node2, costs);
 379         } else {
 380           if (g.getEdgeNode1Id(edge) == node2) {
 381             std::swap(node1, node2);
 382             std::swap(allowed1, allowed2);
 383           }
 384           PBQP::Matrix costs(g.getEdgeCosts(edge));
 385           addVirtRegCoalesce(costs, *allowed1, *allowed2, cBenefit);
 386           g.setEdgeCosts(edge, costs);
 387         }
 388       }
 389     }
 390   }
 391
 392   return p.release();
 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 PBQPRAGraph &g = problem.getGraph();
 476   // Iterate over the nodes mapping the PBQP solution to a register
 477   // assignment.
 478   for (auto NId : g.nodeIds()) {
 479     unsigned vreg = problem.getVRegForNode(NId);
 480     unsigned alloc = solution.getSelection(NId);
 481
 482     if (problem.isPRegOption(vreg, alloc)) {
 483       unsigned preg = problem.getPRegForOption(vreg, alloc);
 484       DEBUG(dbgs() << "VREG " << PrintReg(vreg, tri) << " -> "
 485             << tri->getName(preg) << "\n");
 486       assert(preg != 0 && "Invalid preg selected.");
 487       vrm->assignVirt2Phys(vreg, preg);
 488     } else if (problem.isSpillOption(vreg, alloc)) {
 489       vregsToAlloc.erase(vreg);
 490       SmallVector<unsigned, 8> newSpills;
 491       LiveRangeEdit LRE(&lis->getInterval(vreg), newSpills, *mf, *lis, vrm);
 492       spiller->spill(LRE);
 493
 494       DEBUG(dbgs() << "VREG " << PrintReg(vreg, tri) << " -> SPILLED (Cost: "
 495                    << LRE.getParent().weight << ", New vregs: ");
 496
 497       // Copy any newly inserted live intervals into the list of regs to
 498       // allocate.
 499       for (LiveRangeEdit::iterator itr = LRE.begin(), end = LRE.end();
 500            itr != end; ++itr) {
 501         LiveInterval &li = lis->getInterval(*itr);
 502         assert(!li.empty() && "Empty spill range.");
 503         DEBUG(dbgs() << PrintReg(li.reg, tri) << " ");
 504         vregsToAlloc.insert(li.reg);
 505       }
 506
 507       DEBUG(dbgs() << ")\n");
 508
 509       // We need another round if spill intervals were added.
 510       anotherRoundNeeded |= !LRE.empty();
 511     } else {
 512       llvm_unreachable("Unknown allocation option.");
 513     }
 514   }
 515
 516   return !anotherRoundNeeded;
 517 }
 518
 519
 520 void RegAllocPBQP::finalizeAlloc() const {
 521   // First allocate registers for the empty intervals.
 522   for (RegSet::const_iterator
 523          itr = emptyIntervalVRegs.begin(), end = emptyIntervalVRegs.end();
 524          itr != end; ++itr) {
 525     LiveInterval *li = &lis->getInterval(*itr);
 526
 527     unsigned physReg = mri->getSimpleHint(li->reg);
 528
 529     if (physReg == 0) {
 530       const TargetRegisterClass *liRC = mri->getRegClass(li->reg);
 531       physReg = liRC->getRawAllocationOrder(*mf).front();
 532     }
 533
 534     vrm->assignVirt2Phys(li->reg, physReg);
 535   }
 536 }
 537
 538 bool RegAllocPBQP::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
 539
 540   mf = &MF;
 541   tm = &mf->getTarget();
 542   tri = tm->getRegisterInfo();
 543   tii = tm->getInstrInfo();
 544   mri = &mf->getRegInfo();
 545
 546   lis = &getAnalysis<LiveIntervals>();
 547   lss = &getAnalysis<LiveStacks>();
 548   mbfi = &getAnalysis<MachineBlockFrequencyInfo>();
 549
 550   calculateSpillWeightsAndHints(*lis, MF, getAnalysis<MachineLoopInfo>(),
 551                                 *mbfi);
 552
 553   vrm = &getAnalysis<VirtRegMap>();
 554   spiller.reset(createInlineSpiller(*this, MF, *vrm));
 555
 556   mri->freezeReservedRegs(MF);
 557
 558   DEBUG(dbgs() << "PBQP Register Allocating for " << mf->getName() << "\n");
 559
 560   // Allocator main loop:
 561   //
 562   // * Map current regalloc problem to a PBQP problem
 563   // * Solve the PBQP problem
 564   // * Map the solution back to a register allocation
 565   // * Spill if necessary
 566   //
 567   // This process is continued till no more spills are generated.
 568
 569   // Find the vreg intervals in need of allocation.
 570   findVRegIntervalsToAlloc();
 571
 572 #ifndef NDEBUG
 573   const Function* func = mf->getFunction();
 574   std::string fqn =
 575     func->getParent()->getModuleIdentifier() + "." +
 576     func->getName().str();
 577 #endif
 578
 579   // If there are non-empty intervals allocate them using pbqp.
 580   if (!vregsToAlloc.empty()) {
 581
 582     bool pbqpAllocComplete = false;
 583     unsigned round = 0;
 584
 585     while (!pbqpAllocComplete) {
 586       DEBUG(dbgs() << "  PBQP Regalloc round " << round << ":\n");
 587
 588       std::unique_ptr<PBQPRAProblem> problem(
 589           builder->build(mf, lis, mbfi, vregsToAlloc));
 590
 591 #ifndef NDEBUG
 592       if (pbqpDumpGraphs) {
 593         std::ostringstream rs;
 594         rs << round;
 595         std::string graphFileName(fqn + "." + rs.str() + ".pbqpgraph");
 596         std::string tmp;
 597         raw_fd_ostream os(graphFileName.c_str(), tmp, sys::fs::F_Text);
 598         DEBUG(dbgs() << "Dumping graph for round " << round << " to \""
 599               << graphFileName << "\"\n");
 600         problem->getGraph().dump(os);
 601       }
 602 #endif
 603
 604       PBQP::Solution solution =
 605         PBQP::RegAlloc::solve(problem->getGraph());
 606
 607       pbqpAllocComplete = mapPBQPToRegAlloc(*problem, solution);
 608
 609       ++round;
 610     }
 611   }
 612
 613   // Finalise allocation, allocate empty ranges.
 614   finalizeAlloc();
 615   vregsToAlloc.clear();
 616   emptyIntervalVRegs.clear();
 617
 618   DEBUG(dbgs() << "Post alloc VirtRegMap:\n" << *vrm << "\n");
 619
 620   return true;
 621 }
 622
 623 FunctionPass *
 624 llvm::createPBQPRegisterAllocator(std::unique_ptr<PBQPBuilder> &builder,
 625                                   char *customPassID) {
 626   return new RegAllocPBQP(builder, customPassID);
 627 }
 628
 629 FunctionPass* llvm::createDefaultPBQPRegisterAllocator() {
 630   std::unique_ptr<PBQPBuilder> Builder;
 631   if (pbqpCoalescing)
 632     Builder.reset(new PBQPBuilderWithCoalescing());
 633   else
 634     Builder.reset(new PBQPBuilder());
 635   return createPBQPRegisterAllocator(Builder);
 636 }
 637
 638 #undef DEBUG_TYPE