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 = 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::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, mbfi, mi);
 352
 353       if (cp.isPhys()) {
 354         if (!mf->getRegInfo().isAllocatable(dst)) {
 355           continue;
 356         }
 357
 358         const PBQPRAProblem::AllowedSet &allowed = p->getAllowedSet(src);
 359         unsigned pregOpt = 0;
 360         while (pregOpt < allowed.size() && allowed[pregOpt] != dst) {
 361           ++pregOpt;
 362         }
 363         if (pregOpt < allowed.size()) {
 364           ++pregOpt; // +1 to account for spill option.
 365           PBQP::Graph::NodeId node = p->getNodeForVReg(src);
 366           addPhysRegCoalesce(g.getNodeCosts(node), pregOpt, cBenefit);
 367         }
 368       } else {
 369         const PBQPRAProblem::AllowedSet *allowed1 = &p->getAllowedSet(dst);
 370         const PBQPRAProblem::AllowedSet *allowed2 = &p->getAllowedSet(src);
 371         PBQP::Graph::NodeId node1 = p->getNodeForVReg(dst);
 372         PBQP::Graph::NodeId node2 = p->getNodeForVReg(src);
 373         PBQP::Graph::EdgeId edge = g.findEdge(node1, node2);
 374         if (edge == g.invalidEdgeId()) {
 375           edge = g.addEdge(node1, node2, PBQP::Matrix(allowed1->size() + 1,
 376                                                       allowed2->size() + 1,
 377                                                       0));
 378         } else {
 379           if (g.getEdgeNode1(edge) == node2) {
 380             std::swap(node1, node2);
 381             std::swap(allowed1, allowed2);
 382           }
 383         }
 384
 385         addVirtRegCoalesce(g.getEdgeCosts(edge), *allowed1, *allowed2,
 386                            cBenefit);
 387       }
 388     }
 389   }
 390
 391   return p.take();
 392 }
 393
 394 void PBQPBuilderWithCoalescing::addPhysRegCoalesce(PBQP::Vector &costVec,
 395                                                    unsigned pregOption,
 396                                                    PBQP::PBQPNum benefit) {
 397   costVec[pregOption] += -benefit;
 398 }
 399
 400 void PBQPBuilderWithCoalescing::addVirtRegCoalesce(
 401                                     PBQP::Matrix &costMat,
 402                                     const PBQPRAProblem::AllowedSet &vr1Allowed,
 403                                     const PBQPRAProblem::AllowedSet &vr2Allowed,
 404                                     PBQP::PBQPNum benefit) {
 405
 406   assert(costMat.getRows() == vr1Allowed.size() + 1 && "Size mismatch.");
 407   assert(costMat.getCols() == vr2Allowed.size() + 1 && "Size mismatch.");
 408
 409   for (unsigned i = 0; i != vr1Allowed.size(); ++i) {
 410     unsigned preg1 = vr1Allowed[i];
 411     for (unsigned j = 0; j != vr2Allowed.size(); ++j) {
 412       unsigned preg2 = vr2Allowed[j];
 413
 414       if (preg1 == preg2) {
 415         costMat[i + 1][j + 1] += -benefit;
 416       }
 417     }
 418   }
 419 }
 420
 421
 422 void RegAllocPBQP::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &au) const {
 423   au.setPreservesCFG();
 424   au.addRequired<AliasAnalysis>();
 425   au.addPreserved<AliasAnalysis>();
 426   au.addRequired<SlotIndexes>();
 427   au.addPreserved<SlotIndexes>();
 428   au.addRequired<LiveIntervals>();
 429   au.addPreserved<LiveIntervals>();
 430   //au.addRequiredID(SplitCriticalEdgesID);
 431   if (customPassID)
 432     au.addRequiredID(*customPassID);
 433   au.addRequired<LiveStacks>();
 434   au.addPreserved<LiveStacks>();
 435   au.addRequired<MachineBlockFrequencyInfo>();
 436   au.addPreserved<MachineBlockFrequencyInfo>();
 437   au.addRequired<MachineLoopInfo>();
 438   au.addPreserved<MachineLoopInfo>();
 439   au.addRequired<MachineDominatorTree>();
 440   au.addPreserved<MachineDominatorTree>();
 441   au.addRequired<VirtRegMap>();
 442   au.addPreserved<VirtRegMap>();
 443   MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(au);
 444 }
 445
 446 void RegAllocPBQP::findVRegIntervalsToAlloc() {
 447
 448   // Iterate over all live ranges.
 449   for (unsigned i = 0, e = mri->getNumVirtRegs(); i != e; ++i) {
 450     unsigned Reg = TargetRegisterInfo::index2VirtReg(i);
 451     if (mri->reg_nodbg_empty(Reg))
 452       continue;
 453     LiveInterval *li = &lis->getInterval(Reg);
 454
 455     // If this live interval is non-empty we will use pbqp to allocate it.
 456     // Empty intervals we allocate in a simple post-processing stage in
 457     // finalizeAlloc.
 458     if (!li->empty()) {
 459       vregsToAlloc.insert(li->reg);
 460     } else {
 461       emptyIntervalVRegs.insert(li->reg);
 462     }
 463   }
 464 }
 465
 466 bool RegAllocPBQP::mapPBQPToRegAlloc(const PBQPRAProblem &problem,
 467                                      const PBQP::Solution &solution) {
 468   // Set to true if we have any spills
 469   bool anotherRoundNeeded = false;
 470
 471   // Clear the existing allocation.
 472   vrm->clearAllVirt();
 473
 474   const PBQP::Graph &g = problem.getGraph();
 475   // Iterate over the nodes mapping the PBQP solution to a register
 476   // assignment.
 477   for (PBQP::Graph::NodeItr nodeItr = g.nodesBegin(),
 478                             nodeEnd = g.nodesEnd();
 479        nodeItr != nodeEnd; ++nodeItr) {
 480     unsigned vreg = problem.getVRegForNode(*nodeItr);
 481     unsigned alloc = solution.getSelection(*nodeItr);
 482
 483     if (problem.isPRegOption(vreg, alloc)) {
 484       unsigned preg = problem.getPRegForOption(vreg, alloc);
 485       DEBUG(dbgs() << "VREG " << PrintReg(vreg, tri) << " -> "
 486             << tri->getName(preg) << "\n");
 487       assert(preg != 0 && "Invalid preg selected.");
 488       vrm->assignVirt2Phys(vreg, preg);
 489     } else if (problem.isSpillOption(vreg, alloc)) {
 490       vregsToAlloc.erase(vreg);
 491       SmallVector<unsigned, 8> newSpills;
 492       LiveRangeEdit LRE(&lis->getInterval(vreg), newSpills, *mf, *lis, vrm);
 493       spiller->spill(LRE);
 494
 495       DEBUG(dbgs() << "VREG " << PrintReg(vreg, tri) << " -> SPILLED (Cost: "
 496                    << LRE.getParent().weight << ", New vregs: ");
 497
 498       // Copy any newly inserted live intervals into the list of regs to
 499       // allocate.
 500       for (LiveRangeEdit::iterator itr = LRE.begin(), end = LRE.end();
 501            itr != end; ++itr) {
 502         LiveInterval &li = lis->getInterval(*itr);
 503         assert(!li.empty() && "Empty spill range.");
 504         DEBUG(dbgs() << PrintReg(li.reg, tri) << " ");
 505         vregsToAlloc.insert(li.reg);
 506       }
 507
 508       DEBUG(dbgs() << ")\n");
 509
 510       // We need another round if spill intervals were added.
 511       anotherRoundNeeded |= !LRE.empty();
 512     } else {
 513       llvm_unreachable("Unknown allocation option.");
 514     }
 515   }
 516
 517   return !anotherRoundNeeded;
 518 }
 519
 520
 521 void RegAllocPBQP::finalizeAlloc() const {
 522   // First allocate registers for the empty intervals.
 523   for (RegSet::const_iterator
 524          itr = emptyIntervalVRegs.begin(), end = emptyIntervalVRegs.end();
 525          itr != end; ++itr) {
 526     LiveInterval *li = &lis->getInterval(*itr);
 527
 528     unsigned physReg = mri->getSimpleHint(li->reg);
 529
 530     if (physReg == 0) {
 531       const TargetRegisterClass *liRC = mri->getRegClass(li->reg);
 532       physReg = liRC->getRawAllocationOrder(*mf).front();
 533     }
 534
 535     vrm->assignVirt2Phys(li->reg, physReg);
 536   }
 537 }
 538
 539 bool RegAllocPBQP::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
 540
 541   mf = &MF;
 542   tm = &mf->getTarget();
 543   tri = tm->getRegisterInfo();
 544   tii = tm->getInstrInfo();
 545   mri = &mf->getRegInfo();
 546
 547   lis = &getAnalysis<LiveIntervals>();
 548   lss = &getAnalysis<LiveStacks>();
 549   mbfi = &getAnalysis<MachineBlockFrequencyInfo>();
 550
 551   calculateSpillWeightsAndHints(*lis, MF, getAnalysis<MachineLoopInfo>(),
 552                                 *mbfi);
 553
 554   vrm = &getAnalysis<VirtRegMap>();
 555   spiller.reset(createInlineSpiller(*this, MF, *vrm));
 556
 557   mri->freezeReservedRegs(MF);
 558
 559   DEBUG(dbgs() << "PBQP Register Allocating for " << mf->getName() << "\n");
 560
 561   // Allocator main loop:
 562   //
 563   // * Map current regalloc problem to a PBQP problem
 564   // * Solve the PBQP problem
 565   // * Map the solution back to a register allocation
 566   // * Spill if necessary
 567   //
 568   // This process is continued till no more spills are generated.
 569
 570   // Find the vreg intervals in need of allocation.
 571   findVRegIntervalsToAlloc();
 572
 573 #ifndef NDEBUG
 574   const Function* func = mf->getFunction();
 575   std::string fqn =
 576     func->getParent()->getModuleIdentifier() + "." +
 577     func->getName().str();
 578 #endif
 579
 580   // If there are non-empty intervals allocate them using pbqp.
 581   if (!vregsToAlloc.empty()) {
 582
 583     bool pbqpAllocComplete = false;
 584     unsigned round = 0;
 585
 586     while (!pbqpAllocComplete) {
 587       DEBUG(dbgs() << "  PBQP Regalloc round " << round << ":\n");
 588
 589       OwningPtr<PBQPRAProblem> problem(
 590         builder->build(mf, lis, mbfi, vregsToAlloc));
 591
 592 #ifndef NDEBUG
 593       if (pbqpDumpGraphs) {
 594         std::ostringstream rs;
 595         rs << round;
 596         std::string graphFileName(fqn + "." + rs.str() + ".pbqpgraph");
 597         std::string tmp;
 598         raw_fd_ostream os(graphFileName.c_str(), tmp, sys::fs::F_Text);
 599         DEBUG(dbgs() << "Dumping graph for round " << round << " to \""
 600               << graphFileName << "\"\n");
 601         problem->getGraph().dump(os);
 602       }
 603 #endif
 604
 605       PBQP::Solution solution =
 606         PBQP::HeuristicSolver<PBQP::Heuristics::Briggs>::solve(
 607           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