lib/CodeGen/RegAllocPBQP.cpp

   1 //===------ RegAllocPBQP.cpp ---- PBQP Register Allocator -------*- C++ -*-===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file contains a Partitioned Boolean Quadratic Programming (PBQP) based
  11 // register allocator for LLVM. This allocator works by constructing a PBQP
  12 // problem representing the register allocation problem under consideration,
  13 // solving this using a PBQP solver, and mapping the solution back to a
  14 // register assignment. If any variables are selected for spilling then spill
  15 // code is inserted and the process repeated.
  16 //
  17 // The PBQP solver (pbqp.c) provided for this allocator uses a heuristic tuned
  18 // for register allocation. For more information on PBQP for register
  19 // allocation, see the following papers:
  20 //
  21 //   (1) Hames, L. and Scholz, B. 2006. Nearly optimal register allocation with
  22 //   PBQP. In Proceedings of the 7th Joint Modular Languages Conference
  23 //   (JMLC'06). LNCS, vol. 4228. Springer, New York, NY, USA. 346-361.
  24 //
  25 //   (2) Scholz, B., Eckstein, E. 2002. Register allocation for irregular
  26 //   architectures. In Proceedings of the Joint Conference on Languages,
  27 //   Compilers and Tools for Embedded Systems (LCTES'02), ACM Press, New York,
  28 //   NY, USA, 139-148.
  29 //
  30 //===----------------------------------------------------------------------===//
  31
  32 #include "llvm/CodeGen/RegAllocPBQP.h"
  33 #include "RegisterCoalescer.h"
  34 #include "Spiller.h"
  35 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
  36 #include "llvm/CodeGen/CalcSpillWeights.h"
  37 #include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
  38 #include "llvm/CodeGen/LiveRangeEdit.h"
  39 #include "llvm/CodeGen/LiveStackAnalysis.h"
  40 #include "llvm/CodeGen/MachineBlockFrequencyInfo.h"
  41 #include "llvm/CodeGen/MachineDominators.h"
  42 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
  43 #include "llvm/CodeGen/MachineLoopInfo.h"
  44 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  45 #include "llvm/CodeGen/RegAllocRegistry.h"
  46 #include "llvm/CodeGen/VirtRegMap.h"
  47 #include "llvm/IR/Module.h"
  48 #include "llvm/Support/Debug.h"
  49 #include "llvm/Support/FileSystem.h"
  50 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  51 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  52 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  53 #include "llvm/Target/TargetSubtargetInfo.h"
  54 #include <limits>
  55 #include <memory>
  56 #include <set>
  57 #include <sstream>
  58 #include <vector>
  59
  60 using namespace llvm;
  61
  62 #define DEBUG_TYPE "regalloc"
  63
  64 static RegisterRegAlloc
  65 registerPBQPRepAlloc("pbqp", "PBQP register allocator",
  66                        createDefaultPBQPRegisterAllocator);
  67
  68 static cl::opt<bool>
  69 pbqpCoalescing("pbqp-coalescing",
  70                 cl::desc("Attempt coalescing during PBQP register allocation."),
  71                 cl::init(false), cl::Hidden);
  72
  73 #ifndef NDEBUG
  74 static cl::opt<bool>
  75 pbqpDumpGraphs("pbqp-dump-graphs",
  76                cl::desc("Dump graphs for each function/round in the compilation unit."),
  77                cl::init(false), cl::Hidden);
  78 #endif
  79
  80 namespace {
  81
  82 ///
  83 /// PBQP based allocators solve the register allocation problem by mapping
  84 /// register allocation problems to Partitioned Boolean Quadratic
  85 /// Programming problems.
  86 class RegAllocPBQP : public MachineFunctionPass {
  87 public:
  88
  89   static char ID;
  90
  91   /// Construct a PBQP register allocator.
  92   RegAllocPBQP(std::unique_ptr<PBQPBuilder> b, char *cPassID = nullptr)
  93       : MachineFunctionPass(ID), builder(std::move(b)), customPassID(cPassID) {
  94     initializeSlotIndexesPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
  95     initializeLiveIntervalsPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
  96     initializeLiveStacksPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
  97     initializeVirtRegMapPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
  98   }
  99
 100   /// Return the pass name.
 101   const char* getPassName() const override {
 102     return "PBQP Register Allocator";
 103   }
 104
 105   /// PBQP analysis usage.
 106   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &au) const override;
 107
 108   /// Perform register allocation
 109   bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) override;
 110
 111 private:
 112
 113   typedef std::map<const LiveInterval*, unsigned> LI2NodeMap;
 114   typedef std::vector<const LiveInterval*> Node2LIMap;
 115   typedef std::vector<unsigned> AllowedSet;
 116   typedef std::vector<AllowedSet> AllowedSetMap;
 117   typedef std::pair<unsigned, unsigned> RegPair;
 118   typedef std::map<RegPair, PBQP::PBQPNum> CoalesceMap;
 119   typedef std::set<unsigned> RegSet;
 120
 121   std::unique_ptr<PBQPBuilder> builder;
 122
 123   char *customPassID;
 124
 125   MachineFunction *mf;
 126   const TargetMachine *tm;
 127   const TargetRegisterInfo *tri;
 128   const TargetInstrInfo *tii;
 129   MachineRegisterInfo *mri;
 130   const MachineBlockFrequencyInfo *mbfi;
 131
 132   std::unique_ptr<Spiller> spiller;
 133   LiveIntervals *lis;
 134   LiveStacks *lss;
 135   VirtRegMap *vrm;
 136
 137   RegSet vregsToAlloc, emptyIntervalVRegs;
 138
 139   /// \brief Finds the initial set of vreg intervals to allocate.
 140   void findVRegIntervalsToAlloc();
 141
 142   /// \brief Given a solved PBQP problem maps this solution back to a register
 143   /// assignment.
 144   bool mapPBQPToRegAlloc(const PBQPRAProblem &problem,
 145                          const PBQP::Solution &solution);
 146
 147   /// \brief Postprocessing before final spilling. Sets basic block "live in"
 148   /// variables.
 149   void finalizeAlloc() const;
 150
 151 };
 152
 153 char RegAllocPBQP::ID = 0;
 154
 155 } // End anonymous namespace.
 156
 157 unsigned PBQPRAProblem::getVRegForNode(PBQPRAGraph::NodeId node) const {
 158   Node2VReg::const_iterator vregItr = node2VReg.find(node);
 159   assert(vregItr != node2VReg.end() && "No vreg for node.");
 160   return vregItr->second;
 161 }
 162
 163 PBQPRAGraph::NodeId PBQPRAProblem::getNodeForVReg(unsigned vreg) const {
 164   VReg2Node::const_iterator nodeItr = vreg2Node.find(vreg);
 165   assert(nodeItr != vreg2Node.end() && "No node for vreg.");
 166   return nodeItr->second;
 167
 168 }
 169
 170 const PBQPRAProblem::AllowedSet&
 171   PBQPRAProblem::getAllowedSet(unsigned vreg) const {
 172   AllowedSetMap::const_iterator allowedSetItr = allowedSets.find(vreg);
 173   assert(allowedSetItr != allowedSets.end() && "No pregs for vreg.");
 174   const AllowedSet &allowedSet = allowedSetItr->second;
 175   return allowedSet;
 176 }
 177
 178 unsigned PBQPRAProblem::getPRegForOption(unsigned vreg, unsigned option) const {
 179   assert(isPRegOption(vreg, option) && "Not a preg option.");
 180
 181   const AllowedSet& allowedSet = getAllowedSet(vreg);
 182   assert(option <= allowedSet.size() && "Option outside allowed set.");
 183   return allowedSet[option - 1];
 184 }
 185
 186 PBQPRAProblem *PBQPBuilder::build(MachineFunction *mf, const LiveIntervals *lis,
 187                                   const MachineBlockFrequencyInfo *mbfi,
 188                                   const RegSet &vregs) {
 189
 190   LiveIntervals *LIS = const_cast<LiveIntervals*>(lis);
 191   MachineRegisterInfo *mri = &mf->getRegInfo();
 192   const TargetRegisterInfo *tri = mf->getSubtarget().getRegisterInfo();
 193
 194   std::unique_ptr<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<MCPhysReg> 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   std::unique_ptr<PBQPRAProblem> p(PBQPBuilder::build(mf, lis, mbfi, vregs));
 318   PBQPRAGraph &g = p->getGraph();
 319
 320   const TargetMachine &tm = mf->getTarget();
 321   CoalescerPair cp(*tm.getSubtargetImpl()->getRegisterInfo());
 322
 323   // Scan the machine function and add a coalescing cost whenever CoalescerPair
 324   // gives the Ok.
 325   for (const auto &mbb : *mf) {
 326     for (const auto &mi : mbb) {
 327       if (!cp.setRegisters(&mi)) {
 328         continue; // Not coalescable.
 329       }
 330
 331       if (cp.getSrcReg() == cp.getDstReg()) {
 332         continue; // Already coalesced.
 333       }
 334
 335       unsigned dst = cp.getDstReg(),
 336                src = cp.getSrcReg();
 337
 338       const float copyFactor = 0.5; // Cost of copy relative to load. Current
 339       // value plucked randomly out of the air.
 340
 341       PBQP::PBQPNum cBenefit =
 342         copyFactor * LiveIntervals::getSpillWeight(false, true, mbfi, &mi);
 343
 344       if (cp.isPhys()) {
 345         if (!mf->getRegInfo().isAllocatable(dst)) {
 346           continue;
 347         }
 348
 349         const PBQPRAProblem::AllowedSet &allowed = p->getAllowedSet(src);
 350         unsigned pregOpt = 0;
 351         while (pregOpt < allowed.size() && allowed[pregOpt] != dst) {
 352           ++pregOpt;
 353         }
 354         if (pregOpt < allowed.size()) {
 355           ++pregOpt; // +1 to account for spill option.
 356           PBQPRAGraph::NodeId node = p->getNodeForVReg(src);
 357           DEBUG(llvm::dbgs() << "Reading node costs for node " << node << "\n");
 358           DEBUG(llvm::dbgs() << "Source node: " << &g.getNodeCosts(node) << "\n");
 359           PBQP::Vector newCosts(g.getNodeCosts(node));
 360           addPhysRegCoalesce(newCosts, pregOpt, cBenefit);
 361           g.setNodeCosts(node, newCosts);
 362         }
 363       } else {
 364         const PBQPRAProblem::AllowedSet *allowed1 = &p->getAllowedSet(dst);
 365         const PBQPRAProblem::AllowedSet *allowed2 = &p->getAllowedSet(src);
 366         PBQPRAGraph::NodeId node1 = p->getNodeForVReg(dst);
 367         PBQPRAGraph::NodeId node2 = p->getNodeForVReg(src);
 368         PBQPRAGraph::EdgeId edge = g.findEdge(node1, node2);
 369         if (edge == g.invalidEdgeId()) {
 370           PBQP::Matrix costs(allowed1->size() + 1, allowed2->size() + 1, 0);
 371           addVirtRegCoalesce(costs, *allowed1, *allowed2, cBenefit);
 372           g.addEdge(node1, node2, costs);
 373         } else {
 374           if (g.getEdgeNode1Id(edge) == node2) {
 375             std::swap(node1, node2);
 376             std::swap(allowed1, allowed2);
 377           }
 378           PBQP::Matrix costs(g.getEdgeCosts(edge));
 379           addVirtRegCoalesce(costs, *allowed1, *allowed2, cBenefit);
 380           g.setEdgeCosts(edge, costs);
 381         }
 382       }
 383     }
 384   }
 385
 386   return p.release();
 387 }
 388
 389 void PBQPBuilderWithCoalescing::addPhysRegCoalesce(PBQP::Vector &costVec,
 390                                                    unsigned pregOption,
 391                                                    PBQP::PBQPNum benefit) {
 392   costVec[pregOption] += -benefit;
 393 }
 394
 395 void PBQPBuilderWithCoalescing::addVirtRegCoalesce(
 396                                     PBQP::Matrix &costMat,
 397                                     const PBQPRAProblem::AllowedSet &vr1Allowed,
 398                                     const PBQPRAProblem::AllowedSet &vr2Allowed,
 399                                     PBQP::PBQPNum benefit) {
 400
 401   assert(costMat.getRows() == vr1Allowed.size() + 1 && "Size mismatch.");
 402   assert(costMat.getCols() == vr2Allowed.size() + 1 && "Size mismatch.");
 403
 404   for (unsigned i = 0; i != vr1Allowed.size(); ++i) {
 405     unsigned preg1 = vr1Allowed[i];
 406     for (unsigned j = 0; j != vr2Allowed.size(); ++j) {
 407       unsigned preg2 = vr2Allowed[j];
 408
 409       if (preg1 == preg2) {
 410         costMat[i + 1][j + 1] += -benefit;
 411       }
 412     }
 413   }
 414 }
 415
 416
 417 void RegAllocPBQP::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &au) const {
 418   au.setPreservesCFG();
 419   au.addRequired<AliasAnalysis>();
 420   au.addPreserved<AliasAnalysis>();
 421   au.addRequired<SlotIndexes>();
 422   au.addPreserved<SlotIndexes>();
 423   au.addRequired<LiveIntervals>();
 424   au.addPreserved<LiveIntervals>();
 425   //au.addRequiredID(SplitCriticalEdgesID);
 426   if (customPassID)
 427     au.addRequiredID(*customPassID);
 428   au.addRequired<LiveStacks>();
 429   au.addPreserved<LiveStacks>();
 430   au.addRequired<MachineBlockFrequencyInfo>();
 431   au.addPreserved<MachineBlockFrequencyInfo>();
 432   au.addRequired<MachineLoopInfo>();
 433   au.addPreserved<MachineLoopInfo>();
 434   au.addRequired<MachineDominatorTree>();
 435   au.addPreserved<MachineDominatorTree>();
 436   au.addRequired<VirtRegMap>();
 437   au.addPreserved<VirtRegMap>();
 438   MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(au);
 439 }
 440
 441 void RegAllocPBQP::findVRegIntervalsToAlloc() {
 442
 443   // Iterate over all live ranges.
 444   for (unsigned i = 0, e = mri->getNumVirtRegs(); i != e; ++i) {
 445     unsigned Reg = TargetRegisterInfo::index2VirtReg(i);
 446     if (mri->reg_nodbg_empty(Reg))
 447       continue;
 448     LiveInterval *li = &lis->getInterval(Reg);
 449
 450     // If this live interval is non-empty we will use pbqp to allocate it.
 451     // Empty intervals we allocate in a simple post-processing stage in
 452     // finalizeAlloc.
 453     if (!li->empty()) {
 454       vregsToAlloc.insert(li->reg);
 455     } else {
 456       emptyIntervalVRegs.insert(li->reg);
 457     }
 458   }
 459 }
 460
 461 bool RegAllocPBQP::mapPBQPToRegAlloc(const PBQPRAProblem &problem,
 462                                      const PBQP::Solution &solution) {
 463   // Set to true if we have any spills
 464   bool anotherRoundNeeded = false;
 465
 466   // Clear the existing allocation.
 467   vrm->clearAllVirt();
 468
 469   const PBQPRAGraph &g = problem.getGraph();
 470   // Iterate over the nodes mapping the PBQP solution to a register
 471   // assignment.
 472   for (auto NId : g.nodeIds()) {
 473     unsigned vreg = problem.getVRegForNode(NId);
 474     unsigned alloc = solution.getSelection(NId);
 475
 476     if (problem.isPRegOption(vreg, alloc)) {
 477       unsigned preg = problem.getPRegForOption(vreg, alloc);
 478       DEBUG(dbgs() << "VREG " << PrintReg(vreg, tri) << " -> "
 479             << tri->getName(preg) << "\n");
 480       assert(preg != 0 && "Invalid preg selected.");
 481       vrm->assignVirt2Phys(vreg, preg);
 482     } else if (problem.isSpillOption(vreg, alloc)) {
 483       vregsToAlloc.erase(vreg);
 484       SmallVector<unsigned, 8> newSpills;
 485       LiveRangeEdit LRE(&lis->getInterval(vreg), newSpills, *mf, *lis, vrm);
 486       spiller->spill(LRE);
 487
 488       DEBUG(dbgs() << "VREG " << PrintReg(vreg, tri) << " -> SPILLED (Cost: "
 489                    << LRE.getParent().weight << ", New vregs: ");
 490
 491       // Copy any newly inserted live intervals into the list of regs to
 492       // allocate.
 493       for (LiveRangeEdit::iterator itr = LRE.begin(), end = LRE.end();
 494            itr != end; ++itr) {
 495         LiveInterval &li = lis->getInterval(*itr);
 496         assert(!li.empty() && "Empty spill range.");
 497         DEBUG(dbgs() << PrintReg(li.reg, tri) << " ");
 498         vregsToAlloc.insert(li.reg);
 499       }
 500
 501       DEBUG(dbgs() << ")\n");
 502
 503       // We need another round if spill intervals were added.
 504       anotherRoundNeeded |= !LRE.empty();
 505     } else {
 506       llvm_unreachable("Unknown allocation option.");
 507     }
 508   }
 509
 510   return !anotherRoundNeeded;
 511 }
 512
 513
 514 void RegAllocPBQP::finalizeAlloc() const {
 515   // First allocate registers for the empty intervals.
 516   for (RegSet::const_iterator
 517          itr = emptyIntervalVRegs.begin(), end = emptyIntervalVRegs.end();
 518          itr != end; ++itr) {
 519     LiveInterval *li = &lis->getInterval(*itr);
 520
 521     unsigned physReg = mri->getSimpleHint(li->reg);
 522
 523     if (physReg == 0) {
 524       const TargetRegisterClass *liRC = mri->getRegClass(li->reg);
 525       physReg = liRC->getRawAllocationOrder(*mf).front();
 526     }
 527
 528     vrm->assignVirt2Phys(li->reg, physReg);
 529   }
 530 }
 531
 532 bool RegAllocPBQP::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
 533
 534   mf = &MF;
 535   tm = &mf->getTarget();
 536   tri = tm->getSubtargetImpl()->getRegisterInfo();
 537   tii = tm->getSubtargetImpl()->getInstrInfo();
 538   mri = &mf->getRegInfo();
 539
 540   lis = &getAnalysis<LiveIntervals>();
 541   lss = &getAnalysis<LiveStacks>();
 542   mbfi = &getAnalysis<MachineBlockFrequencyInfo>();
 543
 544   calculateSpillWeightsAndHints(*lis, MF, getAnalysis<MachineLoopInfo>(),
 545                                 *mbfi);
 546
 547   vrm = &getAnalysis<VirtRegMap>();
 548   spiller.reset(createInlineSpiller(*this, MF, *vrm));
 549
 550   mri->freezeReservedRegs(MF);
 551
 552   DEBUG(dbgs() << "PBQP Register Allocating for " << mf->getName() << "\n");
 553
 554   // Allocator main loop:
 555   //
 556   // * Map current regalloc problem to a PBQP problem
 557   // * Solve the PBQP problem
 558   // * Map the solution back to a register allocation
 559   // * Spill if necessary
 560   //
 561   // This process is continued till no more spills are generated.
 562
 563   // Find the vreg intervals in need of allocation.
 564   findVRegIntervalsToAlloc();
 565
 566 #ifndef NDEBUG
 567   const Function* func = mf->getFunction();
 568   std::string fqn =
 569     func->getParent()->getModuleIdentifier() + "." +
 570     func->getName().str();
 571 #endif
 572
 573   // If there are non-empty intervals allocate them using pbqp.
 574   if (!vregsToAlloc.empty()) {
 575
 576     bool pbqpAllocComplete = false;
 577     unsigned round = 0;
 578
 579     while (!pbqpAllocComplete) {
 580       DEBUG(dbgs() << "  PBQP Regalloc round " << round << ":\n");
 581
 582       std::unique_ptr<PBQPRAProblem> problem(
 583           builder->build(mf, lis, mbfi, vregsToAlloc));
 584
 585 #ifndef NDEBUG
 586       if (pbqpDumpGraphs) {
 587         std::ostringstream rs;
 588         rs << round;
 589         std::string graphFileName(fqn + "." + rs.str() + ".pbqpgraph");
 590         std::error_code EC;
 591         raw_fd_ostream os(graphFileName, EC, sys::fs::F_Text);
 592         DEBUG(dbgs() << "Dumping graph for round " << round << " to \""
 593               << graphFileName << "\"\n");
 594         problem->getGraph().dump(os);
 595       }
 596 #endif
 597
 598       PBQP::Solution solution =
 599         PBQP::RegAlloc::solve(problem->getGraph());
 600
 601       pbqpAllocComplete = mapPBQPToRegAlloc(*problem, solution);
 602
 603       ++round;
 604     }
 605   }
 606
 607   // Finalise allocation, allocate empty ranges.
 608   finalizeAlloc();
 609   vregsToAlloc.clear();
 610   emptyIntervalVRegs.clear();
 611
 612   DEBUG(dbgs() << "Post alloc VirtRegMap:\n" << *vrm << "\n");
 613
 614   return true;
 615 }
 616
 617 FunctionPass *
 618 llvm::createPBQPRegisterAllocator(std::unique_ptr<PBQPBuilder> builder,
 619                                   char *customPassID) {
 620   return new RegAllocPBQP(std::move(builder), customPassID);
 621 }
 622
 623 FunctionPass* llvm::createDefaultPBQPRegisterAllocator() {
 624   std::unique_ptr<PBQPBuilder> Builder;
 625   if (pbqpCoalescing)
 626     Builder = llvm::make_unique<PBQPBuilderWithCoalescing>();
 627   else
 628     Builder = llvm::make_unique<PBQPBuilder>();
 629   return createPBQPRegisterAllocator(std::move(Builder));
 630 }
 631
 632 #undef DEBUG_TYPE