More templatization.
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / RegAllocLocal.cpp
index 74d76c14fc4575136fa729f065fabc8b3f5801b7..456c457a316e033262c469dc6bcba5d74ef56aad 100644 (file)
@@ -42,12 +42,15 @@ namespace {
                   createLocalRegisterAllocator);
 
 
-  class VISIBILITY_HIDDEN RA : public MachineFunctionPass {
+  class VISIBILITY_HIDDEN RALocal : public MachineFunctionPass {
+  public:
+    static char ID;
+    RALocal() : MachineFunctionPass((intptr_t)&ID) {}
+  private:
     const TargetMachine *TM;
     MachineFunction *MF;
     const MRegisterInfo *RegInfo;
     LiveVariables *LV;
-    bool *PhysRegsEverUsed;
 
     // StackSlotForVirtReg - Maps virtual regs to the frame index where these
     // values are spilled.
@@ -103,6 +106,14 @@ namespace {
       return VirtRegModified[Reg - MRegisterInfo::FirstVirtualRegister];
     }
 
+    void AddToPhysRegsUseOrder(unsigned Reg) {
+      std::vector<unsigned>::iterator It =
+        std::find(PhysRegsUseOrder.begin(), PhysRegsUseOrder.end(), Reg);
+      if (It != PhysRegsUseOrder.end())
+        PhysRegsUseOrder.erase(It);
+      PhysRegsUseOrder.push_back(Reg);
+    }
+
     void MarkPhysRegRecentlyUsed(unsigned Reg) {
       if (PhysRegsUseOrder.empty() ||
           PhysRegsUseOrder.back() == Reg) return;  // Already most recently used
@@ -181,13 +192,6 @@ namespace {
     ///
     void assignVirtToPhysReg(unsigned VirtReg, unsigned PhysReg);
 
-    /// liberatePhysReg - Make sure the specified physical register is available
-    /// for use.  If there is currently a value in it, it is either moved out of
-    /// the way or spilled to memory.
-    ///
-    void liberatePhysReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator &I,
-                         unsigned PhysReg);
-
     /// isPhysRegAvailable - Return true if the specified physical register is
     /// free and available for use.  This also includes checking to see if
     /// aliased registers are all free...
@@ -225,11 +229,12 @@ namespace {
     void reloadPhysReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator &I,
                        unsigned PhysReg);
   };
+  char RALocal::ID = 0;
 }
 
 /// getStackSpaceFor - This allocates space for the specified virtual register
 /// to be held on the stack.
-int RA::getStackSpaceFor(unsigned VirtReg, const TargetRegisterClass *RC) {
+int RALocal::getStackSpaceFor(unsigned VirtReg, const TargetRegisterClass *RC) {
   // Find the location Reg would belong...
   std::map<unsigned, int>::iterator I =StackSlotForVirtReg.lower_bound(VirtReg);
 
@@ -249,7 +254,7 @@ int RA::getStackSpaceFor(unsigned VirtReg, const TargetRegisterClass *RC) {
 /// removePhysReg - This method marks the specified physical register as no
 /// longer being in use.
 ///
-void RA::removePhysReg(unsigned PhysReg) {
+void RALocal::removePhysReg(unsigned PhysReg) {
   PhysRegsUsed[PhysReg] = -1;      // PhyReg no longer used
 
   std::vector<unsigned>::iterator It =
@@ -263,8 +268,9 @@ void RA::removePhysReg(unsigned PhysReg) {
 /// virtual register slot specified by VirtReg.  It then updates the RA data
 /// structures to indicate the fact that PhysReg is now available.
 ///
-void RA::spillVirtReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator I,
-                      unsigned VirtReg, unsigned PhysReg) {
+void RALocal::spillVirtReg(MachineBasicBlock &MBB,
+                           MachineBasicBlock::iterator I,
+                           unsigned VirtReg, unsigned PhysReg) {
   assert(VirtReg && "Spilling a physical register is illegal!"
          " Must not have appropriate kill for the register or use exists beyond"
          " the intended one.");
@@ -296,8 +302,8 @@ void RA::spillVirtReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator I,
 /// then the request is ignored if the physical register does not contain a
 /// virtual register.
 ///
-void RA::spillPhysReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *I,
-                      unsigned PhysReg, bool OnlyVirtRegs) {
+void RALocal::spillPhysReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *I,
+                           unsigned PhysReg, bool OnlyVirtRegs) {
   if (PhysRegsUsed[PhysReg] != -1) {            // Only spill it if it's used!
     assert(PhysRegsUsed[PhysReg] != -2 && "Non allocable reg used!");
     if (PhysRegsUsed[PhysReg] || !OnlyVirtRegs)
@@ -309,19 +315,8 @@ void RA::spillPhysReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *I,
          *AliasSet; ++AliasSet)
       if (PhysRegsUsed[*AliasSet] != -1 &&     // Spill aliased register.
           PhysRegsUsed[*AliasSet] != -2)       // If allocatable.
-        if (PhysRegsUsed[*AliasSet] == 0) {
-          // This must have been a dead def due to something like this:
-          // %EAX :=
-          //      := op %AL
-          // No more use of %EAX, %AH, etc.
-          // %EAX isn't dead upon definition, but %AH is. However %AH isn't
-          // an operand of definition MI so it's not marked as such.
-          DOUT << "  Register " << RegInfo->getName(*AliasSet)
-               << " [%reg" << *AliasSet
-               << "] is never used, removing it frame live list\n";
-          removePhysReg(*AliasSet);
-        } else
-          spillVirtReg(MBB, I, PhysRegsUsed[*AliasSet], *AliasSet);
+          if (PhysRegsUsed[*AliasSet])
+            spillVirtReg(MBB, I, PhysRegsUsed[*AliasSet], *AliasSet);
   }
 }
 
@@ -330,13 +325,13 @@ void RA::spillPhysReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *I,
 /// that PhysReg is the proper container for VirtReg now.  The physical
 /// register must not be used for anything else when this is called.
 ///
-void RA::assignVirtToPhysReg(unsigned VirtReg, unsigned PhysReg) {
+void RALocal::assignVirtToPhysReg(unsigned VirtReg, unsigned PhysReg) {
   assert(PhysRegsUsed[PhysReg] == -1 && "Phys reg already assigned!");
   // Update information to note the fact that this register was just used, and
   // it holds VirtReg.
   PhysRegsUsed[PhysReg] = VirtReg;
   getVirt2PhysRegMapSlot(VirtReg) = PhysReg;
-  PhysRegsUseOrder.push_back(PhysReg);   // New use of PhysReg
+  AddToPhysRegsUseOrder(PhysReg);   // New use of PhysReg
 }
 
 
@@ -344,7 +339,7 @@ void RA::assignVirtToPhysReg(unsigned VirtReg, unsigned PhysReg) {
 /// and available for use.  This also includes checking to see if aliased
 /// registers are all free...
 ///
-bool RA::isPhysRegAvailable(unsigned PhysReg) const {
+bool RALocal::isPhysRegAvailable(unsigned PhysReg) const {
   if (PhysRegsUsed[PhysReg] != -1) return false;
 
   // If the selected register aliases any other allocated registers, it is
@@ -360,7 +355,7 @@ bool RA::isPhysRegAvailable(unsigned PhysReg) const {
 /// getFreeReg - Look to see if there is a free register available in the
 /// specified register class.  If not, return 0.
 ///
-unsigned RA::getFreeReg(const TargetRegisterClass *RC) {
+unsigned RALocal::getFreeReg(const TargetRegisterClass *RC) {
   // Get iterators defining the range of registers that are valid to allocate in
   // this class, which also specifies the preferred allocation order.
   TargetRegisterClass::iterator RI = RC->allocation_order_begin(*MF);
@@ -375,22 +370,12 @@ unsigned RA::getFreeReg(const TargetRegisterClass *RC) {
 }
 
 
-/// liberatePhysReg - Make sure the specified physical register is available for
-/// use.  If there is currently a value in it, it is either moved out of the way
-/// or spilled to memory.
-///
-void RA::liberatePhysReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator &I,
-                         unsigned PhysReg) {
-  spillPhysReg(MBB, I, PhysReg);
-}
-
-
 /// getReg - Find a physical register to hold the specified virtual
 /// register.  If all compatible physical registers are used, this method spills
 /// the last used virtual register to the stack, and uses that register.
 ///
-unsigned RA::getReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *I,
-                    unsigned VirtReg) {
+unsigned RALocal::getReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *I,
+                         unsigned VirtReg) {
   const TargetRegisterClass *RC = MF->getSSARegMap()->getRegClass(VirtReg);
 
   // First check to see if we have a free register of the requested type...
@@ -466,8 +451,8 @@ unsigned RA::getReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *I,
 /// subsequent instructions can use the reloaded value.  This method returns the
 /// modified instruction.
 ///
-MachineInstr *RA::reloadVirtReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *MI,
-                                unsigned OpNum) {
+MachineInstr *RALocal::reloadVirtReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *MI,
+                                     unsigned OpNum) {
   unsigned VirtReg = MI->getOperand(OpNum).getReg();
 
   // If the virtual register is already available, just update the instruction
@@ -511,14 +496,36 @@ MachineInstr *RA::reloadVirtReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *MI,
   RegInfo->loadRegFromStackSlot(MBB, MI, PhysReg, FrameIndex, RC);
   ++NumLoads;    // Update statistics
 
-  PhysRegsEverUsed[PhysReg] = true;
+  MF->setPhysRegUsed(PhysReg);
   MI->getOperand(OpNum).setReg(PhysReg);  // Assign the input register
   return MI;
 }
 
+/// isReadModWriteImplicitKill - True if this is an implicit kill for a
+/// read/mod/write register, i.e. update partial register.
+static bool isReadModWriteImplicitKill(MachineInstr *MI, unsigned Reg) {
+  for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
+    MachineOperand& MO = MI->getOperand(i);
+    if (MO.isRegister() && MO.getReg() == Reg && MO.isImplicit() &&
+        MO.isDef() && !MO.isDead())
+      return true;
+  }
+  return false;
+}
 
+/// isReadModWriteImplicitDef - True if this is an implicit def for a
+/// read/mod/write register, i.e. update partial register.
+static bool isReadModWriteImplicitDef(MachineInstr *MI, unsigned Reg) {
+  for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
+    MachineOperand& MO = MI->getOperand(i);
+    if (MO.isRegister() && MO.getReg() == Reg && MO.isImplicit() &&
+        !MO.isDef() && MO.isKill())
+      return true;
+  }
+  return false;
+}
 
-void RA::AllocateBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
+void RALocal::AllocateBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
   // loop over each instruction
   MachineBasicBlock::iterator MII = MBB.begin();
   const TargetInstrInfo &TII = *TM->getInstrInfo();
@@ -532,15 +539,15 @@ void RA::AllocateBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
     for (MachineFunction::livein_iterator I = MF->livein_begin(),
          E = MF->livein_end(); I != E; ++I) {
       unsigned Reg = I->first;
-      PhysRegsEverUsed[Reg] = true;
+      MF->setPhysRegUsed(Reg);
       PhysRegsUsed[Reg] = 0;            // It is free and reserved now
-      PhysRegsUseOrder.push_back(Reg);
-      for (const unsigned *AliasSet = RegInfo->getAliasSet(Reg);
+      AddToPhysRegsUseOrder(Reg); 
+      for (const unsigned *AliasSet = RegInfo->getSubRegisters(Reg);
            *AliasSet; ++AliasSet) {
         if (PhysRegsUsed[*AliasSet] != -2) {
-          PhysRegsUseOrder.push_back(*AliasSet);
+          AddToPhysRegsUseOrder(*AliasSet); 
           PhysRegsUsed[*AliasSet] = 0;  // It is free and reserved now
-          PhysRegsEverUsed[*AliasSet] = true;
+          MF->setPhysRegUsed(*AliasSet);
         }
       }
     }    
@@ -569,8 +576,15 @@ void RA::AllocateBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
     SmallVector<unsigned, 8> Kills;
     for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
       MachineOperand& MO = MI->getOperand(i);
-      if (MO.isRegister() && MO.isKill())
-        Kills.push_back(MO.getReg());
+      if (MO.isRegister() && MO.isKill()) {
+        if (!MO.isImplicit())
+          Kills.push_back(MO.getReg());
+        else if (!isReadModWriteImplicitKill(MI, MO.getReg()))
+          // These are extra physical register kills when a sub-register
+          // is defined (def of a sub-register is a read/mod/write of the
+          // larger registers). Ignore.
+          Kills.push_back(MO.getReg());
+      }
     }
 
     // Get the used operands into registers.  This has the potential to spill
@@ -603,13 +617,16 @@ void RA::AllocateBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
       } else if (PhysRegsUsed[PhysReg] == -2) {
         // Unallocatable register dead, ignore.
         continue;
+      } else {
+        assert((!PhysRegsUsed[PhysReg] || PhysRegsUsed[PhysReg] == -1) &&
+               "Silently clearing a virtual register?");
       }
 
       if (PhysReg) {
         DOUT << "  Last use of " << RegInfo->getName(PhysReg)
              << "[%reg" << VirtReg <<"], removing it from live set\n";
         removePhysReg(PhysReg);
-        for (const unsigned *AliasSet = RegInfo->getAliasSet(PhysReg);
+        for (const unsigned *AliasSet = RegInfo->getSubRegisters(PhysReg);
              *AliasSet; ++AliasSet) {
           if (PhysRegsUsed[*AliasSet] != -2) {
             DOUT  << "  Last use of "
@@ -629,17 +646,22 @@ void RA::AllocateBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
           MRegisterInfo::isPhysicalRegister(MO.getReg())) {
         unsigned Reg = MO.getReg();
         if (PhysRegsUsed[Reg] == -2) continue;  // Something like ESP.
-            
-        PhysRegsEverUsed[Reg] = true;
+        // These are extra physical register defs when a sub-register
+        // is defined (def of a sub-register is a read/mod/write of the
+        // larger registers). Ignore.
+        if (isReadModWriteImplicitDef(MI, MO.getReg())) continue;
+
+        MF->setPhysRegUsed(Reg);
         spillPhysReg(MBB, MI, Reg, true); // Spill any existing value in reg
         PhysRegsUsed[Reg] = 0;            // It is free and reserved now
-        PhysRegsUseOrder.push_back(Reg);
-        for (const unsigned *AliasSet = RegInfo->getAliasSet(Reg);
+        AddToPhysRegsUseOrder(Reg); 
+
+        for (const unsigned *AliasSet = RegInfo->getSubRegisters(Reg);
              *AliasSet; ++AliasSet) {
           if (PhysRegsUsed[*AliasSet] != -2) {
-            PhysRegsUseOrder.push_back(*AliasSet);
+            MF->setPhysRegUsed(*AliasSet);
             PhysRegsUsed[*AliasSet] = 0;  // It is free and reserved now
-            PhysRegsEverUsed[*AliasSet] = true;
+            AddToPhysRegsUseOrder(*AliasSet); 
           }
         }
       }
@@ -650,22 +672,18 @@ void RA::AllocateBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
       for (const unsigned *ImplicitDefs = TID.ImplicitDefs;
            *ImplicitDefs; ++ImplicitDefs) {
         unsigned Reg = *ImplicitDefs;
-        bool IsNonAllocatable = PhysRegsUsed[Reg] == -2;
-        if (!IsNonAllocatable) {
+        if (PhysRegsUsed[Reg] != -2) {
           spillPhysReg(MBB, MI, Reg, true);
-          PhysRegsUseOrder.push_back(Reg);
+          AddToPhysRegsUseOrder(Reg); 
           PhysRegsUsed[Reg] = 0;            // It is free and reserved now
         }
-        PhysRegsEverUsed[Reg] = true;
-
-        for (const unsigned *AliasSet = RegInfo->getAliasSet(Reg);
+        MF->setPhysRegUsed(Reg);
+        for (const unsigned *AliasSet = RegInfo->getSubRegisters(Reg);
              *AliasSet; ++AliasSet) {
           if (PhysRegsUsed[*AliasSet] != -2) {
-            if (!IsNonAllocatable) {
-              PhysRegsUseOrder.push_back(*AliasSet);
-              PhysRegsUsed[*AliasSet] = 0;  // It is free and reserved now
-            }
-            PhysRegsEverUsed[*AliasSet] = true;
+            AddToPhysRegsUseOrder(*AliasSet); 
+            PhysRegsUsed[*AliasSet] = 0;  // It is free and reserved now
+            MF->setPhysRegUsed(*AliasSet);
           }
         }
       }
@@ -693,7 +711,7 @@ void RA::AllocateBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
         // If DestVirtReg already has a value, use it.
         if (!(DestPhysReg = getVirt2PhysRegMapSlot(DestVirtReg)))
           DestPhysReg = getReg(MBB, MI, DestVirtReg);
-        PhysRegsEverUsed[DestPhysReg] = true;
+        MF->setPhysRegUsed(DestPhysReg);
         markVirtRegModified(DestVirtReg);
         MI->getOperand(i).setReg(DestPhysReg);  // Assign the output register
       }
@@ -772,24 +790,20 @@ void RA::AllocateBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
 
 /// runOnMachineFunction - Register allocate the whole function
 ///
-bool RA::runOnMachineFunction(MachineFunction &Fn) {
+bool RALocal::runOnMachineFunction(MachineFunction &Fn) {
   DOUT << "Machine Function " << "\n";
   MF = &Fn;
   TM = &Fn.getTarget();
   RegInfo = TM->getRegisterInfo();
   LV = &getAnalysis<LiveVariables>();
 
-  PhysRegsEverUsed = new bool[RegInfo->getNumRegs()];
-  std::fill(PhysRegsEverUsed, PhysRegsEverUsed+RegInfo->getNumRegs(), false);
-  Fn.setUsedPhysRegs(PhysRegsEverUsed);
-
   PhysRegsUsed.assign(RegInfo->getNumRegs(), -1);
   
   // At various places we want to efficiently check to see whether a register
   // is allocatable.  To handle this, we mark all unallocatable registers as
   // being pinned down, permanently.
   {
-    std::vector<bool> Allocable = RegInfo->getAllocatableSet(Fn);
+    BitVector Allocable = RegInfo->getAllocatableSet(Fn);
     for (unsigned i = 0, e = Allocable.size(); i != e; ++i)
       if (!Allocable[i])
         PhysRegsUsed[i] = -2;  // Mark the reg unallocable.
@@ -812,5 +826,5 @@ bool RA::runOnMachineFunction(MachineFunction &Fn) {
 }
 
 FunctionPass *llvm::createLocalRegisterAllocator() {
-  return new RA();
+  return new RALocal();
 }