[FunctionAttrs] Extract a helper function for the core logic used to
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / RegisterCoalescer.h
index ec83b818829d5fed8b58d7d6943b9f0cb06def71..04067a1427af2e72d24f9ac11c635735770251c9 100644 (file)
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-//===-- RegisterCoalescer.h - Register Coalescing Interface ------*- C++ -*-===//
+//===-- RegisterCoalescer.h - Register Coalescing Interface -----*- C++ -*-===//
 //
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
-// This file contains the abstract interface for register coalescers, 
+// This file contains the abstract interface for register coalescers,
 // allowing them to interact with and query register allocators.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#include "RegisterClassInfo.h"
-#include "llvm/Support/IncludeFile.h"
-#include "llvm/CodeGen/LiveInterval.h"
-#include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
-
-#ifndef LLVM_CODEGEN_REGISTER_COALESCER_H
-#define LLVM_CODEGEN_REGISTER_COALESCER_H
+#ifndef LLVM_LIB_CODEGEN_REGISTERCOALESCER_H
+#define LLVM_LIB_CODEGEN_REGISTERCOALESCER_H
 
 namespace llvm {
 
-  class MachineFunction;
-  class RegallocQuery;
-  class AnalysisUsage;
   class MachineInstr;
   class TargetRegisterInfo;
   class TargetRegisterClass;
   class TargetInstrInfo;
-  class LiveDebugVariables;
-  class VirtRegMap;
-  class MachineLoopInfo;
-
-  class CoalescerPair;
-
-  /// An abstract interface for register coalescers.  Coalescers must
-  /// implement this interface to be part of the coalescer analysis
-  /// group.
-  class RegisterCoalescer : public MachineFunctionPass {
-    MachineFunction* mf_;
-    MachineRegisterInfo* mri_;
-    const TargetMachine* tm_;
-    const TargetRegisterInfo* tri_;
-    const TargetInstrInfo* tii_;
-    LiveIntervals *li_;
-    LiveDebugVariables *ldv_;
-    const MachineLoopInfo* loopInfo;
-    AliasAnalysis *AA;
-    RegisterClassInfo RegClassInfo;
-
-    /// JoinedCopies - Keep track of copies eliminated due to coalescing.
-    ///
-    SmallPtrSet<MachineInstr*, 32> JoinedCopies;
-
-    /// ReMatCopies - Keep track of copies eliminated due to remat.
-    ///
-    SmallPtrSet<MachineInstr*, 32> ReMatCopies;
-
-    /// ReMatDefs - Keep track of definition instructions which have
-    /// been remat'ed.
-    SmallPtrSet<MachineInstr*, 8> ReMatDefs;
-
-    /// joinIntervals - join compatible live intervals
-    void joinIntervals();
-
-    /// CopyCoalesceInMBB - Coalesce copies in the specified MBB, putting
-    /// copies that cannot yet be coalesced into the "TryAgain" list.
-    void CopyCoalesceInMBB(MachineBasicBlock *MBB,
-                           std::vector<MachineInstr*> &TryAgain);
-
-    /// JoinCopy - Attempt to join intervals corresponding to SrcReg/DstReg,
-    /// which are the src/dst of the copy instruction CopyMI.  This returns true
-    /// if the copy was successfully coalesced away. If it is not currently
-    /// possible to coalesce this interval, but it may be possible if other
-    /// things get coalesced, then it returns true by reference in 'Again'.
-    bool JoinCopy(MachineInstr *TheCopy, bool &Again);
-
-    /// JoinIntervals - Attempt to join these two intervals.  On failure, this
-    /// returns false.  The output "SrcInt" will not have been modified, so we can
-    /// use this information below to update aliases.
-    bool JoinIntervals(CoalescerPair &CP);
-
-    /// AdjustCopiesBackFrom - We found a non-trivially-coalescable copy. If
-    /// the source value number is defined by a copy from the destination reg
-    /// see if we can merge these two destination reg valno# into a single
-    /// value number, eliminating a copy.
-    bool AdjustCopiesBackFrom(const CoalescerPair &CP, MachineInstr *CopyMI);
 
-    /// HasOtherReachingDefs - Return true if there are definitions of IntB
-    /// other than BValNo val# that can reach uses of AValno val# of IntA.
-    bool HasOtherReachingDefs(LiveInterval &IntA, LiveInterval &IntB,
-                              VNInfo *AValNo, VNInfo *BValNo);
-
-    /// RemoveCopyByCommutingDef - We found a non-trivially-coalescable copy.
-    /// If the source value number is defined by a commutable instruction and
-    /// its other operand is coalesced to the copy dest register, see if we
-    /// can transform the copy into a noop by commuting the definition.
-    bool RemoveCopyByCommutingDef(const CoalescerPair &CP,MachineInstr *CopyMI);
-
-    /// ReMaterializeTrivialDef - If the source of a copy is defined by a trivial
-    /// computation, replace the copy by rematerialize the definition.
-    /// If PreserveSrcInt is true, make sure SrcInt is valid after the call.
-    bool ReMaterializeTrivialDef(LiveInterval &SrcInt, bool PreserveSrcInt,
-                                 unsigned DstReg, unsigned DstSubIdx,
-                                 MachineInstr *CopyMI);
-
-    /// shouldJoinPhys - Return true if a physreg copy should be joined.
-    bool shouldJoinPhys(CoalescerPair &CP);
-
-    /// isWinToJoinCrossClass - Return true if it's profitable to coalesce
-    /// two virtual registers from different register classes.
-    bool isWinToJoinCrossClass(unsigned SrcReg,
-                               unsigned DstReg,
-                               const TargetRegisterClass *SrcRC,
-                               const TargetRegisterClass *DstRC,
-                               const TargetRegisterClass *NewRC);
-
-    /// UpdateRegDefsUses - Replace all defs and uses of SrcReg to DstReg and
-    /// update the subregister number if it is not zero. If DstReg is a
-    /// physical register and the existing subregister number of the def / use
-    /// being updated is not zero, make sure to set it to the correct physical
-    /// subregister.
-    void UpdateRegDefsUses(const CoalescerPair &CP);
-
-    /// RemoveDeadDef - If a def of a live interval is now determined dead,
-    /// remove the val# it defines. If the live interval becomes empty, remove
-    /// it as well.
-    bool RemoveDeadDef(LiveInterval &li, MachineInstr *DefMI);
-
-    /// RemoveCopyFlag - If DstReg is no longer defined by CopyMI, clear the
-    /// VNInfo copy flag for DstReg and all aliases.
-    void RemoveCopyFlag(unsigned DstReg, const MachineInstr *CopyMI);
-
-    /// markAsJoined - Remember that CopyMI has already been joined.
-    void markAsJoined(MachineInstr *CopyMI);
-
-  public:
-    static char ID; // Class identification, replacement for typeinfo
-    RegisterCoalescer() : MachineFunctionPass(ID) {
-      initializeRegisterCoalescerPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
-    }
-
-    /// Run the coalescer on this function, providing interference
-    /// data to query.  Return whether we removed any copies.
-    virtual bool coalesceFunction(MachineFunction &mf,
-                                  RegallocQuery &ifd) {
-      // This runs as an independent pass, so don't do anything.
-      return false;
-    }
-
-    /// Reset state.  Can be used to allow a coalescer run by
-    /// PassManager to be run again by the register allocator.
-    virtual void reset(MachineFunction &mf) {}
-
-    /// Register allocators must call this from their own
-    /// getAnalysisUsage to cover the case where the coalescer is not
-    /// a Pass in the proper sense and isn't managed by PassManager.
-    /// PassManager needs to know which analyses to make available and
-    /// which to invalidate when running the register allocator or any
-    /// pass that might call coalescing.  The long-term solution is to
-    /// allow hierarchies of PassManagers.
-    virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const;
-
-    virtual void releaseMemory();
-
-    /// runOnMachineFunction - pass entry point
-    virtual bool runOnMachineFunction(MachineFunction&);
-
-    /// print - Implement the dump method.
-    virtual void print(raw_ostream &O, const Module* = 0) const;
-  };
-
-  /// An abstract interface for register allocators to interact with
-  /// coalescers
-  ///
-  /// Example:
-  ///
-  /// This is simply an example of how to use the RegallocQuery
-  /// interface.  It is not meant to be used in production.
-  ///
-  ///   class LinearScanRegallocQuery : public RegallocQuery {
-  ///   private:
-  ///     const LiveIntervals \&li;
-  ///
-  ///   public:
-  ///     LinearScanRegallocQuery(LiveIntervals &intervals) 
-  ///         : li(intervals) {}
-  ///
-  ///     /// This is pretty slow and conservative, but since linear scan
-  ///     /// allocation doesn't pre-compute interference information it's
-  ///     /// the best we can do.  Coalescers are always free to ignore this
-  ///     /// and implement their own discovery strategy.  See
-  ///     /// RegisterCoalescer for an example.
-  ///     void getInterferences(IntervalSet &interferences,
-  ///                           const LiveInterval &a) const {
-  ///       for(LiveIntervals::const_iterator iv = li.begin(),
-  ///             ivend = li.end();
-  ///           iv != ivend;
-  ///           ++iv) {
-  ///         if (interfere(a, iv->second)) {
-  ///           interferences.insert(&iv->second);
-  ///         }
-  ///       }
-  ///     }
-  ///
-  ///     /// This is *really* slow and stupid.  See above.
-  ///     int getNumberOfInterferences(const LiveInterval &a) const {
-  ///       IntervalSet intervals;
-  ///       getInterferences(intervals, a);
-  ///       return intervals.size();
-  ///     }
-  ///   };  
-  ///
-  ///   In the allocator:
-  ///
-  ///   RegisterCoalescer &coalescer = getAnalysis<RegisterCoalescer>();
-  ///
-  ///   // We don't reset the coalescer so if it's already been run this
-  ///   // takes almost no time.
-  ///   LinearScanRegallocQuery ifd(*li_);
-  ///   coalescer.coalesceFunction(fn, ifd);
-  ///
-  class RegallocQuery {
-  public:
-    typedef SmallPtrSet<const LiveInterval *, 8> IntervalSet;
-
-    virtual ~RegallocQuery() {}
-    
-    /// Return whether two live ranges interfere.
-    virtual bool interfere(const LiveInterval &a,
-                           const LiveInterval &b) const {
-      // A naive test
-      return a.overlaps(b);
-    }
-
-    /// Return the set of intervals that interfere with this one.
-    virtual void getInterferences(IntervalSet &interferences,
-                                  const LiveInterval &a) const = 0;
-
-    /// This can often be cheaper than actually returning the
-    /// interferences.
-    virtual int getNumberOfInterferences(const LiveInterval &a) const = 0;
-
-    /// Make any data structure updates necessary to reflect
-    /// coalescing or other modifications.
-    virtual void updateDataForMerge(const LiveInterval &a,
-                                    const LiveInterval &b,
-                                    const MachineInstr &copy) {}
-
-    /// Allow the register allocator to communicate when it doesn't
-    /// want a copy coalesced.  This may be due to assumptions made by
-    /// the allocator about various invariants and so this question is
-    /// a matter of legality, not performance.  Performance decisions
-    /// about which copies to coalesce should be made by the
-    /// coalescer.
-    virtual bool isLegalToCoalesce(const MachineInstr &inst) const {
-      return true;
-    }
-  };
-
-
-  /// CoalescerPair - A helper class for register coalescers. When deciding if
+  /// A helper class for register coalescers. When deciding if
   /// two registers can be coalesced, CoalescerPair can determine if a copy
   /// instruction would become an identity copy after coalescing.
   class CoalescerPair {
-    const TargetInstrInfo &tii_;
-    const TargetRegisterInfo &tri_;
+    const TargetRegisterInfo &TRI;
 
-    /// dstReg_ - The register that will be left after coalescing. It can be a
+    /// The register that will be left after coalescing. It can be a
     /// virtual or physical register.
-    unsigned dstReg_;
-
-    /// srcReg_ - the virtual register that will be coalesced into dstReg.
-    unsigned srcReg_;
+    unsigned DstReg;
 
-    /// subReg_ - The subregister index of srcReg in dstReg_. It is possible the
-    /// coalesce srcReg_ into a subreg of the larger dstReg_ when dstReg_ is a
-    /// virtual register.
-    unsigned subIdx_;
+    /// The virtual register that will be coalesced into dstReg.
+    unsigned SrcReg;
 
-    /// partial_ - True when the original copy was a partial subregister copy.
-    bool partial_;
+    /// The sub-register index of the old DstReg in the new coalesced register.
+    unsigned DstIdx;
 
-    /// crossClass_ - True when both regs are virtual, and newRC is constrained.
-    bool crossClass_;
+    /// The sub-register index of the old SrcReg in the new coalesced register.
+    unsigned SrcIdx;
 
-    /// flipped_ - True when DstReg and SrcReg are reversed from the oriignal copy
-    /// instruction.
-    bool flipped_;
+    /// True when the original copy was a partial subregister copy.
+    bool Partial;
 
-    /// newRC_ - The register class of the coalesced register, or NULL if dstReg_
-    /// is a physreg.
-    const TargetRegisterClass *newRC_;
+    /// True when both regs are virtual and newRC is constrained.
+    bool CrossClass;
 
-    /// compose - Compose subreg indices a and b, either may be 0.
-    unsigned compose(unsigned, unsigned) const;
+    /// True when DstReg and SrcReg are reversed from the original
+    /// copy instruction.
+    bool Flipped;
 
-    /// isMoveInstr - Return true if MI is a move or subreg instruction.
-    bool isMoveInstr(const MachineInstr *MI, unsigned &Src, unsigned &Dst,
-                     unsigned &SrcSub, unsigned &DstSub) const;
+    /// The register class of the coalesced register, or NULL if DstReg
+    /// is a physreg. This register class may be a super-register of both
+    /// SrcReg and DstReg.
+    const TargetRegisterClass *NewRC;
 
   public:
-    CoalescerPair(const TargetInstrInfo &tii, const TargetRegisterInfo &tri)
-      : tii_(tii), tri_(tri), dstReg_(0), srcReg_(0), subIdx_(0),
-        partial_(false), crossClass_(false), flipped_(false), newRC_(0) {}
-
-    /// setRegisters - set registers to match the copy instruction MI. Return
+    CoalescerPair(const TargetRegisterInfo &tri)
+      : TRI(tri), DstReg(0), SrcReg(0), DstIdx(0), SrcIdx(0),
+        Partial(false), CrossClass(false), Flipped(false), NewRC(nullptr) {}
+
+    /// Create a CoalescerPair representing a virtreg-to-physreg copy.
+    /// No need to call setRegisters().
+    CoalescerPair(unsigned VirtReg, unsigned PhysReg,
+                  const TargetRegisterInfo &tri)
+      : TRI(tri), DstReg(PhysReg), SrcReg(VirtReg), DstIdx(0), SrcIdx(0),
+        Partial(false), CrossClass(false), Flipped(false), NewRC(nullptr) {}
+
+    /// Set registers to match the copy instruction MI. Return
     /// false if MI is not a coalescable copy instruction.
     bool setRegisters(const MachineInstr*);
 
-    /// flip - Swap srcReg_ and dstReg_. Return false if swapping is impossible
-    /// because dstReg_ is a physical register, or subIdx_ is set.
+    /// Swap SrcReg and DstReg. Return false if swapping is impossible
+    /// because DstReg is a physical register, or SubIdx is set.
     bool flip();
 
-    /// isCoalescable - Return true if MI is a copy instruction that will become
+    /// Return true if MI is a copy instruction that will become
     /// an identity copy after coalescing.
     bool isCoalescable(const MachineInstr*) const;
 
-    /// isPhys - Return true if DstReg is a physical register.
-    bool isPhys() const { return !newRC_; }
+    /// Return true if DstReg is a physical register.
+    bool isPhys() const { return !NewRC; }
 
-    /// isPartial - Return true if the original copy instruction did not copy the
-    /// full register, but was a subreg operation.
-    bool isPartial() const { return partial_; }
+    /// Return true if the original copy instruction did not copy
+    /// the full register, but was a subreg operation.
+    bool isPartial() const { return Partial; }
 
-    /// isCrossClass - Return true if DstReg is virtual and NewRC is a smaller register class than DstReg's.
-    bool isCrossClass() const { return crossClass_; }
+    /// Return true if DstReg is virtual and NewRC is a smaller
+    /// register class than DstReg's.
+    bool isCrossClass() const { return CrossClass; }
 
-    /// isFlipped - Return true when getSrcReg is the register being defined by
+    /// Return true when getSrcReg is the register being defined by
     /// the original copy instruction.
-    bool isFlipped() const { return flipped_; }
+    bool isFlipped() const { return Flipped; }
 
-    /// getDstReg - Return the register (virtual or physical) that will remain
+    /// Return the register (virtual or physical) that will remain
     /// after coalescing.
-    unsigned getDstReg() const { return dstReg_; }
+    unsigned getDstReg() const { return DstReg; }
+
+    /// Return the virtual register that will be coalesced away.
+    unsigned getSrcReg() const { return SrcReg; }
 
-    /// getSrcReg - Return the virtual register that will be coalesced away.
-    unsigned getSrcReg() const { return srcReg_; }
+    /// Return the subregister index that DstReg will be coalesced into, or 0.
+    unsigned getDstIdx() const { return DstIdx; }
 
-    /// getSubIdx - Return the subregister index in DstReg that SrcReg will be
-    /// coalesced into, or 0.
-    unsigned getSubIdx() const { return subIdx_; }
+    /// Return the subregister index that SrcReg will be coalesced into, or 0.
+    unsigned getSrcIdx() const { return SrcIdx; }
 
-    /// getNewRC - Return the register class of the coalesced register.
-    const TargetRegisterClass *getNewRC() const { return newRC_; }
+    /// Return the register class of the coalesced register.
+    const TargetRegisterClass *getNewRC() const { return NewRC; }
   };
 } // End llvm namespace