Reapply r110396, with fixes to appease the Linux buildbot gods.
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / SimpleRegisterCoalescing.h
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 #define LLVM_CODEGEN_SIMPLE_REGISTER_COALESCING_H
 
 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
-#include "llvm/CodeGen/LiveInterval.h"
 #include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
 #include "llvm/CodeGen/RegisterCoalescer.h"
 #include "llvm/ADT/BitVector.h"
-#include "llvm/ADT/IndexedMap.h"
-#include <queue>
 
 namespace llvm {
   class SimpleRegisterCoalescing;
@@ -35,44 +32,8 @@ namespace llvm {
   struct CopyRec {
     MachineInstr *MI;
     unsigned LoopDepth;
-    bool isBackEdge;
-    CopyRec(MachineInstr *mi, unsigned depth, bool be)
-      : MI(mi), LoopDepth(depth), isBackEdge(be) {};
-  };
-
-  template<class SF> class JoinPriorityQueue;
-
-  /// CopyRecSort - Sorting function for coalescer queue.
-  ///
-  struct CopyRecSort : public std::binary_function<CopyRec,CopyRec,bool> {
-    JoinPriorityQueue<CopyRecSort> *JPQ;
-    explicit CopyRecSort(JoinPriorityQueue<CopyRecSort> *jpq) : JPQ(jpq) {}
-    CopyRecSort(const CopyRecSort &RHS) : JPQ(RHS.JPQ) {}
-    bool operator()(CopyRec left, CopyRec right) const;
-  };
-
-  /// JoinQueue - A priority queue of copy instructions the coalescer is
-  /// going to process.
-  template<class SF>
-  class JoinPriorityQueue {
-    SimpleRegisterCoalescing *Rc;
-    std::priority_queue<CopyRec, std::vector<CopyRec>, SF> Queue;
-
-  public:
-    explicit JoinPriorityQueue(SimpleRegisterCoalescing *rc)
-      : Rc(rc), Queue(SF(this)) {}
-
-    bool empty() const { return Queue.empty(); }
-    void push(CopyRec R) { Queue.push(R); }
-    CopyRec pop() {
-      if (empty()) return CopyRec(0, 0, false);
-      CopyRec R = Queue.top();
-      Queue.pop();
-      return R;
-    }
-
-    // Callbacks to SimpleRegisterCoalescing.
-    unsigned getRepIntervalSize(unsigned Reg);
+    CopyRec(MachineInstr *mi, unsigned depth)
+      : MI(mi), LoopDepth(depth) {}
   };
 
   class SimpleRegisterCoalescing : public MachineFunctionPass,
@@ -83,23 +44,27 @@ namespace llvm {
     const TargetRegisterInfo* tri_;
     const TargetInstrInfo* tii_;
     LiveIntervals *li_;
-    LiveVariables *lv_;
     const MachineLoopInfo* loopInfo;
+    AliasAnalysis *AA;
     
     BitVector allocatableRegs_;
     DenseMap<const TargetRegisterClass*, BitVector> allocatableRCRegs_;
 
-    /// JoinQueue - A priority queue of copy instructions the coalescer is
-    /// going to process.
-    JoinPriorityQueue<CopyRecSort> *JoinQueue;
-
     /// 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;
+
   public:
     static char ID; // Pass identifcation, replacement for typeid
-    SimpleRegisterCoalescing() : MachineFunctionPass((intptr_t)&ID) {}
+    SimpleRegisterCoalescing() : MachineFunctionPass(ID) {}
 
     struct InstrSlots {
       enum {
@@ -120,21 +85,10 @@ namespace llvm {
     bool coalesceFunction(MachineFunction &mf, RegallocQuery &) {
       // This runs as an independent pass, so don't do anything.
       return false;
-    };
-
-    /// getRepIntervalSize - Called from join priority queue sorting function.
-    /// It returns the size of the interval that represent the given register.
-    unsigned getRepIntervalSize(unsigned Reg) {
-      if (!li_->hasInterval(Reg))
-        return 0;
-      return li_->getInterval(Reg).getSize();
     }
 
     /// print - Implement the dump method.
-    virtual void print(std::ostream &O, const Module* = 0) const;
-    void print(std::ostream *O, const Module* M = 0) const {
-      if (O) print(*O, M);
-    }
+    virtual void print(raw_ostream &O, const Module* = 0) const;
 
   private:
     /// joinIntervals - join compatible live intervals
@@ -151,32 +105,21 @@ namespace llvm {
     /// 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(CopyRec &TheCopy, bool &Again);
-    
+
     /// JoinIntervals - Attempt to join these two intervals.  On failure, this
-    /// returns false.  Otherwise, if one of the intervals being joined is a
-    /// physreg, this method always canonicalizes DestInt to be it.  The output
-    /// "SrcInt" will not have been modified, so we can use this information
-    /// below to update aliases.
-    bool JoinIntervals(LiveInterval &LHS, LiveInterval &RHS, bool &Swapped);
-    
-    /// SimpleJoin - Attempt to join the specified interval into this one. The
-    /// caller of this method must guarantee that the RHS only contains a single
-    /// value number and that the RHS is not defined by a copy from this
-    /// interval.  This returns false if the intervals are not joinable, or it
-    /// joins them and returns true.
-    bool SimpleJoin(LiveInterval &LHS, LiveInterval &RHS);
-    
-    /// Return true if the two specified registers belong to different
-    /// register classes.  The registers may be either phys or virt regs.
-    bool differingRegisterClasses(unsigned RegA, unsigned RegB) const;
+    /// returns false.  The output "SrcInt" will not have been modified, so we can
+    /// use this information below to update aliases.
+    bool JoinIntervals(CoalescerPair &CP);
 
+    /// Return true if the two specified registers belong to different register
+    /// classes.  The registers may be either phys or virt regs.
+    bool differingRegisterClasses(unsigned RegA, unsigned RegB) const;
 
     /// 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(LiveInterval &IntA, LiveInterval &IntB,
-                              MachineInstr *CopyMI);
+    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.
@@ -187,38 +130,58 @@ namespace llvm {
     /// 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(LiveInterval &IntA, LiveInterval &IntB,
-                                  MachineInstr *CopyMI);
-
-    /// RemoveUnnecessaryKills - Remove kill markers that are no longer accurate
-    /// due to live range lengthening as the result of coalescing.
-    void RemoveUnnecessaryKills(unsigned Reg, LiveInterval &LI);
-
-    /// isBackEdgeCopy - Returns true if CopyMI is a back edge copy.
-    ///
-    bool isBackEdgeCopy(MachineInstr *CopyMI, unsigned DstReg);
+    bool RemoveCopyByCommutingDef(const CoalescerPair &CP,MachineInstr *CopyMI);
+
+    /// TrimLiveIntervalToLastUse - If there is a last use in the same basic
+    /// block as the copy instruction, trim the ive interval to the last use
+    /// and return true.
+    bool TrimLiveIntervalToLastUse(SlotIndex CopyIdx,
+                                   MachineBasicBlock *CopyMBB,
+                                   LiveInterval &li, const LiveRange *LR);
+
+    /// ReMaterializeTrivialDef - If the source of a copy is defined by a trivial
+    /// computation, replace the copy by rematerialize the definition.
+    bool ReMaterializeTrivialDef(LiveInterval &SrcInt, unsigned DstReg,
+                                 unsigned DstSubIdx, MachineInstr *CopyMI);
+
+    /// 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(unsigned SrcReg, unsigned DstReg, unsigned SubIdx);
+    void UpdateRegDefsUses(const CoalescerPair &CP);
 
-    /// lastRegisterUse - Returns the last use of the specific register between
-    /// cycles Start and End or NULL if there are no uses.
-    MachineOperand *lastRegisterUse(unsigned Start, unsigned End, unsigned Reg,
-                                    unsigned &LastUseIdx) const;
+    /// ShortenDeadCopyLiveRange - Shorten a live range defined by a dead copy.
+    /// Return true if live interval is removed.
+    bool ShortenDeadCopyLiveRange(LiveInterval &li, MachineInstr *CopyMI);
 
-    /// findDefOperand - Returns the MachineOperand that is a def of the specific
-    /// register. It returns NULL if the def is not found.
-    MachineOperand *findDefOperand(MachineInstr *MI, unsigned Reg) const;
+    /// ShortenDeadCopyLiveRange - Shorten a live range as it's artificially
+    /// extended by a dead copy. Mark the last use (if any) of the val# as kill
+    /// as ends the live range there. If there isn't another use, then this
+    /// live range is dead. Return true if live interval is removed.
+    bool ShortenDeadCopySrcLiveRange(LiveInterval &li, MachineInstr *CopyMI);
 
-    /// unsetRegisterKills - Unset IsKill property of all uses of specific register
-    /// between cycles Start and End.
-    void unsetRegisterKills(unsigned Start, unsigned End, unsigned Reg);
+    /// 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);
 
-    void printRegName(unsigned reg) const;
+    /// 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);
+
+    /// lastRegisterUse - Returns the last use of the specific register between
+    /// cycles Start and End or NULL if there are no uses.
+    MachineOperand *lastRegisterUse(SlotIndex Start, SlotIndex End,
+                                    unsigned Reg, SlotIndex &LastUseIdx) const;
   };
 
 } // End llvm namespace