[PBQP] Replace PBQPBuilder with composable constraints (PBQPRAConstraint).
[oota-llvm.git] / lib / Target / AArch64 / AArch64PBQPRegAlloc.cpp
index 86e21732a132c3c6b761617c5caf1208825ae8e7..f0105b0a2622e4bc2b28531672e969b8cff9bc1f 100644 (file)
@@ -18,9 +18,8 @@
 #define DEBUG_TYPE "aarch64-pbqp"
 
 #include "AArch64.h"
+#include "AArch64PBQPRegAlloc.h"
 #include "AArch64RegisterInfo.h"
-
-#include "llvm/ADT/SetVector.h"
 #include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineBasicBlock.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
@@ -30,8 +29,6 @@
 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
 
-#define PBQP_BUILDER PBQPBuilderWithCoalescing
-
 using namespace llvm;
 
 namespace {
@@ -157,85 +154,65 @@ bool haveSameParity(unsigned reg1, unsigned reg2) {
   return isOdd(reg1) == isOdd(reg2);
 }
 
-class A57PBQPBuilder : public PBQP_BUILDER {
-public:
-  A57PBQPBuilder() : PBQP_BUILDER(), TRI(nullptr), LIs(nullptr), Chains() {}
-
-  // Build a PBQP instance to represent the register allocation problem for
-  // the given MachineFunction.
-  std::unique_ptr<PBQPRAProblem>
-  build(MachineFunction *MF, const LiveIntervals *LI,
-        const MachineBlockFrequencyInfo *blockInfo,
-        const RegSet &VRegs) override;
-
-private:
-  const AArch64RegisterInfo *TRI;
-  const LiveIntervals *LIs;
-  SmallSetVector<unsigned, 32> Chains;
-
-  // Return true if reg is a physical register
-  bool isPhysicalReg(unsigned reg) const {
-    return TRI->isPhysicalRegister(reg);
-  }
-
-  // Add the accumulator chaining constraint, inside the chain, i.e. so that
-  // parity(Rd) == parity(Ra).
-  // \return true if a constraint was added
-  bool addIntraChainConstraint(PBQPRAProblem *p, unsigned Rd, unsigned Ra);
-
-  // Add constraints between existing chains
-  void addInterChainConstraint(PBQPRAProblem *p, unsigned Rd, unsigned Ra);
-};
-} // Anonymous namespace
+}
 
-bool A57PBQPBuilder::addIntraChainConstraint(PBQPRAProblem *p, unsigned Rd,
-                                             unsigned Ra) {
+bool A57PBQPConstraints::addIntraChainConstraint(PBQPRAGraph &G, unsigned Rd,
+                                                 unsigned Ra) {
   if (Rd == Ra)
     return false;
 
-  if (isPhysicalReg(Rd) || isPhysicalReg(Ra)) {
-    DEBUG(dbgs() << "Rd is a physical reg:" << isPhysicalReg(Rd) << '\n');
-    DEBUG(dbgs() << "Ra is a physical reg:" << isPhysicalReg(Ra) << '\n');
+  const TargetRegisterInfo &TRI =
+    *G.getMetadata().MF.getTarget().getSubtargetImpl()->getRegisterInfo();
+  LiveIntervals &LIs = G.getMetadata().LIS;
+
+  if (TRI.isPhysicalRegister(Rd) || TRI.isPhysicalRegister(Ra)) {
+    DEBUG(dbgs() << "Rd is a physical reg:" << TRI.isPhysicalRegister(Rd)
+          << '\n');
+    DEBUG(dbgs() << "Ra is a physical reg:" << TRI.isPhysicalRegister(Ra)
+          << '\n');
     return false;
   }
 
-  const PBQPRAProblem::AllowedSet *vRdAllowed = &p->getAllowedSet(Rd);
-  const PBQPRAProblem::AllowedSet *vRaAllowed = &p->getAllowedSet(Ra);
+  PBQPRAGraph::NodeId node1 = G.getMetadata().getNodeIdForVReg(Rd);
+  PBQPRAGraph::NodeId node2 = G.getMetadata().getNodeIdForVReg(Ra);
+
+  const PBQPRAGraph::NodeMetadata::OptionToRegMap *vRdAllowed =
+    &G.getNodeMetadata(node1).getOptionRegs();
+  const PBQPRAGraph::NodeMetadata::OptionToRegMap *vRaAllowed =
+    &G.getNodeMetadata(node2).getOptionRegs();
 
-  PBQPRAGraph &g = p->getGraph();
-  PBQPRAGraph::NodeId node1 = p->getNodeForVReg(Rd);
-  PBQPRAGraph::NodeId node2 = p->getNodeForVReg(Ra);
-  PBQPRAGraph::EdgeId edge = g.findEdge(node1, node2);
+  PBQPRAGraph::EdgeId edge = G.findEdge(node1, node2);
 
   // The edge does not exist. Create one with the appropriate interference
   // costs.
-  if (edge == g.invalidEdgeId()) {
-    const LiveInterval &ld = LIs->getInterval(Rd);
-    const LiveInterval &la = LIs->getInterval(Ra);
+  if (edge == G.invalidEdgeId()) {
+    const LiveInterval &ld = LIs.getInterval(Rd);
+    const LiveInterval &la = LIs.getInterval(Ra);
     bool livesOverlap = ld.overlaps(la);
 
-    PBQP::Matrix costs(vRdAllowed->size() + 1, vRaAllowed->size() + 1, 0);
+    PBQPRAGraph::RawMatrix costs(vRdAllowed->size() + 1,
+                                 vRaAllowed->size() + 1, 0);
     for (unsigned i = 0, ie = vRdAllowed->size(); i != ie; ++i) {
       unsigned pRd = (*vRdAllowed)[i];
       for (unsigned j = 0, je = vRaAllowed->size(); j != je; ++j) {
         unsigned pRa = (*vRaAllowed)[j];
-        if (livesOverlap && TRI->regsOverlap(pRd, pRa))
+        if (livesOverlap && TRI.regsOverlap(pRd, pRa))
           costs[i + 1][j + 1] = std::numeric_limits<PBQP::PBQPNum>::infinity();
         else
           costs[i + 1][j + 1] = haveSameParity(pRd, pRa) ? 0.0 : 1.0;
       }
     }
-    g.addEdge(node1, node2, std::move(costs));
+    G.addEdge(node1, node2, std::move(costs));
     return true;
   }
 
-  if (g.getEdgeNode1Id(edge) == node2) {
+  if (G.getEdgeNode1Id(edge) == node2) {
     std::swap(node1, node2);
     std::swap(vRdAllowed, vRaAllowed);
   }
 
   // Enforce minCost(sameParity(RaClass)) > maxCost(otherParity(RdClass))
-  PBQP::Matrix costs(g.getEdgeCosts(edge));
+  PBQPRAGraph::RawMatrix costs(G.getEdgeCosts(edge));
   for (unsigned i = 0, ie = vRdAllowed->size(); i != ie; ++i) {
     unsigned pRd = (*vRdAllowed)[i];
 
@@ -260,55 +237,62 @@ bool A57PBQPBuilder::addIntraChainConstraint(PBQPRAProblem *p, unsigned Rd,
           costs[i + 1][j + 1] = sameParityMax + 1.0;
     }
   }
-  g.setEdgeCosts(edge, costs);
+  G.setEdgeCosts(edge, std::move(costs));
 
   return true;
 }
 
-void
-A57PBQPBuilder::addInterChainConstraint(PBQPRAProblem *p, unsigned Rd,
-                                        unsigned Ra) {
+void A57PBQPConstraints::addInterChainConstraint(PBQPRAGraph &G, unsigned Rd,
+                                                 unsigned Ra) {
+  const TargetRegisterInfo &TRI =
+    *G.getMetadata().MF.getTarget().getSubtargetImpl()->getRegisterInfo();
+  (void)TRI;
+  LiveIntervals &LIs = G.getMetadata().LIS;
+
   // Do some Chain management
   if (Chains.count(Ra)) {
     if (Rd != Ra) {
-      DEBUG(dbgs() << "Moving acc chain from " << PrintReg(Ra, TRI) << " to "
-                   << PrintReg(Rd, TRI) << '\n';);
+      DEBUG(dbgs() << "Moving acc chain from " << PrintReg(Ra, &TRI) << " to "
+                   << PrintReg(Rd, &TRI) << '\n';);
       Chains.remove(Ra);
       Chains.insert(Rd);
     }
   } else {
-    DEBUG(dbgs() << "Creating new acc chain for " << PrintReg(Rd, TRI)
+    DEBUG(dbgs() << "Creating new acc chain for " << PrintReg(Rd, &TRI)
                  << '\n';);
     Chains.insert(Rd);
   }
 
-  const LiveInterval &ld = LIs->getInterval(Rd);
+  PBQPRAGraph::NodeId node1 = G.getMetadata().getNodeIdForVReg(Rd);
+
+  const LiveInterval &ld = LIs.getInterval(Rd);
   for (auto r : Chains) {
     // Skip self
     if (r == Rd)
       continue;
 
-    const LiveInterval &lr = LIs->getInterval(r);
+    const LiveInterval &lr = LIs.getInterval(r);
     if (ld.overlaps(lr)) {
-      const PBQPRAProblem::AllowedSet *vRdAllowed = &p->getAllowedSet(Rd);
-      const PBQPRAProblem::AllowedSet *vRrAllowed = &p->getAllowedSet(r);
-
-      PBQPRAGraph &g = p->getGraph();
-      PBQPRAGraph::NodeId node1 = p->getNodeForVReg(Rd);
-      PBQPRAGraph::NodeId node2 = p->getNodeForVReg(r);
-      PBQPRAGraph::EdgeId edge = g.findEdge(node1, node2);
-      assert(edge != g.invalidEdgeId() &&
+      const PBQPRAGraph::NodeMetadata::OptionToRegMap *vRdAllowed =
+        &G.getNodeMetadata(node1).getOptionRegs();
+
+      PBQPRAGraph::NodeId node2 = G.getMetadata().getNodeIdForVReg(r);
+      const PBQPRAGraph::NodeMetadata::OptionToRegMap *vRrAllowed =
+        &G.getNodeMetadata(node2).getOptionRegs();
+
+      PBQPRAGraph::EdgeId edge = G.findEdge(node1, node2);
+      assert(edge != G.invalidEdgeId() &&
              "PBQP error ! The edge should exist !");
 
       DEBUG(dbgs() << "Refining constraint !\n";);
 
-      if (g.getEdgeNode1Id(edge) == node2) {
+      if (G.getEdgeNode1Id(edge) == node2) {
         std::swap(node1, node2);
         std::swap(vRdAllowed, vRrAllowed);
       }
 
       // Enforce that cost is higher with all other Chains of the same parity
-      PBQP::Matrix costs(g.getEdgeCosts(edge));
+      PBQP::Matrix costs(G.getEdgeCosts(edge));
       for (unsigned i = 0, ie = vRdAllowed->size(); i != ie; ++i) {
         unsigned pRd = (*vRdAllowed)[i];
 
@@ -333,25 +317,20 @@ A57PBQPBuilder::addInterChainConstraint(PBQPRAProblem *p, unsigned Rd,
               costs[i + 1][j + 1] = sameParityMax + 1.0;
         }
       }
-      g.setEdgeCosts(edge, costs);
+      G.setEdgeCosts(edge, std::move(costs));
     }
   }
 }
 
-std::unique_ptr<PBQPRAProblem>
-A57PBQPBuilder::build(MachineFunction *MF, const LiveIntervals *LI,
-                      const MachineBlockFrequencyInfo *blockInfo,
-                      const RegSet &VRegs) {
-  std::unique_ptr<PBQPRAProblem> p =
-      PBQP_BUILDER::build(MF, LI, blockInfo, VRegs);
+void A57PBQPConstraints::apply(PBQPRAGraph &G) {
+  MachineFunction &MF = G.getMetadata().MF;
 
-  TRI = static_cast<const AArch64RegisterInfo *>(
-      MF->getTarget().getSubtargetImpl()->getRegisterInfo());
-  LIs = LI;
+  const TargetRegisterInfo &TRI =
+    *MF.getTarget().getSubtargetImpl()->getRegisterInfo();
+  (void)TRI;
+  DEBUG(MF.dump());
 
-  DEBUG(MF->dump(););
-
-  for (MachineFunction::const_iterator mbbItr = MF->begin(), mbbEnd = MF->end();
+  for (MachineFunction::const_iterator mbbItr = MF.begin(), mbbEnd = MF.end();
        mbbItr != mbbEnd; ++mbbItr) {
     const MachineBasicBlock *MBB = &*mbbItr;
     Chains.clear(); // FIXME: really needed ? Could not work at MF level ?
@@ -372,15 +351,15 @@ A57PBQPBuilder::build(MachineFunction *MF, const LiveIntervals *LI,
         unsigned Rd = MI->getOperand(0).getReg();
         unsigned Ra = MI->getOperand(3).getReg();
 
-        if (addIntraChainConstraint(p.get(), Rd, Ra))
-          addInterChainConstraint(p.get(), Rd, Ra);
+        if (addIntraChainConstraint(G, Rd, Ra))
+          addInterChainConstraint(G, Rd, Ra);
         break;
       }
 
       case AArch64::FMLAv2f32:
       case AArch64::FMLSv2f32: {
         unsigned Rd = MI->getOperand(0).getReg();
-        addInterChainConstraint(p.get(), Rd, Rd);
+        addInterChainConstraint(G, Rd, Rd);
         break;
       }
 
@@ -389,7 +368,7 @@ A57PBQPBuilder::build(MachineFunction *MF, const LiveIntervals *LI,
         for (auto r : Chains) {
           SmallVector<unsigned, 8> toDel;
           if (MI->killsRegister(r)) {
-            DEBUG(dbgs() << "Killing chain " << PrintReg(r, TRI) << " at ";
+            DEBUG(dbgs() << "Killing chain " << PrintReg(r, &TRI) << " at ";
                   MI->print(dbgs()););
             toDel.push_back(r);
           }
@@ -402,13 +381,4 @@ A57PBQPBuilder::build(MachineFunction *MF, const LiveIntervals *LI,
       }
     }
   }
-
-  return p;
-}
-
-// Factory function used by AArch64TargetMachine to add the pass to the
-// passmanager.
-FunctionPass *llvm::createAArch64A57PBQPRegAlloc() {
-  std::unique_ptr<PBQP_BUILDER> builder = llvm::make_unique<A57PBQPBuilder>();
-  return createPBQPRegisterAllocator(std::move(builder), nullptr);
 }