541221552b5b56bf2a3b837e583b182e73c1ac3a
[oota-llvm.git] / include / llvm / Target / TargetRegisterInfo.h
1 //=== Target/TargetRegisterInfo.h - Target Register Information -*- 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 describes an abstract interface used to get information about a
11 // target machines register file.  This information is used for a variety of
12 // purposed, especially register allocation.
13 //
14 //===----------------------------------------------------------------------===//
15
16 #ifndef LLVM_TARGET_TARGETREGISTERINFO_H
17 #define LLVM_TARGET_TARGETREGISTERINFO_H
18
19 #include "llvm/ADT/ArrayRef.h"
20 #include "llvm/CallingConv.h"
21 #include "llvm/CodeGen/MachineBasicBlock.h"
22 #include "llvm/CodeGen/ValueTypes.h"
23 #include "llvm/MC/MCRegisterInfo.h"
24 #include <cassert>
25 #include <functional>
26
27 namespace llvm {
28
29 class BitVector;
30 class MachineFunction;
31 class RegScavenger;
32 template<class T> class SmallVectorImpl;
33 class VirtRegMap;
34 class raw_ostream;
35
36 class TargetRegisterClass {
37 public:
38   typedef const MCPhysReg* iterator;
39   typedef const MCPhysReg* const_iterator;
40   typedef const MVT::SimpleValueType* vt_iterator;
41   typedef const TargetRegisterClass* const * sc_iterator;
42
43   // Instance variables filled by tablegen, do not use!
44   const MCRegisterClass *MC;
45   const vt_iterator VTs;
46   const uint32_t *SubClassMask;
47   const uint16_t *SuperRegIndices;
48   const sc_iterator SuperClasses;
49   ArrayRef<MCPhysReg> (*OrderFunc)(const MachineFunction&);
50
51   /// getID() - Return the register class ID number.
52   ///
53   unsigned getID() const { return MC->getID(); }
54
55   /// getName() - Return the register class name for debugging.
56   ///
57   const char *getName() const { return MC->getName(); }
58
59   /// begin/end - Return all of the registers in this class.
60   ///
61   iterator       begin() const { return MC->begin(); }
62   iterator         end() const { return MC->end(); }
63
64   /// getNumRegs - Return the number of registers in this class.
65   ///
66   unsigned getNumRegs() const { return MC->getNumRegs(); }
67
68   /// getRegister - Return the specified register in the class.
69   ///
70   unsigned getRegister(unsigned i) const {
71     return MC->getRegister(i);
72   }
73
74   /// contains - Return true if the specified register is included in this
75   /// register class.  This does not include virtual registers.
76   bool contains(unsigned Reg) const {
77     return MC->contains(Reg);
78   }
79
80   /// contains - Return true if both registers are in this class.
81   bool contains(unsigned Reg1, unsigned Reg2) const {
82     return MC->contains(Reg1, Reg2);
83   }
84
85   /// getSize - Return the size of the register in bytes, which is also the size
86   /// of a stack slot allocated to hold a spilled copy of this register.
87   unsigned getSize() const { return MC->getSize(); }
88
89   /// getAlignment - Return the minimum required alignment for a register of
90   /// this class.
91   unsigned getAlignment() const { return MC->getAlignment(); }
92
93   /// getCopyCost - Return the cost of copying a value between two registers in
94   /// this class. A negative number means the register class is very expensive
95   /// to copy e.g. status flag register classes.
96   int getCopyCost() const { return MC->getCopyCost(); }
97
98   /// isAllocatable - Return true if this register class may be used to create
99   /// virtual registers.
100   bool isAllocatable() const { return MC->isAllocatable(); }
101
102   /// hasType - return true if this TargetRegisterClass has the ValueType vt.
103   ///
104   bool hasType(EVT vt) const {
105     for(int i = 0; VTs[i] != MVT::Other; ++i)
106       if (EVT(VTs[i]) == vt)
107         return true;
108     return false;
109   }
110
111   /// vt_begin / vt_end - Loop over all of the value types that can be
112   /// represented by values in this register class.
113   vt_iterator vt_begin() const {
114     return VTs;
115   }
116
117   vt_iterator vt_end() const {
118     vt_iterator I = VTs;
119     while (*I != MVT::Other) ++I;
120     return I;
121   }
122
123   /// hasSubClass - return true if the specified TargetRegisterClass
124   /// is a proper sub-class of this TargetRegisterClass.
125   bool hasSubClass(const TargetRegisterClass *RC) const {
126     return RC != this && hasSubClassEq(RC);
127   }
128
129   /// hasSubClassEq - Returns true if RC is a sub-class of or equal to this
130   /// class.
131   bool hasSubClassEq(const TargetRegisterClass *RC) const {
132     unsigned ID = RC->getID();
133     return (SubClassMask[ID / 32] >> (ID % 32)) & 1;
134   }
135
136   /// hasSuperClass - return true if the specified TargetRegisterClass is a
137   /// proper super-class of this TargetRegisterClass.
138   bool hasSuperClass(const TargetRegisterClass *RC) const {
139     return RC->hasSubClass(this);
140   }
141
142   /// hasSuperClassEq - Returns true if RC is a super-class of or equal to this
143   /// class.
144   bool hasSuperClassEq(const TargetRegisterClass *RC) const {
145     return RC->hasSubClassEq(this);
146   }
147
148   /// getSubClassMask - Returns a bit vector of subclasses, including this one.
149   /// The vector is indexed by class IDs, see hasSubClassEq() above for how to
150   /// use it.
151   const uint32_t *getSubClassMask() const {
152     return SubClassMask;
153   }
154
155   /// getSuperRegIndices - Returns a 0-terminated list of sub-register indices
156   /// that project some super-register class into this register class. The list
157   /// has an entry for each Idx such that:
158   ///
159   ///   There exists SuperRC where:
160   ///     For all Reg in SuperRC:
161   ///       this->contains(Reg:Idx)
162   ///
163   const uint16_t *getSuperRegIndices() const {
164     return SuperRegIndices;
165   }
166
167   /// getSuperClasses - Returns a NULL terminated list of super-classes.  The
168   /// classes are ordered by ID which is also a topological ordering from large
169   /// to small classes.  The list does NOT include the current class.
170   sc_iterator getSuperClasses() const {
171     return SuperClasses;
172   }
173
174   /// isASubClass - return true if this TargetRegisterClass is a subset
175   /// class of at least one other TargetRegisterClass.
176   bool isASubClass() const {
177     return SuperClasses[0] != 0;
178   }
179
180   /// getRawAllocationOrder - Returns the preferred order for allocating
181   /// registers from this register class in MF. The raw order comes directly
182   /// from the .td file and may include reserved registers that are not
183   /// allocatable. Register allocators should also make sure to allocate
184   /// callee-saved registers only after all the volatiles are used. The
185   /// RegisterClassInfo class provides filtered allocation orders with
186   /// callee-saved registers moved to the end.
187   ///
188   /// The MachineFunction argument can be used to tune the allocatable
189   /// registers based on the characteristics of the function, subtarget, or
190   /// other criteria.
191   ///
192   /// By default, this method returns all registers in the class.
193   ///
194   ArrayRef<MCPhysReg> getRawAllocationOrder(const MachineFunction &MF) const {
195     return OrderFunc ? OrderFunc(MF) : makeArrayRef(begin(), getNumRegs());
196   }
197 };
198
199 /// TargetRegisterInfoDesc - Extra information, not in MCRegisterDesc, about
200 /// registers. These are used by codegen, not by MC.
201 struct TargetRegisterInfoDesc {
202   unsigned CostPerUse;          // Extra cost of instructions using register.
203   bool inAllocatableClass;      // Register belongs to an allocatable regclass.
204 };
205
206 /// Each TargetRegisterClass has a per register weight, and weight
207 /// limit which must be less than the limits of its pressure sets.
208 struct RegClassWeight {
209   unsigned RegWeight;
210   unsigned WeightLimit;
211 };
212
213 /// TargetRegisterInfo base class - We assume that the target defines a static
214 /// array of TargetRegisterDesc objects that represent all of the machine
215 /// registers that the target has.  As such, we simply have to track a pointer
216 /// to this array so that we can turn register number into a register
217 /// descriptor.
218 ///
219 class TargetRegisterInfo : public MCRegisterInfo {
220 public:
221   typedef const TargetRegisterClass * const * regclass_iterator;
222 private:
223   const TargetRegisterInfoDesc *InfoDesc;     // Extra desc array for codegen
224   const char *const *SubRegIndexNames;        // Names of subreg indexes.
225   // Pointer to array of lane masks, one per sub-reg index.
226   const unsigned *SubRegIndexLaneMasks;
227
228   regclass_iterator RegClassBegin, RegClassEnd;   // List of regclasses
229
230 protected:
231   TargetRegisterInfo(const TargetRegisterInfoDesc *ID,
232                      regclass_iterator RegClassBegin,
233                      regclass_iterator RegClassEnd,
234                      const char *const *SRINames,
235                      const unsigned *SRILaneMasks);
236   virtual ~TargetRegisterInfo();
237 public:
238
239   // Register numbers can represent physical registers, virtual registers, and
240   // sometimes stack slots. The unsigned values are divided into these ranges:
241   //
242   //   0           Not a register, can be used as a sentinel.
243   //   [1;2^30)    Physical registers assigned by TableGen.
244   //   [2^30;2^31) Stack slots. (Rarely used.)
245   //   [2^31;2^32) Virtual registers assigned by MachineRegisterInfo.
246   //
247   // Further sentinels can be allocated from the small negative integers.
248   // DenseMapInfo<unsigned> uses -1u and -2u.
249
250   /// isStackSlot - Sometimes it is useful the be able to store a non-negative
251   /// frame index in a variable that normally holds a register. isStackSlot()
252   /// returns true if Reg is in the range used for stack slots.
253   ///
254   /// Note that isVirtualRegister() and isPhysicalRegister() cannot handle stack
255   /// slots, so if a variable may contains a stack slot, always check
256   /// isStackSlot() first.
257   ///
258   static bool isStackSlot(unsigned Reg) {
259     return int(Reg) >= (1 << 30);
260   }
261
262   /// stackSlot2Index - Compute the frame index from a register value
263   /// representing a stack slot.
264   static int stackSlot2Index(unsigned Reg) {
265     assert(isStackSlot(Reg) && "Not a stack slot");
266     return int(Reg - (1u << 30));
267   }
268
269   /// index2StackSlot - Convert a non-negative frame index to a stack slot
270   /// register value.
271   static unsigned index2StackSlot(int FI) {
272     assert(FI >= 0 && "Cannot hold a negative frame index.");
273     return FI + (1u << 30);
274   }
275
276   /// isPhysicalRegister - Return true if the specified register number is in
277   /// the physical register namespace.
278   static bool isPhysicalRegister(unsigned Reg) {
279     assert(!isStackSlot(Reg) && "Not a register! Check isStackSlot() first.");
280     return int(Reg) > 0;
281   }
282
283   /// isVirtualRegister - Return true if the specified register number is in
284   /// the virtual register namespace.
285   static bool isVirtualRegister(unsigned Reg) {
286     assert(!isStackSlot(Reg) && "Not a register! Check isStackSlot() first.");
287     return int(Reg) < 0;
288   }
289
290   /// virtReg2Index - Convert a virtual register number to a 0-based index.
291   /// The first virtual register in a function will get the index 0.
292   static unsigned virtReg2Index(unsigned Reg) {
293     assert(isVirtualRegister(Reg) && "Not a virtual register");
294     return Reg & ~(1u << 31);
295   }
296
297   /// index2VirtReg - Convert a 0-based index to a virtual register number.
298   /// This is the inverse operation of VirtReg2IndexFunctor below.
299   static unsigned index2VirtReg(unsigned Index) {
300     return Index | (1u << 31);
301   }
302
303   /// getMinimalPhysRegClass - Returns the Register Class of a physical
304   /// register of the given type, picking the most sub register class of
305   /// the right type that contains this physreg.
306   const TargetRegisterClass *
307     getMinimalPhysRegClass(unsigned Reg, EVT VT = MVT::Other) const;
308
309   /// getAllocatableClass - Return the maximal subclass of the given register
310   /// class that is alloctable, or NULL.
311   const TargetRegisterClass *
312     getAllocatableClass(const TargetRegisterClass *RC) const;
313
314   /// getAllocatableSet - Returns a bitset indexed by register number
315   /// indicating if a register is allocatable or not. If a register class is
316   /// specified, returns the subset for the class.
317   BitVector getAllocatableSet(const MachineFunction &MF,
318                               const TargetRegisterClass *RC = NULL) const;
319
320   /// getCostPerUse - Return the additional cost of using this register instead
321   /// of other registers in its class.
322   unsigned getCostPerUse(unsigned RegNo) const {
323     return InfoDesc[RegNo].CostPerUse;
324   }
325
326   /// isInAllocatableClass - Return true if the register is in the allocation
327   /// of any register class.
328   bool isInAllocatableClass(unsigned RegNo) const {
329     return InfoDesc[RegNo].inAllocatableClass;
330   }
331
332   /// getSubRegIndexName - Return the human-readable symbolic target-specific
333   /// name for the specified SubRegIndex.
334   const char *getSubRegIndexName(unsigned SubIdx) const {
335     assert(SubIdx && SubIdx < getNumSubRegIndices() &&
336            "This is not a subregister index");
337     return SubRegIndexNames[SubIdx-1];
338   }
339
340   /// getSubRegIndexLaneMask - Return a bitmask representing the parts of a
341   /// register that are covered by SubIdx.
342   ///
343   /// Lane masks for sub-register indices are similar to register units for
344   /// physical registers. The individual bits in a lane mask can't be assigned
345   /// any specific meaning. They can be used to check if two sub-register
346   /// indices overlap.
347   ///
348   /// If the target has a register such that:
349   ///
350   ///   getSubReg(Reg, A) overlaps getSubReg(Reg, B)
351   ///
352   /// then:
353   ///
354   ///   getSubRegIndexLaneMask(A) & getSubRegIndexLaneMask(B) != 0
355   ///
356   /// The converse is not necessarily true. If two lane masks have a common
357   /// bit, the corresponding sub-registers may not overlap, but it can be
358   /// assumed that they usually will.
359   unsigned getSubRegIndexLaneMask(unsigned SubIdx) const {
360     // SubIdx == 0 is allowed, it has the lane mask ~0u.
361     assert(SubIdx < getNumSubRegIndices() && "This is not a subregister index");
362     return SubRegIndexLaneMasks[SubIdx];
363   }
364
365   /// regsOverlap - Returns true if the two registers are equal or alias each
366   /// other. The registers may be virtual register.
367   bool regsOverlap(unsigned regA, unsigned regB) const {
368     if (regA == regB) return true;
369     if (isVirtualRegister(regA) || isVirtualRegister(regB))
370       return false;
371
372     // Regunits are numerically ordered. Find a common unit.
373     MCRegUnitIterator RUA(regA, this);
374     MCRegUnitIterator RUB(regB, this);
375     do {
376       if (*RUA == *RUB) return true;
377       if (*RUA < *RUB) ++RUA;
378       else             ++RUB;
379     } while (RUA.isValid() && RUB.isValid());
380     return false;
381   }
382
383   /// hasRegUnit - Returns true if Reg contains RegUnit.
384   bool hasRegUnit(unsigned Reg, unsigned RegUnit) const {
385     for (MCRegUnitIterator Units(Reg, this); Units.isValid(); ++Units)
386       if (*Units == RegUnit)
387         return true;
388     return false;
389   }
390
391   /// isSubRegister - Returns true if regB is a sub-register of regA.
392   ///
393   bool isSubRegister(unsigned regA, unsigned regB) const {
394     return isSuperRegister(regB, regA);
395   }
396
397   /// isSuperRegister - Returns true if regB is a super-register of regA.
398   ///
399   bool isSuperRegister(unsigned RegA, unsigned RegB) const {
400     for (MCSuperRegIterator I(RegA, this); I.isValid(); ++I)
401       if (*I == RegB)
402         return true;
403     return false;
404   }
405
406   /// getCalleeSavedRegs - Return a null-terminated list of all of the
407   /// callee saved registers on this target. The register should be in the
408   /// order of desired callee-save stack frame offset. The first register is
409   /// closest to the incoming stack pointer if stack grows down, and vice versa.
410   ///
411   virtual const MCPhysReg* getCalleeSavedRegs(const MachineFunction *MF = 0)
412                                                                       const = 0;
413
414   /// getCallPreservedMask - Return a mask of call-preserved registers for the
415   /// given calling convention on the current sub-target.  The mask should
416   /// include all call-preserved aliases.  This is used by the register
417   /// allocator to determine which registers can be live across a call.
418   ///
419   /// The mask is an array containing (TRI::getNumRegs()+31)/32 entries.
420   /// A set bit indicates that all bits of the corresponding register are
421   /// preserved across the function call.  The bit mask is expected to be
422   /// sub-register complete, i.e. if A is preserved, so are all its
423   /// sub-registers.
424   ///
425   /// Bits are numbered from the LSB, so the bit for physical register Reg can
426   /// be found as (Mask[Reg / 32] >> Reg % 32) & 1.
427   ///
428   /// A NULL pointer means that no register mask will be used, and call
429   /// instructions should use implicit-def operands to indicate call clobbered
430   /// registers.
431   ///
432   virtual const uint32_t *getCallPreservedMask(CallingConv::ID) const {
433     // The default mask clobbers everything.  All targets should override.
434     return 0;
435   }
436
437   /// getReservedRegs - Returns a bitset indexed by physical register number
438   /// indicating if a register is a special register that has particular uses
439   /// and should be considered unavailable at all times, e.g. SP, RA. This is
440   /// used by register scavenger to determine what registers are free.
441   virtual BitVector getReservedRegs(const MachineFunction &MF) const = 0;
442
443   /// getMatchingSuperReg - Return a super-register of the specified register
444   /// Reg so its sub-register of index SubIdx is Reg.
445   unsigned getMatchingSuperReg(unsigned Reg, unsigned SubIdx,
446                                const TargetRegisterClass *RC) const {
447     return MCRegisterInfo::getMatchingSuperReg(Reg, SubIdx, RC->MC);
448   }
449
450   /// getMatchingSuperRegClass - Return a subclass of the specified register
451   /// class A so that each register in it has a sub-register of the
452   /// specified sub-register index which is in the specified register class B.
453   ///
454   /// TableGen will synthesize missing A sub-classes.
455   virtual const TargetRegisterClass *
456   getMatchingSuperRegClass(const TargetRegisterClass *A,
457                            const TargetRegisterClass *B, unsigned Idx) const;
458
459   /// getSubClassWithSubReg - Returns the largest legal sub-class of RC that
460   /// supports the sub-register index Idx.
461   /// If no such sub-class exists, return NULL.
462   /// If all registers in RC already have an Idx sub-register, return RC.
463   ///
464   /// TableGen generates a version of this function that is good enough in most
465   /// cases.  Targets can override if they have constraints that TableGen
466   /// doesn't understand.  For example, the x86 sub_8bit sub-register index is
467   /// supported by the full GR32 register class in 64-bit mode, but only by the
468   /// GR32_ABCD regiister class in 32-bit mode.
469   ///
470   /// TableGen will synthesize missing RC sub-classes.
471   virtual const TargetRegisterClass *
472   getSubClassWithSubReg(const TargetRegisterClass *RC, unsigned Idx) const {
473     assert(Idx == 0 && "Target has no sub-registers");
474     return RC;
475   }
476
477   /// composeSubRegIndices - Return the subregister index you get from composing
478   /// two subregister indices.
479   ///
480   /// The special null sub-register index composes as the identity.
481   ///
482   /// If R:a:b is the same register as R:c, then composeSubRegIndices(a, b)
483   /// returns c. Note that composeSubRegIndices does not tell you about illegal
484   /// compositions. If R does not have a subreg a, or R:a does not have a subreg
485   /// b, composeSubRegIndices doesn't tell you.
486   ///
487   /// The ARM register Q0 has two D subregs dsub_0:D0 and dsub_1:D1. It also has
488   /// ssub_0:S0 - ssub_3:S3 subregs.
489   /// If you compose subreg indices dsub_1, ssub_0 you get ssub_2.
490   ///
491   unsigned composeSubRegIndices(unsigned a, unsigned b) const {
492     if (!a) return b;
493     if (!b) return a;
494     return composeSubRegIndicesImpl(a, b);
495   }
496
497 protected:
498   /// Overridden by TableGen in targets that have sub-registers.
499   virtual unsigned composeSubRegIndicesImpl(unsigned, unsigned) const {
500     llvm_unreachable("Target has no sub-registers");
501   }
502
503 public:
504   /// getCommonSuperRegClass - Find a common super-register class if it exists.
505   ///
506   /// Find a register class, SuperRC and two sub-register indices, PreA and
507   /// PreB, such that:
508   ///
509   ///   1. PreA + SubA == PreB + SubB  (using composeSubRegIndices()), and
510   ///
511   ///   2. For all Reg in SuperRC: Reg:PreA in RCA and Reg:PreB in RCB, and
512   ///
513   ///   3. SuperRC->getSize() >= max(RCA->getSize(), RCB->getSize()).
514   ///
515   /// SuperRC will be chosen such that no super-class of SuperRC satisfies the
516   /// requirements, and there is no register class with a smaller spill size
517   /// that satisfies the requirements.
518   ///
519   /// SubA and SubB must not be 0. Use getMatchingSuperRegClass() instead.
520   ///
521   /// Either of the PreA and PreB sub-register indices may be returned as 0. In
522   /// that case, the returned register class will be a sub-class of the
523   /// corresponding argument register class.
524   ///
525   /// The function returns NULL if no register class can be found.
526   ///
527   const TargetRegisterClass*
528   getCommonSuperRegClass(const TargetRegisterClass *RCA, unsigned SubA,
529                          const TargetRegisterClass *RCB, unsigned SubB,
530                          unsigned &PreA, unsigned &PreB) const;
531
532   //===--------------------------------------------------------------------===//
533   // Register Class Information
534   //
535
536   /// Register class iterators
537   ///
538   regclass_iterator regclass_begin() const { return RegClassBegin; }
539   regclass_iterator regclass_end() const { return RegClassEnd; }
540
541   unsigned getNumRegClasses() const {
542     return (unsigned)(regclass_end()-regclass_begin());
543   }
544
545   /// getRegClass - Returns the register class associated with the enumeration
546   /// value.  See class MCOperandInfo.
547   const TargetRegisterClass *getRegClass(unsigned i) const {
548     assert(i < getNumRegClasses() && "Register Class ID out of range");
549     return RegClassBegin[i];
550   }
551
552   /// getCommonSubClass - find the largest common subclass of A and B. Return
553   /// NULL if there is no common subclass.
554   const TargetRegisterClass *
555   getCommonSubClass(const TargetRegisterClass *A,
556                     const TargetRegisterClass *B) const;
557
558   /// getPointerRegClass - Returns a TargetRegisterClass used for pointer
559   /// values.  If a target supports multiple different pointer register classes,
560   /// kind specifies which one is indicated.
561   virtual const TargetRegisterClass *
562   getPointerRegClass(const MachineFunction &MF, unsigned Kind=0) const {
563     llvm_unreachable("Target didn't implement getPointerRegClass!");
564   }
565
566   /// getCrossCopyRegClass - Returns a legal register class to copy a register
567   /// in the specified class to or from. If it is possible to copy the register
568   /// directly without using a cross register class copy, return the specified
569   /// RC. Returns NULL if it is not possible to copy between a two registers of
570   /// the specified class.
571   virtual const TargetRegisterClass *
572   getCrossCopyRegClass(const TargetRegisterClass *RC) const {
573     return RC;
574   }
575
576   /// getLargestLegalSuperClass - Returns the largest super class of RC that is
577   /// legal to use in the current sub-target and has the same spill size.
578   /// The returned register class can be used to create virtual registers which
579   /// means that all its registers can be copied and spilled.
580   virtual const TargetRegisterClass*
581   getLargestLegalSuperClass(const TargetRegisterClass *RC) const {
582     /// The default implementation is very conservative and doesn't allow the
583     /// register allocator to inflate register classes.
584     return RC;
585   }
586
587   /// getRegPressureLimit - Return the register pressure "high water mark" for
588   /// the specific register class. The scheduler is in high register pressure
589   /// mode (for the specific register class) if it goes over the limit.
590   ///
591   /// Note: this is the old register pressure model that relies on a manually
592   /// specified representative register class per value type.
593   virtual unsigned getRegPressureLimit(const TargetRegisterClass *RC,
594                                        MachineFunction &MF) const {
595     return 0;
596   }
597
598 // Get the weight in units of pressure for this register class.
599   virtual const RegClassWeight &getRegClassWeight(
600     const TargetRegisterClass *RC) const = 0;
601
602   /// Get the number of dimensions of register pressure.
603   virtual unsigned getNumRegPressureSets() const = 0;
604
605   /// Get the name of this register unit pressure set.
606   virtual const char *getRegPressureSetName(unsigned Idx) const = 0;
607
608   /// Get the register unit pressure limit for this dimension.
609   /// This limit must be adjusted dynamically for reserved registers.
610   virtual unsigned getRegPressureSetLimit(unsigned Idx) const = 0;
611
612   /// Get the dimensions of register pressure impacted by this register class.
613   /// Returns a -1 terminated array of pressure set IDs.
614   virtual const int *getRegClassPressureSets(
615     const TargetRegisterClass *RC) const = 0;
616
617   /// Get a list of 'hint' registers that the register allocator should try
618   /// first when allocating a physical register for the virtual register
619   /// VirtReg. These registers are effectively moved to the front of the
620   /// allocation order.
621   ///
622   /// The Order argument is the allocation order for VirtReg's register class
623   /// as returned from RegisterClassInfo::getOrder(). The hint registers must
624   /// come from Order, and they must not be reserved.
625   ///
626   /// The default implementation of this function can resolve
627   /// target-independent hints provided to MRI::setRegAllocationHint with
628   /// HintType == 0. Targets that override this function should defer to the
629   /// default implementation if they have no reason to change the allocation
630   /// order for VirtReg. There may be target-independent hints.
631   virtual void getRegAllocationHints(unsigned VirtReg,
632                                      ArrayRef<MCPhysReg> Order,
633                                      SmallVectorImpl<MCPhysReg> &Hints,
634                                      const MachineFunction &MF,
635                                      const VirtRegMap *VRM = 0) const;
636
637   /// avoidWriteAfterWrite - Return true if the register allocator should avoid
638   /// writing a register from RC in two consecutive instructions.
639   /// This can avoid pipeline stalls on certain architectures.
640   /// It does cause increased register pressure, though.
641   virtual bool avoidWriteAfterWrite(const TargetRegisterClass *RC) const {
642     return false;
643   }
644
645   /// UpdateRegAllocHint - A callback to allow target a chance to update
646   /// register allocation hints when a register is "changed" (e.g. coalesced)
647   /// to another register. e.g. On ARM, some virtual registers should target
648   /// register pairs, if one of pair is coalesced to another register, the
649   /// allocation hint of the other half of the pair should be changed to point
650   /// to the new register.
651   virtual void UpdateRegAllocHint(unsigned Reg, unsigned NewReg,
652                                   MachineFunction &MF) const {
653     // Do nothing.
654   }
655
656   /// requiresRegisterScavenging - returns true if the target requires (and can
657   /// make use of) the register scavenger.
658   virtual bool requiresRegisterScavenging(const MachineFunction &MF) const {
659     return false;
660   }
661
662   /// useFPForScavengingIndex - returns true if the target wants to use
663   /// frame pointer based accesses to spill to the scavenger emergency spill
664   /// slot.
665   virtual bool useFPForScavengingIndex(const MachineFunction &MF) const {
666     return true;
667   }
668
669   /// requiresFrameIndexScavenging - returns true if the target requires post
670   /// PEI scavenging of registers for materializing frame index constants.
671   virtual bool requiresFrameIndexScavenging(const MachineFunction &MF) const {
672     return false;
673   }
674
675   /// requiresVirtualBaseRegisters - Returns true if the target wants the
676   /// LocalStackAllocation pass to be run and virtual base registers
677   /// used for more efficient stack access.
678   virtual bool requiresVirtualBaseRegisters(const MachineFunction &MF) const {
679     return false;
680   }
681
682   /// hasReservedSpillSlot - Return true if target has reserved a spill slot in
683   /// the stack frame of the given function for the specified register. e.g. On
684   /// x86, if the frame register is required, the first fixed stack object is
685   /// reserved as its spill slot. This tells PEI not to create a new stack frame
686   /// object for the given register. It should be called only after
687   /// processFunctionBeforeCalleeSavedScan().
688   virtual bool hasReservedSpillSlot(const MachineFunction &MF, unsigned Reg,
689                                     int &FrameIdx) const {
690     return false;
691   }
692
693   /// trackLivenessAfterRegAlloc - returns true if the live-ins should be tracked
694   /// after register allocation.
695   virtual bool trackLivenessAfterRegAlloc(const MachineFunction &MF) const {
696     return false;
697   }
698
699   /// needsStackRealignment - true if storage within the function requires the
700   /// stack pointer to be aligned more than the normal calling convention calls
701   /// for.
702   virtual bool needsStackRealignment(const MachineFunction &MF) const {
703     return false;
704   }
705
706   /// getFrameIndexInstrOffset - Get the offset from the referenced frame
707   /// index in the instruction, if there is one.
708   virtual int64_t getFrameIndexInstrOffset(const MachineInstr *MI,
709                                            int Idx) const {
710     return 0;
711   }
712
713   /// needsFrameBaseReg - Returns true if the instruction's frame index
714   /// reference would be better served by a base register other than FP
715   /// or SP. Used by LocalStackFrameAllocation to determine which frame index
716   /// references it should create new base registers for.
717   virtual bool needsFrameBaseReg(MachineInstr *MI, int64_t Offset) const {
718     return false;
719   }
720
721   /// materializeFrameBaseRegister - Insert defining instruction(s) for
722   /// BaseReg to be a pointer to FrameIdx before insertion point I.
723   virtual void materializeFrameBaseRegister(MachineBasicBlock *MBB,
724                                             unsigned BaseReg, int FrameIdx,
725                                             int64_t Offset) const {
726     llvm_unreachable("materializeFrameBaseRegister does not exist on this "
727                      "target");
728   }
729
730   /// resolveFrameIndex - Resolve a frame index operand of an instruction
731   /// to reference the indicated base register plus offset instead.
732   virtual void resolveFrameIndex(MachineBasicBlock::iterator I,
733                                  unsigned BaseReg, int64_t Offset) const {
734     llvm_unreachable("resolveFrameIndex does not exist on this target");
735   }
736
737   /// isFrameOffsetLegal - Determine whether a given offset immediate is
738   /// encodable to resolve a frame index.
739   virtual bool isFrameOffsetLegal(const MachineInstr *MI,
740                                   int64_t Offset) const {
741     llvm_unreachable("isFrameOffsetLegal does not exist on this target");
742   }
743
744   /// eliminateCallFramePseudoInstr - This method is called during prolog/epilog
745   /// code insertion to eliminate call frame setup and destroy pseudo
746   /// instructions (but only if the Target is using them).  It is responsible
747   /// for eliminating these instructions, replacing them with concrete
748   /// instructions.  This method need only be implemented if using call frame
749   /// setup/destroy pseudo instructions.
750   ///
751   virtual void
752   eliminateCallFramePseudoInstr(MachineFunction &MF,
753                                 MachineBasicBlock &MBB,
754                                 MachineBasicBlock::iterator MI) const {
755     llvm_unreachable("Call Frame Pseudo Instructions do not exist on this "
756                      "target!");
757   }
758
759
760   /// saveScavengerRegister - Spill the register so it can be used by the
761   /// register scavenger. Return true if the register was spilled, false
762   /// otherwise. If this function does not spill the register, the scavenger
763   /// will instead spill it to the emergency spill slot.
764   ///
765   virtual bool saveScavengerRegister(MachineBasicBlock &MBB,
766                                      MachineBasicBlock::iterator I,
767                                      MachineBasicBlock::iterator &UseMI,
768                                      const TargetRegisterClass *RC,
769                                      unsigned Reg) const {
770     return false;
771   }
772
773   /// eliminateFrameIndex - This method must be overriden to eliminate abstract
774   /// frame indices from instructions which may use them.  The instruction
775   /// referenced by the iterator contains an MO_FrameIndex operand which must be
776   /// eliminated by this method.  This method may modify or replace the
777   /// specified instruction, as long as it keeps the iterator pointing at the
778   /// finished product. SPAdj is the SP adjustment due to call frame setup
779   /// instruction.
780   virtual void eliminateFrameIndex(MachineBasicBlock::iterator MI,
781                                    int SPAdj, RegScavenger *RS=NULL) const = 0;
782
783   //===--------------------------------------------------------------------===//
784   /// Debug information queries.
785
786   /// getFrameRegister - This method should return the register used as a base
787   /// for values allocated in the current stack frame.
788   virtual unsigned getFrameRegister(const MachineFunction &MF) const = 0;
789
790   /// getCompactUnwindRegNum - This function maps the register to the number for
791   /// compact unwind encoding. Return -1 if the register isn't valid.
792   virtual int getCompactUnwindRegNum(unsigned, bool) const {
793     return -1;
794   }
795 };
796
797
798 //===----------------------------------------------------------------------===//
799 //                           SuperRegClassIterator
800 //===----------------------------------------------------------------------===//
801 //
802 // Iterate over the possible super-registers for a given register class. The
803 // iterator will visit a list of pairs (Idx, Mask) corresponding to the
804 // possible classes of super-registers.
805 //
806 // Each bit mask will have at least one set bit, and each set bit in Mask
807 // corresponds to a SuperRC such that:
808 //
809 //   For all Reg in SuperRC: Reg:Idx is in RC.
810 //
811 // The iterator can include (O, RC->getSubClassMask()) as the first entry which
812 // also satisfies the above requirement, assuming Reg:0 == Reg.
813 //
814 class SuperRegClassIterator {
815   const unsigned RCMaskWords;
816   unsigned SubReg;
817   const uint16_t *Idx;
818   const uint32_t *Mask;
819
820 public:
821   /// Create a SuperRegClassIterator that visits all the super-register classes
822   /// of RC. When IncludeSelf is set, also include the (0, sub-classes) entry.
823   SuperRegClassIterator(const TargetRegisterClass *RC,
824                         const TargetRegisterInfo *TRI,
825                         bool IncludeSelf = false)
826     : RCMaskWords((TRI->getNumRegClasses() + 31) / 32),
827       SubReg(0),
828       Idx(RC->getSuperRegIndices()),
829       Mask(RC->getSubClassMask()) {
830     if (!IncludeSelf)
831       ++*this;
832   }
833
834   /// Returns true if this iterator is still pointing at a valid entry.
835   bool isValid() const { return Idx; }
836
837   /// Returns the current sub-register index.
838   unsigned getSubReg() const { return SubReg; }
839
840   /// Returns the bit mask if register classes that getSubReg() projects into
841   /// RC.
842   const uint32_t *getMask() const { return Mask; }
843
844   /// Advance iterator to the next entry.
845   void operator++() {
846     assert(isValid() && "Cannot move iterator past end.");
847     Mask += RCMaskWords;
848     SubReg = *Idx++;
849     if (!SubReg)
850       Idx = 0;
851   }
852 };
853
854 // This is useful when building IndexedMaps keyed on virtual registers
855 struct VirtReg2IndexFunctor : public std::unary_function<unsigned, unsigned> {
856   unsigned operator()(unsigned Reg) const {
857     return TargetRegisterInfo::virtReg2Index(Reg);
858   }
859 };
860
861 /// PrintReg - Helper class for printing registers on a raw_ostream.
862 /// Prints virtual and physical registers with or without a TRI instance.
863 ///
864 /// The format is:
865 ///   %noreg          - NoRegister
866 ///   %vreg5          - a virtual register.
867 ///   %vreg5:sub_8bit - a virtual register with sub-register index (with TRI).
868 ///   %EAX            - a physical register
869 ///   %physreg17      - a physical register when no TRI instance given.
870 ///
871 /// Usage: OS << PrintReg(Reg, TRI) << '\n';
872 ///
873 class PrintReg {
874   const TargetRegisterInfo *TRI;
875   unsigned Reg;
876   unsigned SubIdx;
877 public:
878   explicit PrintReg(unsigned reg, const TargetRegisterInfo *tri = 0,
879                     unsigned subidx = 0)
880     : TRI(tri), Reg(reg), SubIdx(subidx) {}
881   void print(raw_ostream&) const;
882 };
883
884 static inline raw_ostream &operator<<(raw_ostream &OS, const PrintReg &PR) {
885   PR.print(OS);
886   return OS;
887 }
888
889 /// PrintRegUnit - Helper class for printing register units on a raw_ostream.
890 ///
891 /// Register units are named after their root registers:
892 ///
893 ///   AL      - Single root.
894 ///   FP0~ST7 - Dual roots.
895 ///
896 /// Usage: OS << PrintRegUnit(Unit, TRI) << '\n';
897 ///
898 class PrintRegUnit {
899   const TargetRegisterInfo *TRI;
900   unsigned Unit;
901 public:
902   PrintRegUnit(unsigned unit, const TargetRegisterInfo *tri)
903     : TRI(tri), Unit(unit) {}
904   void print(raw_ostream&) const;
905 };
906
907 static inline raw_ostream &operator<<(raw_ostream &OS, const PrintRegUnit &PR) {
908   PR.print(OS);
909   return OS;
910 }
911
912 } // End llvm namespace
913
914 #endif