76b20a3c366f6b205aa92d017d204eea7a1aab8a
[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/MC/MCRegisterInfo.h"
20 #include "llvm/CodeGen/MachineBasicBlock.h"
21 #include "llvm/CodeGen/ValueTypes.h"
22 #include "llvm/ADT/ArrayRef.h"
23 #include "llvm/CallingConv.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 raw_ostream;
34
35 class TargetRegisterClass {
36 public:
37   typedef const uint16_t* iterator;
38   typedef const uint16_t* const_iterator;
39   typedef const MVT::SimpleValueType* vt_iterator;
40   typedef const TargetRegisterClass* const * sc_iterator;
41
42   // Instance variables filled by tablegen, do not use!
43   const MCRegisterClass *MC;
44   const vt_iterator VTs;
45   const uint32_t *SubClassMask;
46   const uint16_t *SuperRegIndices;
47   const sc_iterator SuperClasses;
48   ArrayRef<uint16_t> (*OrderFunc)(const MachineFunction&);
49
50   /// getID() - Return the register class ID number.
51   ///
52   unsigned getID() const { return MC->getID(); }
53
54   /// getName() - Return the register class name for debugging.
55   ///
56   const char *getName() const { return MC->getName(); }
57
58   /// begin/end - Return all of the registers in this class.
59   ///
60   iterator       begin() const { return MC->begin(); }
61   iterator         end() const { return MC->end(); }
62
63   /// getNumRegs - Return the number of registers in this class.
64   ///
65   unsigned getNumRegs() const { return MC->getNumRegs(); }
66
67   /// getRegister - Return the specified register in the class.
68   ///
69   unsigned getRegister(unsigned i) const {
70     return MC->getRegister(i);
71   }
72
73   /// contains - Return true if the specified register is included in this
74   /// register class.  This does not include virtual registers.
75   bool contains(unsigned Reg) const {
76     return MC->contains(Reg);
77   }
78
79   /// contains - Return true if both registers are in this class.
80   bool contains(unsigned Reg1, unsigned Reg2) const {
81     return MC->contains(Reg1, Reg2);
82   }
83
84   /// getSize - Return the size of the register in bytes, which is also the size
85   /// of a stack slot allocated to hold a spilled copy of this register.
86   unsigned getSize() const { return MC->getSize(); }
87
88   /// getAlignment - Return the minimum required alignment for a register of
89   /// this class.
90   unsigned getAlignment() const { return MC->getAlignment(); }
91
92   /// getCopyCost - Return the cost of copying a value between two registers in
93   /// this class. A negative number means the register class is very expensive
94   /// to copy e.g. status flag register classes.
95   int getCopyCost() const { return MC->getCopyCost(); }
96
97   /// isAllocatable - Return true if this register class may be used to create
98   /// virtual registers.
99   bool isAllocatable() const { return MC->isAllocatable(); }
100
101   /// hasType - return true if this TargetRegisterClass has the ValueType vt.
102   ///
103   bool hasType(EVT vt) const {
104     for(int i = 0; VTs[i] != MVT::Other; ++i)
105       if (EVT(VTs[i]) == vt)
106         return true;
107     return false;
108   }
109
110   /// vt_begin / vt_end - Loop over all of the value types that can be
111   /// represented by values in this register class.
112   vt_iterator vt_begin() const {
113     return VTs;
114   }
115
116   vt_iterator vt_end() const {
117     vt_iterator I = VTs;
118     while (*I != MVT::Other) ++I;
119     return I;
120   }
121
122   /// hasSubClass - return true if the specified TargetRegisterClass
123   /// is a proper sub-class of this TargetRegisterClass.
124   bool hasSubClass(const TargetRegisterClass *RC) const {
125     return RC != this && hasSubClassEq(RC);
126   }
127
128   /// hasSubClassEq - Returns true if RC is a sub-class of or equal to this
129   /// class.
130   bool hasSubClassEq(const TargetRegisterClass *RC) const {
131     unsigned ID = RC->getID();
132     return (SubClassMask[ID / 32] >> (ID % 32)) & 1;
133   }
134
135   /// hasSuperClass - return true if the specified TargetRegisterClass is a
136   /// proper super-class of this TargetRegisterClass.
137   bool hasSuperClass(const TargetRegisterClass *RC) const {
138     return RC->hasSubClass(this);
139   }
140
141   /// hasSuperClassEq - Returns true if RC is a super-class of or equal to this
142   /// class.
143   bool hasSuperClassEq(const TargetRegisterClass *RC) const {
144     return RC->hasSubClassEq(this);
145   }
146
147   /// getSubClassMask - Returns a bit vector of subclasses, including this one.
148   /// The vector is indexed by class IDs, see hasSubClassEq() above for how to
149   /// use it.
150   const uint32_t *getSubClassMask() const {
151     return SubClassMask;
152   }
153
154   /// getSuperRegIndices - Returns a 0-terminated list of sub-register indices
155   /// that projec some super-register class into this register class. The list
156   /// has an entry for each Idx such that:
157   ///
158   ///   There exists SuperRC where:
159   ///     For all Reg in SuperRC:
160   ///       this->contains(Reg:Idx)
161   ///
162   const uint16_t *getSuperRegIndices() const {
163     return SuperRegIndices;
164   }
165
166   /// getSuperClasses - Returns a NULL terminated list of super-classes.  The
167   /// classes are ordered by ID which is also a topological ordering from large
168   /// to small classes.  The list does NOT include the current class.
169   sc_iterator getSuperClasses() const {
170     return SuperClasses;
171   }
172
173   /// isASubClass - return true if this TargetRegisterClass is a subset
174   /// class of at least one other TargetRegisterClass.
175   bool isASubClass() const {
176     return SuperClasses[0] != 0;
177   }
178
179   /// getRawAllocationOrder - Returns the preferred order for allocating
180   /// registers from this register class in MF. The raw order comes directly
181   /// from the .td file and may include reserved registers that are not
182   /// allocatable. Register allocators should also make sure to allocate
183   /// callee-saved registers only after all the volatiles are used. The
184   /// RegisterClassInfo class provides filtered allocation orders with
185   /// callee-saved registers moved to the end.
186   ///
187   /// The MachineFunction argument can be used to tune the allocatable
188   /// registers based on the characteristics of the function, subtarget, or
189   /// other criteria.
190   ///
191   /// By default, this method returns all registers in the class.
192   ///
193   ArrayRef<uint16_t> getRawAllocationOrder(const MachineFunction &MF) const {
194     return OrderFunc ? OrderFunc(MF) : makeArrayRef(begin(), getNumRegs());
195   }
196 };
197
198 /// TargetRegisterInfoDesc - Extra information, not in MCRegisterDesc, about
199 /// registers. These are used by codegen, not by MC.
200 struct TargetRegisterInfoDesc {
201   unsigned CostPerUse;          // Extra cost of instructions using register.
202   bool inAllocatableClass;      // Register belongs to an allocatable regclass.
203 };
204
205 /// Each TargetRegisterClass has a per register weight, and weight
206 /// limit which must be less than the limits of its pressure sets.
207 struct RegClassWeight {
208   unsigned RegWeight;
209   unsigned WeightLimit;
210 };
211
212 /// TargetRegisterInfo base class - We assume that the target defines a static
213 /// array of TargetRegisterDesc objects that represent all of the machine
214 /// registers that the target has.  As such, we simply have to track a pointer
215 /// to this array so that we can turn register number into a register
216 /// descriptor.
217 ///
218 class TargetRegisterInfo : public MCRegisterInfo {
219 public:
220   typedef const TargetRegisterClass * const * regclass_iterator;
221 private:
222   const TargetRegisterInfoDesc *InfoDesc;     // Extra desc array for codegen
223   const char *const *SubRegIndexNames;        // Names of subreg indexes.
224   regclass_iterator RegClassBegin, RegClassEnd;   // List of regclasses
225
226 protected:
227   TargetRegisterInfo(const TargetRegisterInfoDesc *ID,
228                      regclass_iterator RegClassBegin,
229                      regclass_iterator RegClassEnd,
230                      const char *const *subregindexnames);
231   virtual ~TargetRegisterInfo();
232 public:
233
234   // Register numbers can represent physical registers, virtual registers, and
235   // sometimes stack slots. The unsigned values are divided into these ranges:
236   //
237   //   0           Not a register, can be used as a sentinel.
238   //   [1;2^30)    Physical registers assigned by TableGen.
239   //   [2^30;2^31) Stack slots. (Rarely used.)
240   //   [2^31;2^32) Virtual registers assigned by MachineRegisterInfo.
241   //
242   // Further sentinels can be allocated from the small negative integers.
243   // DenseMapInfo<unsigned> uses -1u and -2u.
244
245   /// isStackSlot - Sometimes it is useful the be able to store a non-negative
246   /// frame index in a variable that normally holds a register. isStackSlot()
247   /// returns true if Reg is in the range used for stack slots.
248   ///
249   /// Note that isVirtualRegister() and isPhysicalRegister() cannot handle stack
250   /// slots, so if a variable may contains a stack slot, always check
251   /// isStackSlot() first.
252   ///
253   static bool isStackSlot(unsigned Reg) {
254     return int(Reg) >= (1 << 30);
255   }
256
257   /// stackSlot2Index - Compute the frame index from a register value
258   /// representing a stack slot.
259   static int stackSlot2Index(unsigned Reg) {
260     assert(isStackSlot(Reg) && "Not a stack slot");
261     return int(Reg - (1u << 30));
262   }
263
264   /// index2StackSlot - Convert a non-negative frame index to a stack slot
265   /// register value.
266   static unsigned index2StackSlot(int FI) {
267     assert(FI >= 0 && "Cannot hold a negative frame index.");
268     return FI + (1u << 30);
269   }
270
271   /// isPhysicalRegister - Return true if the specified register number is in
272   /// the physical register namespace.
273   static bool isPhysicalRegister(unsigned Reg) {
274     assert(!isStackSlot(Reg) && "Not a register! Check isStackSlot() first.");
275     return int(Reg) > 0;
276   }
277
278   /// isVirtualRegister - Return true if the specified register number is in
279   /// the virtual register namespace.
280   static bool isVirtualRegister(unsigned Reg) {
281     assert(!isStackSlot(Reg) && "Not a register! Check isStackSlot() first.");
282     return int(Reg) < 0;
283   }
284
285   /// virtReg2Index - Convert a virtual register number to a 0-based index.
286   /// The first virtual register in a function will get the index 0.
287   static unsigned virtReg2Index(unsigned Reg) {
288     assert(isVirtualRegister(Reg) && "Not a virtual register");
289     return Reg & ~(1u << 31);
290   }
291
292   /// index2VirtReg - Convert a 0-based index to a virtual register number.
293   /// This is the inverse operation of VirtReg2IndexFunctor below.
294   static unsigned index2VirtReg(unsigned Index) {
295     return Index | (1u << 31);
296   }
297
298   /// getMinimalPhysRegClass - Returns the Register Class of a physical
299   /// register of the given type, picking the most sub register class of
300   /// the right type that contains this physreg.
301   const TargetRegisterClass *
302     getMinimalPhysRegClass(unsigned Reg, EVT VT = MVT::Other) const;
303
304   /// getAllocatableClass - Return the maximal subclass of the given register
305   /// class that is alloctable, or NULL.
306   const TargetRegisterClass *
307     getAllocatableClass(const TargetRegisterClass *RC) const;
308
309   /// getAllocatableSet - Returns a bitset indexed by register number
310   /// indicating if a register is allocatable or not. If a register class is
311   /// specified, returns the subset for the class.
312   BitVector getAllocatableSet(const MachineFunction &MF,
313                               const TargetRegisterClass *RC = NULL) const;
314
315   /// getCostPerUse - Return the additional cost of using this register instead
316   /// of other registers in its class.
317   unsigned getCostPerUse(unsigned RegNo) const {
318     return InfoDesc[RegNo].CostPerUse;
319   }
320
321   /// isInAllocatableClass - Return true if the register is in the allocation
322   /// of any register class.
323   bool isInAllocatableClass(unsigned RegNo) const {
324     return InfoDesc[RegNo].inAllocatableClass;
325   }
326
327   /// getSubRegIndexName - Return the human-readable symbolic target-specific
328   /// name for the specified SubRegIndex.
329   const char *getSubRegIndexName(unsigned SubIdx) const {
330     assert(SubIdx && "This is not a subregister index");
331     return SubRegIndexNames[SubIdx-1];
332   }
333
334   /// regsOverlap - Returns true if the two registers are equal or alias each
335   /// other. The registers may be virtual register.
336   bool regsOverlap(unsigned regA, unsigned regB) const {
337     if (regA == regB) return true;
338     if (isVirtualRegister(regA) || isVirtualRegister(regB))
339       return false;
340     for (const uint16_t *regList = getOverlaps(regA)+1; *regList; ++regList) {
341       if (*regList == regB) return true;
342     }
343     return false;
344   }
345
346   /// isSubRegister - Returns true if regB is a sub-register of regA.
347   ///
348   bool isSubRegister(unsigned regA, unsigned regB) const {
349     return isSuperRegister(regB, regA);
350   }
351
352   /// isSuperRegister - Returns true if regB is a super-register of regA.
353   ///
354   bool isSuperRegister(unsigned regA, unsigned regB) const {
355     for (const uint16_t *regList = getSuperRegisters(regA); *regList;++regList){
356       if (*regList == regB) return true;
357     }
358     return false;
359   }
360
361   /// getCalleeSavedRegs - Return a null-terminated list of all of the
362   /// callee saved registers on this target. The register should be in the
363   /// order of desired callee-save stack frame offset. The first register is
364   /// closest to the incoming stack pointer if stack grows down, and vice versa.
365   ///
366   virtual const uint16_t* getCalleeSavedRegs(const MachineFunction *MF = 0)
367                                                                       const = 0;
368
369   /// getCallPreservedMask - Return a mask of call-preserved registers for the
370   /// given calling convention on the current sub-target.  The mask should
371   /// include all call-preserved aliases.  This is used by the register
372   /// allocator to determine which registers can be live across a call.
373   ///
374   /// The mask is an array containing (TRI::getNumRegs()+31)/32 entries.
375   /// A set bit indicates that all bits of the corresponding register are
376   /// preserved across the function call.  The bit mask is expected to be
377   /// sub-register complete, i.e. if A is preserved, so are all its
378   /// sub-registers.
379   ///
380   /// Bits are numbered from the LSB, so the bit for physical register Reg can
381   /// be found as (Mask[Reg / 32] >> Reg % 32) & 1.
382   ///
383   /// A NULL pointer means that no register mask will be used, and call
384   /// instructions should use implicit-def operands to indicate call clobbered
385   /// registers.
386   ///
387   virtual const uint32_t *getCallPreservedMask(CallingConv::ID) const {
388     // The default mask clobbers everything.  All targets should override.
389     return 0;
390   }
391
392   /// getReservedRegs - Returns a bitset indexed by physical register number
393   /// indicating if a register is a special register that has particular uses
394   /// and should be considered unavailable at all times, e.g. SP, RA. This is
395   /// used by register scavenger to determine what registers are free.
396   virtual BitVector getReservedRegs(const MachineFunction &MF) const = 0;
397
398   /// getMatchingSuperReg - Return a super-register of the specified register
399   /// Reg so its sub-register of index SubIdx is Reg.
400   unsigned getMatchingSuperReg(unsigned Reg, unsigned SubIdx,
401                                const TargetRegisterClass *RC) const {
402     return MCRegisterInfo::getMatchingSuperReg(Reg, SubIdx, RC->MC);
403   }
404
405   /// canCombineSubRegIndices - Given a register class and a list of
406   /// subregister indices, return true if it's possible to combine the
407   /// subregister indices into one that corresponds to a larger
408   /// subregister. Return the new subregister index by reference. Note the
409   /// new index may be zero if the given subregisters can be combined to
410   /// form the whole register.
411   virtual bool canCombineSubRegIndices(const TargetRegisterClass *RC,
412                                        SmallVectorImpl<unsigned> &SubIndices,
413                                        unsigned &NewSubIdx) const {
414     return 0;
415   }
416
417   /// getMatchingSuperRegClass - Return a subclass of the specified register
418   /// class A so that each register in it has a sub-register of the
419   /// specified sub-register index which is in the specified register class B.
420   ///
421   /// TableGen will synthesize missing A sub-classes.
422   virtual const TargetRegisterClass *
423   getMatchingSuperRegClass(const TargetRegisterClass *A,
424                            const TargetRegisterClass *B, unsigned Idx) const;
425
426   /// getSubClassWithSubReg - Returns the largest legal sub-class of RC that
427   /// supports the sub-register index Idx.
428   /// If no such sub-class exists, return NULL.
429   /// If all registers in RC already have an Idx sub-register, return RC.
430   ///
431   /// TableGen generates a version of this function that is good enough in most
432   /// cases.  Targets can override if they have constraints that TableGen
433   /// doesn't understand.  For example, the x86 sub_8bit sub-register index is
434   /// supported by the full GR32 register class in 64-bit mode, but only by the
435   /// GR32_ABCD regiister class in 32-bit mode.
436   ///
437   /// TableGen will synthesize missing RC sub-classes.
438   virtual const TargetRegisterClass *
439   getSubClassWithSubReg(const TargetRegisterClass *RC, unsigned Idx) const {
440     assert(Idx == 0 && "Target has no sub-registers");
441     return RC;
442   }
443
444   /// composeSubRegIndices - Return the subregister index you get from composing
445   /// two subregister indices.
446   ///
447   /// If R:a:b is the same register as R:c, then composeSubRegIndices(a, b)
448   /// returns c. Note that composeSubRegIndices does not tell you about illegal
449   /// compositions. If R does not have a subreg a, or R:a does not have a subreg
450   /// b, composeSubRegIndices doesn't tell you.
451   ///
452   /// The ARM register Q0 has two D subregs dsub_0:D0 and dsub_1:D1. It also has
453   /// ssub_0:S0 - ssub_3:S3 subregs.
454   /// If you compose subreg indices dsub_1, ssub_0 you get ssub_2.
455   ///
456   virtual unsigned composeSubRegIndices(unsigned a, unsigned b) const {
457     // This default implementation is correct for most targets.
458     return b;
459   }
460
461   /// getCommonSuperRegClass - Find a common super-register class if it exists.
462   ///
463   /// Find a register class, SuperRC and two sub-register indices, PreA and
464   /// PreB, such that:
465   ///
466   ///   1. PreA + SubA == PreB + SubB  (using composeSubRegIndices()), and
467   ///
468   ///   2. For all Reg in SuperRC: Reg:PreA in RCA and Reg:PreB in RCB, and
469   ///
470   ///   3. SuperRC->getSize() >= max(RCA->getSize(), RCB->getSize()).
471   ///
472   /// SuperRC will be chosen such that no super-class of SuperRC satisfies the
473   /// requirements, and there is no register class with a smaller spill size
474   /// that satisfies the requirements.
475   ///
476   /// SubA and SubB must not be 0. Use getMatchingSuperRegClass() instead.
477   ///
478   /// Either of the PreA and PreB sub-register indices may be returned as 0. In
479   /// that case, the returned register class will be a sub-class of the
480   /// corresponding argument register class.
481   ///
482   /// The function returns NULL if no register class can be found.
483   ///
484   const TargetRegisterClass*
485   getCommonSuperRegClass(const TargetRegisterClass *RCA, unsigned SubA,
486                          const TargetRegisterClass *RCB, unsigned SubB,
487                          unsigned &PreA, unsigned &PreB) const;
488
489   //===--------------------------------------------------------------------===//
490   // Register Class Information
491   //
492
493   /// Register class iterators
494   ///
495   regclass_iterator regclass_begin() const { return RegClassBegin; }
496   regclass_iterator regclass_end() const { return RegClassEnd; }
497
498   unsigned getNumRegClasses() const {
499     return (unsigned)(regclass_end()-regclass_begin());
500   }
501
502   /// getRegClass - Returns the register class associated with the enumeration
503   /// value.  See class MCOperandInfo.
504   const TargetRegisterClass *getRegClass(unsigned i) const {
505     assert(i < getNumRegClasses() && "Register Class ID out of range");
506     return RegClassBegin[i];
507   }
508
509   /// getCommonSubClass - find the largest common subclass of A and B. Return
510   /// NULL if there is no common subclass.
511   const TargetRegisterClass *
512   getCommonSubClass(const TargetRegisterClass *A,
513                     const TargetRegisterClass *B) const;
514
515   /// getPointerRegClass - Returns a TargetRegisterClass used for pointer
516   /// values.  If a target supports multiple different pointer register classes,
517   /// kind specifies which one is indicated.
518   virtual const TargetRegisterClass *getPointerRegClass(unsigned Kind=0) const {
519     llvm_unreachable("Target didn't implement getPointerRegClass!");
520   }
521
522   /// getCrossCopyRegClass - Returns a legal register class to copy a register
523   /// in the specified class to or from. If it is possible to copy the register
524   /// directly without using a cross register class copy, return the specified
525   /// RC. Returns NULL if it is not possible to copy between a two registers of
526   /// the specified class.
527   virtual const TargetRegisterClass *
528   getCrossCopyRegClass(const TargetRegisterClass *RC) const {
529     return RC;
530   }
531
532   /// getLargestLegalSuperClass - Returns the largest super class of RC that is
533   /// legal to use in the current sub-target and has the same spill size.
534   /// The returned register class can be used to create virtual registers which
535   /// means that all its registers can be copied and spilled.
536   virtual const TargetRegisterClass*
537   getLargestLegalSuperClass(const TargetRegisterClass *RC) const {
538     /// The default implementation is very conservative and doesn't allow the
539     /// register allocator to inflate register classes.
540     return RC;
541   }
542
543   /// getRegPressureLimit - Return the register pressure "high water mark" for
544   /// the specific register class. The scheduler is in high register pressure
545   /// mode (for the specific register class) if it goes over the limit.
546   ///
547   /// Note: this is the old register pressure model that relies on a manually
548   /// specified representative register class per value type.
549   virtual unsigned getRegPressureLimit(const TargetRegisterClass *RC,
550                                        MachineFunction &MF) const {
551     return 0;
552   }
553
554 // Get the weight in units of pressure for this register class.
555   virtual const RegClassWeight &getRegClassWeight(
556     const TargetRegisterClass *RC) const = 0;
557
558   /// Get the number of dimensions of register pressure.
559   virtual unsigned getNumRegPressureSets() const = 0;
560
561   /// Get the name of this register unit pressure set.
562   virtual const char *getRegPressureSetName(unsigned Idx) const = 0;
563
564   /// Get the register unit pressure limit for this dimension.
565   /// This limit must be adjusted dynamically for reserved registers.
566   virtual unsigned getRegPressureSetLimit(unsigned Idx) const = 0;
567
568   /// Get the dimensions of register pressure impacted by this register class.
569   /// Returns a -1 terminated array of pressure set IDs.
570   virtual const int *getRegClassPressureSets(
571     const TargetRegisterClass *RC) const = 0;
572
573   /// getRawAllocationOrder - Returns the register allocation order for a
574   /// specified register class with a target-dependent hint. The returned list
575   /// may contain reserved registers that cannot be allocated.
576   ///
577   /// Register allocators need only call this function to resolve
578   /// target-dependent hints, but it should work without hinting as well.
579   virtual ArrayRef<uint16_t>
580   getRawAllocationOrder(const TargetRegisterClass *RC,
581                         unsigned HintType, unsigned HintReg,
582                         const MachineFunction &MF) const {
583     return RC->getRawAllocationOrder(MF);
584   }
585
586   /// ResolveRegAllocHint - Resolves the specified register allocation hint
587   /// to a physical register. Returns the physical register if it is successful.
588   virtual unsigned ResolveRegAllocHint(unsigned Type, unsigned Reg,
589                                        const MachineFunction &MF) const {
590     if (Type == 0 && Reg && isPhysicalRegister(Reg))
591       return Reg;
592     return 0;
593   }
594
595   /// avoidWriteAfterWrite - Return true if the register allocator should avoid
596   /// writing a register from RC in two consecutive instructions.
597   /// This can avoid pipeline stalls on certain architectures.
598   /// It does cause increased register pressure, though.
599   virtual bool avoidWriteAfterWrite(const TargetRegisterClass *RC) const {
600     return false;
601   }
602
603   /// UpdateRegAllocHint - A callback to allow target a chance to update
604   /// register allocation hints when a register is "changed" (e.g. coalesced)
605   /// to another register. e.g. On ARM, some virtual registers should target
606   /// register pairs, if one of pair is coalesced to another register, the
607   /// allocation hint of the other half of the pair should be changed to point
608   /// to the new register.
609   virtual void UpdateRegAllocHint(unsigned Reg, unsigned NewReg,
610                                   MachineFunction &MF) const {
611     // Do nothing.
612   }
613
614   /// requiresRegisterScavenging - returns true if the target requires (and can
615   /// make use of) the register scavenger.
616   virtual bool requiresRegisterScavenging(const MachineFunction &MF) const {
617     return false;
618   }
619
620   /// useFPForScavengingIndex - returns true if the target wants to use
621   /// frame pointer based accesses to spill to the scavenger emergency spill
622   /// slot.
623   virtual bool useFPForScavengingIndex(const MachineFunction &MF) const {
624     return true;
625   }
626
627   /// requiresFrameIndexScavenging - returns true if the target requires post
628   /// PEI scavenging of registers for materializing frame index constants.
629   virtual bool requiresFrameIndexScavenging(const MachineFunction &MF) const {
630     return false;
631   }
632
633   /// requiresVirtualBaseRegisters - Returns true if the target wants the
634   /// LocalStackAllocation pass to be run and virtual base registers
635   /// used for more efficient stack access.
636   virtual bool requiresVirtualBaseRegisters(const MachineFunction &MF) const {
637     return false;
638   }
639
640   /// hasReservedSpillSlot - Return true if target has reserved a spill slot in
641   /// the stack frame of the given function for the specified register. e.g. On
642   /// x86, if the frame register is required, the first fixed stack object is
643   /// reserved as its spill slot. This tells PEI not to create a new stack frame
644   /// object for the given register. It should be called only after
645   /// processFunctionBeforeCalleeSavedScan().
646   virtual bool hasReservedSpillSlot(const MachineFunction &MF, unsigned Reg,
647                                     int &FrameIdx) const {
648     return false;
649   }
650
651   /// trackLivenessAfterRegAlloc - returns true if the live-ins should be tracked
652   /// after register allocation.
653   virtual bool trackLivenessAfterRegAlloc(const MachineFunction &MF) const {
654     return false;
655   }
656
657   /// needsStackRealignment - true if storage within the function requires the
658   /// stack pointer to be aligned more than the normal calling convention calls
659   /// for.
660   virtual bool needsStackRealignment(const MachineFunction &MF) const {
661     return false;
662   }
663
664   /// getFrameIndexInstrOffset - Get the offset from the referenced frame
665   /// index in the instruction, if there is one.
666   virtual int64_t getFrameIndexInstrOffset(const MachineInstr *MI,
667                                            int Idx) const {
668     return 0;
669   }
670
671   /// needsFrameBaseReg - Returns true if the instruction's frame index
672   /// reference would be better served by a base register other than FP
673   /// or SP. Used by LocalStackFrameAllocation to determine which frame index
674   /// references it should create new base registers for.
675   virtual bool needsFrameBaseReg(MachineInstr *MI, int64_t Offset) const {
676     return false;
677   }
678
679   /// materializeFrameBaseRegister - Insert defining instruction(s) for
680   /// BaseReg to be a pointer to FrameIdx before insertion point I.
681   virtual void materializeFrameBaseRegister(MachineBasicBlock *MBB,
682                                             unsigned BaseReg, int FrameIdx,
683                                             int64_t Offset) const {
684     llvm_unreachable("materializeFrameBaseRegister does not exist on this "
685                      "target");
686   }
687
688   /// resolveFrameIndex - Resolve a frame index operand of an instruction
689   /// to reference the indicated base register plus offset instead.
690   virtual void resolveFrameIndex(MachineBasicBlock::iterator I,
691                                  unsigned BaseReg, int64_t Offset) const {
692     llvm_unreachable("resolveFrameIndex does not exist on this target");
693   }
694
695   /// isFrameOffsetLegal - Determine whether a given offset immediate is
696   /// encodable to resolve a frame index.
697   virtual bool isFrameOffsetLegal(const MachineInstr *MI,
698                                   int64_t Offset) const {
699     llvm_unreachable("isFrameOffsetLegal does not exist on this target");
700   }
701
702   /// eliminateCallFramePseudoInstr - This method is called during prolog/epilog
703   /// code insertion to eliminate call frame setup and destroy pseudo
704   /// instructions (but only if the Target is using them).  It is responsible
705   /// for eliminating these instructions, replacing them with concrete
706   /// instructions.  This method need only be implemented if using call frame
707   /// setup/destroy pseudo instructions.
708   ///
709   virtual void
710   eliminateCallFramePseudoInstr(MachineFunction &MF,
711                                 MachineBasicBlock &MBB,
712                                 MachineBasicBlock::iterator MI) const {
713     llvm_unreachable("Call Frame Pseudo Instructions do not exist on this "
714                      "target!");
715   }
716
717
718   /// saveScavengerRegister - Spill the register so it can be used by the
719   /// register scavenger. Return true if the register was spilled, false
720   /// otherwise. If this function does not spill the register, the scavenger
721   /// will instead spill it to the emergency spill slot.
722   ///
723   virtual bool saveScavengerRegister(MachineBasicBlock &MBB,
724                                      MachineBasicBlock::iterator I,
725                                      MachineBasicBlock::iterator &UseMI,
726                                      const TargetRegisterClass *RC,
727                                      unsigned Reg) const {
728     return false;
729   }
730
731   /// eliminateFrameIndex - This method must be overriden to eliminate abstract
732   /// frame indices from instructions which may use them.  The instruction
733   /// referenced by the iterator contains an MO_FrameIndex operand which must be
734   /// eliminated by this method.  This method may modify or replace the
735   /// specified instruction, as long as it keeps the iterator pointing at the
736   /// finished product. SPAdj is the SP adjustment due to call frame setup
737   /// instruction.
738   virtual void eliminateFrameIndex(MachineBasicBlock::iterator MI,
739                                    int SPAdj, RegScavenger *RS=NULL) const = 0;
740
741   //===--------------------------------------------------------------------===//
742   /// Debug information queries.
743
744   /// getFrameRegister - This method should return the register used as a base
745   /// for values allocated in the current stack frame.
746   virtual unsigned getFrameRegister(const MachineFunction &MF) const = 0;
747
748   /// getCompactUnwindRegNum - This function maps the register to the number for
749   /// compact unwind encoding. Return -1 if the register isn't valid.
750   virtual int getCompactUnwindRegNum(unsigned, bool) const {
751     return -1;
752   }
753 };
754
755
756 //===----------------------------------------------------------------------===//
757 //                           SuperRegClassIterator
758 //===----------------------------------------------------------------------===//
759 //
760 // Iterate over the possible super-registers for a given register class. The
761 // iterator will visit a list of pairs (Idx, Mask) corresponding to the
762 // possible classes of super-registers.
763 //
764 // Each bit mask will have at least one set bit, and each set bit in Mask
765 // corresponds to a SuperRC such that:
766 //
767 //   For all Reg in SuperRC: Reg:Idx is in RC.
768 //
769 // The iterator can include (O, RC->getSubClassMask()) as the first entry which
770 // also satisfies the above requirement, assuming Reg:0 == Reg.
771 //
772 class SuperRegClassIterator {
773   const unsigned RCMaskWords;
774   unsigned SubReg;
775   const uint16_t *Idx;
776   const uint32_t *Mask;
777
778 public:
779   /// Create a SuperRegClassIterator that visits all the super-register classes
780   /// of RC. When IncludeSelf is set, also include the (0, sub-classes) entry.
781   SuperRegClassIterator(const TargetRegisterClass *RC,
782                         const TargetRegisterInfo *TRI,
783                         bool IncludeSelf = false)
784     : RCMaskWords((TRI->getNumRegClasses() + 31) / 32),
785       SubReg(0),
786       Idx(RC->getSuperRegIndices()),
787       Mask(RC->getSubClassMask()) {
788     if (!IncludeSelf)
789       ++*this;
790   }
791
792   /// Returns true if this iterator is still pointing at a valid entry.
793   bool isValid() const { return Idx; }
794
795   /// Returns the current sub-register index.
796   unsigned getSubReg() const { return SubReg; }
797
798   /// Returns the bit mask if register classes that getSubReg() projects into
799   /// RC.
800   const uint32_t *getMask() const { return Mask; }
801
802   /// Advance iterator to the next entry.
803   void operator++() {
804     assert(isValid() && "Cannot move iterator past end.");
805     Mask += RCMaskWords;
806     SubReg = *Idx++;
807     if (!SubReg)
808       Idx = 0;
809   }
810 };
811
812 // This is useful when building IndexedMaps keyed on virtual registers
813 struct VirtReg2IndexFunctor : public std::unary_function<unsigned, unsigned> {
814   unsigned operator()(unsigned Reg) const {
815     return TargetRegisterInfo::virtReg2Index(Reg);
816   }
817 };
818
819 /// PrintReg - Helper class for printing registers on a raw_ostream.
820 /// Prints virtual and physical registers with or without a TRI instance.
821 ///
822 /// The format is:
823 ///   %noreg          - NoRegister
824 ///   %vreg5          - a virtual register.
825 ///   %vreg5:sub_8bit - a virtual register with sub-register index (with TRI).
826 ///   %EAX            - a physical register
827 ///   %physreg17      - a physical register when no TRI instance given.
828 ///
829 /// Usage: OS << PrintReg(Reg, TRI) << '\n';
830 ///
831 class PrintReg {
832   const TargetRegisterInfo *TRI;
833   unsigned Reg;
834   unsigned SubIdx;
835 public:
836   PrintReg(unsigned reg, const TargetRegisterInfo *tri = 0, unsigned subidx = 0)
837     : TRI(tri), Reg(reg), SubIdx(subidx) {}
838   void print(raw_ostream&) const;
839 };
840
841 static inline raw_ostream &operator<<(raw_ostream &OS, const PrintReg &PR) {
842   PR.print(OS);
843   return OS;
844 }
845
846 } // End llvm namespace
847
848 #endif