f6a84145907ae49a253144cb9e05e46334f1be82
[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/CodeGen/MachineBasicBlock.h"
20 #include "llvm/CodeGen/ValueTypes.h"
21 #include "llvm/ADT/DenseSet.h"
22 #include <cassert>
23 #include <functional>
24
25 namespace llvm {
26
27 class BitVector;
28 class MachineFunction;
29 class MachineMove;
30 class RegScavenger;
31 template<class T> class SmallVectorImpl;
32 class raw_ostream;
33
34 /// TargetRegisterDesc - This record contains all of the information known about
35 /// a particular register.  The Overlaps field contains a pointer to a zero
36 /// terminated array of registers that this register aliases, starting with
37 /// itself. This is needed for architectures like X86 which have AL alias AX
38 /// alias EAX. The SubRegs field is a zero terminated array of registers that
39 /// are sub-registers of the specific register, e.g. AL, AH are sub-registers of
40 /// AX. The SuperRegs field is a zero terminated array of registers that are
41 /// super-registers of the specific register, e.g. RAX, EAX, are super-registers
42 /// of AX.
43 ///
44 struct TargetRegisterDesc {
45   const char     *Name;         // Printable name for the reg (for debugging)
46   const unsigned *Overlaps;     // Overlapping registers, described above
47   const unsigned *SubRegs;      // Sub-register set, described above
48   const unsigned *SuperRegs;    // Super-register set, described above
49   unsigned CostPerUse;          // Extra cost of instructions using register.
50   bool inAllocatableClass;      // Register belongs to an allocatable regclass.
51 };
52
53 class TargetRegisterClass {
54 public:
55   typedef const unsigned* iterator;
56   typedef const unsigned* const_iterator;
57
58   typedef const EVT* vt_iterator;
59   typedef const TargetRegisterClass* const * sc_iterator;
60 private:
61   unsigned ID;
62   const char *Name;
63   const vt_iterator VTs;
64   const sc_iterator SubClasses;
65   const sc_iterator SuperClasses;
66   const sc_iterator SubRegClasses;
67   const sc_iterator SuperRegClasses;
68   const unsigned RegSize, Alignment;    // Size & Alignment of register in bytes
69   const int CopyCost;
70   const bool Allocatable;
71   const iterator RegsBegin, RegsEnd;
72   DenseSet<unsigned> RegSet;
73 public:
74   TargetRegisterClass(unsigned id,
75                       const char *name,
76                       const EVT *vts,
77                       const TargetRegisterClass * const *subcs,
78                       const TargetRegisterClass * const *supcs,
79                       const TargetRegisterClass * const *subregcs,
80                       const TargetRegisterClass * const *superregcs,
81                       unsigned RS, unsigned Al, int CC, bool Allocable,
82                       iterator RB, iterator RE)
83     : ID(id), Name(name), VTs(vts), SubClasses(subcs), SuperClasses(supcs),
84     SubRegClasses(subregcs), SuperRegClasses(superregcs),
85     RegSize(RS), Alignment(Al), CopyCost(CC), Allocatable(Allocable),
86     RegsBegin(RB), RegsEnd(RE) {
87       for (iterator I = RegsBegin, E = RegsEnd; I != E; ++I)
88         RegSet.insert(*I);
89     }
90   virtual ~TargetRegisterClass() {}     // Allow subclasses
91
92   /// getID() - Return the register class ID number.
93   ///
94   unsigned getID() const { return ID; }
95
96   /// getName() - Return the register class name for debugging.
97   ///
98   const char *getName() const { return Name; }
99
100   /// begin/end - Return all of the registers in this class.
101   ///
102   iterator       begin() const { return RegsBegin; }
103   iterator         end() const { return RegsEnd; }
104
105   /// getNumRegs - Return the number of registers in this class.
106   ///
107   unsigned getNumRegs() const { return (unsigned)(RegsEnd-RegsBegin); }
108
109   /// getRegister - Return the specified register in the class.
110   ///
111   unsigned getRegister(unsigned i) const {
112     assert(i < getNumRegs() && "Register number out of range!");
113     return RegsBegin[i];
114   }
115
116   /// contains - Return true if the specified register is included in this
117   /// register class.  This does not include virtual registers.
118   bool contains(unsigned Reg) const {
119     return RegSet.count(Reg);
120   }
121
122   /// contains - Return true if both registers are in this class.
123   bool contains(unsigned Reg1, unsigned Reg2) const {
124     return contains(Reg1) && contains(Reg2);
125   }
126
127   /// hasType - return true if this TargetRegisterClass has the ValueType vt.
128   ///
129   bool hasType(EVT vt) const {
130     for(int i = 0; VTs[i] != MVT::Other; ++i)
131       if (VTs[i] == vt)
132         return true;
133     return false;
134   }
135
136   /// vt_begin / vt_end - Loop over all of the value types that can be
137   /// represented by values in this register class.
138   vt_iterator vt_begin() const {
139     return VTs;
140   }
141
142   vt_iterator vt_end() const {
143     vt_iterator I = VTs;
144     while (*I != MVT::Other) ++I;
145     return I;
146   }
147
148   /// subregclasses_begin / subregclasses_end - Loop over all of
149   /// the subreg register classes of this register class.
150   sc_iterator subregclasses_begin() const {
151     return SubRegClasses;
152   }
153
154   sc_iterator subregclasses_end() const {
155     sc_iterator I = SubRegClasses;
156     while (*I != NULL) ++I;
157     return I;
158   }
159
160   /// getSubRegisterRegClass - Return the register class of subregisters with
161   /// index SubIdx, or NULL if no such class exists.
162   const TargetRegisterClass* getSubRegisterRegClass(unsigned SubIdx) const {
163     assert(SubIdx>0 && "Invalid subregister index");
164     return SubRegClasses[SubIdx-1];
165   }
166
167   /// superregclasses_begin / superregclasses_end - Loop over all of
168   /// the superreg register classes of this register class.
169   sc_iterator superregclasses_begin() const {
170     return SuperRegClasses;
171   }
172
173   sc_iterator superregclasses_end() const {
174     sc_iterator I = SuperRegClasses;
175     while (*I != NULL) ++I;
176     return I;
177   }
178
179   /// hasSubClass - return true if the specified TargetRegisterClass
180   /// is a proper subset of this TargetRegisterClass.
181   bool hasSubClass(const TargetRegisterClass *cs) const {
182     for (int i = 0; SubClasses[i] != NULL; ++i)
183       if (SubClasses[i] == cs)
184         return true;
185     return false;
186   }
187
188   /// hasSubClassEq - Returns true if RC is a subclass of or equal to this
189   /// class.
190   bool hasSubClassEq(const TargetRegisterClass *RC) const {
191     return RC == this || hasSubClass(RC);
192   }
193
194   /// subclasses_begin / subclasses_end - Loop over all of the classes
195   /// that are proper subsets of this register class.
196   sc_iterator subclasses_begin() const {
197     return SubClasses;
198   }
199
200   sc_iterator subclasses_end() const {
201     sc_iterator I = SubClasses;
202     while (*I != NULL) ++I;
203     return I;
204   }
205
206   /// hasSuperClass - return true if the specified TargetRegisterClass is a
207   /// proper superset of this TargetRegisterClass.
208   bool hasSuperClass(const TargetRegisterClass *cs) const {
209     for (int i = 0; SuperClasses[i] != NULL; ++i)
210       if (SuperClasses[i] == cs)
211         return true;
212     return false;
213   }
214
215   /// hasSuperClassEq - Returns true if RC is a superclass of or equal to this
216   /// class.
217   bool hasSuperClassEq(const TargetRegisterClass *RC) const {
218     return RC == this || hasSuperClass(RC);
219   }
220
221   /// superclasses_begin / superclasses_end - Loop over all of the classes
222   /// that are proper supersets of this register class.
223   sc_iterator superclasses_begin() const {
224     return SuperClasses;
225   }
226
227   sc_iterator superclasses_end() const {
228     sc_iterator I = SuperClasses;
229     while (*I != NULL) ++I;
230     return I;
231   }
232
233   /// isASubClass - return true if this TargetRegisterClass is a subset
234   /// class of at least one other TargetRegisterClass.
235   bool isASubClass() const {
236     return SuperClasses[0] != 0;
237   }
238
239   /// allocation_order_begin/end - These methods define a range of registers
240   /// which specify the registers in this class that are valid to register
241   /// allocate, and the preferred order to allocate them in.  For example,
242   /// callee saved registers should be at the end of the list, because it is
243   /// cheaper to allocate caller saved registers.
244   ///
245   /// These methods take a MachineFunction argument, which can be used to tune
246   /// the allocatable registers based on the characteristics of the function,
247   /// subtarget, or other criteria.
248   ///
249   /// Register allocators should account for the fact that an allocation
250   /// order iterator may return a reserved register and always check
251   /// if the register is allocatable (getAllocatableSet()) before using it.
252   ///
253   /// By default, these methods return all registers in the class.
254   ///
255   virtual iterator allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const {
256     return begin();
257   }
258   virtual iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF)   const {
259     return end();
260   }
261
262   /// getSize - Return the size of the register in bytes, which is also the size
263   /// of a stack slot allocated to hold a spilled copy of this register.
264   unsigned getSize() const { return RegSize; }
265
266   /// getAlignment - Return the minimum required alignment for a register of
267   /// this class.
268   unsigned getAlignment() const { return Alignment; }
269
270   /// getCopyCost - Return the cost of copying a value between two registers in
271   /// this class. A negative number means the register class is very expensive
272   /// to copy e.g. status flag register classes.
273   int getCopyCost() const { return CopyCost; }
274
275   /// isAllocatable - Return true if this register class may be used to create
276   /// virtual registers.
277   bool isAllocatable() const { return Allocatable; }
278 };
279
280
281 /// TargetRegisterInfo base class - We assume that the target defines a static
282 /// array of TargetRegisterDesc objects that represent all of the machine
283 /// registers that the target has.  As such, we simply have to track a pointer
284 /// to this array so that we can turn register number into a register
285 /// descriptor.
286 ///
287 class TargetRegisterInfo {
288 protected:
289   const unsigned* SubregHash;
290   const unsigned SubregHashSize;
291   const unsigned* AliasesHash;
292   const unsigned AliasesHashSize;
293 public:
294   typedef const TargetRegisterClass * const * regclass_iterator;
295 private:
296   const TargetRegisterDesc *Desc;             // Pointer to the descriptor array
297   const char *const *SubRegIndexNames;        // Names of subreg indexes.
298   unsigned NumRegs;                           // Number of entries in the array
299
300   regclass_iterator RegClassBegin, RegClassEnd;   // List of regclasses
301
302   int CallFrameSetupOpcode, CallFrameDestroyOpcode;
303
304 protected:
305   TargetRegisterInfo(const TargetRegisterDesc *D, unsigned NR,
306                      regclass_iterator RegClassBegin,
307                      regclass_iterator RegClassEnd,
308                      const char *const *subregindexnames,
309                      int CallFrameSetupOpcode = -1,
310                      int CallFrameDestroyOpcode = -1,
311                      const unsigned* subregs = 0,
312                      const unsigned subregsize = 0,
313                      const unsigned* aliases = 0,
314                      const unsigned aliasessize = 0);
315   virtual ~TargetRegisterInfo();
316 public:
317
318   // Register numbers can represent physical registers, virtual registers, and
319   // sometimes stack slots. The unsigned values are divided into these ranges:
320   //
321   //   0           Not a register, can be used as a sentinel.
322   //   [1;2^30)    Physical registers assigned by TableGen.
323   //   [2^30;2^31) Stack slots. (Rarely used.)
324   //   [2^31;2^32) Virtual registers assigned by MachineRegisterInfo.
325   //
326   // Further sentinels can be allocated from the small negative integers.
327   // DenseMapInfo<unsigned> uses -1u and -2u.
328
329   /// isStackSlot - Sometimes it is useful the be able to store a non-negative
330   /// frame index in a variable that normally holds a register. isStackSlot()
331   /// returns true if Reg is in the range used for stack slots.
332   ///
333   /// Note that isVirtualRegister() and isPhysicalRegister() cannot handle stack
334   /// slots, so if a variable may contains a stack slot, always check
335   /// isStackSlot() first.
336   ///
337   static bool isStackSlot(unsigned Reg) {
338     return int(Reg) >= (1 << 30);
339   }
340
341   /// stackSlot2Index - Compute the frame index from a register value
342   /// representing a stack slot.
343   static int stackSlot2Index(unsigned Reg) {
344     assert(isStackSlot(Reg) && "Not a stack slot");
345     return int(Reg - (1u << 30));
346   }
347
348   /// index2StackSlot - Convert a non-negative frame index to a stack slot
349   /// register value.
350   static unsigned index2StackSlot(int FI) {
351     assert(FI >= 0 && "Cannot hold a negative frame index.");
352     return FI + (1u << 30);
353   }
354
355   /// isPhysicalRegister - Return true if the specified register number is in
356   /// the physical register namespace.
357   static bool isPhysicalRegister(unsigned Reg) {
358     assert(!isStackSlot(Reg) && "Not a register! Check isStackSlot() first.");
359     return int(Reg) > 0;
360   }
361
362   /// isVirtualRegister - Return true if the specified register number is in
363   /// the virtual register namespace.
364   static bool isVirtualRegister(unsigned Reg) {
365     assert(!isStackSlot(Reg) && "Not a register! Check isStackSlot() first.");
366     return int(Reg) < 0;
367   }
368
369   /// virtReg2Index - Convert a virtual register number to a 0-based index.
370   /// The first virtual register in a function will get the index 0.
371   static unsigned virtReg2Index(unsigned Reg) {
372     assert(isVirtualRegister(Reg) && "Not a virtual register");
373     return Reg & ~(1u << 31);
374   }
375
376   /// index2VirtReg - Convert a 0-based index to a virtual register number.
377   /// This is the inverse operation of VirtReg2IndexFunctor below.
378   static unsigned index2VirtReg(unsigned Index) {
379     return Index | (1u << 31);
380   }
381
382   /// getMinimalPhysRegClass - Returns the Register Class of a physical
383   /// register of the given type, picking the most sub register class of
384   /// the right type that contains this physreg.
385   const TargetRegisterClass *
386     getMinimalPhysRegClass(unsigned Reg, EVT VT = MVT::Other) const;
387
388   /// getAllocatableSet - Returns a bitset indexed by register number
389   /// indicating if a register is allocatable or not. If a register class is
390   /// specified, returns the subset for the class.
391   BitVector getAllocatableSet(const MachineFunction &MF,
392                               const TargetRegisterClass *RC = NULL) const;
393
394   const TargetRegisterDesc &operator[](unsigned RegNo) const {
395     assert(RegNo < NumRegs &&
396            "Attempting to access record for invalid register number!");
397     return Desc[RegNo];
398   }
399
400   /// Provide a get method, equivalent to [], but more useful if we have a
401   /// pointer to this object.
402   ///
403   const TargetRegisterDesc &get(unsigned RegNo) const {
404     return operator[](RegNo);
405   }
406
407   /// getAliasSet - Return the set of registers aliased by the specified
408   /// register, or a null list of there are none.  The list returned is zero
409   /// terminated.
410   ///
411   const unsigned *getAliasSet(unsigned RegNo) const {
412     // The Overlaps set always begins with Reg itself.
413     return get(RegNo).Overlaps + 1;
414   }
415
416   /// getOverlaps - Return a list of registers that overlap Reg, including
417   /// itself. This is the same as the alias set except Reg is included in the
418   /// list.
419   /// These are exactly the registers in { x | regsOverlap(x, Reg) }.
420   ///
421   const unsigned *getOverlaps(unsigned RegNo) const {
422     return get(RegNo).Overlaps;
423   }
424
425   /// getSubRegisters - Return the list of registers that are sub-registers of
426   /// the specified register, or a null list of there are none. The list
427   /// returned is zero terminated and sorted according to super-sub register
428   /// relations. e.g. X86::RAX's sub-register list is EAX, AX, AL, AH.
429   ///
430   const unsigned *getSubRegisters(unsigned RegNo) const {
431     return get(RegNo).SubRegs;
432   }
433
434   /// getSuperRegisters - Return the list of registers that are super-registers
435   /// of the specified register, or a null list of there are none. The list
436   /// returned is zero terminated and sorted according to super-sub register
437   /// relations. e.g. X86::AL's super-register list is RAX, EAX, AX.
438   ///
439   const unsigned *getSuperRegisters(unsigned RegNo) const {
440     return get(RegNo).SuperRegs;
441   }
442
443   /// getName - Return the human-readable symbolic target-specific name for the
444   /// specified physical register.
445   const char *getName(unsigned RegNo) const {
446     return get(RegNo).Name;
447   }
448
449   /// getCostPerUse - Return the additional cost of using this register instead
450   /// of other registers in its class.
451   unsigned getCostPerUse(unsigned RegNo) const {
452     return get(RegNo).CostPerUse;
453   }
454
455   /// getNumRegs - Return the number of registers this target has (useful for
456   /// sizing arrays holding per register information)
457   unsigned getNumRegs() const {
458     return NumRegs;
459   }
460
461   /// getSubRegIndexName - Return the human-readable symbolic target-specific
462   /// name for the specified SubRegIndex.
463   const char *getSubRegIndexName(unsigned SubIdx) const {
464     assert(SubIdx && "This is not a subregister index");
465     return SubRegIndexNames[SubIdx-1];
466   }
467
468   /// regsOverlap - Returns true if the two registers are equal or alias each
469   /// other. The registers may be virtual register.
470   bool regsOverlap(unsigned regA, unsigned regB) const {
471     if (regA == regB)
472       return true;
473
474     if (isVirtualRegister(regA) || isVirtualRegister(regB))
475       return false;
476
477     // regA and regB are distinct physical registers. Do they alias?
478     size_t index = (regA + regB * 37) & (AliasesHashSize-1);
479     unsigned ProbeAmt = 0;
480     while (AliasesHash[index*2] != 0 &&
481            AliasesHash[index*2+1] != 0) {
482       if (AliasesHash[index*2] == regA && AliasesHash[index*2+1] == regB)
483         return true;
484
485       index = (index + ProbeAmt) & (AliasesHashSize-1);
486       ProbeAmt += 2;
487     }
488
489     return false;
490   }
491
492   /// isSubRegister - Returns true if regB is a sub-register of regA.
493   ///
494   bool isSubRegister(unsigned regA, unsigned regB) const {
495     // SubregHash is a simple quadratically probed hash table.
496     size_t index = (regA + regB * 37) & (SubregHashSize-1);
497     unsigned ProbeAmt = 2;
498     while (SubregHash[index*2] != 0 &&
499            SubregHash[index*2+1] != 0) {
500       if (SubregHash[index*2] == regA && SubregHash[index*2+1] == regB)
501         return true;
502
503       index = (index + ProbeAmt) & (SubregHashSize-1);
504       ProbeAmt += 2;
505     }
506
507     return false;
508   }
509
510   /// isSuperRegister - Returns true if regB is a super-register of regA.
511   ///
512   bool isSuperRegister(unsigned regA, unsigned regB) const {
513     return isSubRegister(regB, regA);
514   }
515
516   /// getCalleeSavedRegs - Return a null-terminated list of all of the
517   /// callee saved registers on this target. The register should be in the
518   /// order of desired callee-save stack frame offset. The first register is
519   /// closed to the incoming stack pointer if stack grows down, and vice versa.
520   virtual const unsigned* getCalleeSavedRegs(const MachineFunction *MF = 0)
521                                                                       const = 0;
522
523
524   /// getReservedRegs - Returns a bitset indexed by physical register number
525   /// indicating if a register is a special register that has particular uses
526   /// and should be considered unavailable at all times, e.g. SP, RA. This is
527   /// used by register scavenger to determine what registers are free.
528   virtual BitVector getReservedRegs(const MachineFunction &MF) const = 0;
529
530   /// getSubReg - Returns the physical register number of sub-register "Index"
531   /// for physical register RegNo. Return zero if the sub-register does not
532   /// exist.
533   virtual unsigned getSubReg(unsigned RegNo, unsigned Index) const = 0;
534
535   /// getSubRegIndex - For a given register pair, return the sub-register index
536   /// if the second register is a sub-register of the first. Return zero
537   /// otherwise.
538   virtual unsigned getSubRegIndex(unsigned RegNo, unsigned SubRegNo) const = 0;
539
540   /// getMatchingSuperReg - Return a super-register of the specified register
541   /// Reg so its sub-register of index SubIdx is Reg.
542   unsigned getMatchingSuperReg(unsigned Reg, unsigned SubIdx,
543                                const TargetRegisterClass *RC) const {
544     for (const unsigned *SRs = getSuperRegisters(Reg); unsigned SR = *SRs;++SRs)
545       if (Reg == getSubReg(SR, SubIdx) && RC->contains(SR))
546         return SR;
547     return 0;
548   }
549
550   /// canCombineSubRegIndices - Given a register class and a list of
551   /// subregister indices, return true if it's possible to combine the
552   /// subregister indices into one that corresponds to a larger
553   /// subregister. Return the new subregister index by reference. Note the
554   /// new index may be zero if the given subregisters can be combined to
555   /// form the whole register.
556   virtual bool canCombineSubRegIndices(const TargetRegisterClass *RC,
557                                        SmallVectorImpl<unsigned> &SubIndices,
558                                        unsigned &NewSubIdx) const {
559     return 0;
560   }
561
562   /// getMatchingSuperRegClass - Return a subclass of the specified register
563   /// class A so that each register in it has a sub-register of the
564   /// specified sub-register index which is in the specified register class B.
565   virtual const TargetRegisterClass *
566   getMatchingSuperRegClass(const TargetRegisterClass *A,
567                            const TargetRegisterClass *B, unsigned Idx) const {
568     return 0;
569   }
570
571   /// composeSubRegIndices - Return the subregister index you get from composing
572   /// two subregister indices.
573   ///
574   /// If R:a:b is the same register as R:c, then composeSubRegIndices(a, b)
575   /// returns c. Note that composeSubRegIndices does not tell you about illegal
576   /// compositions. If R does not have a subreg a, or R:a does not have a subreg
577   /// b, composeSubRegIndices doesn't tell you.
578   ///
579   /// The ARM register Q0 has two D subregs dsub_0:D0 and dsub_1:D1. It also has
580   /// ssub_0:S0 - ssub_3:S3 subregs.
581   /// If you compose subreg indices dsub_1, ssub_0 you get ssub_2.
582   ///
583   virtual unsigned composeSubRegIndices(unsigned a, unsigned b) const {
584     // This default implementation is correct for most targets.
585     return b;
586   }
587
588   //===--------------------------------------------------------------------===//
589   // Register Class Information
590   //
591
592   /// Register class iterators
593   ///
594   regclass_iterator regclass_begin() const { return RegClassBegin; }
595   regclass_iterator regclass_end() const { return RegClassEnd; }
596
597   unsigned getNumRegClasses() const {
598     return (unsigned)(regclass_end()-regclass_begin());
599   }
600
601   /// getRegClass - Returns the register class associated with the enumeration
602   /// value.  See class TargetOperandInfo.
603   const TargetRegisterClass *getRegClass(unsigned i) const {
604     assert(i < getNumRegClasses() && "Register Class ID out of range");
605     return RegClassBegin[i];
606   }
607
608   /// getPointerRegClass - Returns a TargetRegisterClass used for pointer
609   /// values.  If a target supports multiple different pointer register classes,
610   /// kind specifies which one is indicated.
611   virtual const TargetRegisterClass *getPointerRegClass(unsigned Kind=0) const {
612     assert(0 && "Target didn't implement getPointerRegClass!");
613     return 0; // Must return a value in order to compile with VS 2005
614   }
615
616   /// getCrossCopyRegClass - Returns a legal register class to copy a register
617   /// in the specified class to or from. If it is possible to copy the register
618   /// directly without using a cross register class copy, return the specified
619   /// RC. Returns NULL if it is not possible to copy between a two registers of
620   /// the specified class.
621   virtual const TargetRegisterClass *
622   getCrossCopyRegClass(const TargetRegisterClass *RC) const {
623     return RC;
624   }
625
626   /// getLargestLegalSuperClass - Returns the largest super class of RC that is
627   /// legal to use in the current sub-target and has the same spill size.
628   /// The returned register class can be used to create virtual registers which
629   /// means that all its registers can be copied and spilled.
630   virtual const TargetRegisterClass*
631   getLargestLegalSuperClass(const TargetRegisterClass *RC) const {
632     /// The default implementation is very conservative and doesn't allow the
633     /// register allocator to inflate register classes.
634     return RC;
635   }
636
637   /// getRegPressureLimit - Return the register pressure "high water mark" for
638   /// the specific register class. The scheduler is in high register pressure
639   /// mode (for the specific register class) if it goes over the limit.
640   virtual unsigned getRegPressureLimit(const TargetRegisterClass *RC,
641                                        MachineFunction &MF) const {
642     return 0;
643   }
644
645   /// getAllocationOrder - Returns the register allocation order for a specified
646   /// register class in the form of a pair of TargetRegisterClass iterators.
647   virtual std::pair<TargetRegisterClass::iterator,TargetRegisterClass::iterator>
648   getAllocationOrder(const TargetRegisterClass *RC,
649                      unsigned HintType, unsigned HintReg,
650                      const MachineFunction &MF) const {
651     return std::make_pair(RC->allocation_order_begin(MF),
652                           RC->allocation_order_end(MF));
653   }
654
655   /// ResolveRegAllocHint - Resolves the specified register allocation hint
656   /// to a physical register. Returns the physical register if it is successful.
657   virtual unsigned ResolveRegAllocHint(unsigned Type, unsigned Reg,
658                                        const MachineFunction &MF) const {
659     if (Type == 0 && Reg && isPhysicalRegister(Reg))
660       return Reg;
661     return 0;
662   }
663
664   /// avoidWriteAfterWrite - Return true if the register allocator should avoid
665   /// writing a register from RC in two consecutive instructions.
666   /// This can avoid pipeline stalls on certain architectures.
667   /// It does cause increased register pressure, though.
668   virtual bool avoidWriteAfterWrite(const TargetRegisterClass *RC) const {
669     return false;
670   }
671
672   /// UpdateRegAllocHint - A callback to allow target a chance to update
673   /// register allocation hints when a register is "changed" (e.g. coalesced)
674   /// to another register. e.g. On ARM, some virtual registers should target
675   /// register pairs, if one of pair is coalesced to another register, the
676   /// allocation hint of the other half of the pair should be changed to point
677   /// to the new register.
678   virtual void UpdateRegAllocHint(unsigned Reg, unsigned NewReg,
679                                   MachineFunction &MF) const {
680     // Do nothing.
681   }
682
683   /// requiresRegisterScavenging - returns true if the target requires (and can
684   /// make use of) the register scavenger.
685   virtual bool requiresRegisterScavenging(const MachineFunction &MF) const {
686     return false;
687   }
688
689   /// useFPForScavengingIndex - returns true if the target wants to use
690   /// frame pointer based accesses to spill to the scavenger emergency spill
691   /// slot.
692   virtual bool useFPForScavengingIndex(const MachineFunction &MF) const {
693     return true;
694   }
695
696   /// requiresFrameIndexScavenging - returns true if the target requires post
697   /// PEI scavenging of registers for materializing frame index constants.
698   virtual bool requiresFrameIndexScavenging(const MachineFunction &MF) const {
699     return false;
700   }
701
702   /// requiresVirtualBaseRegisters - Returns true if the target wants the
703   /// LocalStackAllocation pass to be run and virtual base registers
704   /// used for more efficient stack access.
705   virtual bool requiresVirtualBaseRegisters(const MachineFunction &MF) const {
706     return false;
707   }
708
709   /// hasReservedSpillSlot - Return true if target has reserved a spill slot in
710   /// the stack frame of the given function for the specified register. e.g. On
711   /// x86, if the frame register is required, the first fixed stack object is
712   /// reserved as its spill slot. This tells PEI not to create a new stack frame
713   /// object for the given register. It should be called only after
714   /// processFunctionBeforeCalleeSavedScan().
715   virtual bool hasReservedSpillSlot(const MachineFunction &MF, unsigned Reg,
716                                     int &FrameIdx) const {
717     return false;
718   }
719
720   /// needsStackRealignment - true if storage within the function requires the
721   /// stack pointer to be aligned more than the normal calling convention calls
722   /// for.
723   virtual bool needsStackRealignment(const MachineFunction &MF) const {
724     return false;
725   }
726
727   /// getFrameIndexInstrOffset - Get the offset from the referenced frame
728   /// index in the instruction, if there is one.
729   virtual int64_t getFrameIndexInstrOffset(const MachineInstr *MI,
730                                            int Idx) const {
731     return 0;
732   }
733
734   /// needsFrameBaseReg - Returns true if the instruction's frame index
735   /// reference would be better served by a base register other than FP
736   /// or SP. Used by LocalStackFrameAllocation to determine which frame index
737   /// references it should create new base registers for.
738   virtual bool needsFrameBaseReg(MachineInstr *MI, int64_t Offset) const {
739     return false;
740   }
741
742   /// materializeFrameBaseRegister - Insert defining instruction(s) for
743   /// BaseReg to be a pointer to FrameIdx before insertion point I.
744   virtual void materializeFrameBaseRegister(MachineBasicBlock *MBB,
745                                             unsigned BaseReg, int FrameIdx,
746                                             int64_t Offset) const {
747     assert(0 && "materializeFrameBaseRegister does not exist on this target");
748   }
749
750   /// resolveFrameIndex - Resolve a frame index operand of an instruction
751   /// to reference the indicated base register plus offset instead.
752   virtual void resolveFrameIndex(MachineBasicBlock::iterator I,
753                                  unsigned BaseReg, int64_t Offset) const {
754     assert(0 && "resolveFrameIndex does not exist on this target");
755   }
756
757   /// isFrameOffsetLegal - Determine whether a given offset immediate is
758   /// encodable to resolve a frame index.
759   virtual bool isFrameOffsetLegal(const MachineInstr *MI,
760                                   int64_t Offset) const {
761     assert(0 && "isFrameOffsetLegal does not exist on this target");
762     return false; // Must return a value in order to compile with VS 2005
763   }
764
765   /// getCallFrameSetup/DestroyOpcode - These methods return the opcode of the
766   /// frame setup/destroy instructions if they exist (-1 otherwise).  Some
767   /// targets use pseudo instructions in order to abstract away the difference
768   /// between operating with a frame pointer and operating without, through the
769   /// use of these two instructions.
770   ///
771   int getCallFrameSetupOpcode() const { return CallFrameSetupOpcode; }
772   int getCallFrameDestroyOpcode() const { return CallFrameDestroyOpcode; }
773
774   /// eliminateCallFramePseudoInstr - This method is called during prolog/epilog
775   /// code insertion to eliminate call frame setup and destroy pseudo
776   /// instructions (but only if the Target is using them).  It is responsible
777   /// for eliminating these instructions, replacing them with concrete
778   /// instructions.  This method need only be implemented if using call frame
779   /// setup/destroy pseudo instructions.
780   ///
781   virtual void
782   eliminateCallFramePseudoInstr(MachineFunction &MF,
783                                 MachineBasicBlock &MBB,
784                                 MachineBasicBlock::iterator MI) const {
785     assert(getCallFrameSetupOpcode()== -1 && getCallFrameDestroyOpcode()== -1 &&
786            "eliminateCallFramePseudoInstr must be implemented if using"
787            " call frame setup/destroy pseudo instructions!");
788     assert(0 && "Call Frame Pseudo Instructions do not exist on this target!");
789   }
790
791
792   /// saveScavengerRegister - Spill the register so it can be used by the
793   /// register scavenger. Return true if the register was spilled, false
794   /// otherwise. If this function does not spill the register, the scavenger
795   /// will instead spill it to the emergency spill slot.
796   ///
797   virtual bool saveScavengerRegister(MachineBasicBlock &MBB,
798                                      MachineBasicBlock::iterator I,
799                                      MachineBasicBlock::iterator &UseMI,
800                                      const TargetRegisterClass *RC,
801                                      unsigned Reg) const {
802     return false;
803   }
804
805   /// eliminateFrameIndex - This method must be overriden to eliminate abstract
806   /// frame indices from instructions which may use them.  The instruction
807   /// referenced by the iterator contains an MO_FrameIndex operand which must be
808   /// eliminated by this method.  This method may modify or replace the
809   /// specified instruction, as long as it keeps the iterator pointing at the
810   /// finished product. SPAdj is the SP adjustment due to call frame setup
811   /// instruction.
812   virtual void eliminateFrameIndex(MachineBasicBlock::iterator MI,
813                                    int SPAdj, RegScavenger *RS=NULL) const = 0;
814
815   //===--------------------------------------------------------------------===//
816   /// Debug information queries.
817
818   /// getDwarfRegNum - Map a target register to an equivalent dwarf register
819   /// number.  Returns -1 if there is no equivalent value.  The second
820   /// parameter allows targets to use different numberings for EH info and
821   /// debugging info.
822   virtual int getDwarfRegNum(unsigned RegNum, bool isEH) const = 0;
823
824   virtual int getLLVMRegNum(unsigned RegNum, bool isEH) const = 0;
825
826   /// getFrameRegister - This method should return the register used as a base
827   /// for values allocated in the current stack frame.
828   virtual unsigned getFrameRegister(const MachineFunction &MF) const = 0;
829
830   /// getRARegister - This method should return the register where the return
831   /// address can be found.
832   virtual unsigned getRARegister() const = 0;
833
834   /// getSEHRegNum - Map a target register to an equivalent SEH register
835   /// number.  Returns -1 if there is no equivalent value.
836   virtual int getSEHRegNum(unsigned i) const {
837     return i;
838   }
839 };
840
841
842 // This is useful when building IndexedMaps keyed on virtual registers
843 struct VirtReg2IndexFunctor : public std::unary_function<unsigned, unsigned> {
844   unsigned operator()(unsigned Reg) const {
845     return TargetRegisterInfo::virtReg2Index(Reg);
846   }
847 };
848
849 /// getCommonSubClass - find the largest common subclass of A and B. Return NULL
850 /// if there is no common subclass.
851 const TargetRegisterClass *getCommonSubClass(const TargetRegisterClass *A,
852                                              const TargetRegisterClass *B);
853
854 /// PrintReg - Helper class for printing registers on a raw_ostream.
855 /// Prints virtual and physical registers with or without a TRI instance.
856 ///
857 /// The format is:
858 ///   %noreg          - NoRegister
859 ///   %vreg5          - a virtual register.
860 ///   %vreg5:sub_8bit - a virtual register with sub-register index (with TRI).
861 ///   %EAX            - a physical register
862 ///   %physreg17      - a physical register when no TRI instance given.
863 ///
864 /// Usage: OS << PrintReg(Reg, TRI) << '\n';
865 ///
866 class PrintReg {
867   const TargetRegisterInfo *TRI;
868   unsigned Reg;
869   unsigned SubIdx;
870 public:
871   PrintReg(unsigned reg, const TargetRegisterInfo *tri = 0, unsigned subidx = 0)
872     : TRI(tri), Reg(reg), SubIdx(subidx) {}
873   void print(raw_ostream&) const;
874 };
875
876 static inline raw_ostream &operator<<(raw_ostream &OS, const PrintReg &PR) {
877   PR.print(OS);
878   return OS;
879 }
880
881 } // End llvm namespace
882
883 #endif