Added MachineRegisterInfo::hasOneDef()
[oota-llvm.git] / include / llvm / CodeGen / LiveIntervalAnalysis.h
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 #ifndef LLVM_CODEGEN_LIVEINTERVAL_ANALYSIS_H
 #define LLVM_CODEGEN_LIVEINTERVAL_ANALYSIS_H
 
+#include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineBasicBlock.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
 #include "llvm/CodeGen/LiveInterval.h"
 #include "llvm/CodeGen/SlotIndexes.h"
 #include "llvm/ADT/BitVector.h"
-#include "llvm/ADT/DenseMap.h"
+#include "llvm/ADT/IndexedMap.h"
 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
 #include "llvm/Support/Allocator.h"
@@ -35,7 +36,9 @@
 namespace llvm {
 
   class AliasAnalysis;
+  class LiveRangeCalc;
   class LiveVariables;
+  class MachineDominatorTree;
   class MachineLoopInfo;
   class TargetRegisterInfo;
   class MachineRegisterInfo;
@@ -52,13 +55,15 @@ namespace llvm {
     AliasAnalysis *AA;
     LiveVariables* LV;
     SlotIndexes* Indexes;
+    MachineDominatorTree *DomTree;
+    LiveRangeCalc *LRCalc;
 
     /// Special pool allocator for VNInfo's (LiveInterval val#).
     ///
     VNInfo::Allocator VNInfoAllocator;
 
-    typedef DenseMap<unsigned, LiveInterval*> Reg2IntervalMap;
-    Reg2IntervalMap R2IMap;
+    /// Live interval pointers for all the virtual registers.
+    IndexedMap<LiveInterval*, VirtReg2IndexFunctor> VirtRegIntervals;
 
     /// AllocatableRegs - A bit vector of allocatable registers.
     BitVector AllocatableRegs;
@@ -92,37 +97,30 @@ namespace llvm {
     /// block.
     SmallVector<std::pair<unsigned, unsigned>, 8> RegMaskBlocks;
 
+    /// RegUnitIntervals - Keep a live interval for each register unit as a way
+    /// of tracking fixed physreg interference.
+    SmallVector<LiveInterval*, 0> RegUnitIntervals;
+
   public:
     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
-    LiveIntervals() : MachineFunctionPass(ID) {
-      initializeLiveIntervalsPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
-    }
+    LiveIntervals();
+    virtual ~LiveIntervals();
 
     // Calculate the spill weight to assign to a single instruction.
     static float getSpillWeight(bool isDef, bool isUse, unsigned loopDepth);
 
-    typedef Reg2IntervalMap::iterator iterator;
-    typedef Reg2IntervalMap::const_iterator const_iterator;
-    const_iterator begin() const { return R2IMap.begin(); }
-    const_iterator end() const { return R2IMap.end(); }
-    iterator begin() { return R2IMap.begin(); }
-    iterator end() { return R2IMap.end(); }
-    unsigned getNumIntervals() const { return (unsigned)R2IMap.size(); }
-
-    LiveInterval &getInterval(unsigned reg) {
-      Reg2IntervalMap::iterator I = R2IMap.find(reg);
-      assert(I != R2IMap.end() && "Interval does not exist for register");
-      return *I->second;
+    LiveInterval &getInterval(unsigned Reg) {
+      LiveInterval *LI = VirtRegIntervals[Reg];
+      assert(LI && "Interval does not exist for virtual register");
+      return *LI;
     }
 
-    const LiveInterval &getInterval(unsigned reg) const {
-      Reg2IntervalMap::const_iterator I = R2IMap.find(reg);
-      assert(I != R2IMap.end() && "Interval does not exist for register");
-      return *I->second;
+    const LiveInterval &getInterval(unsigned Reg) const {
+      return const_cast<LiveIntervals*>(this)->getInterval(Reg);
     }
 
-    bool hasInterval(unsigned reg) const {
-      return R2IMap.count(reg);
+    bool hasInterval(unsigned Reg) const {
+      return VirtRegIntervals.inBounds(Reg) && VirtRegIntervals[Reg];
     }
 
     /// isAllocatable - is the physical register reg allocatable in the current
@@ -137,18 +135,19 @@ namespace llvm {
       return ReservedRegs.test(reg);
     }
 
-    /// getApproximateInstructionCount - computes an estimate of the number
-    /// of instructions in a given LiveInterval.
-    unsigned getApproximateInstructionCount(LiveInterval& I) {
-      return I.getSize()/SlotIndex::InstrDist;
+    // Interval creation.
+    LiveInterval &getOrCreateInterval(unsigned Reg) {
+      if (!hasInterval(Reg)) {
+        VirtRegIntervals.grow(Reg);
+        VirtRegIntervals[Reg] = createInterval(Reg);
+      }
+      return getInterval(Reg);
     }
 
-    // Interval creation
-    LiveInterval &getOrCreateInterval(unsigned reg) {
-      Reg2IntervalMap::iterator I = R2IMap.find(reg);
-      if (I == R2IMap.end())
-        I = R2IMap.insert(std::make_pair(reg, createInterval(reg))).first;
-      return *I->second;
+    // Interval removal.
+    void removeInterval(unsigned Reg) {
+      delete VirtRegIntervals[Reg];
+      VirtRegIntervals[Reg] = 0;
     }
 
     /// addLiveRangeToEndOfBlock - Given a register and an instruction,
@@ -166,14 +165,6 @@ namespace llvm {
     bool shrinkToUses(LiveInterval *li,
                       SmallVectorImpl<MachineInstr*> *dead = 0);
 
-    // Interval removal
-
-    void removeInterval(unsigned Reg) {
-      DenseMap<unsigned, LiveInterval*>::iterator I = R2IMap.find(Reg);
-      delete I->second;
-      R2IMap.erase(I);
-    }
-
     SlotIndexes *getSlotIndexes() const {
       return Indexes;
     }
@@ -323,13 +314,47 @@ namespace llvm {
     bool checkRegMaskInterference(LiveInterval &LI,
                                   BitVector &UsableRegs);
 
+    // Register unit functions.
+    //
+    // Fixed interference occurs when MachineInstrs use physregs directly
+    // instead of virtual registers. This typically happens when passing
+    // arguments to a function call, or when instructions require operands in
+    // fixed registers.
+    //
+    // Each physreg has one or more register units, see MCRegisterInfo. We
+    // track liveness per register unit to handle aliasing registers more
+    // efficiently.
+
+    /// getRegUnit - Return the live range for Unit.
+    /// It will be computed if it doesn't exist.
+    LiveInterval &getRegUnit(unsigned Unit) {
+      LiveInterval *LI = RegUnitIntervals[Unit];
+      if (!LI) {
+        // Compute missing ranges on demand.
+        RegUnitIntervals[Unit] = LI = new LiveInterval(Unit, HUGE_VALF);
+        computeRegUnitInterval(LI);
+      }
+      return *LI;
+    }
+
+    /// getCachedRegUnit - Return the live range for Unit if it has already
+    /// been computed, or NULL if it hasn't been computed yet.
+    LiveInterval *getCachedRegUnit(unsigned Unit) {
+      return RegUnitIntervals[Unit];
+    }
+
   private:
     /// computeIntervals - Compute live intervals.
     void computeIntervals();
 
+    /// Compute live intervals for all virtual registers.
+    void computeVirtRegs();
+
+    /// Compute RegMaskSlots and RegMaskBits.
+    void computeRegMasks();
+
     /// handleRegisterDef - update intervals for a register def
-    /// (calls handlePhysicalRegisterDef and
-    /// handleVirtualRegisterDef)
+    /// (calls handleVirtualRegisterDef)
     void handleRegisterDef(MachineBasicBlock *MBB,
                            MachineBasicBlock::iterator MI,
                            SlotIndex MIIdx,
@@ -349,43 +374,15 @@ namespace llvm {
                                   unsigned MOIdx,
                                   LiveInterval& interval);
 
-    /// handlePhysicalRegisterDef - update intervals for a physical register
-    /// def.
-    void handlePhysicalRegisterDef(MachineBasicBlock* mbb,
-                                   MachineBasicBlock::iterator mi,
-                                   SlotIndex MIIdx, MachineOperand& MO,
-                                   LiveInterval &interval);
-
-    /// handleLiveInRegister - Create interval for a livein register.
-    void handleLiveInRegister(MachineBasicBlock* mbb,
-                              SlotIndex MIIdx,
-                              LiveInterval &interval);
-
-    /// getReMatImplicitUse - If the remat definition MI has one (for now, we
-    /// only allow one) virtual register operand, then its uses are implicitly
-    /// using the register. Returns the virtual register.
-    unsigned getReMatImplicitUse(const LiveInterval &li,
-                                 MachineInstr *MI) const;
-
-    /// isValNoAvailableAt - Return true if the val# of the specified interval
-    /// which reaches the given instruction also reaches the specified use
-    /// index.
-    bool isValNoAvailableAt(const LiveInterval &li, MachineInstr *MI,
-                            SlotIndex UseIdx) const;
-
-    /// isReMaterializable - Returns true if the definition MI of the specified
-    /// val# of the specified interval is re-materializable. Also returns true
-    /// by reference if the def is a load.
-    bool isReMaterializable(const LiveInterval &li, const VNInfo *ValNo,
-                            MachineInstr *MI,
-                            const SmallVectorImpl<LiveInterval*> *SpillIs,
-                            bool &isLoad);
-
     static LiveInterval* createInterval(unsigned Reg);
 
     void printInstrs(raw_ostream &O) const;
     void dumpInstrs() const;
 
+    void computeLiveInRegUnits();
+    void computeRegUnitInterval(LiveInterval*);
+    void computeVirtRegInterval(LiveInterval*);
+
     class HMEditor;
   };
 } // End llvm namespace