Be consistent with our naming
[oota-llvm.git] / include / llvm / Target / MRegisterInfo.h
index 107adc3c31818e25701059888c2532668e8a9027..03797c7428b987a66c47b5659706587011f208dd 100644 (file)
@@ -1,4 +1,11 @@
-//===- Target/MRegisterInfo.h - Target Register Information -------*-C++-*-===//
+//===- Target/MRegisterInfo.h - Target Register Information -----*- C++ -*-===//
+// 
+//                     The LLVM Compiler Infrastructure
+//
+// This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
+// the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
+// 
+//===----------------------------------------------------------------------===//
 //
 // This file describes an abstract interface used to get information about a
 // target machines register file.  This information is used for a variety of
 #define LLVM_TARGET_MREGISTERINFO_H
 
 #include "llvm/CodeGen/MachineBasicBlock.h"
-#include <assert.h>
+#include <cassert>
+#include <functional>
+
+namespace llvm {
 
 class Type;
 class MachineFunction;
+class MachineInstr;
 
 /// MRegisterDesc - This record contains all of the information known about a
-/// particular register.
+/// particular register.  The AliasSet field (if not null) contains a pointer to
+/// a Zero terminated array of registers that this register aliases.  This is
+/// needed for architectures like X86 which have AL alias AX alias EAX.
+/// Registers that this does not apply to simply should set this to null.
 ///
 struct MRegisterDesc {
-  const char *Name;    // Assembly language name for the register
-  unsigned   Flags;    // Flags identifying register properties (defined below)
-  unsigned TSFlags;    // Target Specific Flags
-};
-
-/// MRF namespace - This namespace contains flags that pertain to machine
-/// registers
-///
-namespace MRF {  // MRF = Machine Register Flags
-  enum {
-    INT8             =   1 << 0,   // This is an 8 bit integer register
-    INT16            =   1 << 1,   // This is a 16 bit integer register
-    INT32            =   1 << 2,   // This is a 32 bit integer register
-    INT64            =   1 << 3,   // This is a 64 bit integer register
-    INT128           =   1 << 4,   // This is a 128 bit integer register
-
-    FP32             =   1 << 5,   // This is a 32 bit floating point register
-    FP64             =   1 << 6,   // This is a 64 bit floating point register
-    FP80             =   1 << 7,   // This is a 80 bit floating point register
-    FP128            =   1 << 8,   // This is a 128 bit floating point register
-  };
+  const char     *Name;         // Assembly language name for the register
+  const unsigned *AliasSet;     // Register Alias Set, described above
+  unsigned char SpillSize;      // Size of this register in bytes
+  unsigned char SpillAlignment; // Alignment of stack slot for this reg
 };
 
 class TargetRegisterClass {
@@ -48,25 +45,63 @@ public:
   typedef const unsigned* const_iterator;
 
 private:
-  const unsigned RegSize;               // Size of register in bytes
+  const unsigned RegSize, Alignment;    // Size & Alignment of register in bytes
   const iterator RegsBegin, RegsEnd;
 public:
-  TargetRegisterClass(unsigned RS, iterator RB, iterator RE)
-    : RegSize(RS), RegsBegin(RB), RegsEnd(RE) {}
+  TargetRegisterClass(unsigned RS, unsigned Al, iterator RB, iterator RE)
+    : RegSize(RS), Alignment(Al), RegsBegin(RB), RegsEnd(RE) {}
   virtual ~TargetRegisterClass() {}     // Allow subclasses
 
+  // begin/end - Return all of the registers in this class.
   iterator       begin() const { return RegsBegin; }
   iterator         end() const { return RegsEnd; }
 
+  // getNumRegs - Return the number of registers in this class
   unsigned getNumRegs() const { return RegsEnd-RegsBegin; }
+
+  // getRegister - Return the specified register in the class
   unsigned getRegister(unsigned i) const {
     assert(i < getNumRegs() && "Register number out of range!");
     return RegsBegin[i];
   }
 
-  unsigned getDataSize() const { return RegSize; }
+  /// contains - Return true if the specified register is included in this
+  /// register class.
+  bool contains(unsigned Reg) const {
+    for (iterator I = begin(), E = end(); I != E; ++I)
+      if (*I == Reg) return true;
+    return false;
+  }
+
+  /// allocation_order_begin/end - These methods define a range of registers
+  /// which specify the registers in this class that are valid to register
+  /// allocate, and the preferred order to allocate them in.  For example,
+  /// callee saved registers should be at the end of the list, because it is
+  /// cheaper to allocate caller saved registers.
+  ///
+  /// These methods take a MachineFunction argument, which can be used to tune
+  /// the allocatable registers based on the characteristics of the function.
+  /// One simple example is that the frame pointer register can be used if
+  /// frame-pointer-elimination is performed.
+  ///
+  /// By default, these methods return all registers in the class.
+  ///
+  virtual iterator allocation_order_begin(MachineFunction &MF) const {
+    return begin();
+  }
+  virtual iterator allocation_order_end(MachineFunction &MF)   const {
+    return end();
+  }
+  
+
 
-  //void getAliases(void);
+  /// getSize - Return the size of the register in bytes, which is also the size
+  /// of a stack slot allocated to hold a spilled copy of this register.
+  unsigned getSize() const { return RegSize; }
+
+  /// getAlignment - Return the minimum required alignment for a register of
+  /// this class.
+  unsigned getAlignment() const { return Alignment; }
 };
 
 
@@ -76,19 +111,30 @@ public:
 /// that we can turn register number into a register descriptor.
 ///
 class MRegisterInfo {
-  const MRegisterDesc *Desc;    // Pointer to the descriptor array
-  unsigned NumRegs;             // Number of entries in the array
+public:
+  typedef const TargetRegisterClass * const * regclass_iterator;
+private:
+  const MRegisterDesc *Desc;                  // Pointer to the descriptor array
+  unsigned NumRegs;                           // Number of entries in the array
+
+  regclass_iterator RegClassBegin, RegClassEnd;   // List of regclasses
+
+  const TargetRegisterClass **PhysRegClasses; // Reg class for each register
+  int CallFrameSetupOpcode, CallFrameDestroyOpcode;
 protected:
-  MRegisterInfo(const MRegisterDesc *D, unsigned NR) : Desc(D), NumRegs(NR) {}
+  MRegisterInfo(const MRegisterDesc *D, unsigned NR,
+                regclass_iterator RegClassBegin, regclass_iterator RegClassEnd,
+               int CallFrameSetupOpcode = -1, int CallFrameDestroyOpcode = -1);
+  virtual ~MRegisterInfo();
 public:
 
-  enum {                        // Define some target independant constants
+  enum {                        // Define some target independent constants
     /// NoRegister - This 'hard' register is a 'noop' register for all backends.
     /// This is used as the destination register for instructions that do not
     /// produce a value.  Some frontends may use this as an operand register to
     /// mean special things, for example, the Sparc backend uses R0 to mean %g0
     /// which always PRODUCES the value 0.  The X86 backend does not use this
-    /// value as an operand register.
+    /// value as an operand register, except for memory references.
     ///
     NoRegister = 0,
 
@@ -100,6 +146,24 @@ public:
     FirstVirtualRegister = 1024,
   };
 
+  /// isPhysicalRegister - Return true if the specified register number is in
+  /// the physical register namespace.
+  static bool isPhysicalRegister(unsigned Reg) {
+    assert(Reg && "this is not a register!");
+    return Reg < FirstVirtualRegister;
+  }
+
+  /// isVirtualRegister - Return true if the specified register number is in
+  /// the virtual register namespace.
+  static bool isVirtualRegister(unsigned Reg) {
+    assert(Reg && "this is not a register!");
+    return Reg >= FirstVirtualRegister;
+  }
+
+  /// getAllocatableSet - Returns a bitset indexed by register number
+  /// indicating if a register is allocatable or not.
+  std::vector<bool> getAllocatableSet(MachineFunction &MF) const;
+
   const MRegisterDesc &operator[](unsigned RegNo) const {
     assert(RegNo < NumRegs &&
            "Attempting to access record for invalid register number!");
@@ -111,49 +175,167 @@ public:
   ///
   const MRegisterDesc &get(unsigned RegNo) const { return operator[](RegNo); }
 
+  /// getRegClass - Return the register class for the specified physical
+  /// register.
+  ///
+  const TargetRegisterClass *getRegClass(unsigned RegNo) const {
+    assert(RegNo < NumRegs && "Register number out of range!");
+    assert(PhysRegClasses[RegNo] && "Register is not in a class!");
+    return PhysRegClasses[RegNo];
+  }
 
-  virtual MachineBasicBlock::iterator
-  storeReg2RegOffset(MachineBasicBlock &MBB,
-                     MachineBasicBlock::iterator MBBI,
-                     unsigned SrcReg, unsigned DestReg,
-                     unsigned ImmOffset, unsigned dataSize) const = 0;
+  /// getAliasSet - Return the set of registers aliased by the specified
+  /// register, or a null list of there are none.  The list returned is zero
+  /// terminated.
+  ///
+  const unsigned *getAliasSet(unsigned RegNo) const {
+    return get(RegNo).AliasSet;
+  }
 
-  virtual MachineBasicBlock::iterator
-  loadRegOffset2Reg(MachineBasicBlock &MBB,
-                    MachineBasicBlock::iterator MBBI,
-                    unsigned DestReg, unsigned SrcReg,
-                    unsigned ImmOffset, unsigned dataSize) const = 0;
+  /// getName - Return the symbolic target specific name for the specified
+  /// physical register.
+  const char *getName(unsigned RegNo) const {
+    return get(RegNo).Name;
+  }
 
-  virtual MachineBasicBlock::iterator
-  moveReg2Reg(MachineBasicBlock &MBB,
-              MachineBasicBlock::iterator MBBI,
-              unsigned DestReg, unsigned SrcReg, unsigned dataSize) const = 0;
+  /// getSpillSize - Return the size in bits required of a stack slot used to
+  /// spill register into.
+  unsigned getSpillSize(unsigned RegNo) const {
+    return get(RegNo).SpillSize;
+  }
 
-  virtual MachineBasicBlock::iterator
-  moveImm2Reg(MachineBasicBlock &MBB,
-              MachineBasicBlock::iterator MBBI,
-              unsigned DestReg, unsigned Imm, unsigned dataSize) const = 0;
+  /// getSpillAlignment - Return the alignment required by a stack slot used to
+  /// spill register into.
+  unsigned getSpillAlignment(unsigned RegNo) const {
+    return get(RegNo).SpillAlignment;
+  }
 
-  virtual void
-  emitPrologue(MachineFunction &MF, unsigned numBytes) const = 0;
+  /// getNumRegs - Return the number of registers this target has
+  /// (useful for sizing arrays holding per register information)
+  unsigned getNumRegs() const {
+    return NumRegs;
+  }
 
-  virtual void
-  emitEpilogue(MachineBasicBlock &MBB, unsigned numBytes) const = 0;
+  /// areAliases - Returns true if the two registers alias each other,
+  /// false otherwise
+  bool areAliases(unsigned regA, unsigned regB) const {
+    for (const unsigned *Alias = getAliasSet(regA); *Alias; ++Alias)
+      if (*Alias == regB) return true;
+    return false;
+  }
 
   virtual const unsigned* getCalleeSaveRegs() const = 0;
-  virtual const unsigned* getCallerSaveRegs() const = 0;
 
-  virtual unsigned getFramePointer() const = 0;
-  virtual unsigned getStackPointer() const = 0;
+
+  //===--------------------------------------------------------------------===//
+  // Register Class Information
+  //
 
   /// Register class iterators
-  typedef const TargetRegisterClass * const * const_iterator;
+  ///
+  regclass_iterator regclass_begin() const { return RegClassBegin; }
+  regclass_iterator regclass_end() const { return RegClassEnd; }
+
+  unsigned getNumRegClasses() const {
+    return regclass_end()-regclass_begin();
+  }
+
+  //===--------------------------------------------------------------------===//
+  // Interfaces used by the register allocator and stack frame
+  // manipulation passes to move data around between registers,
+  // immediates and memory.  The return value is the number of
+  // instructions added to (negative if removed from) the basic block.
+  //
+
+  virtual void storeRegToStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
+                                   MachineBasicBlock::iterator MI,
+                                   unsigned SrcReg, int FrameIndex) const = 0;
+
+  virtual void loadRegFromStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
+                                    MachineBasicBlock::iterator MI,
+                                    unsigned DestReg, int FrameIndex) const = 0;
+
+  virtual void copyRegToReg(MachineBasicBlock &MBB,
+                            MachineBasicBlock::iterator MI,
+                            unsigned DestReg, unsigned SrcReg,
+                            const TargetRegisterClass *RC) const = 0;
+
+
+  /// foldMemoryOperand - Attempt to fold a load or store of the
+  /// specified stack slot into the specified machine instruction for
+  /// the specified operand.  If this is possible, a new instruction
+  /// is returned with the specified operand folded, otherwise NULL is
+  /// returned. The client is responsible for removing the old
+  /// instruction and adding the new one in the instruction stream
+  virtual MachineInstr* foldMemoryOperand(MachineInstr* MI,
+                                          unsigned OpNum,
+                                          int FrameIndex) const {
+    return 0;
+  }
 
-  virtual const_iterator regclass_begin() const = 0;
-  virtual const_iterator regclass_end() const = 0;
+  /// getCallFrameSetup/DestroyOpcode - These methods return the opcode of the
+  /// frame setup/destroy instructions if they exist (-1 otherwise).  Some
+  /// targets use pseudo instructions in order to abstract away the difference
+  /// between operating with a frame pointer and operating without, through the
+  /// use of these two instructions.
+  ///
+  int getCallFrameSetupOpcode() const { return CallFrameSetupOpcode; }
+  int getCallFrameDestroyOpcode() const { return CallFrameDestroyOpcode; }
+
+
+  /// eliminateCallFramePseudoInstr - This method is called during prolog/epilog
+  /// code insertion to eliminate call frame setup and destroy pseudo
+  /// instructions (but only if the Target is using them).  It is responsible
+  /// for eliminating these instructions, replacing them with concrete
+  /// instructions.  This method need only be implemented if using call frame
+  /// setup/destroy pseudo instructions.
+  ///
+  virtual void 
+  eliminateCallFramePseudoInstr(MachineFunction &MF,
+                                MachineBasicBlock &MBB,
+                                MachineBasicBlock::iterator MI) const {
+    assert(getCallFrameSetupOpcode()== -1 && getCallFrameDestroyOpcode()== -1 &&
+          "eliminateCallFramePseudoInstr must be implemented if using"
+          " call frame setup/destroy pseudo instructions!");
+    assert(0 && "Call Frame Pseudo Instructions do not exist on this target!");
+  }
+
+  /// processFunctionBeforeFrameFinalized - This method is called immediately
+  /// before the specified functions frame layout (MF.getFrameInfo()) is
+  /// finalized.  Once the frame is finalized, MO_FrameIndex operands are
+  /// replaced with direct constants.  This method is optional. The return value
+  /// is the number of instructions added to (negative if removed from) the
+  /// basic block
+  ///
+  virtual void processFunctionBeforeFrameFinalized(MachineFunction &MF) const {
+  }
 
-  virtual unsigned getNumRegClasses() const = 0;
-  virtual const TargetRegisterClass* getRegClassForType(const Type* Ty) const=0;
+  /// eliminateFrameIndex - This method must be overriden to eliminate abstract
+  /// frame indices from instructions which may use them.  The instruction
+  /// referenced by the iterator contains an MO_FrameIndex operand which must be
+  /// eliminated by this method.  This method may modify or replace the
+  /// specified instruction, as long as it keeps the iterator pointing the the
+  /// finished product. The return value is the number of instructions
+  /// added to (negative if removed from) the basic block.
+  ///
+  virtual void eliminateFrameIndex(MachineBasicBlock::iterator MI) const = 0;
+
+  /// emitProlog/emitEpilog - These methods insert prolog and epilog code into
+  /// the function. The return value is the number of instructions
+  /// added to (negative if removed from) the basic block (entry for prologue).
+  ///
+  virtual void emitPrologue(MachineFunction &MF) const = 0;
+  virtual void emitEpilogue(MachineFunction &MF,
+                            MachineBasicBlock &MBB) const = 0;
 };
 
+// This is useful when building DenseMaps keyed on virtual registers
+struct VirtReg2IndexFunctor : std::unary_function<unsigned, unsigned> {
+  unsigned operator()(unsigned Reg) const {
+    return Reg - MRegisterInfo::FirstVirtualRegister;
+  }
+};
+
+} // End llvm namespace
+
 #endif