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[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / RegAllocGreedy.cpp
index 239c8e4359511325a062768fa89e3c1b86e3dce4..f54a2c85d1006dc802d450af2dbc880851f65f7a 100644 (file)
@@ -22,7 +22,6 @@
 #include "SpillPlacement.h"
 #include "SplitKit.h"
 #include "VirtRegMap.h"
-#include "RegisterCoalescer.h"
 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
 #include "llvm/Function.h"
@@ -52,7 +51,14 @@ STATISTIC(NumGlobalSplits, "Number of split global live ranges");
 STATISTIC(NumLocalSplits,  "Number of split local live ranges");
 STATISTIC(NumEvicted,      "Number of interferences evicted");
 
-cl::opt<bool> CompactRegions("compact-regions");
+static cl::opt<SplitEditor::ComplementSpillMode>
+SplitSpillMode("split-spill-mode", cl::Hidden,
+  cl::desc("Spill mode for splitting live ranges"),
+  cl::values(clEnumValN(SplitEditor::SM_Partition, "default", "Default"),
+             clEnumValN(SplitEditor::SM_Size,  "size",  "Optimize for size"),
+             clEnumValN(SplitEditor::SM_Speed, "speed", "Optimize for speed"),
+             clEnumValEnd),
+  cl::init(SplitEditor::SM_Partition));
 
 static RegisterRegAlloc greedyRegAlloc("greedy", "greedy register allocator",
                                        createGreedyRegisterAllocator);
@@ -266,6 +272,8 @@ private:
                     SmallVectorImpl<LiveInterval*>&, unsigned = ~0u);
   unsigned tryRegionSplit(LiveInterval&, AllocationOrder&,
                           SmallVectorImpl<LiveInterval*>&);
+  unsigned tryBlockSplit(LiveInterval&, AllocationOrder&,
+                         SmallVectorImpl<LiveInterval*>&);
   unsigned tryLocalSplit(LiveInterval&, AllocationOrder&,
     SmallVectorImpl<LiveInterval*>&);
   unsigned trySplit(LiveInterval&, AllocationOrder&,
@@ -322,7 +330,7 @@ void RAGreedy::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
   AU.addPreserved<LiveDebugVariables>();
   if (StrongPHIElim)
     AU.addRequiredID(StrongPHIEliminationID);
-  AU.addRequiredTransitive<RegisterCoalescer>();
+  AU.addRequiredTransitiveID(RegisterCoalescerPassID);
   AU.addRequired<CalculateSpillWeights>();
   AU.addRequired<LiveStacks>();
   AU.addPreserved<LiveStacks>();
@@ -369,6 +377,10 @@ void RAGreedy::LRE_WillShrinkVirtReg(unsigned VirtReg) {
 }
 
 void RAGreedy::LRE_DidCloneVirtReg(unsigned New, unsigned Old) {
+  // Cloning a register we haven't even heard about yet?  Just ignore it.
+  if (!ExtraRegInfo.inBounds(Old))
+    return;
+
   // LRE may clone a virtual register because dead code elimination causes it to
   // be split into connected components. The new components are much smaller
   // than the original, so they should get a new chance at being assigned.
@@ -400,15 +412,11 @@ void RAGreedy::enqueue(LiveInterval *LI) {
 
   if (ExtraRegInfo[Reg].Stage == RS_Split) {
     // Unsplit ranges that couldn't be allocated immediately are deferred until
-    // everything else has been allocated. Long ranges are allocated last so
-    // they are split against realistic interference.
-    if (CompactRegions)
-      Prio = Size;
-    else
-      Prio = (1u << 31) - Size;
+    // everything else has been allocated.
+    Prio = Size;
   } else {
-    // Everything else is allocated in long->short order. Long ranges that don't
-    // fit should be spilled ASAP so they don't create interference.
+    // Everything is allocated in long->short order. Long ranges that don't fit
+    // should be spilled (or split) ASAP so they don't create interference.
     Prio = (1u << 31) + Size;
 
     // Boost ranges that have a physical register hint.
@@ -676,6 +684,7 @@ bool RAGreedy::addSplitConstraints(InterferenceCache::Cursor Intf,
     Intf.moveToBlock(BC.Number);
     BC.Entry = BI.LiveIn ? SpillPlacement::PrefReg : SpillPlacement::DontCare;
     BC.Exit = BI.LiveOut ? SpillPlacement::PrefReg : SpillPlacement::DontCare;
+    BC.ChangesValue = BI.FirstDef;
 
     if (!Intf.hasInterference())
       continue;
@@ -687,9 +696,9 @@ bool RAGreedy::addSplitConstraints(InterferenceCache::Cursor Intf,
     if (BI.LiveIn) {
       if (Intf.first() <= Indexes->getMBBStartIdx(BC.Number))
         BC.Entry = SpillPlacement::MustSpill, ++Ins;
-      else if (Intf.first() < BI.FirstUse)
+      else if (Intf.first() < BI.FirstInstr)
         BC.Entry = SpillPlacement::PrefSpill, ++Ins;
-      else if (Intf.first() < BI.LastUse)
+      else if (Intf.first() < BI.LastInstr)
         ++Ins;
     }
 
@@ -697,9 +706,9 @@ bool RAGreedy::addSplitConstraints(InterferenceCache::Cursor Intf,
     if (BI.LiveOut) {
       if (Intf.last() >= SA->getLastSplitPoint(BC.Number))
         BC.Exit = SpillPlacement::MustSpill, ++Ins;
-      else if (Intf.last() > BI.LastUse)
+      else if (Intf.last() > BI.LastInstr)
         BC.Exit = SpillPlacement::PrefSpill, ++Ins;
-      else if (Intf.last() > BI.FirstUse)
+      else if (Intf.last() > BI.FirstInstr)
         ++Ins;
     }
 
@@ -805,7 +814,9 @@ void RAGreedy::growRegion(GlobalSplitCandidate &Cand) {
     if (Cand.PhysReg)
       addThroughConstraints(Cand.Intf, NewBlocks);
     else
-      SpillPlacer->addPrefSpill(NewBlocks);
+      // Provide a strong negative bias on through blocks to prevent unwanted
+      // liveness on loop backedges.
+      SpillPlacer->addPrefSpill(NewBlocks, /* Strong= */ true);
     AddedTo = ActiveBlocks.size();
 
     // Perhaps iterating can enable more bundles?
@@ -863,7 +874,6 @@ bool RAGreedy::calcCompactRegion(GlobalSplitCandidate &Cand) {
 /// SA around all use blocks instead of forming bundle regions.
 float RAGreedy::calcSpillCost() {
   float Cost = 0;
-  const LiveInterval &LI = SA->getParent();
   ArrayRef<SplitAnalysis::BlockInfo> UseBlocks = SA->getUseBlocks();
   for (unsigned i = 0; i != UseBlocks.size(); ++i) {
     const SplitAnalysis::BlockInfo &BI = UseBlocks[i];
@@ -872,16 +882,8 @@ float RAGreedy::calcSpillCost() {
     Cost += SpillPlacer->getBlockFrequency(Number);
 
     // Unless the value is redefined in the block.
-    if (BI.LiveIn && BI.LiveOut) {
-      SlotIndex Start, Stop;
-      tie(Start, Stop) = Indexes->getMBBRange(Number);
-      LiveInterval::const_iterator I = LI.find(Start);
-      assert(I != LI.end() && "Expected live-in value");
-      // Is there a different live-out value? If so, we need an extra spill
-      // instruction.
-      if (I->end < Stop)
-        Cost += SpillPlacer->getBlockFrequency(Number);
-    }
+    if (BI.LiveIn && BI.LiveOut && BI.FirstDef)
+      Cost += SpillPlacer->getBlockFrequency(Number);
   }
   return Cost;
 }
@@ -948,6 +950,12 @@ void RAGreedy::splitAroundRegion(LiveRangeEdit &LREdit,
   DEBUG(dbgs() << "splitAroundRegion with " << NumGlobalIntvs << " globals.\n");
   assert(NumGlobalIntvs && "No global intervals configured");
 
+  // Isolate even single instructions when dealing with a proper sub-class.
+  // That guarantees register class inflation for the stack interval because it
+  // is all copies.
+  unsigned Reg = SA->getParent().reg;
+  bool SingleInstrs = RegClassInfo.isProperSubClass(MRI->getRegClass(Reg));
+
   // First handle all the blocks with uses.
   ArrayRef<SplitAnalysis::BlockInfo> UseBlocks = SA->getUseBlocks();
   for (unsigned i = 0; i != UseBlocks.size(); ++i) {
@@ -977,7 +985,7 @@ void RAGreedy::splitAroundRegion(LiveRangeEdit &LREdit,
     // Create separate intervals for isolated blocks with multiple uses.
     if (!IntvIn && !IntvOut) {
       DEBUG(dbgs() << "BB#" << BI.MBB->getNumber() << " isolated.\n");
-      if (!BI.isOneInstr())
+      if (SA->shouldSplitSingleBlock(BI, SingleInstrs))
         SE->splitSingleBlock(BI);
       continue;
     }
@@ -1030,7 +1038,7 @@ void RAGreedy::splitAroundRegion(LiveRangeEdit &LREdit,
 
   SmallVector<unsigned, 8> IntvMap;
   SE->finish(&IntvMap);
-  DebugVars->splitRegister(SA->getParent().reg, LREdit.regs());
+  DebugVars->splitRegister(Reg, LREdit.regs());
 
   ExtraRegInfo.resize(MRI->getNumVirtRegs());
   unsigned OrigBlocks = SA->getNumLiveBlocks();
@@ -1082,7 +1090,7 @@ unsigned RAGreedy::tryRegionSplit(LiveInterval &VirtReg, AllocationOrder &Order,
   SmallVector<unsigned, 8> UsedCands;
 
   // Check if we can split this live range around a compact region.
-  bool HasCompact = CompactRegions && calcCompactRegion(GlobalCand.front());
+  bool HasCompact = calcCompactRegion(GlobalCand.front());
   if (HasCompact) {
     // Yes, keep GlobalCand[0] as the compact region candidate.
     NumCands = 1;
@@ -1165,7 +1173,7 @@ unsigned RAGreedy::tryRegionSplit(LiveInterval &VirtReg, AllocationOrder &Order,
 
   // Prepare split editor.
   LiveRangeEdit LREdit(VirtReg, NewVRegs, this);
-  SE->reset(LREdit);
+  SE->reset(LREdit, SplitSpillMode);
 
   // Assign all edge bundles to the preferred candidate, or NoCand.
   BundleCand.assign(Bundles->getNumBundles(), NoCand);
@@ -1178,6 +1186,7 @@ unsigned RAGreedy::tryRegionSplit(LiveInterval &VirtReg, AllocationOrder &Order,
       Cand.IntvIdx = SE->openIntv();
       DEBUG(dbgs() << "Split for " << PrintReg(Cand.PhysReg, TRI) << " in "
                    << B << " bundles, intv " << Cand.IntvIdx << ".\n");
+      (void)B;
     }
   }
 
@@ -1190,6 +1199,7 @@ unsigned RAGreedy::tryRegionSplit(LiveInterval &VirtReg, AllocationOrder &Order,
       Cand.IntvIdx = SE->openIntv();
       DEBUG(dbgs() << "Split for compact region in " << B << " bundles, intv "
                    << Cand.IntvIdx << ".\n");
+      (void)B;
     }
   }
 
@@ -1198,6 +1208,52 @@ unsigned RAGreedy::tryRegionSplit(LiveInterval &VirtReg, AllocationOrder &Order,
 }
 
 
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+//                            Per-Block Splitting
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+
+/// tryBlockSplit - Split a global live range around every block with uses. This
+/// creates a lot of local live ranges, that will be split by tryLocalSplit if
+/// they don't allocate.
+unsigned RAGreedy::tryBlockSplit(LiveInterval &VirtReg, AllocationOrder &Order,
+                                 SmallVectorImpl<LiveInterval*> &NewVRegs) {
+  assert(&SA->getParent() == &VirtReg && "Live range wasn't analyzed");
+  unsigned Reg = VirtReg.reg;
+  bool SingleInstrs = RegClassInfo.isProperSubClass(MRI->getRegClass(Reg));
+  LiveRangeEdit LREdit(VirtReg, NewVRegs, this);
+  SE->reset(LREdit, SplitSpillMode);
+  ArrayRef<SplitAnalysis::BlockInfo> UseBlocks = SA->getUseBlocks();
+  for (unsigned i = 0; i != UseBlocks.size(); ++i) {
+    const SplitAnalysis::BlockInfo &BI = UseBlocks[i];
+    if (SA->shouldSplitSingleBlock(BI, SingleInstrs))
+      SE->splitSingleBlock(BI);
+  }
+  // No blocks were split.
+  if (LREdit.empty())
+    return 0;
+
+  // We did split for some blocks.
+  SmallVector<unsigned, 8> IntvMap;
+  SE->finish(&IntvMap);
+
+  // Tell LiveDebugVariables about the new ranges.
+  DebugVars->splitRegister(Reg, LREdit.regs());
+
+  ExtraRegInfo.resize(MRI->getNumVirtRegs());
+
+  // Sort out the new intervals created by splitting. The remainder interval
+  // goes straight to spilling, the new local ranges get to stay RS_New.
+  for (unsigned i = 0, e = LREdit.size(); i != e; ++i) {
+    LiveInterval &LI = *LREdit.get(i);
+    if (getStage(LI) == RS_New && IntvMap[i] == 0)
+      setStage(LI, RS_Spill);
+  }
+
+  if (VerifyEnabled)
+    MF->verify(this, "After splitting live range around basic blocks");
+  return 0;
+}
+
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //                             Local Splitting
 //===----------------------------------------------------------------------===//
@@ -1216,8 +1272,10 @@ void RAGreedy::calcGapWeights(unsigned PhysReg,
   const unsigned NumGaps = Uses.size()-1;
 
   // Start and end points for the interference check.
-  SlotIndex StartIdx = BI.LiveIn ? BI.FirstUse.getBaseIndex() : BI.FirstUse;
-  SlotIndex StopIdx = BI.LiveOut ? BI.LastUse.getBoundaryIndex() : BI.LastUse;
+  SlotIndex StartIdx =
+    BI.LiveIn ? BI.FirstInstr.getBaseIndex() : BI.FirstInstr;
+  SlotIndex StopIdx =
+    BI.LiveOut ? BI.LastInstr.getBoundaryIndex() : BI.LastInstr;
 
   GapWeight.assign(NumGaps, 0.0f);
 
@@ -1227,8 +1285,8 @@ void RAGreedy::calcGapWeights(unsigned PhysReg,
            .checkInterference())
       continue;
 
-    // We know that VirtReg is a continuous interval from FirstUse to LastUse,
-    // so we don't need InterferenceQuery.
+    // We know that VirtReg is a continuous interval from FirstInstr to
+    // LastInstr, so we don't need InterferenceQuery.
     //
     // Interference that overlaps an instruction is counted in both gaps
     // surrounding the instruction. The exception is interference before
@@ -1268,8 +1326,8 @@ unsigned RAGreedy::tryLocalSplit(LiveInterval &VirtReg, AllocationOrder &Order,
   // while only covering a single block - A phi-def can use undef values from
   // predecessors, and the block could be a single-block loop.
   // We don't bother doing anything clever about such a case, we simply assume
-  // that the interval is continuous from FirstUse to LastUse. We should make
-  // sure that we don't do anything illegal to such an interval, though.
+  // that the interval is continuous from FirstInstr to LastInstr. We should
+  // make sure that we don't do anything illegal to such an interval, though.
 
   const SmallVectorImpl<SlotIndex> &Uses = SA->UseSlots;
   if (Uses.size() <= 2)
@@ -1449,6 +1507,10 @@ unsigned RAGreedy::tryLocalSplit(LiveInterval &VirtReg, AllocationOrder &Order,
 /// @return Physreg when VirtReg may be assigned and/or new NewVRegs.
 unsigned RAGreedy::trySplit(LiveInterval &VirtReg, AllocationOrder &Order,
                             SmallVectorImpl<LiveInterval*>&NewVRegs) {
+  // Ranges must be Split2 or less.
+  if (getStage(VirtReg) >= RS_Spill)
+    return 0;
+
   // Local intervals are handled separately.
   if (LIS->intervalIsInOneMBB(VirtReg)) {
     NamedRegionTimer T("Local Splitting", TimerGroupName, TimePassesIsEnabled);
@@ -1458,10 +1520,6 @@ unsigned RAGreedy::trySplit(LiveInterval &VirtReg, AllocationOrder &Order,
 
   NamedRegionTimer T("Global Splitting", TimerGroupName, TimePassesIsEnabled);
 
-  // Ranges must be Split2 or less.
-  if (getStage(VirtReg) >= RS_Spill)
-    return 0;
-
   SA->analyze(&VirtReg);
 
   // FIXME: SplitAnalysis may repair broken live ranges coming from the
@@ -1484,19 +1542,8 @@ unsigned RAGreedy::trySplit(LiveInterval &VirtReg, AllocationOrder &Order,
       return PhysReg;
   }
 
-  // Then isolate blocks with multiple uses.
-  SplitAnalysis::BlockPtrSet Blocks;
-  if (SA->getMultiUseBlocks(Blocks)) {
-    LiveRangeEdit LREdit(VirtReg, NewVRegs, this);
-    SE->reset(LREdit);
-    SE->splitSingleBlocks(Blocks);
-    setStage(NewVRegs.begin(), NewVRegs.end(), RS_Spill);
-    if (VerifyEnabled)
-      MF->verify(this, "After splitting live range around basic blocks");
-  }
-
-  // Don't assign any physregs.
-  return 0;
+  // Then isolate blocks.
+  return tryBlockSplit(VirtReg, Order, NewVRegs);
 }
 
 
@@ -1595,7 +1642,10 @@ bool RAGreedy::runOnMachineFunction(MachineFunction &mf) {
   }
 
   // Write out new DBG_VALUE instructions.
-  DebugVars->emitDebugValues(VRM);
+  {
+    NamedRegionTimer T("Emit Debug Info", TimerGroupName, TimePassesIsEnabled);
+    DebugVars->emitDebugValues(VRM);
+  }
 
   // The pass output is in VirtRegMap. Release all the transient data.
   releaseMemory();