Fix PR number.
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / RegAllocLinearScan.cpp
index 1977a5489de8f199910f9378adeeba3925ced08a..3692a8a516225b4b708e39a68b90de9e4d4629fe 100644 (file)
@@ -12,6 +12,7 @@
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #define DEBUG_TYPE "regalloc"
+#include "llvm/CodeGen/LiveVariables.h"
 #include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
 #include "PhysRegTracker.h"
 #include "VirtRegMap.h"
 #include <cmath>
 using namespace llvm;
 
-namespace {
-
-  static Statistic NumIters
-  ("regalloc", "Number of iterations performed");
-  static Statistic NumBacktracks
-  ("regalloc", "Number of times we had to backtrack");
+STATISTIC(NumIters     , "Number of iterations performed");
+STATISTIC(NumBacktracks, "Number of times we had to backtrack");
 
-  static RegisterRegAlloc
-    linearscanRegAlloc("linearscan", "  linear scan register allocator",
-                       createLinearScanRegisterAllocator);
+static RegisterRegAlloc
+linearscanRegAlloc("linearscan", "  linear scan register allocator",
+                   createLinearScanRegisterAllocator);
 
+namespace {
   static unsigned numIterations = 0;
   static unsigned numIntervals = 0;
 
-  struct VISIBILITY_HIDDEN RA : public MachineFunctionPass {
+  struct VISIBILITY_HIDDEN RALinScan : public MachineFunctionPass {
+    static char ID;
+    RALinScan() : MachineFunctionPass((intptr_t)&ID) {}
+
     typedef std::pair<LiveInterval*, LiveInterval::iterator> IntervalPtr;
     typedef std::vector<IntervalPtr> IntervalPtrs;
   private:
@@ -63,7 +64,6 @@ namespace {
     const TargetMachine* tm_;
     const MRegisterInfo* mri_;
     LiveIntervals* li_;
-    bool *PhysRegsUsed;
 
     /// handled_ - Intervals are added to the handled_ set in the order of their
     /// start value.  This is uses for backtracking.
@@ -149,9 +149,10 @@ namespace {
       }
     }
   };
+  char RALinScan::ID = 0;
 }
 
-void RA::ComputeRelatedRegClasses() {
+void RALinScan::ComputeRelatedRegClasses() {
   const MRegisterInfo &MRI = *mri_;
   
   // First pass, add all reg classes to the union, and determine at least one
@@ -186,7 +187,7 @@ void RA::ComputeRelatedRegClasses() {
         RelatedRegClasses.unionSets(I->second, OneClassForEachPhysReg[*AS]);
 }
 
-bool RA::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
+bool RALinScan::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
   mf_ = &fn;
   tm_ = &fn.getTarget();
   mri_ = tm_->getRegisterInfo();
@@ -196,10 +197,6 @@ bool RA::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
   if (RelatedRegClasses.empty())
     ComputeRelatedRegClasses();
   
-  PhysRegsUsed = new bool[mri_->getNumRegs()];
-  std::fill(PhysRegsUsed, PhysRegsUsed+mri_->getNumRegs(), false);
-  fn.setUsedPhysRegs(PhysRegsUsed);
-
   if (!prt_.get()) prt_.reset(new PhysRegTracker(*mri_));
   vrm_.reset(new VirtRegMap(*mf_));
   if (!spiller_.get()) spiller_.reset(createSpiller());
@@ -225,7 +222,7 @@ bool RA::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
 
 /// initIntervalSets - initialize the interval sets.
 ///
-void RA::initIntervalSets()
+void RALinScan::initIntervalSets()
 {
   assert(unhandled_.empty() && fixed_.empty() &&
          active_.empty() && inactive_.empty() &&
@@ -233,14 +230,14 @@ void RA::initIntervalSets()
 
   for (LiveIntervals::iterator i = li_->begin(), e = li_->end(); i != e; ++i) {
     if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(i->second.reg)) {
-      PhysRegsUsed[i->second.reg] = true;
+      mf_->setPhysRegUsed(i->second.reg);
       fixed_.push_back(std::make_pair(&i->second, i->second.begin()));
     } else
       unhandled_.push(&i->second);
   }
 }
 
-void RA::linearScan()
+void RALinScan::linearScan()
 {
   // linear scan algorithm
   DOUT << "********** LINEAR SCAN **********\n";
@@ -294,12 +291,33 @@ void RA::linearScan()
     i = IntervalPtrs::reverse_iterator(inactive_.erase(i.base()-1));
   }
 
+  // A brute force way of adding live-ins to every BB.
+  MachineFunction::iterator MBB = mf_->begin();
+  ++MBB; // Skip entry MBB.
+  for (MachineFunction::iterator E = mf_->end(); MBB != E; ++MBB) {
+    unsigned StartIdx = li_->getMBBStartIdx(MBB->getNumber());
+    for (IntervalPtrs::iterator i = fixed_.begin(), e = fixed_.end();
+         i != e; ++i)
+      if (i->first->liveAt(StartIdx))
+        MBB->addLiveIn(i->first->reg);
+
+    for (unsigned i = 0, e = handled_.size(); i != e; ++i) { 
+      LiveInterval *HI = handled_[i];
+      unsigned Reg = HI->reg;
+      if (!vrm_->hasStackSlot(Reg) && HI->liveAt(StartIdx)) {
+        assert(MRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg));
+        Reg = vrm_->getPhys(Reg);
+        MBB->addLiveIn(Reg);
+      }
+    }
+  }
+
   DOUT << *vrm_;
 }
 
 /// processActiveIntervals - expire old intervals and move non-overlapping ones
 /// to the inactive list.
-void RA::processActiveIntervals(unsigned CurPoint)
+void RALinScan::processActiveIntervals(unsigned CurPoint)
 {
   DOUT << "\tprocessing active intervals:\n";
 
@@ -345,7 +363,7 @@ void RA::processActiveIntervals(unsigned CurPoint)
 
 /// processInactiveIntervals - expire old intervals and move overlapping
 /// ones to the active list.
-void RA::processInactiveIntervals(unsigned CurPoint)
+void RALinScan::processInactiveIntervals(unsigned CurPoint)
 {
   DOUT << "\tprocessing inactive intervals:\n";
 
@@ -394,16 +412,18 @@ static void updateSpillWeights(std::vector<float> &Weights,
     Weights[*as] += weight;
 }
 
-static RA::IntervalPtrs::iterator FindIntervalInVector(RA::IntervalPtrs &IP,
-                                                       LiveInterval *LI) {
-  for (RA::IntervalPtrs::iterator I = IP.begin(), E = IP.end(); I != E; ++I)
+static
+RALinScan::IntervalPtrs::iterator
+FindIntervalInVector(RALinScan::IntervalPtrs &IP, LiveInterval *LI) {
+  for (RALinScan::IntervalPtrs::iterator I = IP.begin(), E = IP.end();
+       I != E; ++I)
     if (I->first == LI) return I;
   return IP.end();
 }
 
-static void RevertVectorIteratorsTo(RA::IntervalPtrs &V, unsigned Point) {
+static void RevertVectorIteratorsTo(RALinScan::IntervalPtrs &V, unsigned Point){
   for (unsigned i = 0, e = V.size(); i != e; ++i) {
-    RA::IntervalPtr &IP = V[i];
+    RALinScan::IntervalPtr &IP = V[i];
     LiveInterval::iterator I = std::upper_bound(IP.first->begin(),
                                                 IP.second, Point);
     if (I != IP.first->begin()) --I;
@@ -413,7 +433,7 @@ static void RevertVectorIteratorsTo(RA::IntervalPtrs &V, unsigned Point) {
 
 /// assignRegOrStackSlotAtInterval - assign a register if one is available, or
 /// spill.
-void RA::assignRegOrStackSlotAtInterval(LiveInterval* cur)
+void RALinScan::assignRegOrStackSlotAtInterval(LiveInterval* cur)
 {
   DOUT << "\tallocating current interval: ";
 
@@ -544,15 +564,17 @@ void RA::assignRegOrStackSlotAtInterval(LiveInterval* cur)
 
   // Find a register to spill.
   float minWeight = HUGE_VALF;
-  unsigned minReg = 0;
-  for (TargetRegisterClass::iterator i = RC->allocation_order_begin(*mf_),
-       e = RC->allocation_order_end(*mf_); i != e; ++i) {
-    unsigned reg = *i;
-    if (minWeight > SpillWeights[reg]) {
-      minWeight = SpillWeights[reg];
-      minReg = reg;
+  unsigned minReg = cur->preference;  // Try the preferred register first.
+  
+  if (!minReg || SpillWeights[minReg] == HUGE_VALF)
+    for (TargetRegisterClass::iterator i = RC->allocation_order_begin(*mf_),
+           e = RC->allocation_order_end(*mf_); i != e; ++i) {
+      unsigned reg = *i;
+      if (minWeight > SpillWeights[reg]) {
+        minWeight = SpillWeights[reg];
+        minReg = reg;
+      }
     }
-  }
   
   // If we didn't find a register that is spillable, try aliases?
   if (!minReg) {
@@ -582,7 +604,12 @@ void RA::assignRegOrStackSlotAtInterval(LiveInterval* cur)
   // linearscan.
   if (cur->weight != HUGE_VALF && cur->weight <= minWeight) {
     DOUT << "\t\t\tspilling(c): " << *cur << '\n';
-    int slot = vrm_->assignVirt2StackSlot(cur->reg);
+    // if the current interval is re-materializable, remember so and don't
+    // assign it a spill slot.
+    if (cur->remat)
+      vrm_->setVirtIsReMaterialized(cur->reg, cur->remat);
+    int slot = cur->remat ? vrm_->assignVirtReMatId(cur->reg)
+      : vrm_->assignVirt2StackSlot(cur->reg);
     std::vector<LiveInterval*> added =
       li_->addIntervalsForSpills(*cur, *vrm_, slot);
     if (added.empty())
@@ -609,7 +636,7 @@ void RA::assignRegOrStackSlotAtInterval(LiveInterval* cur)
   std::vector<LiveInterval*> added;
   assert(MRegisterInfo::isPhysicalRegister(minReg) &&
          "did not choose a register to spill?");
-  std::vector<bool> toSpill(mri_->getNumRegs(), false);
+  BitVector toSpill(mri_->getNumRegs());
 
   // We are going to spill minReg and all its aliases.
   toSpill[minReg] = true;
@@ -635,7 +662,10 @@ void RA::assignRegOrStackSlotAtInterval(LiveInterval* cur)
         cur->overlapsFrom(*i->first, i->second)) {
       DOUT << "\t\t\tspilling(a): " << *i->first << '\n';
       earliestStart = std::min(earliestStart, i->first->beginNumber());
-      int slot = vrm_->assignVirt2StackSlot(i->first->reg);
+      if (i->first->remat)
+        vrm_->setVirtIsReMaterialized(reg, i->first->remat);
+      int slot = i->first->remat ? vrm_->assignVirtReMatId(reg)
+        : vrm_->assignVirt2StackSlot(reg);
       std::vector<LiveInterval*> newIs =
         li_->addIntervalsForSpills(*i->first, *vrm_, slot);
       std::copy(newIs.begin(), newIs.end(), std::back_inserter(added));
@@ -649,7 +679,10 @@ void RA::assignRegOrStackSlotAtInterval(LiveInterval* cur)
         cur->overlapsFrom(*i->first, i->second-1)) {
       DOUT << "\t\t\tspilling(i): " << *i->first << '\n';
       earliestStart = std::min(earliestStart, i->first->beginNumber());
-      int slot = vrm_->assignVirt2StackSlot(reg);
+      if (i->first->remat)
+        vrm_->setVirtIsReMaterialized(reg, i->first->remat);
+      int slot = i->first->remat ? vrm_->assignVirtReMatId(reg)
+        : vrm_->assignVirt2StackSlot(reg);
       std::vector<LiveInterval*> newIs =
         li_->addIntervalsForSpills(*i->first, *vrm_, slot);
       std::copy(newIs.begin(), newIs.end(), std::back_inserter(added));
@@ -721,7 +754,7 @@ void RA::assignRegOrStackSlotAtInterval(LiveInterval* cur)
 
 /// getFreePhysReg - return a free physical register for this virtual register
 /// interval if we have one, otherwise return 0.
-unsigned RA::getFreePhysReg(LiveInterval *cur) {
+unsigned RALinScan::getFreePhysReg(LiveInterval *cur) {
   std::vector<unsigned> inactiveCounts(mri_->getNumRegs(), 0);
   unsigned MaxInactiveCount = 0;
   
@@ -744,14 +777,23 @@ unsigned RA::getFreePhysReg(LiveInterval *cur) {
     }
   }
 
-  const TargetRegisterClass* rc = mf_->getSSARegMap()->getRegClass(cur->reg);
-
   unsigned FreeReg = 0;
   unsigned FreeRegInactiveCount = 0;
-  
+
+  // If copy coalescer has assigned a "preferred" register, check if it's
+  // available first.
+  if (cur->preference)
+    if (prt_->isRegAvail(cur->preference)) {
+      DOUT << "\t\tassigned the preferred register: "
+           << mri_->getName(cur->preference) << "\n";
+      return cur->preference;
+    } else
+      DOUT << "\t\tunable to assign the preferred register: "
+           << mri_->getName(cur->preference) << "\n";
+
   // Scan for the first available register.
-  TargetRegisterClass::iterator I = rc->allocation_order_begin(*mf_);
-  TargetRegisterClass::iterator E = rc->allocation_order_end(*mf_);
+  TargetRegisterClass::iterator I = RC->allocation_order_begin(*mf_);
+  TargetRegisterClass::iterator E = RC->allocation_order_end(*mf_);
   for (; I != E; ++I)
     if (prt_->isRegAvail(*I)) {
       FreeReg = *I;
@@ -781,5 +823,5 @@ unsigned RA::getFreePhysReg(LiveInterval *cur) {
 }
 
 FunctionPass* llvm::createLinearScanRegisterAllocator() {
-  return new RA();
+  return new RALinScan();
 }