LinearScanner hotspot.
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / RegAllocLocal.cpp
index 891ee3c0f38a1306a7ca8800e47958cfbab2de0f..e42603e62993a90ba6a4dab291430843ead9fdea 100644 (file)
 #include "llvm/CodeGen/SSARegMap.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
 #include "llvm/CodeGen/LiveVariables.h"
+#include "llvm/CodeGen/RegAllocRegistry.h"
 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
-#include "llvm/Support/Visibility.h"
+#include "llvm/Support/Compiler.h"
 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
 #include <algorithm>
 using namespace llvm;
 
 namespace {
-  Statistic<> NumStores("ra-local", "Number of stores added");
-  Statistic<> NumLoads ("ra-local", "Number of loads added");
-  Statistic<> NumFolded("ra-local", "Number of loads/stores folded into "
-                        "instructions");
+  static Statistic<> NumStores("ra-local", "Number of stores added");
+  static Statistic<> NumLoads ("ra-local", "Number of loads added");
+  static Statistic<> NumFolded("ra-local", "Number of loads/stores folded "
+                              "into instructions");
+
+  static RegisterRegAlloc
+    localRegAlloc("local", "  local register allocator",
+                  createLocalRegisterAllocator);
+
+
   class VISIBILITY_HIDDEN RA : public MachineFunctionPass {
     const TargetMachine *TM;
     MachineFunction *MF;
@@ -59,8 +66,9 @@ namespace {
     // Virt2PhysRegMap).  The value mapped to is the virtual register
     // corresponding to the physical register (the inverse of the
     // Virt2PhysRegMap), or 0.  The value is set to 0 if this register is pinned
-    // because it is used by a future instruction.  If the entry for a physical
-    // register is -1, then the physical register is "not in the map".
+    // because it is used by a future instruction, and to -2 if it is not
+    // allocatable.  If the entry for a physical register is -1, then the
+    // physical register is "not in the map".
     //
     std::vector<int> PhysRegsUsed;
 
@@ -96,8 +104,8 @@ namespace {
     }
 
     void MarkPhysRegRecentlyUsed(unsigned Reg) {
-      if(PhysRegsUseOrder.empty() ||
-         PhysRegsUseOrder.back() == Reg) return;  // Already most recently used
+      if (PhysRegsUseOrder.empty() ||
+          PhysRegsUseOrder.back() == Reg) return;  // Already most recently used
 
       for (unsigned i = PhysRegsUseOrder.size(); i != 0; --i)
         if (areRegsEqual(Reg, PhysRegsUseOrder[i-1])) {
@@ -291,14 +299,16 @@ void RA::spillVirtReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator I,
 void RA::spillPhysReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *I,
                       unsigned PhysReg, bool OnlyVirtRegs) {
   if (PhysRegsUsed[PhysReg] != -1) {            // Only spill it if it's used!
+    assert(PhysRegsUsed[PhysReg] != -2 && "Non allocable reg used!");
     if (PhysRegsUsed[PhysReg] || !OnlyVirtRegs)
       spillVirtReg(MBB, I, PhysRegsUsed[PhysReg], PhysReg);
   } else {
     // If the selected register aliases any other registers, we must make
-    // sure that one of the aliases isn't alive...
+    // sure that one of the aliases isn't alive.
     for (const unsigned *AliasSet = RegInfo->getAliasSet(PhysReg);
          *AliasSet; ++AliasSet)
-      if (PhysRegsUsed[*AliasSet] != -1)     // Spill aliased register...
+      if (PhysRegsUsed[*AliasSet] != -1 &&     // Spill aliased register.
+          PhysRegsUsed[*AliasSet] != -2)       // If allocatable.
         if (PhysRegsUsed[*AliasSet] || !OnlyVirtRegs)
           spillVirtReg(MBB, I, PhysRegsUsed[*AliasSet], *AliasSet);
   }
@@ -393,7 +403,7 @@ unsigned RA::getReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *I,
       // physical register!
       assert(PhysRegsUsed[R] != -1 &&
              "PhysReg in PhysRegsUseOrder, but is not allocated?");
-      if (PhysRegsUsed[R]) {
+      if (PhysRegsUsed[R] && PhysRegsUsed[R] != -2) {
         // If the current register is compatible, use it.
         if (RC->contains(R)) {
           PhysReg = R;
@@ -401,10 +411,19 @@ unsigned RA::getReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *I,
         } else {
           // If one of the registers aliased to the current register is
           // compatible, use it.
-          for (const unsigned *AliasSet = RegInfo->getAliasSet(R);
-               *AliasSet; ++AliasSet) {
-            if (RC->contains(*AliasSet)) {
-              PhysReg = *AliasSet;    // Take an aliased register
+          for (const unsigned *AliasIt = RegInfo->getAliasSet(R);
+               *AliasIt; ++AliasIt) {
+            if (RC->contains(*AliasIt) &&
+                // If this is pinned down for some reason, don't use it.  For
+                // example, if CL is pinned, and we run across CH, don't use
+                // CH as justification for using scavenging ECX (which will
+                // fail).
+                PhysRegsUsed[*AliasIt] != 0 &&
+                
+                // Make sure the register is allocatable.  Don't allocate SIL on
+                // x86-32.
+                PhysRegsUsed[*AliasIt] != -2) {
+              PhysReg = *AliasIt;    // Take an aliased register
               break;
             }
           }
@@ -504,9 +523,11 @@ void RA::AllocateBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
       PhysRegsUseOrder.push_back(Reg);
       for (const unsigned *AliasSet = RegInfo->getAliasSet(Reg);
            *AliasSet; ++AliasSet) {
-        PhysRegsUseOrder.push_back(*AliasSet);
-        PhysRegsUsed[*AliasSet] = 0;  // It is free and reserved now
-        PhysRegsEverUsed[*AliasSet] = true;
+        if (PhysRegsUsed[*AliasSet] != -2) {
+          PhysRegsUseOrder.push_back(*AliasSet);
+          PhysRegsUsed[*AliasSet] = 0;  // It is free and reserved now
+          PhysRegsEverUsed[*AliasSet] = true;
+        }
       }
     }    
   }
@@ -518,16 +539,18 @@ void RA::AllocateBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
     DEBUG(std::cerr << "\nStarting RegAlloc of: " << *MI;
           std::cerr << "  Regs have values: ";
           for (unsigned i = 0; i != RegInfo->getNumRegs(); ++i)
-            if (PhysRegsUsed[i] != -1)
+            if (PhysRegsUsed[i] != -1 && PhysRegsUsed[i] != -2)
                std::cerr << "[" << RegInfo->getName(i)
                          << ",%reg" << PhysRegsUsed[i] << "] ";
           std::cerr << "\n");
 
     // Loop over the implicit uses, making sure that they are at the head of the
     // use order list, so they don't get reallocated.
-    for (const unsigned *ImplicitUses = TID.ImplicitUses;
-         *ImplicitUses; ++ImplicitUses)
-      MarkPhysRegRecentlyUsed(*ImplicitUses);
+    if (TID.ImplicitUses) {
+      for (const unsigned *ImplicitUses = TID.ImplicitUses;
+           *ImplicitUses; ++ImplicitUses)
+        MarkPhysRegRecentlyUsed(*ImplicitUses);
+    }
 
     // Get the used operands into registers.  This has the potential to spill
     // incoming values if we are out of registers.  Note that we completely
@@ -538,7 +561,7 @@ void RA::AllocateBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
     for (unsigned i = 0; i != MI->getNumOperands(); ++i) {
       MachineOperand& MO = MI->getOperand(i);
       // here we are looking for only used operands (never def&use)
-      if (!MO.isDef() && MO.isRegister() && MO.getReg() &&
+      if (MO.isRegister() && !MO.isDef() && MO.getReg() &&
           MRegisterInfo::isVirtualRegister(MO.getReg()))
         MI = reloadVirtReg(MBB, MI, i);
     }
@@ -557,6 +580,9 @@ void RA::AllocateBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
         unsigned &PhysRegSlot = getVirt2PhysRegMapSlot(VirtReg);
         PhysReg = PhysRegSlot;
         PhysRegSlot = 0;
+      } else if (PhysRegsUsed[PhysReg] == -2) {
+        // Unallocatable register dead, ignore.
+        continue;
       }
 
       if (PhysReg) {
@@ -570,36 +596,49 @@ void RA::AllocateBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
     // are defined, and marking explicit destinations in the PhysRegsUsed map.
     for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
       MachineOperand& MO = MI->getOperand(i);
-      if (MO.isDef() && MO.isRegister() && MO.getReg() &&
+      if (MO.isRegister() && MO.isDef() && MO.getReg() &&
           MRegisterInfo::isPhysicalRegister(MO.getReg())) {
         unsigned Reg = MO.getReg();
+        if (PhysRegsUsed[Reg] == -2) continue;  // Something like ESP.
+            
         PhysRegsEverUsed[Reg] = true;
         spillPhysReg(MBB, MI, Reg, true); // Spill any existing value in the reg
         PhysRegsUsed[Reg] = 0;            // It is free and reserved now
         PhysRegsUseOrder.push_back(Reg);
         for (const unsigned *AliasSet = RegInfo->getAliasSet(Reg);
              *AliasSet; ++AliasSet) {
-          PhysRegsUseOrder.push_back(*AliasSet);
-          PhysRegsUsed[*AliasSet] = 0;  // It is free and reserved now
-          PhysRegsEverUsed[*AliasSet] = true;
+          if (PhysRegsUsed[*AliasSet] != -2) {
+            PhysRegsUseOrder.push_back(*AliasSet);
+            PhysRegsUsed[*AliasSet] = 0;  // It is free and reserved now
+            PhysRegsEverUsed[*AliasSet] = true;
+          }
         }
       }
     }
 
     // Loop over the implicit defs, spilling them as well.
-    for (const unsigned *ImplicitDefs = TID.ImplicitDefs;
-         *ImplicitDefs; ++ImplicitDefs) {
-      unsigned Reg = *ImplicitDefs;
-      spillPhysReg(MBB, MI, Reg, true);
-      PhysRegsUseOrder.push_back(Reg);
-      PhysRegsUsed[Reg] = 0;            // It is free and reserved now
-      PhysRegsEverUsed[Reg] = true;
+    if (TID.ImplicitDefs) {
+      for (const unsigned *ImplicitDefs = TID.ImplicitDefs;
+           *ImplicitDefs; ++ImplicitDefs) {
+        unsigned Reg = *ImplicitDefs;
+        bool IsNonAllocatable = PhysRegsUsed[Reg] == -2;
+        if (!IsNonAllocatable) {
+          spillPhysReg(MBB, MI, Reg, true);
+          PhysRegsUseOrder.push_back(Reg);
+          PhysRegsUsed[Reg] = 0;            // It is free and reserved now
+        }
+        PhysRegsEverUsed[Reg] = true;
 
-      for (const unsigned *AliasSet = RegInfo->getAliasSet(Reg);
-           *AliasSet; ++AliasSet) {
-        PhysRegsUseOrder.push_back(*AliasSet);
-        PhysRegsUsed[*AliasSet] = 0;  // It is free and reserved now
-        PhysRegsEverUsed[*AliasSet] = true;
+        for (const unsigned *AliasSet = RegInfo->getAliasSet(Reg);
+             *AliasSet; ++AliasSet) {
+          if (PhysRegsUsed[*AliasSet] != -2) {
+            if (!IsNonAllocatable) {
+              PhysRegsUseOrder.push_back(*AliasSet);
+              PhysRegsUsed[*AliasSet] = 0;  // It is free and reserved now
+            }
+            PhysRegsEverUsed[*AliasSet] = true;
+          }
+        }
       }
     }
 
@@ -610,7 +649,7 @@ void RA::AllocateBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
     //
     for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
       MachineOperand& MO = MI->getOperand(i);
-      if (MO.isDef() && MO.isRegister() && MO.getReg() &&
+      if (MO.isRegister() && MO.isDef() && MO.getReg() &&
           MRegisterInfo::isVirtualRegister(MO.getReg())) {
         unsigned DestVirtReg = MO.getReg();
         unsigned DestPhysReg;
@@ -636,6 +675,9 @@ void RA::AllocateBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
         PhysReg = PhysRegSlot;
         assert(PhysReg != 0);
         PhysRegSlot = 0;
+      } else if (PhysRegsUsed[PhysReg] == -2) {
+        // Unallocatable register dead, ignore.
+        continue;
       }
 
       if (PhysReg) {
@@ -648,15 +690,18 @@ void RA::AllocateBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
     
     // Finally, if this is a noop copy instruction, zap it.
     unsigned SrcReg, DstReg;
-    if (TII.isMoveInstr(*MI, SrcReg, DstReg) && SrcReg == DstReg)
+    if (TII.isMoveInstr(*MI, SrcReg, DstReg) && SrcReg == DstReg) {
+      LV->removeVirtualRegistersKilled(MI);
+      LV->removeVirtualRegistersDead(MI);
       MBB.erase(MI);
+    }
   }
 
   MachineBasicBlock::iterator MI = MBB.getFirstTerminator();
 
   // Spill all physical registers holding virtual registers now.
   for (unsigned i = 0, e = RegInfo->getNumRegs(); i != e; ++i)
-    if (PhysRegsUsed[i] != -1)
+    if (PhysRegsUsed[i] != -1 && PhysRegsUsed[i] != -2)
       if (unsigned VirtReg = PhysRegsUsed[i])
         spillVirtReg(MBB, MI, VirtReg, i);
       else
@@ -695,6 +740,16 @@ bool RA::runOnMachineFunction(MachineFunction &Fn) {
   Fn.setUsedPhysRegs(PhysRegsEverUsed);
 
   PhysRegsUsed.assign(RegInfo->getNumRegs(), -1);
+  
+  // At various places we want to efficiently check to see whether a register
+  // is allocatable.  To handle this, we mark all unallocatable registers as
+  // being pinned down, permanently.
+  {
+    std::vector<bool> Allocable = RegInfo->getAllocatableSet(Fn);
+    for (unsigned i = 0, e = Allocable.size(); i != e; ++i)
+      if (!Allocable[i])
+        PhysRegsUsed[i] = -2;  // Mark the reg unallocable.
+  }
 
   // initialize the virtual->physical register map to have a 'null'
   // mapping for all virtual registers