Allow targets to select source order pre-RA scheduler.
[oota-llvm.git] / utils / TableGen / CodeGenRegisters.cpp
index 6b877826f46c50c91a1df353afdae5c6ccbda855..e0239912dc26e95004001fdd57f19d83f2b1d981 100644 (file)
@@ -14,7 +14,9 @@
 
 #include "CodeGenRegisters.h"
 #include "CodeGenTarget.h"
+#include "llvm/TableGen/Error.h"
 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
+#include "llvm/ADT/STLExtras.h"
 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
 
 using namespace llvm;
@@ -150,12 +152,111 @@ CodeGenRegister::addSubRegsPreOrder(SetVector<CodeGenRegister*> &OSet) const {
   }
 }
 
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+//                               RegisterTuples
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+
+// A RegisterTuples def is used to generate pseudo-registers from lists of
+// sub-registers. We provide a SetTheory expander class that returns the new
+// registers.
+namespace {
+struct TupleExpander : SetTheory::Expander {
+  void expand(SetTheory &ST, Record *Def, SetTheory::RecSet &Elts) {
+    std::vector<Record*> Indices = Def->getValueAsListOfDefs("SubRegIndices");
+    unsigned Dim = Indices.size();
+    ListInit *SubRegs = Def->getValueAsListInit("SubRegs");
+    if (Dim != SubRegs->getSize())
+      throw TGError(Def->getLoc(), "SubRegIndices and SubRegs size mismatch");
+    if (Dim < 2)
+      throw TGError(Def->getLoc(), "Tuples must have at least 2 sub-registers");
+
+    // Evaluate the sub-register lists to be zipped.
+    unsigned Length = ~0u;
+    SmallVector<SetTheory::RecSet, 4> Lists(Dim);
+    for (unsigned i = 0; i != Dim; ++i) {
+      ST.evaluate(SubRegs->getElement(i), Lists[i]);
+      Length = std::min(Length, unsigned(Lists[i].size()));
+    }
+
+    if (Length == 0)
+      return;
+
+    // Precompute some types.
+    Record *RegisterCl = Def->getRecords().getClass("Register");
+    RecTy *RegisterRecTy = RecordRecTy::get(RegisterCl);
+    StringInit *BlankName = StringInit::get("");
+
+    // Zip them up.
+    for (unsigned n = 0; n != Length; ++n) {
+      std::string Name;
+      Record *Proto = Lists[0][n];
+      std::vector<Init*> Tuple;
+      unsigned CostPerUse = 0;
+      for (unsigned i = 0; i != Dim; ++i) {
+        Record *Reg = Lists[i][n];
+        if (i) Name += '_';
+        Name += Reg->getName();
+        Tuple.push_back(DefInit::get(Reg));
+        CostPerUse = std::max(CostPerUse,
+                              unsigned(Reg->getValueAsInt("CostPerUse")));
+      }
+
+      // Create a new Record representing the synthesized register. This record
+      // is only for consumption by CodeGenRegister, it is not added to the
+      // RecordKeeper.
+      Record *NewReg = new Record(Name, Def->getLoc(), Def->getRecords());
+      Elts.insert(NewReg);
+
+      // Copy Proto super-classes.
+      for (unsigned i = 0, e = Proto->getSuperClasses().size(); i != e; ++i)
+        NewReg->addSuperClass(Proto->getSuperClasses()[i]);
+
+      // Copy Proto fields.
+      for (unsigned i = 0, e = Proto->getValues().size(); i != e; ++i) {
+        RecordVal RV = Proto->getValues()[i];
+
+        // Replace the sub-register list with Tuple.
+        if (RV.getName() == "SubRegs")
+          RV.setValue(ListInit::get(Tuple, RegisterRecTy));
+
+        // Provide a blank AsmName. MC hacks are required anyway.
+        if (RV.getName() == "AsmName")
+          RV.setValue(BlankName);
+
+        // CostPerUse is aggregated from all Tuple members.
+        if (RV.getName() == "CostPerUse")
+          RV.setValue(IntInit::get(CostPerUse));
+
+        // Copy fields from the RegisterTuples def.
+        if (RV.getName() == "SubRegIndices" ||
+            RV.getName() == "CompositeIndices") {
+          NewReg->addValue(*Def->getValue(RV.getName()));
+          continue;
+        }
+
+        // Some fields get their default uninitialized value.
+        if (RV.getName() == "DwarfNumbers" ||
+            RV.getName() == "DwarfAlias" ||
+            RV.getName() == "Aliases") {
+          if (const RecordVal *DefRV = RegisterCl->getValue(RV.getName()))
+            NewReg->addValue(*DefRV);
+          continue;
+        }
+
+        // Everything else is copied from Proto.
+        NewReg->addValue(RV);
+      }
+    }
+  }
+};
+}
+
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //                            CodeGenRegisterClass
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 CodeGenRegisterClass::CodeGenRegisterClass(CodeGenRegBank &RegBank, Record *R)
-  : TheDef(R) {
+  : TheDef(R), Name(R->getName()), EnumValue(-1) {
   // Rename anonymous register classes.
   if (R->getName().size() > 9 && R->getName()[9] == '.') {
     static unsigned AnonCounter = 0;
@@ -172,18 +273,22 @@ CodeGenRegisterClass::CodeGenRegisterClass(CodeGenRegBank &RegBank, Record *R)
   }
   assert(!VTs.empty() && "RegisterClass must contain at least one ValueType!");
 
+  // Allocation order 0 is the full set. AltOrders provides others.
+  const SetTheory::RecVec *Elements = RegBank.getSets().expand(R);
+  ListInit *AltOrders = R->getValueAsListInit("AltOrders");
+  Orders.resize(1 + AltOrders->size());
+
   // Default allocation order always contains all registers.
-  Elements = RegBank.getSets().expand(R);
-  for (unsigned i = 0, e = Elements->size(); i != e; ++i)
+  for (unsigned i = 0, e = Elements->size(); i != e; ++i) {
+    Orders[0].push_back((*Elements)[i]);
     Members.insert(RegBank.getReg((*Elements)[i]));
+  }
 
   // Alternative allocation orders may be subsets.
-  ListInit *Alts = R->getValueAsListInit("AltOrders");
-  AltOrders.resize(Alts->size());
   SetTheory::RecSet Order;
-  for (unsigned i = 0, e = Alts->size(); i != e; ++i) {
-    RegBank.getSets().evaluate(Alts->getElement(i), Order);
-    AltOrders[i].append(Order.begin(), Order.end());
+  for (unsigned i = 0, e = AltOrders->size(); i != e; ++i) {
+    RegBank.getSets().evaluate(AltOrders->getElement(i), Order);
+    Orders[1 + i].append(Order.begin(), Order.end());
     // Verify that all altorder members are regclass members.
     while (!Order.empty()) {
       CodeGenRegister *Reg = RegBank.getReg(Order.back());
@@ -225,15 +330,74 @@ CodeGenRegisterClass::CodeGenRegisterClass(CodeGenRegBank &RegBank, Record *R)
   SpillAlignment = R->getValueAsInt("Alignment");
   CopyCost = R->getValueAsInt("CopyCost");
   Allocatable = R->getValueAsBit("isAllocatable");
-  MethodBodies = R->getValueAsCode("MethodBodies");
-  MethodProtos = R->getValueAsCode("MethodProtos");
   AltOrderSelect = R->getValueAsCode("AltOrderSelect");
 }
 
+// Create an inferred register class that was missing from the .td files.
+// Most properties will be inherited from the closest super-class after the
+// class structure has been computed.
+CodeGenRegisterClass::CodeGenRegisterClass(StringRef Name, Key Props)
+  : Members(*Props.Members),
+    TheDef(0),
+    Name(Name),
+    EnumValue(-1),
+    SpillSize(Props.SpillSize),
+    SpillAlignment(Props.SpillAlignment),
+    CopyCost(0),
+    Allocatable(true) {
+}
+
+// Compute inherited propertied for a synthesized register class.
+void CodeGenRegisterClass::inheritProperties(CodeGenRegBank &RegBank) {
+  assert(!getDef() && "Only synthesized classes can inherit properties");
+  assert(!SuperClasses.empty() && "Synthesized class without super class");
+
+  // The last super-class is the smallest one.
+  CodeGenRegisterClass &Super = *SuperClasses.back();
+
+  // Most properties are copied directly.
+  // Exceptions are members, size, and alignment
+  Namespace = Super.Namespace;
+  VTs = Super.VTs;
+  CopyCost = Super.CopyCost;
+  Allocatable = Super.Allocatable;
+  AltOrderSelect = Super.AltOrderSelect;
+
+  // Copy all allocation orders, filter out foreign registers from the larger
+  // super-class.
+  Orders.resize(Super.Orders.size());
+  for (unsigned i = 0, ie = Super.Orders.size(); i != ie; ++i)
+    for (unsigned j = 0, je = Super.Orders[i].size(); j != je; ++j)
+      if (contains(RegBank.getReg(Super.Orders[i][j])))
+        Orders[i].push_back(Super.Orders[i][j]);
+}
+
 bool CodeGenRegisterClass::contains(const CodeGenRegister *Reg) const {
   return Members.count(Reg);
 }
 
+namespace llvm {
+  raw_ostream &operator<<(raw_ostream &OS, const CodeGenRegisterClass::Key &K) {
+    OS << "{ S=" << K.SpillSize << ", A=" << K.SpillAlignment;
+    for (CodeGenRegister::Set::const_iterator I = K.Members->begin(),
+         E = K.Members->end(); I != E; ++I)
+      OS << ", " << (*I)->getName();
+    return OS << " }";
+  }
+}
+
+// This is a simple lexicographical order that can be used to search for sets.
+// It is not the same as the topological order provided by TopoOrderRC.
+bool CodeGenRegisterClass::Key::
+operator<(const CodeGenRegisterClass::Key &B) const {
+  assert(Members && B.Members);
+  if (*Members != *B.Members)
+    return *Members < *B.Members;
+  if (SpillSize != B.SpillSize)
+    return SpillSize < B.SpillSize;
+  return SpillAlignment < B.SpillAlignment;
+}
+
 // Returns true if RC is a strict subclass.
 // RC is a sub-class of this class if it is a valid replacement for any
 // instruction operand where a register of this classis required. It must
@@ -243,24 +407,123 @@ bool CodeGenRegisterClass::contains(const CodeGenRegister *Reg) const {
 // 2. The RC spill size must not be smaller than our spill size.
 // 3. RC spill alignment must be compatible with ours.
 //
-bool CodeGenRegisterClass::hasSubClass(const CodeGenRegisterClass *RC) const {
-  return SpillAlignment && RC->SpillAlignment % SpillAlignment == 0 &&
-    SpillSize <= RC->SpillSize &&
-    std::includes(Members.begin(), Members.end(),
-                  RC->Members.begin(), RC->Members.end());
+static bool testSubClass(const CodeGenRegisterClass *A,
+                         const CodeGenRegisterClass *B) {
+  return A->SpillAlignment && B->SpillAlignment % A->SpillAlignment == 0 &&
+    A->SpillSize <= B->SpillSize &&
+    std::includes(A->getMembers().begin(), A->getMembers().end(),
+                  B->getMembers().begin(), B->getMembers().end(),
+                  CodeGenRegister::Less());
 }
 
-const std::string &CodeGenRegisterClass::getName() const {
-  return TheDef->getName();
+/// Sorting predicate for register classes.  This provides a topological
+/// ordering that arranges all register classes before their sub-classes.
+///
+/// Register classes with the same registers, spill size, and alignment form a
+/// clique.  They will be ordered alphabetically.
+///
+static int TopoOrderRC(const void *PA, const void *PB) {
+  const CodeGenRegisterClass *A = *(const CodeGenRegisterClass* const*)PA;
+  const CodeGenRegisterClass *B = *(const CodeGenRegisterClass* const*)PB;
+  if (A == B)
+    return 0;
+
+  // Order by descending set size.  Note that the classes' allocation order may
+  // not have been computed yet.  The Members set is always vaild.
+  if (A->getMembers().size() > B->getMembers().size())
+    return -1;
+  if (A->getMembers().size() < B->getMembers().size())
+    return 1;
+
+  // Order by ascending spill size.
+  if (A->SpillSize < B->SpillSize)
+    return -1;
+  if (A->SpillSize > B->SpillSize)
+    return 1;
+
+  // Order by ascending spill alignment.
+  if (A->SpillAlignment < B->SpillAlignment)
+    return -1;
+  if (A->SpillAlignment > B->SpillAlignment)
+    return 1;
+
+  // Finally order by name as a tie breaker.
+  return A->getName() < B->getName();
+}
+
+std::string CodeGenRegisterClass::getQualifiedName() const {
+  if (Namespace.empty())
+    return getName();
+  else
+    return Namespace + "::" + getName();
 }
 
+// Compute sub-classes of all register classes.
+// Assume the classes are ordered topologically.
+void CodeGenRegisterClass::computeSubClasses(CodeGenRegBank &RegBank) {
+  ArrayRef<CodeGenRegisterClass*> RegClasses = RegBank.getRegClasses();
+
+  // Visit backwards so sub-classes are seen first.
+  for (unsigned rci = RegClasses.size(); rci; --rci) {
+    CodeGenRegisterClass &RC = *RegClasses[rci - 1];
+    RC.SubClasses.resize(RegClasses.size());
+    RC.SubClasses.set(RC.EnumValue);
+
+    // Normally, all subclasses have IDs >= rci, unless RC is part of a clique.
+    for (unsigned s = rci; s != RegClasses.size(); ++s) {
+      if (RC.SubClasses.test(s))
+        continue;
+      CodeGenRegisterClass *SubRC = RegClasses[s];
+      if (!testSubClass(&RC, SubRC))
+        continue;
+      // SubRC is a sub-class. Grap all its sub-classes so we won't have to
+      // check them again.
+      RC.SubClasses |= SubRC->SubClasses;
+    }
+
+    // Sweep up missed clique members.  They will be immediately preceeding RC.
+    for (unsigned s = rci - 1; s && testSubClass(&RC, RegClasses[s - 1]); --s)
+      RC.SubClasses.set(s - 1);
+  }
+
+  // Compute the SuperClasses lists from the SubClasses vectors.
+  for (unsigned rci = 0; rci != RegClasses.size(); ++rci) {
+    const BitVector &SC = RegClasses[rci]->getSubClasses();
+    for (int s = SC.find_first(); s >= 0; s = SC.find_next(s)) {
+      if (unsigned(s) == rci)
+        continue;
+      RegClasses[s]->SuperClasses.push_back(RegClasses[rci]);
+    }
+  }
+
+  // With the class hierarchy in place, let synthesized register classes inherit
+  // properties from their closest super-class. The iteration order here can
+  // propagate properties down multiple levels.
+  for (unsigned rci = 0; rci != RegClasses.size(); ++rci)
+    if (!RegClasses[rci]->getDef())
+      RegClasses[rci]->inheritProperties(RegBank);
+}
+
+void
+CodeGenRegisterClass::getSuperRegClasses(Record *SubIdx, BitVector &Out) const {
+  DenseMap<Record*, SmallPtrSet<CodeGenRegisterClass*, 8> >::const_iterator
+    FindI = SuperRegClasses.find(SubIdx);
+  if (FindI == SuperRegClasses.end())
+    return;
+  for (SmallPtrSet<CodeGenRegisterClass*, 8>::const_iterator I =
+       FindI->second.begin(), E = FindI->second.end(); I != E; ++I)
+    Out.set((*I)->EnumValue);
+}
+
+
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //                               CodeGenRegBank
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 CodeGenRegBank::CodeGenRegBank(RecordKeeper &Records) : Records(Records) {
-  // Configure register Sets to understand register classes.
+  // Configure register Sets to understand register classes and tuples.
   Sets.addFieldExpander("RegisterClass", "MemberList");
+  Sets.addExpander("RegisterTuples", new TupleExpander());
 
   // Read in the user-defined (named) sub-register indices.
   // More indices will be synthesized later.
@@ -274,34 +537,81 @@ CodeGenRegBank::CodeGenRegBank(RecordKeeper &Records) : Records(Records) {
   Registers.reserve(Regs.size());
   // Assign the enumeration values.
   for (unsigned i = 0, e = Regs.size(); i != e; ++i)
-    Registers.push_back(CodeGenRegister(Regs[i], i + 1));
+    getReg(Regs[i]);
+
+  // Expand tuples and number the new registers.
+  std::vector<Record*> Tups =
+    Records.getAllDerivedDefinitions("RegisterTuples");
+  for (unsigned i = 0, e = Tups.size(); i != e; ++i) {
+    const std::vector<Record*> *TupRegs = Sets.expand(Tups[i]);
+    for (unsigned j = 0, je = TupRegs->size(); j != je; ++j)
+      getReg((*TupRegs)[j]);
+  }
+
+  // Precompute all sub-register maps now all the registers are known.
+  // This will create Composite entries for all inferred sub-register indices.
+  for (unsigned i = 0, e = Registers.size(); i != e; ++i)
+    Registers[i]->getSubRegs(*this);
 
   // Read in register class definitions.
   std::vector<Record*> RCs = Records.getAllDerivedDefinitions("RegisterClass");
   if (RCs.empty())
     throw std::string("No 'RegisterClass' subclasses defined!");
 
+  // Allocate user-defined register classes.
   RegClasses.reserve(RCs.size());
   for (unsigned i = 0, e = RCs.size(); i != e; ++i)
-    RegClasses.push_back(CodeGenRegisterClass(*this, RCs[i]));
+    addToMaps(new CodeGenRegisterClass(*this, RCs[i]));
+
+  // Infer missing classes to create a full algebra.
+  computeInferredRegisterClasses();
+
+  // Order register classes topologically and assign enum values.
+  array_pod_sort(RegClasses.begin(), RegClasses.end(), TopoOrderRC);
+  for (unsigned i = 0, e = RegClasses.size(); i != e; ++i)
+    RegClasses[i]->EnumValue = i;
+  CodeGenRegisterClass::computeSubClasses(*this);
 }
 
 CodeGenRegister *CodeGenRegBank::getReg(Record *Def) {
-  if (Def2Reg.empty())
-    for (unsigned i = 0, e = Registers.size(); i != e; ++i)
-      Def2Reg[Registers[i].TheDef] = &Registers[i];
-
-  if (CodeGenRegister *Reg = Def2Reg[Def])
+  CodeGenRegister *&Reg = Def2Reg[Def];
+  if (Reg)
     return Reg;
+  Reg = new CodeGenRegister(Def, Registers.size() + 1);
+  Registers.push_back(Reg);
+  return Reg;
+}
+
+void CodeGenRegBank::addToMaps(CodeGenRegisterClass *RC) {
+  RegClasses.push_back(RC);
 
-  throw TGError(Def->getLoc(), "Not a known Register!");
+  if (Record *Def = RC->getDef())
+    Def2RC.insert(std::make_pair(Def, RC));
+
+  // Duplicate classes are rejected by insert().
+  // That's OK, we only care about the properties handled by CGRC::Key.
+  CodeGenRegisterClass::Key K(*RC);
+  Key2RC.insert(std::make_pair(K, RC));
 }
 
-CodeGenRegisterClass *CodeGenRegBank::getRegClass(Record *Def) {
-  if (Def2RC.empty())
-    for (unsigned i = 0, e = RegClasses.size(); i != e; ++i)
-      Def2RC[RegClasses[i].TheDef] = &RegClasses[i];
+// Create a synthetic sub-class if it is missing.
+CodeGenRegisterClass*
+CodeGenRegBank::getOrCreateSubClass(const CodeGenRegisterClass *RC,
+                                    const CodeGenRegister::Set *Members,
+                                    StringRef Name) {
+  // Synthetic sub-class has the same size and alignment as RC.
+  CodeGenRegisterClass::Key K(Members, RC->SpillSize, RC->SpillAlignment);
+  RCKeyMap::const_iterator FoundI = Key2RC.find(K);
+  if (FoundI != Key2RC.end())
+    return FoundI->second;
+
+  // Sub-class doesn't exist, create a new one.
+  CodeGenRegisterClass *NewRC = new CodeGenRegisterClass(Name, K);
+  addToMaps(NewRC);
+  return NewRC;
+}
 
+CodeGenRegisterClass *CodeGenRegBank::getRegClass(Record *Def) {
   if (CodeGenRegisterClass *RC = Def2RC[Def])
     return RC;
 
@@ -318,7 +628,6 @@ Record *CodeGenRegBank::getCompositeSubRegIndex(Record *A, Record *B,
   // None exists, synthesize one.
   std::string Name = A->getName() + "_then_" + B->getName();
   Comp = new Record(Name, SMLoc(), Records);
-  Records.addDef(Comp);
   SubRegIndices.push_back(Comp);
   return Comp;
 }
@@ -331,13 +640,8 @@ unsigned CodeGenRegBank::getSubRegIndexNo(Record *idx) {
 }
 
 void CodeGenRegBank::computeComposites() {
-  // Precompute all sub-register maps. This will create Composite entries for
-  // all inferred sub-register indices.
-  for (unsigned i = 0, e = Registers.size(); i != e; ++i)
-    Registers[i].getSubRegs(*this);
-
   for (unsigned i = 0, e = Registers.size(); i != e; ++i) {
-    CodeGenRegister *Reg1 = &Registers[i];
+    CodeGenRegister *Reg1 = Registers[i];
     const CodeGenRegister::SubRegMap &SRM1 = Reg1->getSubRegs();
     for (CodeGenRegister::SubRegMap::const_iterator i1 = SRM1.begin(),
          e1 = SRM1.end(); i1 != e1; ++i1) {
@@ -423,7 +727,7 @@ computeOverlaps(std::map<const CodeGenRegister*, CodeGenRegister::Set> &Map) {
 
   // Collect overlaps that don't follow from rule 2.
   for (unsigned i = 0, e = Registers.size(); i != e; ++i) {
-    CodeGenRegister *Reg = &Registers[i];
+    CodeGenRegister *Reg = Registers[i];
     CodeGenRegister::Set &Overlaps = Map[Reg];
 
     // Reg overlaps itself.
@@ -449,7 +753,7 @@ computeOverlaps(std::map<const CodeGenRegister*, CodeGenRegister::Set> &Map) {
 
   // Apply rule 2. and inherit all sub-register overlaps.
   for (unsigned i = 0, e = Registers.size(); i != e; ++i) {
-    CodeGenRegister *Reg = &Registers[i];
+    CodeGenRegister *Reg = Registers[i];
     CodeGenRegister::Set &Overlaps = Map[Reg];
     const CodeGenRegister::SubRegMap &SRM = Reg->getSubRegs();
     for (CodeGenRegister::SubRegMap::const_iterator i2 = SRM.begin(),
@@ -464,6 +768,180 @@ void CodeGenRegBank::computeDerivedInfo() {
   computeComposites();
 }
 
+//
+// Synthesize missing register class intersections.
+//
+// Make sure that sub-classes of RC exists such that getCommonSubClass(RC, X)
+// returns a maximal register class for all X.
+//
+void CodeGenRegBank::inferCommonSubClass(CodeGenRegisterClass *RC) {
+  for (unsigned rci = 0, rce = RegClasses.size(); rci != rce; ++rci) {
+    CodeGenRegisterClass *RC1 = RC;
+    CodeGenRegisterClass *RC2 = RegClasses[rci];
+    if (RC1 == RC2)
+      continue;
+
+    // Compute the set intersection of RC1 and RC2.
+    const CodeGenRegister::Set &Memb1 = RC1->getMembers();
+    const CodeGenRegister::Set &Memb2 = RC2->getMembers();
+    CodeGenRegister::Set Intersection;
+    std::set_intersection(Memb1.begin(), Memb1.end(),
+                          Memb2.begin(), Memb2.end(),
+                          std::inserter(Intersection, Intersection.begin()),
+                          CodeGenRegister::Less());
+
+    // Skip disjoint class pairs.
+    if (Intersection.empty())
+      continue;
+
+    // If RC1 and RC2 have different spill sizes or alignments, use the
+    // larger size for sub-classing.  If they are equal, prefer RC1.
+    if (RC2->SpillSize > RC1->SpillSize ||
+        (RC2->SpillSize == RC1->SpillSize &&
+         RC2->SpillAlignment > RC1->SpillAlignment))
+      std::swap(RC1, RC2);
+
+    getOrCreateSubClass(RC1, &Intersection,
+                        RC1->getName() + "_and_" + RC2->getName());
+  }
+}
+
+//
+// Synthesize missing sub-classes for getSubClassWithSubReg().
+//
+// Make sure that the set of registers in RC with a given SubIdx sub-register
+// form a register class.  Update RC->SubClassWithSubReg.
+//
+void CodeGenRegBank::inferSubClassWithSubReg(CodeGenRegisterClass *RC) {
+  // Map SubRegIndex to set of registers in RC supporting that SubRegIndex.
+  typedef std::map<Record*, CodeGenRegister::Set, LessRecord> SubReg2SetMap;
+
+  // Compute the set of registers supporting each SubRegIndex.
+  SubReg2SetMap SRSets;
+  for (CodeGenRegister::Set::const_iterator RI = RC->getMembers().begin(),
+       RE = RC->getMembers().end(); RI != RE; ++RI) {
+    const CodeGenRegister::SubRegMap &SRM = (*RI)->getSubRegs();
+    for (CodeGenRegister::SubRegMap::const_iterator I = SRM.begin(),
+         E = SRM.end(); I != E; ++I)
+      SRSets[I->first].insert(*RI);
+  }
+
+  // Find matching classes for all SRSets entries.  Iterate in SubRegIndex
+  // numerical order to visit synthetic indices last.
+  for (unsigned sri = 0, sre = SubRegIndices.size(); sri != sre; ++sri) {
+    Record *SubIdx = SubRegIndices[sri];
+    SubReg2SetMap::const_iterator I = SRSets.find(SubIdx);
+    // Unsupported SubRegIndex. Skip it.
+    if (I == SRSets.end())
+      continue;
+    // In most cases, all RC registers support the SubRegIndex.
+    if (I->second.size() == RC->getMembers().size()) {
+      RC->setSubClassWithSubReg(SubIdx, RC);
+      continue;
+    }
+    // This is a real subset.  See if we have a matching class.
+    CodeGenRegisterClass *SubRC =
+      getOrCreateSubClass(RC, &I->second,
+                          RC->getName() + "_with_" + I->first->getName());
+    RC->setSubClassWithSubReg(SubIdx, SubRC);
+  }
+}
+
+//
+// Synthesize missing sub-classes of RC for getMatchingSuperRegClass().
+//
+// Create sub-classes of RC such that getMatchingSuperRegClass(RC, SubIdx, X)
+// has a maximal result for any SubIdx and any X >= FirstSubRegRC.
+//
+
+void CodeGenRegBank::inferMatchingSuperRegClass(CodeGenRegisterClass *RC,
+                                                unsigned FirstSubRegRC) {
+  SmallVector<std::pair<const CodeGenRegister*,
+                        const CodeGenRegister*>, 16> SSPairs;
+
+  // Iterate in SubRegIndex numerical order to visit synthetic indices last.
+  for (unsigned sri = 0, sre = SubRegIndices.size(); sri != sre; ++sri) {
+    Record *SubIdx = SubRegIndices[sri];
+    // Skip indexes that aren't fully supported by RC's registers. This was
+    // computed by inferSubClassWithSubReg() above which should have been
+    // called first.
+    if (RC->getSubClassWithSubReg(SubIdx) != RC)
+      continue;
+
+    // Build list of (Super, Sub) pairs for this SubIdx.
+    SSPairs.clear();
+    for (CodeGenRegister::Set::const_iterator RI = RC->getMembers().begin(),
+         RE = RC->getMembers().end(); RI != RE; ++RI) {
+      const CodeGenRegister *Super = *RI;
+      const CodeGenRegister *Sub = Super->getSubRegs().find(SubIdx)->second;
+      assert(Sub && "Missing sub-register");
+      SSPairs.push_back(std::make_pair(Super, Sub));
+    }
+
+    // Iterate over sub-register class candidates.  Ignore classes created by
+    // this loop. They will never be useful.
+    for (unsigned rci = FirstSubRegRC, rce = RegClasses.size(); rci != rce;
+         ++rci) {
+      CodeGenRegisterClass *SubRC = RegClasses[rci];
+      // Compute the subset of RC that maps into SubRC.
+      CodeGenRegister::Set SubSet;
+      for (unsigned i = 0, e = SSPairs.size(); i != e; ++i)
+        if (SubRC->contains(SSPairs[i].second))
+          SubSet.insert(SSPairs[i].first);
+      if (SubSet.empty())
+        continue;
+      // RC injects completely into SubRC.
+      if (SubSet.size() == SSPairs.size()) {
+        SubRC->addSuperRegClass(SubIdx, RC);
+        continue;
+      }
+      // Only a subset of RC maps into SubRC. Make sure it is represented by a
+      // class.
+      getOrCreateSubClass(RC, &SubSet, RC->getName() +
+                          "_with_" + SubIdx->getName() +
+                          "_in_" + SubRC->getName());
+    }
+  }
+}
+
+
+//
+// Infer missing register classes.
+//
+void CodeGenRegBank::computeInferredRegisterClasses() {
+  // When this function is called, the register classes have not been sorted
+  // and assigned EnumValues yet.  That means getSubClasses(),
+  // getSuperClasses(), and hasSubClass() functions are defunct.
+  unsigned FirstNewRC = RegClasses.size();
+
+  // Visit all register classes, including the ones being added by the loop.
+  for (unsigned rci = 0; rci != RegClasses.size(); ++rci) {
+    CodeGenRegisterClass *RC = RegClasses[rci];
+
+    // Synthesize answers for getSubClassWithSubReg().
+    inferSubClassWithSubReg(RC);
+
+    // Synthesize answers for getCommonSubClass().
+    inferCommonSubClass(RC);
+
+    // Synthesize answers for getMatchingSuperRegClass().
+    inferMatchingSuperRegClass(RC);
+
+    // New register classes are created while this loop is running, and we need
+    // to visit all of them.  I  particular, inferMatchingSuperRegClass needs
+    // to match old super-register classes with sub-register classes created
+    // after inferMatchingSuperRegClass was called.  At this point,
+    // inferMatchingSuperRegClass has checked SuperRC = [0..rci] with SubRC =
+    // [0..FirstNewRC).  We need to cover SubRC = [FirstNewRC..rci].
+    if (rci + 1 == FirstNewRC) {
+      unsigned NextNewRC = RegClasses.size();
+      for (unsigned rci2 = 0; rci2 != FirstNewRC; ++rci2)
+        inferMatchingSuperRegClass(RegClasses[rci2], FirstNewRC);
+      FirstNewRC = NextNewRC;
+    }
+  }
+}
+
 /// getRegisterClassForRegister - Find the register class that contains the
 /// specified physical register.  If the register is not in a register class,
 /// return null. If the register is in multiple classes, and the classes have a
@@ -472,10 +950,10 @@ void CodeGenRegBank::computeDerivedInfo() {
 const CodeGenRegisterClass*
 CodeGenRegBank::getRegClassForRegister(Record *R) {
   const CodeGenRegister *Reg = getReg(R);
-  const std::vector<CodeGenRegisterClass> &RCs = getRegClasses();
+  ArrayRef<CodeGenRegisterClass*> RCs = getRegClasses();
   const CodeGenRegisterClass *FoundRC = 0;
   for (unsigned i = 0, e = RCs.size(); i != e; ++i) {
-    const CodeGenRegisterClass &RC = RCs[i];
+    const CodeGenRegisterClass &RC = *RCs[i];
     if (!RC.contains(Reg))
       continue;