contrib/llvm/include/llvm/CodeGen/RegisterScavenging.h

   1 //===-- RegisterScavenging.h - Machine register scavenging ------*- C++ -*-===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 /// \file
  11 /// This file declares the machine register scavenger class. It can provide
  12 /// information such as unused register at any point in a machine basic block.
  13 /// It also provides a mechanism to make registers available by evicting them
  14 /// to spill slots.
  15 //
  16 //===----------------------------------------------------------------------===//
  17
  18 #ifndef LLVM_CODEGEN_REGISTERSCAVENGING_H
  19 #define LLVM_CODEGEN_REGISTERSCAVENGING_H
  20
  21 #include "llvm/ADT/BitVector.h"
  22 #include "llvm/CodeGen/MachineBasicBlock.h"
  23 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  24
  25 namespace llvm {
  26
  27 class MachineRegisterInfo;
  28 class TargetRegisterInfo;
  29 class TargetInstrInfo;
  30 class TargetRegisterClass;
  31
  32 class RegScavenger {
  33   const TargetRegisterInfo *TRI;
  34   const TargetInstrInfo *TII;
  35   MachineRegisterInfo* MRI;
  36   MachineBasicBlock *MBB;
  37   MachineBasicBlock::iterator MBBI;
  38   unsigned NumRegUnits;
  39
  40   /// True if RegScavenger is currently tracking the liveness of registers.
  41   bool Tracking;
  42
  43   /// Information on scavenged registers (held in a spill slot).
  44   struct ScavengedInfo {
  45     ScavengedInfo(int FI = -1) : FrameIndex(FI), Reg(0), Restore(nullptr) {}
  46
  47     /// A spill slot used for scavenging a register post register allocation.
  48     int FrameIndex;
  49
  50     /// If non-zero, the specific register is currently being
  51     /// scavenged. That is, it is spilled to this scavenging stack slot.
  52     unsigned Reg;
  53
  54     /// The instruction that restores the scavenged register from stack.
  55     const MachineInstr *Restore;
  56   };
  57
  58   /// A vector of information on scavenged registers.
  59   SmallVector<ScavengedInfo, 2> Scavenged;
  60
  61   /// The current state of each reg unit immediately before MBBI.
  62   /// One bit per register unit. If bit is not set it means any
  63   /// register containing that register unit is currently being used.
  64   BitVector RegUnitsAvailable;
  65
  66   // These BitVectors are only used internally to forward(). They are members
  67   // to avoid frequent reallocations.
  68   BitVector KillRegUnits, DefRegUnits;
  69   BitVector TmpRegUnits;
  70
  71 public:
  72   RegScavenger()
  73     : MBB(nullptr), NumRegUnits(0), Tracking(false) {}
  74
  75   /// Start tracking liveness from the begin of basic block \p MBB.
  76   void enterBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB);
  77
  78   /// Move the internal MBB iterator and update register states.
  79   void forward();
  80
  81   /// Move the internal MBB iterator and update register states until
  82   /// it has processed the specific iterator.
  83   void forward(MachineBasicBlock::iterator I) {
  84     if (!Tracking && MBB->begin() != I) forward();
  85     while (MBBI != I) forward();
  86   }
  87
  88   /// Invert the behavior of forward() on the current instruction (undo the
  89   /// changes to the available registers made by forward()).
  90   void unprocess();
  91
  92   /// Unprocess instructions until you reach the provided iterator.
  93   void unprocess(MachineBasicBlock::iterator I) {
  94     while (MBBI != I) unprocess();
  95   }
  96
  97   /// Move the internal MBB iterator but do not update register states.
  98   void skipTo(MachineBasicBlock::iterator I) {
  99     if (I == MachineBasicBlock::iterator(nullptr))
 100       Tracking = false;
 101     MBBI = I;
 102   }
 103
 104   MachineBasicBlock::iterator getCurrentPosition() const { return MBBI; }
 105
 106   /// Return if a specific register is currently used.
 107   bool isRegUsed(unsigned Reg, bool includeReserved = true) const;
 108
 109   /// Return all available registers in the register class in Mask.
 110   BitVector getRegsAvailable(const TargetRegisterClass *RC);
 111
 112   /// Find an unused register of the specified register class.
 113   /// Return 0 if none is found.
 114   unsigned FindUnusedReg(const TargetRegisterClass *RegClass) const;
 115
 116   /// Add a scavenging frame index.
 117   void addScavengingFrameIndex(int FI) {
 118     Scavenged.push_back(ScavengedInfo(FI));
 119   }
 120
 121   /// Query whether a frame index is a scavenging frame index.
 122   bool isScavengingFrameIndex(int FI) const {
 123     for (SmallVectorImpl<ScavengedInfo>::const_iterator I = Scavenged.begin(),
 124          IE = Scavenged.end(); I != IE; ++I)
 125       if (I->FrameIndex == FI)
 126         return true;
 127
 128     return false;
 129   }
 130
 131   /// Get an array of scavenging frame indices.
 132   void getScavengingFrameIndices(SmallVectorImpl<int> &A) const {
 133     for (SmallVectorImpl<ScavengedInfo>::const_iterator I = Scavenged.begin(),
 134          IE = Scavenged.end(); I != IE; ++I)
 135       if (I->FrameIndex >= 0)
 136         A.push_back(I->FrameIndex);
 137   }
 138
 139   /// Make a register of the specific register class
 140   /// available and do the appropriate bookkeeping. SPAdj is the stack
 141   /// adjustment due to call frame, it's passed along to eliminateFrameIndex().
 142   /// Returns the scavenged register.
 143   unsigned scavengeRegister(const TargetRegisterClass *RegClass,
 144                             MachineBasicBlock::iterator I, int SPAdj);
 145   unsigned scavengeRegister(const TargetRegisterClass *RegClass, int SPAdj) {
 146     return scavengeRegister(RegClass, MBBI, SPAdj);
 147   }
 148
 149   /// Tell the scavenger a register is used.
 150   void setRegUsed(unsigned Reg, LaneBitmask LaneMask = ~0u);
 151 private:
 152   /// Returns true if a register is reserved. It is never "unused".
 153   bool isReserved(unsigned Reg) const { return MRI->isReserved(Reg); }
 154
 155   /// setUsed / setUnused - Mark the state of one or a number of register units.
 156   ///
 157   void setUsed(BitVector &RegUnits) {
 158     RegUnitsAvailable.reset(RegUnits);
 159   }
 160   void setUnused(BitVector &RegUnits) {
 161     RegUnitsAvailable |= RegUnits;
 162   }
 163
 164   /// Processes the current instruction and fill the KillRegUnits and
 165   /// DefRegUnits bit vectors.
 166   void determineKillsAndDefs();
 167
 168   /// Add all Reg Units that Reg contains to BV.
 169   void addRegUnits(BitVector &BV, unsigned Reg);
 170
 171   /// Return the candidate register that is unused for the longest after
 172   /// StartMI. UseMI is set to the instruction where the search stopped.
 173   ///
 174   /// No more than InstrLimit instructions are inspected.
 175   unsigned findSurvivorReg(MachineBasicBlock::iterator StartMI,
 176                            BitVector &Candidates,
 177                            unsigned InstrLimit,
 178                            MachineBasicBlock::iterator &UseMI);
 179
 180   /// Allow resetting register state info for multiple
 181   /// passes over/within the same function.
 182   void initRegState();
 183 };
 184
 185 } // End llvm namespace
 186
 187 #endif