contrib/llvm/lib/CodeGen/LivePhysRegs.cpp

   1 //===--- LivePhysRegs.cpp - Live Physical Register Set --------------------===//
   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 // This file implements the LivePhysRegs utility for tracking liveness of
  11 // physical registers across machine instructions in forward or backward order.
  12 // A more detailed description can be found in the corresponding header file.
  13 //
  14 //===----------------------------------------------------------------------===//
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  16 #include "llvm/CodeGen/LivePhysRegs.h"
  17 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  18 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
  19 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBundle.h"
  20 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  21 #include "llvm/Support/Debug.h"
  22 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  23 using namespace llvm;
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  26 /// \brief Remove all registers from the set that get clobbered by the register
  27 /// mask.
  28 /// The clobbers set will be the list of live registers clobbered
  29 /// by the regmask.
  30 void LivePhysRegs::removeRegsInMask(const MachineOperand &MO,
  31         SmallVectorImpl<std::pair<unsigned, const MachineOperand*>> *Clobbers) {
  32   SparseSet<unsigned>::iterator LRI = LiveRegs.begin();
  33   while (LRI != LiveRegs.end()) {
  34     if (MO.clobbersPhysReg(*LRI)) {
  35       if (Clobbers)
  36         Clobbers->push_back(std::make_pair(*LRI, &MO));
  37       LRI = LiveRegs.erase(LRI);
  38     } else
  39       ++LRI;
  40   }
  41 }
  42
  43 /// Simulates liveness when stepping backwards over an instruction(bundle):
  44 /// Remove Defs, add uses. This is the recommended way of calculating liveness.
  45 void LivePhysRegs::stepBackward(const MachineInstr &MI) {
  46   // Remove defined registers and regmask kills from the set.
  47   for (ConstMIBundleOperands O(MI); O.isValid(); ++O) {
  48     if (O->isReg()) {
  49       if (!O->isDef())
  50         continue;
  51       unsigned Reg = O->getReg();
  52       if (!TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Reg))
  53         continue;
  54       removeReg(Reg);
  55     } else if (O->isRegMask())
  56       removeRegsInMask(*O, nullptr);
  57   }
  58
  59   // Add uses to the set.
  60   for (ConstMIBundleOperands O(MI); O.isValid(); ++O) {
  61     if (!O->isReg() || !O->readsReg())
  62       continue;
  63     unsigned Reg = O->getReg();
  64     if (!TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Reg))
  65       continue;
  66     addReg(Reg);
  67   }
  68 }
  69
  70 /// Simulates liveness when stepping forward over an instruction(bundle): Remove
  71 /// killed-uses, add defs. This is the not recommended way, because it depends
  72 /// on accurate kill flags. If possible use stepBackward() instead of this
  73 /// function.
  74 void LivePhysRegs::stepForward(const MachineInstr &MI,
  75         SmallVectorImpl<std::pair<unsigned, const MachineOperand*>> &Clobbers) {
  76   // Remove killed registers from the set.
  77   for (ConstMIBundleOperands O(MI); O.isValid(); ++O) {
  78     if (O->isReg()) {
  79       unsigned Reg = O->getReg();
  80       if (!TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Reg))
  81         continue;
  82       if (O->isDef()) {
  83         // Note, dead defs are still recorded.  The caller should decide how to
  84         // handle them.
  85         Clobbers.push_back(std::make_pair(Reg, &*O));
  86       } else {
  87         if (!O->isKill())
  88           continue;
  89         assert(O->isUse());
  90         removeReg(Reg);
  91       }
  92     } else if (O->isRegMask())
  93       removeRegsInMask(*O, &Clobbers);
  94   }
  95
  96   // Add defs to the set.
  97   for (auto Reg : Clobbers) {
  98     // Skip dead defs.  They shouldn't be added to the set.
  99     if (Reg.second->isReg() && Reg.second->isDead())
 100       continue;
 101     addReg(Reg.first);
 102   }
 103 }
 104
 105 /// Prin the currently live registers to OS.
 106 void LivePhysRegs::print(raw_ostream &OS) const {
 107   OS << "Live Registers:";
 108   if (!TRI) {
 109     OS << " (uninitialized)\n";
 110     return;
 111   }
 112
 113   if (empty()) {
 114     OS << " (empty)\n";
 115     return;
 116   }
 117
 118   for (const_iterator I = begin(), E = end(); I != E; ++I)
 119     OS << " " << PrintReg(*I, TRI);
 120   OS << "\n";
 121 }
 122
 123 /// Dumps the currently live registers to the debug output.
 124 LLVM_DUMP_METHOD void LivePhysRegs::dump() const {
 125 #if !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
 126   dbgs() << "  " << *this;
 127 #endif
 128 }
 129
 130 bool LivePhysRegs::available(const MachineRegisterInfo &MRI,
 131                              unsigned Reg) const {
 132   if (LiveRegs.count(Reg))
 133     return false;
 134   if (MRI.isReserved(Reg))
 135     return false;
 136   for (MCRegAliasIterator R(Reg, TRI, false); R.isValid(); ++R) {
 137     if (LiveRegs.count(*R))
 138       return false;
 139   }
 140   return true;
 141 }
 142
 143 /// Add live-in registers of basic block \p MBB to \p LiveRegs.
 144 void LivePhysRegs::addBlockLiveIns(const MachineBasicBlock &MBB) {
 145   for (const auto &LI : MBB.liveins()) {
 146     MCSubRegIndexIterator S(LI.PhysReg, TRI);
 147     if (LI.LaneMask.all() || (LI.LaneMask.any() && !S.isValid())) {
 148       addReg(LI.PhysReg);
 149       continue;
 150     }
 151     for (; S.isValid(); ++S) {
 152       unsigned SI = S.getSubRegIndex();
 153       if ((LI.LaneMask & TRI->getSubRegIndexLaneMask(SI)).any())
 154         addReg(S.getSubReg());
 155     }
 156   }
 157 }
 158
 159 /// Add pristine registers to the given \p LiveRegs. This function removes
 160 /// actually saved callee save registers when \p InPrologueEpilogue is false.
 161 static void addPristines(LivePhysRegs &LiveRegs, const MachineFunction &MF,
 162                          const MachineFrameInfo &MFI,
 163                          const TargetRegisterInfo &TRI) {
 164   for (const MCPhysReg *CSR = TRI.getCalleeSavedRegs(&MF); CSR && *CSR; ++CSR)
 165     LiveRegs.addReg(*CSR);
 166   for (const CalleeSavedInfo &Info : MFI.getCalleeSavedInfo())
 167     LiveRegs.removeReg(Info.getReg());
 168 }
 169
 170 void LivePhysRegs::addLiveOutsNoPristines(const MachineBasicBlock &MBB) {
 171   // To get the live-outs we simply merge the live-ins of all successors.
 172   for (const MachineBasicBlock *Succ : MBB.successors())
 173     addBlockLiveIns(*Succ);
 174 }
 175
 176 void LivePhysRegs::addLiveOuts(const MachineBasicBlock &MBB) {
 177   const MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
 178   const MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
 179   if (MFI.isCalleeSavedInfoValid()) {
 180     if (MBB.isReturnBlock()) {
 181       // The return block has no successors whose live-ins we could merge
 182       // below. So instead we add the callee saved registers manually.
 183       for (const MCPhysReg *I = TRI->getCalleeSavedRegs(&MF); *I; ++I)
 184         addReg(*I);
 185     } else {
 186       addPristines(*this, MF, MFI, *TRI);
 187     }
 188   }
 189
 190   addLiveOutsNoPristines(MBB);
 191 }
 192
 193 void LivePhysRegs::addLiveIns(const MachineBasicBlock &MBB) {
 194   const MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
 195   const MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
 196   if (MFI.isCalleeSavedInfoValid())
 197     addPristines(*this, MF, MFI, *TRI);
 198   addBlockLiveIns(MBB);
 199 }
 200
 201 void llvm::computeLiveIns(LivePhysRegs &LiveRegs, const TargetRegisterInfo &TRI,
 202                           MachineBasicBlock &MBB) {
 203   assert(MBB.livein_empty());
 204   LiveRegs.init(TRI);
 205   LiveRegs.addLiveOutsNoPristines(MBB);
 206   for (MachineInstr &MI : make_range(MBB.rbegin(), MBB.rend()))
 207     LiveRegs.stepBackward(MI);
 208
 209   for (unsigned Reg : LiveRegs) {
 210     // Skip the register if we are about to add one of its super registers.
 211     bool ContainsSuperReg = false;
 212     for (MCSuperRegIterator SReg(Reg, &TRI); SReg.isValid(); ++SReg) {
 213       if (LiveRegs.contains(*SReg)) {
 214         ContainsSuperReg = true;
 215         break;
 216       }
 217     }
 218     if (ContainsSuperReg)
 219       continue;
 220     MBB.addLiveIn(Reg);
 221   }
 222 }