]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm/lib/CodeGen/LiveRangeCalc.h
Update our devicetree to 4.19 for arm and arm64
[FreeBSD/FreeBSD.git] / contrib / llvm / lib / CodeGen / LiveRangeCalc.h
1 //===- LiveRangeCalc.h - Calculate live ranges ------------------*- 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 // The LiveRangeCalc class can be used to compute live ranges from scratch.  It
11 // caches information about values in the CFG to speed up repeated operations
12 // on the same live range.  The cache can be shared by non-overlapping live
13 // ranges.  SplitKit uses that when computing the live range of split products.
14 //
15 // A low-level interface is available to clients that know where a variable is
16 // live, but don't know which value it has as every point.  LiveRangeCalc will
17 // propagate values down the dominator tree, and even insert PHI-defs where
18 // needed.  SplitKit uses this faster interface when possible.
19 //
20 //===----------------------------------------------------------------------===//
21
22 #ifndef LLVM_LIB_CODEGEN_LIVERANGECALC_H
23 #define LLVM_LIB_CODEGEN_LIVERANGECALC_H
24
25 #include "llvm/ADT/ArrayRef.h"
26 #include "llvm/ADT/BitVector.h"
27 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
28 #include "llvm/ADT/IndexedMap.h"
29 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
30 #include "llvm/CodeGen/LiveInterval.h"
31 #include "llvm/CodeGen/MachineBasicBlock.h"
32 #include "llvm/CodeGen/SlotIndexes.h"
33 #include "llvm/MC/LaneBitmask.h"
34 #include <utility>
35
36 namespace llvm {
37
38 template <class NodeT> class DomTreeNodeBase;
39 class MachineDominatorTree;
40 class MachineFunction;
41 class MachineRegisterInfo;
42
43 using MachineDomTreeNode = DomTreeNodeBase<MachineBasicBlock>;
44
45 class LiveRangeCalc {
46   const MachineFunction *MF = nullptr;
47   const MachineRegisterInfo *MRI = nullptr;
48   SlotIndexes *Indexes = nullptr;
49   MachineDominatorTree *DomTree = nullptr;
50   VNInfo::Allocator *Alloc = nullptr;
51
52   /// LiveOutPair - A value and the block that defined it.  The domtree node is
53   /// redundant, it can be computed as: MDT[Indexes.getMBBFromIndex(VNI->def)].
54   using LiveOutPair = std::pair<VNInfo *, MachineDomTreeNode *>;
55
56   /// LiveOutMap - Map basic blocks to the value leaving the block.
57   using LiveOutMap = IndexedMap<LiveOutPair, MBB2NumberFunctor>;
58
59   /// Bit vector of active entries in LiveOut, also used as a visited set by
60   /// findReachingDefs.  One entry per basic block, indexed by block number.
61   /// This is kept as a separate bit vector because it can be cleared quickly
62   /// when switching live ranges.
63   BitVector Seen;
64
65   /// Map LiveRange to sets of blocks (represented by bit vectors) that
66   /// in the live range are defined on entry and undefined on entry.
67   /// A block is defined on entry if there is a path from at least one of
68   /// the defs in the live range to the entry of the block, and conversely,
69   /// a block is undefined on entry, if there is no such path (i.e. no
70   /// definition reaches the entry of the block). A single LiveRangeCalc
71   /// object is used to track live-out information for multiple registers
72   /// in live range splitting (which is ok, since the live ranges of these
73   /// registers do not overlap), but the defined/undefined information must
74   /// be kept separate for each individual range.
75   /// By convention, EntryInfoMap[&LR] = { Defined, Undefined }.
76   using EntryInfoMap = DenseMap<LiveRange *, std::pair<BitVector, BitVector>>;
77   EntryInfoMap EntryInfos;
78
79   /// Map each basic block where a live range is live out to the live-out value
80   /// and its defining block.
81   ///
82   /// For every basic block, MBB, one of these conditions shall be true:
83   ///
84   ///  1. !Seen.count(MBB->getNumber())
85   ///     Blocks without a Seen bit are ignored.
86   ///  2. LiveOut[MBB].second.getNode() == MBB
87   ///     The live-out value is defined in MBB.
88   ///  3. forall P in preds(MBB): LiveOut[P] == LiveOut[MBB]
89   ///     The live-out value passses through MBB. All predecessors must carry
90   ///     the same value.
91   ///
92   /// The domtree node may be null, it can be computed.
93   ///
94   /// The map can be shared by multiple live ranges as long as no two are
95   /// live-out of the same block.
96   LiveOutMap Map;
97
98   /// LiveInBlock - Information about a basic block where a live range is known
99   /// to be live-in, but the value has not yet been determined.
100   struct LiveInBlock {
101     // The live range set that is live-in to this block.  The algorithms can
102     // handle multiple non-overlapping live ranges simultaneously.
103     LiveRange &LR;
104
105     // DomNode - Dominator tree node for the block.
106     // Cleared when the final value has been determined and LI has been updated.
107     MachineDomTreeNode *DomNode;
108
109     // Position in block where the live-in range ends, or SlotIndex() if the
110     // range passes through the block.  When the final value has been
111     // determined, the range from the block start to Kill will be added to LI.
112     SlotIndex Kill;
113
114     // Live-in value filled in by updateSSA once it is known.
115     VNInfo *Value = nullptr;
116
117     LiveInBlock(LiveRange &LR, MachineDomTreeNode *node, SlotIndex kill)
118       : LR(LR), DomNode(node), Kill(kill) {}
119   };
120
121   /// LiveIn - Work list of blocks where the live-in value has yet to be
122   /// determined.  This list is typically computed by findReachingDefs() and
123   /// used as a work list by updateSSA().  The low-level interface may also be
124   /// used to add entries directly.
125   SmallVector<LiveInBlock, 16> LiveIn;
126
127   /// Check if the entry to block @p MBB can be reached by any of the defs
128   /// in @p LR. Return true if none of the defs reach the entry to @p MBB.
129   bool isDefOnEntry(LiveRange &LR, ArrayRef<SlotIndex> Undefs,
130                     MachineBasicBlock &MBB, BitVector &DefOnEntry,
131                     BitVector &UndefOnEntry);
132
133   /// Find the set of defs that can reach @p Kill. @p Kill must belong to
134   /// @p UseMBB.
135   ///
136   /// If exactly one def can reach @p UseMBB, and the def dominates @p Kill,
137   /// all paths from the def to @p UseMBB are added to @p LR, and the function
138   /// returns true.
139   ///
140   /// If multiple values can reach @p UseMBB, the blocks that need @p LR to be
141   /// live in are added to the LiveIn array, and the function returns false.
142   ///
143   /// The array @p Undef provides the locations where the range @p LR becomes
144   /// undefined by <def,read-undef> operands on other subranges. If @p Undef
145   /// is non-empty and @p Kill is jointly dominated only by the entries of
146   /// @p Undef, the function returns false.
147   ///
148   /// PhysReg, when set, is used to verify live-in lists on basic blocks.
149   bool findReachingDefs(LiveRange &LR, MachineBasicBlock &UseMBB,
150                         SlotIndex Kill, unsigned PhysReg,
151                         ArrayRef<SlotIndex> Undefs);
152
153   /// updateSSA - Compute the values that will be live in to all requested
154   /// blocks in LiveIn.  Create PHI-def values as required to preserve SSA form.
155   ///
156   /// Every live-in block must be jointly dominated by the added live-out
157   /// blocks.  No values are read from the live ranges.
158   void updateSSA();
159
160   /// Transfer information from the LiveIn vector to the live ranges and update
161   /// the given @p LiveOuts.
162   void updateFromLiveIns();
163
164   /// Extend the live range of @p LR to reach all uses of Reg.
165   ///
166   /// If @p LR is a main range, or if @p LI is null, then all uses must be
167   /// jointly dominated by the definitions from @p LR. If @p LR is a subrange
168   /// of the live interval @p LI, corresponding to lane mask @p LaneMask,
169   /// all uses must be jointly dominated by the definitions from @p LR
170   /// together with definitions of other lanes where @p LR becomes undefined
171   /// (via <def,read-undef> operands).
172   /// If @p LR is a main range, the @p LaneMask should be set to ~0, i.e.
173   /// LaneBitmask::getAll().
174   void extendToUses(LiveRange &LR, unsigned Reg, LaneBitmask LaneMask,
175                     LiveInterval *LI = nullptr);
176
177   /// Reset Map and Seen fields.
178   void resetLiveOutMap();
179
180 public:
181   LiveRangeCalc() = default;
182
183   //===--------------------------------------------------------------------===//
184   // High-level interface.
185   //===--------------------------------------------------------------------===//
186   //
187   // Calculate live ranges from scratch.
188   //
189
190   /// reset - Prepare caches for a new set of non-overlapping live ranges.  The
191   /// caches must be reset before attempting calculations with a live range
192   /// that may overlap a previously computed live range, and before the first
193   /// live range in a function.  If live ranges are not known to be
194   /// non-overlapping, call reset before each.
195   void reset(const MachineFunction *mf, SlotIndexes *SI,
196              MachineDominatorTree *MDT, VNInfo::Allocator *VNIA);
197
198   //===--------------------------------------------------------------------===//
199   // Mid-level interface.
200   //===--------------------------------------------------------------------===//
201   //
202   // Modify existing live ranges.
203   //
204
205   /// Extend the live range of @p LR to reach @p Use.
206   ///
207   /// The existing values in @p LR must be live so they jointly dominate @p Use.
208   /// If @p Use is not dominated by a single existing value, PHI-defs are
209   /// inserted as required to preserve SSA form.
210   ///
211   /// PhysReg, when set, is used to verify live-in lists on basic blocks.
212   void extend(LiveRange &LR, SlotIndex Use, unsigned PhysReg,
213               ArrayRef<SlotIndex> Undefs);
214
215   /// createDeadDefs - Create a dead def in LI for every def operand of Reg.
216   /// Each instruction defining Reg gets a new VNInfo with a corresponding
217   /// minimal live range.
218   void createDeadDefs(LiveRange &LR, unsigned Reg);
219
220   /// Extend the live range of @p LR to reach all uses of Reg.
221   ///
222   /// All uses must be jointly dominated by existing liveness.  PHI-defs are
223   /// inserted as needed to preserve SSA form.
224   void extendToUses(LiveRange &LR, unsigned PhysReg) {
225     extendToUses(LR, PhysReg, LaneBitmask::getAll());
226   }
227
228   /// Calculates liveness for the register specified in live interval @p LI.
229   /// Creates subregister live ranges as needed if subreg liveness tracking is
230   /// enabled.
231   void calculate(LiveInterval &LI, bool TrackSubRegs);
232
233   /// For live interval \p LI with correct SubRanges construct matching
234   /// information for the main live range. Expects the main live range to not
235   /// have any segments or value numbers.
236   void constructMainRangeFromSubranges(LiveInterval &LI);
237
238   //===--------------------------------------------------------------------===//
239   // Low-level interface.
240   //===--------------------------------------------------------------------===//
241   //
242   // These functions can be used to compute live ranges where the live-in and
243   // live-out blocks are already known, but the SSA value in each block is
244   // unknown.
245   //
246   // After calling reset(), add known live-out values and known live-in blocks.
247   // Then call calculateValues() to compute the actual value that is
248   // live-in to each block, and add liveness to the live ranges.
249   //
250
251   /// setLiveOutValue - Indicate that VNI is live out from MBB.  The
252   /// calculateValues() function will not add liveness for MBB, the caller
253   /// should take care of that.
254   ///
255   /// VNI may be null only if MBB is a live-through block also passed to
256   /// addLiveInBlock().
257   void setLiveOutValue(MachineBasicBlock *MBB, VNInfo *VNI) {
258     Seen.set(MBB->getNumber());
259     Map[MBB] = LiveOutPair(VNI, nullptr);
260   }
261
262   /// addLiveInBlock - Add a block with an unknown live-in value.  This
263   /// function can only be called once per basic block.  Once the live-in value
264   /// has been determined, calculateValues() will add liveness to LI.
265   ///
266   /// @param LR      The live range that is live-in to the block.
267   /// @param DomNode The domtree node for the block.
268   /// @param Kill    Index in block where LI is killed.  If the value is
269   ///                live-through, set Kill = SLotIndex() and also call
270   ///                setLiveOutValue(MBB, 0).
271   void addLiveInBlock(LiveRange &LR,
272                       MachineDomTreeNode *DomNode,
273                       SlotIndex Kill = SlotIndex()) {
274     LiveIn.push_back(LiveInBlock(LR, DomNode, Kill));
275   }
276
277   /// calculateValues - Calculate the value that will be live-in to each block
278   /// added with addLiveInBlock.  Add PHI-def values as needed to preserve SSA
279   /// form.  Add liveness to all live-in blocks up to the Kill point, or the
280   /// whole block for live-through blocks.
281   ///
282   /// Every predecessor of a live-in block must have been given a value with
283   /// setLiveOutValue, the value may be null for live-trough blocks.
284   void calculateValues();
285 };
286
287 } // end namespace llvm
288
289 #endif // LLVM_LIB_CODEGEN_LIVERANGECALC_H