]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm/utils/TableGen/CodeGenRegisters.cpp
MFV r337210: 9577 remove zfs_dbuf_evict_key tsd
[FreeBSD/FreeBSD.git] / contrib / llvm / utils / TableGen / CodeGenRegisters.cpp
1 //===- CodeGenRegisters.cpp - Register and RegisterClass Info -------------===//
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 defines structures to encapsulate information gleaned from the
11 // target register and register class definitions.
12 //
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
14
15 #include "CodeGenRegisters.h"
16 #include "CodeGenTarget.h"
17 #include "llvm/ADT/ArrayRef.h"
18 #include "llvm/ADT/BitVector.h"
19 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
20 #include "llvm/ADT/IntEqClasses.h"
21 #include "llvm/ADT/SetVector.h"
22 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
23 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
24 #include "llvm/ADT/SparseBitVector.h"
25 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
26 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
27 #include "llvm/ADT/StringRef.h"
28 #include "llvm/ADT/Twine.h"
29 #include "llvm/Support/Debug.h"
30 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
31 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
32 #include "llvm/TableGen/Error.h"
33 #include "llvm/TableGen/Record.h"
34 #include <algorithm>
35 #include <cassert>
36 #include <cstdint>
37 #include <iterator>
38 #include <map>
39 #include <queue>
40 #include <set>
41 #include <string>
42 #include <tuple>
43 #include <utility>
44 #include <vector>
45
46 using namespace llvm;
47
48 #define DEBUG_TYPE "regalloc-emitter"
49
50 //===----------------------------------------------------------------------===//
51 //                             CodeGenSubRegIndex
52 //===----------------------------------------------------------------------===//
53
54 CodeGenSubRegIndex::CodeGenSubRegIndex(Record *R, unsigned Enum)
55   : TheDef(R), EnumValue(Enum), AllSuperRegsCovered(true) {
56   Name = R->getName();
57   if (R->getValue("Namespace"))
58     Namespace = R->getValueAsString("Namespace");
59   Size = R->getValueAsInt("Size");
60   Offset = R->getValueAsInt("Offset");
61 }
62
63 CodeGenSubRegIndex::CodeGenSubRegIndex(StringRef N, StringRef Nspace,
64                                        unsigned Enum)
65   : TheDef(nullptr), Name(N), Namespace(Nspace), Size(-1), Offset(-1),
66     EnumValue(Enum), AllSuperRegsCovered(true) {
67 }
68
69 std::string CodeGenSubRegIndex::getQualifiedName() const {
70   std::string N = getNamespace();
71   if (!N.empty())
72     N += "::";
73   N += getName();
74   return N;
75 }
76
77 void CodeGenSubRegIndex::updateComponents(CodeGenRegBank &RegBank) {
78   if (!TheDef)
79     return;
80
81   std::vector<Record*> Comps = TheDef->getValueAsListOfDefs("ComposedOf");
82   if (!Comps.empty()) {
83     if (Comps.size() != 2)
84       PrintFatalError(TheDef->getLoc(),
85                       "ComposedOf must have exactly two entries");
86     CodeGenSubRegIndex *A = RegBank.getSubRegIdx(Comps[0]);
87     CodeGenSubRegIndex *B = RegBank.getSubRegIdx(Comps[1]);
88     CodeGenSubRegIndex *X = A->addComposite(B, this);
89     if (X)
90       PrintFatalError(TheDef->getLoc(), "Ambiguous ComposedOf entries");
91   }
92
93   std::vector<Record*> Parts =
94     TheDef->getValueAsListOfDefs("CoveringSubRegIndices");
95   if (!Parts.empty()) {
96     if (Parts.size() < 2)
97       PrintFatalError(TheDef->getLoc(),
98                       "CoveredBySubRegs must have two or more entries");
99     SmallVector<CodeGenSubRegIndex*, 8> IdxParts;
100     for (Record *Part : Parts)
101       IdxParts.push_back(RegBank.getSubRegIdx(Part));
102     setConcatenationOf(IdxParts);
103   }
104 }
105
106 LaneBitmask CodeGenSubRegIndex::computeLaneMask() const {
107   // Already computed?
108   if (LaneMask.any())
109     return LaneMask;
110
111   // Recursion guard, shouldn't be required.
112   LaneMask = LaneBitmask::getAll();
113
114   // The lane mask is simply the union of all sub-indices.
115   LaneBitmask M;
116   for (const auto &C : Composed)
117     M |= C.second->computeLaneMask();
118   assert(M.any() && "Missing lane mask, sub-register cycle?");
119   LaneMask = M;
120   return LaneMask;
121 }
122
123 void CodeGenSubRegIndex::setConcatenationOf(
124     ArrayRef<CodeGenSubRegIndex*> Parts) {
125   if (ConcatenationOf.empty())
126     ConcatenationOf.assign(Parts.begin(), Parts.end());
127   else
128     assert(std::equal(Parts.begin(), Parts.end(),
129                       ConcatenationOf.begin()) && "parts consistent");
130 }
131
132 void CodeGenSubRegIndex::computeConcatTransitiveClosure() {
133   for (SmallVectorImpl<CodeGenSubRegIndex*>::iterator
134        I = ConcatenationOf.begin(); I != ConcatenationOf.end(); /*empty*/) {
135     CodeGenSubRegIndex *SubIdx = *I;
136     SubIdx->computeConcatTransitiveClosure();
137 #ifndef NDEBUG
138     for (CodeGenSubRegIndex *SRI : SubIdx->ConcatenationOf)
139       assert(SRI->ConcatenationOf.empty() && "No transitive closure?");
140 #endif
141
142     if (SubIdx->ConcatenationOf.empty()) {
143       ++I;
144     } else {
145       I = ConcatenationOf.erase(I);
146       I = ConcatenationOf.insert(I, SubIdx->ConcatenationOf.begin(),
147                                  SubIdx->ConcatenationOf.end());
148       I += SubIdx->ConcatenationOf.size();
149     }
150   }
151 }
152
153 //===----------------------------------------------------------------------===//
154 //                              CodeGenRegister
155 //===----------------------------------------------------------------------===//
156
157 CodeGenRegister::CodeGenRegister(Record *R, unsigned Enum)
158   : TheDef(R),
159     EnumValue(Enum),
160     CostPerUse(R->getValueAsInt("CostPerUse")),
161     CoveredBySubRegs(R->getValueAsBit("CoveredBySubRegs")),
162     HasDisjunctSubRegs(false),
163     SubRegsComplete(false),
164     SuperRegsComplete(false),
165     TopoSig(~0u)
166 {}
167
168 void CodeGenRegister::buildObjectGraph(CodeGenRegBank &RegBank) {
169   std::vector<Record*> SRIs = TheDef->getValueAsListOfDefs("SubRegIndices");
170   std::vector<Record*> SRs = TheDef->getValueAsListOfDefs("SubRegs");
171
172   if (SRIs.size() != SRs.size())
173     PrintFatalError(TheDef->getLoc(),
174                     "SubRegs and SubRegIndices must have the same size");
175
176   for (unsigned i = 0, e = SRIs.size(); i != e; ++i) {
177     ExplicitSubRegIndices.push_back(RegBank.getSubRegIdx(SRIs[i]));
178     ExplicitSubRegs.push_back(RegBank.getReg(SRs[i]));
179   }
180
181   // Also compute leading super-registers. Each register has a list of
182   // covered-by-subregs super-registers where it appears as the first explicit
183   // sub-register.
184   //
185   // This is used by computeSecondarySubRegs() to find candidates.
186   if (CoveredBySubRegs && !ExplicitSubRegs.empty())
187     ExplicitSubRegs.front()->LeadingSuperRegs.push_back(this);
188
189   // Add ad hoc alias links. This is a symmetric relationship between two
190   // registers, so build a symmetric graph by adding links in both ends.
191   std::vector<Record*> Aliases = TheDef->getValueAsListOfDefs("Aliases");
192   for (Record *Alias : Aliases) {
193     CodeGenRegister *Reg = RegBank.getReg(Alias);
194     ExplicitAliases.push_back(Reg);
195     Reg->ExplicitAliases.push_back(this);
196   }
197 }
198
199 const StringRef CodeGenRegister::getName() const {
200   assert(TheDef && "no def");
201   return TheDef->getName();
202 }
203
204 namespace {
205
206 // Iterate over all register units in a set of registers.
207 class RegUnitIterator {
208   CodeGenRegister::Vec::const_iterator RegI, RegE;
209   CodeGenRegister::RegUnitList::iterator UnitI, UnitE;
210
211 public:
212   RegUnitIterator(const CodeGenRegister::Vec &Regs):
213     RegI(Regs.begin()), RegE(Regs.end()) {
214
215     if (RegI != RegE) {
216       UnitI = (*RegI)->getRegUnits().begin();
217       UnitE = (*RegI)->getRegUnits().end();
218       advance();
219     }
220   }
221
222   bool isValid() const { return UnitI != UnitE; }
223
224   unsigned operator* () const { assert(isValid()); return *UnitI; }
225
226   const CodeGenRegister *getReg() const { assert(isValid()); return *RegI; }
227
228   /// Preincrement.  Move to the next unit.
229   void operator++() {
230     assert(isValid() && "Cannot advance beyond the last operand");
231     ++UnitI;
232     advance();
233   }
234
235 protected:
236   void advance() {
237     while (UnitI == UnitE) {
238       if (++RegI == RegE)
239         break;
240       UnitI = (*RegI)->getRegUnits().begin();
241       UnitE = (*RegI)->getRegUnits().end();
242     }
243   }
244 };
245
246 } // end anonymous namespace
247
248 // Return true of this unit appears in RegUnits.
249 static bool hasRegUnit(CodeGenRegister::RegUnitList &RegUnits, unsigned Unit) {
250   return RegUnits.test(Unit);
251 }
252
253 // Inherit register units from subregisters.
254 // Return true if the RegUnits changed.
255 bool CodeGenRegister::inheritRegUnits(CodeGenRegBank &RegBank) {
256   bool changed = false;
257   for (const auto &SubReg : SubRegs) {
258     CodeGenRegister *SR = SubReg.second;
259     // Merge the subregister's units into this register's RegUnits.
260     changed |= (RegUnits |= SR->RegUnits);
261   }
262
263   return changed;
264 }
265
266 const CodeGenRegister::SubRegMap &
267 CodeGenRegister::computeSubRegs(CodeGenRegBank &RegBank) {
268   // Only compute this map once.
269   if (SubRegsComplete)
270     return SubRegs;
271   SubRegsComplete = true;
272
273   HasDisjunctSubRegs = ExplicitSubRegs.size() > 1;
274
275   // First insert the explicit subregs and make sure they are fully indexed.
276   for (unsigned i = 0, e = ExplicitSubRegs.size(); i != e; ++i) {
277     CodeGenRegister *SR = ExplicitSubRegs[i];
278     CodeGenSubRegIndex *Idx = ExplicitSubRegIndices[i];
279     if (!SubRegs.insert(std::make_pair(Idx, SR)).second)
280       PrintFatalError(TheDef->getLoc(), "SubRegIndex " + Idx->getName() +
281                       " appears twice in Register " + getName());
282     // Map explicit sub-registers first, so the names take precedence.
283     // The inherited sub-registers are mapped below.
284     SubReg2Idx.insert(std::make_pair(SR, Idx));
285   }
286
287   // Keep track of inherited subregs and how they can be reached.
288   SmallPtrSet<CodeGenRegister*, 8> Orphans;
289
290   // Clone inherited subregs and place duplicate entries in Orphans.
291   // Here the order is important - earlier subregs take precedence.
292   for (CodeGenRegister *ESR : ExplicitSubRegs) {
293     const SubRegMap &Map = ESR->computeSubRegs(RegBank);
294     HasDisjunctSubRegs |= ESR->HasDisjunctSubRegs;
295
296     for (const auto &SR : Map) {
297       if (!SubRegs.insert(SR).second)
298         Orphans.insert(SR.second);
299     }
300   }
301
302   // Expand any composed subreg indices.
303   // If dsub_2 has ComposedOf = [qsub_1, dsub_0], and this register has a
304   // qsub_1 subreg, add a dsub_2 subreg.  Keep growing Indices and process
305   // expanded subreg indices recursively.
306   SmallVector<CodeGenSubRegIndex*, 8> Indices = ExplicitSubRegIndices;
307   for (unsigned i = 0; i != Indices.size(); ++i) {
308     CodeGenSubRegIndex *Idx = Indices[i];
309     const CodeGenSubRegIndex::CompMap &Comps = Idx->getComposites();
310     CodeGenRegister *SR = SubRegs[Idx];
311     const SubRegMap &Map = SR->computeSubRegs(RegBank);
312
313     // Look at the possible compositions of Idx.
314     // They may not all be supported by SR.
315     for (CodeGenSubRegIndex::CompMap::const_iterator I = Comps.begin(),
316            E = Comps.end(); I != E; ++I) {
317       SubRegMap::const_iterator SRI = Map.find(I->first);
318       if (SRI == Map.end())
319         continue; // Idx + I->first doesn't exist in SR.
320       // Add I->second as a name for the subreg SRI->second, assuming it is
321       // orphaned, and the name isn't already used for something else.
322       if (SubRegs.count(I->second) || !Orphans.erase(SRI->second))
323         continue;
324       // We found a new name for the orphaned sub-register.
325       SubRegs.insert(std::make_pair(I->second, SRI->second));
326       Indices.push_back(I->second);
327     }
328   }
329
330   // Now Orphans contains the inherited subregisters without a direct index.
331   // Create inferred indexes for all missing entries.
332   // Work backwards in the Indices vector in order to compose subregs bottom-up.
333   // Consider this subreg sequence:
334   //
335   //   qsub_1 -> dsub_0 -> ssub_0
336   //
337   // The qsub_1 -> dsub_0 composition becomes dsub_2, so the ssub_0 register
338   // can be reached in two different ways:
339   //
340   //   qsub_1 -> ssub_0
341   //   dsub_2 -> ssub_0
342   //
343   // We pick the latter composition because another register may have [dsub_0,
344   // dsub_1, dsub_2] subregs without necessarily having a qsub_1 subreg.  The
345   // dsub_2 -> ssub_0 composition can be shared.
346   while (!Indices.empty() && !Orphans.empty()) {
347     CodeGenSubRegIndex *Idx = Indices.pop_back_val();
348     CodeGenRegister *SR = SubRegs[Idx];
349     const SubRegMap &Map = SR->computeSubRegs(RegBank);
350     for (const auto &SubReg : Map)
351       if (Orphans.erase(SubReg.second))
352         SubRegs[RegBank.getCompositeSubRegIndex(Idx, SubReg.first)] = SubReg.second;
353   }
354
355   // Compute the inverse SubReg -> Idx map.
356   for (const auto &SubReg : SubRegs) {
357     if (SubReg.second == this) {
358       ArrayRef<SMLoc> Loc;
359       if (TheDef)
360         Loc = TheDef->getLoc();
361       PrintFatalError(Loc, "Register " + getName() +
362                       " has itself as a sub-register");
363     }
364
365     // Compute AllSuperRegsCovered.
366     if (!CoveredBySubRegs)
367       SubReg.first->AllSuperRegsCovered = false;
368
369     // Ensure that every sub-register has a unique name.
370     DenseMap<const CodeGenRegister*, CodeGenSubRegIndex*>::iterator Ins =
371       SubReg2Idx.insert(std::make_pair(SubReg.second, SubReg.first)).first;
372     if (Ins->second == SubReg.first)
373       continue;
374     // Trouble: Two different names for SubReg.second.
375     ArrayRef<SMLoc> Loc;
376     if (TheDef)
377       Loc = TheDef->getLoc();
378     PrintFatalError(Loc, "Sub-register can't have two names: " +
379                   SubReg.second->getName() + " available as " +
380                   SubReg.first->getName() + " and " + Ins->second->getName());
381   }
382
383   // Derive possible names for sub-register concatenations from any explicit
384   // sub-registers. By doing this before computeSecondarySubRegs(), we ensure
385   // that getConcatSubRegIndex() won't invent any concatenated indices that the
386   // user already specified.
387   for (unsigned i = 0, e = ExplicitSubRegs.size(); i != e; ++i) {
388     CodeGenRegister *SR = ExplicitSubRegs[i];
389     if (!SR->CoveredBySubRegs || SR->ExplicitSubRegs.size() <= 1)
390       continue;
391
392     // SR is composed of multiple sub-regs. Find their names in this register.
393     SmallVector<CodeGenSubRegIndex*, 8> Parts;
394     for (unsigned j = 0, e = SR->ExplicitSubRegs.size(); j != e; ++j)
395       Parts.push_back(getSubRegIndex(SR->ExplicitSubRegs[j]));
396
397     // Offer this as an existing spelling for the concatenation of Parts.
398     CodeGenSubRegIndex &Idx = *ExplicitSubRegIndices[i];
399     Idx.setConcatenationOf(Parts);
400   }
401
402   // Initialize RegUnitList. Because getSubRegs is called recursively, this
403   // processes the register hierarchy in postorder.
404   //
405   // Inherit all sub-register units. It is good enough to look at the explicit
406   // sub-registers, the other registers won't contribute any more units.
407   for (unsigned i = 0, e = ExplicitSubRegs.size(); i != e; ++i) {
408     CodeGenRegister *SR = ExplicitSubRegs[i];
409     RegUnits |= SR->RegUnits;
410   }
411
412   // Absent any ad hoc aliasing, we create one register unit per leaf register.
413   // These units correspond to the maximal cliques in the register overlap
414   // graph which is optimal.
415   //
416   // When there is ad hoc aliasing, we simply create one unit per edge in the
417   // undirected ad hoc aliasing graph. Technically, we could do better by
418   // identifying maximal cliques in the ad hoc graph, but cliques larger than 2
419   // are extremely rare anyway (I've never seen one), so we don't bother with
420   // the added complexity.
421   for (unsigned i = 0, e = ExplicitAliases.size(); i != e; ++i) {
422     CodeGenRegister *AR = ExplicitAliases[i];
423     // Only visit each edge once.
424     if (AR->SubRegsComplete)
425       continue;
426     // Create a RegUnit representing this alias edge, and add it to both
427     // registers.
428     unsigned Unit = RegBank.newRegUnit(this, AR);
429     RegUnits.set(Unit);
430     AR->RegUnits.set(Unit);
431   }
432
433   // Finally, create units for leaf registers without ad hoc aliases. Note that
434   // a leaf register with ad hoc aliases doesn't get its own unit - it isn't
435   // necessary. This means the aliasing leaf registers can share a single unit.
436   if (RegUnits.empty())
437     RegUnits.set(RegBank.newRegUnit(this));
438
439   // We have now computed the native register units. More may be adopted later
440   // for balancing purposes.
441   NativeRegUnits = RegUnits;
442
443   return SubRegs;
444 }
445
446 // In a register that is covered by its sub-registers, try to find redundant
447 // sub-registers. For example:
448 //
449 //   QQ0 = {Q0, Q1}
450 //   Q0 = {D0, D1}
451 //   Q1 = {D2, D3}
452 //
453 // We can infer that D1_D2 is also a sub-register, even if it wasn't named in
454 // the register definition.
455 //
456 // The explicitly specified registers form a tree. This function discovers
457 // sub-register relationships that would force a DAG.
458 //
459 void CodeGenRegister::computeSecondarySubRegs(CodeGenRegBank &RegBank) {
460   SmallVector<SubRegMap::value_type, 8> NewSubRegs;
461
462   std::queue<std::pair<CodeGenSubRegIndex*,CodeGenRegister*>> SubRegQueue;
463   for (std::pair<CodeGenSubRegIndex*,CodeGenRegister*> P : SubRegs)
464     SubRegQueue.push(P);
465
466   // Look at the leading super-registers of each sub-register. Those are the
467   // candidates for new sub-registers, assuming they are fully contained in
468   // this register.
469   while (!SubRegQueue.empty()) {
470     CodeGenSubRegIndex *SubRegIdx;
471     const CodeGenRegister *SubReg;
472     std::tie(SubRegIdx, SubReg) = SubRegQueue.front();
473     SubRegQueue.pop();
474
475     const CodeGenRegister::SuperRegList &Leads = SubReg->LeadingSuperRegs;
476     for (unsigned i = 0, e = Leads.size(); i != e; ++i) {
477       CodeGenRegister *Cand = const_cast<CodeGenRegister*>(Leads[i]);
478       // Already got this sub-register?
479       if (Cand == this || getSubRegIndex(Cand))
480         continue;
481       // Check if each component of Cand is already a sub-register.
482       assert(!Cand->ExplicitSubRegs.empty() &&
483              "Super-register has no sub-registers");
484       if (Cand->ExplicitSubRegs.size() == 1)
485         continue;
486       SmallVector<CodeGenSubRegIndex*, 8> Parts;
487       // We know that the first component is (SubRegIdx,SubReg). However we
488       // may still need to split it into smaller subregister parts.
489       assert(Cand->ExplicitSubRegs[0] == SubReg && "LeadingSuperRegs correct");
490       assert(getSubRegIndex(SubReg) == SubRegIdx && "LeadingSuperRegs correct");
491       for (CodeGenRegister *SubReg : Cand->ExplicitSubRegs) {
492         if (CodeGenSubRegIndex *SubRegIdx = getSubRegIndex(SubReg)) {
493           if (SubRegIdx->ConcatenationOf.empty()) {
494             Parts.push_back(SubRegIdx);
495           } else
496             for (CodeGenSubRegIndex *SubIdx : SubRegIdx->ConcatenationOf)
497               Parts.push_back(SubIdx);
498         } else {
499           // Sub-register doesn't exist.
500           Parts.clear();
501           break;
502         }
503       }
504       // There is nothing to do if some Cand sub-register is not part of this
505       // register.
506       if (Parts.empty())
507         continue;
508
509       // Each part of Cand is a sub-register of this. Make the full Cand also
510       // a sub-register with a concatenated sub-register index.
511       CodeGenSubRegIndex *Concat = RegBank.getConcatSubRegIndex(Parts);
512       std::pair<CodeGenSubRegIndex*,CodeGenRegister*> NewSubReg =
513           std::make_pair(Concat, Cand);
514
515       if (!SubRegs.insert(NewSubReg).second)
516         continue;
517
518       // We inserted a new subregister.
519       NewSubRegs.push_back(NewSubReg);
520       SubRegQueue.push(NewSubReg);
521       SubReg2Idx.insert(std::make_pair(Cand, Concat));
522     }
523   }
524
525   // Create sub-register index composition maps for the synthesized indices.
526   for (unsigned i = 0, e = NewSubRegs.size(); i != e; ++i) {
527     CodeGenSubRegIndex *NewIdx = NewSubRegs[i].first;
528     CodeGenRegister *NewSubReg = NewSubRegs[i].second;
529     for (SubRegMap::const_iterator SI = NewSubReg->SubRegs.begin(),
530            SE = NewSubReg->SubRegs.end(); SI != SE; ++SI) {
531       CodeGenSubRegIndex *SubIdx = getSubRegIndex(SI->second);
532       if (!SubIdx)
533         PrintFatalError(TheDef->getLoc(), "No SubRegIndex for " +
534                         SI->second->getName() + " in " + getName());
535       NewIdx->addComposite(SI->first, SubIdx);
536     }
537   }
538 }
539
540 void CodeGenRegister::computeSuperRegs(CodeGenRegBank &RegBank) {
541   // Only visit each register once.
542   if (SuperRegsComplete)
543     return;
544   SuperRegsComplete = true;
545
546   // Make sure all sub-registers have been visited first, so the super-reg
547   // lists will be topologically ordered.
548   for (SubRegMap::const_iterator I = SubRegs.begin(), E = SubRegs.end();
549        I != E; ++I)
550     I->second->computeSuperRegs(RegBank);
551
552   // Now add this as a super-register on all sub-registers.
553   // Also compute the TopoSigId in post-order.
554   TopoSigId Id;
555   for (SubRegMap::const_iterator I = SubRegs.begin(), E = SubRegs.end();
556        I != E; ++I) {
557     // Topological signature computed from SubIdx, TopoId(SubReg).
558     // Loops and idempotent indices have TopoSig = ~0u.
559     Id.push_back(I->first->EnumValue);
560     Id.push_back(I->second->TopoSig);
561
562     // Don't add duplicate entries.
563     if (!I->second->SuperRegs.empty() && I->second->SuperRegs.back() == this)
564       continue;
565     I->second->SuperRegs.push_back(this);
566   }
567   TopoSig = RegBank.getTopoSig(Id);
568 }
569
570 void
571 CodeGenRegister::addSubRegsPreOrder(SetVector<const CodeGenRegister*> &OSet,
572                                     CodeGenRegBank &RegBank) const {
573   assert(SubRegsComplete && "Must precompute sub-registers");
574   for (unsigned i = 0, e = ExplicitSubRegs.size(); i != e; ++i) {
575     CodeGenRegister *SR = ExplicitSubRegs[i];
576     if (OSet.insert(SR))
577       SR->addSubRegsPreOrder(OSet, RegBank);
578   }
579   // Add any secondary sub-registers that weren't part of the explicit tree.
580   for (SubRegMap::const_iterator I = SubRegs.begin(), E = SubRegs.end();
581        I != E; ++I)
582     OSet.insert(I->second);
583 }
584
585 // Get the sum of this register's unit weights.
586 unsigned CodeGenRegister::getWeight(const CodeGenRegBank &RegBank) const {
587   unsigned Weight = 0;
588   for (RegUnitList::iterator I = RegUnits.begin(), E = RegUnits.end();
589        I != E; ++I) {
590     Weight += RegBank.getRegUnit(*I).Weight;
591   }
592   return Weight;
593 }
594
595 //===----------------------------------------------------------------------===//
596 //                               RegisterTuples
597 //===----------------------------------------------------------------------===//
598
599 // A RegisterTuples def is used to generate pseudo-registers from lists of
600 // sub-registers. We provide a SetTheory expander class that returns the new
601 // registers.
602 namespace {
603
604 struct TupleExpander : SetTheory::Expander {
605   void expand(SetTheory &ST, Record *Def, SetTheory::RecSet &Elts) override {
606     std::vector<Record*> Indices = Def->getValueAsListOfDefs("SubRegIndices");
607     unsigned Dim = Indices.size();
608     ListInit *SubRegs = Def->getValueAsListInit("SubRegs");
609     if (Dim != SubRegs->size())
610       PrintFatalError(Def->getLoc(), "SubRegIndices and SubRegs size mismatch");
611     if (Dim < 2)
612       PrintFatalError(Def->getLoc(),
613                       "Tuples must have at least 2 sub-registers");
614
615     // Evaluate the sub-register lists to be zipped.
616     unsigned Length = ~0u;
617     SmallVector<SetTheory::RecSet, 4> Lists(Dim);
618     for (unsigned i = 0; i != Dim; ++i) {
619       ST.evaluate(SubRegs->getElement(i), Lists[i], Def->getLoc());
620       Length = std::min(Length, unsigned(Lists[i].size()));
621     }
622
623     if (Length == 0)
624       return;
625
626     // Precompute some types.
627     Record *RegisterCl = Def->getRecords().getClass("Register");
628     RecTy *RegisterRecTy = RecordRecTy::get(RegisterCl);
629     StringInit *BlankName = StringInit::get("");
630
631     // Zip them up.
632     for (unsigned n = 0; n != Length; ++n) {
633       std::string Name;
634       Record *Proto = Lists[0][n];
635       std::vector<Init*> Tuple;
636       unsigned CostPerUse = 0;
637       for (unsigned i = 0; i != Dim; ++i) {
638         Record *Reg = Lists[i][n];
639         if (i) Name += '_';
640         Name += Reg->getName();
641         Tuple.push_back(DefInit::get(Reg));
642         CostPerUse = std::max(CostPerUse,
643                               unsigned(Reg->getValueAsInt("CostPerUse")));
644       }
645
646       // Create a new Record representing the synthesized register. This record
647       // is only for consumption by CodeGenRegister, it is not added to the
648       // RecordKeeper.
649       Record *NewReg = new Record(Name, Def->getLoc(), Def->getRecords());
650       Elts.insert(NewReg);
651
652       // Copy Proto super-classes.
653       ArrayRef<std::pair<Record *, SMRange>> Supers = Proto->getSuperClasses();
654       for (const auto &SuperPair : Supers)
655         NewReg->addSuperClass(SuperPair.first, SuperPair.second);
656
657       // Copy Proto fields.
658       for (unsigned i = 0, e = Proto->getValues().size(); i != e; ++i) {
659         RecordVal RV = Proto->getValues()[i];
660
661         // Skip existing fields, like NAME.
662         if (NewReg->getValue(RV.getNameInit()))
663           continue;
664
665         StringRef Field = RV.getName();
666
667         // Replace the sub-register list with Tuple.
668         if (Field == "SubRegs")
669           RV.setValue(ListInit::get(Tuple, RegisterRecTy));
670
671         // Provide a blank AsmName. MC hacks are required anyway.
672         if (Field == "AsmName")
673           RV.setValue(BlankName);
674
675         // CostPerUse is aggregated from all Tuple members.
676         if (Field == "CostPerUse")
677           RV.setValue(IntInit::get(CostPerUse));
678
679         // Composite registers are always covered by sub-registers.
680         if (Field == "CoveredBySubRegs")
681           RV.setValue(BitInit::get(true));
682
683         // Copy fields from the RegisterTuples def.
684         if (Field == "SubRegIndices" ||
685             Field == "CompositeIndices") {
686           NewReg->addValue(*Def->getValue(Field));
687           continue;
688         }
689
690         // Some fields get their default uninitialized value.
691         if (Field == "DwarfNumbers" ||
692             Field == "DwarfAlias" ||
693             Field == "Aliases") {
694           if (const RecordVal *DefRV = RegisterCl->getValue(Field))
695             NewReg->addValue(*DefRV);
696           continue;
697         }
698
699         // Everything else is copied from Proto.
700         NewReg->addValue(RV);
701       }
702     }
703   }
704 };
705
706 } // end anonymous namespace
707
708 //===----------------------------------------------------------------------===//
709 //                            CodeGenRegisterClass
710 //===----------------------------------------------------------------------===//
711
712 static void sortAndUniqueRegisters(CodeGenRegister::Vec &M) {
713   std::sort(M.begin(), M.end(), deref<llvm::less>());
714   M.erase(std::unique(M.begin(), M.end(), deref<llvm::equal>()), M.end());
715 }
716
717 CodeGenRegisterClass::CodeGenRegisterClass(CodeGenRegBank &RegBank, Record *R)
718   : TheDef(R),
719     Name(R->getName()),
720     TopoSigs(RegBank.getNumTopoSigs()),
721     EnumValue(-1) {
722
723   std::vector<Record*> TypeList = R->getValueAsListOfDefs("RegTypes");
724   for (unsigned i = 0, e = TypeList.size(); i != e; ++i) {
725     Record *Type = TypeList[i];
726     if (!Type->isSubClassOf("ValueType"))
727       PrintFatalError("RegTypes list member '" + Type->getName() +
728         "' does not derive from the ValueType class!");
729     VTs.push_back(getValueTypeByHwMode(Type, RegBank.getHwModes()));
730   }
731   assert(!VTs.empty() && "RegisterClass must contain at least one ValueType!");
732
733   // Allocation order 0 is the full set. AltOrders provides others.
734   const SetTheory::RecVec *Elements = RegBank.getSets().expand(R);
735   ListInit *AltOrders = R->getValueAsListInit("AltOrders");
736   Orders.resize(1 + AltOrders->size());
737
738   // Default allocation order always contains all registers.
739   for (unsigned i = 0, e = Elements->size(); i != e; ++i) {
740     Orders[0].push_back((*Elements)[i]);
741     const CodeGenRegister *Reg = RegBank.getReg((*Elements)[i]);
742     Members.push_back(Reg);
743     TopoSigs.set(Reg->getTopoSig());
744   }
745   sortAndUniqueRegisters(Members);
746
747   // Alternative allocation orders may be subsets.
748   SetTheory::RecSet Order;
749   for (unsigned i = 0, e = AltOrders->size(); i != e; ++i) {
750     RegBank.getSets().evaluate(AltOrders->getElement(i), Order, R->getLoc());
751     Orders[1 + i].append(Order.begin(), Order.end());
752     // Verify that all altorder members are regclass members.
753     while (!Order.empty()) {
754       CodeGenRegister *Reg = RegBank.getReg(Order.back());
755       Order.pop_back();
756       if (!contains(Reg))
757         PrintFatalError(R->getLoc(), " AltOrder register " + Reg->getName() +
758                       " is not a class member");
759     }
760   }
761
762   Namespace = R->getValueAsString("Namespace");
763
764   if (const RecordVal *RV = R->getValue("RegInfos"))
765     if (DefInit *DI = dyn_cast_or_null<DefInit>(RV->getValue()))
766       RSI = RegSizeInfoByHwMode(DI->getDef(), RegBank.getHwModes());
767   unsigned Size = R->getValueAsInt("Size");
768   assert((RSI.hasDefault() || Size != 0 || VTs[0].isSimple()) &&
769          "Impossible to determine register size");
770   if (!RSI.hasDefault()) {
771     RegSizeInfo RI;
772     RI.RegSize = RI.SpillSize = Size ? Size
773                                      : VTs[0].getSimple().getSizeInBits();
774     RI.SpillAlignment = R->getValueAsInt("Alignment");
775     RSI.Map.insert({DefaultMode, RI});
776   }
777
778   CopyCost = R->getValueAsInt("CopyCost");
779   Allocatable = R->getValueAsBit("isAllocatable");
780   AltOrderSelect = R->getValueAsString("AltOrderSelect");
781   int AllocationPriority = R->getValueAsInt("AllocationPriority");
782   if (AllocationPriority < 0 || AllocationPriority > 63)
783     PrintFatalError(R->getLoc(), "AllocationPriority out of range [0,63]");
784   this->AllocationPriority = AllocationPriority;
785 }
786
787 // Create an inferred register class that was missing from the .td files.
788 // Most properties will be inherited from the closest super-class after the
789 // class structure has been computed.
790 CodeGenRegisterClass::CodeGenRegisterClass(CodeGenRegBank &RegBank,
791                                            StringRef Name, Key Props)
792   : Members(*Props.Members),
793     TheDef(nullptr),
794     Name(Name),
795     TopoSigs(RegBank.getNumTopoSigs()),
796     EnumValue(-1),
797     RSI(Props.RSI),
798     CopyCost(0),
799     Allocatable(true),
800     AllocationPriority(0) {
801   for (const auto R : Members)
802     TopoSigs.set(R->getTopoSig());
803 }
804
805 // Compute inherited propertied for a synthesized register class.
806 void CodeGenRegisterClass::inheritProperties(CodeGenRegBank &RegBank) {
807   assert(!getDef() && "Only synthesized classes can inherit properties");
808   assert(!SuperClasses.empty() && "Synthesized class without super class");
809
810   // The last super-class is the smallest one.
811   CodeGenRegisterClass &Super = *SuperClasses.back();
812
813   // Most properties are copied directly.
814   // Exceptions are members, size, and alignment
815   Namespace = Super.Namespace;
816   VTs = Super.VTs;
817   CopyCost = Super.CopyCost;
818   Allocatable = Super.Allocatable;
819   AltOrderSelect = Super.AltOrderSelect;
820   AllocationPriority = Super.AllocationPriority;
821
822   // Copy all allocation orders, filter out foreign registers from the larger
823   // super-class.
824   Orders.resize(Super.Orders.size());
825   for (unsigned i = 0, ie = Super.Orders.size(); i != ie; ++i)
826     for (unsigned j = 0, je = Super.Orders[i].size(); j != je; ++j)
827       if (contains(RegBank.getReg(Super.Orders[i][j])))
828         Orders[i].push_back(Super.Orders[i][j]);
829 }
830
831 bool CodeGenRegisterClass::contains(const CodeGenRegister *Reg) const {
832   return std::binary_search(Members.begin(), Members.end(), Reg,
833                             deref<llvm::less>());
834 }
835
836 namespace llvm {
837
838   raw_ostream &operator<<(raw_ostream &OS, const CodeGenRegisterClass::Key &K) {
839     OS << "{ " << K.RSI;
840     for (const auto R : *K.Members)
841       OS << ", " << R->getName();
842     return OS << " }";
843   }
844
845 } // end namespace llvm
846
847 // This is a simple lexicographical order that can be used to search for sets.
848 // It is not the same as the topological order provided by TopoOrderRC.
849 bool CodeGenRegisterClass::Key::
850 operator<(const CodeGenRegisterClass::Key &B) const {
851   assert(Members && B.Members);
852   return std::tie(*Members, RSI) < std::tie(*B.Members, B.RSI);
853 }
854
855 // Returns true if RC is a strict subclass.
856 // RC is a sub-class of this class if it is a valid replacement for any
857 // instruction operand where a register of this classis required. It must
858 // satisfy these conditions:
859 //
860 // 1. All RC registers are also in this.
861 // 2. The RC spill size must not be smaller than our spill size.
862 // 3. RC spill alignment must be compatible with ours.
863 //
864 static bool testSubClass(const CodeGenRegisterClass *A,
865                          const CodeGenRegisterClass *B) {
866   return A->RSI.isSubClassOf(B->RSI) &&
867          std::includes(A->getMembers().begin(), A->getMembers().end(),
868                        B->getMembers().begin(), B->getMembers().end(),
869                        deref<llvm::less>());
870 }
871
872 /// Sorting predicate for register classes.  This provides a topological
873 /// ordering that arranges all register classes before their sub-classes.
874 ///
875 /// Register classes with the same registers, spill size, and alignment form a
876 /// clique.  They will be ordered alphabetically.
877 ///
878 static bool TopoOrderRC(const CodeGenRegisterClass &PA,
879                         const CodeGenRegisterClass &PB) {
880   auto *A = &PA;
881   auto *B = &PB;
882   if (A == B)
883     return false;
884
885   if (A->RSI < B->RSI)
886     return true;
887   if (A->RSI != B->RSI)
888     return false;
889
890   // Order by descending set size.  Note that the classes' allocation order may
891   // not have been computed yet.  The Members set is always vaild.
892   if (A->getMembers().size() > B->getMembers().size())
893     return true;
894   if (A->getMembers().size() < B->getMembers().size())
895     return false;
896
897   // Finally order by name as a tie breaker.
898   return StringRef(A->getName()) < B->getName();
899 }
900
901 std::string CodeGenRegisterClass::getQualifiedName() const {
902   if (Namespace.empty())
903     return getName();
904   else
905     return (Namespace + "::" + getName()).str();
906 }
907
908 // Compute sub-classes of all register classes.
909 // Assume the classes are ordered topologically.
910 void CodeGenRegisterClass::computeSubClasses(CodeGenRegBank &RegBank) {
911   auto &RegClasses = RegBank.getRegClasses();
912
913   // Visit backwards so sub-classes are seen first.
914   for (auto I = RegClasses.rbegin(), E = RegClasses.rend(); I != E; ++I) {
915     CodeGenRegisterClass &RC = *I;
916     RC.SubClasses.resize(RegClasses.size());
917     RC.SubClasses.set(RC.EnumValue);
918
919     // Normally, all subclasses have IDs >= rci, unless RC is part of a clique.
920     for (auto I2 = I.base(), E2 = RegClasses.end(); I2 != E2; ++I2) {
921       CodeGenRegisterClass &SubRC = *I2;
922       if (RC.SubClasses.test(SubRC.EnumValue))
923         continue;
924       if (!testSubClass(&RC, &SubRC))
925         continue;
926       // SubRC is a sub-class. Grap all its sub-classes so we won't have to
927       // check them again.
928       RC.SubClasses |= SubRC.SubClasses;
929     }
930
931     // Sweep up missed clique members.  They will be immediately preceding RC.
932     for (auto I2 = std::next(I); I2 != E && testSubClass(&RC, &*I2); ++I2)
933       RC.SubClasses.set(I2->EnumValue);
934   }
935
936   // Compute the SuperClasses lists from the SubClasses vectors.
937   for (auto &RC : RegClasses) {
938     const BitVector &SC = RC.getSubClasses();
939     auto I = RegClasses.begin();
940     for (int s = 0, next_s = SC.find_first(); next_s != -1;
941          next_s = SC.find_next(s)) {
942       std::advance(I, next_s - s);
943       s = next_s;
944       if (&*I == &RC)
945         continue;
946       I->SuperClasses.push_back(&RC);
947     }
948   }
949
950   // With the class hierarchy in place, let synthesized register classes inherit
951   // properties from their closest super-class. The iteration order here can
952   // propagate properties down multiple levels.
953   for (auto &RC : RegClasses)
954     if (!RC.getDef())
955       RC.inheritProperties(RegBank);
956 }
957
958 Optional<std::pair<CodeGenRegisterClass *, CodeGenRegisterClass *>>
959 CodeGenRegisterClass::getMatchingSubClassWithSubRegs(
960     CodeGenRegBank &RegBank, const CodeGenSubRegIndex *SubIdx) const {
961   auto SizeOrder = [](const CodeGenRegisterClass *A,
962                       const CodeGenRegisterClass *B) {
963     return A->getMembers().size() > B->getMembers().size();
964   };
965
966   auto &RegClasses = RegBank.getRegClasses();
967
968   // Find all the subclasses of this one that fully support the sub-register
969   // index and order them by size. BiggestSuperRC should always be first.
970   CodeGenRegisterClass *BiggestSuperRegRC = getSubClassWithSubReg(SubIdx);
971   if (!BiggestSuperRegRC)
972     return None;
973   BitVector SuperRegRCsBV = BiggestSuperRegRC->getSubClasses();
974   std::vector<CodeGenRegisterClass *> SuperRegRCs;
975   for (auto &RC : RegClasses)
976     if (SuperRegRCsBV[RC.EnumValue])
977       SuperRegRCs.emplace_back(&RC);
978   std::sort(SuperRegRCs.begin(), SuperRegRCs.end(), SizeOrder);
979   assert(SuperRegRCs.front() == BiggestSuperRegRC && "Biggest class wasn't first");
980
981   // Find all the subreg classes and order them by size too.
982   std::vector<std::pair<CodeGenRegisterClass *, BitVector>> SuperRegClasses;
983   for (auto &RC: RegClasses) {
984     BitVector SuperRegClassesBV(RegClasses.size());
985     RC.getSuperRegClasses(SubIdx, SuperRegClassesBV);
986     if (SuperRegClassesBV.any())
987       SuperRegClasses.push_back(std::make_pair(&RC, SuperRegClassesBV));
988   }
989   std::sort(SuperRegClasses.begin(), SuperRegClasses.end(),
990             [&](const std::pair<CodeGenRegisterClass *, BitVector> &A,
991                 const std::pair<CodeGenRegisterClass *, BitVector> &B) {
992               return SizeOrder(A.first, B.first);
993             });
994
995   // Find the biggest subclass and subreg class such that R:subidx is in the
996   // subreg class for all R in subclass.
997   //
998   // For example:
999   // All registers in X86's GR64 have a sub_32bit subregister but no class
1000   // exists that contains all the 32-bit subregisters because GR64 contains RIP
1001   // but GR32 does not contain EIP. Instead, we constrain SuperRegRC to
1002   // GR32_with_sub_8bit (which is identical to GR32_with_sub_32bit) and then,
1003   // having excluded RIP, we are able to find a SubRegRC (GR32).
1004   CodeGenRegisterClass *ChosenSuperRegClass = nullptr;
1005   CodeGenRegisterClass *SubRegRC = nullptr;
1006   for (auto *SuperRegRC : SuperRegRCs) {
1007     for (const auto &SuperRegClassPair : SuperRegClasses) {
1008       const BitVector &SuperRegClassBV = SuperRegClassPair.second;
1009       if (SuperRegClassBV[SuperRegRC->EnumValue]) {
1010         SubRegRC = SuperRegClassPair.first;
1011         ChosenSuperRegClass = SuperRegRC;
1012
1013         // If SubRegRC is bigger than SuperRegRC then there are members of
1014         // SubRegRC that don't have super registers via SubIdx. Keep looking to
1015         // find a better fit and fall back on this one if there isn't one.
1016         //
1017         // This is intended to prevent X86 from making odd choices such as
1018         // picking LOW32_ADDR_ACCESS_RBP instead of GR32 in the example above.
1019         // LOW32_ADDR_ACCESS_RBP is a valid choice but contains registers that
1020         // aren't subregisters of SuperRegRC whereas GR32 has a direct 1:1
1021         // mapping.
1022         if (SuperRegRC->getMembers().size() >= SubRegRC->getMembers().size())
1023           return std::make_pair(ChosenSuperRegClass, SubRegRC);
1024       }
1025     }
1026
1027     // If we found a fit but it wasn't quite ideal because SubRegRC had excess
1028     // registers, then we're done.
1029     if (ChosenSuperRegClass)
1030       return std::make_pair(ChosenSuperRegClass, SubRegRC);
1031   }
1032
1033   return None;
1034 }
1035
1036 void CodeGenRegisterClass::getSuperRegClasses(const CodeGenSubRegIndex *SubIdx,
1037                                               BitVector &Out) const {
1038   auto FindI = SuperRegClasses.find(SubIdx);
1039   if (FindI == SuperRegClasses.end())
1040     return;
1041   for (CodeGenRegisterClass *RC : FindI->second)
1042     Out.set(RC->EnumValue);
1043 }
1044
1045 // Populate a unique sorted list of units from a register set.
1046 void CodeGenRegisterClass::buildRegUnitSet(
1047   std::vector<unsigned> &RegUnits) const {
1048   std::vector<unsigned> TmpUnits;
1049   for (RegUnitIterator UnitI(Members); UnitI.isValid(); ++UnitI)
1050     TmpUnits.push_back(*UnitI);
1051   std::sort(TmpUnits.begin(), TmpUnits.end());
1052   std::unique_copy(TmpUnits.begin(), TmpUnits.end(),
1053                    std::back_inserter(RegUnits));
1054 }
1055
1056 //===----------------------------------------------------------------------===//
1057 //                               CodeGenRegBank
1058 //===----------------------------------------------------------------------===//
1059
1060 CodeGenRegBank::CodeGenRegBank(RecordKeeper &Records,
1061                                const CodeGenHwModes &Modes) : CGH(Modes) {
1062   // Configure register Sets to understand register classes and tuples.
1063   Sets.addFieldExpander("RegisterClass", "MemberList");
1064   Sets.addFieldExpander("CalleeSavedRegs", "SaveList");
1065   Sets.addExpander("RegisterTuples", llvm::make_unique<TupleExpander>());
1066
1067   // Read in the user-defined (named) sub-register indices.
1068   // More indices will be synthesized later.
1069   std::vector<Record*> SRIs = Records.getAllDerivedDefinitions("SubRegIndex");
1070   std::sort(SRIs.begin(), SRIs.end(), LessRecord());
1071   for (unsigned i = 0, e = SRIs.size(); i != e; ++i)
1072     getSubRegIdx(SRIs[i]);
1073   // Build composite maps from ComposedOf fields.
1074   for (auto &Idx : SubRegIndices)
1075     Idx.updateComponents(*this);
1076
1077   // Read in the register definitions.
1078   std::vector<Record*> Regs = Records.getAllDerivedDefinitions("Register");
1079   std::sort(Regs.begin(), Regs.end(), LessRecordRegister());
1080   // Assign the enumeration values.
1081   for (unsigned i = 0, e = Regs.size(); i != e; ++i)
1082     getReg(Regs[i]);
1083
1084   // Expand tuples and number the new registers.
1085   std::vector<Record*> Tups =
1086     Records.getAllDerivedDefinitions("RegisterTuples");
1087
1088   for (Record *R : Tups) {
1089     std::vector<Record *> TupRegs = *Sets.expand(R);
1090     std::sort(TupRegs.begin(), TupRegs.end(), LessRecordRegister());
1091     for (Record *RC : TupRegs)
1092       getReg(RC);
1093   }
1094
1095   // Now all the registers are known. Build the object graph of explicit
1096   // register-register references.
1097   for (auto &Reg : Registers)
1098     Reg.buildObjectGraph(*this);
1099
1100   // Compute register name map.
1101   for (auto &Reg : Registers)
1102     // FIXME: This could just be RegistersByName[name] = register, except that
1103     // causes some failures in MIPS - perhaps they have duplicate register name
1104     // entries? (or maybe there's a reason for it - I don't know much about this
1105     // code, just drive-by refactoring)
1106     RegistersByName.insert(
1107         std::make_pair(Reg.TheDef->getValueAsString("AsmName"), &Reg));
1108
1109   // Precompute all sub-register maps.
1110   // This will create Composite entries for all inferred sub-register indices.
1111   for (auto &Reg : Registers)
1112     Reg.computeSubRegs(*this);
1113
1114   // Compute transitive closure of subregister index ConcatenationOf vectors
1115   // and initialize ConcatIdx map.
1116   for (CodeGenSubRegIndex &SRI : SubRegIndices) {
1117     SRI.computeConcatTransitiveClosure();
1118     if (!SRI.ConcatenationOf.empty())
1119       ConcatIdx.insert(std::make_pair(
1120           SmallVector<CodeGenSubRegIndex*,8>(SRI.ConcatenationOf.begin(),
1121                                              SRI.ConcatenationOf.end()), &SRI));
1122   }
1123
1124   // Infer even more sub-registers by combining leading super-registers.
1125   for (auto &Reg : Registers)
1126     if (Reg.CoveredBySubRegs)
1127       Reg.computeSecondarySubRegs(*this);
1128
1129   // After the sub-register graph is complete, compute the topologically
1130   // ordered SuperRegs list.
1131   for (auto &Reg : Registers)
1132     Reg.computeSuperRegs(*this);
1133
1134   // Native register units are associated with a leaf register. They've all been
1135   // discovered now.
1136   NumNativeRegUnits = RegUnits.size();
1137
1138   // Read in register class definitions.
1139   std::vector<Record*> RCs = Records.getAllDerivedDefinitions("RegisterClass");
1140   if (RCs.empty())
1141     PrintFatalError("No 'RegisterClass' subclasses defined!");
1142
1143   // Allocate user-defined register classes.
1144   for (auto *RC : RCs) {
1145     RegClasses.emplace_back(*this, RC);
1146     addToMaps(&RegClasses.back());
1147   }
1148
1149   // Infer missing classes to create a full algebra.
1150   computeInferredRegisterClasses();
1151
1152   // Order register classes topologically and assign enum values.
1153   RegClasses.sort(TopoOrderRC);
1154   unsigned i = 0;
1155   for (auto &RC : RegClasses)
1156     RC.EnumValue = i++;
1157   CodeGenRegisterClass::computeSubClasses(*this);
1158 }
1159
1160 // Create a synthetic CodeGenSubRegIndex without a corresponding Record.
1161 CodeGenSubRegIndex*
1162 CodeGenRegBank::createSubRegIndex(StringRef Name, StringRef Namespace) {
1163   SubRegIndices.emplace_back(Name, Namespace, SubRegIndices.size() + 1);
1164   return &SubRegIndices.back();
1165 }
1166
1167 CodeGenSubRegIndex *CodeGenRegBank::getSubRegIdx(Record *Def) {
1168   CodeGenSubRegIndex *&Idx = Def2SubRegIdx[Def];
1169   if (Idx)
1170     return Idx;
1171   SubRegIndices.emplace_back(Def, SubRegIndices.size() + 1);
1172   Idx = &SubRegIndices.back();
1173   return Idx;
1174 }
1175
1176 CodeGenRegister *CodeGenRegBank::getReg(Record *Def) {
1177   CodeGenRegister *&Reg = Def2Reg[Def];
1178   if (Reg)
1179     return Reg;
1180   Registers.emplace_back(Def, Registers.size() + 1);
1181   Reg = &Registers.back();
1182   return Reg;
1183 }
1184
1185 void CodeGenRegBank::addToMaps(CodeGenRegisterClass *RC) {
1186   if (Record *Def = RC->getDef())
1187     Def2RC.insert(std::make_pair(Def, RC));
1188
1189   // Duplicate classes are rejected by insert().
1190   // That's OK, we only care about the properties handled by CGRC::Key.
1191   CodeGenRegisterClass::Key K(*RC);
1192   Key2RC.insert(std::make_pair(K, RC));
1193 }
1194
1195 // Create a synthetic sub-class if it is missing.
1196 CodeGenRegisterClass*
1197 CodeGenRegBank::getOrCreateSubClass(const CodeGenRegisterClass *RC,
1198                                     const CodeGenRegister::Vec *Members,
1199                                     StringRef Name) {
1200   // Synthetic sub-class has the same size and alignment as RC.
1201   CodeGenRegisterClass::Key K(Members, RC->RSI);
1202   RCKeyMap::const_iterator FoundI = Key2RC.find(K);
1203   if (FoundI != Key2RC.end())
1204     return FoundI->second;
1205
1206   // Sub-class doesn't exist, create a new one.
1207   RegClasses.emplace_back(*this, Name, K);
1208   addToMaps(&RegClasses.back());
1209   return &RegClasses.back();
1210 }
1211
1212 CodeGenRegisterClass *CodeGenRegBank::getRegClass(Record *Def) {
1213   if (CodeGenRegisterClass *RC = Def2RC[Def])
1214     return RC;
1215
1216   PrintFatalError(Def->getLoc(), "Not a known RegisterClass!");
1217 }
1218
1219 CodeGenSubRegIndex*
1220 CodeGenRegBank::getCompositeSubRegIndex(CodeGenSubRegIndex *A,
1221                                         CodeGenSubRegIndex *B) {
1222   // Look for an existing entry.
1223   CodeGenSubRegIndex *Comp = A->compose(B);
1224   if (Comp)
1225     return Comp;
1226
1227   // None exists, synthesize one.
1228   std::string Name = A->getName() + "_then_" + B->getName();
1229   Comp = createSubRegIndex(Name, A->getNamespace());
1230   A->addComposite(B, Comp);
1231   return Comp;
1232 }
1233
1234 CodeGenSubRegIndex *CodeGenRegBank::
1235 getConcatSubRegIndex(const SmallVector<CodeGenSubRegIndex *, 8> &Parts) {
1236   assert(Parts.size() > 1 && "Need two parts to concatenate");
1237 #ifndef NDEBUG
1238   for (CodeGenSubRegIndex *Idx : Parts) {
1239     assert(Idx->ConcatenationOf.empty() && "No transitive closure?");
1240   }
1241 #endif
1242
1243   // Look for an existing entry.
1244   CodeGenSubRegIndex *&Idx = ConcatIdx[Parts];
1245   if (Idx)
1246     return Idx;
1247
1248   // None exists, synthesize one.
1249   std::string Name = Parts.front()->getName();
1250   // Determine whether all parts are contiguous.
1251   bool isContinuous = true;
1252   unsigned Size = Parts.front()->Size;
1253   unsigned LastOffset = Parts.front()->Offset;
1254   unsigned LastSize = Parts.front()->Size;
1255   for (unsigned i = 1, e = Parts.size(); i != e; ++i) {
1256     Name += '_';
1257     Name += Parts[i]->getName();
1258     Size += Parts[i]->Size;
1259     if (Parts[i]->Offset != (LastOffset + LastSize))
1260       isContinuous = false;
1261     LastOffset = Parts[i]->Offset;
1262     LastSize = Parts[i]->Size;
1263   }
1264   Idx = createSubRegIndex(Name, Parts.front()->getNamespace());
1265   Idx->Size = Size;
1266   Idx->Offset = isContinuous ? Parts.front()->Offset : -1;
1267   Idx->ConcatenationOf.assign(Parts.begin(), Parts.end());
1268   return Idx;
1269 }
1270
1271 void CodeGenRegBank::computeComposites() {
1272   // Keep track of TopoSigs visited. We only need to visit each TopoSig once,
1273   // and many registers will share TopoSigs on regular architectures.
1274   BitVector TopoSigs(getNumTopoSigs());
1275
1276   for (const auto &Reg1 : Registers) {
1277     // Skip identical subreg structures already processed.
1278     if (TopoSigs.test(Reg1.getTopoSig()))
1279       continue;
1280     TopoSigs.set(Reg1.getTopoSig());
1281
1282     const CodeGenRegister::SubRegMap &SRM1 = Reg1.getSubRegs();
1283     for (CodeGenRegister::SubRegMap::const_iterator i1 = SRM1.begin(),
1284          e1 = SRM1.end(); i1 != e1; ++i1) {
1285       CodeGenSubRegIndex *Idx1 = i1->first;
1286       CodeGenRegister *Reg2 = i1->second;
1287       // Ignore identity compositions.
1288       if (&Reg1 == Reg2)
1289         continue;
1290       const CodeGenRegister::SubRegMap &SRM2 = Reg2->getSubRegs();
1291       // Try composing Idx1 with another SubRegIndex.
1292       for (CodeGenRegister::SubRegMap::const_iterator i2 = SRM2.begin(),
1293            e2 = SRM2.end(); i2 != e2; ++i2) {
1294         CodeGenSubRegIndex *Idx2 = i2->first;
1295         CodeGenRegister *Reg3 = i2->second;
1296         // Ignore identity compositions.
1297         if (Reg2 == Reg3)
1298           continue;
1299         // OK Reg1:IdxPair == Reg3. Find the index with Reg:Idx == Reg3.
1300         CodeGenSubRegIndex *Idx3 = Reg1.getSubRegIndex(Reg3);
1301         assert(Idx3 && "Sub-register doesn't have an index");
1302
1303         // Conflicting composition? Emit a warning but allow it.
1304         if (CodeGenSubRegIndex *Prev = Idx1->addComposite(Idx2, Idx3))
1305           PrintWarning(Twine("SubRegIndex ") + Idx1->getQualifiedName() +
1306                        " and " + Idx2->getQualifiedName() +
1307                        " compose ambiguously as " + Prev->getQualifiedName() +
1308                        " or " + Idx3->getQualifiedName());
1309       }
1310     }
1311   }
1312 }
1313
1314 // Compute lane masks. This is similar to register units, but at the
1315 // sub-register index level. Each bit in the lane mask is like a register unit
1316 // class, and two lane masks will have a bit in common if two sub-register
1317 // indices overlap in some register.
1318 //
1319 // Conservatively share a lane mask bit if two sub-register indices overlap in
1320 // some registers, but not in others. That shouldn't happen a lot.
1321 void CodeGenRegBank::computeSubRegLaneMasks() {
1322   // First assign individual bits to all the leaf indices.
1323   unsigned Bit = 0;
1324   // Determine mask of lanes that cover their registers.
1325   CoveringLanes = LaneBitmask::getAll();
1326   for (auto &Idx : SubRegIndices) {
1327     if (Idx.getComposites().empty()) {
1328       if (Bit > LaneBitmask::BitWidth) {
1329         PrintFatalError(
1330           Twine("Ran out of lanemask bits to represent subregister ")
1331           + Idx.getName());
1332       }
1333       Idx.LaneMask = LaneBitmask::getLane(Bit);
1334       ++Bit;
1335     } else {
1336       Idx.LaneMask = LaneBitmask::getNone();
1337     }
1338   }
1339
1340   // Compute transformation sequences for composeSubRegIndexLaneMask. The idea
1341   // here is that for each possible target subregister we look at the leafs
1342   // in the subregister graph that compose for this target and create
1343   // transformation sequences for the lanemasks. Each step in the sequence
1344   // consists of a bitmask and a bitrotate operation. As the rotation amounts
1345   // are usually the same for many subregisters we can easily combine the steps
1346   // by combining the masks.
1347   for (const auto &Idx : SubRegIndices) {
1348     const auto &Composites = Idx.getComposites();
1349     auto &LaneTransforms = Idx.CompositionLaneMaskTransform;
1350
1351     if (Composites.empty()) {
1352       // Moving from a class with no subregisters we just had a single lane:
1353       // The subregister must be a leaf subregister and only occupies 1 bit.
1354       // Move the bit from the class without subregisters into that position.
1355       unsigned DstBit = Idx.LaneMask.getHighestLane();
1356       assert(Idx.LaneMask == LaneBitmask::getLane(DstBit) &&
1357              "Must be a leaf subregister");
1358       MaskRolPair MaskRol = { LaneBitmask::getLane(0), (uint8_t)DstBit };
1359       LaneTransforms.push_back(MaskRol);
1360     } else {
1361       // Go through all leaf subregisters and find the ones that compose with
1362       // Idx. These make out all possible valid bits in the lane mask we want to
1363       // transform. Looking only at the leafs ensure that only a single bit in
1364       // the mask is set.
1365       unsigned NextBit = 0;
1366       for (auto &Idx2 : SubRegIndices) {
1367         // Skip non-leaf subregisters.
1368         if (!Idx2.getComposites().empty())
1369           continue;
1370         // Replicate the behaviour from the lane mask generation loop above.
1371         unsigned SrcBit = NextBit;
1372         LaneBitmask SrcMask = LaneBitmask::getLane(SrcBit);
1373         if (NextBit < LaneBitmask::BitWidth-1)
1374           ++NextBit;
1375         assert(Idx2.LaneMask == SrcMask);
1376
1377         // Get the composed subregister if there is any.
1378         auto C = Composites.find(&Idx2);
1379         if (C == Composites.end())
1380           continue;
1381         const CodeGenSubRegIndex *Composite = C->second;
1382         // The Composed subreg should be a leaf subreg too
1383         assert(Composite->getComposites().empty());
1384
1385         // Create Mask+Rotate operation and merge with existing ops if possible.
1386         unsigned DstBit = Composite->LaneMask.getHighestLane();
1387         int Shift = DstBit - SrcBit;
1388         uint8_t RotateLeft = Shift >= 0 ? (uint8_t)Shift
1389                                         : LaneBitmask::BitWidth + Shift;
1390         for (auto &I : LaneTransforms) {
1391           if (I.RotateLeft == RotateLeft) {
1392             I.Mask |= SrcMask;
1393             SrcMask = LaneBitmask::getNone();
1394           }
1395         }
1396         if (SrcMask.any()) {
1397           MaskRolPair MaskRol = { SrcMask, RotateLeft };
1398           LaneTransforms.push_back(MaskRol);
1399         }
1400       }
1401     }
1402
1403     // Optimize if the transformation consists of one step only: Set mask to
1404     // 0xffffffff (including some irrelevant invalid bits) so that it should
1405     // merge with more entries later while compressing the table.
1406     if (LaneTransforms.size() == 1)
1407       LaneTransforms[0].Mask = LaneBitmask::getAll();
1408
1409     // Further compression optimization: For invalid compositions resulting
1410     // in a sequence with 0 entries we can just pick any other. Choose
1411     // Mask 0xffffffff with Rotation 0.
1412     if (LaneTransforms.size() == 0) {
1413       MaskRolPair P = { LaneBitmask::getAll(), 0 };
1414       LaneTransforms.push_back(P);
1415     }
1416   }
1417
1418   // FIXME: What if ad-hoc aliasing introduces overlaps that aren't represented
1419   // by the sub-register graph? This doesn't occur in any known targets.
1420
1421   // Inherit lanes from composites.
1422   for (const auto &Idx : SubRegIndices) {
1423     LaneBitmask Mask = Idx.computeLaneMask();
1424     // If some super-registers without CoveredBySubRegs use this index, we can
1425     // no longer assume that the lanes are covering their registers.
1426     if (!Idx.AllSuperRegsCovered)
1427       CoveringLanes &= ~Mask;
1428   }
1429
1430   // Compute lane mask combinations for register classes.
1431   for (auto &RegClass : RegClasses) {
1432     LaneBitmask LaneMask;
1433     for (const auto &SubRegIndex : SubRegIndices) {
1434       if (RegClass.getSubClassWithSubReg(&SubRegIndex) == nullptr)
1435         continue;
1436       LaneMask |= SubRegIndex.LaneMask;
1437     }
1438
1439     // For classes without any subregisters set LaneMask to 1 instead of 0.
1440     // This makes it easier for client code to handle classes uniformly.
1441     if (LaneMask.none())
1442       LaneMask = LaneBitmask::getLane(0);
1443
1444     RegClass.LaneMask = LaneMask;
1445   }
1446 }
1447
1448 namespace {
1449
1450 // UberRegSet is a helper class for computeRegUnitWeights. Each UberRegSet is
1451 // the transitive closure of the union of overlapping register
1452 // classes. Together, the UberRegSets form a partition of the registers. If we
1453 // consider overlapping register classes to be connected, then each UberRegSet
1454 // is a set of connected components.
1455 //
1456 // An UberRegSet will likely be a horizontal slice of register names of
1457 // the same width. Nontrivial subregisters should then be in a separate
1458 // UberRegSet. But this property isn't required for valid computation of
1459 // register unit weights.
1460 //
1461 // A Weight field caches the max per-register unit weight in each UberRegSet.
1462 //
1463 // A set of SingularDeterminants flags single units of some register in this set
1464 // for which the unit weight equals the set weight. These units should not have
1465 // their weight increased.
1466 struct UberRegSet {
1467   CodeGenRegister::Vec Regs;
1468   unsigned Weight = 0;
1469   CodeGenRegister::RegUnitList SingularDeterminants;
1470
1471   UberRegSet() = default;
1472 };
1473
1474 } // end anonymous namespace
1475
1476 // Partition registers into UberRegSets, where each set is the transitive
1477 // closure of the union of overlapping register classes.
1478 //
1479 // UberRegSets[0] is a special non-allocatable set.
1480 static void computeUberSets(std::vector<UberRegSet> &UberSets,
1481                             std::vector<UberRegSet*> &RegSets,
1482                             CodeGenRegBank &RegBank) {
1483   const auto &Registers = RegBank.getRegisters();
1484
1485   // The Register EnumValue is one greater than its index into Registers.
1486   assert(Registers.size() == Registers.back().EnumValue &&
1487          "register enum value mismatch");
1488
1489   // For simplicitly make the SetID the same as EnumValue.
1490   IntEqClasses UberSetIDs(Registers.size()+1);
1491   std::set<unsigned> AllocatableRegs;
1492   for (auto &RegClass : RegBank.getRegClasses()) {
1493     if (!RegClass.Allocatable)
1494       continue;
1495
1496     const CodeGenRegister::Vec &Regs = RegClass.getMembers();
1497     if (Regs.empty())
1498       continue;
1499
1500     unsigned USetID = UberSetIDs.findLeader((*Regs.begin())->EnumValue);
1501     assert(USetID && "register number 0 is invalid");
1502
1503     AllocatableRegs.insert((*Regs.begin())->EnumValue);
1504     for (auto I = std::next(Regs.begin()), E = Regs.end(); I != E; ++I) {
1505       AllocatableRegs.insert((*I)->EnumValue);
1506       UberSetIDs.join(USetID, (*I)->EnumValue);
1507     }
1508   }
1509   // Combine non-allocatable regs.
1510   for (const auto &Reg : Registers) {
1511     unsigned RegNum = Reg.EnumValue;
1512     if (AllocatableRegs.count(RegNum))
1513       continue;
1514
1515     UberSetIDs.join(0, RegNum);
1516   }
1517   UberSetIDs.compress();
1518
1519   // Make the first UberSet a special unallocatable set.
1520   unsigned ZeroID = UberSetIDs[0];
1521
1522   // Insert Registers into the UberSets formed by union-find.
1523   // Do not resize after this.
1524   UberSets.resize(UberSetIDs.getNumClasses());
1525   unsigned i = 0;
1526   for (const CodeGenRegister &Reg : Registers) {
1527     unsigned USetID = UberSetIDs[Reg.EnumValue];
1528     if (!USetID)
1529       USetID = ZeroID;
1530     else if (USetID == ZeroID)
1531       USetID = 0;
1532
1533     UberRegSet *USet = &UberSets[USetID];
1534     USet->Regs.push_back(&Reg);
1535     sortAndUniqueRegisters(USet->Regs);
1536     RegSets[i++] = USet;
1537   }
1538 }
1539
1540 // Recompute each UberSet weight after changing unit weights.
1541 static void computeUberWeights(std::vector<UberRegSet> &UberSets,
1542                                CodeGenRegBank &RegBank) {
1543   // Skip the first unallocatable set.
1544   for (std::vector<UberRegSet>::iterator I = std::next(UberSets.begin()),
1545          E = UberSets.end(); I != E; ++I) {
1546
1547     // Initialize all unit weights in this set, and remember the max units/reg.
1548     const CodeGenRegister *Reg = nullptr;
1549     unsigned MaxWeight = 0, Weight = 0;
1550     for (RegUnitIterator UnitI(I->Regs); UnitI.isValid(); ++UnitI) {
1551       if (Reg != UnitI.getReg()) {
1552         if (Weight > MaxWeight)
1553           MaxWeight = Weight;
1554         Reg = UnitI.getReg();
1555         Weight = 0;
1556       }
1557       unsigned UWeight = RegBank.getRegUnit(*UnitI).Weight;
1558       if (!UWeight) {
1559         UWeight = 1;
1560         RegBank.increaseRegUnitWeight(*UnitI, UWeight);
1561       }
1562       Weight += UWeight;
1563     }
1564     if (Weight > MaxWeight)
1565       MaxWeight = Weight;
1566     if (I->Weight != MaxWeight) {
1567       DEBUG(
1568         dbgs() << "UberSet " << I - UberSets.begin() << " Weight " << MaxWeight;
1569         for (auto &Unit : I->Regs)
1570           dbgs() << " " << Unit->getName();
1571         dbgs() << "\n");
1572       // Update the set weight.
1573       I->Weight = MaxWeight;
1574     }
1575
1576     // Find singular determinants.
1577     for (const auto R : I->Regs) {
1578       if (R->getRegUnits().count() == 1 && R->getWeight(RegBank) == I->Weight) {
1579         I->SingularDeterminants |= R->getRegUnits();
1580       }
1581     }
1582   }
1583 }
1584
1585 // normalizeWeight is a computeRegUnitWeights helper that adjusts the weight of
1586 // a register and its subregisters so that they have the same weight as their
1587 // UberSet. Self-recursion processes the subregister tree in postorder so
1588 // subregisters are normalized first.
1589 //
1590 // Side effects:
1591 // - creates new adopted register units
1592 // - causes superregisters to inherit adopted units
1593 // - increases the weight of "singular" units
1594 // - induces recomputation of UberWeights.
1595 static bool normalizeWeight(CodeGenRegister *Reg,
1596                             std::vector<UberRegSet> &UberSets,
1597                             std::vector<UberRegSet*> &RegSets,
1598                             SparseBitVector<> &NormalRegs,
1599                             CodeGenRegister::RegUnitList &NormalUnits,
1600                             CodeGenRegBank &RegBank) {
1601   if (NormalRegs.test(Reg->EnumValue))
1602     return false;
1603   NormalRegs.set(Reg->EnumValue);
1604
1605   bool Changed = false;
1606   const CodeGenRegister::SubRegMap &SRM = Reg->getSubRegs();
1607   for (CodeGenRegister::SubRegMap::const_iterator SRI = SRM.begin(),
1608          SRE = SRM.end(); SRI != SRE; ++SRI) {
1609     if (SRI->second == Reg)
1610       continue; // self-cycles happen
1611
1612     Changed |= normalizeWeight(SRI->second, UberSets, RegSets,
1613                                NormalRegs, NormalUnits, RegBank);
1614   }
1615   // Postorder register normalization.
1616
1617   // Inherit register units newly adopted by subregisters.
1618   if (Reg->inheritRegUnits(RegBank))
1619     computeUberWeights(UberSets, RegBank);
1620
1621   // Check if this register is too skinny for its UberRegSet.
1622   UberRegSet *UberSet = RegSets[RegBank.getRegIndex(Reg)];
1623
1624   unsigned RegWeight = Reg->getWeight(RegBank);
1625   if (UberSet->Weight > RegWeight) {
1626     // A register unit's weight can be adjusted only if it is the singular unit
1627     // for this register, has not been used to normalize a subregister's set,
1628     // and has not already been used to singularly determine this UberRegSet.
1629     unsigned AdjustUnit = *Reg->getRegUnits().begin();
1630     if (Reg->getRegUnits().count() != 1
1631         || hasRegUnit(NormalUnits, AdjustUnit)
1632         || hasRegUnit(UberSet->SingularDeterminants, AdjustUnit)) {
1633       // We don't have an adjustable unit, so adopt a new one.
1634       AdjustUnit = RegBank.newRegUnit(UberSet->Weight - RegWeight);
1635       Reg->adoptRegUnit(AdjustUnit);
1636       // Adopting a unit does not immediately require recomputing set weights.
1637     }
1638     else {
1639       // Adjust the existing single unit.
1640       RegBank.increaseRegUnitWeight(AdjustUnit, UberSet->Weight - RegWeight);
1641       // The unit may be shared among sets and registers within this set.
1642       computeUberWeights(UberSets, RegBank);
1643     }
1644     Changed = true;
1645   }
1646
1647   // Mark these units normalized so superregisters can't change their weights.
1648   NormalUnits |= Reg->getRegUnits();
1649
1650   return Changed;
1651 }
1652
1653 // Compute a weight for each register unit created during getSubRegs.
1654 //
1655 // The goal is that two registers in the same class will have the same weight,
1656 // where each register's weight is defined as sum of its units' weights.
1657 void CodeGenRegBank::computeRegUnitWeights() {
1658   std::vector<UberRegSet> UberSets;
1659   std::vector<UberRegSet*> RegSets(Registers.size());
1660   computeUberSets(UberSets, RegSets, *this);
1661   // UberSets and RegSets are now immutable.
1662
1663   computeUberWeights(UberSets, *this);
1664
1665   // Iterate over each Register, normalizing the unit weights until reaching
1666   // a fix point.
1667   unsigned NumIters = 0;
1668   for (bool Changed = true; Changed; ++NumIters) {
1669     assert(NumIters <= NumNativeRegUnits && "Runaway register unit weights");
1670     Changed = false;
1671     for (auto &Reg : Registers) {
1672       CodeGenRegister::RegUnitList NormalUnits;
1673       SparseBitVector<> NormalRegs;
1674       Changed |= normalizeWeight(&Reg, UberSets, RegSets, NormalRegs,
1675                                  NormalUnits, *this);
1676     }
1677   }
1678 }
1679
1680 // Find a set in UniqueSets with the same elements as Set.
1681 // Return an iterator into UniqueSets.
1682 static std::vector<RegUnitSet>::const_iterator
1683 findRegUnitSet(const std::vector<RegUnitSet> &UniqueSets,
1684                const RegUnitSet &Set) {
1685   std::vector<RegUnitSet>::const_iterator
1686     I = UniqueSets.begin(), E = UniqueSets.end();
1687   for(;I != E; ++I) {
1688     if (I->Units == Set.Units)
1689       break;
1690   }
1691   return I;
1692 }
1693
1694 // Return true if the RUSubSet is a subset of RUSuperSet.
1695 static bool isRegUnitSubSet(const std::vector<unsigned> &RUSubSet,
1696                             const std::vector<unsigned> &RUSuperSet) {
1697   return std::includes(RUSuperSet.begin(), RUSuperSet.end(),
1698                        RUSubSet.begin(), RUSubSet.end());
1699 }
1700
1701 /// Iteratively prune unit sets. Prune subsets that are close to the superset,
1702 /// but with one or two registers removed. We occasionally have registers like
1703 /// APSR and PC thrown in with the general registers. We also see many
1704 /// special-purpose register subsets, such as tail-call and Thumb
1705 /// encodings. Generating all possible overlapping sets is combinatorial and
1706 /// overkill for modeling pressure. Ideally we could fix this statically in
1707 /// tablegen by (1) having the target define register classes that only include
1708 /// the allocatable registers and marking other classes as non-allocatable and
1709 /// (2) having a way to mark special purpose classes as "don't-care" classes for
1710 /// the purpose of pressure.  However, we make an attempt to handle targets that
1711 /// are not nicely defined by merging nearly identical register unit sets
1712 /// statically. This generates smaller tables. Then, dynamically, we adjust the
1713 /// set limit by filtering the reserved registers.
1714 ///
1715 /// Merge sets only if the units have the same weight. For example, on ARM,
1716 /// Q-tuples with ssub index 0 include all S regs but also include D16+. We
1717 /// should not expand the S set to include D regs.
1718 void CodeGenRegBank::pruneUnitSets() {
1719   assert(RegClassUnitSets.empty() && "this invalidates RegClassUnitSets");
1720
1721   // Form an equivalence class of UnitSets with no significant difference.
1722   std::vector<unsigned> SuperSetIDs;
1723   for (unsigned SubIdx = 0, EndIdx = RegUnitSets.size();
1724        SubIdx != EndIdx; ++SubIdx) {
1725     const RegUnitSet &SubSet = RegUnitSets[SubIdx];
1726     unsigned SuperIdx = 0;
1727     for (; SuperIdx != EndIdx; ++SuperIdx) {
1728       if (SuperIdx == SubIdx)
1729         continue;
1730
1731       unsigned UnitWeight = RegUnits[SubSet.Units[0]].Weight;
1732       const RegUnitSet &SuperSet = RegUnitSets[SuperIdx];
1733       if (isRegUnitSubSet(SubSet.Units, SuperSet.Units)
1734           && (SubSet.Units.size() + 3 > SuperSet.Units.size())
1735           && UnitWeight == RegUnits[SuperSet.Units[0]].Weight
1736           && UnitWeight == RegUnits[SuperSet.Units.back()].Weight) {
1737         DEBUG(dbgs() << "UnitSet " << SubIdx << " subsumed by " << SuperIdx
1738               << "\n");
1739         // We can pick any of the set names for the merged set. Go for the
1740         // shortest one to avoid picking the name of one of the classes that are
1741         // artificially created by tablegen. So "FPR128_lo" instead of
1742         // "QQQQ_with_qsub3_in_FPR128_lo".
1743         if (RegUnitSets[SubIdx].Name.size() < RegUnitSets[SuperIdx].Name.size())
1744           RegUnitSets[SuperIdx].Name = RegUnitSets[SubIdx].Name;
1745         break;
1746       }
1747     }
1748     if (SuperIdx == EndIdx)
1749       SuperSetIDs.push_back(SubIdx);
1750   }
1751   // Populate PrunedUnitSets with each equivalence class's superset.
1752   std::vector<RegUnitSet> PrunedUnitSets(SuperSetIDs.size());
1753   for (unsigned i = 0, e = SuperSetIDs.size(); i != e; ++i) {
1754     unsigned SuperIdx = SuperSetIDs[i];
1755     PrunedUnitSets[i].Name = RegUnitSets[SuperIdx].Name;
1756     PrunedUnitSets[i].Units.swap(RegUnitSets[SuperIdx].Units);
1757   }
1758   RegUnitSets.swap(PrunedUnitSets);
1759 }
1760
1761 // Create a RegUnitSet for each RegClass that contains all units in the class
1762 // including adopted units that are necessary to model register pressure. Then
1763 // iteratively compute RegUnitSets such that the union of any two overlapping
1764 // RegUnitSets is repreresented.
1765 //
1766 // RegisterInfoEmitter will map each RegClass to its RegUnitClass and any
1767 // RegUnitSet that is a superset of that RegUnitClass.
1768 void CodeGenRegBank::computeRegUnitSets() {
1769   assert(RegUnitSets.empty() && "dirty RegUnitSets");
1770
1771   // Compute a unique RegUnitSet for each RegClass.
1772   auto &RegClasses = getRegClasses();
1773   for (auto &RC : RegClasses) {
1774     if (!RC.Allocatable)
1775       continue;
1776
1777     // Speculatively grow the RegUnitSets to hold the new set.
1778     RegUnitSets.resize(RegUnitSets.size() + 1);
1779     RegUnitSets.back().Name = RC.getName();
1780
1781     // Compute a sorted list of units in this class.
1782     RC.buildRegUnitSet(RegUnitSets.back().Units);
1783
1784     // Find an existing RegUnitSet.
1785     std::vector<RegUnitSet>::const_iterator SetI =
1786       findRegUnitSet(RegUnitSets, RegUnitSets.back());
1787     if (SetI != std::prev(RegUnitSets.end()))
1788       RegUnitSets.pop_back();
1789   }
1790
1791   DEBUG(dbgs() << "\nBefore pruning:\n";
1792         for (unsigned USIdx = 0, USEnd = RegUnitSets.size();
1793              USIdx < USEnd; ++USIdx) {
1794           dbgs() << "UnitSet " << USIdx << " " << RegUnitSets[USIdx].Name
1795                  << ":";
1796           for (auto &U : RegUnitSets[USIdx].Units)
1797             printRegUnitName(U);
1798           dbgs() << "\n";
1799         });
1800
1801   // Iteratively prune unit sets.
1802   pruneUnitSets();
1803
1804   DEBUG(dbgs() << "\nBefore union:\n";
1805         for (unsigned USIdx = 0, USEnd = RegUnitSets.size();
1806              USIdx < USEnd; ++USIdx) {
1807           dbgs() << "UnitSet " << USIdx << " " << RegUnitSets[USIdx].Name
1808                  << ":";
1809           for (auto &U : RegUnitSets[USIdx].Units)
1810             printRegUnitName(U);
1811           dbgs() << "\n";
1812         }
1813         dbgs() << "\nUnion sets:\n");
1814
1815   // Iterate over all unit sets, including new ones added by this loop.
1816   unsigned NumRegUnitSubSets = RegUnitSets.size();
1817   for (unsigned Idx = 0, EndIdx = RegUnitSets.size(); Idx != EndIdx; ++Idx) {
1818     // In theory, this is combinatorial. In practice, it needs to be bounded
1819     // by a small number of sets for regpressure to be efficient.
1820     // If the assert is hit, we need to implement pruning.
1821     assert(Idx < (2*NumRegUnitSubSets) && "runaway unit set inference");
1822
1823     // Compare new sets with all original classes.
1824     for (unsigned SearchIdx = (Idx >= NumRegUnitSubSets) ? 0 : Idx+1;
1825          SearchIdx != EndIdx; ++SearchIdx) {
1826       std::set<unsigned> Intersection;
1827       std::set_intersection(RegUnitSets[Idx].Units.begin(),
1828                             RegUnitSets[Idx].Units.end(),
1829                             RegUnitSets[SearchIdx].Units.begin(),
1830                             RegUnitSets[SearchIdx].Units.end(),
1831                             std::inserter(Intersection, Intersection.begin()));
1832       if (Intersection.empty())
1833         continue;
1834
1835       // Speculatively grow the RegUnitSets to hold the new set.
1836       RegUnitSets.resize(RegUnitSets.size() + 1);
1837       RegUnitSets.back().Name =
1838         RegUnitSets[Idx].Name + "+" + RegUnitSets[SearchIdx].Name;
1839
1840       std::set_union(RegUnitSets[Idx].Units.begin(),
1841                      RegUnitSets[Idx].Units.end(),
1842                      RegUnitSets[SearchIdx].Units.begin(),
1843                      RegUnitSets[SearchIdx].Units.end(),
1844                      std::inserter(RegUnitSets.back().Units,
1845                                    RegUnitSets.back().Units.begin()));
1846
1847       // Find an existing RegUnitSet, or add the union to the unique sets.
1848       std::vector<RegUnitSet>::const_iterator SetI =
1849         findRegUnitSet(RegUnitSets, RegUnitSets.back());
1850       if (SetI != std::prev(RegUnitSets.end()))
1851         RegUnitSets.pop_back();
1852       else {
1853         DEBUG(dbgs() << "UnitSet " << RegUnitSets.size()-1
1854               << " " << RegUnitSets.back().Name << ":";
1855               for (auto &U : RegUnitSets.back().Units)
1856                 printRegUnitName(U);
1857               dbgs() << "\n";);
1858       }
1859     }
1860   }
1861
1862   // Iteratively prune unit sets after inferring supersets.
1863   pruneUnitSets();
1864
1865   DEBUG(dbgs() << "\n";
1866         for (unsigned USIdx = 0, USEnd = RegUnitSets.size();
1867              USIdx < USEnd; ++USIdx) {
1868           dbgs() << "UnitSet " << USIdx << " " << RegUnitSets[USIdx].Name
1869                  << ":";
1870           for (auto &U : RegUnitSets[USIdx].Units)
1871             printRegUnitName(U);
1872           dbgs() << "\n";
1873         });
1874
1875   // For each register class, list the UnitSets that are supersets.
1876   RegClassUnitSets.resize(RegClasses.size());
1877   int RCIdx = -1;
1878   for (auto &RC : RegClasses) {
1879     ++RCIdx;
1880     if (!RC.Allocatable)
1881       continue;
1882
1883     // Recompute the sorted list of units in this class.
1884     std::vector<unsigned> RCRegUnits;
1885     RC.buildRegUnitSet(RCRegUnits);
1886
1887     // Don't increase pressure for unallocatable regclasses.
1888     if (RCRegUnits.empty())
1889       continue;
1890
1891     DEBUG(dbgs() << "RC " << RC.getName() << " Units: \n";
1892           for (auto U : RCRegUnits)
1893             printRegUnitName(U);
1894           dbgs() << "\n  UnitSetIDs:");
1895
1896     // Find all supersets.
1897     for (unsigned USIdx = 0, USEnd = RegUnitSets.size();
1898          USIdx != USEnd; ++USIdx) {
1899       if (isRegUnitSubSet(RCRegUnits, RegUnitSets[USIdx].Units)) {
1900         DEBUG(dbgs() << " " << USIdx);
1901         RegClassUnitSets[RCIdx].push_back(USIdx);
1902       }
1903     }
1904     DEBUG(dbgs() << "\n");
1905     assert(!RegClassUnitSets[RCIdx].empty() && "missing unit set for regclass");
1906   }
1907
1908   // For each register unit, ensure that we have the list of UnitSets that
1909   // contain the unit. Normally, this matches an existing list of UnitSets for a
1910   // register class. If not, we create a new entry in RegClassUnitSets as a
1911   // "fake" register class.
1912   for (unsigned UnitIdx = 0, UnitEnd = NumNativeRegUnits;
1913        UnitIdx < UnitEnd; ++UnitIdx) {
1914     std::vector<unsigned> RUSets;
1915     for (unsigned i = 0, e = RegUnitSets.size(); i != e; ++i) {
1916       RegUnitSet &RUSet = RegUnitSets[i];
1917       if (!is_contained(RUSet.Units, UnitIdx))
1918         continue;
1919       RUSets.push_back(i);
1920     }
1921     unsigned RCUnitSetsIdx = 0;
1922     for (unsigned e = RegClassUnitSets.size();
1923          RCUnitSetsIdx != e; ++RCUnitSetsIdx) {
1924       if (RegClassUnitSets[RCUnitSetsIdx] == RUSets) {
1925         break;
1926       }
1927     }
1928     RegUnits[UnitIdx].RegClassUnitSetsIdx = RCUnitSetsIdx;
1929     if (RCUnitSetsIdx == RegClassUnitSets.size()) {
1930       // Create a new list of UnitSets as a "fake" register class.
1931       RegClassUnitSets.resize(RCUnitSetsIdx + 1);
1932       RegClassUnitSets[RCUnitSetsIdx].swap(RUSets);
1933     }
1934   }
1935 }
1936
1937 void CodeGenRegBank::computeRegUnitLaneMasks() {
1938   for (auto &Register : Registers) {
1939     // Create an initial lane mask for all register units.
1940     const auto &RegUnits = Register.getRegUnits();
1941     CodeGenRegister::RegUnitLaneMaskList
1942         RegUnitLaneMasks(RegUnits.count(), LaneBitmask::getNone());
1943     // Iterate through SubRegisters.
1944     typedef CodeGenRegister::SubRegMap SubRegMap;
1945     const SubRegMap &SubRegs = Register.getSubRegs();
1946     for (SubRegMap::const_iterator S = SubRegs.begin(),
1947          SE = SubRegs.end(); S != SE; ++S) {
1948       CodeGenRegister *SubReg = S->second;
1949       // Ignore non-leaf subregisters, their lane masks are fully covered by
1950       // the leaf subregisters anyway.
1951       if (!SubReg->getSubRegs().empty())
1952         continue;
1953       CodeGenSubRegIndex *SubRegIndex = S->first;
1954       const CodeGenRegister *SubRegister = S->second;
1955       LaneBitmask LaneMask = SubRegIndex->LaneMask;
1956       // Distribute LaneMask to Register Units touched.
1957       for (unsigned SUI : SubRegister->getRegUnits()) {
1958         bool Found = false;
1959         unsigned u = 0;
1960         for (unsigned RU : RegUnits) {
1961           if (SUI == RU) {
1962             RegUnitLaneMasks[u] |= LaneMask;
1963             assert(!Found);
1964             Found = true;
1965           }
1966           ++u;
1967         }
1968         (void)Found;
1969         assert(Found);
1970       }
1971     }
1972     Register.setRegUnitLaneMasks(RegUnitLaneMasks);
1973   }
1974 }
1975
1976 void CodeGenRegBank::computeDerivedInfo() {
1977   computeComposites();
1978   computeSubRegLaneMasks();
1979
1980   // Compute a weight for each register unit created during getSubRegs.
1981   // This may create adopted register units (with unit # >= NumNativeRegUnits).
1982   computeRegUnitWeights();
1983
1984   // Compute a unique set of RegUnitSets. One for each RegClass and inferred
1985   // supersets for the union of overlapping sets.
1986   computeRegUnitSets();
1987
1988   computeRegUnitLaneMasks();
1989
1990   // Compute register class HasDisjunctSubRegs/CoveredBySubRegs flag.
1991   for (CodeGenRegisterClass &RC : RegClasses) {
1992     RC.HasDisjunctSubRegs = false;
1993     RC.CoveredBySubRegs = true;
1994     for (const CodeGenRegister *Reg : RC.getMembers()) {
1995       RC.HasDisjunctSubRegs |= Reg->HasDisjunctSubRegs;
1996       RC.CoveredBySubRegs &= Reg->CoveredBySubRegs;
1997     }
1998   }
1999
2000   // Get the weight of each set.
2001   for (unsigned Idx = 0, EndIdx = RegUnitSets.size(); Idx != EndIdx; ++Idx)
2002     RegUnitSets[Idx].Weight = getRegUnitSetWeight(RegUnitSets[Idx].Units);
2003
2004   // Find the order of each set.
2005   RegUnitSetOrder.reserve(RegUnitSets.size());
2006   for (unsigned Idx = 0, EndIdx = RegUnitSets.size(); Idx != EndIdx; ++Idx)
2007     RegUnitSetOrder.push_back(Idx);
2008
2009   std::stable_sort(RegUnitSetOrder.begin(), RegUnitSetOrder.end(),
2010                    [this](unsigned ID1, unsigned ID2) {
2011     return getRegPressureSet(ID1).Units.size() <
2012            getRegPressureSet(ID2).Units.size();
2013   });
2014   for (unsigned Idx = 0, EndIdx = RegUnitSets.size(); Idx != EndIdx; ++Idx) {
2015     RegUnitSets[RegUnitSetOrder[Idx]].Order = Idx;
2016   }
2017 }
2018
2019 //
2020 // Synthesize missing register class intersections.
2021 //
2022 // Make sure that sub-classes of RC exists such that getCommonSubClass(RC, X)
2023 // returns a maximal register class for all X.
2024 //
2025 void CodeGenRegBank::inferCommonSubClass(CodeGenRegisterClass *RC) {
2026   assert(!RegClasses.empty());
2027   // Stash the iterator to the last element so that this loop doesn't visit
2028   // elements added by the getOrCreateSubClass call within it.
2029   for (auto I = RegClasses.begin(), E = std::prev(RegClasses.end());
2030        I != std::next(E); ++I) {
2031     CodeGenRegisterClass *RC1 = RC;
2032     CodeGenRegisterClass *RC2 = &*I;
2033     if (RC1 == RC2)
2034       continue;
2035
2036     // Compute the set intersection of RC1 and RC2.
2037     const CodeGenRegister::Vec &Memb1 = RC1->getMembers();
2038     const CodeGenRegister::Vec &Memb2 = RC2->getMembers();
2039     CodeGenRegister::Vec Intersection;
2040     std::set_intersection(
2041         Memb1.begin(), Memb1.end(), Memb2.begin(), Memb2.end(),
2042         std::inserter(Intersection, Intersection.begin()), deref<llvm::less>());
2043
2044     // Skip disjoint class pairs.
2045     if (Intersection.empty())
2046       continue;
2047
2048     // If RC1 and RC2 have different spill sizes or alignments, use the
2049     // stricter one for sub-classing.  If they are equal, prefer RC1.
2050     if (RC2->RSI.hasStricterSpillThan(RC1->RSI))
2051       std::swap(RC1, RC2);
2052
2053     getOrCreateSubClass(RC1, &Intersection,
2054                         RC1->getName() + "_and_" + RC2->getName());
2055   }
2056 }
2057
2058 //
2059 // Synthesize missing sub-classes for getSubClassWithSubReg().
2060 //
2061 // Make sure that the set of registers in RC with a given SubIdx sub-register
2062 // form a register class.  Update RC->SubClassWithSubReg.
2063 //
2064 void CodeGenRegBank::inferSubClassWithSubReg(CodeGenRegisterClass *RC) {
2065   // Map SubRegIndex to set of registers in RC supporting that SubRegIndex.
2066   typedef std::map<const CodeGenSubRegIndex *, CodeGenRegister::Vec,
2067                    deref<llvm::less>> SubReg2SetMap;
2068
2069   // Compute the set of registers supporting each SubRegIndex.
2070   SubReg2SetMap SRSets;
2071   for (const auto R : RC->getMembers()) {
2072     const CodeGenRegister::SubRegMap &SRM = R->getSubRegs();
2073     for (CodeGenRegister::SubRegMap::const_iterator I = SRM.begin(),
2074          E = SRM.end(); I != E; ++I)
2075       SRSets[I->first].push_back(R);
2076   }
2077
2078   for (auto I : SRSets)
2079     sortAndUniqueRegisters(I.second);
2080
2081   // Find matching classes for all SRSets entries.  Iterate in SubRegIndex
2082   // numerical order to visit synthetic indices last.
2083   for (const auto &SubIdx : SubRegIndices) {
2084     SubReg2SetMap::const_iterator I = SRSets.find(&SubIdx);
2085     // Unsupported SubRegIndex. Skip it.
2086     if (I == SRSets.end())
2087       continue;
2088     // In most cases, all RC registers support the SubRegIndex.
2089     if (I->second.size() == RC->getMembers().size()) {
2090       RC->setSubClassWithSubReg(&SubIdx, RC);
2091       continue;
2092     }
2093     // This is a real subset.  See if we have a matching class.
2094     CodeGenRegisterClass *SubRC =
2095       getOrCreateSubClass(RC, &I->second,
2096                           RC->getName() + "_with_" + I->first->getName());
2097     RC->setSubClassWithSubReg(&SubIdx, SubRC);
2098   }
2099 }
2100
2101 //
2102 // Synthesize missing sub-classes of RC for getMatchingSuperRegClass().
2103 //
2104 // Create sub-classes of RC such that getMatchingSuperRegClass(RC, SubIdx, X)
2105 // has a maximal result for any SubIdx and any X >= FirstSubRegRC.
2106 //
2107
2108 void CodeGenRegBank::inferMatchingSuperRegClass(CodeGenRegisterClass *RC,
2109                                                 std::list<CodeGenRegisterClass>::iterator FirstSubRegRC) {
2110   SmallVector<std::pair<const CodeGenRegister*,
2111                         const CodeGenRegister*>, 16> SSPairs;
2112   BitVector TopoSigs(getNumTopoSigs());
2113
2114   // Iterate in SubRegIndex numerical order to visit synthetic indices last.
2115   for (auto &SubIdx : SubRegIndices) {
2116     // Skip indexes that aren't fully supported by RC's registers. This was
2117     // computed by inferSubClassWithSubReg() above which should have been
2118     // called first.
2119     if (RC->getSubClassWithSubReg(&SubIdx) != RC)
2120       continue;
2121
2122     // Build list of (Super, Sub) pairs for this SubIdx.
2123     SSPairs.clear();
2124     TopoSigs.reset();
2125     for (const auto Super : RC->getMembers()) {
2126       const CodeGenRegister *Sub = Super->getSubRegs().find(&SubIdx)->second;
2127       assert(Sub && "Missing sub-register");
2128       SSPairs.push_back(std::make_pair(Super, Sub));
2129       TopoSigs.set(Sub->getTopoSig());
2130     }
2131
2132     // Iterate over sub-register class candidates.  Ignore classes created by
2133     // this loop. They will never be useful.
2134     // Store an iterator to the last element (not end) so that this loop doesn't
2135     // visit newly inserted elements.
2136     assert(!RegClasses.empty());
2137     for (auto I = FirstSubRegRC, E = std::prev(RegClasses.end());
2138          I != std::next(E); ++I) {
2139       CodeGenRegisterClass &SubRC = *I;
2140       // Topological shortcut: SubRC members have the wrong shape.
2141       if (!TopoSigs.anyCommon(SubRC.getTopoSigs()))
2142         continue;
2143       // Compute the subset of RC that maps into SubRC.
2144       CodeGenRegister::Vec SubSetVec;
2145       for (unsigned i = 0, e = SSPairs.size(); i != e; ++i)
2146         if (SubRC.contains(SSPairs[i].second))
2147           SubSetVec.push_back(SSPairs[i].first);
2148
2149       if (SubSetVec.empty())
2150         continue;
2151
2152       // RC injects completely into SubRC.
2153       sortAndUniqueRegisters(SubSetVec);
2154       if (SubSetVec.size() == SSPairs.size()) {
2155         SubRC.addSuperRegClass(&SubIdx, RC);
2156         continue;
2157       }
2158
2159       // Only a subset of RC maps into SubRC. Make sure it is represented by a
2160       // class.
2161       getOrCreateSubClass(RC, &SubSetVec, RC->getName() + "_with_" +
2162                                           SubIdx.getName() + "_in_" +
2163                                           SubRC.getName());
2164     }
2165   }
2166 }
2167
2168 //
2169 // Infer missing register classes.
2170 //
2171 void CodeGenRegBank::computeInferredRegisterClasses() {
2172   assert(!RegClasses.empty());
2173   // When this function is called, the register classes have not been sorted
2174   // and assigned EnumValues yet.  That means getSubClasses(),
2175   // getSuperClasses(), and hasSubClass() functions are defunct.
2176
2177   // Use one-before-the-end so it doesn't move forward when new elements are
2178   // added.
2179   auto FirstNewRC = std::prev(RegClasses.end());
2180
2181   // Visit all register classes, including the ones being added by the loop.
2182   // Watch out for iterator invalidation here.
2183   for (auto I = RegClasses.begin(), E = RegClasses.end(); I != E; ++I) {
2184     CodeGenRegisterClass *RC = &*I;
2185
2186     // Synthesize answers for getSubClassWithSubReg().
2187     inferSubClassWithSubReg(RC);
2188
2189     // Synthesize answers for getCommonSubClass().
2190     inferCommonSubClass(RC);
2191
2192     // Synthesize answers for getMatchingSuperRegClass().
2193     inferMatchingSuperRegClass(RC);
2194
2195     // New register classes are created while this loop is running, and we need
2196     // to visit all of them.  I  particular, inferMatchingSuperRegClass needs
2197     // to match old super-register classes with sub-register classes created
2198     // after inferMatchingSuperRegClass was called.  At this point,
2199     // inferMatchingSuperRegClass has checked SuperRC = [0..rci] with SubRC =
2200     // [0..FirstNewRC).  We need to cover SubRC = [FirstNewRC..rci].
2201     if (I == FirstNewRC) {
2202       auto NextNewRC = std::prev(RegClasses.end());
2203       for (auto I2 = RegClasses.begin(), E2 = std::next(FirstNewRC); I2 != E2;
2204            ++I2)
2205         inferMatchingSuperRegClass(&*I2, E2);
2206       FirstNewRC = NextNewRC;
2207     }
2208   }
2209 }
2210
2211 /// getRegisterClassForRegister - Find the register class that contains the
2212 /// specified physical register.  If the register is not in a register class,
2213 /// return null. If the register is in multiple classes, and the classes have a
2214 /// superset-subset relationship and the same set of types, return the
2215 /// superclass.  Otherwise return null.
2216 const CodeGenRegisterClass*
2217 CodeGenRegBank::getRegClassForRegister(Record *R) {
2218   const CodeGenRegister *Reg = getReg(R);
2219   const CodeGenRegisterClass *FoundRC = nullptr;
2220   for (const auto &RC : getRegClasses()) {
2221     if (!RC.contains(Reg))
2222       continue;
2223
2224     // If this is the first class that contains the register,
2225     // make a note of it and go on to the next class.
2226     if (!FoundRC) {
2227       FoundRC = &RC;
2228       continue;
2229     }
2230
2231     // If a register's classes have different types, return null.
2232     if (RC.getValueTypes() != FoundRC->getValueTypes())
2233       return nullptr;
2234
2235     // Check to see if the previously found class that contains
2236     // the register is a subclass of the current class. If so,
2237     // prefer the superclass.
2238     if (RC.hasSubClass(FoundRC)) {
2239       FoundRC = &RC;
2240       continue;
2241     }
2242
2243     // Check to see if the previously found class that contains
2244     // the register is a superclass of the current class. If so,
2245     // prefer the superclass.
2246     if (FoundRC->hasSubClass(&RC))
2247       continue;
2248
2249     // Multiple classes, and neither is a superclass of the other.
2250     // Return null.
2251     return nullptr;
2252   }
2253   return FoundRC;
2254 }
2255
2256 BitVector CodeGenRegBank::computeCoveredRegisters(ArrayRef<Record*> Regs) {
2257   SetVector<const CodeGenRegister*> Set;
2258
2259   // First add Regs with all sub-registers.
2260   for (unsigned i = 0, e = Regs.size(); i != e; ++i) {
2261     CodeGenRegister *Reg = getReg(Regs[i]);
2262     if (Set.insert(Reg))
2263       // Reg is new, add all sub-registers.
2264       // The pre-ordering is not important here.
2265       Reg->addSubRegsPreOrder(Set, *this);
2266   }
2267
2268   // Second, find all super-registers that are completely covered by the set.
2269   for (unsigned i = 0; i != Set.size(); ++i) {
2270     const CodeGenRegister::SuperRegList &SR = Set[i]->getSuperRegs();
2271     for (unsigned j = 0, e = SR.size(); j != e; ++j) {
2272       const CodeGenRegister *Super = SR[j];
2273       if (!Super->CoveredBySubRegs || Set.count(Super))
2274         continue;
2275       // This new super-register is covered by its sub-registers.
2276       bool AllSubsInSet = true;
2277       const CodeGenRegister::SubRegMap &SRM = Super->getSubRegs();
2278       for (CodeGenRegister::SubRegMap::const_iterator I = SRM.begin(),
2279              E = SRM.end(); I != E; ++I)
2280         if (!Set.count(I->second)) {
2281           AllSubsInSet = false;
2282           break;
2283         }
2284       // All sub-registers in Set, add Super as well.
2285       // We will visit Super later to recheck its super-registers.
2286       if (AllSubsInSet)
2287         Set.insert(Super);
2288     }
2289   }
2290
2291   // Convert to BitVector.
2292   BitVector BV(Registers.size() + 1);
2293   for (unsigned i = 0, e = Set.size(); i != e; ++i)
2294     BV.set(Set[i]->EnumValue);
2295   return BV;
2296 }
2297
2298 void CodeGenRegBank::printRegUnitName(unsigned Unit) const {
2299   if (Unit < NumNativeRegUnits)
2300     dbgs() << ' ' << RegUnits[Unit].Roots[0]->getName();
2301   else
2302     dbgs() << " #" << Unit;
2303 }