xref: /llvm-project/llvm/utils/TableGen/Common/CodeGenRegisters.cpp (revision 4e8c9d28132039a98feb97cec2759cddeb37d934)
1fa3d789dSPierre van Houtryve //===- CodeGenRegisters.cpp - Register and RegisterClass Info -------------===//
2fa3d789dSPierre van Houtryve //
3fa3d789dSPierre van Houtryve // Part of the LLVM Project, under the Apache License v2.0 with LLVM Exceptions.
4fa3d789dSPierre van Houtryve // See https://llvm.org/LICENSE.txt for license information.
5fa3d789dSPierre van Houtryve // SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 WITH LLVM-exception
6fa3d789dSPierre van Houtryve //
7fa3d789dSPierre van Houtryve //===----------------------------------------------------------------------===//
8fa3d789dSPierre van Houtryve //
9fa3d789dSPierre van Houtryve // This file defines structures to encapsulate information gleaned from the
10fa3d789dSPierre van Houtryve // target register and register class definitions.
11fa3d789dSPierre van Houtryve //
12fa3d789dSPierre van Houtryve //===----------------------------------------------------------------------===//
13fa3d789dSPierre van Houtryve 
14fa3d789dSPierre van Houtryve #include "CodeGenRegisters.h"
15fa3d789dSPierre van Houtryve #include "llvm/ADT/ArrayRef.h"
16fa3d789dSPierre van Houtryve #include "llvm/ADT/BitVector.h"
17fa3d789dSPierre van Houtryve #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
18fa3d789dSPierre van Houtryve #include "llvm/ADT/IntEqClasses.h"
19fa3d789dSPierre van Houtryve #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
20fa3d789dSPierre van Houtryve #include "llvm/ADT/SetVector.h"
21fa3d789dSPierre van Houtryve #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
22fa3d789dSPierre van Houtryve #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
23fa3d789dSPierre van Houtryve #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
24fa3d789dSPierre van Houtryve #include "llvm/ADT/StringRef.h"
25edf5782fSJason Eckhardt #include "llvm/ADT/StringSet.h"
26fa3d789dSPierre van Houtryve #include "llvm/ADT/Twine.h"
27fa3d789dSPierre van Houtryve #include "llvm/Support/Debug.h"
28fa3d789dSPierre van Houtryve #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
29fa3d789dSPierre van Houtryve #include "llvm/TableGen/Error.h"
30fa3d789dSPierre van Houtryve #include "llvm/TableGen/Record.h"
31fa3d789dSPierre van Houtryve #include <algorithm>
32fa3d789dSPierre van Houtryve #include <cassert>
33fa3d789dSPierre van Houtryve #include <cstdint>
34fa3d789dSPierre van Houtryve #include <iterator>
35fa3d789dSPierre van Houtryve #include <map>
36fa3d789dSPierre van Houtryve #include <queue>
37fa3d789dSPierre van Houtryve #include <string>
38fa3d789dSPierre van Houtryve #include <tuple>
39fa3d789dSPierre van Houtryve #include <utility>
40fa3d789dSPierre van Houtryve #include <vector>
41fa3d789dSPierre van Houtryve 
42fa3d789dSPierre van Houtryve using namespace llvm;
43fa3d789dSPierre van Houtryve 
44fa3d789dSPierre van Houtryve #define DEBUG_TYPE "regalloc-emitter"
45fa3d789dSPierre van Houtryve 
46fa3d789dSPierre van Houtryve //===----------------------------------------------------------------------===//
47fa3d789dSPierre van Houtryve //                             CodeGenSubRegIndex
48fa3d789dSPierre van Houtryve //===----------------------------------------------------------------------===//
49fa3d789dSPierre van Houtryve 
507c6592f5SRahul Joshi CodeGenSubRegIndex::CodeGenSubRegIndex(const Record *R, unsigned Enum,
51baf66ec0SCraig Topper                                        const CodeGenHwModes &CGH)
52fa3d789dSPierre van Houtryve     : TheDef(R), EnumValue(Enum), AllSuperRegsCovered(true), Artificial(true) {
53fa3d789dSPierre van Houtryve   Name = std::string(R->getName());
54fa3d789dSPierre van Houtryve   if (R->getValue("Namespace"))
55fa3d789dSPierre van Houtryve     Namespace = std::string(R->getValueAsString("Namespace"));
56baf66ec0SCraig Topper 
57baf66ec0SCraig Topper   if (const RecordVal *RV = R->getValue("SubRegRanges"))
58baf66ec0SCraig Topper     if (auto *DI = dyn_cast_or_null<DefInit>(RV->getValue()))
59baf66ec0SCraig Topper       Range = SubRegRangeByHwMode(DI->getDef(), CGH);
60baf66ec0SCraig Topper   if (!Range.hasDefault())
61baf66ec0SCraig Topper     Range.insertSubRegRangeForMode(DefaultMode, SubRegRange(R));
62fa3d789dSPierre van Houtryve }
63fa3d789dSPierre van Houtryve 
64fa3d789dSPierre van Houtryve CodeGenSubRegIndex::CodeGenSubRegIndex(StringRef N, StringRef Nspace,
65fa3d789dSPierre van Houtryve                                        unsigned Enum)
66fa3d789dSPierre van Houtryve     : TheDef(nullptr), Name(std::string(N)), Namespace(std::string(Nspace)),
67baf66ec0SCraig Topper       Range(SubRegRange(-1, -1)), EnumValue(Enum), AllSuperRegsCovered(true),
68fa3d789dSPierre van Houtryve       Artificial(true) {}
69fa3d789dSPierre van Houtryve 
70fa3d789dSPierre van Houtryve std::string CodeGenSubRegIndex::getQualifiedName() const {
71fa3d789dSPierre van Houtryve   std::string N = getNamespace();
72fa3d789dSPierre van Houtryve   if (!N.empty())
73fa3d789dSPierre van Houtryve     N += "::";
74fa3d789dSPierre van Houtryve   N += getName();
75fa3d789dSPierre van Houtryve   return N;
76fa3d789dSPierre van Houtryve }
77fa3d789dSPierre van Houtryve 
78fa3d789dSPierre van Houtryve void CodeGenSubRegIndex::updateComponents(CodeGenRegBank &RegBank) {
79fa3d789dSPierre van Houtryve   if (!TheDef)
80fa3d789dSPierre van Houtryve     return;
81fa3d789dSPierre van Houtryve 
823138eb50SRahul Joshi   std::vector<const Record *> Comps =
83a140931bSRahul Joshi       TheDef->getValueAsListOfDefs("ComposedOf");
84fa3d789dSPierre van Houtryve   if (!Comps.empty()) {
85fa3d789dSPierre van Houtryve     if (Comps.size() != 2)
86fa3d789dSPierre van Houtryve       PrintFatalError(TheDef->getLoc(),
87fa3d789dSPierre van Houtryve                       "ComposedOf must have exactly two entries");
88fa3d789dSPierre van Houtryve     CodeGenSubRegIndex *A = RegBank.getSubRegIdx(Comps[0]);
89fa3d789dSPierre van Houtryve     CodeGenSubRegIndex *B = RegBank.getSubRegIdx(Comps[1]);
90baf66ec0SCraig Topper     CodeGenSubRegIndex *X = A->addComposite(B, this, RegBank.getHwModes());
91fa3d789dSPierre van Houtryve     if (X)
92fa3d789dSPierre van Houtryve       PrintFatalError(TheDef->getLoc(), "Ambiguous ComposedOf entries");
93fa3d789dSPierre van Houtryve   }
94fa3d789dSPierre van Houtryve 
953138eb50SRahul Joshi   std::vector<const Record *> Parts =
96a140931bSRahul Joshi       TheDef->getValueAsListOfDefs("CoveringSubRegIndices");
97fa3d789dSPierre van Houtryve   if (!Parts.empty()) {
98fa3d789dSPierre van Houtryve     if (Parts.size() < 2)
99fa3d789dSPierre van Houtryve       PrintFatalError(TheDef->getLoc(),
100fa3d789dSPierre van Houtryve                       "CoveredBySubRegs must have two or more entries");
101fa3d789dSPierre van Houtryve     SmallVector<CodeGenSubRegIndex *, 8> IdxParts;
1027c6592f5SRahul Joshi     for (const Record *Part : Parts)
103fa3d789dSPierre van Houtryve       IdxParts.push_back(RegBank.getSubRegIdx(Part));
104fa3d789dSPierre van Houtryve     setConcatenationOf(IdxParts);
105fa3d789dSPierre van Houtryve   }
106fa3d789dSPierre van Houtryve }
107fa3d789dSPierre van Houtryve 
108fa3d789dSPierre van Houtryve LaneBitmask CodeGenSubRegIndex::computeLaneMask() const {
109fa3d789dSPierre van Houtryve   // Already computed?
110fa3d789dSPierre van Houtryve   if (LaneMask.any())
111fa3d789dSPierre van Houtryve     return LaneMask;
112fa3d789dSPierre van Houtryve 
113fa3d789dSPierre van Houtryve   // Recursion guard, shouldn't be required.
114fa3d789dSPierre van Houtryve   LaneMask = LaneBitmask::getAll();
115fa3d789dSPierre van Houtryve 
116fa3d789dSPierre van Houtryve   // The lane mask is simply the union of all sub-indices.
117fa3d789dSPierre van Houtryve   LaneBitmask M;
118fa3d789dSPierre van Houtryve   for (const auto &C : Composed)
119fa3d789dSPierre van Houtryve     M |= C.second->computeLaneMask();
120fa3d789dSPierre van Houtryve   assert(M.any() && "Missing lane mask, sub-register cycle?");
121fa3d789dSPierre van Houtryve   LaneMask = M;
122fa3d789dSPierre van Houtryve   return LaneMask;
123fa3d789dSPierre van Houtryve }
124fa3d789dSPierre van Houtryve 
125fa3d789dSPierre van Houtryve void CodeGenSubRegIndex::setConcatenationOf(
126fa3d789dSPierre van Houtryve     ArrayRef<CodeGenSubRegIndex *> Parts) {
127fa3d789dSPierre van Houtryve   if (ConcatenationOf.empty())
128fa3d789dSPierre van Houtryve     ConcatenationOf.assign(Parts.begin(), Parts.end());
129fa3d789dSPierre van Houtryve   else
130fa3d789dSPierre van Houtryve     assert(std::equal(Parts.begin(), Parts.end(), ConcatenationOf.begin()) &&
131fa3d789dSPierre van Houtryve            "parts consistent");
132fa3d789dSPierre van Houtryve }
133fa3d789dSPierre van Houtryve 
134fa3d789dSPierre van Houtryve void CodeGenSubRegIndex::computeConcatTransitiveClosure() {
135fa3d789dSPierre van Houtryve   for (SmallVectorImpl<CodeGenSubRegIndex *>::iterator I =
136fa3d789dSPierre van Houtryve            ConcatenationOf.begin();
137fa3d789dSPierre van Houtryve        I != ConcatenationOf.end();
138fa3d789dSPierre van Houtryve        /*empty*/) {
139fa3d789dSPierre van Houtryve     CodeGenSubRegIndex *SubIdx = *I;
140fa3d789dSPierre van Houtryve     SubIdx->computeConcatTransitiveClosure();
141fa3d789dSPierre van Houtryve #ifndef NDEBUG
142fa3d789dSPierre van Houtryve     for (CodeGenSubRegIndex *SRI : SubIdx->ConcatenationOf)
143fa3d789dSPierre van Houtryve       assert(SRI->ConcatenationOf.empty() && "No transitive closure?");
144fa3d789dSPierre van Houtryve #endif
145fa3d789dSPierre van Houtryve 
146fa3d789dSPierre van Houtryve     if (SubIdx->ConcatenationOf.empty()) {
147fa3d789dSPierre van Houtryve       ++I;
148fa3d789dSPierre van Houtryve     } else {
149fa3d789dSPierre van Houtryve       I = ConcatenationOf.erase(I);
150fa3d789dSPierre van Houtryve       I = ConcatenationOf.insert(I, SubIdx->ConcatenationOf.begin(),
151fa3d789dSPierre van Houtryve                                  SubIdx->ConcatenationOf.end());
152fa3d789dSPierre van Houtryve       I += SubIdx->ConcatenationOf.size();
153fa3d789dSPierre van Houtryve     }
154fa3d789dSPierre van Houtryve   }
155fa3d789dSPierre van Houtryve }
156fa3d789dSPierre van Houtryve 
157fa3d789dSPierre van Houtryve //===----------------------------------------------------------------------===//
158fa3d789dSPierre van Houtryve //                              CodeGenRegister
159fa3d789dSPierre van Houtryve //===----------------------------------------------------------------------===//
160fa3d789dSPierre van Houtryve 
16116510149SRahul Joshi CodeGenRegister::CodeGenRegister(const Record *R, unsigned Enum)
162fa3d789dSPierre van Houtryve     : TheDef(R), EnumValue(Enum),
163fa3d789dSPierre van Houtryve       CostPerUse(R->getValueAsListOfInts("CostPerUse")),
164fa3d789dSPierre van Houtryve       CoveredBySubRegs(R->getValueAsBit("CoveredBySubRegs")),
165fa3d789dSPierre van Houtryve       HasDisjunctSubRegs(false), Constant(R->getValueAsBit("isConstant")),
166fa3d789dSPierre van Houtryve       SubRegsComplete(false), SuperRegsComplete(false), TopoSig(~0u) {
167fa3d789dSPierre van Houtryve   Artificial = R->getValueAsBit("isArtificial");
168fa3d789dSPierre van Houtryve }
169fa3d789dSPierre van Houtryve 
170fa3d789dSPierre van Houtryve void CodeGenRegister::buildObjectGraph(CodeGenRegBank &RegBank) {
1713138eb50SRahul Joshi   std::vector<const Record *> SRIs =
172a140931bSRahul Joshi       TheDef->getValueAsListOfDefs("SubRegIndices");
173a140931bSRahul Joshi   std::vector<const Record *> SRs = TheDef->getValueAsListOfDefs("SubRegs");
174fa3d789dSPierre van Houtryve 
175fa3d789dSPierre van Houtryve   if (SRIs.size() != SRs.size())
176fa3d789dSPierre van Houtryve     PrintFatalError(TheDef->getLoc(),
177fa3d789dSPierre van Houtryve                     "SubRegs and SubRegIndices must have the same size");
178fa3d789dSPierre van Houtryve 
179fa3d789dSPierre van Houtryve   for (unsigned i = 0, e = SRIs.size(); i != e; ++i) {
180fa3d789dSPierre van Houtryve     ExplicitSubRegIndices.push_back(RegBank.getSubRegIdx(SRIs[i]));
181fa3d789dSPierre van Houtryve     ExplicitSubRegs.push_back(RegBank.getReg(SRs[i]));
182fa3d789dSPierre van Houtryve   }
183fa3d789dSPierre van Houtryve 
184fa3d789dSPierre van Houtryve   // Also compute leading super-registers. Each register has a list of
185fa3d789dSPierre van Houtryve   // covered-by-subregs super-registers where it appears as the first explicit
186fa3d789dSPierre van Houtryve   // sub-register.
187fa3d789dSPierre van Houtryve   //
188fa3d789dSPierre van Houtryve   // This is used by computeSecondarySubRegs() to find candidates.
189fa3d789dSPierre van Houtryve   if (CoveredBySubRegs && !ExplicitSubRegs.empty())
190fa3d789dSPierre van Houtryve     ExplicitSubRegs.front()->LeadingSuperRegs.push_back(this);
191fa3d789dSPierre van Houtryve 
192fa3d789dSPierre van Houtryve   // Add ad hoc alias links. This is a symmetric relationship between two
193fa3d789dSPierre van Houtryve   // registers, so build a symmetric graph by adding links in both ends.
1947c6592f5SRahul Joshi   for (const Record *Alias : TheDef->getValueAsListOfDefs("Aliases")) {
195fa3d789dSPierre van Houtryve     CodeGenRegister *Reg = RegBank.getReg(Alias);
196fa3d789dSPierre van Houtryve     ExplicitAliases.push_back(Reg);
197fa3d789dSPierre van Houtryve     Reg->ExplicitAliases.push_back(this);
198fa3d789dSPierre van Houtryve   }
199fa3d789dSPierre van Houtryve }
200fa3d789dSPierre van Houtryve 
201fa3d789dSPierre van Houtryve StringRef CodeGenRegister::getName() const {
202fa3d789dSPierre van Houtryve   assert(TheDef && "no def");
203fa3d789dSPierre van Houtryve   return TheDef->getName();
204fa3d789dSPierre van Houtryve }
205fa3d789dSPierre van Houtryve 
206fa3d789dSPierre van Houtryve namespace {
207fa3d789dSPierre van Houtryve 
208fa3d789dSPierre van Houtryve // Iterate over all register units in a set of registers.
209fa3d789dSPierre van Houtryve class RegUnitIterator {
210fa3d789dSPierre van Houtryve   CodeGenRegister::Vec::const_iterator RegI, RegE;
211fa3d789dSPierre van Houtryve   CodeGenRegister::RegUnitList::iterator UnitI, UnitE;
212fa3d789dSPierre van Houtryve   static CodeGenRegister::RegUnitList Sentinel;
213fa3d789dSPierre van Houtryve 
214fa3d789dSPierre van Houtryve public:
215fa3d789dSPierre van Houtryve   RegUnitIterator(const CodeGenRegister::Vec &Regs)
216fa3d789dSPierre van Houtryve       : RegI(Regs.begin()), RegE(Regs.end()) {
217fa3d789dSPierre van Houtryve 
218fa3d789dSPierre van Houtryve     if (RegI == RegE) {
219fa3d789dSPierre van Houtryve       UnitI = Sentinel.end();
220fa3d789dSPierre van Houtryve       UnitE = Sentinel.end();
221fa3d789dSPierre van Houtryve     } else {
222fa3d789dSPierre van Houtryve       UnitI = (*RegI)->getRegUnits().begin();
223fa3d789dSPierre van Houtryve       UnitE = (*RegI)->getRegUnits().end();
224fa3d789dSPierre van Houtryve       advance();
225fa3d789dSPierre van Houtryve     }
226fa3d789dSPierre van Houtryve   }
227fa3d789dSPierre van Houtryve 
228fa3d789dSPierre van Houtryve   bool isValid() const { return UnitI != UnitE; }
229fa3d789dSPierre van Houtryve 
230fa3d789dSPierre van Houtryve   unsigned operator*() const {
231fa3d789dSPierre van Houtryve     assert(isValid());
232fa3d789dSPierre van Houtryve     return *UnitI;
233fa3d789dSPierre van Houtryve   }
234fa3d789dSPierre van Houtryve 
235fa3d789dSPierre van Houtryve   const CodeGenRegister *getReg() const {
236fa3d789dSPierre van Houtryve     assert(isValid());
237fa3d789dSPierre van Houtryve     return *RegI;
238fa3d789dSPierre van Houtryve   }
239fa3d789dSPierre van Houtryve 
240fa3d789dSPierre van Houtryve   /// Preincrement.  Move to the next unit.
241fa3d789dSPierre van Houtryve   void operator++() {
242fa3d789dSPierre van Houtryve     assert(isValid() && "Cannot advance beyond the last operand");
243fa3d789dSPierre van Houtryve     ++UnitI;
244fa3d789dSPierre van Houtryve     advance();
245fa3d789dSPierre van Houtryve   }
246fa3d789dSPierre van Houtryve 
247fa3d789dSPierre van Houtryve protected:
248fa3d789dSPierre van Houtryve   void advance() {
249fa3d789dSPierre van Houtryve     while (UnitI == UnitE) {
250fa3d789dSPierre van Houtryve       if (++RegI == RegE)
251fa3d789dSPierre van Houtryve         break;
252fa3d789dSPierre van Houtryve       UnitI = (*RegI)->getRegUnits().begin();
253fa3d789dSPierre van Houtryve       UnitE = (*RegI)->getRegUnits().end();
254fa3d789dSPierre van Houtryve     }
255fa3d789dSPierre van Houtryve   }
256fa3d789dSPierre van Houtryve };
257fa3d789dSPierre van Houtryve 
258fa3d789dSPierre van Houtryve CodeGenRegister::RegUnitList RegUnitIterator::Sentinel;
259fa3d789dSPierre van Houtryve 
260fa3d789dSPierre van Houtryve } // end anonymous namespace
261fa3d789dSPierre van Houtryve 
262fa3d789dSPierre van Houtryve // Inherit register units from subregisters.
263fa3d789dSPierre van Houtryve // Return true if the RegUnits changed.
264fa3d789dSPierre van Houtryve bool CodeGenRegister::inheritRegUnits(CodeGenRegBank &RegBank) {
265fa3d789dSPierre van Houtryve   bool changed = false;
266fa3d789dSPierre van Houtryve   for (const auto &SubReg : SubRegs) {
267fa3d789dSPierre van Houtryve     CodeGenRegister *SR = SubReg.second;
268fa3d789dSPierre van Houtryve     // Merge the subregister's units into this register's RegUnits.
269fa3d789dSPierre van Houtryve     changed |= (RegUnits |= SR->RegUnits);
270fa3d789dSPierre van Houtryve   }
271fa3d789dSPierre van Houtryve 
272fa3d789dSPierre van Houtryve   return changed;
273fa3d789dSPierre van Houtryve }
274fa3d789dSPierre van Houtryve 
275fa3d789dSPierre van Houtryve const CodeGenRegister::SubRegMap &
276fa3d789dSPierre van Houtryve CodeGenRegister::computeSubRegs(CodeGenRegBank &RegBank) {
277fa3d789dSPierre van Houtryve   // Only compute this map once.
278fa3d789dSPierre van Houtryve   if (SubRegsComplete)
279fa3d789dSPierre van Houtryve     return SubRegs;
280fa3d789dSPierre van Houtryve   SubRegsComplete = true;
281fa3d789dSPierre van Houtryve 
282fa3d789dSPierre van Houtryve   HasDisjunctSubRegs = ExplicitSubRegs.size() > 1;
283fa3d789dSPierre van Houtryve 
284fa3d789dSPierre van Houtryve   // First insert the explicit subregs and make sure they are fully indexed.
285fa3d789dSPierre van Houtryve   for (unsigned i = 0, e = ExplicitSubRegs.size(); i != e; ++i) {
286fa3d789dSPierre van Houtryve     CodeGenRegister *SR = ExplicitSubRegs[i];
287fa3d789dSPierre van Houtryve     CodeGenSubRegIndex *Idx = ExplicitSubRegIndices[i];
288fa3d789dSPierre van Houtryve     if (!SR->Artificial)
289fa3d789dSPierre van Houtryve       Idx->Artificial = false;
290*4e8c9d28SJay Foad     if (!SubRegs.try_emplace(Idx, SR).second)
291fa3d789dSPierre van Houtryve       PrintFatalError(TheDef->getLoc(), "SubRegIndex " + Idx->getName() +
292fa3d789dSPierre van Houtryve                                             " appears twice in Register " +
293fa3d789dSPierre van Houtryve                                             getName());
294fa3d789dSPierre van Houtryve     // Map explicit sub-registers first, so the names take precedence.
295fa3d789dSPierre van Houtryve     // The inherited sub-registers are mapped below.
296*4e8c9d28SJay Foad     SubReg2Idx.try_emplace(SR, Idx);
297fa3d789dSPierre van Houtryve   }
298fa3d789dSPierre van Houtryve 
299fa3d789dSPierre van Houtryve   // Keep track of inherited subregs and how they can be reached.
300fa3d789dSPierre van Houtryve   SmallPtrSet<CodeGenRegister *, 8> Orphans;
301fa3d789dSPierre van Houtryve 
302fa3d789dSPierre van Houtryve   // Clone inherited subregs and place duplicate entries in Orphans.
303fa3d789dSPierre van Houtryve   // Here the order is important - earlier subregs take precedence.
304fa3d789dSPierre van Houtryve   for (CodeGenRegister *ESR : ExplicitSubRegs) {
305fa3d789dSPierre van Houtryve     const SubRegMap &Map = ESR->computeSubRegs(RegBank);
306fa3d789dSPierre van Houtryve     HasDisjunctSubRegs |= ESR->HasDisjunctSubRegs;
307fa3d789dSPierre van Houtryve 
308fa3d789dSPierre van Houtryve     for (const auto &SR : Map) {
309fa3d789dSPierre van Houtryve       if (!SubRegs.insert(SR).second)
310fa3d789dSPierre van Houtryve         Orphans.insert(SR.second);
311fa3d789dSPierre van Houtryve     }
312fa3d789dSPierre van Houtryve   }
313fa3d789dSPierre van Houtryve 
314fa3d789dSPierre van Houtryve   // Expand any composed subreg indices.
315fa3d789dSPierre van Houtryve   // If dsub_2 has ComposedOf = [qsub_1, dsub_0], and this register has a
316fa3d789dSPierre van Houtryve   // qsub_1 subreg, add a dsub_2 subreg.  Keep growing Indices and process
317fa3d789dSPierre van Houtryve   // expanded subreg indices recursively.
318fa3d789dSPierre van Houtryve   SmallVector<CodeGenSubRegIndex *, 8> Indices = ExplicitSubRegIndices;
319fa3d789dSPierre van Houtryve   for (unsigned i = 0; i != Indices.size(); ++i) {
320fa3d789dSPierre van Houtryve     CodeGenSubRegIndex *Idx = Indices[i];
321fa3d789dSPierre van Houtryve     const CodeGenSubRegIndex::CompMap &Comps = Idx->getComposites();
322fa3d789dSPierre van Houtryve     CodeGenRegister *SR = SubRegs[Idx];
323fa3d789dSPierre van Houtryve     const SubRegMap &Map = SR->computeSubRegs(RegBank);
324fa3d789dSPierre van Houtryve 
325fa3d789dSPierre van Houtryve     // Look at the possible compositions of Idx.
326fa3d789dSPierre van Houtryve     // They may not all be supported by SR.
327fa3d789dSPierre van Houtryve     for (auto Comp : Comps) {
328fa3d789dSPierre van Houtryve       SubRegMap::const_iterator SRI = Map.find(Comp.first);
329fa3d789dSPierre van Houtryve       if (SRI == Map.end())
330fa3d789dSPierre van Houtryve         continue; // Idx + I->first doesn't exist in SR.
331fa3d789dSPierre van Houtryve       // Add I->second as a name for the subreg SRI->second, assuming it is
332fa3d789dSPierre van Houtryve       // orphaned, and the name isn't already used for something else.
333fa3d789dSPierre van Houtryve       if (SubRegs.count(Comp.second) || !Orphans.erase(SRI->second))
334fa3d789dSPierre van Houtryve         continue;
335fa3d789dSPierre van Houtryve       // We found a new name for the orphaned sub-register.
336*4e8c9d28SJay Foad       SubRegs.try_emplace(Comp.second, SRI->second);
337fa3d789dSPierre van Houtryve       Indices.push_back(Comp.second);
338fa3d789dSPierre van Houtryve     }
339fa3d789dSPierre van Houtryve   }
340fa3d789dSPierre van Houtryve 
341fa3d789dSPierre van Houtryve   // Now Orphans contains the inherited subregisters without a direct index.
342fa3d789dSPierre van Houtryve   // Create inferred indexes for all missing entries.
343fa3d789dSPierre van Houtryve   // Work backwards in the Indices vector in order to compose subregs bottom-up.
344fa3d789dSPierre van Houtryve   // Consider this subreg sequence:
345fa3d789dSPierre van Houtryve   //
346fa3d789dSPierre van Houtryve   //   qsub_1 -> dsub_0 -> ssub_0
347fa3d789dSPierre van Houtryve   //
348fa3d789dSPierre van Houtryve   // The qsub_1 -> dsub_0 composition becomes dsub_2, so the ssub_0 register
349fa3d789dSPierre van Houtryve   // can be reached in two different ways:
350fa3d789dSPierre van Houtryve   //
351fa3d789dSPierre van Houtryve   //   qsub_1 -> ssub_0
352fa3d789dSPierre van Houtryve   //   dsub_2 -> ssub_0
353fa3d789dSPierre van Houtryve   //
354fa3d789dSPierre van Houtryve   // We pick the latter composition because another register may have [dsub_0,
355fa3d789dSPierre van Houtryve   // dsub_1, dsub_2] subregs without necessarily having a qsub_1 subreg.  The
356fa3d789dSPierre van Houtryve   // dsub_2 -> ssub_0 composition can be shared.
357fa3d789dSPierre van Houtryve   while (!Indices.empty() && !Orphans.empty()) {
358fa3d789dSPierre van Houtryve     CodeGenSubRegIndex *Idx = Indices.pop_back_val();
359fa3d789dSPierre van Houtryve     CodeGenRegister *SR = SubRegs[Idx];
360fa3d789dSPierre van Houtryve     const SubRegMap &Map = SR->computeSubRegs(RegBank);
361fa3d789dSPierre van Houtryve     for (const auto &SubReg : Map)
362fa3d789dSPierre van Houtryve       if (Orphans.erase(SubReg.second))
363fa3d789dSPierre van Houtryve         SubRegs[RegBank.getCompositeSubRegIndex(Idx, SubReg.first)] =
364fa3d789dSPierre van Houtryve             SubReg.second;
365fa3d789dSPierre van Houtryve   }
366fa3d789dSPierre van Houtryve 
367fa3d789dSPierre van Houtryve   // Compute the inverse SubReg -> Idx map.
368fa3d789dSPierre van Houtryve   for (const auto &SubReg : SubRegs) {
369fa3d789dSPierre van Houtryve     if (SubReg.second == this) {
370fa3d789dSPierre van Houtryve       ArrayRef<SMLoc> Loc;
371fa3d789dSPierre van Houtryve       if (TheDef)
372fa3d789dSPierre van Houtryve         Loc = TheDef->getLoc();
373fa3d789dSPierre van Houtryve       PrintFatalError(Loc, "Register " + getName() +
374fa3d789dSPierre van Houtryve                                " has itself as a sub-register");
375fa3d789dSPierre van Houtryve     }
376fa3d789dSPierre van Houtryve 
377fa3d789dSPierre van Houtryve     // Compute AllSuperRegsCovered.
378fa3d789dSPierre van Houtryve     if (!CoveredBySubRegs)
379fa3d789dSPierre van Houtryve       SubReg.first->AllSuperRegsCovered = false;
380fa3d789dSPierre van Houtryve 
381fa3d789dSPierre van Houtryve     // Ensure that every sub-register has a unique name.
382fa3d789dSPierre van Houtryve     DenseMap<const CodeGenRegister *, CodeGenSubRegIndex *>::iterator Ins =
383*4e8c9d28SJay Foad         SubReg2Idx.try_emplace(SubReg.second, SubReg.first).first;
384fa3d789dSPierre van Houtryve     if (Ins->second == SubReg.first)
385fa3d789dSPierre van Houtryve       continue;
386fa3d789dSPierre van Houtryve     // Trouble: Two different names for SubReg.second.
387fa3d789dSPierre van Houtryve     ArrayRef<SMLoc> Loc;
388fa3d789dSPierre van Houtryve     if (TheDef)
389fa3d789dSPierre van Houtryve       Loc = TheDef->getLoc();
390fa3d789dSPierre van Houtryve     PrintFatalError(
391fa3d789dSPierre van Houtryve         Loc, "Sub-register can't have two names: " + SubReg.second->getName() +
392fa3d789dSPierre van Houtryve                  " available as " + SubReg.first->getName() + " and " +
393fa3d789dSPierre van Houtryve                  Ins->second->getName());
394fa3d789dSPierre van Houtryve   }
395fa3d789dSPierre van Houtryve 
396fa3d789dSPierre van Houtryve   // Derive possible names for sub-register concatenations from any explicit
397fa3d789dSPierre van Houtryve   // sub-registers. By doing this before computeSecondarySubRegs(), we ensure
398fa3d789dSPierre van Houtryve   // that getConcatSubRegIndex() won't invent any concatenated indices that the
399fa3d789dSPierre van Houtryve   // user already specified.
400fa3d789dSPierre van Houtryve   for (unsigned i = 0, e = ExplicitSubRegs.size(); i != e; ++i) {
401fa3d789dSPierre van Houtryve     CodeGenRegister *SR = ExplicitSubRegs[i];
4029a211fe7SSander de Smalen     if (!SR->CoveredBySubRegs || SR->Artificial)
403fa3d789dSPierre van Houtryve       continue;
404fa3d789dSPierre van Houtryve 
405fa3d789dSPierre van Houtryve     // SR is composed of multiple sub-regs. Find their names in this register.
4069a211fe7SSander de Smalen     bool AnyArtificial = false;
407fa3d789dSPierre van Houtryve     SmallVector<CodeGenSubRegIndex *, 8> Parts;
408fa3d789dSPierre van Houtryve     for (unsigned j = 0, e = SR->ExplicitSubRegs.size(); j != e; ++j) {
409fa3d789dSPierre van Houtryve       CodeGenSubRegIndex &I = *SR->ExplicitSubRegIndices[j];
4109a211fe7SSander de Smalen       if (I.Artificial) {
4119a211fe7SSander de Smalen         AnyArtificial = true;
4129a211fe7SSander de Smalen         break;
4139a211fe7SSander de Smalen       }
414fa3d789dSPierre van Houtryve       Parts.push_back(getSubRegIndex(SR->ExplicitSubRegs[j]));
415fa3d789dSPierre van Houtryve     }
416fa3d789dSPierre van Houtryve 
4179a211fe7SSander de Smalen     if (AnyArtificial)
4189a211fe7SSander de Smalen       continue;
4199a211fe7SSander de Smalen 
420fa3d789dSPierre van Houtryve     // Offer this as an existing spelling for the concatenation of Parts.
421fa3d789dSPierre van Houtryve     CodeGenSubRegIndex &Idx = *ExplicitSubRegIndices[i];
422fa3d789dSPierre van Houtryve     Idx.setConcatenationOf(Parts);
423fa3d789dSPierre van Houtryve   }
424fa3d789dSPierre van Houtryve 
425fa3d789dSPierre van Houtryve   // Initialize RegUnitList. Because getSubRegs is called recursively, this
426fa3d789dSPierre van Houtryve   // processes the register hierarchy in postorder.
427fa3d789dSPierre van Houtryve   //
428fa3d789dSPierre van Houtryve   // Inherit all sub-register units. It is good enough to look at the explicit
429fa3d789dSPierre van Houtryve   // sub-registers, the other registers won't contribute any more units.
430fa3d789dSPierre van Houtryve   for (unsigned i = 0, e = ExplicitSubRegs.size(); i != e; ++i) {
431fa3d789dSPierre van Houtryve     CodeGenRegister *SR = ExplicitSubRegs[i];
432fa3d789dSPierre van Houtryve     RegUnits |= SR->RegUnits;
433fa3d789dSPierre van Houtryve   }
434fa3d789dSPierre van Houtryve 
435fa3d789dSPierre van Houtryve   // Absent any ad hoc aliasing, we create one register unit per leaf register.
436fa3d789dSPierre van Houtryve   // These units correspond to the maximal cliques in the register overlap
437fa3d789dSPierre van Houtryve   // graph which is optimal.
438fa3d789dSPierre van Houtryve   //
439fa3d789dSPierre van Houtryve   // When there is ad hoc aliasing, we simply create one unit per edge in the
440fa3d789dSPierre van Houtryve   // undirected ad hoc aliasing graph. Technically, we could do better by
441fa3d789dSPierre van Houtryve   // identifying maximal cliques in the ad hoc graph, but cliques larger than 2
442fa3d789dSPierre van Houtryve   // are extremely rare anyway (I've never seen one), so we don't bother with
443fa3d789dSPierre van Houtryve   // the added complexity.
444fa3d789dSPierre van Houtryve   for (unsigned i = 0, e = ExplicitAliases.size(); i != e; ++i) {
445fa3d789dSPierre van Houtryve     CodeGenRegister *AR = ExplicitAliases[i];
446fa3d789dSPierre van Houtryve     // Only visit each edge once.
447fa3d789dSPierre van Houtryve     if (AR->SubRegsComplete)
448fa3d789dSPierre van Houtryve       continue;
449fa3d789dSPierre van Houtryve     // Create a RegUnit representing this alias edge, and add it to both
450fa3d789dSPierre van Houtryve     // registers.
451fa3d789dSPierre van Houtryve     unsigned Unit = RegBank.newRegUnit(this, AR);
452fa3d789dSPierre van Houtryve     RegUnits.set(Unit);
453fa3d789dSPierre van Houtryve     AR->RegUnits.set(Unit);
454fa3d789dSPierre van Houtryve   }
455fa3d789dSPierre van Houtryve 
456fa3d789dSPierre van Houtryve   // Finally, create units for leaf registers without ad hoc aliases. Note that
457fa3d789dSPierre van Houtryve   // a leaf register with ad hoc aliases doesn't get its own unit - it isn't
458fa3d789dSPierre van Houtryve   // necessary. This means the aliasing leaf registers can share a single unit.
459fa3d789dSPierre van Houtryve   if (RegUnits.empty())
460fa3d789dSPierre van Houtryve     RegUnits.set(RegBank.newRegUnit(this));
461fa3d789dSPierre van Houtryve 
462fa3d789dSPierre van Houtryve   // We have now computed the native register units. More may be adopted later
463fa3d789dSPierre van Houtryve   // for balancing purposes.
464fa3d789dSPierre van Houtryve   NativeRegUnits = RegUnits;
465fa3d789dSPierre van Houtryve 
466fa3d789dSPierre van Houtryve   return SubRegs;
467fa3d789dSPierre van Houtryve }
468fa3d789dSPierre van Houtryve 
469fa3d789dSPierre van Houtryve // In a register that is covered by its sub-registers, try to find redundant
470fa3d789dSPierre van Houtryve // sub-registers. For example:
471fa3d789dSPierre van Houtryve //
472fa3d789dSPierre van Houtryve //   QQ0 = {Q0, Q1}
473fa3d789dSPierre van Houtryve //   Q0 = {D0, D1}
474fa3d789dSPierre van Houtryve //   Q1 = {D2, D3}
475fa3d789dSPierre van Houtryve //
476fa3d789dSPierre van Houtryve // We can infer that D1_D2 is also a sub-register, even if it wasn't named in
477fa3d789dSPierre van Houtryve // the register definition.
478fa3d789dSPierre van Houtryve //
479fa3d789dSPierre van Houtryve // The explicitly specified registers form a tree. This function discovers
480fa3d789dSPierre van Houtryve // sub-register relationships that would force a DAG.
481fa3d789dSPierre van Houtryve //
482fa3d789dSPierre van Houtryve void CodeGenRegister::computeSecondarySubRegs(CodeGenRegBank &RegBank) {
483fa3d789dSPierre van Houtryve   SmallVector<SubRegMap::value_type, 8> NewSubRegs;
484fa3d789dSPierre van Houtryve 
485fa3d789dSPierre van Houtryve   std::queue<std::pair<CodeGenSubRegIndex *, CodeGenRegister *>> SubRegQueue;
486fa3d789dSPierre van Houtryve   for (std::pair<CodeGenSubRegIndex *, CodeGenRegister *> P : SubRegs)
487fa3d789dSPierre van Houtryve     SubRegQueue.push(P);
488fa3d789dSPierre van Houtryve 
489fa3d789dSPierre van Houtryve   // Look at the leading super-registers of each sub-register. Those are the
490fa3d789dSPierre van Houtryve   // candidates for new sub-registers, assuming they are fully contained in
491fa3d789dSPierre van Houtryve   // this register.
492fa3d789dSPierre van Houtryve   while (!SubRegQueue.empty()) {
493fa3d789dSPierre van Houtryve     CodeGenSubRegIndex *SubRegIdx;
494fa3d789dSPierre van Houtryve     const CodeGenRegister *SubReg;
495fa3d789dSPierre van Houtryve     std::tie(SubRegIdx, SubReg) = SubRegQueue.front();
496fa3d789dSPierre van Houtryve     SubRegQueue.pop();
497fa3d789dSPierre van Houtryve 
498fa3d789dSPierre van Houtryve     const CodeGenRegister::SuperRegList &Leads = SubReg->LeadingSuperRegs;
499fa3d789dSPierre van Houtryve     for (unsigned i = 0, e = Leads.size(); i != e; ++i) {
500fa3d789dSPierre van Houtryve       CodeGenRegister *Cand = const_cast<CodeGenRegister *>(Leads[i]);
501fa3d789dSPierre van Houtryve       // Already got this sub-register?
502fa3d789dSPierre van Houtryve       if (Cand == this || getSubRegIndex(Cand))
503fa3d789dSPierre van Houtryve         continue;
504fa3d789dSPierre van Houtryve       // Check if each component of Cand is already a sub-register.
505fa3d789dSPierre van Houtryve       assert(!Cand->ExplicitSubRegs.empty() &&
506fa3d789dSPierre van Houtryve              "Super-register has no sub-registers");
507fa3d789dSPierre van Houtryve       if (Cand->ExplicitSubRegs.size() == 1)
508fa3d789dSPierre van Houtryve         continue;
509fa3d789dSPierre van Houtryve       SmallVector<CodeGenSubRegIndex *, 8> Parts;
510fa3d789dSPierre van Houtryve       // We know that the first component is (SubRegIdx,SubReg). However we
511fa3d789dSPierre van Houtryve       // may still need to split it into smaller subregister parts.
512fa3d789dSPierre van Houtryve       assert(Cand->ExplicitSubRegs[0] == SubReg && "LeadingSuperRegs correct");
513fa3d789dSPierre van Houtryve       assert(getSubRegIndex(SubReg) == SubRegIdx && "LeadingSuperRegs correct");
514fa3d789dSPierre van Houtryve       for (CodeGenRegister *SubReg : Cand->ExplicitSubRegs) {
515fa3d789dSPierre van Houtryve         if (CodeGenSubRegIndex *SubRegIdx = getSubRegIndex(SubReg)) {
516fa3d789dSPierre van Houtryve           if (SubRegIdx->ConcatenationOf.empty())
517fa3d789dSPierre van Houtryve             Parts.push_back(SubRegIdx);
518fa3d789dSPierre van Houtryve           else
519fa3d789dSPierre van Houtryve             append_range(Parts, SubRegIdx->ConcatenationOf);
520fa3d789dSPierre van Houtryve         } else {
521fa3d789dSPierre van Houtryve           // Sub-register doesn't exist.
522fa3d789dSPierre van Houtryve           Parts.clear();
523fa3d789dSPierre van Houtryve           break;
524fa3d789dSPierre van Houtryve         }
525fa3d789dSPierre van Houtryve       }
526fa3d789dSPierre van Houtryve       // There is nothing to do if some Cand sub-register is not part of this
527fa3d789dSPierre van Houtryve       // register.
528fa3d789dSPierre van Houtryve       if (Parts.empty())
529fa3d789dSPierre van Houtryve         continue;
530fa3d789dSPierre van Houtryve 
531fa3d789dSPierre van Houtryve       // Each part of Cand is a sub-register of this. Make the full Cand also
532fa3d789dSPierre van Houtryve       // a sub-register with a concatenated sub-register index.
533baf66ec0SCraig Topper       CodeGenSubRegIndex *Concat =
534baf66ec0SCraig Topper           RegBank.getConcatSubRegIndex(Parts, RegBank.getHwModes());
535*4e8c9d28SJay Foad       std::pair<CodeGenSubRegIndex *, CodeGenRegister *> NewSubReg = {Concat,
536*4e8c9d28SJay Foad                                                                       Cand};
537fa3d789dSPierre van Houtryve 
538fa3d789dSPierre van Houtryve       if (!SubRegs.insert(NewSubReg).second)
539fa3d789dSPierre van Houtryve         continue;
540fa3d789dSPierre van Houtryve 
541fa3d789dSPierre van Houtryve       // We inserted a new subregister.
542fa3d789dSPierre van Houtryve       NewSubRegs.push_back(NewSubReg);
543fa3d789dSPierre van Houtryve       SubRegQueue.push(NewSubReg);
544*4e8c9d28SJay Foad       SubReg2Idx.try_emplace(Cand, Concat);
545fa3d789dSPierre van Houtryve     }
546fa3d789dSPierre van Houtryve   }
547fa3d789dSPierre van Houtryve 
548fa3d789dSPierre van Houtryve   // Create sub-register index composition maps for the synthesized indices.
549fa3d789dSPierre van Houtryve   for (unsigned i = 0, e = NewSubRegs.size(); i != e; ++i) {
550fa3d789dSPierre van Houtryve     CodeGenSubRegIndex *NewIdx = NewSubRegs[i].first;
551fa3d789dSPierre van Houtryve     CodeGenRegister *NewSubReg = NewSubRegs[i].second;
552fa3d789dSPierre van Houtryve     for (auto SubReg : NewSubReg->SubRegs) {
553fa3d789dSPierre van Houtryve       CodeGenSubRegIndex *SubIdx = getSubRegIndex(SubReg.second);
554fa3d789dSPierre van Houtryve       if (!SubIdx)
555fa3d789dSPierre van Houtryve         PrintFatalError(TheDef->getLoc(), "No SubRegIndex for " +
556fa3d789dSPierre van Houtryve                                               SubReg.second->getName() +
557fa3d789dSPierre van Houtryve                                               " in " + getName());
558baf66ec0SCraig Topper       NewIdx->addComposite(SubReg.first, SubIdx, RegBank.getHwModes());
559fa3d789dSPierre van Houtryve     }
560fa3d789dSPierre van Houtryve   }
561fa3d789dSPierre van Houtryve }
562fa3d789dSPierre van Houtryve 
563fa3d789dSPierre van Houtryve void CodeGenRegister::computeSuperRegs(CodeGenRegBank &RegBank) {
564fa3d789dSPierre van Houtryve   // Only visit each register once.
565fa3d789dSPierre van Houtryve   if (SuperRegsComplete)
566fa3d789dSPierre van Houtryve     return;
567fa3d789dSPierre van Houtryve   SuperRegsComplete = true;
568fa3d789dSPierre van Houtryve 
569fa3d789dSPierre van Houtryve   // Make sure all sub-registers have been visited first, so the super-reg
570fa3d789dSPierre van Houtryve   // lists will be topologically ordered.
571fa3d789dSPierre van Houtryve   for (auto SubReg : SubRegs)
572fa3d789dSPierre van Houtryve     SubReg.second->computeSuperRegs(RegBank);
573fa3d789dSPierre van Houtryve 
574fa3d789dSPierre van Houtryve   // Now add this as a super-register on all sub-registers.
575fa3d789dSPierre van Houtryve   // Also compute the TopoSigId in post-order.
576fa3d789dSPierre van Houtryve   TopoSigId Id;
577fa3d789dSPierre van Houtryve   for (auto SubReg : SubRegs) {
578fa3d789dSPierre van Houtryve     // Topological signature computed from SubIdx, TopoId(SubReg).
579fa3d789dSPierre van Houtryve     // Loops and idempotent indices have TopoSig = ~0u.
580fa3d789dSPierre van Houtryve     Id.push_back(SubReg.first->EnumValue);
581fa3d789dSPierre van Houtryve     Id.push_back(SubReg.second->TopoSig);
582fa3d789dSPierre van Houtryve 
583fa3d789dSPierre van Houtryve     // Don't add duplicate entries.
584fa3d789dSPierre van Houtryve     if (!SubReg.second->SuperRegs.empty() &&
585fa3d789dSPierre van Houtryve         SubReg.second->SuperRegs.back() == this)
586fa3d789dSPierre van Houtryve       continue;
587fa3d789dSPierre van Houtryve     SubReg.second->SuperRegs.push_back(this);
588fa3d789dSPierre van Houtryve   }
589fa3d789dSPierre van Houtryve   TopoSig = RegBank.getTopoSig(Id);
590fa3d789dSPierre van Houtryve }
591fa3d789dSPierre van Houtryve 
592fa3d789dSPierre van Houtryve void CodeGenRegister::addSubRegsPreOrder(
593fa3d789dSPierre van Houtryve     SetVector<const CodeGenRegister *> &OSet, CodeGenRegBank &RegBank) const {
594fa3d789dSPierre van Houtryve   assert(SubRegsComplete && "Must precompute sub-registers");
595fa3d789dSPierre van Houtryve   for (unsigned i = 0, e = ExplicitSubRegs.size(); i != e; ++i) {
596fa3d789dSPierre van Houtryve     CodeGenRegister *SR = ExplicitSubRegs[i];
597fa3d789dSPierre van Houtryve     if (OSet.insert(SR))
598fa3d789dSPierre van Houtryve       SR->addSubRegsPreOrder(OSet, RegBank);
599fa3d789dSPierre van Houtryve   }
600fa3d789dSPierre van Houtryve   // Add any secondary sub-registers that weren't part of the explicit tree.
601fa3d789dSPierre van Houtryve   for (auto SubReg : SubRegs)
602fa3d789dSPierre van Houtryve     OSet.insert(SubReg.second);
603fa3d789dSPierre van Houtryve }
604fa3d789dSPierre van Houtryve 
605fa3d789dSPierre van Houtryve // Get the sum of this register's unit weights.
606fa3d789dSPierre van Houtryve unsigned CodeGenRegister::getWeight(const CodeGenRegBank &RegBank) const {
607fa3d789dSPierre van Houtryve   unsigned Weight = 0;
608fa3d789dSPierre van Houtryve   for (unsigned RegUnit : RegUnits) {
609fa3d789dSPierre van Houtryve     Weight += RegBank.getRegUnit(RegUnit).Weight;
610fa3d789dSPierre van Houtryve   }
611fa3d789dSPierre van Houtryve   return Weight;
612fa3d789dSPierre van Houtryve }
613fa3d789dSPierre van Houtryve 
614fa3d789dSPierre van Houtryve //===----------------------------------------------------------------------===//
615fa3d789dSPierre van Houtryve //                               RegisterTuples
616fa3d789dSPierre van Houtryve //===----------------------------------------------------------------------===//
617fa3d789dSPierre van Houtryve 
618fa3d789dSPierre van Houtryve // A RegisterTuples def is used to generate pseudo-registers from lists of
619fa3d789dSPierre van Houtryve // sub-registers. We provide a SetTheory expander class that returns the new
620fa3d789dSPierre van Houtryve // registers.
621fa3d789dSPierre van Houtryve namespace {
622fa3d789dSPierre van Houtryve 
623fa3d789dSPierre van Houtryve struct TupleExpander : SetTheory::Expander {
624fa3d789dSPierre van Houtryve   // Reference to SynthDefs in the containing CodeGenRegBank, to keep track of
625fa3d789dSPierre van Houtryve   // the synthesized definitions for their lifetime.
626fa3d789dSPierre van Houtryve   std::vector<std::unique_ptr<Record>> &SynthDefs;
627fa3d789dSPierre van Houtryve 
628edf5782fSJason Eckhardt   // Track all synthesized tuple names in order to detect duplicate definitions.
629edf5782fSJason Eckhardt   llvm::StringSet<> TupleNames;
630edf5782fSJason Eckhardt 
631fa3d789dSPierre van Houtryve   TupleExpander(std::vector<std::unique_ptr<Record>> &SynthDefs)
632fa3d789dSPierre van Houtryve       : SynthDefs(SynthDefs) {}
633fa3d789dSPierre van Houtryve 
634d7da79f2SRahul Joshi   void expand(SetTheory &ST, const Record *Def,
635d7da79f2SRahul Joshi               SetTheory::RecSet &Elts) override {
6363138eb50SRahul Joshi     std::vector<const Record *> Indices =
637a140931bSRahul Joshi         Def->getValueAsListOfDefs("SubRegIndices");
638fa3d789dSPierre van Houtryve     unsigned Dim = Indices.size();
63962e2c7fbSRahul Joshi     const ListInit *SubRegs = Def->getValueAsListInit("SubRegs");
640fa3d789dSPierre van Houtryve     if (Dim != SubRegs->size())
641fa3d789dSPierre van Houtryve       PrintFatalError(Def->getLoc(), "SubRegIndices and SubRegs size mismatch");
642fa3d789dSPierre van Houtryve     if (Dim < 2)
643fa3d789dSPierre van Houtryve       PrintFatalError(Def->getLoc(),
644fa3d789dSPierre van Houtryve                       "Tuples must have at least 2 sub-registers");
645fa3d789dSPierre van Houtryve 
646fa3d789dSPierre van Houtryve     // Evaluate the sub-register lists to be zipped.
647fa3d789dSPierre van Houtryve     unsigned Length = ~0u;
648fa3d789dSPierre van Houtryve     SmallVector<SetTheory::RecSet, 4> Lists(Dim);
649fa3d789dSPierre van Houtryve     for (unsigned i = 0; i != Dim; ++i) {
650fa3d789dSPierre van Houtryve       ST.evaluate(SubRegs->getElement(i), Lists[i], Def->getLoc());
651fa3d789dSPierre van Houtryve       Length = std::min(Length, unsigned(Lists[i].size()));
652fa3d789dSPierre van Houtryve     }
653fa3d789dSPierre van Houtryve 
654fa3d789dSPierre van Houtryve     if (Length == 0)
655fa3d789dSPierre van Houtryve       return;
656fa3d789dSPierre van Houtryve 
657fa3d789dSPierre van Houtryve     // Precompute some types.
658743f839aSRahul Joshi     const Record *RegisterCl = Def->getRecords().getClass("Register");
6599d95e261SRahul Joshi     const RecTy *RegisterRecTy = RecordRecTy::get(RegisterCl);
660fa3d789dSPierre van Houtryve     std::vector<StringRef> RegNames =
661fa3d789dSPierre van Houtryve         Def->getValueAsListOfStrings("RegAsmNames");
662fa3d789dSPierre van Houtryve 
663fa3d789dSPierre van Houtryve     // Zip them up.
664fa3d789dSPierre van Houtryve     RecordKeeper &RK = Def->getRecords();
665fa3d789dSPierre van Houtryve     for (unsigned n = 0; n != Length; ++n) {
666fa3d789dSPierre van Houtryve       std::string Name;
66716510149SRahul Joshi       const Record *Proto = Lists[0][n];
668fa3d789dSPierre van Houtryve       std::vector<Init *> Tuple;
669fa3d789dSPierre van Houtryve       for (unsigned i = 0; i != Dim; ++i) {
67016510149SRahul Joshi         const Record *Reg = Lists[i][n];
671fa3d789dSPierre van Houtryve         if (i)
672fa3d789dSPierre van Houtryve           Name += '_';
673fa3d789dSPierre van Houtryve         Name += Reg->getName();
674ce3c58e1SRahul Joshi         Tuple.push_back(Reg->getDefInit());
675fa3d789dSPierre van Houtryve       }
676fa3d789dSPierre van Houtryve 
677fa3d789dSPierre van Houtryve       // Take the cost list of the first register in the tuple.
67862e2c7fbSRahul Joshi       const ListInit *CostList = Proto->getValueAsListInit("CostPerUse");
67962e2c7fbSRahul Joshi       SmallVector<const Init *, 2> CostPerUse;
680fa3d789dSPierre van Houtryve       CostPerUse.insert(CostPerUse.end(), CostList->begin(), CostList->end());
681fa3d789dSPierre van Houtryve 
68262e2c7fbSRahul Joshi       const StringInit *AsmName = StringInit::get(RK, "");
683fa3d789dSPierre van Houtryve       if (!RegNames.empty()) {
684fa3d789dSPierre van Houtryve         if (RegNames.size() <= n)
685fa3d789dSPierre van Houtryve           PrintFatalError(Def->getLoc(),
686fa3d789dSPierre van Houtryve                           "Register tuple definition missing name for '" +
687fa3d789dSPierre van Houtryve                               Name + "'.");
688fa3d789dSPierre van Houtryve         AsmName = StringInit::get(RK, RegNames[n]);
689fa3d789dSPierre van Houtryve       }
690fa3d789dSPierre van Houtryve 
691fa3d789dSPierre van Houtryve       // Create a new Record representing the synthesized register. This record
692fa3d789dSPierre van Houtryve       // is only for consumption by CodeGenRegister, it is not added to the
693fa3d789dSPierre van Houtryve       // RecordKeeper.
694fa3d789dSPierre van Houtryve       SynthDefs.emplace_back(
695fa3d789dSPierre van Houtryve           std::make_unique<Record>(Name, Def->getLoc(), Def->getRecords()));
696fa3d789dSPierre van Houtryve       Record *NewReg = SynthDefs.back().get();
697fa3d789dSPierre van Houtryve       Elts.insert(NewReg);
698fa3d789dSPierre van Houtryve 
699edf5782fSJason Eckhardt       // Detect duplicates among synthesized registers.
700edf5782fSJason Eckhardt       const auto Res = TupleNames.insert(NewReg->getName());
701edf5782fSJason Eckhardt       if (!Res.second)
702edf5782fSJason Eckhardt         PrintFatalError(Def->getLoc(),
703edf5782fSJason Eckhardt                         "Register tuple redefines register '" + Name + "'.");
704edf5782fSJason Eckhardt 
705fa3d789dSPierre van Houtryve       // Copy Proto super-classes.
70665e69f74SRahul Joshi       for (const auto &[Super, Loc] : Proto->getSuperClasses())
70765e69f74SRahul Joshi         NewReg->addSuperClass(Super, Loc);
708fa3d789dSPierre van Houtryve 
709fa3d789dSPierre van Houtryve       // Copy Proto fields.
710fa3d789dSPierre van Houtryve       for (unsigned i = 0, e = Proto->getValues().size(); i != e; ++i) {
711fa3d789dSPierre van Houtryve         RecordVal RV = Proto->getValues()[i];
712fa3d789dSPierre van Houtryve 
713fa3d789dSPierre van Houtryve         // Skip existing fields, like NAME.
714fa3d789dSPierre van Houtryve         if (NewReg->getValue(RV.getNameInit()))
715fa3d789dSPierre van Houtryve           continue;
716fa3d789dSPierre van Houtryve 
717fa3d789dSPierre van Houtryve         StringRef Field = RV.getName();
718fa3d789dSPierre van Houtryve 
719fa3d789dSPierre van Houtryve         // Replace the sub-register list with Tuple.
720fa3d789dSPierre van Houtryve         if (Field == "SubRegs")
721fa3d789dSPierre van Houtryve           RV.setValue(ListInit::get(Tuple, RegisterRecTy));
722fa3d789dSPierre van Houtryve 
723fa3d789dSPierre van Houtryve         if (Field == "AsmName")
724fa3d789dSPierre van Houtryve           RV.setValue(AsmName);
725fa3d789dSPierre van Houtryve 
726fa3d789dSPierre van Houtryve         // CostPerUse is aggregated from all Tuple members.
727fa3d789dSPierre van Houtryve         if (Field == "CostPerUse")
728fa3d789dSPierre van Houtryve           RV.setValue(ListInit::get(CostPerUse, CostList->getElementType()));
729fa3d789dSPierre van Houtryve 
730fa3d789dSPierre van Houtryve         // Composite registers are always covered by sub-registers.
731fa3d789dSPierre van Houtryve         if (Field == "CoveredBySubRegs")
732fa3d789dSPierre van Houtryve           RV.setValue(BitInit::get(RK, true));
733fa3d789dSPierre van Houtryve 
734fa3d789dSPierre van Houtryve         // Copy fields from the RegisterTuples def.
735fa3d789dSPierre van Houtryve         if (Field == "SubRegIndices" || Field == "CompositeIndices") {
736fa3d789dSPierre van Houtryve           NewReg->addValue(*Def->getValue(Field));
737fa3d789dSPierre van Houtryve           continue;
738fa3d789dSPierre van Houtryve         }
739fa3d789dSPierre van Houtryve 
740fa3d789dSPierre van Houtryve         // Some fields get their default uninitialized value.
741fa3d789dSPierre van Houtryve         if (Field == "DwarfNumbers" || Field == "DwarfAlias" ||
742fa3d789dSPierre van Houtryve             Field == "Aliases") {
743fa3d789dSPierre van Houtryve           if (const RecordVal *DefRV = RegisterCl->getValue(Field))
744fa3d789dSPierre van Houtryve             NewReg->addValue(*DefRV);
745fa3d789dSPierre van Houtryve           continue;
746fa3d789dSPierre van Houtryve         }
747fa3d789dSPierre van Houtryve 
748fa3d789dSPierre van Houtryve         // Everything else is copied from Proto.
749fa3d789dSPierre van Houtryve         NewReg->addValue(RV);
750fa3d789dSPierre van Houtryve       }
751fa3d789dSPierre van Houtryve     }
752fa3d789dSPierre van Houtryve   }
753fa3d789dSPierre van Houtryve };
754fa3d789dSPierre van Houtryve 
755fa3d789dSPierre van Houtryve } // end anonymous namespace
756fa3d789dSPierre van Houtryve 
757fa3d789dSPierre van Houtryve //===----------------------------------------------------------------------===//
758fa3d789dSPierre van Houtryve //                            CodeGenRegisterClass
759fa3d789dSPierre van Houtryve //===----------------------------------------------------------------------===//
760fa3d789dSPierre van Houtryve 
761fa3d789dSPierre van Houtryve static void sortAndUniqueRegisters(CodeGenRegister::Vec &M) {
762fa3d789dSPierre van Houtryve   llvm::sort(M, deref<std::less<>>());
763d9293519SKazu Hirata   M.erase(llvm::unique(M, deref<std::equal_to<>>()), M.end());
764fa3d789dSPierre van Houtryve }
765fa3d789dSPierre van Houtryve 
7667c6592f5SRahul Joshi CodeGenRegisterClass::CodeGenRegisterClass(CodeGenRegBank &RegBank,
7677c6592f5SRahul Joshi                                            const Record *R)
768fa3d789dSPierre van Houtryve     : TheDef(R), Name(std::string(R->getName())),
769fa3d789dSPierre van Houtryve       TopoSigs(RegBank.getNumTopoSigs()), EnumValue(-1), TSFlags(0) {
770fa3d789dSPierre van Houtryve   GeneratePressureSet = R->getValueAsBit("GeneratePressureSet");
771a140931bSRahul Joshi   std::vector<const Record *> TypeList = R->getValueAsListOfDefs("RegTypes");
772fa3d789dSPierre van Houtryve   if (TypeList.empty())
773fa3d789dSPierre van Houtryve     PrintFatalError(R->getLoc(), "RegTypes list must not be empty!");
774fa3d789dSPierre van Houtryve   for (unsigned i = 0, e = TypeList.size(); i != e; ++i) {
7757c6592f5SRahul Joshi     const Record *Type = TypeList[i];
776fa3d789dSPierre van Houtryve     if (!Type->isSubClassOf("ValueType"))
777fa3d789dSPierre van Houtryve       PrintFatalError(R->getLoc(),
778fa3d789dSPierre van Houtryve                       "RegTypes list member '" + Type->getName() +
779fa3d789dSPierre van Houtryve                           "' does not derive from the ValueType class!");
780fa3d789dSPierre van Houtryve     VTs.push_back(getValueTypeByHwMode(Type, RegBank.getHwModes()));
781fa3d789dSPierre van Houtryve   }
782fa3d789dSPierre van Houtryve 
783fa3d789dSPierre van Houtryve   // Allocation order 0 is the full set. AltOrders provides others.
784fa3d789dSPierre van Houtryve   const SetTheory::RecVec *Elements = RegBank.getSets().expand(R);
78562e2c7fbSRahul Joshi   const ListInit *AltOrders = R->getValueAsListInit("AltOrders");
786fa3d789dSPierre van Houtryve   Orders.resize(1 + AltOrders->size());
787fa3d789dSPierre van Houtryve 
788fa3d789dSPierre van Houtryve   // Default allocation order always contains all registers.
789fa3d789dSPierre van Houtryve   Artificial = true;
790fa3d789dSPierre van Houtryve   for (unsigned i = 0, e = Elements->size(); i != e; ++i) {
791fa3d789dSPierre van Houtryve     Orders[0].push_back((*Elements)[i]);
792fa3d789dSPierre van Houtryve     const CodeGenRegister *Reg = RegBank.getReg((*Elements)[i]);
793fa3d789dSPierre van Houtryve     Members.push_back(Reg);
794fa3d789dSPierre van Houtryve     Artificial &= Reg->Artificial;
795fa3d789dSPierre van Houtryve     TopoSigs.set(Reg->getTopoSig());
796fa3d789dSPierre van Houtryve   }
797fa3d789dSPierre van Houtryve   sortAndUniqueRegisters(Members);
798fa3d789dSPierre van Houtryve 
799fa3d789dSPierre van Houtryve   // Alternative allocation orders may be subsets.
800fa3d789dSPierre van Houtryve   SetTheory::RecSet Order;
801fa3d789dSPierre van Houtryve   for (unsigned i = 0, e = AltOrders->size(); i != e; ++i) {
802fa3d789dSPierre van Houtryve     RegBank.getSets().evaluate(AltOrders->getElement(i), Order, R->getLoc());
803fa3d789dSPierre van Houtryve     Orders[1 + i].append(Order.begin(), Order.end());
804fa3d789dSPierre van Houtryve     // Verify that all altorder members are regclass members.
805fa3d789dSPierre van Houtryve     while (!Order.empty()) {
806fa3d789dSPierre van Houtryve       CodeGenRegister *Reg = RegBank.getReg(Order.back());
807fa3d789dSPierre van Houtryve       Order.pop_back();
808fa3d789dSPierre van Houtryve       if (!contains(Reg))
809fa3d789dSPierre van Houtryve         PrintFatalError(R->getLoc(), " AltOrder register " + Reg->getName() +
810fa3d789dSPierre van Houtryve                                          " is not a class member");
811fa3d789dSPierre van Houtryve     }
812fa3d789dSPierre van Houtryve   }
813fa3d789dSPierre van Houtryve 
814fa3d789dSPierre van Houtryve   Namespace = R->getValueAsString("Namespace");
815fa3d789dSPierre van Houtryve 
816fa3d789dSPierre van Houtryve   if (const RecordVal *RV = R->getValue("RegInfos"))
81762e2c7fbSRahul Joshi     if (const DefInit *DI = dyn_cast_or_null<DefInit>(RV->getValue()))
818fa3d789dSPierre van Houtryve       RSI = RegSizeInfoByHwMode(DI->getDef(), RegBank.getHwModes());
819fa3d789dSPierre van Houtryve   unsigned Size = R->getValueAsInt("Size");
820fa3d789dSPierre van Houtryve   assert((RSI.hasDefault() || Size != 0 || VTs[0].isSimple()) &&
821fa3d789dSPierre van Houtryve          "Impossible to determine register size");
822fa3d789dSPierre van Houtryve   if (!RSI.hasDefault()) {
823fa3d789dSPierre van Houtryve     RegSizeInfo RI;
824fa3d789dSPierre van Houtryve     RI.RegSize = RI.SpillSize =
825fa3d789dSPierre van Houtryve         Size ? Size : VTs[0].getSimple().getSizeInBits();
826fa3d789dSPierre van Houtryve     RI.SpillAlignment = R->getValueAsInt("Alignment");
827fa3d789dSPierre van Houtryve     RSI.insertRegSizeForMode(DefaultMode, RI);
828fa3d789dSPierre van Houtryve   }
829fa3d789dSPierre van Houtryve 
830fa3d789dSPierre van Houtryve   CopyCost = R->getValueAsInt("CopyCost");
831fa3d789dSPierre van Houtryve   Allocatable = R->getValueAsBit("isAllocatable");
832fa3d789dSPierre van Houtryve   AltOrderSelect = R->getValueAsString("AltOrderSelect");
833fa3d789dSPierre van Houtryve   int AllocationPriority = R->getValueAsInt("AllocationPriority");
834fa3d789dSPierre van Houtryve   if (!isUInt<5>(AllocationPriority))
835fa3d789dSPierre van Houtryve     PrintFatalError(R->getLoc(), "AllocationPriority out of range [0,31]");
836fa3d789dSPierre van Houtryve   this->AllocationPriority = AllocationPriority;
837fa3d789dSPierre van Houtryve 
838fa3d789dSPierre van Houtryve   GlobalPriority = R->getValueAsBit("GlobalPriority");
839fa3d789dSPierre van Houtryve 
84062e2c7fbSRahul Joshi   const BitsInit *TSF = R->getValueAsBitsInit("TSFlags");
841fa3d789dSPierre van Houtryve   for (unsigned I = 0, E = TSF->getNumBits(); I != E; ++I) {
84262e2c7fbSRahul Joshi     const BitInit *Bit = cast<BitInit>(TSF->getBit(I));
843fa3d789dSPierre van Houtryve     TSFlags |= uint8_t(Bit->getValue()) << I;
844fa3d789dSPierre van Houtryve   }
845fa3d789dSPierre van Houtryve }
846fa3d789dSPierre van Houtryve 
847fa3d789dSPierre van Houtryve // Create an inferred register class that was missing from the .td files.
848fa3d789dSPierre van Houtryve // Most properties will be inherited from the closest super-class after the
849fa3d789dSPierre van Houtryve // class structure has been computed.
850fa3d789dSPierre van Houtryve CodeGenRegisterClass::CodeGenRegisterClass(CodeGenRegBank &RegBank,
851fa3d789dSPierre van Houtryve                                            StringRef Name, Key Props)
852fa3d789dSPierre van Houtryve     : Members(*Props.Members), TheDef(nullptr), Name(std::string(Name)),
853fa3d789dSPierre van Houtryve       TopoSigs(RegBank.getNumTopoSigs()), EnumValue(-1), RSI(Props.RSI),
854fa3d789dSPierre van Houtryve       CopyCost(0), Allocatable(true), AllocationPriority(0),
855fa3d789dSPierre van Houtryve       GlobalPriority(false), TSFlags(0) {
856fa3d789dSPierre van Houtryve   Artificial = true;
857fa3d789dSPierre van Houtryve   GeneratePressureSet = false;
858fa3d789dSPierre van Houtryve   for (const auto R : Members) {
859fa3d789dSPierre van Houtryve     TopoSigs.set(R->getTopoSig());
860fa3d789dSPierre van Houtryve     Artificial &= R->Artificial;
861fa3d789dSPierre van Houtryve   }
862fa3d789dSPierre van Houtryve }
863fa3d789dSPierre van Houtryve 
864fa3d789dSPierre van Houtryve // Compute inherited propertied for a synthesized register class.
865fa3d789dSPierre van Houtryve void CodeGenRegisterClass::inheritProperties(CodeGenRegBank &RegBank) {
866fa3d789dSPierre van Houtryve   assert(!getDef() && "Only synthesized classes can inherit properties");
867fa3d789dSPierre van Houtryve   assert(!SuperClasses.empty() && "Synthesized class without super class");
868fa3d789dSPierre van Houtryve 
869fa3d789dSPierre van Houtryve   // The last super-class is the smallest one.
870fa3d789dSPierre van Houtryve   CodeGenRegisterClass &Super = *SuperClasses.back();
871fa3d789dSPierre van Houtryve 
872fa3d789dSPierre van Houtryve   // Most properties are copied directly.
873fa3d789dSPierre van Houtryve   // Exceptions are members, size, and alignment
874fa3d789dSPierre van Houtryve   Namespace = Super.Namespace;
875fa3d789dSPierre van Houtryve   VTs = Super.VTs;
876fa3d789dSPierre van Houtryve   CopyCost = Super.CopyCost;
877fa3d789dSPierre van Houtryve   // Check for allocatable superclasses.
878fa3d789dSPierre van Houtryve   Allocatable = any_of(SuperClasses, [&](const CodeGenRegisterClass *S) {
879fa3d789dSPierre van Houtryve     return S->Allocatable;
880fa3d789dSPierre van Houtryve   });
881fa3d789dSPierre van Houtryve   AltOrderSelect = Super.AltOrderSelect;
882fa3d789dSPierre van Houtryve   AllocationPriority = Super.AllocationPriority;
883fa3d789dSPierre van Houtryve   GlobalPriority = Super.GlobalPriority;
884fa3d789dSPierre van Houtryve   TSFlags = Super.TSFlags;
885fa3d789dSPierre van Houtryve   GeneratePressureSet |= Super.GeneratePressureSet;
886fa3d789dSPierre van Houtryve 
887fa3d789dSPierre van Houtryve   // Copy all allocation orders, filter out foreign registers from the larger
888fa3d789dSPierre van Houtryve   // super-class.
889fa3d789dSPierre van Houtryve   Orders.resize(Super.Orders.size());
890fa3d789dSPierre van Houtryve   for (unsigned i = 0, ie = Super.Orders.size(); i != ie; ++i)
891fa3d789dSPierre van Houtryve     for (unsigned j = 0, je = Super.Orders[i].size(); j != je; ++j)
892fa3d789dSPierre van Houtryve       if (contains(RegBank.getReg(Super.Orders[i][j])))
893fa3d789dSPierre van Houtryve         Orders[i].push_back(Super.Orders[i][j]);
894fa3d789dSPierre van Houtryve }
895fa3d789dSPierre van Houtryve 
896fa3d789dSPierre van Houtryve bool CodeGenRegisterClass::hasType(const ValueTypeByHwMode &VT) const {
897fa3d789dSPierre van Houtryve   if (llvm::is_contained(VTs, VT))
898fa3d789dSPierre van Houtryve     return true;
899fa3d789dSPierre van Houtryve 
900fa3d789dSPierre van Houtryve   // If VT is not identical to any of this class's types, but is a simple
901fa3d789dSPierre van Houtryve   // type, check if any of the types for this class contain it under some
902fa3d789dSPierre van Houtryve   // mode.
903fa3d789dSPierre van Houtryve   // The motivating example came from RISC-V, where (likely because of being
904fa3d789dSPierre van Houtryve   // guarded by "64-bit" predicate), the type of X5 was {*:[i64]}, but the
905fa3d789dSPierre van Houtryve   // type in GRC was {*:[i32], m1:[i64]}.
906fa3d789dSPierre van Houtryve   if (VT.isSimple()) {
907fa3d789dSPierre van Houtryve     MVT T = VT.getSimple();
908fa3d789dSPierre van Houtryve     for (const ValueTypeByHwMode &OurVT : VTs) {
909fa3d789dSPierre van Houtryve       if (llvm::count_if(OurVT, [T](auto &&P) { return P.second == T; }))
910fa3d789dSPierre van Houtryve         return true;
911fa3d789dSPierre van Houtryve     }
912fa3d789dSPierre van Houtryve   }
913fa3d789dSPierre van Houtryve   return false;
914fa3d789dSPierre van Houtryve }
915fa3d789dSPierre van Houtryve 
916fa3d789dSPierre van Houtryve bool CodeGenRegisterClass::contains(const CodeGenRegister *Reg) const {
917fa3d789dSPierre van Houtryve   return std::binary_search(Members.begin(), Members.end(), Reg,
918fa3d789dSPierre van Houtryve                             deref<std::less<>>());
919fa3d789dSPierre van Houtryve }
920fa3d789dSPierre van Houtryve 
921fa3d789dSPierre van Houtryve unsigned CodeGenRegisterClass::getWeight(const CodeGenRegBank &RegBank) const {
922fa3d789dSPierre van Houtryve   if (TheDef && !TheDef->isValueUnset("Weight"))
923fa3d789dSPierre van Houtryve     return TheDef->getValueAsInt("Weight");
924fa3d789dSPierre van Houtryve 
925fa3d789dSPierre van Houtryve   if (Members.empty() || Artificial)
926fa3d789dSPierre van Houtryve     return 0;
927fa3d789dSPierre van Houtryve 
928fa3d789dSPierre van Houtryve   return (*Members.begin())->getWeight(RegBank);
929fa3d789dSPierre van Houtryve }
930fa3d789dSPierre van Houtryve 
931fa3d789dSPierre van Houtryve namespace llvm {
932fa3d789dSPierre van Houtryve 
933fa3d789dSPierre van Houtryve raw_ostream &operator<<(raw_ostream &OS, const CodeGenRegisterClass::Key &K) {
934fa3d789dSPierre van Houtryve   OS << "{ " << K.RSI;
935fa3d789dSPierre van Houtryve   for (const auto R : *K.Members)
936fa3d789dSPierre van Houtryve     OS << ", " << R->getName();
937fa3d789dSPierre van Houtryve   return OS << " }";
938fa3d789dSPierre van Houtryve }
939fa3d789dSPierre van Houtryve 
940fa3d789dSPierre van Houtryve } // end namespace llvm
941fa3d789dSPierre van Houtryve 
942fa3d789dSPierre van Houtryve // This is a simple lexicographical order that can be used to search for sets.
943fa3d789dSPierre van Houtryve // It is not the same as the topological order provided by TopoOrderRC.
944fa3d789dSPierre van Houtryve bool CodeGenRegisterClass::Key::operator<(
945fa3d789dSPierre van Houtryve     const CodeGenRegisterClass::Key &B) const {
946fa3d789dSPierre van Houtryve   assert(Members && B.Members);
947fa3d789dSPierre van Houtryve   return std::tie(*Members, RSI) < std::tie(*B.Members, B.RSI);
948fa3d789dSPierre van Houtryve }
949fa3d789dSPierre van Houtryve 
950fa3d789dSPierre van Houtryve // Returns true if RC is a strict subclass.
951fa3d789dSPierre van Houtryve // RC is a sub-class of this class if it is a valid replacement for any
952fa3d789dSPierre van Houtryve // instruction operand where a register of this classis required. It must
953fa3d789dSPierre van Houtryve // satisfy these conditions:
954fa3d789dSPierre van Houtryve //
955fa3d789dSPierre van Houtryve // 1. All RC registers are also in this.
956fa3d789dSPierre van Houtryve // 2. The RC spill size must not be smaller than our spill size.
957fa3d789dSPierre van Houtryve // 3. RC spill alignment must be compatible with ours.
958fa3d789dSPierre van Houtryve //
959fa3d789dSPierre van Houtryve static bool testSubClass(const CodeGenRegisterClass *A,
960fa3d789dSPierre van Houtryve                          const CodeGenRegisterClass *B) {
961fa3d789dSPierre van Houtryve   return A->RSI.isSubClassOf(B->RSI) &&
962fa3d789dSPierre van Houtryve          std::includes(A->getMembers().begin(), A->getMembers().end(),
963fa3d789dSPierre van Houtryve                        B->getMembers().begin(), B->getMembers().end(),
964fa3d789dSPierre van Houtryve                        deref<std::less<>>());
965fa3d789dSPierre van Houtryve }
966fa3d789dSPierre van Houtryve 
967fa3d789dSPierre van Houtryve /// Sorting predicate for register classes.  This provides a topological
968fa3d789dSPierre van Houtryve /// ordering that arranges all register classes before their sub-classes.
969fa3d789dSPierre van Houtryve ///
970fa3d789dSPierre van Houtryve /// Register classes with the same registers, spill size, and alignment form a
971fa3d789dSPierre van Houtryve /// clique.  They will be ordered alphabetically.
972fa3d789dSPierre van Houtryve ///
973fa3d789dSPierre van Houtryve static bool TopoOrderRC(const CodeGenRegisterClass &PA,
974fa3d789dSPierre van Houtryve                         const CodeGenRegisterClass &PB) {
975fa3d789dSPierre van Houtryve   auto *A = &PA;
976fa3d789dSPierre van Houtryve   auto *B = &PB;
977fa3d789dSPierre van Houtryve   if (A == B)
978fa3d789dSPierre van Houtryve     return false;
979fa3d789dSPierre van Houtryve 
980fa3d789dSPierre van Houtryve   if (A->RSI < B->RSI)
981fa3d789dSPierre van Houtryve     return true;
982fa3d789dSPierre van Houtryve   if (A->RSI != B->RSI)
983fa3d789dSPierre van Houtryve     return false;
984fa3d789dSPierre van Houtryve 
985fa3d789dSPierre van Houtryve   // Order by descending set size.  Note that the classes' allocation order may
986fa3d789dSPierre van Houtryve   // not have been computed yet.  The Members set is always vaild.
987fa3d789dSPierre van Houtryve   if (A->getMembers().size() > B->getMembers().size())
988fa3d789dSPierre van Houtryve     return true;
989fa3d789dSPierre van Houtryve   if (A->getMembers().size() < B->getMembers().size())
990fa3d789dSPierre van Houtryve     return false;
991fa3d789dSPierre van Houtryve 
992fa3d789dSPierre van Houtryve   // Finally order by name as a tie breaker.
993fa3d789dSPierre van Houtryve   return StringRef(A->getName()) < B->getName();
994fa3d789dSPierre van Houtryve }
995fa3d789dSPierre van Houtryve 
996fa3d789dSPierre van Houtryve std::string CodeGenRegisterClass::getNamespaceQualification() const {
997fa3d789dSPierre van Houtryve   return Namespace.empty() ? "" : (Namespace + "::").str();
998fa3d789dSPierre van Houtryve }
999fa3d789dSPierre van Houtryve 
1000fa3d789dSPierre van Houtryve std::string CodeGenRegisterClass::getQualifiedName() const {
1001fa3d789dSPierre van Houtryve   return getNamespaceQualification() + getName();
1002fa3d789dSPierre van Houtryve }
1003fa3d789dSPierre van Houtryve 
1004fa3d789dSPierre van Houtryve std::string CodeGenRegisterClass::getIdName() const {
1005fa3d789dSPierre van Houtryve   return getName() + "RegClassID";
1006fa3d789dSPierre van Houtryve }
1007fa3d789dSPierre van Houtryve 
1008fa3d789dSPierre van Houtryve std::string CodeGenRegisterClass::getQualifiedIdName() const {
1009fa3d789dSPierre van Houtryve   return getNamespaceQualification() + getIdName();
1010fa3d789dSPierre van Houtryve }
1011fa3d789dSPierre van Houtryve 
1012fa3d789dSPierre van Houtryve // Compute sub-classes of all register classes.
1013fa3d789dSPierre van Houtryve // Assume the classes are ordered topologically.
1014fa3d789dSPierre van Houtryve void CodeGenRegisterClass::computeSubClasses(CodeGenRegBank &RegBank) {
1015fa3d789dSPierre van Houtryve   auto &RegClasses = RegBank.getRegClasses();
1016fa3d789dSPierre van Houtryve 
1017fa3d789dSPierre van Houtryve   // Visit backwards so sub-classes are seen first.
1018fa3d789dSPierre van Houtryve   for (auto I = RegClasses.rbegin(), E = RegClasses.rend(); I != E; ++I) {
1019fa3d789dSPierre van Houtryve     CodeGenRegisterClass &RC = *I;
1020fa3d789dSPierre van Houtryve     RC.SubClasses.resize(RegClasses.size());
1021fa3d789dSPierre van Houtryve     RC.SubClasses.set(RC.EnumValue);
1022fa3d789dSPierre van Houtryve     if (RC.Artificial)
1023fa3d789dSPierre van Houtryve       continue;
1024fa3d789dSPierre van Houtryve 
1025fa3d789dSPierre van Houtryve     // Normally, all subclasses have IDs >= rci, unless RC is part of a clique.
1026fa3d789dSPierre van Houtryve     for (auto I2 = I.base(), E2 = RegClasses.end(); I2 != E2; ++I2) {
1027fa3d789dSPierre van Houtryve       CodeGenRegisterClass &SubRC = *I2;
1028fa3d789dSPierre van Houtryve       if (RC.SubClasses.test(SubRC.EnumValue))
1029fa3d789dSPierre van Houtryve         continue;
1030fa3d789dSPierre van Houtryve       if (!testSubClass(&RC, &SubRC))
1031fa3d789dSPierre van Houtryve         continue;
1032fa3d789dSPierre van Houtryve       // SubRC is a sub-class. Grap all its sub-classes so we won't have to
1033fa3d789dSPierre van Houtryve       // check them again.
1034fa3d789dSPierre van Houtryve       RC.SubClasses |= SubRC.SubClasses;
1035fa3d789dSPierre van Houtryve     }
1036fa3d789dSPierre van Houtryve 
1037fa3d789dSPierre van Houtryve     // Sweep up missed clique members.  They will be immediately preceding RC.
1038fa3d789dSPierre van Houtryve     for (auto I2 = std::next(I); I2 != E && testSubClass(&RC, &*I2); ++I2)
1039fa3d789dSPierre van Houtryve       RC.SubClasses.set(I2->EnumValue);
1040fa3d789dSPierre van Houtryve   }
1041fa3d789dSPierre van Houtryve 
1042fa3d789dSPierre van Houtryve   // Compute the SuperClasses lists from the SubClasses vectors.
1043fa3d789dSPierre van Houtryve   for (auto &RC : RegClasses) {
1044fa3d789dSPierre van Houtryve     const BitVector &SC = RC.getSubClasses();
1045fa3d789dSPierre van Houtryve     auto I = RegClasses.begin();
1046fa3d789dSPierre van Houtryve     for (int s = 0, next_s = SC.find_first(); next_s != -1;
1047fa3d789dSPierre van Houtryve          next_s = SC.find_next(s)) {
1048fa3d789dSPierre van Houtryve       std::advance(I, next_s - s);
1049fa3d789dSPierre van Houtryve       s = next_s;
1050fa3d789dSPierre van Houtryve       if (&*I == &RC)
1051fa3d789dSPierre van Houtryve         continue;
1052fa3d789dSPierre van Houtryve       I->SuperClasses.push_back(&RC);
1053fa3d789dSPierre van Houtryve     }
1054fa3d789dSPierre van Houtryve   }
1055fa3d789dSPierre van Houtryve 
1056fa3d789dSPierre van Houtryve   // With the class hierarchy in place, let synthesized register classes inherit
1057fa3d789dSPierre van Houtryve   // properties from their closest super-class. The iteration order here can
1058fa3d789dSPierre van Houtryve   // propagate properties down multiple levels.
1059fa3d789dSPierre van Houtryve   for (auto &RC : RegClasses)
1060fa3d789dSPierre van Houtryve     if (!RC.getDef())
1061fa3d789dSPierre van Houtryve       RC.inheritProperties(RegBank);
1062fa3d789dSPierre van Houtryve }
1063fa3d789dSPierre van Houtryve 
1064fa3d789dSPierre van Houtryve std::optional<std::pair<CodeGenRegisterClass *, CodeGenRegisterClass *>>
1065fa3d789dSPierre van Houtryve CodeGenRegisterClass::getMatchingSubClassWithSubRegs(
1066fa3d789dSPierre van Houtryve     CodeGenRegBank &RegBank, const CodeGenSubRegIndex *SubIdx) const {
1067fa3d789dSPierre van Houtryve   auto WeakSizeOrder = [this](const CodeGenRegisterClass *A,
1068fa3d789dSPierre van Houtryve                               const CodeGenRegisterClass *B) {
1069fa3d789dSPierre van Houtryve     // If there are multiple, identical register classes, prefer the original
1070fa3d789dSPierre van Houtryve     // register class.
1071fa3d789dSPierre van Houtryve     if (A == B)
1072fa3d789dSPierre van Houtryve       return false;
1073fa3d789dSPierre van Houtryve     if (A->getMembers().size() == B->getMembers().size())
1074fa3d789dSPierre van Houtryve       return A == this;
1075fa3d789dSPierre van Houtryve     return A->getMembers().size() > B->getMembers().size();
1076fa3d789dSPierre van Houtryve   };
1077fa3d789dSPierre van Houtryve 
1078fa3d789dSPierre van Houtryve   auto &RegClasses = RegBank.getRegClasses();
1079fa3d789dSPierre van Houtryve 
1080fa3d789dSPierre van Houtryve   // Find all the subclasses of this one that fully support the sub-register
1081fa3d789dSPierre van Houtryve   // index and order them by size. BiggestSuperRC should always be first.
1082fa3d789dSPierre van Houtryve   CodeGenRegisterClass *BiggestSuperRegRC = getSubClassWithSubReg(SubIdx);
1083fa3d789dSPierre van Houtryve   if (!BiggestSuperRegRC)
1084fa3d789dSPierre van Houtryve     return std::nullopt;
1085fa3d789dSPierre van Houtryve   BitVector SuperRegRCsBV = BiggestSuperRegRC->getSubClasses();
1086fa3d789dSPierre van Houtryve   std::vector<CodeGenRegisterClass *> SuperRegRCs;
1087fa3d789dSPierre van Houtryve   for (auto &RC : RegClasses)
1088fa3d789dSPierre van Houtryve     if (SuperRegRCsBV[RC.EnumValue])
1089fa3d789dSPierre van Houtryve       SuperRegRCs.emplace_back(&RC);
1090fa3d789dSPierre van Houtryve   llvm::stable_sort(SuperRegRCs, WeakSizeOrder);
1091fa3d789dSPierre van Houtryve 
1092fa3d789dSPierre van Houtryve   assert(SuperRegRCs.front() == BiggestSuperRegRC &&
1093fa3d789dSPierre van Houtryve          "Biggest class wasn't first");
1094fa3d789dSPierre van Houtryve 
1095fa3d789dSPierre van Houtryve   // Find all the subreg classes and order them by size too.
1096fa3d789dSPierre van Houtryve   std::vector<std::pair<CodeGenRegisterClass *, BitVector>> SuperRegClasses;
1097fa3d789dSPierre van Houtryve   for (auto &RC : RegClasses) {
1098fa3d789dSPierre van Houtryve     BitVector SuperRegClassesBV(RegClasses.size());
1099fa3d789dSPierre van Houtryve     RC.getSuperRegClasses(SubIdx, SuperRegClassesBV);
1100fa3d789dSPierre van Houtryve     if (SuperRegClassesBV.any())
1101*4e8c9d28SJay Foad       SuperRegClasses.emplace_back(&RC, SuperRegClassesBV);
1102fa3d789dSPierre van Houtryve   }
1103fa3d789dSPierre van Houtryve   llvm::stable_sort(SuperRegClasses,
1104fa3d789dSPierre van Houtryve                     [&](const std::pair<CodeGenRegisterClass *, BitVector> &A,
1105fa3d789dSPierre van Houtryve                         const std::pair<CodeGenRegisterClass *, BitVector> &B) {
1106fa3d789dSPierre van Houtryve                       return WeakSizeOrder(A.first, B.first);
1107fa3d789dSPierre van Houtryve                     });
1108fa3d789dSPierre van Houtryve 
1109fa3d789dSPierre van Houtryve   // Find the biggest subclass and subreg class such that R:subidx is in the
1110fa3d789dSPierre van Houtryve   // subreg class for all R in subclass.
1111fa3d789dSPierre van Houtryve   //
1112fa3d789dSPierre van Houtryve   // For example:
1113fa3d789dSPierre van Houtryve   // All registers in X86's GR64 have a sub_32bit subregister but no class
1114fa3d789dSPierre van Houtryve   // exists that contains all the 32-bit subregisters because GR64 contains RIP
1115fa3d789dSPierre van Houtryve   // but GR32 does not contain EIP. Instead, we constrain SuperRegRC to
1116fa3d789dSPierre van Houtryve   // GR32_with_sub_8bit (which is identical to GR32_with_sub_32bit) and then,
1117fa3d789dSPierre van Houtryve   // having excluded RIP, we are able to find a SubRegRC (GR32).
1118fa3d789dSPierre van Houtryve   CodeGenRegisterClass *ChosenSuperRegClass = nullptr;
1119fa3d789dSPierre van Houtryve   CodeGenRegisterClass *SubRegRC = nullptr;
1120fa3d789dSPierre van Houtryve   for (auto *SuperRegRC : SuperRegRCs) {
1121fa3d789dSPierre van Houtryve     for (const auto &SuperRegClassPair : SuperRegClasses) {
1122fa3d789dSPierre van Houtryve       const BitVector &SuperRegClassBV = SuperRegClassPair.second;
1123fa3d789dSPierre van Houtryve       if (SuperRegClassBV[SuperRegRC->EnumValue]) {
1124fa3d789dSPierre van Houtryve         SubRegRC = SuperRegClassPair.first;
1125fa3d789dSPierre van Houtryve         ChosenSuperRegClass = SuperRegRC;
1126fa3d789dSPierre van Houtryve 
1127fa3d789dSPierre van Houtryve         // If SubRegRC is bigger than SuperRegRC then there are members of
1128fa3d789dSPierre van Houtryve         // SubRegRC that don't have super registers via SubIdx. Keep looking to
1129fa3d789dSPierre van Houtryve         // find a better fit and fall back on this one if there isn't one.
1130fa3d789dSPierre van Houtryve         //
1131fa3d789dSPierre van Houtryve         // This is intended to prevent X86 from making odd choices such as
1132fa3d789dSPierre van Houtryve         // picking LOW32_ADDR_ACCESS_RBP instead of GR32 in the example above.
1133fa3d789dSPierre van Houtryve         // LOW32_ADDR_ACCESS_RBP is a valid choice but contains registers that
1134fa3d789dSPierre van Houtryve         // aren't subregisters of SuperRegRC whereas GR32 has a direct 1:1
1135fa3d789dSPierre van Houtryve         // mapping.
1136fa3d789dSPierre van Houtryve         if (SuperRegRC->getMembers().size() >= SubRegRC->getMembers().size())
1137fa3d789dSPierre van Houtryve           return std::pair(ChosenSuperRegClass, SubRegRC);
1138fa3d789dSPierre van Houtryve       }
1139fa3d789dSPierre van Houtryve     }
1140fa3d789dSPierre van Houtryve 
1141fa3d789dSPierre van Houtryve     // If we found a fit but it wasn't quite ideal because SubRegRC had excess
1142fa3d789dSPierre van Houtryve     // registers, then we're done.
1143fa3d789dSPierre van Houtryve     if (ChosenSuperRegClass)
1144fa3d789dSPierre van Houtryve       return std::pair(ChosenSuperRegClass, SubRegRC);
1145fa3d789dSPierre van Houtryve   }
1146fa3d789dSPierre van Houtryve 
1147fa3d789dSPierre van Houtryve   return std::nullopt;
1148fa3d789dSPierre van Houtryve }
1149fa3d789dSPierre van Houtryve 
1150fa3d789dSPierre van Houtryve void CodeGenRegisterClass::getSuperRegClasses(const CodeGenSubRegIndex *SubIdx,
1151fa3d789dSPierre van Houtryve                                               BitVector &Out) const {
1152fa3d789dSPierre van Houtryve   auto FindI = SuperRegClasses.find(SubIdx);
1153fa3d789dSPierre van Houtryve   if (FindI == SuperRegClasses.end())
1154fa3d789dSPierre van Houtryve     return;
1155fa3d789dSPierre van Houtryve   for (CodeGenRegisterClass *RC : FindI->second)
1156fa3d789dSPierre van Houtryve     Out.set(RC->EnumValue);
1157fa3d789dSPierre van Houtryve }
1158fa3d789dSPierre van Houtryve 
1159fa3d789dSPierre van Houtryve // Populate a unique sorted list of units from a register set.
1160fa3d789dSPierre van Houtryve void CodeGenRegisterClass::buildRegUnitSet(
1161fa3d789dSPierre van Houtryve     const CodeGenRegBank &RegBank, std::vector<unsigned> &RegUnits) const {
1162fa3d789dSPierre van Houtryve   std::vector<unsigned> TmpUnits;
1163fa3d789dSPierre van Houtryve   for (RegUnitIterator UnitI(Members); UnitI.isValid(); ++UnitI) {
1164fa3d789dSPierre van Houtryve     const RegUnit &RU = RegBank.getRegUnit(*UnitI);
1165fa3d789dSPierre van Houtryve     if (!RU.Artificial)
1166fa3d789dSPierre van Houtryve       TmpUnits.push_back(*UnitI);
1167fa3d789dSPierre van Houtryve   }
1168fa3d789dSPierre van Houtryve   llvm::sort(TmpUnits);
1169fa3d789dSPierre van Houtryve   std::unique_copy(TmpUnits.begin(), TmpUnits.end(),
1170fa3d789dSPierre van Houtryve                    std::back_inserter(RegUnits));
1171fa3d789dSPierre van Houtryve }
1172fa3d789dSPierre van Houtryve 
1173fa3d789dSPierre van Houtryve //===----------------------------------------------------------------------===//
1174fa3d789dSPierre van Houtryve //                           CodeGenRegisterCategory
1175fa3d789dSPierre van Houtryve //===----------------------------------------------------------------------===//
1176fa3d789dSPierre van Houtryve 
1177fa3d789dSPierre van Houtryve CodeGenRegisterCategory::CodeGenRegisterCategory(CodeGenRegBank &RegBank,
11787c6592f5SRahul Joshi                                                  const Record *R)
1179fa3d789dSPierre van Houtryve     : TheDef(R), Name(std::string(R->getName())) {
11807c6592f5SRahul Joshi   for (const Record *RegClass : R->getValueAsListOfDefs("Classes"))
1181fa3d789dSPierre van Houtryve     Classes.push_back(RegBank.getRegClass(RegClass));
1182fa3d789dSPierre van Houtryve }
1183fa3d789dSPierre van Houtryve 
1184fa3d789dSPierre van Houtryve //===----------------------------------------------------------------------===//
1185fa3d789dSPierre van Houtryve //                               CodeGenRegBank
1186fa3d789dSPierre van Houtryve //===----------------------------------------------------------------------===//
1187fa3d789dSPierre van Houtryve 
11887c6592f5SRahul Joshi CodeGenRegBank::CodeGenRegBank(const RecordKeeper &Records,
1189fa3d789dSPierre van Houtryve                                const CodeGenHwModes &Modes)
1190fa3d789dSPierre van Houtryve     : CGH(Modes) {
1191fa3d789dSPierre van Houtryve   // Configure register Sets to understand register classes and tuples.
1192fa3d789dSPierre van Houtryve   Sets.addFieldExpander("RegisterClass", "MemberList");
1193fa3d789dSPierre van Houtryve   Sets.addFieldExpander("CalleeSavedRegs", "SaveList");
1194fa3d789dSPierre van Houtryve   Sets.addExpander("RegisterTuples",
1195fa3d789dSPierre van Houtryve                    std::make_unique<TupleExpander>(SynthDefs));
1196fa3d789dSPierre van Houtryve 
1197fa3d789dSPierre van Houtryve   // Read in the user-defined (named) sub-register indices.
1198fa3d789dSPierre van Houtryve   // More indices will be synthesized later.
11997c6592f5SRahul Joshi   for (const Record *SRI : Records.getAllDerivedDefinitions("SubRegIndex"))
12007c6592f5SRahul Joshi     getSubRegIdx(SRI);
1201fa3d789dSPierre van Houtryve   // Build composite maps from ComposedOf fields.
1202fa3d789dSPierre van Houtryve   for (auto &Idx : SubRegIndices)
1203fa3d789dSPierre van Houtryve     Idx.updateComponents(*this);
1204fa3d789dSPierre van Houtryve 
1205fa3d789dSPierre van Houtryve   // Read in the register and register tuple definitions.
120616510149SRahul Joshi   const RecordKeeper &RC = Records;
120716510149SRahul Joshi   std::vector<const Record *> Regs = RC.getAllDerivedDefinitions("Register");
1208fa3d789dSPierre van Houtryve   if (!Regs.empty() && Regs[0]->isSubClassOf("X86Reg")) {
1209fa3d789dSPierre van Houtryve     // For X86, we need to sort Registers and RegisterTuples together to list
1210fa3d789dSPierre van Houtryve     // new registers and register tuples at a later position. So that we can
1211fa3d789dSPierre van Houtryve     // reduce unnecessary iterations on unsupported registers in LiveVariables.
1212fa3d789dSPierre van Houtryve     // TODO: Remove this logic when migrate from LiveVariables to LiveIntervals
1213fa3d789dSPierre van Houtryve     // completely.
121416510149SRahul Joshi     for (const Record *R : Records.getAllDerivedDefinitions("RegisterTuples")) {
1215fa3d789dSPierre van Houtryve       // Expand tuples and merge the vectors
121616510149SRahul Joshi       std::vector<const Record *> TupRegs = *Sets.expand(R);
1217fa3d789dSPierre van Houtryve       Regs.insert(Regs.end(), TupRegs.begin(), TupRegs.end());
1218fa3d789dSPierre van Houtryve     }
1219fa3d789dSPierre van Houtryve 
1220fa3d789dSPierre van Houtryve     llvm::sort(Regs, LessRecordRegister());
1221fa3d789dSPierre van Houtryve     // Assign the enumeration values.
1222fa3d789dSPierre van Houtryve     for (unsigned i = 0, e = Regs.size(); i != e; ++i)
1223fa3d789dSPierre van Houtryve       getReg(Regs[i]);
1224fa3d789dSPierre van Houtryve   } else {
1225fa3d789dSPierre van Houtryve     llvm::sort(Regs, LessRecordRegister());
1226fa3d789dSPierre van Houtryve     // Assign the enumeration values.
1227fa3d789dSPierre van Houtryve     for (unsigned i = 0, e = Regs.size(); i != e; ++i)
1228fa3d789dSPierre van Houtryve       getReg(Regs[i]);
1229fa3d789dSPierre van Houtryve 
1230fa3d789dSPierre van Houtryve     // Expand tuples and number the new registers.
12317c6592f5SRahul Joshi     for (const Record *R : Records.getAllDerivedDefinitions("RegisterTuples")) {
123216510149SRahul Joshi       std::vector<const Record *> TupRegs = *Sets.expand(R);
1233fa3d789dSPierre van Houtryve       llvm::sort(TupRegs, LessRecordRegister());
123416510149SRahul Joshi       for (const Record *RC : TupRegs)
1235fa3d789dSPierre van Houtryve         getReg(RC);
1236fa3d789dSPierre van Houtryve     }
1237fa3d789dSPierre van Houtryve   }
1238fa3d789dSPierre van Houtryve 
1239fa3d789dSPierre van Houtryve   // Now all the registers are known. Build the object graph of explicit
1240fa3d789dSPierre van Houtryve   // register-register references.
1241fa3d789dSPierre van Houtryve   for (auto &Reg : Registers)
1242fa3d789dSPierre van Houtryve     Reg.buildObjectGraph(*this);
1243fa3d789dSPierre van Houtryve 
1244fa3d789dSPierre van Houtryve   // Compute register name map.
1245fa3d789dSPierre van Houtryve   for (auto &Reg : Registers)
1246fa3d789dSPierre van Houtryve     // FIXME: This could just be RegistersByName[name] = register, except that
1247fa3d789dSPierre van Houtryve     // causes some failures in MIPS - perhaps they have duplicate register name
1248fa3d789dSPierre van Houtryve     // entries? (or maybe there's a reason for it - I don't know much about this
1249fa3d789dSPierre van Houtryve     // code, just drive-by refactoring)
1250*4e8c9d28SJay Foad     RegistersByName.try_emplace(Reg.TheDef->getValueAsString("AsmName"), &Reg);
1251fa3d789dSPierre van Houtryve 
1252fa3d789dSPierre van Houtryve   // Precompute all sub-register maps.
1253fa3d789dSPierre van Houtryve   // This will create Composite entries for all inferred sub-register indices.
1254fa3d789dSPierre van Houtryve   for (auto &Reg : Registers)
1255fa3d789dSPierre van Houtryve     Reg.computeSubRegs(*this);
1256fa3d789dSPierre van Houtryve 
1257fa3d789dSPierre van Houtryve   // Compute transitive closure of subregister index ConcatenationOf vectors
1258fa3d789dSPierre van Houtryve   // and initialize ConcatIdx map.
1259fa3d789dSPierre van Houtryve   for (CodeGenSubRegIndex &SRI : SubRegIndices) {
1260fa3d789dSPierre van Houtryve     SRI.computeConcatTransitiveClosure();
1261fa3d789dSPierre van Houtryve     if (!SRI.ConcatenationOf.empty())
1262*4e8c9d28SJay Foad       ConcatIdx.try_emplace(
1263*4e8c9d28SJay Foad           SmallVector<CodeGenSubRegIndex *, 8>(SRI.ConcatenationOf.begin(),
1264*4e8c9d28SJay Foad                                                SRI.ConcatenationOf.end()),
1265*4e8c9d28SJay Foad           &SRI);
1266fa3d789dSPierre van Houtryve   }
1267fa3d789dSPierre van Houtryve 
1268fa3d789dSPierre van Houtryve   // Infer even more sub-registers by combining leading super-registers.
1269fa3d789dSPierre van Houtryve   for (auto &Reg : Registers)
1270fa3d789dSPierre van Houtryve     if (Reg.CoveredBySubRegs)
1271fa3d789dSPierre van Houtryve       Reg.computeSecondarySubRegs(*this);
1272fa3d789dSPierre van Houtryve 
1273fa3d789dSPierre van Houtryve   // After the sub-register graph is complete, compute the topologically
1274fa3d789dSPierre van Houtryve   // ordered SuperRegs list.
1275fa3d789dSPierre van Houtryve   for (auto &Reg : Registers)
1276fa3d789dSPierre van Houtryve     Reg.computeSuperRegs(*this);
1277fa3d789dSPierre van Houtryve 
1278fa3d789dSPierre van Houtryve   // For each pair of Reg:SR, if both are non-artificial, mark the
1279fa3d789dSPierre van Houtryve   // corresponding sub-register index as non-artificial.
1280fa3d789dSPierre van Houtryve   for (auto &Reg : Registers) {
1281fa3d789dSPierre van Houtryve     if (Reg.Artificial)
1282fa3d789dSPierre van Houtryve       continue;
1283fa3d789dSPierre van Houtryve     for (auto P : Reg.getSubRegs()) {
1284fa3d789dSPierre van Houtryve       const CodeGenRegister *SR = P.second;
1285fa3d789dSPierre van Houtryve       if (!SR->Artificial)
1286fa3d789dSPierre van Houtryve         P.first->Artificial = false;
1287fa3d789dSPierre van Houtryve     }
1288fa3d789dSPierre van Houtryve   }
1289fa3d789dSPierre van Houtryve 
1290fa3d789dSPierre van Houtryve   // Native register units are associated with a leaf register. They've all been
1291fa3d789dSPierre van Houtryve   // discovered now.
1292fa3d789dSPierre van Houtryve   NumNativeRegUnits = RegUnits.size();
1293fa3d789dSPierre van Houtryve 
1294fa3d789dSPierre van Houtryve   // Read in register class definitions.
12957c6592f5SRahul Joshi   ArrayRef<const Record *> RCs =
12967c6592f5SRahul Joshi       Records.getAllDerivedDefinitions("RegisterClass");
1297fa3d789dSPierre van Houtryve   if (RCs.empty())
1298fa3d789dSPierre van Houtryve     PrintFatalError("No 'RegisterClass' subclasses defined!");
1299fa3d789dSPierre van Houtryve 
1300fa3d789dSPierre van Houtryve   // Allocate user-defined register classes.
1301fa3d789dSPierre van Houtryve   for (auto *R : RCs) {
1302fa3d789dSPierre van Houtryve     RegClasses.emplace_back(*this, R);
1303fa3d789dSPierre van Houtryve     CodeGenRegisterClass &RC = RegClasses.back();
1304fa3d789dSPierre van Houtryve     if (!RC.Artificial)
1305fa3d789dSPierre van Houtryve       addToMaps(&RC);
1306fa3d789dSPierre van Houtryve   }
1307fa3d789dSPierre van Houtryve 
1308fa3d789dSPierre van Houtryve   // Infer missing classes to create a full algebra.
1309fa3d789dSPierre van Houtryve   computeInferredRegisterClasses();
1310fa3d789dSPierre van Houtryve 
1311fa3d789dSPierre van Houtryve   // Order register classes topologically and assign enum values.
1312fa3d789dSPierre van Houtryve   RegClasses.sort(TopoOrderRC);
1313fa3d789dSPierre van Houtryve   unsigned i = 0;
1314fa3d789dSPierre van Houtryve   for (auto &RC : RegClasses)
1315fa3d789dSPierre van Houtryve     RC.EnumValue = i++;
1316fa3d789dSPierre van Houtryve   CodeGenRegisterClass::computeSubClasses(*this);
1317fa3d789dSPierre van Houtryve 
1318fa3d789dSPierre van Houtryve   // Read in the register category definitions.
13197c6592f5SRahul Joshi   for (const Record *R : Records.getAllDerivedDefinitions("RegisterCategory"))
1320fa3d789dSPierre van Houtryve     RegCategories.emplace_back(*this, R);
1321fa3d789dSPierre van Houtryve }
1322fa3d789dSPierre van Houtryve 
1323fa3d789dSPierre van Houtryve // Create a synthetic CodeGenSubRegIndex without a corresponding Record.
1324fa3d789dSPierre van Houtryve CodeGenSubRegIndex *CodeGenRegBank::createSubRegIndex(StringRef Name,
1325fa3d789dSPierre van Houtryve                                                       StringRef Namespace) {
1326fa3d789dSPierre van Houtryve   SubRegIndices.emplace_back(Name, Namespace, SubRegIndices.size() + 1);
1327fa3d789dSPierre van Houtryve   return &SubRegIndices.back();
1328fa3d789dSPierre van Houtryve }
1329fa3d789dSPierre van Houtryve 
13307c6592f5SRahul Joshi CodeGenSubRegIndex *CodeGenRegBank::getSubRegIdx(const Record *Def) {
1331fa3d789dSPierre van Houtryve   CodeGenSubRegIndex *&Idx = Def2SubRegIdx[Def];
1332fa3d789dSPierre van Houtryve   if (Idx)
1333fa3d789dSPierre van Houtryve     return Idx;
1334baf66ec0SCraig Topper   SubRegIndices.emplace_back(Def, SubRegIndices.size() + 1, getHwModes());
1335fa3d789dSPierre van Houtryve   Idx = &SubRegIndices.back();
1336fa3d789dSPierre van Houtryve   return Idx;
1337fa3d789dSPierre van Houtryve }
1338fa3d789dSPierre van Houtryve 
1339fa3d789dSPierre van Houtryve const CodeGenSubRegIndex *
1340fa3d789dSPierre van Houtryve CodeGenRegBank::findSubRegIdx(const Record *Def) const {
1341fa3d789dSPierre van Houtryve   return Def2SubRegIdx.lookup(Def);
1342fa3d789dSPierre van Houtryve }
1343fa3d789dSPierre van Houtryve 
134416510149SRahul Joshi CodeGenRegister *CodeGenRegBank::getReg(const Record *Def) {
1345fa3d789dSPierre van Houtryve   CodeGenRegister *&Reg = Def2Reg[Def];
1346fa3d789dSPierre van Houtryve   if (Reg)
1347fa3d789dSPierre van Houtryve     return Reg;
1348fa3d789dSPierre van Houtryve   Registers.emplace_back(Def, Registers.size() + 1);
1349fa3d789dSPierre van Houtryve   Reg = &Registers.back();
1350fa3d789dSPierre van Houtryve   return Reg;
1351fa3d789dSPierre van Houtryve }
1352fa3d789dSPierre van Houtryve 
1353fa3d789dSPierre van Houtryve void CodeGenRegBank::addToMaps(CodeGenRegisterClass *RC) {
1354bdf02249SRahul Joshi   if (const Record *Def = RC->getDef())
1355*4e8c9d28SJay Foad     Def2RC.try_emplace(Def, RC);
1356fa3d789dSPierre van Houtryve 
1357fa3d789dSPierre van Houtryve   // Duplicate classes are rejected by insert().
1358fa3d789dSPierre van Houtryve   // That's OK, we only care about the properties handled by CGRC::Key.
1359fa3d789dSPierre van Houtryve   CodeGenRegisterClass::Key K(*RC);
1360*4e8c9d28SJay Foad   Key2RC.try_emplace(K, RC);
1361fa3d789dSPierre van Houtryve }
1362fa3d789dSPierre van Houtryve 
1363fa3d789dSPierre van Houtryve // Create a synthetic sub-class if it is missing.
1364fa3d789dSPierre van Houtryve CodeGenRegisterClass *
1365fa3d789dSPierre van Houtryve CodeGenRegBank::getOrCreateSubClass(const CodeGenRegisterClass *RC,
1366fa3d789dSPierre van Houtryve                                     const CodeGenRegister::Vec *Members,
1367fa3d789dSPierre van Houtryve                                     StringRef Name) {
1368fa3d789dSPierre van Houtryve   // Synthetic sub-class has the same size and alignment as RC.
1369fa3d789dSPierre van Houtryve   CodeGenRegisterClass::Key K(Members, RC->RSI);
1370fa3d789dSPierre van Houtryve   RCKeyMap::const_iterator FoundI = Key2RC.find(K);
1371fa3d789dSPierre van Houtryve   if (FoundI != Key2RC.end())
1372fa3d789dSPierre van Houtryve     return FoundI->second;
1373fa3d789dSPierre van Houtryve 
1374fa3d789dSPierre van Houtryve   // Sub-class doesn't exist, create a new one.
1375fa3d789dSPierre van Houtryve   RegClasses.emplace_back(*this, Name, K);
1376fa3d789dSPierre van Houtryve   addToMaps(&RegClasses.back());
1377fa3d789dSPierre van Houtryve   return &RegClasses.back();
1378fa3d789dSPierre van Houtryve }
1379fa3d789dSPierre van Houtryve 
1380fa3d789dSPierre van Houtryve CodeGenRegisterClass *CodeGenRegBank::getRegClass(const Record *Def) const {
1381fa3d789dSPierre van Houtryve   if (CodeGenRegisterClass *RC = Def2RC.lookup(Def))
1382fa3d789dSPierre van Houtryve     return RC;
1383fa3d789dSPierre van Houtryve 
1384fa3d789dSPierre van Houtryve   PrintFatalError(Def->getLoc(), "Not a known RegisterClass!");
1385fa3d789dSPierre van Houtryve }
1386fa3d789dSPierre van Houtryve 
1387fa3d789dSPierre van Houtryve CodeGenSubRegIndex *
1388fa3d789dSPierre van Houtryve CodeGenRegBank::getCompositeSubRegIndex(CodeGenSubRegIndex *A,
1389fa3d789dSPierre van Houtryve                                         CodeGenSubRegIndex *B) {
1390fa3d789dSPierre van Houtryve   // Look for an existing entry.
1391fa3d789dSPierre van Houtryve   CodeGenSubRegIndex *Comp = A->compose(B);
1392fa3d789dSPierre van Houtryve   if (Comp)
1393fa3d789dSPierre van Houtryve     return Comp;
1394fa3d789dSPierre van Houtryve 
1395fa3d789dSPierre van Houtryve   // None exists, synthesize one.
1396fa3d789dSPierre van Houtryve   std::string Name = A->getName() + "_then_" + B->getName();
1397fa3d789dSPierre van Houtryve   Comp = createSubRegIndex(Name, A->getNamespace());
1398baf66ec0SCraig Topper   A->addComposite(B, Comp, getHwModes());
1399fa3d789dSPierre van Houtryve   return Comp;
1400fa3d789dSPierre van Houtryve }
1401fa3d789dSPierre van Houtryve 
1402fa3d789dSPierre van Houtryve CodeGenSubRegIndex *CodeGenRegBank::getConcatSubRegIndex(
1403baf66ec0SCraig Topper     const SmallVector<CodeGenSubRegIndex *, 8> &Parts,
1404baf66ec0SCraig Topper     const CodeGenHwModes &CGH) {
1405fa3d789dSPierre van Houtryve   assert(Parts.size() > 1 && "Need two parts to concatenate");
1406fa3d789dSPierre van Houtryve #ifndef NDEBUG
1407fa3d789dSPierre van Houtryve   for (CodeGenSubRegIndex *Idx : Parts) {
1408fa3d789dSPierre van Houtryve     assert(Idx->ConcatenationOf.empty() && "No transitive closure?");
1409fa3d789dSPierre van Houtryve   }
1410fa3d789dSPierre van Houtryve #endif
1411fa3d789dSPierre van Houtryve 
1412fa3d789dSPierre van Houtryve   // Look for an existing entry.
1413fa3d789dSPierre van Houtryve   CodeGenSubRegIndex *&Idx = ConcatIdx[Parts];
1414fa3d789dSPierre van Houtryve   if (Idx)
1415fa3d789dSPierre van Houtryve     return Idx;
1416fa3d789dSPierre van Houtryve 
1417fa3d789dSPierre van Houtryve   // None exists, synthesize one.
1418fa3d789dSPierre van Houtryve   std::string Name = Parts.front()->getName();
1419fa3d789dSPierre van Houtryve   const unsigned UnknownSize = (uint16_t)-1;
1420baf66ec0SCraig Topper 
1421fa3d789dSPierre van Houtryve   for (unsigned i = 1, e = Parts.size(); i != e; ++i) {
1422fa3d789dSPierre van Houtryve     Name += '_';
1423fa3d789dSPierre van Houtryve     Name += Parts[i]->getName();
1424baf66ec0SCraig Topper   }
1425baf66ec0SCraig Topper 
1426baf66ec0SCraig Topper   Idx = createSubRegIndex(Name, Parts.front()->getNamespace());
1427baf66ec0SCraig Topper   Idx->ConcatenationOf.assign(Parts.begin(), Parts.end());
1428baf66ec0SCraig Topper 
1429baf66ec0SCraig Topper   unsigned NumModes = CGH.getNumModeIds();
1430baf66ec0SCraig Topper   for (unsigned M = 0; M < NumModes; ++M) {
1431baf66ec0SCraig Topper     const CodeGenSubRegIndex *Part = Parts.front();
1432baf66ec0SCraig Topper 
1433baf66ec0SCraig Topper     // Determine whether all parts are contiguous.
1434baf66ec0SCraig Topper     bool IsContinuous = true;
1435baf66ec0SCraig Topper     const SubRegRange &FirstPartRange = Part->Range.get(M);
1436baf66ec0SCraig Topper     unsigned Size = FirstPartRange.Size;
1437baf66ec0SCraig Topper     unsigned LastOffset = FirstPartRange.Offset;
1438baf66ec0SCraig Topper     unsigned LastSize = FirstPartRange.Size;
1439baf66ec0SCraig Topper 
1440baf66ec0SCraig Topper     for (unsigned i = 1, e = Parts.size(); i != e; ++i) {
1441baf66ec0SCraig Topper       Part = Parts[i];
1442baf66ec0SCraig Topper       Name += '_';
1443baf66ec0SCraig Topper       Name += Part->getName();
1444baf66ec0SCraig Topper 
1445baf66ec0SCraig Topper       const SubRegRange &PartRange = Part->Range.get(M);
1446baf66ec0SCraig Topper       if (Size == UnknownSize || PartRange.Size == UnknownSize)
1447fa3d789dSPierre van Houtryve         Size = UnknownSize;
1448fa3d789dSPierre van Houtryve       else
1449baf66ec0SCraig Topper         Size += PartRange.Size;
1450baf66ec0SCraig Topper       if (LastSize == UnknownSize ||
1451baf66ec0SCraig Topper           PartRange.Offset != (LastOffset + LastSize))
1452fa3d789dSPierre van Houtryve         IsContinuous = false;
1453baf66ec0SCraig Topper       LastOffset = PartRange.Offset;
1454baf66ec0SCraig Topper       LastSize = PartRange.Size;
1455fa3d789dSPierre van Houtryve     }
1456baf66ec0SCraig Topper     unsigned Offset = IsContinuous ? FirstPartRange.Offset : -1;
1457baf66ec0SCraig Topper     Idx->Range.get(M) = SubRegRange(Size, Offset);
1458baf66ec0SCraig Topper   }
1459baf66ec0SCraig Topper 
1460fa3d789dSPierre van Houtryve   return Idx;
1461fa3d789dSPierre van Houtryve }
1462fa3d789dSPierre van Houtryve 
1463fa3d789dSPierre van Houtryve void CodeGenRegBank::computeComposites() {
1464fa3d789dSPierre van Houtryve   using RegMap = std::map<const CodeGenRegister *, const CodeGenRegister *>;
1465fa3d789dSPierre van Houtryve 
1466fa3d789dSPierre van Houtryve   // Subreg -> { Reg->Reg }, where the right-hand side is the mapping from
1467fa3d789dSPierre van Houtryve   // register to (sub)register associated with the action of the left-hand
1468fa3d789dSPierre van Houtryve   // side subregister.
1469fa3d789dSPierre van Houtryve   std::map<const CodeGenSubRegIndex *, RegMap> SubRegAction;
1470fa3d789dSPierre van Houtryve   for (const CodeGenRegister &R : Registers) {
1471fa3d789dSPierre van Houtryve     const CodeGenRegister::SubRegMap &SM = R.getSubRegs();
1472fa3d789dSPierre van Houtryve     for (std::pair<const CodeGenSubRegIndex *, const CodeGenRegister *> P : SM)
1473fa3d789dSPierre van Houtryve       SubRegAction[P.first].insert({&R, P.second});
1474fa3d789dSPierre van Houtryve   }
1475fa3d789dSPierre van Houtryve 
1476fa3d789dSPierre van Houtryve   // Calculate the composition of two subregisters as compositions of their
1477fa3d789dSPierre van Houtryve   // associated actions.
1478fa3d789dSPierre van Houtryve   auto compose = [&SubRegAction](const CodeGenSubRegIndex *Sub1,
1479fa3d789dSPierre van Houtryve                                  const CodeGenSubRegIndex *Sub2) {
1480fa3d789dSPierre van Houtryve     RegMap C;
1481fa3d789dSPierre van Houtryve     const RegMap &Img1 = SubRegAction.at(Sub1);
1482fa3d789dSPierre van Houtryve     const RegMap &Img2 = SubRegAction.at(Sub2);
1483fa3d789dSPierre van Houtryve     for (std::pair<const CodeGenRegister *, const CodeGenRegister *> P : Img1) {
1484fa3d789dSPierre van Houtryve       auto F = Img2.find(P.second);
1485fa3d789dSPierre van Houtryve       if (F != Img2.end())
1486fa3d789dSPierre van Houtryve         C.insert({P.first, F->second});
1487fa3d789dSPierre van Houtryve     }
1488fa3d789dSPierre van Houtryve     return C;
1489fa3d789dSPierre van Houtryve   };
1490fa3d789dSPierre van Houtryve 
1491fa3d789dSPierre van Houtryve   // Check if the two maps agree on the intersection of their domains.
1492fa3d789dSPierre van Houtryve   auto agree = [](const RegMap &Map1, const RegMap &Map2) {
1493fa3d789dSPierre van Houtryve     // Technically speaking, an empty map agrees with any other map, but
1494fa3d789dSPierre van Houtryve     // this could flag false positives. We're interested in non-vacuous
1495fa3d789dSPierre van Houtryve     // agreements.
1496fa3d789dSPierre van Houtryve     if (Map1.empty() || Map2.empty())
1497fa3d789dSPierre van Houtryve       return false;
1498fa3d789dSPierre van Houtryve     for (std::pair<const CodeGenRegister *, const CodeGenRegister *> P : Map1) {
1499fa3d789dSPierre van Houtryve       auto F = Map2.find(P.first);
1500fa3d789dSPierre van Houtryve       if (F == Map2.end() || P.second != F->second)
1501fa3d789dSPierre van Houtryve         return false;
1502fa3d789dSPierre van Houtryve     }
1503fa3d789dSPierre van Houtryve     return true;
1504fa3d789dSPierre van Houtryve   };
1505fa3d789dSPierre van Houtryve 
1506fa3d789dSPierre van Houtryve   using CompositePair =
1507fa3d789dSPierre van Houtryve       std::pair<const CodeGenSubRegIndex *, const CodeGenSubRegIndex *>;
1508fa3d789dSPierre van Houtryve   SmallSet<CompositePair, 4> UserDefined;
1509fa3d789dSPierre van Houtryve   for (const CodeGenSubRegIndex &Idx : SubRegIndices)
1510fa3d789dSPierre van Houtryve     for (auto P : Idx.getComposites())
1511*4e8c9d28SJay Foad       UserDefined.insert({&Idx, P.first});
1512fa3d789dSPierre van Houtryve 
1513fa3d789dSPierre van Houtryve   // Keep track of TopoSigs visited. We only need to visit each TopoSig once,
1514fa3d789dSPierre van Houtryve   // and many registers will share TopoSigs on regular architectures.
1515fa3d789dSPierre van Houtryve   BitVector TopoSigs(getNumTopoSigs());
1516fa3d789dSPierre van Houtryve 
1517fa3d789dSPierre van Houtryve   for (const auto &Reg1 : Registers) {
1518fa3d789dSPierre van Houtryve     // Skip identical subreg structures already processed.
1519fa3d789dSPierre van Houtryve     if (TopoSigs.test(Reg1.getTopoSig()))
1520fa3d789dSPierre van Houtryve       continue;
1521fa3d789dSPierre van Houtryve     TopoSigs.set(Reg1.getTopoSig());
1522fa3d789dSPierre van Houtryve 
1523fa3d789dSPierre van Houtryve     const CodeGenRegister::SubRegMap &SRM1 = Reg1.getSubRegs();
1524fa3d789dSPierre van Houtryve     for (auto I1 : SRM1) {
1525fa3d789dSPierre van Houtryve       CodeGenSubRegIndex *Idx1 = I1.first;
1526fa3d789dSPierre van Houtryve       CodeGenRegister *Reg2 = I1.second;
1527fa3d789dSPierre van Houtryve       // Ignore identity compositions.
1528fa3d789dSPierre van Houtryve       if (&Reg1 == Reg2)
1529fa3d789dSPierre van Houtryve         continue;
1530fa3d789dSPierre van Houtryve       const CodeGenRegister::SubRegMap &SRM2 = Reg2->getSubRegs();
1531fa3d789dSPierre van Houtryve       // Try composing Idx1 with another SubRegIndex.
1532fa3d789dSPierre van Houtryve       for (auto I2 : SRM2) {
1533fa3d789dSPierre van Houtryve         CodeGenSubRegIndex *Idx2 = I2.first;
1534fa3d789dSPierre van Houtryve         CodeGenRegister *Reg3 = I2.second;
1535fa3d789dSPierre van Houtryve         // Ignore identity compositions.
1536fa3d789dSPierre van Houtryve         if (Reg2 == Reg3)
1537fa3d789dSPierre van Houtryve           continue;
1538fa3d789dSPierre van Houtryve         // OK Reg1:IdxPair == Reg3. Find the index with Reg:Idx == Reg3.
1539fa3d789dSPierre van Houtryve         CodeGenSubRegIndex *Idx3 = Reg1.getSubRegIndex(Reg3);
1540fa3d789dSPierre van Houtryve         assert(Idx3 && "Sub-register doesn't have an index");
1541fa3d789dSPierre van Houtryve 
1542fa3d789dSPierre van Houtryve         // Conflicting composition? Emit a warning but allow it.
1543baf66ec0SCraig Topper         if (CodeGenSubRegIndex *Prev =
1544baf66ec0SCraig Topper                 Idx1->addComposite(Idx2, Idx3, getHwModes())) {
1545fa3d789dSPierre van Houtryve           // If the composition was not user-defined, always emit a warning.
1546fa3d789dSPierre van Houtryve           if (!UserDefined.count({Idx1, Idx2}) ||
1547fa3d789dSPierre van Houtryve               agree(compose(Idx1, Idx2), SubRegAction.at(Idx3)))
1548fa3d789dSPierre van Houtryve             PrintWarning(Twine("SubRegIndex ") + Idx1->getQualifiedName() +
1549fa3d789dSPierre van Houtryve                          " and " + Idx2->getQualifiedName() +
1550fa3d789dSPierre van Houtryve                          " compose ambiguously as " + Prev->getQualifiedName() +
1551fa3d789dSPierre van Houtryve                          " or " + Idx3->getQualifiedName());
1552fa3d789dSPierre van Houtryve         }
1553fa3d789dSPierre van Houtryve       }
1554fa3d789dSPierre van Houtryve     }
1555fa3d789dSPierre van Houtryve   }
1556fa3d789dSPierre van Houtryve }
1557fa3d789dSPierre van Houtryve 
1558fa3d789dSPierre van Houtryve // Compute lane masks. This is similar to register units, but at the
1559fa3d789dSPierre van Houtryve // sub-register index level. Each bit in the lane mask is like a register unit
1560fa3d789dSPierre van Houtryve // class, and two lane masks will have a bit in common if two sub-register
1561fa3d789dSPierre van Houtryve // indices overlap in some register.
1562fa3d789dSPierre van Houtryve //
1563fa3d789dSPierre van Houtryve // Conservatively share a lane mask bit if two sub-register indices overlap in
1564fa3d789dSPierre van Houtryve // some registers, but not in others. That shouldn't happen a lot.
1565fa3d789dSPierre van Houtryve void CodeGenRegBank::computeSubRegLaneMasks() {
1566fa3d789dSPierre van Houtryve   // First assign individual bits to all the leaf indices.
1567fa3d789dSPierre van Houtryve   unsigned Bit = 0;
1568fa3d789dSPierre van Houtryve   // Determine mask of lanes that cover their registers.
1569fa3d789dSPierre van Houtryve   CoveringLanes = LaneBitmask::getAll();
1570fa3d789dSPierre van Houtryve   for (auto &Idx : SubRegIndices) {
1571fa3d789dSPierre van Houtryve     if (Idx.getComposites().empty()) {
1572fa3d789dSPierre van Houtryve       if (Bit > LaneBitmask::BitWidth) {
1573fa3d789dSPierre van Houtryve         PrintFatalError(
1574fa3d789dSPierre van Houtryve             Twine("Ran out of lanemask bits to represent subregister ") +
1575fa3d789dSPierre van Houtryve             Idx.getName());
1576fa3d789dSPierre van Houtryve       }
1577fa3d789dSPierre van Houtryve       Idx.LaneMask = LaneBitmask::getLane(Bit);
1578fa3d789dSPierre van Houtryve       ++Bit;
1579fa3d789dSPierre van Houtryve     } else {
1580fa3d789dSPierre van Houtryve       Idx.LaneMask = LaneBitmask::getNone();
1581fa3d789dSPierre van Houtryve     }
1582fa3d789dSPierre van Houtryve   }
1583fa3d789dSPierre van Houtryve 
1584fa3d789dSPierre van Houtryve   // Compute transformation sequences for composeSubRegIndexLaneMask. The idea
1585fa3d789dSPierre van Houtryve   // here is that for each possible target subregister we look at the leafs
1586fa3d789dSPierre van Houtryve   // in the subregister graph that compose for this target and create
1587fa3d789dSPierre van Houtryve   // transformation sequences for the lanemasks. Each step in the sequence
1588fa3d789dSPierre van Houtryve   // consists of a bitmask and a bitrotate operation. As the rotation amounts
1589fa3d789dSPierre van Houtryve   // are usually the same for many subregisters we can easily combine the steps
1590fa3d789dSPierre van Houtryve   // by combining the masks.
1591fa3d789dSPierre van Houtryve   for (const auto &Idx : SubRegIndices) {
1592fa3d789dSPierre van Houtryve     const auto &Composites = Idx.getComposites();
1593fa3d789dSPierre van Houtryve     auto &LaneTransforms = Idx.CompositionLaneMaskTransform;
1594fa3d789dSPierre van Houtryve 
1595fa3d789dSPierre van Houtryve     if (Composites.empty()) {
1596fa3d789dSPierre van Houtryve       // Moving from a class with no subregisters we just had a single lane:
1597fa3d789dSPierre van Houtryve       // The subregister must be a leaf subregister and only occupies 1 bit.
1598fa3d789dSPierre van Houtryve       // Move the bit from the class without subregisters into that position.
1599fa3d789dSPierre van Houtryve       unsigned DstBit = Idx.LaneMask.getHighestLane();
1600fa3d789dSPierre van Houtryve       assert(Idx.LaneMask == LaneBitmask::getLane(DstBit) &&
1601fa3d789dSPierre van Houtryve              "Must be a leaf subregister");
1602fa3d789dSPierre van Houtryve       MaskRolPair MaskRol = {LaneBitmask::getLane(0), (uint8_t)DstBit};
1603fa3d789dSPierre van Houtryve       LaneTransforms.push_back(MaskRol);
1604fa3d789dSPierre van Houtryve     } else {
1605fa3d789dSPierre van Houtryve       // Go through all leaf subregisters and find the ones that compose with
1606fa3d789dSPierre van Houtryve       // Idx. These make out all possible valid bits in the lane mask we want to
1607fa3d789dSPierre van Houtryve       // transform. Looking only at the leafs ensure that only a single bit in
1608fa3d789dSPierre van Houtryve       // the mask is set.
1609fa3d789dSPierre van Houtryve       unsigned NextBit = 0;
1610fa3d789dSPierre van Houtryve       for (auto &Idx2 : SubRegIndices) {
1611fa3d789dSPierre van Houtryve         // Skip non-leaf subregisters.
1612fa3d789dSPierre van Houtryve         if (!Idx2.getComposites().empty())
1613fa3d789dSPierre van Houtryve           continue;
1614fa3d789dSPierre van Houtryve         // Replicate the behaviour from the lane mask generation loop above.
1615fa3d789dSPierre van Houtryve         unsigned SrcBit = NextBit;
1616fa3d789dSPierre van Houtryve         LaneBitmask SrcMask = LaneBitmask::getLane(SrcBit);
1617fa3d789dSPierre van Houtryve         if (NextBit < LaneBitmask::BitWidth - 1)
1618fa3d789dSPierre van Houtryve           ++NextBit;
1619fa3d789dSPierre van Houtryve         assert(Idx2.LaneMask == SrcMask);
1620fa3d789dSPierre van Houtryve 
1621fa3d789dSPierre van Houtryve         // Get the composed subregister if there is any.
1622fa3d789dSPierre van Houtryve         auto C = Composites.find(&Idx2);
1623fa3d789dSPierre van Houtryve         if (C == Composites.end())
1624fa3d789dSPierre van Houtryve           continue;
1625fa3d789dSPierre van Houtryve         const CodeGenSubRegIndex *Composite = C->second;
1626fa3d789dSPierre van Houtryve         // The Composed subreg should be a leaf subreg too
1627fa3d789dSPierre van Houtryve         assert(Composite->getComposites().empty());
1628fa3d789dSPierre van Houtryve 
1629fa3d789dSPierre van Houtryve         // Create Mask+Rotate operation and merge with existing ops if possible.
1630fa3d789dSPierre van Houtryve         unsigned DstBit = Composite->LaneMask.getHighestLane();
1631fa3d789dSPierre van Houtryve         int Shift = DstBit - SrcBit;
1632fa3d789dSPierre van Houtryve         uint8_t RotateLeft =
1633fa3d789dSPierre van Houtryve             Shift >= 0 ? (uint8_t)Shift : LaneBitmask::BitWidth + Shift;
1634fa3d789dSPierre van Houtryve         for (auto &I : LaneTransforms) {
1635fa3d789dSPierre van Houtryve           if (I.RotateLeft == RotateLeft) {
1636fa3d789dSPierre van Houtryve             I.Mask |= SrcMask;
1637fa3d789dSPierre van Houtryve             SrcMask = LaneBitmask::getNone();
1638fa3d789dSPierre van Houtryve           }
1639fa3d789dSPierre van Houtryve         }
1640fa3d789dSPierre van Houtryve         if (SrcMask.any()) {
1641fa3d789dSPierre van Houtryve           MaskRolPair MaskRol = {SrcMask, RotateLeft};
1642fa3d789dSPierre van Houtryve           LaneTransforms.push_back(MaskRol);
1643fa3d789dSPierre van Houtryve         }
1644fa3d789dSPierre van Houtryve       }
1645fa3d789dSPierre van Houtryve     }
1646fa3d789dSPierre van Houtryve 
1647fa3d789dSPierre van Houtryve     // Optimize if the transformation consists of one step only: Set mask to
1648fa3d789dSPierre van Houtryve     // 0xffffffff (including some irrelevant invalid bits) so that it should
1649fa3d789dSPierre van Houtryve     // merge with more entries later while compressing the table.
1650fa3d789dSPierre van Houtryve     if (LaneTransforms.size() == 1)
1651fa3d789dSPierre van Houtryve       LaneTransforms[0].Mask = LaneBitmask::getAll();
1652fa3d789dSPierre van Houtryve 
1653fa3d789dSPierre van Houtryve     // Further compression optimization: For invalid compositions resulting
1654fa3d789dSPierre van Houtryve     // in a sequence with 0 entries we can just pick any other. Choose
1655fa3d789dSPierre van Houtryve     // Mask 0xffffffff with Rotation 0.
1656fa3d789dSPierre van Houtryve     if (LaneTransforms.size() == 0) {
1657fa3d789dSPierre van Houtryve       MaskRolPair P = {LaneBitmask::getAll(), 0};
1658fa3d789dSPierre van Houtryve       LaneTransforms.push_back(P);
1659fa3d789dSPierre van Houtryve     }
1660fa3d789dSPierre van Houtryve   }
1661fa3d789dSPierre van Houtryve 
1662fa3d789dSPierre van Houtryve   // FIXME: What if ad-hoc aliasing introduces overlaps that aren't represented
1663fa3d789dSPierre van Houtryve   // by the sub-register graph? This doesn't occur in any known targets.
1664fa3d789dSPierre van Houtryve 
1665fa3d789dSPierre van Houtryve   // Inherit lanes from composites.
1666fa3d789dSPierre van Houtryve   for (const auto &Idx : SubRegIndices) {
1667fa3d789dSPierre van Houtryve     LaneBitmask Mask = Idx.computeLaneMask();
1668fa3d789dSPierre van Houtryve     // If some super-registers without CoveredBySubRegs use this index, we can
1669fa3d789dSPierre van Houtryve     // no longer assume that the lanes are covering their registers.
1670fa3d789dSPierre van Houtryve     if (!Idx.AllSuperRegsCovered)
1671fa3d789dSPierre van Houtryve       CoveringLanes &= ~Mask;
1672fa3d789dSPierre van Houtryve   }
1673fa3d789dSPierre van Houtryve 
1674fa3d789dSPierre van Houtryve   // Compute lane mask combinations for register classes.
1675fa3d789dSPierre van Houtryve   for (auto &RegClass : RegClasses) {
1676fa3d789dSPierre van Houtryve     LaneBitmask LaneMask;
1677fa3d789dSPierre van Houtryve     for (const auto &SubRegIndex : SubRegIndices) {
1678fa3d789dSPierre van Houtryve       if (RegClass.getSubClassWithSubReg(&SubRegIndex) == nullptr)
1679fa3d789dSPierre van Houtryve         continue;
1680fa3d789dSPierre van Houtryve       LaneMask |= SubRegIndex.LaneMask;
1681fa3d789dSPierre van Houtryve     }
1682fa3d789dSPierre van Houtryve 
1683fa3d789dSPierre van Houtryve     // For classes without any subregisters set LaneMask to 1 instead of 0.
1684fa3d789dSPierre van Houtryve     // This makes it easier for client code to handle classes uniformly.
1685fa3d789dSPierre van Houtryve     if (LaneMask.none())
1686fa3d789dSPierre van Houtryve       LaneMask = LaneBitmask::getLane(0);
1687fa3d789dSPierre van Houtryve 
1688fa3d789dSPierre van Houtryve     RegClass.LaneMask = LaneMask;
1689fa3d789dSPierre van Houtryve   }
1690fa3d789dSPierre van Houtryve }
1691fa3d789dSPierre van Houtryve 
1692fa3d789dSPierre van Houtryve namespace {
1693fa3d789dSPierre van Houtryve 
1694fa3d789dSPierre van Houtryve // UberRegSet is a helper class for computeRegUnitWeights. Each UberRegSet is
1695fa3d789dSPierre van Houtryve // the transitive closure of the union of overlapping register
1696fa3d789dSPierre van Houtryve // classes. Together, the UberRegSets form a partition of the registers. If we
1697fa3d789dSPierre van Houtryve // consider overlapping register classes to be connected, then each UberRegSet
1698fa3d789dSPierre van Houtryve // is a set of connected components.
1699fa3d789dSPierre van Houtryve //
1700fa3d789dSPierre van Houtryve // An UberRegSet will likely be a horizontal slice of register names of
1701fa3d789dSPierre van Houtryve // the same width. Nontrivial subregisters should then be in a separate
1702fa3d789dSPierre van Houtryve // UberRegSet. But this property isn't required for valid computation of
1703fa3d789dSPierre van Houtryve // register unit weights.
1704fa3d789dSPierre van Houtryve //
1705fa3d789dSPierre van Houtryve // A Weight field caches the max per-register unit weight in each UberRegSet.
1706fa3d789dSPierre van Houtryve //
1707fa3d789dSPierre van Houtryve // A set of SingularDeterminants flags single units of some register in this set
1708fa3d789dSPierre van Houtryve // for which the unit weight equals the set weight. These units should not have
1709fa3d789dSPierre van Houtryve // their weight increased.
1710fa3d789dSPierre van Houtryve struct UberRegSet {
1711fa3d789dSPierre van Houtryve   CodeGenRegister::Vec Regs;
1712fa3d789dSPierre van Houtryve   unsigned Weight = 0;
1713fa3d789dSPierre van Houtryve   CodeGenRegister::RegUnitList SingularDeterminants;
1714fa3d789dSPierre van Houtryve 
1715fa3d789dSPierre van Houtryve   UberRegSet() = default;
1716fa3d789dSPierre van Houtryve };
1717fa3d789dSPierre van Houtryve 
1718fa3d789dSPierre van Houtryve } // end anonymous namespace
1719fa3d789dSPierre van Houtryve 
1720fa3d789dSPierre van Houtryve // Partition registers into UberRegSets, where each set is the transitive
1721fa3d789dSPierre van Houtryve // closure of the union of overlapping register classes.
1722fa3d789dSPierre van Houtryve //
1723fa3d789dSPierre van Houtryve // UberRegSets[0] is a special non-allocatable set.
1724fa3d789dSPierre van Houtryve static void computeUberSets(std::vector<UberRegSet> &UberSets,
1725fa3d789dSPierre van Houtryve                             std::vector<UberRegSet *> &RegSets,
1726fa3d789dSPierre van Houtryve                             CodeGenRegBank &RegBank) {
1727fa3d789dSPierre van Houtryve   const auto &Registers = RegBank.getRegisters();
1728fa3d789dSPierre van Houtryve 
1729fa3d789dSPierre van Houtryve   // The Register EnumValue is one greater than its index into Registers.
1730fa3d789dSPierre van Houtryve   assert(Registers.size() == Registers.back().EnumValue &&
1731fa3d789dSPierre van Houtryve          "register enum value mismatch");
1732fa3d789dSPierre van Houtryve 
1733fa3d789dSPierre van Houtryve   // For simplicitly make the SetID the same as EnumValue.
1734fa3d789dSPierre van Houtryve   IntEqClasses UberSetIDs(Registers.size() + 1);
1735fa3d789dSPierre van Houtryve   BitVector AllocatableRegs(Registers.size() + 1);
1736fa3d789dSPierre van Houtryve   for (auto &RegClass : RegBank.getRegClasses()) {
1737fa3d789dSPierre van Houtryve     if (!RegClass.Allocatable)
1738fa3d789dSPierre van Houtryve       continue;
1739fa3d789dSPierre van Houtryve 
1740fa3d789dSPierre van Houtryve     const CodeGenRegister::Vec &Regs = RegClass.getMembers();
1741fa3d789dSPierre van Houtryve     if (Regs.empty())
1742fa3d789dSPierre van Houtryve       continue;
1743fa3d789dSPierre van Houtryve 
1744fa3d789dSPierre van Houtryve     unsigned USetID = UberSetIDs.findLeader((*Regs.begin())->EnumValue);
1745fa3d789dSPierre van Houtryve     assert(USetID && "register number 0 is invalid");
1746fa3d789dSPierre van Houtryve 
1747fa3d789dSPierre van Houtryve     AllocatableRegs.set((*Regs.begin())->EnumValue);
1748fa3d789dSPierre van Houtryve     for (const CodeGenRegister *CGR : llvm::drop_begin(Regs)) {
1749fa3d789dSPierre van Houtryve       AllocatableRegs.set(CGR->EnumValue);
1750fa3d789dSPierre van Houtryve       UberSetIDs.join(USetID, CGR->EnumValue);
1751fa3d789dSPierre van Houtryve     }
1752fa3d789dSPierre van Houtryve   }
1753fa3d789dSPierre van Houtryve   // Combine non-allocatable regs.
1754fa3d789dSPierre van Houtryve   for (const auto &Reg : Registers) {
1755fa3d789dSPierre van Houtryve     unsigned RegNum = Reg.EnumValue;
1756fa3d789dSPierre van Houtryve     if (AllocatableRegs.test(RegNum))
1757fa3d789dSPierre van Houtryve       continue;
1758fa3d789dSPierre van Houtryve 
1759fa3d789dSPierre van Houtryve     UberSetIDs.join(0, RegNum);
1760fa3d789dSPierre van Houtryve   }
1761fa3d789dSPierre van Houtryve   UberSetIDs.compress();
1762fa3d789dSPierre van Houtryve 
1763fa3d789dSPierre van Houtryve   // Make the first UberSet a special unallocatable set.
1764fa3d789dSPierre van Houtryve   unsigned ZeroID = UberSetIDs[0];
1765fa3d789dSPierre van Houtryve 
1766fa3d789dSPierre van Houtryve   // Insert Registers into the UberSets formed by union-find.
1767fa3d789dSPierre van Houtryve   // Do not resize after this.
1768fa3d789dSPierre van Houtryve   UberSets.resize(UberSetIDs.getNumClasses());
1769fa3d789dSPierre van Houtryve   unsigned i = 0;
1770fa3d789dSPierre van Houtryve   for (const CodeGenRegister &Reg : Registers) {
1771fa3d789dSPierre van Houtryve     unsigned USetID = UberSetIDs[Reg.EnumValue];
1772fa3d789dSPierre van Houtryve     if (!USetID)
1773fa3d789dSPierre van Houtryve       USetID = ZeroID;
1774fa3d789dSPierre van Houtryve     else if (USetID == ZeroID)
1775fa3d789dSPierre van Houtryve       USetID = 0;
1776fa3d789dSPierre van Houtryve 
1777fa3d789dSPierre van Houtryve     UberRegSet *USet = &UberSets[USetID];
1778fa3d789dSPierre van Houtryve     USet->Regs.push_back(&Reg);
1779fa3d789dSPierre van Houtryve     RegSets[i++] = USet;
1780fa3d789dSPierre van Houtryve   }
1781fa3d789dSPierre van Houtryve }
1782fa3d789dSPierre van Houtryve 
1783fa3d789dSPierre van Houtryve // Recompute each UberSet weight after changing unit weights.
1784fa3d789dSPierre van Houtryve static void computeUberWeights(std::vector<UberRegSet> &UberSets,
1785fa3d789dSPierre van Houtryve                                CodeGenRegBank &RegBank) {
1786fa3d789dSPierre van Houtryve   // Skip the first unallocatable set.
1787fa3d789dSPierre van Houtryve   for (std::vector<UberRegSet>::iterator I = std::next(UberSets.begin()),
1788fa3d789dSPierre van Houtryve                                          E = UberSets.end();
1789fa3d789dSPierre van Houtryve        I != E; ++I) {
1790fa3d789dSPierre van Houtryve 
1791fa3d789dSPierre van Houtryve     // Initialize all unit weights in this set, and remember the max units/reg.
1792fa3d789dSPierre van Houtryve     const CodeGenRegister *Reg = nullptr;
1793fa3d789dSPierre van Houtryve     unsigned MaxWeight = 0, Weight = 0;
1794fa3d789dSPierre van Houtryve     for (RegUnitIterator UnitI(I->Regs); UnitI.isValid(); ++UnitI) {
1795fa3d789dSPierre van Houtryve       if (Reg != UnitI.getReg()) {
1796fa3d789dSPierre van Houtryve         if (Weight > MaxWeight)
1797fa3d789dSPierre van Houtryve           MaxWeight = Weight;
1798fa3d789dSPierre van Houtryve         Reg = UnitI.getReg();
1799fa3d789dSPierre van Houtryve         Weight = 0;
1800fa3d789dSPierre van Houtryve       }
1801fa3d789dSPierre van Houtryve       if (!RegBank.getRegUnit(*UnitI).Artificial) {
1802fa3d789dSPierre van Houtryve         unsigned UWeight = RegBank.getRegUnit(*UnitI).Weight;
1803fa3d789dSPierre van Houtryve         if (!UWeight) {
1804fa3d789dSPierre van Houtryve           UWeight = 1;
1805fa3d789dSPierre van Houtryve           RegBank.increaseRegUnitWeight(*UnitI, UWeight);
1806fa3d789dSPierre van Houtryve         }
1807fa3d789dSPierre van Houtryve         Weight += UWeight;
1808fa3d789dSPierre van Houtryve       }
1809fa3d789dSPierre van Houtryve     }
1810fa3d789dSPierre van Houtryve     if (Weight > MaxWeight)
1811fa3d789dSPierre van Houtryve       MaxWeight = Weight;
1812fa3d789dSPierre van Houtryve     if (I->Weight != MaxWeight) {
1813fa3d789dSPierre van Houtryve       LLVM_DEBUG(dbgs() << "UberSet " << I - UberSets.begin() << " Weight "
1814fa3d789dSPierre van Houtryve                         << MaxWeight;
1815fa3d789dSPierre van Houtryve                  for (auto &Unit
1816fa3d789dSPierre van Houtryve                       : I->Regs) dbgs()
1817fa3d789dSPierre van Houtryve                  << " " << Unit->getName();
1818fa3d789dSPierre van Houtryve                  dbgs() << "\n");
1819fa3d789dSPierre van Houtryve       // Update the set weight.
1820fa3d789dSPierre van Houtryve       I->Weight = MaxWeight;
1821fa3d789dSPierre van Houtryve     }
1822fa3d789dSPierre van Houtryve 
1823fa3d789dSPierre van Houtryve     // Find singular determinants.
1824fa3d789dSPierre van Houtryve     for (const auto R : I->Regs) {
1825fa3d789dSPierre van Houtryve       if (R->getRegUnits().count() == 1 && R->getWeight(RegBank) == I->Weight) {
1826fa3d789dSPierre van Houtryve         I->SingularDeterminants |= R->getRegUnits();
1827fa3d789dSPierre van Houtryve       }
1828fa3d789dSPierre van Houtryve     }
1829fa3d789dSPierre van Houtryve   }
1830fa3d789dSPierre van Houtryve }
1831fa3d789dSPierre van Houtryve 
1832fa3d789dSPierre van Houtryve // normalizeWeight is a computeRegUnitWeights helper that adjusts the weight of
1833fa3d789dSPierre van Houtryve // a register and its subregisters so that they have the same weight as their
1834fa3d789dSPierre van Houtryve // UberSet. Self-recursion processes the subregister tree in postorder so
1835fa3d789dSPierre van Houtryve // subregisters are normalized first.
1836fa3d789dSPierre van Houtryve //
1837fa3d789dSPierre van Houtryve // Side effects:
1838fa3d789dSPierre van Houtryve // - creates new adopted register units
1839fa3d789dSPierre van Houtryve // - causes superregisters to inherit adopted units
1840fa3d789dSPierre van Houtryve // - increases the weight of "singular" units
1841fa3d789dSPierre van Houtryve // - induces recomputation of UberWeights.
1842fa3d789dSPierre van Houtryve static bool normalizeWeight(CodeGenRegister *Reg,
1843fa3d789dSPierre van Houtryve                             std::vector<UberRegSet> &UberSets,
1844fa3d789dSPierre van Houtryve                             std::vector<UberRegSet *> &RegSets,
1845fa3d789dSPierre van Houtryve                             BitVector &NormalRegs,
1846fa3d789dSPierre van Houtryve                             CodeGenRegister::RegUnitList &NormalUnits,
1847fa3d789dSPierre van Houtryve                             CodeGenRegBank &RegBank) {
1848fa3d789dSPierre van Houtryve   NormalRegs.resize(std::max(Reg->EnumValue + 1, NormalRegs.size()));
1849fa3d789dSPierre van Houtryve   if (NormalRegs.test(Reg->EnumValue))
1850fa3d789dSPierre van Houtryve     return false;
1851fa3d789dSPierre van Houtryve   NormalRegs.set(Reg->EnumValue);
1852fa3d789dSPierre van Houtryve 
1853fa3d789dSPierre van Houtryve   bool Changed = false;
1854fa3d789dSPierre van Houtryve   const CodeGenRegister::SubRegMap &SRM = Reg->getSubRegs();
1855fa3d789dSPierre van Houtryve   for (auto SRI : SRM) {
1856fa3d789dSPierre van Houtryve     if (SRI.second == Reg)
1857fa3d789dSPierre van Houtryve       continue; // self-cycles happen
1858fa3d789dSPierre van Houtryve 
1859fa3d789dSPierre van Houtryve     Changed |= normalizeWeight(SRI.second, UberSets, RegSets, NormalRegs,
1860fa3d789dSPierre van Houtryve                                NormalUnits, RegBank);
1861fa3d789dSPierre van Houtryve   }
1862fa3d789dSPierre van Houtryve   // Postorder register normalization.
1863fa3d789dSPierre van Houtryve 
1864fa3d789dSPierre van Houtryve   // Inherit register units newly adopted by subregisters.
1865fa3d789dSPierre van Houtryve   if (Reg->inheritRegUnits(RegBank))
1866fa3d789dSPierre van Houtryve     computeUberWeights(UberSets, RegBank);
1867fa3d789dSPierre van Houtryve 
1868fa3d789dSPierre van Houtryve   // Check if this register is too skinny for its UberRegSet.
1869fa3d789dSPierre van Houtryve   UberRegSet *UberSet = RegSets[RegBank.getRegIndex(Reg)];
1870fa3d789dSPierre van Houtryve 
1871fa3d789dSPierre van Houtryve   unsigned RegWeight = Reg->getWeight(RegBank);
1872fa3d789dSPierre van Houtryve   if (UberSet->Weight > RegWeight) {
1873fa3d789dSPierre van Houtryve     // A register unit's weight can be adjusted only if it is the singular unit
1874fa3d789dSPierre van Houtryve     // for this register, has not been used to normalize a subregister's set,
1875fa3d789dSPierre van Houtryve     // and has not already been used to singularly determine this UberRegSet.
1876fa3d789dSPierre van Houtryve     unsigned AdjustUnit = *Reg->getRegUnits().begin();
1877fa3d789dSPierre van Houtryve     if (Reg->getRegUnits().count() != 1 || NormalUnits.test(AdjustUnit) ||
1878fa3d789dSPierre van Houtryve         UberSet->SingularDeterminants.test(AdjustUnit)) {
1879fa3d789dSPierre van Houtryve       // We don't have an adjustable unit, so adopt a new one.
1880fa3d789dSPierre van Houtryve       AdjustUnit = RegBank.newRegUnit(UberSet->Weight - RegWeight);
1881fa3d789dSPierre van Houtryve       Reg->adoptRegUnit(AdjustUnit);
1882fa3d789dSPierre van Houtryve       // Adopting a unit does not immediately require recomputing set weights.
1883fa3d789dSPierre van Houtryve     } else {
1884fa3d789dSPierre van Houtryve       // Adjust the existing single unit.
1885fa3d789dSPierre van Houtryve       if (!RegBank.getRegUnit(AdjustUnit).Artificial)
1886fa3d789dSPierre van Houtryve         RegBank.increaseRegUnitWeight(AdjustUnit, UberSet->Weight - RegWeight);
1887fa3d789dSPierre van Houtryve       // The unit may be shared among sets and registers within this set.
1888fa3d789dSPierre van Houtryve       computeUberWeights(UberSets, RegBank);
1889fa3d789dSPierre van Houtryve     }
1890fa3d789dSPierre van Houtryve     Changed = true;
1891fa3d789dSPierre van Houtryve   }
1892fa3d789dSPierre van Houtryve 
1893fa3d789dSPierre van Houtryve   // Mark these units normalized so superregisters can't change their weights.
1894fa3d789dSPierre van Houtryve   NormalUnits |= Reg->getRegUnits();
1895fa3d789dSPierre van Houtryve 
1896fa3d789dSPierre van Houtryve   return Changed;
1897fa3d789dSPierre van Houtryve }
1898fa3d789dSPierre van Houtryve 
1899fa3d789dSPierre van Houtryve // Compute a weight for each register unit created during getSubRegs.
1900fa3d789dSPierre van Houtryve //
1901fa3d789dSPierre van Houtryve // The goal is that two registers in the same class will have the same weight,
1902fa3d789dSPierre van Houtryve // where each register's weight is defined as sum of its units' weights.
1903fa3d789dSPierre van Houtryve void CodeGenRegBank::computeRegUnitWeights() {
1904fa3d789dSPierre van Houtryve   std::vector<UberRegSet> UberSets;
1905fa3d789dSPierre van Houtryve   std::vector<UberRegSet *> RegSets(Registers.size());
1906fa3d789dSPierre van Houtryve   computeUberSets(UberSets, RegSets, *this);
1907fa3d789dSPierre van Houtryve   // UberSets and RegSets are now immutable.
1908fa3d789dSPierre van Houtryve 
1909fa3d789dSPierre van Houtryve   computeUberWeights(UberSets, *this);
1910fa3d789dSPierre van Houtryve 
1911fa3d789dSPierre van Houtryve   // Iterate over each Register, normalizing the unit weights until reaching
1912fa3d789dSPierre van Houtryve   // a fix point.
1913fa3d789dSPierre van Houtryve   unsigned NumIters = 0;
1914fa3d789dSPierre van Houtryve   for (bool Changed = true; Changed; ++NumIters) {
1915fa3d789dSPierre van Houtryve     assert(NumIters <= NumNativeRegUnits && "Runaway register unit weights");
1916fa3d789dSPierre van Houtryve     (void)NumIters;
1917fa3d789dSPierre van Houtryve     Changed = false;
1918fa3d789dSPierre van Houtryve     for (auto &Reg : Registers) {
1919fa3d789dSPierre van Houtryve       CodeGenRegister::RegUnitList NormalUnits;
1920fa3d789dSPierre van Houtryve       BitVector NormalRegs;
1921fa3d789dSPierre van Houtryve       Changed |= normalizeWeight(&Reg, UberSets, RegSets, NormalRegs,
1922fa3d789dSPierre van Houtryve                                  NormalUnits, *this);
1923fa3d789dSPierre van Houtryve     }
1924fa3d789dSPierre van Houtryve   }
1925fa3d789dSPierre van Houtryve }
1926fa3d789dSPierre van Houtryve 
1927fa3d789dSPierre van Houtryve // Find a set in UniqueSets with the same elements as Set.
1928fa3d789dSPierre van Houtryve // Return an iterator into UniqueSets.
1929fa3d789dSPierre van Houtryve static std::vector<RegUnitSet>::const_iterator
1930fa3d789dSPierre van Houtryve findRegUnitSet(const std::vector<RegUnitSet> &UniqueSets,
1931fa3d789dSPierre van Houtryve                const RegUnitSet &Set) {
1932fa3d789dSPierre van Houtryve   return find_if(UniqueSets,
1933fa3d789dSPierre van Houtryve                  [&Set](const RegUnitSet &I) { return I.Units == Set.Units; });
1934fa3d789dSPierre van Houtryve }
1935fa3d789dSPierre van Houtryve 
1936fa3d789dSPierre van Houtryve // Return true if the RUSubSet is a subset of RUSuperSet.
1937fa3d789dSPierre van Houtryve static bool isRegUnitSubSet(const std::vector<unsigned> &RUSubSet,
1938fa3d789dSPierre van Houtryve                             const std::vector<unsigned> &RUSuperSet) {
1939fa3d789dSPierre van Houtryve   return std::includes(RUSuperSet.begin(), RUSuperSet.end(), RUSubSet.begin(),
1940fa3d789dSPierre van Houtryve                        RUSubSet.end());
1941fa3d789dSPierre van Houtryve }
1942fa3d789dSPierre van Houtryve 
1943fa3d789dSPierre van Houtryve /// Iteratively prune unit sets. Prune subsets that are close to the superset,
1944fa3d789dSPierre van Houtryve /// but with one or two registers removed. We occasionally have registers like
1945fa3d789dSPierre van Houtryve /// APSR and PC thrown in with the general registers. We also see many
1946fa3d789dSPierre van Houtryve /// special-purpose register subsets, such as tail-call and Thumb
1947fa3d789dSPierre van Houtryve /// encodings. Generating all possible overlapping sets is combinatorial and
1948fa3d789dSPierre van Houtryve /// overkill for modeling pressure. Ideally we could fix this statically in
1949fa3d789dSPierre van Houtryve /// tablegen by (1) having the target define register classes that only include
1950fa3d789dSPierre van Houtryve /// the allocatable registers and marking other classes as non-allocatable and
1951fa3d789dSPierre van Houtryve /// (2) having a way to mark special purpose classes as "don't-care" classes for
1952fa3d789dSPierre van Houtryve /// the purpose of pressure.  However, we make an attempt to handle targets that
1953fa3d789dSPierre van Houtryve /// are not nicely defined by merging nearly identical register unit sets
1954fa3d789dSPierre van Houtryve /// statically. This generates smaller tables. Then, dynamically, we adjust the
1955fa3d789dSPierre van Houtryve /// set limit by filtering the reserved registers.
1956fa3d789dSPierre van Houtryve ///
1957fa3d789dSPierre van Houtryve /// Merge sets only if the units have the same weight. For example, on ARM,
1958fa3d789dSPierre van Houtryve /// Q-tuples with ssub index 0 include all S regs but also include D16+. We
1959fa3d789dSPierre van Houtryve /// should not expand the S set to include D regs.
1960fa3d789dSPierre van Houtryve void CodeGenRegBank::pruneUnitSets() {
1961fa3d789dSPierre van Houtryve   assert(RegClassUnitSets.empty() && "this invalidates RegClassUnitSets");
1962fa3d789dSPierre van Houtryve 
1963fa3d789dSPierre van Houtryve   // Form an equivalence class of UnitSets with no significant difference.
1964fa3d789dSPierre van Houtryve   std::vector<unsigned> SuperSetIDs;
1965fa3d789dSPierre van Houtryve   for (unsigned SubIdx = 0, EndIdx = RegUnitSets.size(); SubIdx != EndIdx;
1966fa3d789dSPierre van Houtryve        ++SubIdx) {
1967fa3d789dSPierre van Houtryve     const RegUnitSet &SubSet = RegUnitSets[SubIdx];
1968fa3d789dSPierre van Houtryve     unsigned SuperIdx = 0;
1969fa3d789dSPierre van Houtryve     for (; SuperIdx != EndIdx; ++SuperIdx) {
1970fa3d789dSPierre van Houtryve       if (SuperIdx == SubIdx)
1971fa3d789dSPierre van Houtryve         continue;
1972fa3d789dSPierre van Houtryve 
1973fa3d789dSPierre van Houtryve       unsigned UnitWeight = RegUnits[SubSet.Units[0]].Weight;
1974fa3d789dSPierre van Houtryve       const RegUnitSet &SuperSet = RegUnitSets[SuperIdx];
1975fa3d789dSPierre van Houtryve       if (isRegUnitSubSet(SubSet.Units, SuperSet.Units) &&
1976fa3d789dSPierre van Houtryve           (SubSet.Units.size() + 3 > SuperSet.Units.size()) &&
1977fa3d789dSPierre van Houtryve           UnitWeight == RegUnits[SuperSet.Units[0]].Weight &&
1978fa3d789dSPierre van Houtryve           UnitWeight == RegUnits[SuperSet.Units.back()].Weight) {
1979fa3d789dSPierre van Houtryve         LLVM_DEBUG(dbgs() << "UnitSet " << SubIdx << " subsumed by " << SuperIdx
1980fa3d789dSPierre van Houtryve                           << "\n");
1981fa3d789dSPierre van Houtryve         // We can pick any of the set names for the merged set. Go for the
1982fa3d789dSPierre van Houtryve         // shortest one to avoid picking the name of one of the classes that are
1983fa3d789dSPierre van Houtryve         // artificially created by tablegen. So "FPR128_lo" instead of
1984fa3d789dSPierre van Houtryve         // "QQQQ_with_qsub3_in_FPR128_lo".
1985fa3d789dSPierre van Houtryve         if (RegUnitSets[SubIdx].Name.size() < RegUnitSets[SuperIdx].Name.size())
1986fa3d789dSPierre van Houtryve           RegUnitSets[SuperIdx].Name = RegUnitSets[SubIdx].Name;
1987fa3d789dSPierre van Houtryve         break;
1988fa3d789dSPierre van Houtryve       }
1989fa3d789dSPierre van Houtryve     }
1990fa3d789dSPierre van Houtryve     if (SuperIdx == EndIdx)
1991fa3d789dSPierre van Houtryve       SuperSetIDs.push_back(SubIdx);
1992fa3d789dSPierre van Houtryve   }
1993fa3d789dSPierre van Houtryve   // Populate PrunedUnitSets with each equivalence class's superset.
1994fa3d789dSPierre van Houtryve   std::vector<RegUnitSet> PrunedUnitSets;
1995fa3d789dSPierre van Houtryve   PrunedUnitSets.reserve(SuperSetIDs.size());
1996fa3d789dSPierre van Houtryve   for (unsigned i = 0, e = SuperSetIDs.size(); i != e; ++i) {
1997fa3d789dSPierre van Houtryve     unsigned SuperIdx = SuperSetIDs[i];
1998fa3d789dSPierre van Houtryve     PrunedUnitSets.emplace_back(RegUnitSets[SuperIdx].Name);
1999fa3d789dSPierre van Houtryve     PrunedUnitSets.back().Units = std::move(RegUnitSets[SuperIdx].Units);
2000fa3d789dSPierre van Houtryve   }
2001fa3d789dSPierre van Houtryve   RegUnitSets = std::move(PrunedUnitSets);
2002fa3d789dSPierre van Houtryve }
2003fa3d789dSPierre van Houtryve 
2004fa3d789dSPierre van Houtryve // Create a RegUnitSet for each RegClass that contains all units in the class
2005fa3d789dSPierre van Houtryve // including adopted units that are necessary to model register pressure. Then
2006fa3d789dSPierre van Houtryve // iteratively compute RegUnitSets such that the union of any two overlapping
2007fa3d789dSPierre van Houtryve // RegUnitSets is repreresented.
2008fa3d789dSPierre van Houtryve //
2009fa3d789dSPierre van Houtryve // RegisterInfoEmitter will map each RegClass to its RegUnitClass and any
2010fa3d789dSPierre van Houtryve // RegUnitSet that is a superset of that RegUnitClass.
2011fa3d789dSPierre van Houtryve void CodeGenRegBank::computeRegUnitSets() {
2012fa3d789dSPierre van Houtryve   assert(RegUnitSets.empty() && "dirty RegUnitSets");
2013fa3d789dSPierre van Houtryve 
2014fa3d789dSPierre van Houtryve   // Compute a unique RegUnitSet for each RegClass.
2015fa3d789dSPierre van Houtryve   auto &RegClasses = getRegClasses();
2016fa3d789dSPierre van Houtryve   for (auto &RC : RegClasses) {
2017fa3d789dSPierre van Houtryve     if (!RC.Allocatable || RC.Artificial || !RC.GeneratePressureSet)
2018fa3d789dSPierre van Houtryve       continue;
2019fa3d789dSPierre van Houtryve 
2020fa3d789dSPierre van Houtryve     // Compute a sorted list of units in this class.
2021fa3d789dSPierre van Houtryve     RegUnitSet RUSet(RC.getName());
2022fa3d789dSPierre van Houtryve     RC.buildRegUnitSet(*this, RUSet.Units);
2023fa3d789dSPierre van Houtryve 
2024fa3d789dSPierre van Houtryve     // Find an existing RegUnitSet.
2025fa3d789dSPierre van Houtryve     if (findRegUnitSet(RegUnitSets, RUSet) == RegUnitSets.end())
2026fa3d789dSPierre van Houtryve       RegUnitSets.push_back(std::move(RUSet));
2027fa3d789dSPierre van Houtryve   }
2028fa3d789dSPierre van Houtryve 
2029fa3d789dSPierre van Houtryve   if (RegUnitSets.empty())
2030fa3d789dSPierre van Houtryve     PrintFatalError("RegUnitSets cannot be empty!");
2031fa3d789dSPierre van Houtryve 
2032fa3d789dSPierre van Houtryve   LLVM_DEBUG(dbgs() << "\nBefore pruning:\n"; for (unsigned USIdx = 0,
2033fa3d789dSPierre van Houtryve                                                    USEnd = RegUnitSets.size();
2034fa3d789dSPierre van Houtryve                                                    USIdx < USEnd; ++USIdx) {
2035fa3d789dSPierre van Houtryve     dbgs() << "UnitSet " << USIdx << " " << RegUnitSets[USIdx].Name << ":";
2036fa3d789dSPierre van Houtryve     for (auto &U : RegUnitSets[USIdx].Units)
2037fa3d789dSPierre van Houtryve       printRegUnitName(U);
2038fa3d789dSPierre van Houtryve     dbgs() << "\n";
2039fa3d789dSPierre van Houtryve   });
2040fa3d789dSPierre van Houtryve 
2041fa3d789dSPierre van Houtryve   // Iteratively prune unit sets.
2042fa3d789dSPierre van Houtryve   pruneUnitSets();
2043fa3d789dSPierre van Houtryve 
2044fa3d789dSPierre van Houtryve   LLVM_DEBUG(dbgs() << "\nBefore union:\n"; for (unsigned USIdx = 0,
2045fa3d789dSPierre van Houtryve                                                  USEnd = RegUnitSets.size();
2046fa3d789dSPierre van Houtryve                                                  USIdx < USEnd; ++USIdx) {
2047fa3d789dSPierre van Houtryve     dbgs() << "UnitSet " << USIdx << " " << RegUnitSets[USIdx].Name << ":";
2048fa3d789dSPierre van Houtryve     for (auto &U : RegUnitSets[USIdx].Units)
2049fa3d789dSPierre van Houtryve       printRegUnitName(U);
2050fa3d789dSPierre van Houtryve     dbgs() << "\n";
2051fa3d789dSPierre van Houtryve   } dbgs() << "\nUnion sets:\n");
2052fa3d789dSPierre van Houtryve 
2053fa3d789dSPierre van Houtryve   // Iterate over all unit sets, including new ones added by this loop.
2054fa3d789dSPierre van Houtryve   unsigned NumRegUnitSubSets = RegUnitSets.size();
2055fa3d789dSPierre van Houtryve   for (unsigned Idx = 0, EndIdx = RegUnitSets.size(); Idx != EndIdx; ++Idx) {
2056fa3d789dSPierre van Houtryve     // In theory, this is combinatorial. In practice, it needs to be bounded
2057fa3d789dSPierre van Houtryve     // by a small number of sets for regpressure to be efficient.
2058fa3d789dSPierre van Houtryve     // If the assert is hit, we need to implement pruning.
2059fa3d789dSPierre van Houtryve     assert(Idx < (2 * NumRegUnitSubSets) && "runaway unit set inference");
2060fa3d789dSPierre van Houtryve 
2061fa3d789dSPierre van Houtryve     // Compare new sets with all original classes.
2062fa3d789dSPierre van Houtryve     for (unsigned SearchIdx = (Idx >= NumRegUnitSubSets) ? 0 : Idx + 1;
2063fa3d789dSPierre van Houtryve          SearchIdx != EndIdx; ++SearchIdx) {
2064fa3d789dSPierre van Houtryve       std::vector<unsigned> Intersection;
2065fa3d789dSPierre van Houtryve       std::set_intersection(
2066fa3d789dSPierre van Houtryve           RegUnitSets[Idx].Units.begin(), RegUnitSets[Idx].Units.end(),
2067fa3d789dSPierre van Houtryve           RegUnitSets[SearchIdx].Units.begin(),
2068fa3d789dSPierre van Houtryve           RegUnitSets[SearchIdx].Units.end(), std::back_inserter(Intersection));
2069fa3d789dSPierre van Houtryve       if (Intersection.empty())
2070fa3d789dSPierre van Houtryve         continue;
2071fa3d789dSPierre van Houtryve 
2072fa3d789dSPierre van Houtryve       RegUnitSet RUSet(RegUnitSets[Idx].Name + "_with_" +
2073fa3d789dSPierre van Houtryve                        RegUnitSets[SearchIdx].Name);
2074fa3d789dSPierre van Houtryve       std::set_union(RegUnitSets[Idx].Units.begin(),
2075fa3d789dSPierre van Houtryve                      RegUnitSets[Idx].Units.end(),
2076fa3d789dSPierre van Houtryve                      RegUnitSets[SearchIdx].Units.begin(),
2077fa3d789dSPierre van Houtryve                      RegUnitSets[SearchIdx].Units.end(),
2078fa3d789dSPierre van Houtryve                      std::inserter(RUSet.Units, RUSet.Units.begin()));
2079fa3d789dSPierre van Houtryve 
2080fa3d789dSPierre van Houtryve       // Find an existing RegUnitSet, or add the union to the unique sets.
2081fa3d789dSPierre van Houtryve       if (findRegUnitSet(RegUnitSets, RUSet) == RegUnitSets.end()) {
2082fa3d789dSPierre van Houtryve         LLVM_DEBUG(dbgs() << "UnitSet " << RegUnitSets.size() << " "
2083fa3d789dSPierre van Houtryve                           << RUSet.Name << ":";
2084fa3d789dSPierre van Houtryve                    for (auto &U
2085fa3d789dSPierre van Houtryve                         : RUSet.Units) printRegUnitName(U);
2086fa3d789dSPierre van Houtryve                    dbgs() << "\n";);
2087fa3d789dSPierre van Houtryve         RegUnitSets.push_back(std::move(RUSet));
2088fa3d789dSPierre van Houtryve       }
2089fa3d789dSPierre van Houtryve     }
2090fa3d789dSPierre van Houtryve   }
2091fa3d789dSPierre van Houtryve 
2092fa3d789dSPierre van Houtryve   // Iteratively prune unit sets after inferring supersets.
2093fa3d789dSPierre van Houtryve   pruneUnitSets();
2094fa3d789dSPierre van Houtryve 
2095fa3d789dSPierre van Houtryve   LLVM_DEBUG(
2096fa3d789dSPierre van Houtryve       dbgs() << "\n"; for (unsigned USIdx = 0, USEnd = RegUnitSets.size();
2097fa3d789dSPierre van Houtryve                            USIdx < USEnd; ++USIdx) {
2098fa3d789dSPierre van Houtryve         dbgs() << "UnitSet " << USIdx << " " << RegUnitSets[USIdx].Name << ":";
2099fa3d789dSPierre van Houtryve         for (auto &U : RegUnitSets[USIdx].Units)
2100fa3d789dSPierre van Houtryve           printRegUnitName(U);
2101fa3d789dSPierre van Houtryve         dbgs() << "\n";
2102fa3d789dSPierre van Houtryve       });
2103fa3d789dSPierre van Houtryve 
2104fa3d789dSPierre van Houtryve   // For each register class, list the UnitSets that are supersets.
2105fa3d789dSPierre van Houtryve   RegClassUnitSets.resize(RegClasses.size());
2106fa3d789dSPierre van Houtryve   int RCIdx = -1;
2107fa3d789dSPierre van Houtryve   for (auto &RC : RegClasses) {
2108fa3d789dSPierre van Houtryve     ++RCIdx;
2109fa3d789dSPierre van Houtryve     if (!RC.Allocatable)
2110fa3d789dSPierre van Houtryve       continue;
2111fa3d789dSPierre van Houtryve 
2112fa3d789dSPierre van Houtryve     // Recompute the sorted list of units in this class.
2113fa3d789dSPierre van Houtryve     std::vector<unsigned> RCRegUnits;
2114fa3d789dSPierre van Houtryve     RC.buildRegUnitSet(*this, RCRegUnits);
2115fa3d789dSPierre van Houtryve 
2116fa3d789dSPierre van Houtryve     // Don't increase pressure for unallocatable regclasses.
2117fa3d789dSPierre van Houtryve     if (RCRegUnits.empty())
2118fa3d789dSPierre van Houtryve       continue;
2119fa3d789dSPierre van Houtryve 
2120fa3d789dSPierre van Houtryve     LLVM_DEBUG(dbgs() << "RC " << RC.getName() << " Units:\n";
2121fa3d789dSPierre van Houtryve                for (auto U
2122fa3d789dSPierre van Houtryve                     : RCRegUnits) printRegUnitName(U);
2123fa3d789dSPierre van Houtryve                dbgs() << "\n  UnitSetIDs:");
2124fa3d789dSPierre van Houtryve 
2125fa3d789dSPierre van Houtryve     // Find all supersets.
2126fa3d789dSPierre van Houtryve     for (unsigned USIdx = 0, USEnd = RegUnitSets.size(); USIdx != USEnd;
2127fa3d789dSPierre van Houtryve          ++USIdx) {
2128fa3d789dSPierre van Houtryve       if (isRegUnitSubSet(RCRegUnits, RegUnitSets[USIdx].Units)) {
2129fa3d789dSPierre van Houtryve         LLVM_DEBUG(dbgs() << " " << USIdx);
2130fa3d789dSPierre van Houtryve         RegClassUnitSets[RCIdx].push_back(USIdx);
2131fa3d789dSPierre van Houtryve       }
2132fa3d789dSPierre van Houtryve     }
2133fa3d789dSPierre van Houtryve     LLVM_DEBUG(dbgs() << "\n");
2134fa3d789dSPierre van Houtryve     assert((!RegClassUnitSets[RCIdx].empty() || !RC.GeneratePressureSet) &&
2135fa3d789dSPierre van Houtryve            "missing unit set for regclass");
2136fa3d789dSPierre van Houtryve   }
2137fa3d789dSPierre van Houtryve 
2138fa3d789dSPierre van Houtryve   // For each register unit, ensure that we have the list of UnitSets that
2139fa3d789dSPierre van Houtryve   // contain the unit. Normally, this matches an existing list of UnitSets for a
2140fa3d789dSPierre van Houtryve   // register class. If not, we create a new entry in RegClassUnitSets as a
2141fa3d789dSPierre van Houtryve   // "fake" register class.
2142fa3d789dSPierre van Houtryve   for (unsigned UnitIdx = 0, UnitEnd = NumNativeRegUnits; UnitIdx < UnitEnd;
2143fa3d789dSPierre van Houtryve        ++UnitIdx) {
2144fa3d789dSPierre van Houtryve     std::vector<unsigned> RUSets;
2145fa3d789dSPierre van Houtryve     for (unsigned i = 0, e = RegUnitSets.size(); i != e; ++i) {
2146fa3d789dSPierre van Houtryve       if (is_contained(RegUnitSets[i].Units, UnitIdx))
2147fa3d789dSPierre van Houtryve         RUSets.push_back(i);
2148fa3d789dSPierre van Houtryve     }
2149fa3d789dSPierre van Houtryve     unsigned RCUnitSetsIdx = 0;
2150fa3d789dSPierre van Houtryve     for (unsigned e = RegClassUnitSets.size(); RCUnitSetsIdx != e;
2151fa3d789dSPierre van Houtryve          ++RCUnitSetsIdx) {
2152fa3d789dSPierre van Houtryve       if (RegClassUnitSets[RCUnitSetsIdx] == RUSets) {
2153fa3d789dSPierre van Houtryve         break;
2154fa3d789dSPierre van Houtryve       }
2155fa3d789dSPierre van Houtryve     }
2156fa3d789dSPierre van Houtryve     RegUnits[UnitIdx].RegClassUnitSetsIdx = RCUnitSetsIdx;
2157fa3d789dSPierre van Houtryve     if (RCUnitSetsIdx == RegClassUnitSets.size()) {
2158fa3d789dSPierre van Houtryve       // Create a new list of UnitSets as a "fake" register class.
2159fa3d789dSPierre van Houtryve       RegClassUnitSets.push_back(std::move(RUSets));
2160fa3d789dSPierre van Houtryve     }
2161fa3d789dSPierre van Houtryve   }
2162fa3d789dSPierre van Houtryve }
2163fa3d789dSPierre van Houtryve 
2164fa3d789dSPierre van Houtryve void CodeGenRegBank::computeRegUnitLaneMasks() {
2165fa3d789dSPierre van Houtryve   for (auto &Register : Registers) {
2166fa3d789dSPierre van Houtryve     // Create an initial lane mask for all register units.
2167fa3d789dSPierre van Houtryve     const auto &RegUnits = Register.getRegUnits();
2168fa3d789dSPierre van Houtryve     CodeGenRegister::RegUnitLaneMaskList RegUnitLaneMasks(
2169fa3d789dSPierre van Houtryve         RegUnits.count(), LaneBitmask::getAll());
2170fa3d789dSPierre van Houtryve     // Iterate through SubRegisters.
2171fa3d789dSPierre van Houtryve     typedef CodeGenRegister::SubRegMap SubRegMap;
2172fa3d789dSPierre van Houtryve     const SubRegMap &SubRegs = Register.getSubRegs();
2173fa3d789dSPierre van Houtryve     for (auto S : SubRegs) {
2174fa3d789dSPierre van Houtryve       CodeGenRegister *SubReg = S.second;
2175fa3d789dSPierre van Houtryve       // Ignore non-leaf subregisters, their lane masks are fully covered by
2176fa3d789dSPierre van Houtryve       // the leaf subregisters anyway.
2177fa3d789dSPierre van Houtryve       if (!SubReg->getSubRegs().empty())
2178fa3d789dSPierre van Houtryve         continue;
2179fa3d789dSPierre van Houtryve       CodeGenSubRegIndex *SubRegIndex = S.first;
2180fa3d789dSPierre van Houtryve       const CodeGenRegister *SubRegister = S.second;
2181fa3d789dSPierre van Houtryve       LaneBitmask LaneMask = SubRegIndex->LaneMask;
2182fa3d789dSPierre van Houtryve       // Distribute LaneMask to Register Units touched.
2183fa3d789dSPierre van Houtryve       for (unsigned SUI : SubRegister->getRegUnits()) {
2184fa3d789dSPierre van Houtryve         bool Found = false;
2185fa3d789dSPierre van Houtryve         unsigned u = 0;
2186fa3d789dSPierre van Houtryve         for (unsigned RU : RegUnits) {
2187fa3d789dSPierre van Houtryve           if (SUI == RU) {
2188fa3d789dSPierre van Houtryve             RegUnitLaneMasks[u] &= LaneMask;
2189fa3d789dSPierre van Houtryve             assert(!Found);
2190fa3d789dSPierre van Houtryve             Found = true;
2191fa3d789dSPierre van Houtryve           }
2192fa3d789dSPierre van Houtryve           ++u;
2193fa3d789dSPierre van Houtryve         }
2194fa3d789dSPierre van Houtryve         (void)Found;
2195fa3d789dSPierre van Houtryve         assert(Found);
2196fa3d789dSPierre van Houtryve       }
2197fa3d789dSPierre van Houtryve     }
2198fa3d789dSPierre van Houtryve     Register.setRegUnitLaneMasks(RegUnitLaneMasks);
2199fa3d789dSPierre van Houtryve   }
2200fa3d789dSPierre van Houtryve }
2201fa3d789dSPierre van Houtryve 
2202fa3d789dSPierre van Houtryve void CodeGenRegBank::computeDerivedInfo() {
2203fa3d789dSPierre van Houtryve   computeComposites();
2204fa3d789dSPierre van Houtryve   computeSubRegLaneMasks();
2205fa3d789dSPierre van Houtryve 
2206fa3d789dSPierre van Houtryve   // Compute a weight for each register unit created during getSubRegs.
2207fa3d789dSPierre van Houtryve   // This may create adopted register units (with unit # >= NumNativeRegUnits).
2208fa3d789dSPierre van Houtryve   computeRegUnitWeights();
2209fa3d789dSPierre van Houtryve 
2210fa3d789dSPierre van Houtryve   // Compute a unique set of RegUnitSets. One for each RegClass and inferred
2211fa3d789dSPierre van Houtryve   // supersets for the union of overlapping sets.
2212fa3d789dSPierre van Houtryve   computeRegUnitSets();
2213fa3d789dSPierre van Houtryve 
2214fa3d789dSPierre van Houtryve   computeRegUnitLaneMasks();
2215fa3d789dSPierre van Houtryve 
2216fa3d789dSPierre van Houtryve   // Compute register class HasDisjunctSubRegs/CoveredBySubRegs flag.
2217fa3d789dSPierre van Houtryve   for (CodeGenRegisterClass &RC : RegClasses) {
2218fa3d789dSPierre van Houtryve     RC.HasDisjunctSubRegs = false;
2219fa3d789dSPierre van Houtryve     RC.CoveredBySubRegs = true;
2220fa3d789dSPierre van Houtryve     for (const CodeGenRegister *Reg : RC.getMembers()) {
2221fa3d789dSPierre van Houtryve       RC.HasDisjunctSubRegs |= Reg->HasDisjunctSubRegs;
2222fa3d789dSPierre van Houtryve       RC.CoveredBySubRegs &= Reg->CoveredBySubRegs;
2223fa3d789dSPierre van Houtryve     }
2224fa3d789dSPierre van Houtryve   }
2225fa3d789dSPierre van Houtryve 
2226fa3d789dSPierre van Houtryve   // Get the weight of each set.
2227fa3d789dSPierre van Houtryve   for (unsigned Idx = 0, EndIdx = RegUnitSets.size(); Idx != EndIdx; ++Idx)
2228fa3d789dSPierre van Houtryve     RegUnitSets[Idx].Weight = getRegUnitSetWeight(RegUnitSets[Idx].Units);
2229fa3d789dSPierre van Houtryve 
2230fa3d789dSPierre van Houtryve   // Find the order of each set.
2231fa3d789dSPierre van Houtryve   RegUnitSetOrder.reserve(RegUnitSets.size());
2232fa3d789dSPierre van Houtryve   for (unsigned Idx = 0, EndIdx = RegUnitSets.size(); Idx != EndIdx; ++Idx)
2233fa3d789dSPierre van Houtryve     RegUnitSetOrder.push_back(Idx);
2234fa3d789dSPierre van Houtryve 
2235fa3d789dSPierre van Houtryve   llvm::stable_sort(RegUnitSetOrder, [this](unsigned ID1, unsigned ID2) {
2236fa3d789dSPierre van Houtryve     return getRegPressureSet(ID1).Units.size() <
2237fa3d789dSPierre van Houtryve            getRegPressureSet(ID2).Units.size();
2238fa3d789dSPierre van Houtryve   });
2239fa3d789dSPierre van Houtryve   for (unsigned Idx = 0, EndIdx = RegUnitSets.size(); Idx != EndIdx; ++Idx) {
2240fa3d789dSPierre van Houtryve     RegUnitSets[RegUnitSetOrder[Idx]].Order = Idx;
2241fa3d789dSPierre van Houtryve   }
2242fa3d789dSPierre van Houtryve }
2243fa3d789dSPierre van Houtryve 
2244fa3d789dSPierre van Houtryve //
2245fa3d789dSPierre van Houtryve // Synthesize missing register class intersections.
2246fa3d789dSPierre van Houtryve //
2247fa3d789dSPierre van Houtryve // Make sure that sub-classes of RC exists such that getCommonSubClass(RC, X)
2248fa3d789dSPierre van Houtryve // returns a maximal register class for all X.
2249fa3d789dSPierre van Houtryve //
2250fa3d789dSPierre van Houtryve void CodeGenRegBank::inferCommonSubClass(CodeGenRegisterClass *RC) {
2251fa3d789dSPierre van Houtryve   assert(!RegClasses.empty());
2252fa3d789dSPierre van Houtryve   // Stash the iterator to the last element so that this loop doesn't visit
2253fa3d789dSPierre van Houtryve   // elements added by the getOrCreateSubClass call within it.
2254fa3d789dSPierre van Houtryve   for (auto I = RegClasses.begin(), E = std::prev(RegClasses.end());
2255fa3d789dSPierre van Houtryve        I != std::next(E); ++I) {
2256fa3d789dSPierre van Houtryve     CodeGenRegisterClass *RC1 = RC;
2257fa3d789dSPierre van Houtryve     CodeGenRegisterClass *RC2 = &*I;
2258fa3d789dSPierre van Houtryve     if (RC1 == RC2)
2259fa3d789dSPierre van Houtryve       continue;
2260fa3d789dSPierre van Houtryve 
2261fa3d789dSPierre van Houtryve     // Compute the set intersection of RC1 and RC2.
2262fa3d789dSPierre van Houtryve     const CodeGenRegister::Vec &Memb1 = RC1->getMembers();
2263fa3d789dSPierre van Houtryve     const CodeGenRegister::Vec &Memb2 = RC2->getMembers();
2264fa3d789dSPierre van Houtryve     CodeGenRegister::Vec Intersection;
2265fa3d789dSPierre van Houtryve     std::set_intersection(Memb1.begin(), Memb1.end(), Memb2.begin(),
2266fa3d789dSPierre van Houtryve                           Memb2.end(),
2267fa3d789dSPierre van Houtryve                           std::inserter(Intersection, Intersection.begin()),
2268fa3d789dSPierre van Houtryve                           deref<std::less<>>());
2269fa3d789dSPierre van Houtryve 
2270fa3d789dSPierre van Houtryve     // Skip disjoint class pairs.
2271fa3d789dSPierre van Houtryve     if (Intersection.empty())
2272fa3d789dSPierre van Houtryve       continue;
2273fa3d789dSPierre van Houtryve 
2274fa3d789dSPierre van Houtryve     // If RC1 and RC2 have different spill sizes or alignments, use the
2275fa3d789dSPierre van Houtryve     // stricter one for sub-classing.  If they are equal, prefer RC1.
2276fa3d789dSPierre van Houtryve     if (RC2->RSI.hasStricterSpillThan(RC1->RSI))
2277fa3d789dSPierre van Houtryve       std::swap(RC1, RC2);
2278fa3d789dSPierre van Houtryve 
2279fa3d789dSPierre van Houtryve     getOrCreateSubClass(RC1, &Intersection,
2280fa3d789dSPierre van Houtryve                         RC1->getName() + "_and_" + RC2->getName());
2281fa3d789dSPierre van Houtryve   }
2282fa3d789dSPierre van Houtryve }
2283fa3d789dSPierre van Houtryve 
2284fa3d789dSPierre van Houtryve //
2285fa3d789dSPierre van Houtryve // Synthesize missing sub-classes for getSubClassWithSubReg().
2286fa3d789dSPierre van Houtryve //
2287fa3d789dSPierre van Houtryve // Make sure that the set of registers in RC with a given SubIdx sub-register
2288fa3d789dSPierre van Houtryve // form a register class.  Update RC->SubClassWithSubReg.
2289fa3d789dSPierre van Houtryve //
2290fa3d789dSPierre van Houtryve void CodeGenRegBank::inferSubClassWithSubReg(CodeGenRegisterClass *RC) {
2291fa3d789dSPierre van Houtryve   // Map SubRegIndex to set of registers in RC supporting that SubRegIndex.
2292fa3d789dSPierre van Houtryve   typedef std::map<const CodeGenSubRegIndex *, CodeGenRegister::Vec,
2293fa3d789dSPierre van Houtryve                    deref<std::less<>>>
2294fa3d789dSPierre van Houtryve       SubReg2SetMap;
2295fa3d789dSPierre van Houtryve 
2296fa3d789dSPierre van Houtryve   // Compute the set of registers supporting each SubRegIndex.
2297fa3d789dSPierre van Houtryve   SubReg2SetMap SRSets;
2298fa3d789dSPierre van Houtryve   for (const auto R : RC->getMembers()) {
2299fa3d789dSPierre van Houtryve     if (R->Artificial)
2300fa3d789dSPierre van Houtryve       continue;
2301fa3d789dSPierre van Houtryve     const CodeGenRegister::SubRegMap &SRM = R->getSubRegs();
2302ae0ab248SSander de Smalen     for (auto I : SRM)
2303fa3d789dSPierre van Houtryve       SRSets[I.first].push_back(R);
2304fa3d789dSPierre van Houtryve   }
2305fa3d789dSPierre van Houtryve 
2306fa3d789dSPierre van Houtryve   for (auto I : SRSets)
2307fa3d789dSPierre van Houtryve     sortAndUniqueRegisters(I.second);
2308fa3d789dSPierre van Houtryve 
2309fa3d789dSPierre van Houtryve   // Find matching classes for all SRSets entries.  Iterate in SubRegIndex
2310fa3d789dSPierre van Houtryve   // numerical order to visit synthetic indices last.
2311fa3d789dSPierre van Houtryve   for (const auto &SubIdx : SubRegIndices) {
2312fa3d789dSPierre van Houtryve     SubReg2SetMap::const_iterator I = SRSets.find(&SubIdx);
2313fa3d789dSPierre van Houtryve     // Unsupported SubRegIndex. Skip it.
2314fa3d789dSPierre van Houtryve     if (I == SRSets.end())
2315fa3d789dSPierre van Houtryve       continue;
2316fa3d789dSPierre van Houtryve     // In most cases, all RC registers support the SubRegIndex.
2317fa3d789dSPierre van Houtryve     if (I->second.size() == RC->getMembers().size()) {
2318fa3d789dSPierre van Houtryve       RC->setSubClassWithSubReg(&SubIdx, RC);
2319fa3d789dSPierre van Houtryve       continue;
2320fa3d789dSPierre van Houtryve     }
2321ae0ab248SSander de Smalen     if (SubIdx.Artificial)
2322ae0ab248SSander de Smalen       continue;
2323fa3d789dSPierre van Houtryve     // This is a real subset.  See if we have a matching class.
2324fa3d789dSPierre van Houtryve     CodeGenRegisterClass *SubRC = getOrCreateSubClass(
2325fa3d789dSPierre van Houtryve         RC, &I->second, RC->getName() + "_with_" + I->first->getName());
2326fa3d789dSPierre van Houtryve     RC->setSubClassWithSubReg(&SubIdx, SubRC);
2327fa3d789dSPierre van Houtryve   }
2328fa3d789dSPierre van Houtryve }
2329fa3d789dSPierre van Houtryve 
2330fa3d789dSPierre van Houtryve //
2331fa3d789dSPierre van Houtryve // Synthesize missing sub-classes of RC for getMatchingSuperRegClass().
2332fa3d789dSPierre van Houtryve //
2333fa3d789dSPierre van Houtryve // Create sub-classes of RC such that getMatchingSuperRegClass(RC, SubIdx, X)
2334fa3d789dSPierre van Houtryve // has a maximal result for any SubIdx and any X >= FirstSubRegRC.
2335fa3d789dSPierre van Houtryve //
2336fa3d789dSPierre van Houtryve 
2337fa3d789dSPierre van Houtryve void CodeGenRegBank::inferMatchingSuperRegClass(
2338fa3d789dSPierre van Houtryve     CodeGenRegisterClass *RC,
2339fa3d789dSPierre van Houtryve     std::list<CodeGenRegisterClass>::iterator FirstSubRegRC) {
2340fa3d789dSPierre van Houtryve   DenseMap<const CodeGenRegister *, std::vector<const CodeGenRegister *>>
2341fa3d789dSPierre van Houtryve       SubToSuperRegs;
2342fa3d789dSPierre van Houtryve   BitVector TopoSigs(getNumTopoSigs());
2343fa3d789dSPierre van Houtryve 
2344fa3d789dSPierre van Houtryve   // Iterate in SubRegIndex numerical order to visit synthetic indices last.
2345fa3d789dSPierre van Houtryve   for (auto &SubIdx : SubRegIndices) {
2346fa3d789dSPierre van Houtryve     // Skip indexes that aren't fully supported by RC's registers. This was
2347fa3d789dSPierre van Houtryve     // computed by inferSubClassWithSubReg() above which should have been
2348fa3d789dSPierre van Houtryve     // called first.
2349fa3d789dSPierre van Houtryve     if (RC->getSubClassWithSubReg(&SubIdx) != RC)
2350fa3d789dSPierre van Houtryve       continue;
2351fa3d789dSPierre van Houtryve 
2352fa3d789dSPierre van Houtryve     // Build list of (Super, Sub) pairs for this SubIdx.
2353fa3d789dSPierre van Houtryve     SubToSuperRegs.clear();
2354fa3d789dSPierre van Houtryve     TopoSigs.reset();
2355fa3d789dSPierre van Houtryve     for (const auto Super : RC->getMembers()) {
2356fa3d789dSPierre van Houtryve       const CodeGenRegister *Sub = Super->getSubRegs().find(&SubIdx)->second;
2357fa3d789dSPierre van Houtryve       assert(Sub && "Missing sub-register");
2358fa3d789dSPierre van Houtryve       SubToSuperRegs[Sub].push_back(Super);
2359fa3d789dSPierre van Houtryve       TopoSigs.set(Sub->getTopoSig());
2360fa3d789dSPierre van Houtryve     }
2361fa3d789dSPierre van Houtryve 
2362fa3d789dSPierre van Houtryve     // Iterate over sub-register class candidates.  Ignore classes created by
2363fa3d789dSPierre van Houtryve     // this loop. They will never be useful.
2364fa3d789dSPierre van Houtryve     // Store an iterator to the last element (not end) so that this loop doesn't
2365fa3d789dSPierre van Houtryve     // visit newly inserted elements.
2366fa3d789dSPierre van Houtryve     assert(!RegClasses.empty());
2367fa3d789dSPierre van Houtryve     for (auto I = FirstSubRegRC, E = std::prev(RegClasses.end());
2368fa3d789dSPierre van Houtryve          I != std::next(E); ++I) {
2369fa3d789dSPierre van Houtryve       CodeGenRegisterClass &SubRC = *I;
2370fa3d789dSPierre van Houtryve       if (SubRC.Artificial)
2371fa3d789dSPierre van Houtryve         continue;
2372fa3d789dSPierre van Houtryve       // Topological shortcut: SubRC members have the wrong shape.
2373fa3d789dSPierre van Houtryve       if (!TopoSigs.anyCommon(SubRC.getTopoSigs()))
2374fa3d789dSPierre van Houtryve         continue;
2375fa3d789dSPierre van Houtryve       // Compute the subset of RC that maps into SubRC.
2376fa3d789dSPierre van Houtryve       CodeGenRegister::Vec SubSetVec;
2377fa3d789dSPierre van Houtryve       for (const CodeGenRegister *R : SubRC.getMembers()) {
2378fa3d789dSPierre van Houtryve         auto It = SubToSuperRegs.find(R);
2379fa3d789dSPierre van Houtryve         if (It != SubToSuperRegs.end()) {
2380fa3d789dSPierre van Houtryve           const std::vector<const CodeGenRegister *> &SuperRegs = It->second;
2381fa3d789dSPierre van Houtryve           SubSetVec.insert(SubSetVec.end(), SuperRegs.begin(), SuperRegs.end());
2382fa3d789dSPierre van Houtryve         }
2383fa3d789dSPierre van Houtryve       }
2384fa3d789dSPierre van Houtryve 
2385fa3d789dSPierre van Houtryve       if (SubSetVec.empty())
2386fa3d789dSPierre van Houtryve         continue;
2387fa3d789dSPierre van Houtryve 
2388fa3d789dSPierre van Houtryve       // RC injects completely into SubRC.
2389fa3d789dSPierre van Houtryve       sortAndUniqueRegisters(SubSetVec);
2390fa3d789dSPierre van Houtryve       if (SubSetVec.size() == RC->getMembers().size()) {
2391fa3d789dSPierre van Houtryve         SubRC.addSuperRegClass(&SubIdx, RC);
2392fa3d789dSPierre van Houtryve         continue;
2393fa3d789dSPierre van Houtryve       }
2394fa3d789dSPierre van Houtryve 
2395fa3d789dSPierre van Houtryve       // Only a subset of RC maps into SubRC. Make sure it is represented by a
2396fa3d789dSPierre van Houtryve       // class.
2397fa3d789dSPierre van Houtryve       getOrCreateSubClass(RC, &SubSetVec,
2398fa3d789dSPierre van Houtryve                           RC->getName() + "_with_" + SubIdx.getName() + "_in_" +
2399fa3d789dSPierre van Houtryve                               SubRC.getName());
2400fa3d789dSPierre van Houtryve     }
2401fa3d789dSPierre van Houtryve   }
2402fa3d789dSPierre van Houtryve }
2403fa3d789dSPierre van Houtryve 
2404fa3d789dSPierre van Houtryve //
2405fa3d789dSPierre van Houtryve // Infer missing register classes.
2406fa3d789dSPierre van Houtryve //
2407fa3d789dSPierre van Houtryve void CodeGenRegBank::computeInferredRegisterClasses() {
2408fa3d789dSPierre van Houtryve   assert(!RegClasses.empty());
2409fa3d789dSPierre van Houtryve   // When this function is called, the register classes have not been sorted
2410fa3d789dSPierre van Houtryve   // and assigned EnumValues yet.  That means getSubClasses(),
2411fa3d789dSPierre van Houtryve   // getSuperClasses(), and hasSubClass() functions are defunct.
2412fa3d789dSPierre van Houtryve 
2413fa3d789dSPierre van Houtryve   // Use one-before-the-end so it doesn't move forward when new elements are
2414fa3d789dSPierre van Houtryve   // added.
2415fa3d789dSPierre van Houtryve   auto FirstNewRC = std::prev(RegClasses.end());
2416fa3d789dSPierre van Houtryve 
2417fa3d789dSPierre van Houtryve   // Visit all register classes, including the ones being added by the loop.
2418fa3d789dSPierre van Houtryve   // Watch out for iterator invalidation here.
2419fa3d789dSPierre van Houtryve   for (auto I = RegClasses.begin(), E = RegClasses.end(); I != E; ++I) {
2420fa3d789dSPierre van Houtryve     CodeGenRegisterClass *RC = &*I;
2421fa3d789dSPierre van Houtryve     if (RC->Artificial)
2422fa3d789dSPierre van Houtryve       continue;
2423fa3d789dSPierre van Houtryve 
2424fa3d789dSPierre van Houtryve     // Synthesize answers for getSubClassWithSubReg().
2425fa3d789dSPierre van Houtryve     inferSubClassWithSubReg(RC);
2426fa3d789dSPierre van Houtryve 
2427fa3d789dSPierre van Houtryve     // Synthesize answers for getCommonSubClass().
2428fa3d789dSPierre van Houtryve     inferCommonSubClass(RC);
2429fa3d789dSPierre van Houtryve 
2430fa3d789dSPierre van Houtryve     // Synthesize answers for getMatchingSuperRegClass().
2431fa3d789dSPierre van Houtryve     inferMatchingSuperRegClass(RC);
2432fa3d789dSPierre van Houtryve 
2433fa3d789dSPierre van Houtryve     // New register classes are created while this loop is running, and we need
2434fa3d789dSPierre van Houtryve     // to visit all of them.  I  particular, inferMatchingSuperRegClass needs
2435fa3d789dSPierre van Houtryve     // to match old super-register classes with sub-register classes created
2436fa3d789dSPierre van Houtryve     // after inferMatchingSuperRegClass was called.  At this point,
2437fa3d789dSPierre van Houtryve     // inferMatchingSuperRegClass has checked SuperRC = [0..rci] with SubRC =
2438fa3d789dSPierre van Houtryve     // [0..FirstNewRC).  We need to cover SubRC = [FirstNewRC..rci].
2439fa3d789dSPierre van Houtryve     if (I == FirstNewRC) {
2440fa3d789dSPierre van Houtryve       auto NextNewRC = std::prev(RegClasses.end());
2441fa3d789dSPierre van Houtryve       for (auto I2 = RegClasses.begin(), E2 = std::next(FirstNewRC); I2 != E2;
2442fa3d789dSPierre van Houtryve            ++I2)
2443fa3d789dSPierre van Houtryve         inferMatchingSuperRegClass(&*I2, E2);
2444fa3d789dSPierre van Houtryve       FirstNewRC = NextNewRC;
2445fa3d789dSPierre van Houtryve     }
2446fa3d789dSPierre van Houtryve   }
2447fa3d789dSPierre van Houtryve }
2448fa3d789dSPierre van Houtryve 
2449fa3d789dSPierre van Houtryve /// getRegisterClassForRegister - Find the register class that contains the
2450fa3d789dSPierre van Houtryve /// specified physical register.  If the register is not in a register class,
2451fa3d789dSPierre van Houtryve /// return null. If the register is in multiple classes, and the classes have a
2452fa3d789dSPierre van Houtryve /// superset-subset relationship and the same set of types, return the
2453fa3d789dSPierre van Houtryve /// superclass.  Otherwise return null.
24547c6592f5SRahul Joshi const CodeGenRegisterClass *
24557c6592f5SRahul Joshi CodeGenRegBank::getRegClassForRegister(const Record *R) {
2456fa3d789dSPierre van Houtryve   const CodeGenRegister *Reg = getReg(R);
2457fa3d789dSPierre van Houtryve   const CodeGenRegisterClass *FoundRC = nullptr;
2458fa3d789dSPierre van Houtryve   for (const auto &RC : getRegClasses()) {
2459fa3d789dSPierre van Houtryve     if (!RC.contains(Reg))
2460fa3d789dSPierre van Houtryve       continue;
2461fa3d789dSPierre van Houtryve 
2462fa3d789dSPierre van Houtryve     // If this is the first class that contains the register,
2463fa3d789dSPierre van Houtryve     // make a note of it and go on to the next class.
2464fa3d789dSPierre van Houtryve     if (!FoundRC) {
2465fa3d789dSPierre van Houtryve       FoundRC = &RC;
2466fa3d789dSPierre van Houtryve       continue;
2467fa3d789dSPierre van Houtryve     }
2468fa3d789dSPierre van Houtryve 
2469fa3d789dSPierre van Houtryve     // If a register's classes have different types, return null.
2470fa3d789dSPierre van Houtryve     if (RC.getValueTypes() != FoundRC->getValueTypes())
2471fa3d789dSPierre van Houtryve       return nullptr;
2472fa3d789dSPierre van Houtryve 
2473fa3d789dSPierre van Houtryve     // Check to see if the previously found class that contains
2474fa3d789dSPierre van Houtryve     // the register is a subclass of the current class. If so,
2475fa3d789dSPierre van Houtryve     // prefer the superclass.
2476fa3d789dSPierre van Houtryve     if (RC.hasSubClass(FoundRC)) {
2477fa3d789dSPierre van Houtryve       FoundRC = &RC;
2478fa3d789dSPierre van Houtryve       continue;
2479fa3d789dSPierre van Houtryve     }
2480fa3d789dSPierre van Houtryve 
2481fa3d789dSPierre van Houtryve     // Check to see if the previously found class that contains
2482fa3d789dSPierre van Houtryve     // the register is a superclass of the current class. If so,
2483fa3d789dSPierre van Houtryve     // prefer the superclass.
2484fa3d789dSPierre van Houtryve     if (FoundRC->hasSubClass(&RC))
2485fa3d789dSPierre van Houtryve       continue;
2486fa3d789dSPierre van Houtryve 
2487fa3d789dSPierre van Houtryve     // Multiple classes, and neither is a superclass of the other.
2488fa3d789dSPierre van Houtryve     // Return null.
2489fa3d789dSPierre van Houtryve     return nullptr;
2490fa3d789dSPierre van Houtryve   }
2491fa3d789dSPierre van Houtryve   return FoundRC;
2492fa3d789dSPierre van Houtryve }
2493fa3d789dSPierre van Houtryve 
2494fa3d789dSPierre van Houtryve const CodeGenRegisterClass *
24957c6592f5SRahul Joshi CodeGenRegBank::getMinimalPhysRegClass(const Record *RegRecord,
2496fa3d789dSPierre van Houtryve                                        ValueTypeByHwMode *VT) {
2497fa3d789dSPierre van Houtryve   const CodeGenRegister *Reg = getReg(RegRecord);
2498fa3d789dSPierre van Houtryve   const CodeGenRegisterClass *BestRC = nullptr;
2499fa3d789dSPierre van Houtryve   for (const auto &RC : getRegClasses()) {
2500fa3d789dSPierre van Houtryve     if ((!VT || RC.hasType(*VT)) && RC.contains(Reg) &&
2501fa3d789dSPierre van Houtryve         (!BestRC || BestRC->hasSubClass(&RC)))
2502fa3d789dSPierre van Houtryve       BestRC = &RC;
2503fa3d789dSPierre van Houtryve   }
2504fa3d789dSPierre van Houtryve 
2505fa3d789dSPierre van Houtryve   assert(BestRC && "Couldn't find the register class");
2506fa3d789dSPierre van Houtryve   return BestRC;
2507fa3d789dSPierre van Houtryve }
2508fa3d789dSPierre van Houtryve 
250916510149SRahul Joshi BitVector
251016510149SRahul Joshi CodeGenRegBank::computeCoveredRegisters(ArrayRef<const Record *> Regs) {
2511fa3d789dSPierre van Houtryve   SetVector<const CodeGenRegister *> Set;
2512fa3d789dSPierre van Houtryve 
2513fa3d789dSPierre van Houtryve   // First add Regs with all sub-registers.
2514fa3d789dSPierre van Houtryve   for (unsigned i = 0, e = Regs.size(); i != e; ++i) {
2515fa3d789dSPierre van Houtryve     CodeGenRegister *Reg = getReg(Regs[i]);
2516fa3d789dSPierre van Houtryve     if (Set.insert(Reg))
2517fa3d789dSPierre van Houtryve       // Reg is new, add all sub-registers.
2518fa3d789dSPierre van Houtryve       // The pre-ordering is not important here.
2519fa3d789dSPierre van Houtryve       Reg->addSubRegsPreOrder(Set, *this);
2520fa3d789dSPierre van Houtryve   }
2521fa3d789dSPierre van Houtryve 
2522fa3d789dSPierre van Houtryve   // Second, find all super-registers that are completely covered by the set.
2523fa3d789dSPierre van Houtryve   for (unsigned i = 0; i != Set.size(); ++i) {
2524fa3d789dSPierre van Houtryve     const CodeGenRegister::SuperRegList &SR = Set[i]->getSuperRegs();
2525fa3d789dSPierre van Houtryve     for (unsigned j = 0, e = SR.size(); j != e; ++j) {
2526fa3d789dSPierre van Houtryve       const CodeGenRegister *Super = SR[j];
2527fa3d789dSPierre van Houtryve       if (!Super->CoveredBySubRegs || Set.count(Super))
2528fa3d789dSPierre van Houtryve         continue;
2529fa3d789dSPierre van Houtryve       // This new super-register is covered by its sub-registers.
2530fa3d789dSPierre van Houtryve       bool AllSubsInSet = true;
2531fa3d789dSPierre van Houtryve       const CodeGenRegister::SubRegMap &SRM = Super->getSubRegs();
2532fa3d789dSPierre van Houtryve       for (auto I : SRM)
2533fa3d789dSPierre van Houtryve         if (!Set.count(I.second)) {
2534fa3d789dSPierre van Houtryve           AllSubsInSet = false;
2535fa3d789dSPierre van Houtryve           break;
2536fa3d789dSPierre van Houtryve         }
2537fa3d789dSPierre van Houtryve       // All sub-registers in Set, add Super as well.
2538fa3d789dSPierre van Houtryve       // We will visit Super later to recheck its super-registers.
2539fa3d789dSPierre van Houtryve       if (AllSubsInSet)
2540fa3d789dSPierre van Houtryve         Set.insert(Super);
2541fa3d789dSPierre van Houtryve     }
2542fa3d789dSPierre van Houtryve   }
2543fa3d789dSPierre van Houtryve 
2544fa3d789dSPierre van Houtryve   // Convert to BitVector.
2545fa3d789dSPierre van Houtryve   BitVector BV(Registers.size() + 1);
2546fa3d789dSPierre van Houtryve   for (unsigned i = 0, e = Set.size(); i != e; ++i)
2547fa3d789dSPierre van Houtryve     BV.set(Set[i]->EnumValue);
2548fa3d789dSPierre van Houtryve   return BV;
2549fa3d789dSPierre van Houtryve }
2550fa3d789dSPierre van Houtryve 
2551fa3d789dSPierre van Houtryve void CodeGenRegBank::printRegUnitName(unsigned Unit) const {
2552fa3d789dSPierre van Houtryve   if (Unit < NumNativeRegUnits)
2553fa3d789dSPierre van Houtryve     dbgs() << ' ' << RegUnits[Unit].Roots[0]->getName();
2554fa3d789dSPierre van Houtryve   else
2555fa3d789dSPierre van Houtryve     dbgs() << " #" << Unit;
2556fa3d789dSPierre van Houtryve }
2557