llvm/docs/GlobalISel/RegBankSelect.rst

   1 .. _regbankselect:
   2
   3 RegBankSelect
   4 -------------
   5
   6 This pass constrains the :ref:`gmir-gvregs` operands of generic
   7 instructions to some :ref:`gmir-regbank`.
   8
   9 It iteratively maps instructions to a set of per-operand bank assignment.
  10 The possible mappings are determined by the target-provided
  11 :ref:`RegisterBankInfo <api-registerbankinfo>`.
  12 The mapping is then applied, possibly introducing ``COPY`` instructions if
  13 necessary.
  14
  15 It traverses the ``MachineFunction`` top down so that all operands are already
  16 mapped when analyzing an instruction.
  17
  18 This pass could also remap target-specific instructions when beneficial.
  19 In the future, this could replace the ExeDepsFix pass, as we can directly
  20 select the best variant for an instruction that's available on multiple banks.
  21
  22 .. _api-registerbankinfo:
  23
  24 API: RegisterBankInfo
  25 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
  26
  27 The ``RegisterBankInfo`` class describes multiple aspects of register banks.
  28
  29 * **Banks**: ``addRegBankCoverage`` --- which register bank covers each
  30   register class.
  31
  32 * **Cross-Bank Copies**: ``copyCost`` --- the cost of a ``COPY`` from one bank
  33   to another.
  34
  35 * **Default Mapping**: ``getInstrMapping`` --- the default bank assignments for
  36   a given instruction.
  37
  38 * **Alternative Mapping**: ``getInstrAlternativeMapping`` --- the other
  39   possible bank assignments for a given instruction.
  40
  41 ``TODO``:
  42 All this information should eventually be static and generated by TableGen,
  43 mostly using existing information augmented by bank descriptions.
  44
  45 ``TODO``:
  46 ``getInstrMapping`` is currently separate from ``getInstrAlternativeMapping``
  47 because the latter is more expensive: as we move to static mapping info,
  48 both methods should be free, and we should merge them.
  49
  50 .. _regbankselect-modes:
  51
  52 RegBankSelect Modes
  53 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
  54
  55 ``RegBankSelect`` currently has two modes:
  56
  57 * **Fast** --- For each instruction, pick a target-provided "default" bank
  58   assignment.  This is the default at -O0.
  59
  60 * **Greedy** --- For each instruction, pick the cheapest of several
  61   target-provided bank assignment alternatives.
  62
  63 We intend to eventually introduce an additional optimizing mode:
  64
  65 * **Global** --- Across multiple instructions, pick the cheapest combination of
  66   bank assignments.
  67
  68 ``NOTE``:
  69 On AArch64, we are considering using the Greedy mode even at -O0 (or perhaps at
  70 backend -O1):  because :ref:`gmir-llt` doesn't distinguish floating point from
  71 integer scalars, the default assignment for loads and stores is the integer
  72 bank, introducing cross-bank copies on most floating point operations.
  73