lib/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.cpp

   1 //===-- LiveIntervals.cpp - Live Interval Analysis ------------------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
   6 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file implements the LiveInterval analysis pass which is used
  11 // by the Linear Scan Register allocator. This pass linearizes the
  12 // basic blocks of the function in DFS order and uses the
  13 // LiveVariables pass to conservatively compute live intervals for
  14 // each virtual and physical register.
  15 //
  16 //===----------------------------------------------------------------------===//
  17
  18 #define DEBUG_TYPE "liveintervals"
  19 #include "LiveIntervals.h"
  20 #include "llvm/Value.h"
  21 #include "llvm/Analysis/LoopInfo.h"
  22 #include "llvm/CodeGen/LiveVariables.h"
  23 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  24 #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
  25 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
  26 #include "llvm/CodeGen/SSARegMap.h"
  27 #include "llvm/Target/MRegisterInfo.h"
  28 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  29 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  30 #include "Support/CommandLine.h"
  31 #include "Support/Debug.h"
  32 #include "Support/Statistic.h"
  33 #include "Support/STLExtras.h"
  34 #include "VirtRegMap.h"
  35 #include <cmath>
  36 #include <iostream>
  37
  38 using namespace llvm;
  39
  40 namespace {
  41     RegisterAnalysis<LiveIntervals> X("liveintervals",
  42                                       "Live Interval Analysis");
  43
  44     Statistic<> numIntervals
  45     ("liveintervals", "Number of original intervals");
  46
  47     Statistic<> numIntervalsAfter
  48     ("liveintervals", "Number of intervals after coalescing");
  49
  50     Statistic<> numJoins
  51     ("liveintervals", "Number of interval joins performed");
  52
  53     Statistic<> numPeep
  54     ("liveintervals", "Number of identity moves eliminated after coalescing");
  55
  56     Statistic<> numFolded
  57     ("liveintervals", "Number of loads/stores folded into instructions");
  58
  59     cl::opt<bool>
  60     EnableJoining("join-liveintervals",
  61                   cl::desc("Join compatible live intervals"),
  62                   cl::init(true));
  63 };
  64
  65 void LiveIntervals::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const
  66 {
  67     AU.addPreserved<LiveVariables>();
  68     AU.addRequired<LiveVariables>();
  69     AU.addPreservedID(PHIEliminationID);
  70     AU.addRequiredID(PHIEliminationID);
  71     AU.addRequiredID(TwoAddressInstructionPassID);
  72     AU.addRequired<LoopInfo>();
  73     MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
  74 }
  75
  76 void LiveIntervals::releaseMemory()
  77 {
  78     mi2iMap_.clear();
  79     i2miMap_.clear();
  80     r2iMap_.clear();
  81     r2rMap_.clear();
  82     intervals_.clear();
  83 }
  84
  85
  86 /// runOnMachineFunction - Register allocate the whole function
  87 ///
  88 bool LiveIntervals::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
  89     mf_ = &fn;
  90     tm_ = &fn.getTarget();
  91     mri_ = tm_->getRegisterInfo();
  92     lv_ = &getAnalysis<LiveVariables>();
  93
  94     // number MachineInstrs
  95     unsigned miIndex = 0;
  96     for (MachineFunction::iterator mbb = mf_->begin(), mbbEnd = mf_->end();
  97          mbb != mbbEnd; ++mbb)
  98         for (MachineBasicBlock::iterator mi = mbb->begin(), miEnd = mbb->end();
  99              mi != miEnd; ++mi) {
 100             bool inserted = mi2iMap_.insert(std::make_pair(mi, miIndex)).second;
 101             assert(inserted && "multiple MachineInstr -> index mappings");
 102             i2miMap_.push_back(mi);
 103             miIndex += InstrSlots::NUM;
 104         }
 105
 106     computeIntervals();
 107
 108     numIntervals += intervals_.size();
 109
 110     // join intervals if requested
 111     if (EnableJoining) joinIntervals();
 112     //DEBUG(mf_->viewCFG());
 113
 114     numIntervalsAfter += intervals_.size();
 115
 116     // perform a final pass over the instructions and compute spill
 117     // weights, coalesce virtual registers and remove identity moves
 118     const LoopInfo& loopInfo = getAnalysis<LoopInfo>();
 119     const TargetInstrInfo& tii = *tm_->getInstrInfo();
 120
 121     for (MachineFunction::iterator mbbi = mf_->begin(), mbbe = mf_->end();
 122          mbbi != mbbe; ++mbbi) {
 123         MachineBasicBlock* mbb = mbbi;
 124         unsigned loopDepth = loopInfo.getLoopDepth(mbb->getBasicBlock());
 125
 126         for (MachineBasicBlock::iterator mii = mbb->begin(), mie = mbb->end();
 127              mii != mie; ) {
 128             // if the move will be an identity move delete it
 129             unsigned srcReg, dstReg;
 130             if (tii.isMoveInstr(*mii, srcReg, dstReg) &&
 131                 rep(srcReg) == rep(dstReg)) {
 132                 // remove from def list
 133                 LiveInterval& interval = getOrCreateInterval(rep(dstReg));
 134                 // remove index -> MachineInstr and
 135                 // MachineInstr -> index mappings
 136                 Mi2IndexMap::iterator mi2i = mi2iMap_.find(mii);
 137                 if (mi2i != mi2iMap_.end()) {
 138                     i2miMap_[mi2i->second/InstrSlots::NUM] = 0;
 139                     mi2iMap_.erase(mi2i);
 140                 }
 141                 mii = mbbi->erase(mii);
 142                 ++numPeep;
 143             }
 144             else {
 145                 for (unsigned i = 0; i < mii->getNumOperands(); ++i) {
 146                     const MachineOperand& mop = mii->getOperand(i);
 147                     if (mop.isRegister() && mop.getReg() &&
 148                         MRegisterInfo::isVirtualRegister(mop.getReg())) {
 149                         // replace register with representative register
 150                         unsigned reg = rep(mop.getReg());
 151                         mii->SetMachineOperandReg(i, reg);
 152
 153                         Reg2IntervalMap::iterator r2iit = r2iMap_.find(reg);
 154                         assert(r2iit != r2iMap_.end());
 155                         r2iit->second->weight +=
 156                             (mop.isUse() + mop.isDef()) * pow(10.0F, loopDepth);
 157                     }
 158                 }
 159                 ++mii;
 160             }
 161         }
 162     }
 163
 164     intervals_.sort();
 165     DEBUG(std::cerr << "********** INTERVALS **********\n");
 166     DEBUG(std::copy(intervals_.begin(), intervals_.end(),
 167                     std::ostream_iterator<LiveInterval>(std::cerr, "\n")));
 168     DEBUG(std::cerr << "********** MACHINEINSTRS **********\n");
 169     DEBUG(
 170         for (MachineFunction::iterator mbbi = mf_->begin(), mbbe = mf_->end();
 171              mbbi != mbbe; ++mbbi) {
 172             std::cerr << ((Value*)mbbi->getBasicBlock())->getName() << ":\n";
 173             for (MachineBasicBlock::iterator mii = mbbi->begin(),
 174                      mie = mbbi->end(); mii != mie; ++mii) {
 175                 std::cerr << getInstructionIndex(mii) << '\t';
 176                 mii->print(std::cerr, tm_);
 177             }
 178         });
 179
 180     return true;
 181 }
 182
 183 namespace {
 184     /// CompareIntervalStar - This is a simple comparison function for interval
 185     /// pointers.  It compares based on their starting point.
 186     struct CompareIntervalStar {
 187         bool operator()(LiveInterval *LHS, LiveInterval* RHS) const {
 188             return LHS->start() < RHS->start();
 189         }
 190     };
 191 }
 192
 193 std::vector<LiveInterval*> LiveIntervals::addIntervalsForSpills(
 194     const LiveInterval& li,
 195     VirtRegMap& vrm,
 196     int slot)
 197 {
 198     std::vector<LiveInterval*> added;
 199
 200     assert(li.weight != HUGE_VAL &&
 201            "attempt to spill already spilled interval!");
 202
 203     DEBUG(std::cerr << "\t\t\t\tadding intervals for spills for interval: "
 204           << li << '\n');
 205
 206     const TargetRegisterClass* rc = mf_->getSSARegMap()->getRegClass(li.reg);
 207
 208     for (LiveInterval::Ranges::const_iterator
 209              i = li.ranges.begin(), e = li.ranges.end(); i != e; ++i) {
 210         unsigned index = getBaseIndex(i->first);
 211         unsigned end = getBaseIndex(i->second-1) + InstrSlots::NUM;
 212         for (; index < end; index += InstrSlots::NUM) {
 213             // skip deleted instructions
 214             while (!getInstructionFromIndex(index)) index += InstrSlots::NUM;
 215             MachineBasicBlock::iterator mi = getInstructionFromIndex(index);
 216
 217         for_operand:
 218             for (unsigned i = 0; i != mi->getNumOperands(); ++i) {
 219                 MachineOperand& mop = mi->getOperand(i);
 220                 if (mop.isRegister() && mop.getReg() == li.reg) {
 221                     if (MachineInstr* fmi =
 222                         mri_->foldMemoryOperand(mi, i, slot)) {
 223                         lv_->instructionChanged(mi, fmi);
 224                         vrm.virtFolded(li.reg, mi, fmi);
 225                         mi2iMap_.erase(mi);
 226                         i2miMap_[index/InstrSlots::NUM] = fmi;
 227                         mi2iMap_[fmi] = index;
 228                         MachineBasicBlock& mbb = *mi->getParent();
 229                         mi = mbb.insert(mbb.erase(mi), fmi);
 230                         ++numFolded;
 231                         goto for_operand;
 232                     }
 233                     else {
 234                         // This is tricky. We need to add information in
 235                         // the interval about the spill code so we have to
 236                         // use our extra load/store slots.
 237                         //
 238                         // If we have a use we are going to have a load so
 239                         // we start the interval from the load slot
 240                         // onwards. Otherwise we start from the def slot.
 241                         unsigned start = (mop.isUse() ?
 242                                           getLoadIndex(index) :
 243                                           getDefIndex(index));
 244                         // If we have a def we are going to have a store
 245                         // right after it so we end the interval after the
 246                         // use of the next instruction. Otherwise we end
 247                         // after the use of this instruction.
 248                         unsigned end = 1 + (mop.isDef() ?
 249                                             getStoreIndex(index) :
 250                                             getUseIndex(index));
 251
 252                         // create a new register for this spill
 253                         unsigned nReg =
 254                             mf_->getSSARegMap()->createVirtualRegister(rc);
 255                         mi->SetMachineOperandReg(i, nReg);
 256                         vrm.grow();
 257                         vrm.assignVirt2StackSlot(nReg, slot);
 258                         LiveInterval& nI = getOrCreateInterval(nReg);
 259                         assert(nI.empty());
 260                         // the spill weight is now infinity as it
 261                         // cannot be spilled again
 262                         nI.weight = HUGE_VAL;
 263                         nI.addRange(start, end);
 264                         added.push_back(&nI);
 265                         // update live variables
 266                         lv_->addVirtualRegisterKilled(nReg, mi);
 267                         DEBUG(std::cerr << "\t\t\t\tadded new interval: "
 268                               << nI << '\n');
 269                     }
 270                 }
 271             }
 272         }
 273     }
 274
 275     // FIXME: This method MUST return intervals in sorted order.  If a
 276     // particular machine instruction both uses and defines the vreg being
 277     // spilled (e.g.,  vr = vr + 1) and if the def is processed before the
 278     // use, the list ends up not sorted.
 279     //
 280     // The proper way to fix this is to process all uses of the vreg before we
 281     // process any defs.  However, this would require refactoring the above
 282     // blob of code, which I'm not feeling up to right now.
 283     std::sort(added.begin(), added.end(), CompareIntervalStar());
 284     return added;
 285 }
 286
 287 void LiveIntervals::printRegName(unsigned reg) const
 288 {
 289     if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(reg))
 290         std::cerr << mri_->getName(reg);
 291     else
 292         std::cerr << "%reg" << reg;
 293 }
 294
 295 void LiveIntervals::handleVirtualRegisterDef(MachineBasicBlock* mbb,
 296                                              MachineBasicBlock::iterator mi,
 297                                              LiveInterval& interval)
 298 {
 299     DEBUG(std::cerr << "\t\tregister: "; printRegName(interval.reg));
 300     LiveVariables::VarInfo& vi = lv_->getVarInfo(interval.reg);
 301
 302     // Virtual registers may be defined multiple times (due to phi
 303     // elimination).  Much of what we do only has to be done once for the vreg.
 304     // We use an empty interval to detect the first time we see a vreg.
 305     if (interval.empty()) {
 306
 307        // Get the Idx of the defining instructions.
 308        unsigned defIndex = getDefIndex(getInstructionIndex(mi));
 309
 310        // Loop over all of the blocks that the vreg is defined in.  There are
 311        // two cases we have to handle here.  The most common case is a vreg
 312        // whose lifetime is contained within a basic block.  In this case there
 313        // will be a single kill, in MBB, which comes after the definition.
 314        if (vi.Kills.size() == 1 && vi.Kills[0]->getParent() == mbb) {
 315            // FIXME: what about dead vars?
 316            unsigned killIdx;
 317            if (vi.Kills[0] != mi)
 318                killIdx = getUseIndex(getInstructionIndex(vi.Kills[0]))+1;
 319            else
 320                killIdx = defIndex+1;
 321
 322            // If the kill happens after the definition, we have an intra-block
 323            // live range.
 324            if (killIdx > defIndex) {
 325               assert(vi.AliveBlocks.empty() &&
 326                      "Shouldn't be alive across any blocks!");
 327               interval.addRange(defIndex, killIdx);
 328               return;
 329            }
 330        }
 331
 332        // The other case we handle is when a virtual register lives to the end
 333        // of the defining block, potentially live across some blocks, then is
 334        // live into some number of blocks, but gets killed.  Start by adding a
 335        // range that goes from this definition to the end of the defining block.
 336        interval.addRange(defIndex,
 337                          getInstructionIndex(&mbb->back()) + InstrSlots::NUM);
 338
 339        // Iterate over all of the blocks that the variable is completely
 340        // live in, adding [insrtIndex(begin), instrIndex(end)+4) to the
 341        // live interval.
 342        for (unsigned i = 0, e = vi.AliveBlocks.size(); i != e; ++i) {
 343            if (vi.AliveBlocks[i]) {
 344                MachineBasicBlock* mbb = mf_->getBlockNumbered(i);
 345                if (!mbb->empty()) {
 346                    interval.addRange(
 347                        getInstructionIndex(&mbb->front()),
 348                        getInstructionIndex(&mbb->back()) + InstrSlots::NUM);
 349                }
 350            }
 351        }
 352
 353        // Finally, this virtual register is live from the start of any killing
 354        // block to the 'use' slot of the killing instruction.
 355        for (unsigned i = 0, e = vi.Kills.size(); i != e; ++i) {
 356            MachineInstr *Kill = vi.Kills[i];
 357            interval.addRange(getInstructionIndex(Kill->getParent()->begin()),
 358                              getUseIndex(getInstructionIndex(Kill))+1);
 359        }
 360
 361     } else {
 362        // If this is the second time we see a virtual register definition, it
 363        // must be due to phi elimination.  In this case, the defined value will
 364        // be live until the end of the basic block it is defined in.
 365        unsigned defIndex = getDefIndex(getInstructionIndex(mi));
 366        interval.addRange(defIndex,
 367                          getInstructionIndex(&mbb->back()) + InstrSlots::NUM);
 368     }
 369
 370     DEBUG(std::cerr << '\n');
 371 }
 372
 373 void LiveIntervals::handlePhysicalRegisterDef(MachineBasicBlock* mbb,
 374                                               MachineBasicBlock::iterator mi,
 375                                               LiveInterval& interval)
 376 {
 377     // A physical register cannot be live across basic block, so its
 378     // lifetime must end somewhere in its defining basic block.
 379     DEBUG(std::cerr << "\t\tregister: "; printRegName(interval.reg));
 380     typedef LiveVariables::killed_iterator KillIter;
 381
 382     MachineBasicBlock::iterator e = mbb->end();
 383     unsigned baseIndex = getInstructionIndex(mi);
 384     unsigned start = getDefIndex(baseIndex);
 385     unsigned end = start;
 386
 387     // If it is not used after definition, it is considered dead at
 388     // the instruction defining it. Hence its interval is:
 389     // [defSlot(def), defSlot(def)+1)
 390     for (KillIter ki = lv_->dead_begin(mi), ke = lv_->dead_end(mi);
 391          ki != ke; ++ki) {
 392         if (interval.reg == ki->second) {
 393             DEBUG(std::cerr << " dead");
 394             end = getDefIndex(start) + 1;
 395             goto exit;
 396         }
 397     }
 398
 399     // If it is not dead on definition, it must be killed by a
 400     // subsequent instruction. Hence its interval is:
 401     // [defSlot(def), useSlot(kill)+1)
 402     do {
 403         ++mi;
 404         baseIndex += InstrSlots::NUM;
 405         for (KillIter ki = lv_->killed_begin(mi), ke = lv_->killed_end(mi);
 406              ki != ke; ++ki) {
 407             if (interval.reg == ki->second) {
 408                 DEBUG(std::cerr << " killed");
 409                 end = getUseIndex(baseIndex) + 1;
 410                 goto exit;
 411             }
 412         }
 413     } while (mi != e);
 414
 415 exit:
 416     assert(start < end && "did not find end of interval?");
 417     interval.addRange(start, end);
 418     DEBUG(std::cerr << '\n');
 419 }
 420
 421 void LiveIntervals::handleRegisterDef(MachineBasicBlock* mbb,
 422                                       MachineBasicBlock::iterator mi,
 423                                       unsigned reg)
 424 {
 425     if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(reg)) {
 426         if (lv_->getAllocatablePhysicalRegisters()[reg]) {
 427             handlePhysicalRegisterDef(mbb, mi, getOrCreateInterval(reg));
 428             for (const unsigned* as = mri_->getAliasSet(reg); *as; ++as)
 429                 handlePhysicalRegisterDef(mbb, mi, getOrCreateInterval(*as));
 430         }
 431     }
 432     else
 433         handleVirtualRegisterDef(mbb, mi, getOrCreateInterval(reg));
 434 }
 435
 436 unsigned LiveIntervals::getInstructionIndex(MachineInstr* instr) const
 437 {
 438     Mi2IndexMap::const_iterator it = mi2iMap_.find(instr);
 439     return (it == mi2iMap_.end() ?
 440             std::numeric_limits<unsigned>::max() :
 441             it->second);
 442 }
 443
 444 MachineInstr* LiveIntervals::getInstructionFromIndex(unsigned index) const
 445 {
 446     index /= InstrSlots::NUM; // convert index to vector index
 447     assert(index < i2miMap_.size() &&
 448            "index does not correspond to an instruction");
 449     return i2miMap_[index];
 450 }
 451
 452 /// computeIntervals - computes the live intervals for virtual
 453 /// registers. for some ordering of the machine instructions [1,N] a
 454 /// live interval is an interval [i, j) where 1 <= i <= j < N for
 455 /// which a variable is live
 456 void LiveIntervals::computeIntervals()
 457 {
 458     DEBUG(std::cerr << "********** COMPUTING LIVE INTERVALS **********\n");
 459     DEBUG(std::cerr << "********** Function: "
 460           << ((Value*)mf_->getFunction())->getName() << '\n');
 461
 462     for (MachineFunction::iterator I = mf_->begin(), E = mf_->end();
 463          I != E; ++I) {
 464         MachineBasicBlock* mbb = I;
 465         DEBUG(std::cerr << ((Value*)mbb->getBasicBlock())->getName() << ":\n");
 466
 467         for (MachineBasicBlock::iterator mi = mbb->begin(), miEnd = mbb->end();
 468              mi != miEnd; ++mi) {
 469             const TargetInstrDescriptor& tid =
 470                 tm_->getInstrInfo()->get(mi->getOpcode());
 471             DEBUG(std::cerr << getInstructionIndex(mi) << "\t";
 472                   mi->print(std::cerr, tm_));
 473
 474             // handle implicit defs
 475             for (const unsigned* id = tid.ImplicitDefs; *id; ++id)
 476                 handleRegisterDef(mbb, mi, *id);
 477
 478             // handle explicit defs
 479             for (int i = mi->getNumOperands() - 1; i >= 0; --i) {
 480                 MachineOperand& mop = mi->getOperand(i);
 481                 // handle register defs - build intervals
 482                 if (mop.isRegister() && mop.getReg() && mop.isDef())
 483                     handleRegisterDef(mbb, mi, mop.getReg());
 484             }
 485         }
 486     }
 487 }
 488
 489 unsigned LiveIntervals::rep(unsigned reg)
 490 {
 491     Reg2RegMap::iterator it = r2rMap_.find(reg);
 492     if (it != r2rMap_.end())
 493         return it->second = rep(it->second);
 494     return reg;
 495 }
 496
 497 void LiveIntervals::joinIntervals()
 498 {
 499     DEBUG(std::cerr << "********** JOINING INTERVALS ***********\n");
 500
 501     const TargetInstrInfo& tii = *tm_->getInstrInfo();
 502
 503     for (MachineFunction::iterator mbbi = mf_->begin(), mbbe = mf_->end();
 504          mbbi != mbbe; ++mbbi) {
 505         MachineBasicBlock* mbb = mbbi;
 506         DEBUG(std::cerr << ((Value*)mbb->getBasicBlock())->getName() << ":\n");
 507
 508         for (MachineBasicBlock::iterator mi = mbb->begin(), mie = mbb->end();
 509              mi != mie; ++mi) {
 510             const TargetInstrDescriptor& tid = tii.get(mi->getOpcode());
 511             DEBUG(std::cerr << getInstructionIndex(mi) << '\t';
 512                   mi->print(std::cerr, tm_););
 513
 514             // we only join virtual registers with allocatable
 515             // physical registers since we do not have liveness information
 516             // on not allocatable physical registers
 517             unsigned regA, regB;
 518             if (tii.isMoveInstr(*mi, regA, regB) &&
 519                 (MRegisterInfo::isVirtualRegister(regA) ||
 520                  lv_->getAllocatablePhysicalRegisters()[regA]) &&
 521                 (MRegisterInfo::isVirtualRegister(regB) ||
 522                  lv_->getAllocatablePhysicalRegisters()[regB])) {
 523
 524                 // get representative registers
 525                 regA = rep(regA);
 526                 regB = rep(regB);
 527
 528                 // if they are already joined we continue
 529                 if (regA == regB)
 530                     continue;
 531
 532                 Reg2IntervalMap::iterator r2iA = r2iMap_.find(regA);
 533                 assert(r2iA != r2iMap_.end() &&
 534                        "Found unknown vreg in 'isMoveInstr' instruction");
 535                 Reg2IntervalMap::iterator r2iB = r2iMap_.find(regB);
 536                 assert(r2iB != r2iMap_.end() &&
 537                        "Found unknown vreg in 'isMoveInstr' instruction");
 538
 539                 Intervals::iterator intA = r2iA->second;
 540                 Intervals::iterator intB = r2iB->second;
 541
 542                 // both A and B are virtual registers
 543                 if (MRegisterInfo::isVirtualRegister(intA->reg) &&
 544                     MRegisterInfo::isVirtualRegister(intB->reg)) {
 545
 546                     const TargetRegisterClass *rcA, *rcB;
 547                     rcA = mf_->getSSARegMap()->getRegClass(intA->reg);
 548                     rcB = mf_->getSSARegMap()->getRegClass(intB->reg);
 549                     // if they are not of the same register class we continue
 550                     if (rcA != rcB)
 551                         continue;
 552
 553                     // if their intervals do not overlap we join them
 554                     if (!intB->overlaps(*intA)) {
 555                         intA->join(*intB);
 556                         r2iB->second = r2iA->second;
 557                         r2rMap_.insert(std::make_pair(intB->reg, intA->reg));
 558                         intervals_.erase(intB);
 559                     }
 560                 } else if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(intA->reg) ^
 561                            MRegisterInfo::isPhysicalRegister(intB->reg)) {
 562                     if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(intB->reg)) {
 563                         std::swap(regA, regB);
 564                         std::swap(intA, intB);
 565                         std::swap(r2iA, r2iB);
 566                     }
 567
 568                     assert(MRegisterInfo::isPhysicalRegister(intA->reg) &&
 569                            MRegisterInfo::isVirtualRegister(intB->reg) &&
 570                            "A must be physical and B must be virtual");
 571
 572                     const TargetRegisterClass *rcA, *rcB;
 573                     rcA = mri_->getRegClass(intA->reg);
 574                     rcB = mf_->getSSARegMap()->getRegClass(intB->reg);
 575                     // if they are not of the same register class we continue
 576                     if (rcA != rcB)
 577                         continue;
 578
 579                     if (!intA->overlaps(*intB) &&
 580                         !overlapsAliases(*intA, *intB)) {
 581                         intA->join(*intB);
 582                         r2iB->second = r2iA->second;
 583                         r2rMap_.insert(std::make_pair(intB->reg, intA->reg));
 584                         intervals_.erase(intB);
 585                     }
 586                 }
 587             }
 588         }
 589     }
 590 }
 591
 592 bool LiveIntervals::overlapsAliases(const LiveInterval& lhs,
 593                                     const LiveInterval& rhs) const
 594 {
 595     assert(MRegisterInfo::isPhysicalRegister(lhs.reg) &&
 596            "first interval must describe a physical register");
 597
 598     for (const unsigned* as = mri_->getAliasSet(lhs.reg); *as; ++as) {
 599         Reg2IntervalMap::const_iterator r2i = r2iMap_.find(*as);
 600         assert(r2i != r2iMap_.end() && "alias does not have interval?");
 601         if (rhs.overlaps(*r2i->second))
 602             return true;
 603     }
 604
 605     return false;
 606 }
 607
 608 LiveInterval& LiveIntervals::getOrCreateInterval(unsigned reg)
 609 {
 610     Reg2IntervalMap::iterator r2iit = r2iMap_.lower_bound(reg);
 611     if (r2iit == r2iMap_.end() || r2iit->first != reg) {
 612         intervals_.push_back(LiveInterval(reg));
 613         r2iit = r2iMap_.insert(r2iit, std::make_pair(reg, --intervals_.end()));
 614     }
 615
 616     return *r2iit->second;
 617 }
 618
 619 LiveInterval::LiveInterval(unsigned r)
 620     : reg(r),
 621       weight((MRegisterInfo::isPhysicalRegister(r) ?  HUGE_VAL : 0.0F))
 622 {
 623 }
 624
 625 bool LiveInterval::spilled() const
 626 {
 627     return (weight == HUGE_VAL &&
 628             MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg));
 629 }
 630
 631 // An example for liveAt():
 632 //
 633 // this = [1,4), liveAt(0) will return false. The instruction defining
 634 // this spans slots [0,3]. The interval belongs to an spilled
 635 // definition of the variable it represents. This is because slot 1 is
 636 // used (def slot) and spans up to slot 3 (store slot).
 637 //
 638 bool LiveInterval::liveAt(unsigned index) const
 639 {
 640     Range dummy(index, index+1);
 641     Ranges::const_iterator r = std::upper_bound(ranges.begin(),
 642                                                 ranges.end(),
 643                                                 dummy);
 644     if (r == ranges.begin())
 645         return false;
 646
 647     --r;
 648     return index >= r->first && index < r->second;
 649 }
 650
 651 // An example for overlaps():
 652 //
 653 // 0: A = ...
 654 // 4: B = ...
 655 // 8: C = A + B ;; last use of A
 656 //
 657 // The live intervals should look like:
 658 //
 659 // A = [3, 11)
 660 // B = [7, x)
 661 // C = [11, y)
 662 //
 663 // A->overlaps(C) should return false since we want to be able to join
 664 // A and C.
 665 bool LiveInterval::overlaps(const LiveInterval& other) const
 666 {
 667     Ranges::const_iterator i = ranges.begin();
 668     Ranges::const_iterator ie = ranges.end();
 669     Ranges::const_iterator j = other.ranges.begin();
 670     Ranges::const_iterator je = other.ranges.end();
 671     if (i->first < j->first) {
 672         i = std::upper_bound(i, ie, *j);
 673         if (i != ranges.begin()) --i;
 674     }
 675     else if (j->first < i->first) {
 676         j = std::upper_bound(j, je, *i);
 677         if (j != other.ranges.begin()) --j;
 678     }
 679
 680     while (i != ie && j != je) {
 681         if (i->first == j->first) {
 682             return true;
 683         }
 684         else {
 685             if (i->first > j->first) {
 686                 swap(i, j);
 687                 swap(ie, je);
 688             }
 689             assert(i->first < j->first);
 690
 691             if (i->second > j->first) {
 692                 return true;
 693             }
 694             else {
 695                 ++i;
 696             }
 697         }
 698     }
 699
 700     return false;
 701 }
 702
 703 void LiveInterval::addRange(unsigned start, unsigned end)
 704 {
 705     assert(start < end && "Invalid range to add!");
 706     DEBUG(std::cerr << " +[" << start << ',' << end << ")");
 707     //assert(start < end && "invalid range?");
 708     Range range = std::make_pair(start, end);
 709     Ranges::iterator it =
 710         ranges.insert(std::upper_bound(ranges.begin(), ranges.end(), range),
 711                       range);
 712
 713     it = mergeRangesForward(it);
 714     it = mergeRangesBackward(it);
 715 }
 716
 717 void LiveInterval::join(const LiveInterval& other)
 718 {
 719     DEBUG(std::cerr << "\t\tjoining " << *this << " with " << other);
 720     Ranges::iterator cur = ranges.begin();
 721
 722     for (Ranges::const_iterator i = other.ranges.begin(),
 723              e = other.ranges.end(); i != e; ++i) {
 724         cur = ranges.insert(std::upper_bound(cur, ranges.end(), *i), *i);
 725         cur = mergeRangesForward(cur);
 726         cur = mergeRangesBackward(cur);
 727     }
 728     weight += other.weight;
 729     ++numJoins;
 730     DEBUG(std::cerr << ".  Result = " << *this << "\n");
 731 }
 732
 733 LiveInterval::Ranges::iterator LiveInterval::
 734 mergeRangesForward(Ranges::iterator it)
 735 {
 736     Ranges::iterator n;
 737     while ((n = next(it)) != ranges.end()) {
 738         if (n->first > it->second)
 739             break;
 740         it->second = std::max(it->second, n->second);
 741         n = ranges.erase(n);
 742     }
 743     return it;
 744 }
 745
 746 LiveInterval::Ranges::iterator LiveInterval::
 747 mergeRangesBackward(Ranges::iterator it)
 748 {
 749     while (it != ranges.begin()) {
 750         Ranges::iterator p = prior(it);
 751         if (it->first > p->second)
 752             break;
 753
 754         it->first = std::min(it->first, p->first);
 755         it->second = std::max(it->second, p->second);
 756         it = ranges.erase(p);
 757     }
 758
 759     return it;
 760 }
 761
 762 std::ostream& llvm::operator<<(std::ostream& os, const LiveInterval& li)
 763 {
 764     os << "%reg" << li.reg << ',' << li.weight;
 765     if (li.empty())
 766         return os << "EMPTY";
 767
 768     os << " = ";
 769     for (LiveInterval::Ranges::const_iterator
 770              i = li.ranges.begin(), e = li.ranges.end(); i != e; ++i) {
 771         os << "[" << i->first << "," << i->second << ")";
 772     }
 773     return os;
 774 }