6d0e523487a05f6ec8ce0afb6d50904617dddf37
[oota-llvm.git] / 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/Analysis/LoopInfo.h"
21 #include "llvm/CodeGen/LiveVariables.h"
22 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
23 #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
24 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
25 #include "llvm/CodeGen/SSARegMap.h"
26 #include "llvm/Target/MRegisterInfo.h"
27 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
28 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
29 #include "llvm/Support/CFG.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 #include <limits>
38
39 using namespace llvm;
40
41 namespace {
42     RegisterAnalysis<LiveIntervals> X("liveintervals",
43                                       "Live Interval Analysis");
44
45     Statistic<> numIntervals
46     ("liveintervals", "Number of original intervals");
47
48     Statistic<> numIntervalsAfter
49     ("liveintervals", "Number of intervals after coalescing");
50
51     Statistic<> numJoins
52     ("liveintervals", "Number of interval joins performed");
53
54     Statistic<> numPeep
55     ("liveintervals", "Number of identity moves eliminated after coalescing");
56
57     Statistic<> numFolded
58     ("liveintervals", "Number of loads/stores folded into instructions");
59
60     cl::opt<bool>
61     join("join-liveintervals",
62          cl::desc("Join compatible live intervals"),
63          cl::init(true));
64 };
65
66 void LiveIntervals::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const
67 {
68     AU.addPreserved<LiveVariables>();
69     AU.addRequired<LiveVariables>();
70     AU.addPreservedID(PHIEliminationID);
71     AU.addRequiredID(PHIEliminationID);
72     AU.addRequiredID(TwoAddressInstructionPassID);
73     AU.addRequired<LoopInfo>();
74     MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
75 }
76
77 void LiveIntervals::releaseMemory()
78 {
79     mbbi2mbbMap_.clear();
80     mi2iMap_.clear();
81     i2miMap_.clear();
82     r2iMap_.clear();
83     r2rMap_.clear();
84     intervals_.clear();
85 }
86
87
88 /// runOnMachineFunction - Register allocate the whole function
89 ///
90 bool LiveIntervals::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
91     mf_ = &fn;
92     tm_ = &fn.getTarget();
93     mri_ = tm_->getRegisterInfo();
94     lv_ = &getAnalysis<LiveVariables>();
95
96     // number MachineInstrs
97     unsigned miIndex = 0;
98     for (MachineFunction::iterator mbb = mf_->begin(), mbbEnd = mf_->end();
99          mbb != mbbEnd; ++mbb) {
100         const std::pair<MachineBasicBlock*, unsigned>& entry =
101             lv_->getMachineBasicBlockInfo(mbb);
102         bool inserted = mbbi2mbbMap_.insert(std::make_pair(entry.second,
103                                                            entry.first)).second;
104         assert(inserted && "multiple index -> MachineBasicBlock");
105
106         for (MachineBasicBlock::iterator mi = mbb->begin(), miEnd = mbb->end();
107              mi != miEnd; ++mi) {
108             inserted = mi2iMap_.insert(std::make_pair(mi, miIndex)).second;
109             assert(inserted && "multiple MachineInstr -> index mappings");
110             i2miMap_.push_back(mi);
111             miIndex += InstrSlots::NUM;
112         }
113     }
114
115     computeIntervals();
116
117     numIntervals += intervals_.size();
118
119     // join intervals if requested
120     if (join) joinIntervals();
121
122     numIntervalsAfter += intervals_.size();
123
124     // perform a final pass over the instructions and compute spill
125     // weights, coalesce virtual registers and remove identity moves
126     const LoopInfo& loopInfo = getAnalysis<LoopInfo>();
127     const TargetInstrInfo& tii = tm_->getInstrInfo();
128
129     for (MachineFunction::iterator mbbi = mf_->begin(), mbbe = mf_->end();
130          mbbi != mbbe; ++mbbi) {
131         MachineBasicBlock* mbb = mbbi;
132         unsigned loopDepth = loopInfo.getLoopDepth(mbb->getBasicBlock());
133
134         for (MachineBasicBlock::iterator mii = mbb->begin(), mie = mbb->end();
135              mii != mie; ) {
136             for (unsigned i = 0; i < mii->getNumOperands(); ++i) {
137                 const MachineOperand& mop = mii->getOperand(i);
138                 if (mop.isRegister() && mop.getReg()) {
139                     // replace register with representative register
140                     unsigned reg = rep(mop.getReg());
141                     mii->SetMachineOperandReg(i, reg);
142
143                     if (MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg)) {
144                         Reg2IntervalMap::iterator r2iit = r2iMap_.find(reg);
145                         assert(r2iit != r2iMap_.end());
146                         r2iit->second->weight += pow(10.0F, loopDepth);
147                     }
148                 }
149             }
150
151             // if the move is now an identity move delete it
152             unsigned srcReg, dstReg;
153             if (tii.isMoveInstr(*mii, srcReg, dstReg) && srcReg == dstReg) {
154                 // remove from def list
155                 Interval& interval = getOrCreateInterval(dstReg);
156                 unsigned defIndex = getInstructionIndex(mii);
157                 Interval::Defs::iterator d = std::lower_bound(
158                     interval.defs.begin(), interval.defs.end(), defIndex);
159                 assert(*d == defIndex && "Def index not found in def list!");
160                 interval.defs.erase(d);
161                 // remove index -> MachineInstr and
162                 // MachineInstr -> index mappings
163                 Mi2IndexMap::iterator mi2i = mi2iMap_.find(mii);
164                 if (mi2i != mi2iMap_.end()) {
165                     i2miMap_[mi2i->second/InstrSlots::NUM] = 0;
166                     mi2iMap_.erase(mi2i);
167                 }
168                 mii = mbbi->erase(mii);
169                 ++numPeep;
170             }
171             else
172                 ++mii;
173         }
174     }
175
176     intervals_.sort(StartPointComp());
177     DEBUG(std::cerr << "********** INTERVALS **********\n");
178     DEBUG(std::copy(intervals_.begin(), intervals_.end(),
179                     std::ostream_iterator<Interval>(std::cerr, "\n")));
180     DEBUG(std::cerr << "********** MACHINEINSTRS **********\n");
181     DEBUG(
182         for (MachineFunction::iterator mbbi = mf_->begin(), mbbe = mf_->end();
183              mbbi != mbbe; ++mbbi) {
184             std::cerr << mbbi->getBasicBlock()->getName() << ":\n";
185             for (MachineBasicBlock::iterator mii = mbbi->begin(),
186                      mie = mbbi->end(); mii != mie; ++mii) {
187                 std::cerr << getInstructionIndex(mii) << '\t';
188                 mii->print(std::cerr, *tm_);
189             }
190         });
191
192     return true;
193 }
194
195 void LiveIntervals::updateSpilledInterval(Interval& li,
196                                           VirtRegMap& vrm,
197                                           int slot)
198 {
199     assert(li.weight != std::numeric_limits<float>::infinity() &&
200            "attempt to spill already spilled interval!");
201     Interval::Ranges oldRanges;
202     swap(oldRanges, li.ranges);
203
204     DEBUG(std::cerr << "\t\t\t\tupdating interval: " << li);
205
206     for (Interval::Ranges::iterator i = oldRanges.begin(), e = oldRanges.end();
207          i != e; ++i) {
208         unsigned index = getBaseIndex(i->first);
209         unsigned end = getBaseIndex(i->second-1) + InstrSlots::NUM;
210         for (; index < end; index += InstrSlots::NUM) {
211             // skip deleted instructions
212             while (!getInstructionFromIndex(index)) index += InstrSlots::NUM;
213             MachineBasicBlock::iterator mi = getInstructionFromIndex(index);
214
215         for_operand:
216             for (unsigned i = 0; i < mi->getNumOperands(); ++i) {
217                 MachineOperand& mop = mi->getOperand(i);
218                 if (mop.isRegister() && mop.getReg() == li.reg) {
219                     if (MachineInstr* fmi =
220                         mri_->foldMemoryOperand(mi, i, slot)) {
221                         lv_->instructionChanged(mi, fmi);
222                         vrm.virtFolded(li.reg, mi, fmi);
223                         mi2iMap_.erase(mi);
224                         i2miMap_[index/InstrSlots::NUM] = fmi;
225                         mi2iMap_[fmi] = index;
226                         MachineBasicBlock& mbb = *mi->getParent();
227                         mi = mbb.insert(mbb.erase(mi), fmi);
228                         ++numFolded;
229                         goto for_operand;
230                     }
231                     else {
232                         // This is tricky. We need to add information in
233                         // the interval about the spill code so we have to
234                         // use our extra load/store slots.
235                         //
236                         // If we have a use we are going to have a load so
237                         // we start the interval from the load slot
238                         // onwards. Otherwise we start from the def slot.
239                         unsigned start = (mop.isUse() ?
240                                           getLoadIndex(index) :
241                                           getDefIndex(index));
242                         // If we have a def we are going to have a store
243                         // right after it so we end the interval after the
244                         // use of the next instruction. Otherwise we end
245                         // after the use of this instruction.
246                         unsigned end = 1 + (mop.isDef() ?
247                                             getUseIndex(index+InstrSlots::NUM) :
248                                             getUseIndex(index));
249                         li.addRange(start, end);
250                     }
251                 }
252             }
253         }
254     }
255     // the new spill weight is now infinity as it cannot be spilled again
256     li.weight = std::numeric_limits<float>::infinity();
257     DEBUG(std::cerr << '\n');
258     DEBUG(std::cerr << "\t\t\t\tupdated interval: " << li << '\n');
259 }
260
261 void LiveIntervals::printRegName(unsigned reg) const
262 {
263     if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(reg))
264         std::cerr << mri_->getName(reg);
265     else
266         std::cerr << "%reg" << reg;
267 }
268
269 void LiveIntervals::handleVirtualRegisterDef(MachineBasicBlock* mbb,
270                                              MachineBasicBlock::iterator mi,
271                                              Interval& interval)
272 {
273     DEBUG(std::cerr << "\t\tregister: "; printRegName(interval.reg));
274     LiveVariables::VarInfo& vi = lv_->getVarInfo(interval.reg);
275
276     // iterate over all of the blocks that the variable is completely
277     // live in, adding them to the live interval. obviously we only
278     // need to do this once.
279     if (interval.empty()) {
280         for (unsigned i = 0, e = vi.AliveBlocks.size(); i != e; ++i) {
281             if (vi.AliveBlocks[i]) {
282                 MachineBasicBlock* mbb = lv_->getIndexMachineBasicBlock(i);
283                 if (!mbb->empty()) {
284                     interval.addRange(
285                         getInstructionIndex(&mbb->front()),
286                         getInstructionIndex(&mbb->back()) + InstrSlots::NUM);
287                 }
288             }
289         }
290     }
291
292     unsigned baseIndex = getInstructionIndex(mi);
293     interval.defs.push_back(baseIndex);
294
295     bool killedInDefiningBasicBlock = false;
296     for (int i = 0, e = vi.Kills.size(); i != e; ++i) {
297         MachineBasicBlock* killerBlock = vi.Kills[i].first;
298         MachineInstr* killerInstr = vi.Kills[i].second;
299         unsigned start = (mbb == killerBlock ?
300                           getDefIndex(baseIndex) :
301                           getInstructionIndex(&killerBlock->front()));
302         unsigned end = (killerInstr == mi ?
303                          // dead
304                         start + 1 :
305                         // killed
306                         getUseIndex(getInstructionIndex(killerInstr))+1);
307         // we do not want to add invalid ranges. these can happen when
308         // a variable has its latest use and is redefined later on in
309         // the same basic block (common with variables introduced by
310         // PHI elimination)
311         if (start < end) {
312             killedInDefiningBasicBlock |= mbb == killerBlock;
313             interval.addRange(start, end);
314         }
315     }
316
317     if (!killedInDefiningBasicBlock) {
318         unsigned end = getInstructionIndex(&mbb->back()) + InstrSlots::NUM;
319         interval.addRange(getDefIndex(baseIndex), end);
320     }
321     DEBUG(std::cerr << '\n');
322 }
323
324 void LiveIntervals::handlePhysicalRegisterDef(MachineBasicBlock* mbb,
325                                               MachineBasicBlock::iterator mi,
326                                               Interval& interval)
327 {
328     DEBUG(std::cerr << "\t\tregister: "; printRegName(interval.reg));
329     typedef LiveVariables::killed_iterator KillIter;
330
331     MachineBasicBlock::iterator e = mbb->end();
332     unsigned baseIndex = getInstructionIndex(mi);
333     interval.defs.push_back(baseIndex);
334     unsigned start = getDefIndex(baseIndex);
335     unsigned end = start;
336
337     // a variable can be dead by the instruction defining it
338     for (KillIter ki = lv_->dead_begin(mi), ke = lv_->dead_end(mi);
339          ki != ke; ++ki) {
340         if (interval.reg == ki->second) {
341             DEBUG(std::cerr << " dead");
342             end = getDefIndex(start) + 1;
343             goto exit;
344         }
345     }
346
347     // a variable can only be killed by subsequent instructions
348     do {
349         ++mi;
350         baseIndex += InstrSlots::NUM;
351         for (KillIter ki = lv_->killed_begin(mi), ke = lv_->killed_end(mi);
352              ki != ke; ++ki) {
353             if (interval.reg == ki->second) {
354                 DEBUG(std::cerr << " killed");
355                 end = getUseIndex(baseIndex) + 1;
356                 goto exit;
357             }
358         }
359     } while (mi != e);
360
361 exit:
362     assert(start < end && "did not find end of interval?");
363     interval.addRange(start, end);
364     DEBUG(std::cerr << '\n');
365 }
366
367 void LiveIntervals::handleRegisterDef(MachineBasicBlock* mbb,
368                                       MachineBasicBlock::iterator mi,
369                                       unsigned reg)
370 {
371     if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(reg)) {
372         if (lv_->getAllocatablePhysicalRegisters()[reg]) {
373             handlePhysicalRegisterDef(mbb, mi, getOrCreateInterval(reg));
374             for (const unsigned* as = mri_->getAliasSet(reg); *as; ++as)
375                 handlePhysicalRegisterDef(mbb, mi, getOrCreateInterval(*as));
376         }
377     }
378     else
379         handleVirtualRegisterDef(mbb, mi, getOrCreateInterval(reg));
380 }
381
382 unsigned LiveIntervals::getInstructionIndex(MachineInstr* instr) const
383 {
384     Mi2IndexMap::const_iterator it = mi2iMap_.find(instr);
385     return (it == mi2iMap_.end() ?
386             std::numeric_limits<unsigned>::max() :
387             it->second);
388 }
389
390 MachineInstr* LiveIntervals::getInstructionFromIndex(unsigned index) const
391 {
392     index /= InstrSlots::NUM; // convert index to vector index
393     assert(index < i2miMap_.size() &&
394            "index does not correspond to an instruction");
395     return i2miMap_[index];
396 }
397
398 /// computeIntervals - computes the live intervals for virtual
399 /// registers. for some ordering of the machine instructions [1,N] a
400 /// live interval is an interval [i, j) where 1 <= i <= j < N for
401 /// which a variable is live
402 void LiveIntervals::computeIntervals()
403 {
404     DEBUG(std::cerr << "********** COMPUTING LIVE INTERVALS **********\n");
405     DEBUG(std::cerr << "********** Function: "
406           << mf_->getFunction()->getName() << '\n');
407
408     for (MbbIndex2MbbMap::iterator
409              it = mbbi2mbbMap_.begin(), itEnd = mbbi2mbbMap_.end();
410          it != itEnd; ++it) {
411         MachineBasicBlock* mbb = it->second;
412         DEBUG(std::cerr << mbb->getBasicBlock()->getName() << ":\n");
413
414         for (MachineBasicBlock::iterator mi = mbb->begin(), miEnd = mbb->end();
415              mi != miEnd; ++mi) {
416             const TargetInstrDescriptor& tid =
417                 tm_->getInstrInfo().get(mi->getOpcode());
418             DEBUG(std::cerr << getInstructionIndex(mi) << "\t";
419                   mi->print(std::cerr, *tm_));
420
421             // handle implicit defs
422             for (const unsigned* id = tid.ImplicitDefs; *id; ++id)
423                 handleRegisterDef(mbb, mi, *id);
424
425             // handle explicit defs
426             for (int i = mi->getNumOperands() - 1; i >= 0; --i) {
427                 MachineOperand& mop = mi->getOperand(i);
428                 // handle register defs - build intervals
429                 if (mop.isRegister() && mop.getReg() && mop.isDef())
430                     handleRegisterDef(mbb, mi, mop.getReg());
431             }
432         }
433     }
434 }
435
436 unsigned LiveIntervals::rep(unsigned reg)
437 {
438     Reg2RegMap::iterator it = r2rMap_.find(reg);
439     if (it != r2rMap_.end())
440         return it->second = rep(it->second);
441     return reg;
442 }
443
444 void LiveIntervals::joinIntervals()
445 {
446     DEBUG(std::cerr << "********** JOINING INTERVALS ***********\n");
447
448     const TargetInstrInfo& tii = tm_->getInstrInfo();
449
450     for (MachineFunction::iterator mbbi = mf_->begin(), mbbe = mf_->end();
451          mbbi != mbbe; ++mbbi) {
452         MachineBasicBlock* mbb = mbbi;
453         DEBUG(std::cerr << mbb->getBasicBlock()->getName() << ":\n");
454
455         for (MachineBasicBlock::iterator mi = mbb->begin(), mie = mbb->end();
456              mi != mie; ++mi) {
457             const TargetInstrDescriptor& tid =
458                 tm_->getInstrInfo().get(mi->getOpcode());
459             DEBUG(std::cerr << getInstructionIndex(mi) << '\t';
460                   mi->print(std::cerr, *tm_););
461
462             // we only join virtual registers with allocatable
463             // physical registers since we do not have liveness information
464             // on not allocatable physical registers
465             unsigned regA, regB;
466             if (tii.isMoveInstr(*mi, regA, regB) &&
467                 (MRegisterInfo::isVirtualRegister(regA) ||
468                  lv_->getAllocatablePhysicalRegisters()[regA]) &&
469                 (MRegisterInfo::isVirtualRegister(regB) ||
470                  lv_->getAllocatablePhysicalRegisters()[regB])) {
471
472                 // get representative registers
473                 regA = rep(regA);
474                 regB = rep(regB);
475
476                 // if they are already joined we continue
477                 if (regA == regB)
478                     continue;
479
480                 Reg2IntervalMap::iterator r2iA = r2iMap_.find(regA);
481                 assert(r2iA != r2iMap_.end());
482                 Reg2IntervalMap::iterator r2iB = r2iMap_.find(regB);
483                 assert(r2iB != r2iMap_.end());
484
485                 Intervals::iterator intA = r2iA->second;
486                 Intervals::iterator intB = r2iB->second;
487
488                 // both A and B are virtual registers
489                 if (MRegisterInfo::isVirtualRegister(intA->reg) &&
490                     MRegisterInfo::isVirtualRegister(intB->reg)) {
491
492                     const TargetRegisterClass *rcA, *rcB;
493                     rcA = mf_->getSSARegMap()->getRegClass(intA->reg);
494                     rcB = mf_->getSSARegMap()->getRegClass(intB->reg);
495                     assert(rcA == rcB && "registers must be of the same class");
496
497                     // if their intervals do not overlap we join them
498                     if (!intB->overlaps(*intA)) {
499                         intA->join(*intB);
500                         r2iB->second = r2iA->second;
501                         r2rMap_.insert(std::make_pair(intB->reg, intA->reg));
502                         intervals_.erase(intB);
503                     }
504                 }
505                 else if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(intA->reg) ^
506                          MRegisterInfo::isPhysicalRegister(intB->reg)) {
507                     if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(intB->reg)) {
508                         std::swap(regA, regB);
509                         std::swap(intA, intB);
510                         std::swap(r2iA, r2iB);
511                     }
512
513                     assert(MRegisterInfo::isPhysicalRegister(intA->reg) &&
514                            MRegisterInfo::isVirtualRegister(intB->reg) &&
515                            "A must be physical and B must be virtual");
516
517                     if (!intA->overlaps(*intB) &&
518                         !overlapsAliases(*intA, *intB)) {
519                         intA->join(*intB);
520                         r2iB->second = r2iA->second;
521                         r2rMap_.insert(std::make_pair(intB->reg, intA->reg));
522                         intervals_.erase(intB);
523                     }
524                 }
525             }
526         }
527     }
528 }
529
530 bool LiveIntervals::overlapsAliases(const Interval& lhs,
531                                     const Interval& rhs) const
532 {
533     assert(MRegisterInfo::isPhysicalRegister(lhs.reg) &&
534            "first interval must describe a physical register");
535
536     for (const unsigned* as = mri_->getAliasSet(lhs.reg); *as; ++as) {
537         Reg2IntervalMap::const_iterator r2i = r2iMap_.find(*as);
538         assert(r2i != r2iMap_.end() && "alias does not have interval?");
539         if (rhs.overlaps(*r2i->second))
540             return true;
541     }
542
543     return false;
544 }
545
546 LiveIntervals::Interval& LiveIntervals::getOrCreateInterval(unsigned reg)
547 {
548     Reg2IntervalMap::iterator r2iit = r2iMap_.lower_bound(reg);
549     if (r2iit == r2iMap_.end() || r2iit->first != reg) {
550         intervals_.push_back(Interval(reg));
551         r2iit = r2iMap_.insert(r2iit, std::make_pair(reg, --intervals_.end()));
552     }
553
554     return *r2iit->second;
555 }
556
557 LiveIntervals::Interval::Interval(unsigned r)
558     : reg(r),
559       weight((MRegisterInfo::isPhysicalRegister(r) ?
560               std::numeric_limits<float>::infinity() : 0.0F))
561 {
562
563 }
564
565 bool LiveIntervals::Interval::spilled() const
566 {
567     return (weight == std::numeric_limits<float>::infinity() &&
568             MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg));
569 }
570
571 // An example for liveAt():
572 //
573 // this = [1,4), liveAt(0) will return false. The instruction defining
574 // this spans slots [0,3]. The interval belongs to an spilled
575 // definition of the variable it represents. This is because slot 1 is
576 // used (def slot) and spans up to slot 3 (store slot).
577 //
578 bool LiveIntervals::Interval::liveAt(unsigned index) const
579 {
580     Range dummy(index, index+1);
581     Ranges::const_iterator r = std::upper_bound(ranges.begin(),
582                                                 ranges.end(),
583                                                 dummy);
584     if (r == ranges.begin())
585         return false;
586
587     --r;
588     return index >= r->first && index < r->second;
589 }
590
591 // An example for overlaps():
592 //
593 // 0: A = ...
594 // 4: B = ...
595 // 8: C = A + B ;; last use of A
596 //
597 // The live intervals should look like:
598 //
599 // A = [3, 11)
600 // B = [7, x)
601 // C = [11, y)
602 //
603 // A->overlaps(C) should return false since we want to be able to join
604 // A and C.
605 bool LiveIntervals::Interval::overlaps(const Interval& other) const
606 {
607     Ranges::const_iterator i = ranges.begin();
608     Ranges::const_iterator ie = ranges.end();
609     Ranges::const_iterator j = other.ranges.begin();
610     Ranges::const_iterator je = other.ranges.end();
611     if (i->first < j->first) {
612         i = std::upper_bound(i, ie, *j);
613         if (i != ranges.begin()) --i;
614     }
615     else if (j->first < i->first) {
616         j = std::upper_bound(j, je, *i);
617         if (j != other.ranges.begin()) --j;
618     }
619
620     while (i != ie && j != je) {
621         if (i->first == j->first) {
622             return true;
623         }
624         else {
625             if (i->first > j->first) {
626                 swap(i, j);
627                 swap(ie, je);
628             }
629             assert(i->first < j->first);
630
631             if (i->second > j->first) {
632                 return true;
633             }
634             else {
635                 ++i;
636             }
637         }
638     }
639
640     return false;
641 }
642
643 void LiveIntervals::Interval::addRange(unsigned start, unsigned end)
644 {
645     assert(start < end && "Invalid range to add!");
646     DEBUG(std::cerr << " +[" << start << ',' << end << ")");
647     //assert(start < end && "invalid range?");
648     Range range = std::make_pair(start, end);
649     Ranges::iterator it =
650         ranges.insert(std::upper_bound(ranges.begin(), ranges.end(), range),
651                       range);
652
653     it = mergeRangesForward(it);
654     it = mergeRangesBackward(it);
655 }
656
657 void LiveIntervals::Interval::join(const LiveIntervals::Interval& other)
658 {
659     DEBUG(std::cerr << "\t\tjoining " << *this << " with " << other << '\n');
660     Ranges::iterator cur = ranges.begin();
661
662     for (Ranges::const_iterator i = other.ranges.begin(),
663              e = other.ranges.end(); i != e; ++i) {
664         cur = ranges.insert(std::upper_bound(cur, ranges.end(), *i), *i);
665         cur = mergeRangesForward(cur);
666         cur = mergeRangesBackward(cur);
667     }
668     weight += other.weight;
669     Defs u;
670     std::set_union(defs.begin(), defs.end(),
671                    other.defs.begin(), other.defs.end(),
672                    std::back_inserter(u));
673     defs = u;
674     ++numJoins;
675 }
676
677 LiveIntervals::Interval::Ranges::iterator
678 LiveIntervals::Interval::mergeRangesForward(Ranges::iterator it)
679 {
680     Ranges::iterator n;
681     while ((n = next(it)) != ranges.end()) {
682         if (n->first > it->second)
683             break;
684         it->second = std::max(it->second, n->second);
685         n = ranges.erase(n);
686     }
687     return it;
688 }
689
690 LiveIntervals::Interval::Ranges::iterator
691 LiveIntervals::Interval::mergeRangesBackward(Ranges::iterator it)
692 {
693     while (it != ranges.begin()) {
694         Ranges::iterator p = prior(it);
695         if (it->first > p->second)
696             break;
697
698         it->first = std::min(it->first, p->first);
699         it->second = std::max(it->second, p->second);
700         it = ranges.erase(p);
701     }
702
703     return it;
704 }
705
706 std::ostream& llvm::operator<<(std::ostream& os,
707                                const LiveIntervals::Interval& li)
708 {
709     os << "%reg" << li.reg << ',' << li.weight;
710     if (li.empty())
711         return os << "EMPTY";
712
713     os << " {" << li.defs.front();
714     for (LiveIntervals::Interval::Defs::const_iterator
715              i = next(li.defs.begin()), e = li.defs.end(); i != e; ++i)
716         os << ", " << *i;
717     os << "}";
718
719     os << " = ";
720     for (LiveIntervals::Interval::Ranges::const_iterator
721              i = li.ranges.begin(), e = li.ranges.end(); i != e; ++i) {
722         os << "[" << i->first << "," << i->second << ")";
723     }
724     return os;
725 }