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             // if the move will be an identity move delete it
 137             unsigned srcReg, dstReg;
 138             if (tii.isMoveInstr(*mii, srcReg, dstReg) &&
 139                 rep(srcReg) == rep(dstReg)) {
 140                 // remove from def list
 141                 Interval& interval = getOrCreateInterval(rep(dstReg));
 142                 unsigned defIndex = getInstructionIndex(mii);
 143                 Interval::Defs::iterator d = std::lower_bound(
 144                     interval.defs.begin(), interval.defs.end(), defIndex);
 145                 assert(*d == defIndex && "Def index not found in def list!");
 146                 interval.defs.erase(d);
 147                 // remove index -> MachineInstr and
 148                 // MachineInstr -> index mappings
 149                 Mi2IndexMap::iterator mi2i = mi2iMap_.find(mii);
 150                 if (mi2i != mi2iMap_.end()) {
 151                     i2miMap_[mi2i->second/InstrSlots::NUM] = 0;
 152                     mi2iMap_.erase(mi2i);
 153                 }
 154                 mii = mbbi->erase(mii);
 155                 ++numPeep;
 156             }
 157             else {
 158                 for (unsigned i = 0; i < mii->getNumOperands(); ++i) {
 159                     const MachineOperand& mop = mii->getOperand(i);
 160                     if (mop.isRegister() && mop.getReg() &&
 161                         MRegisterInfo::isVirtualRegister(mop.getReg())) {
 162                         // replace register with representative register
 163                         unsigned reg = rep(mop.getReg());
 164                         mii->SetMachineOperandReg(i, reg);
 165
 166                         Reg2IntervalMap::iterator r2iit = r2iMap_.find(reg);
 167                         assert(r2iit != r2iMap_.end());
 168                         r2iit->second->weight +=
 169                             (mop.isUse() + mop.isDef()) * pow(10.0F, loopDepth);
 170                     }
 171                 }
 172                 ++mii;
 173             }
 174         }
 175     }
 176
 177     intervals_.sort(StartPointComp());
 178     DEBUG(std::cerr << "********** INTERVALS **********\n");
 179     DEBUG(std::copy(intervals_.begin(), intervals_.end(),
 180                     std::ostream_iterator<Interval>(std::cerr, "\n")));
 181     DEBUG(std::cerr << "********** MACHINEINSTRS **********\n");
 182     DEBUG(
 183         for (MachineFunction::iterator mbbi = mf_->begin(), mbbe = mf_->end();
 184              mbbi != mbbe; ++mbbi) {
 185             std::cerr << mbbi->getBasicBlock()->getName() << ":\n";
 186             for (MachineBasicBlock::iterator mii = mbbi->begin(),
 187                      mie = mbbi->end(); mii != mie; ++mii) {
 188                 std::cerr << getInstructionIndex(mii) << '\t';
 189                 mii->print(std::cerr, *tm_);
 190             }
 191         });
 192
 193     return true;
 194 }
 195
 196 void LiveIntervals::updateSpilledInterval(Interval& li,
 197                                           VirtRegMap& vrm,
 198                                           int slot)
 199 {
 200     assert(li.weight != std::numeric_limits<float>::infinity() &&
 201            "attempt to spill already spilled interval!");
 202     Interval::Ranges oldRanges;
 203     swap(oldRanges, li.ranges);
 204
 205     DEBUG(std::cerr << "\t\t\t\tupdating interval: " << li);
 206
 207     for (Interval::Ranges::iterator i = oldRanges.begin(), e = oldRanges.end();
 208          i != e; ++i) {
 209         unsigned index = getBaseIndex(i->first);
 210         unsigned end = getBaseIndex(i->second-1) + InstrSlots::NUM;
 211         for (; index < end; index += InstrSlots::NUM) {
 212             // skip deleted instructions
 213             while (!getInstructionFromIndex(index)) index += InstrSlots::NUM;
 214             MachineBasicBlock::iterator mi = getInstructionFromIndex(index);
 215
 216         for_operand:
 217             for (unsigned i = 0; i < mi->getNumOperands(); ++i) {
 218                 MachineOperand& mop = mi->getOperand(i);
 219                 if (mop.isRegister() && mop.getReg() == li.reg) {
 220                     if (MachineInstr* fmi =
 221                         mri_->foldMemoryOperand(mi, i, slot)) {
 222                         lv_->instructionChanged(mi, fmi);
 223                         vrm.virtFolded(li.reg, mi, fmi);
 224                         mi2iMap_.erase(mi);
 225                         i2miMap_[index/InstrSlots::NUM] = fmi;
 226                         mi2iMap_[fmi] = index;
 227                         MachineBasicBlock& mbb = *mi->getParent();
 228                         mi = mbb.insert(mbb.erase(mi), fmi);
 229                         ++numFolded;
 230                         goto for_operand;
 231                     }
 232                     else {
 233                         // This is tricky. We need to add information in
 234                         // the interval about the spill code so we have to
 235                         // use our extra load/store slots.
 236                         //
 237                         // If we have a use we are going to have a load so
 238                         // we start the interval from the load slot
 239                         // onwards. Otherwise we start from the def slot.
 240                         unsigned start = (mop.isUse() ?
 241                                           getLoadIndex(index) :
 242                                           getDefIndex(index));
 243                         // If we have a def we are going to have a store
 244                         // right after it so we end the interval after the
 245                         // use of the next instruction. Otherwise we end
 246                         // after the use of this instruction.
 247                         unsigned end = 1 + (mop.isDef() ?
 248                                             getUseIndex(index+InstrSlots::NUM) :
 249                                             getUseIndex(index));
 250                         li.addRange(start, end);
 251                     }
 252                 }
 253             }
 254         }
 255     }
 256     // the new spill weight is now infinity as it cannot be spilled again
 257     li.weight = std::numeric_limits<float>::infinity();
 258     DEBUG(std::cerr << '\n');
 259     DEBUG(std::cerr << "\t\t\t\tupdated interval: " << li << '\n');
 260 }
 261
 262 void LiveIntervals::printRegName(unsigned reg) const
 263 {
 264     if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(reg))
 265         std::cerr << mri_->getName(reg);
 266     else
 267         std::cerr << "%reg" << reg;
 268 }
 269
 270 void LiveIntervals::handleVirtualRegisterDef(MachineBasicBlock* mbb,
 271                                              MachineBasicBlock::iterator mi,
 272                                              Interval& interval)
 273 {
 274     DEBUG(std::cerr << "\t\tregister: "; printRegName(interval.reg));
 275     LiveVariables::VarInfo& vi = lv_->getVarInfo(interval.reg);
 276
 277     // iterate over all of the blocks that the variable is completely
 278     // live in, adding them to the live interval. obviously we only
 279     // need to do this once.
 280     if (interval.empty()) {
 281         for (unsigned i = 0, e = vi.AliveBlocks.size(); i != e; ++i) {
 282             if (vi.AliveBlocks[i]) {
 283                 MachineBasicBlock* mbb = lv_->getIndexMachineBasicBlock(i);
 284                 if (!mbb->empty()) {
 285                     interval.addRange(
 286                         getInstructionIndex(&mbb->front()),
 287                         getInstructionIndex(&mbb->back()) + InstrSlots::NUM);
 288                 }
 289             }
 290         }
 291     }
 292
 293     unsigned baseIndex = getInstructionIndex(mi);
 294     interval.defs.push_back(baseIndex);
 295
 296     bool killedInDefiningBasicBlock = false;
 297     for (int i = 0, e = vi.Kills.size(); i != e; ++i) {
 298         MachineBasicBlock* killerBlock = vi.Kills[i].first;
 299         MachineInstr* killerInstr = vi.Kills[i].second;
 300         unsigned start = (mbb == killerBlock ?
 301                           getDefIndex(baseIndex) :
 302                           getInstructionIndex(&killerBlock->front()));
 303         unsigned end = (killerInstr == mi ?
 304                          // dead
 305                         start + 1 :
 306                         // killed
 307                         getUseIndex(getInstructionIndex(killerInstr))+1);
 308         // we do not want to add invalid ranges. these can happen when
 309         // a variable has its latest use and is redefined later on in
 310         // the same basic block (common with variables introduced by
 311         // PHI elimination)
 312         if (start < end) {
 313             killedInDefiningBasicBlock |= mbb == killerBlock;
 314             interval.addRange(start, end);
 315         }
 316     }
 317
 318     if (!killedInDefiningBasicBlock) {
 319         unsigned end = getInstructionIndex(&mbb->back()) + InstrSlots::NUM;
 320         interval.addRange(getDefIndex(baseIndex), end);
 321     }
 322     DEBUG(std::cerr << '\n');
 323 }
 324
 325 void LiveIntervals::handlePhysicalRegisterDef(MachineBasicBlock* mbb,
 326                                               MachineBasicBlock::iterator mi,
 327                                               Interval& interval)
 328 {
 329     DEBUG(std::cerr << "\t\tregister: "; printRegName(interval.reg));
 330     typedef LiveVariables::killed_iterator KillIter;
 331
 332     MachineBasicBlock::iterator e = mbb->end();
 333     unsigned baseIndex = getInstructionIndex(mi);
 334     interval.defs.push_back(baseIndex);
 335     unsigned start = getDefIndex(baseIndex);
 336     unsigned end = start;
 337
 338     // a variable can be dead by the instruction defining it
 339     for (KillIter ki = lv_->dead_begin(mi), ke = lv_->dead_end(mi);
 340          ki != ke; ++ki) {
 341         if (interval.reg == ki->second) {
 342             DEBUG(std::cerr << " dead");
 343             end = getDefIndex(start) + 1;
 344             goto exit;
 345         }
 346     }
 347
 348     // a variable can only be killed by subsequent instructions
 349     do {
 350         ++mi;
 351         baseIndex += InstrSlots::NUM;
 352         for (KillIter ki = lv_->killed_begin(mi), ke = lv_->killed_end(mi);
 353              ki != ke; ++ki) {
 354             if (interval.reg == ki->second) {
 355                 DEBUG(std::cerr << " killed");
 356                 end = getUseIndex(baseIndex) + 1;
 357                 goto exit;
 358             }
 359         }
 360     } while (mi != e);
 361
 362 exit:
 363     assert(start < end && "did not find end of interval?");
 364     interval.addRange(start, end);
 365     DEBUG(std::cerr << '\n');
 366 }
 367
 368 void LiveIntervals::handleRegisterDef(MachineBasicBlock* mbb,
 369                                       MachineBasicBlock::iterator mi,
 370                                       unsigned reg)
 371 {
 372     if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(reg)) {
 373         if (lv_->getAllocatablePhysicalRegisters()[reg]) {
 374             handlePhysicalRegisterDef(mbb, mi, getOrCreateInterval(reg));
 375             for (const unsigned* as = mri_->getAliasSet(reg); *as; ++as)
 376                 handlePhysicalRegisterDef(mbb, mi, getOrCreateInterval(*as));
 377         }
 378     }
 379     else
 380         handleVirtualRegisterDef(mbb, mi, getOrCreateInterval(reg));
 381 }
 382
 383 unsigned LiveIntervals::getInstructionIndex(MachineInstr* instr) const
 384 {
 385     Mi2IndexMap::const_iterator it = mi2iMap_.find(instr);
 386     return (it == mi2iMap_.end() ?
 387             std::numeric_limits<unsigned>::max() :
 388             it->second);
 389 }
 390
 391 MachineInstr* LiveIntervals::getInstructionFromIndex(unsigned index) const
 392 {
 393     index /= InstrSlots::NUM; // convert index to vector index
 394     assert(index < i2miMap_.size() &&
 395            "index does not correspond to an instruction");
 396     return i2miMap_[index];
 397 }
 398
 399 /// computeIntervals - computes the live intervals for virtual
 400 /// registers. for some ordering of the machine instructions [1,N] a
 401 /// live interval is an interval [i, j) where 1 <= i <= j < N for
 402 /// which a variable is live
 403 void LiveIntervals::computeIntervals()
 404 {
 405     DEBUG(std::cerr << "********** COMPUTING LIVE INTERVALS **********\n");
 406     DEBUG(std::cerr << "********** Function: "
 407           << mf_->getFunction()->getName() << '\n');
 408
 409     for (MbbIndex2MbbMap::iterator
 410              it = mbbi2mbbMap_.begin(), itEnd = mbbi2mbbMap_.end();
 411          it != itEnd; ++it) {
 412         MachineBasicBlock* mbb = it->second;
 413         DEBUG(std::cerr << mbb->getBasicBlock()->getName() << ":\n");
 414
 415         for (MachineBasicBlock::iterator mi = mbb->begin(), miEnd = mbb->end();
 416              mi != miEnd; ++mi) {
 417             const TargetInstrDescriptor& tid =
 418                 tm_->getInstrInfo().get(mi->getOpcode());
 419             DEBUG(std::cerr << getInstructionIndex(mi) << "\t";
 420                   mi->print(std::cerr, *tm_));
 421
 422             // handle implicit defs
 423             for (const unsigned* id = tid.ImplicitDefs; *id; ++id)
 424                 handleRegisterDef(mbb, mi, *id);
 425
 426             // handle explicit defs
 427             for (int i = mi->getNumOperands() - 1; i >= 0; --i) {
 428                 MachineOperand& mop = mi->getOperand(i);
 429                 // handle register defs - build intervals
 430                 if (mop.isRegister() && mop.getReg() && mop.isDef())
 431                     handleRegisterDef(mbb, mi, mop.getReg());
 432             }
 433         }
 434     }
 435 }
 436
 437 unsigned LiveIntervals::rep(unsigned reg)
 438 {
 439     Reg2RegMap::iterator it = r2rMap_.find(reg);
 440     if (it != r2rMap_.end())
 441         return it->second = rep(it->second);
 442     return reg;
 443 }
 444
 445 void LiveIntervals::joinIntervals()
 446 {
 447     DEBUG(std::cerr << "********** JOINING INTERVALS ***********\n");
 448
 449     const TargetInstrInfo& tii = tm_->getInstrInfo();
 450
 451     for (MachineFunction::iterator mbbi = mf_->begin(), mbbe = mf_->end();
 452          mbbi != mbbe; ++mbbi) {
 453         MachineBasicBlock* mbb = mbbi;
 454         DEBUG(std::cerr << mbb->getBasicBlock()->getName() << ":\n");
 455
 456         for (MachineBasicBlock::iterator mi = mbb->begin(), mie = mbb->end();
 457              mi != mie; ++mi) {
 458             const TargetInstrDescriptor& tid =
 459                 tm_->getInstrInfo().get(mi->getOpcode());
 460             DEBUG(std::cerr << getInstructionIndex(mi) << '\t';
 461                   mi->print(std::cerr, *tm_););
 462
 463             // we only join virtual registers with allocatable
 464             // physical registers since we do not have liveness information
 465             // on not allocatable physical registers
 466             unsigned regA, regB;
 467             if (tii.isMoveInstr(*mi, regA, regB) &&
 468                 (MRegisterInfo::isVirtualRegister(regA) ||
 469                  lv_->getAllocatablePhysicalRegisters()[regA]) &&
 470                 (MRegisterInfo::isVirtualRegister(regB) ||
 471                  lv_->getAllocatablePhysicalRegisters()[regB])) {
 472
 473                 // get representative registers
 474                 regA = rep(regA);
 475                 regB = rep(regB);
 476
 477                 // if they are already joined we continue
 478                 if (regA == regB)
 479                     continue;
 480
 481                 Reg2IntervalMap::iterator r2iA = r2iMap_.find(regA);
 482                 assert(r2iA != r2iMap_.end());
 483                 Reg2IntervalMap::iterator r2iB = r2iMap_.find(regB);
 484                 assert(r2iB != r2iMap_.end());
 485
 486                 Intervals::iterator intA = r2iA->second;
 487                 Intervals::iterator intB = r2iB->second;
 488
 489                 // both A and B are virtual registers
 490                 if (MRegisterInfo::isVirtualRegister(intA->reg) &&
 491                     MRegisterInfo::isVirtualRegister(intB->reg)) {
 492
 493                     const TargetRegisterClass *rcA, *rcB;
 494                     rcA = mf_->getSSARegMap()->getRegClass(intA->reg);
 495                     rcB = mf_->getSSARegMap()->getRegClass(intB->reg);
 496                     assert(rcA == rcB && "registers must be of the same class");
 497
 498                     // if their intervals do not overlap we join them
 499                     if (!intB->overlaps(*intA)) {
 500                         intA->join(*intB);
 501                         r2iB->second = r2iA->second;
 502                         r2rMap_.insert(std::make_pair(intB->reg, intA->reg));
 503                         intervals_.erase(intB);
 504                     }
 505                 }
 506                 else if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(intA->reg) ^
 507                          MRegisterInfo::isPhysicalRegister(intB->reg)) {
 508                     if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(intB->reg)) {
 509                         std::swap(regA, regB);
 510                         std::swap(intA, intB);
 511                         std::swap(r2iA, r2iB);
 512                     }
 513
 514                     assert(MRegisterInfo::isPhysicalRegister(intA->reg) &&
 515                            MRegisterInfo::isVirtualRegister(intB->reg) &&
 516                            "A must be physical and B must be virtual");
 517
 518                     if (!intA->overlaps(*intB) &&
 519                         !overlapsAliases(*intA, *intB)) {
 520                         intA->join(*intB);
 521                         r2iB->second = r2iA->second;
 522                         r2rMap_.insert(std::make_pair(intB->reg, intA->reg));
 523                         intervals_.erase(intB);
 524                     }
 525                 }
 526             }
 527         }
 528     }
 529 }
 530
 531 bool LiveIntervals::overlapsAliases(const Interval& lhs,
 532                                     const Interval& rhs) const
 533 {
 534     assert(MRegisterInfo::isPhysicalRegister(lhs.reg) &&
 535            "first interval must describe a physical register");
 536
 537     for (const unsigned* as = mri_->getAliasSet(lhs.reg); *as; ++as) {
 538         Reg2IntervalMap::const_iterator r2i = r2iMap_.find(*as);
 539         assert(r2i != r2iMap_.end() && "alias does not have interval?");
 540         if (rhs.overlaps(*r2i->second))
 541             return true;
 542     }
 543
 544     return false;
 545 }
 546
 547 LiveIntervals::Interval& LiveIntervals::getOrCreateInterval(unsigned reg)
 548 {
 549     Reg2IntervalMap::iterator r2iit = r2iMap_.lower_bound(reg);
 550     if (r2iit == r2iMap_.end() || r2iit->first != reg) {
 551         intervals_.push_back(Interval(reg));
 552         r2iit = r2iMap_.insert(r2iit, std::make_pair(reg, --intervals_.end()));
 553     }
 554
 555     return *r2iit->second;
 556 }
 557
 558 LiveIntervals::Interval::Interval(unsigned r)
 559     : reg(r),
 560       weight((MRegisterInfo::isPhysicalRegister(r) ?
 561               std::numeric_limits<float>::infinity() : 0.0F))
 562 {
 563
 564 }
 565
 566 bool LiveIntervals::Interval::spilled() const
 567 {
 568     return (weight == std::numeric_limits<float>::infinity() &&
 569             MRegisterInfo::isVirtualRegister(reg));
 570 }
 571
 572 // An example for liveAt():
 573 //
 574 // this = [1,4), liveAt(0) will return false. The instruction defining
 575 // this spans slots [0,3]. The interval belongs to an spilled
 576 // definition of the variable it represents. This is because slot 1 is
 577 // used (def slot) and spans up to slot 3 (store slot).
 578 //
 579 bool LiveIntervals::Interval::liveAt(unsigned index) const
 580 {
 581     Range dummy(index, index+1);
 582     Ranges::const_iterator r = std::upper_bound(ranges.begin(),
 583                                                 ranges.end(),
 584                                                 dummy);
 585     if (r == ranges.begin())
 586         return false;
 587
 588     --r;
 589     return index >= r->first && index < r->second;
 590 }
 591
 592 // An example for overlaps():
 593 //
 594 // 0: A = ...
 595 // 4: B = ...
 596 // 8: C = A + B ;; last use of A
 597 //
 598 // The live intervals should look like:
 599 //
 600 // A = [3, 11)
 601 // B = [7, x)
 602 // C = [11, y)
 603 //
 604 // A->overlaps(C) should return false since we want to be able to join
 605 // A and C.
 606 bool LiveIntervals::Interval::overlaps(const Interval& other) const
 607 {
 608     Ranges::const_iterator i = ranges.begin();
 609     Ranges::const_iterator ie = ranges.end();
 610     Ranges::const_iterator j = other.ranges.begin();
 611     Ranges::const_iterator je = other.ranges.end();
 612     if (i->first < j->first) {
 613         i = std::upper_bound(i, ie, *j);
 614         if (i != ranges.begin()) --i;
 615     }
 616     else if (j->first < i->first) {
 617         j = std::upper_bound(j, je, *i);
 618         if (j != other.ranges.begin()) --j;
 619     }
 620
 621     while (i != ie && j != je) {
 622         if (i->first == j->first) {
 623             return true;
 624         }
 625         else {
 626             if (i->first > j->first) {
 627                 swap(i, j);
 628                 swap(ie, je);
 629             }
 630             assert(i->first < j->first);
 631
 632             if (i->second > j->first) {
 633                 return true;
 634             }
 635             else {
 636                 ++i;
 637             }
 638         }
 639     }
 640
 641     return false;
 642 }
 643
 644 void LiveIntervals::Interval::addRange(unsigned start, unsigned end)
 645 {
 646     assert(start < end && "Invalid range to add!");
 647     DEBUG(std::cerr << " +[" << start << ',' << end << ")");
 648     //assert(start < end && "invalid range?");
 649     Range range = std::make_pair(start, end);
 650     Ranges::iterator it =
 651         ranges.insert(std::upper_bound(ranges.begin(), ranges.end(), range),
 652                       range);
 653
 654     it = mergeRangesForward(it);
 655     it = mergeRangesBackward(it);
 656 }
 657
 658 void LiveIntervals::Interval::join(const LiveIntervals::Interval& other)
 659 {
 660     DEBUG(std::cerr << "\t\tjoining " << *this << " with " << other << '\n');
 661     Ranges::iterator cur = ranges.begin();
 662
 663     for (Ranges::const_iterator i = other.ranges.begin(),
 664              e = other.ranges.end(); i != e; ++i) {
 665         cur = ranges.insert(std::upper_bound(cur, ranges.end(), *i), *i);
 666         cur = mergeRangesForward(cur);
 667         cur = mergeRangesBackward(cur);
 668     }
 669     weight += other.weight;
 670     Defs u;
 671     std::set_union(defs.begin(), defs.end(),
 672                    other.defs.begin(), other.defs.end(),
 673                    std::back_inserter(u));
 674     defs = u;
 675     ++numJoins;
 676 }
 677
 678 LiveIntervals::Interval::Ranges::iterator
 679 LiveIntervals::Interval::mergeRangesForward(Ranges::iterator it)
 680 {
 681     Ranges::iterator n;
 682     while ((n = next(it)) != ranges.end()) {
 683         if (n->first > it->second)
 684             break;
 685         it->second = std::max(it->second, n->second);
 686         n = ranges.erase(n);
 687     }
 688     return it;
 689 }
 690
 691 LiveIntervals::Interval::Ranges::iterator
 692 LiveIntervals::Interval::mergeRangesBackward(Ranges::iterator it)
 693 {
 694     while (it != ranges.begin()) {
 695         Ranges::iterator p = prior(it);
 696         if (it->first > p->second)
 697             break;
 698
 699         it->first = std::min(it->first, p->first);
 700         it->second = std::max(it->second, p->second);
 701         it = ranges.erase(p);
 702     }
 703
 704     return it;
 705 }
 706
 707 std::ostream& llvm::operator<<(std::ostream& os,
 708                                const LiveIntervals::Interval& li)
 709 {
 710     os << "%reg" << li.reg << ',' << li.weight;
 711     if (li.empty())
 712         return os << "EMPTY";
 713
 714     os << " {" << li.defs.front();
 715     for (LiveIntervals::Interval::Defs::const_iterator
 716              i = next(li.defs.begin()), e = li.defs.end(); i != e; ++i)
 717         os << "," << *i;
 718     os << "}";
 719
 720     os << " = ";
 721     for (LiveIntervals::Interval::Ranges::const_iterator
 722              i = li.ranges.begin(), e = li.ranges.end(); i != e; ++i) {
 723         os << "[" << i->first << "," << i->second << ")";
 724     }
 725     return os;
 726 }