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 index -> MachineInstr and
 155                 // MachineInstr -> index mappings
 156                 Mi2IndexMap::iterator mi2i = mi2iMap_.find(mii);
 157                 if (mi2i != mi2iMap_.end()) {
 158                     i2miMap_[mi2i->second/InstrSlots::NUM] = 0;
 159                     mi2iMap_.erase(mi2i);
 160                 }
 161                 mii = mbbi->erase(mii);
 162                 ++numPeep;
 163             }
 164             else
 165                 ++mii;
 166         }
 167     }
 168
 169     intervals_.sort(StartPointComp());
 170     DEBUG(std::cerr << "********** INTERVALS **********\n");
 171     DEBUG(std::copy(intervals_.begin(), intervals_.end(),
 172                     std::ostream_iterator<Interval>(std::cerr, "\n")));
 173     DEBUG(std::cerr << "********** MACHINEINSTRS **********\n");
 174     DEBUG(
 175         for (MachineFunction::iterator mbbi = mf_->begin(), mbbe = mf_->end();
 176              mbbi != mbbe; ++mbbi) {
 177             std::cerr << mbbi->getBasicBlock()->getName() << ":\n";
 178             for (MachineBasicBlock::iterator mii = mbbi->begin(),
 179                      mie = mbbi->end(); mii != mie; ++mii) {
 180                 std::cerr << getInstructionIndex(mii) << '\t';
 181                 mii->print(std::cerr, *tm_);
 182             }
 183         });
 184
 185     return true;
 186 }
 187
 188 void LiveIntervals::updateSpilledInterval(Interval& li,
 189                                           VirtRegMap& vrm,
 190                                           int slot)
 191 {
 192     assert(li.weight != std::numeric_limits<float>::infinity() &&
 193            "attempt to spill already spilled interval!");
 194     Interval::Ranges oldRanges;
 195     swap(oldRanges, li.ranges);
 196
 197     DEBUG(std::cerr << "\t\t\t\tupdating interval: " << li);
 198
 199     for (Interval::Ranges::iterator i = oldRanges.begin(), e = oldRanges.end();
 200          i != e; ++i) {
 201         unsigned index = getBaseIndex(i->first);
 202         unsigned end = getBaseIndex(i->second-1) + InstrSlots::NUM;
 203         for (; index < end; index += InstrSlots::NUM) {
 204             // skip deleted instructions
 205             while (!getInstructionFromIndex(index)) index += InstrSlots::NUM;
 206             MachineBasicBlock::iterator mi = getInstructionFromIndex(index);
 207
 208         for_operand:
 209             for (unsigned i = 0; i < mi->getNumOperands(); ++i) {
 210                 MachineOperand& mop = mi->getOperand(i);
 211                 if (mop.isRegister() && mop.getReg() == li.reg) {
 212                     MachineInstr* old = mi;
 213                     if (mri_->foldMemoryOperand(mi, i, slot)) {
 214                         lv_->instructionChanged(old, mi);
 215                         vrm.virtFolded(li.reg, old, mi);
 216                         mi2iMap_.erase(old);
 217                         i2miMap_[index/InstrSlots::NUM] = mi;
 218                         mi2iMap_[mi] = index;
 219                         ++numFolded;
 220                         goto for_operand;
 221                     }
 222                     else {
 223                         // This is tricky. We need to add information in
 224                         // the interval about the spill code so we have to
 225                         // use our extra load/store slots.
 226                         //
 227                         // If we have a use we are going to have a load so
 228                         // we start the interval from the load slot
 229                         // onwards. Otherwise we start from the def slot.
 230                         unsigned start = (mop.isUse() ?
 231                                           getLoadIndex(index) :
 232                                           getDefIndex(index));
 233                         // If we have a def we are going to have a store
 234                         // right after it so we end the interval after the
 235                         // use of the next instruction. Otherwise we end
 236                         // after the use of this instruction.
 237                         unsigned end = 1 + (mop.isDef() ?
 238                                             getUseIndex(index+InstrSlots::NUM) :
 239                                             getUseIndex(index));
 240                         li.addRange(start, end);
 241                     }
 242                 }
 243             }
 244         }
 245     }
 246     // the new spill weight is now infinity as it cannot be spilled again
 247     li.weight = std::numeric_limits<float>::infinity();
 248     DEBUG(std::cerr << '\n');
 249     DEBUG(std::cerr << "\t\t\t\tupdated interval: " << li << '\n');
 250 }
 251
 252 void LiveIntervals::printRegName(unsigned reg) const
 253 {
 254     if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(reg))
 255         std::cerr << mri_->getName(reg);
 256     else
 257         std::cerr << "%reg" << reg;
 258 }
 259
 260 void LiveIntervals::handleVirtualRegisterDef(MachineBasicBlock* mbb,
 261                                              MachineBasicBlock::iterator mi,
 262                                              unsigned reg)
 263 {
 264     DEBUG(std::cerr << "\t\tregister: "; printRegName(reg));
 265     LiveVariables::VarInfo& vi = lv_->getVarInfo(reg);
 266
 267     Interval* interval = 0;
 268     Reg2IntervalMap::iterator r2iit = r2iMap_.lower_bound(reg);
 269     if (r2iit == r2iMap_.end() || r2iit->first != reg) {
 270         // add new interval
 271         intervals_.push_back(Interval(reg));
 272         // update interval index for this register
 273         r2iMap_.insert(r2iit, std::make_pair(reg, --intervals_.end()));
 274         interval = &intervals_.back();
 275
 276         // iterate over all of the blocks that the variable is
 277         // completely live in, adding them to the live
 278         // interval. obviously we only need to do this once.
 279         for (unsigned i = 0, e = vi.AliveBlocks.size(); i != e; ++i) {
 280             if (vi.AliveBlocks[i]) {
 281                 MachineBasicBlock* mbb = lv_->getIndexMachineBasicBlock(i);
 282                 if (!mbb->empty()) {
 283                     interval->addRange(
 284                         getInstructionIndex(&mbb->front()),
 285                         getInstructionIndex(&mbb->back()) + InstrSlots::NUM);
 286                 }
 287             }
 288         }
 289     }
 290     else {
 291         interval = &*r2iit->second;
 292     }
 293
 294     unsigned baseIndex = getInstructionIndex(mi);
 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                                               unsigned reg)
 328 {
 329     DEBUG(std::cerr << "\t\tregister: "; printRegName(reg));
 330     typedef LiveVariables::killed_iterator KillIter;
 331
 332     MachineBasicBlock::iterator e = mbb->end();
 333     unsigned baseIndex = getInstructionIndex(mi);
 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 (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 (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
 364     Reg2IntervalMap::iterator r2iit = r2iMap_.lower_bound(reg);
 365     if (r2iit != r2iMap_.end() && r2iit->first == reg) {
 366         r2iit->second->addRange(start, end);
 367     }
 368     else {
 369         intervals_.push_back(Interval(reg));
 370         // update interval index for this register
 371         r2iMap_.insert(r2iit, std::make_pair(reg, --intervals_.end()));
 372         intervals_.back().addRange(start, end);
 373     }
 374     DEBUG(std::cerr << '\n');
 375 }
 376
 377 void LiveIntervals::handleRegisterDef(MachineBasicBlock* mbb,
 378                                       MachineBasicBlock::iterator mi,
 379                                       unsigned reg)
 380 {
 381     if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(reg)) {
 382         if (lv_->getAllocatablePhysicalRegisters()[reg]) {
 383             handlePhysicalRegisterDef(mbb, mi, reg);
 384             for (const unsigned* as = mri_->getAliasSet(reg); *as; ++as)
 385                 handlePhysicalRegisterDef(mbb, mi, *as);
 386         }
 387     }
 388     else {
 389         handleVirtualRegisterDef(mbb, mi, reg);
 390     }
 391 }
 392
 393 unsigned LiveIntervals::getInstructionIndex(MachineInstr* instr) const
 394 {
 395     Mi2IndexMap::const_iterator it = mi2iMap_.find(instr);
 396     return (it == mi2iMap_.end() ?
 397             std::numeric_limits<unsigned>::max() :
 398             it->second);
 399 }
 400
 401 MachineInstr* LiveIntervals::getInstructionFromIndex(unsigned index) const
 402 {
 403     index /= InstrSlots::NUM; // convert index to vector index
 404     assert(index < i2miMap_.size() &&
 405            "index does not correspond to an instruction");
 406     return i2miMap_[index];
 407 }
 408
 409 /// computeIntervals - computes the live intervals for virtual
 410 /// registers. for some ordering of the machine instructions [1,N] a
 411 /// live interval is an interval [i, j) where 1 <= i <= j < N for
 412 /// which a variable is live
 413 void LiveIntervals::computeIntervals()
 414 {
 415     DEBUG(std::cerr << "********** COMPUTING LIVE INTERVALS **********\n");
 416     DEBUG(std::cerr << "********** Function: "
 417           << mf_->getFunction()->getName() << '\n');
 418
 419     for (MbbIndex2MbbMap::iterator
 420              it = mbbi2mbbMap_.begin(), itEnd = mbbi2mbbMap_.end();
 421          it != itEnd; ++it) {
 422         MachineBasicBlock* mbb = it->second;
 423         DEBUG(std::cerr << mbb->getBasicBlock()->getName() << ":\n");
 424
 425         for (MachineBasicBlock::iterator mi = mbb->begin(), miEnd = mbb->end();
 426              mi != miEnd; ++mi) {
 427             const TargetInstrDescriptor& tid =
 428                 tm_->getInstrInfo().get(mi->getOpcode());
 429             DEBUG(std::cerr << getInstructionIndex(mi) << "\t";
 430                   mi->print(std::cerr, *tm_));
 431
 432             // handle implicit defs
 433             for (const unsigned* id = tid.ImplicitDefs; *id; ++id)
 434                 handleRegisterDef(mbb, mi, *id);
 435
 436             // handle explicit defs
 437             for (int i = mi->getNumOperands() - 1; i >= 0; --i) {
 438                 MachineOperand& mop = mi->getOperand(i);
 439                 // handle register defs - build intervals
 440                 if (mop.isRegister() && mop.getReg() && mop.isDef())
 441                     handleRegisterDef(mbb, mi, mop.getReg());
 442             }
 443         }
 444     }
 445 }
 446
 447 unsigned LiveIntervals::rep(unsigned reg)
 448 {
 449     Reg2RegMap::iterator it = r2rMap_.find(reg);
 450     if (it != r2rMap_.end())
 451         return it->second = rep(it->second);
 452     return reg;
 453 }
 454
 455 void LiveIntervals::joinIntervals()
 456 {
 457     DEBUG(std::cerr << "********** JOINING INTERVALS ***********\n");
 458
 459     const TargetInstrInfo& tii = tm_->getInstrInfo();
 460
 461     for (MachineFunction::iterator mbbi = mf_->begin(), mbbe = mf_->end();
 462          mbbi != mbbe; ++mbbi) {
 463         MachineBasicBlock* mbb = mbbi;
 464         DEBUG(std::cerr << mbb->getBasicBlock()->getName() << ":\n");
 465
 466         for (MachineBasicBlock::iterator mi = mbb->begin(), mie = mbb->end();
 467              mi != mie; ++mi) {
 468             const TargetInstrDescriptor& tid =
 469                 tm_->getInstrInfo().get(mi->getOpcode());
 470             DEBUG(std::cerr << getInstructionIndex(mi) << '\t';
 471                   mi->print(std::cerr, *tm_););
 472
 473             // we only join virtual registers with allocatable
 474             // physical registers since we do not have liveness information
 475             // on not allocatable physical registers
 476             unsigned regA, regB;
 477             if (tii.isMoveInstr(*mi, regA, regB) &&
 478                 (MRegisterInfo::isVirtualRegister(regA) ||
 479                  lv_->getAllocatablePhysicalRegisters()[regA]) &&
 480                 (MRegisterInfo::isVirtualRegister(regB) ||
 481                  lv_->getAllocatablePhysicalRegisters()[regB])) {
 482
 483                 // get representative registers
 484                 regA = rep(regA);
 485                 regB = rep(regB);
 486
 487                 // if they are already joined we continue
 488                 if (regA == regB)
 489                     continue;
 490
 491                 Reg2IntervalMap::iterator r2iA = r2iMap_.find(regA);
 492                 assert(r2iA != r2iMap_.end());
 493                 Reg2IntervalMap::iterator r2iB = r2iMap_.find(regB);
 494                 assert(r2iB != r2iMap_.end());
 495
 496                 Intervals::iterator intA = r2iA->second;
 497                 Intervals::iterator intB = r2iB->second;
 498
 499                 // both A and B are virtual registers
 500                 if (MRegisterInfo::isVirtualRegister(intA->reg) &&
 501                     MRegisterInfo::isVirtualRegister(intB->reg)) {
 502
 503                     const TargetRegisterClass *rcA, *rcB;
 504                     rcA = mf_->getSSARegMap()->getRegClass(intA->reg);
 505                     rcB = mf_->getSSARegMap()->getRegClass(intB->reg);
 506                     assert(rcA == rcB && "registers must be of the same class");
 507
 508                     // if their intervals do not overlap we join them
 509                     if (!intB->overlaps(*intA)) {
 510                         intA->join(*intB);
 511                         r2iB->second = r2iA->second;
 512                         r2rMap_.insert(std::make_pair(intB->reg, intA->reg));
 513                         intervals_.erase(intB);
 514                     }
 515                 }
 516                 else if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(intA->reg) ^
 517                          MRegisterInfo::isPhysicalRegister(intB->reg)) {
 518                     if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(intB->reg)) {
 519                         std::swap(regA, regB);
 520                         std::swap(intA, intB);
 521                         std::swap(r2iA, r2iB);
 522                     }
 523
 524                     assert(MRegisterInfo::isPhysicalRegister(intA->reg) &&
 525                            MRegisterInfo::isVirtualRegister(intB->reg) &&
 526                            "A must be physical and B must be virtual");
 527
 528                     if (!intA->overlaps(*intB) &&
 529                          !overlapsAliases(*intA, *intB)) {
 530                         intA->join(*intB);
 531                         r2iB->second = r2iA->second;
 532                         r2rMap_.insert(std::make_pair(intB->reg, intA->reg));
 533                         intervals_.erase(intB);
 534                     }
 535                 }
 536             }
 537         }
 538     }
 539 }
 540
 541 bool LiveIntervals::overlapsAliases(const Interval& lhs,
 542                                     const Interval& rhs) const
 543 {
 544     assert(MRegisterInfo::isPhysicalRegister(lhs.reg) &&
 545            "first interval must describe a physical register");
 546
 547     for (const unsigned* as = mri_->getAliasSet(lhs.reg); *as; ++as) {
 548         Reg2IntervalMap::const_iterator r2i = r2iMap_.find(*as);
 549         assert(r2i != r2iMap_.end() && "alias does not have interval?");
 550         if (rhs.overlaps(*r2i->second))
 551             return true;
 552     }
 553
 554     return false;
 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     ++numJoins;
 670 }
 671
 672 LiveIntervals::Interval::Ranges::iterator
 673 LiveIntervals::Interval::mergeRangesForward(Ranges::iterator it)
 674 {
 675     Ranges::iterator n;
 676     while ((n = next(it)) != ranges.end()) {
 677         if (n->first > it->second)
 678             break;
 679         it->second = std::max(it->second, n->second);
 680         n = ranges.erase(n);
 681     }
 682     return it;
 683 }
 684
 685 LiveIntervals::Interval::Ranges::iterator
 686 LiveIntervals::Interval::mergeRangesBackward(Ranges::iterator it)
 687 {
 688     while (it != ranges.begin()) {
 689         Ranges::iterator p = prior(it);
 690         if (it->first > p->second)
 691             break;
 692
 693         it->first = std::min(it->first, p->first);
 694         it->second = std::max(it->second, p->second);
 695         it = ranges.erase(p);
 696     }
 697
 698     return it;
 699 }
 700
 701 std::ostream& llvm::operator<<(std::ostream& os,
 702                                const LiveIntervals::Interval& li)
 703 {
 704     os << "%reg" << li.reg << ',' << li.weight << " = ";
 705     if (li.empty())
 706         return os << "EMPTY";
 707     for (LiveIntervals::Interval::Ranges::const_iterator
 708              i = li.ranges.begin(), e = li.ranges.end(); i != e; ++i) {
 709         os << "[" << i->first << "," << i->second << ")";
 710     }
 711     return os;
 712 }