lib/CodeGen/PreAllocSplitting.cpp

   1 //===-- PreAllocSplitting.cpp - Pre-allocation Interval Spltting Pass. ----===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file implements the machine instruction level pre-register allocation
  11 // live interval splitting pass. It finds live interval barriers, i.e.
  12 // instructions which will kill all physical registers in certain register
  13 // classes, and split all live intervals which cross the barrier.
  14 //
  15 //===----------------------------------------------------------------------===//
  16
  17 #define DEBUG_TYPE "pre-alloc-split"
  18 #include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
  19 #include "llvm/CodeGen/LiveStackAnalysis.h"
  20 #include "llvm/CodeGen/MachineDominators.h"
  21 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  22 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
  23 #include "llvm/CodeGen/MachineLoopInfo.h"
  24 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  25 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
  26 #include "llvm/CodeGen/RegisterCoalescer.h"
  27 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  28 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  29 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
  30 #include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
  31 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  32 #include "llvm/Support/Debug.h"
  33 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  34 #include "llvm/ADT/DepthFirstIterator.h"
  35 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
  36 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  37 using namespace llvm;
  38
  39 static cl::opt<int> PreSplitLimit("pre-split-limit", cl::init(-1), cl::Hidden);
  40 static cl::opt<int> DeadSplitLimit("dead-split-limit", cl::init(-1), cl::Hidden);
  41
  42 STATISTIC(NumSplits, "Number of intervals split");
  43 STATISTIC(NumRemats, "Number of intervals split by rematerialization");
  44 STATISTIC(NumFolds, "Number of intervals split with spill folding");
  45 STATISTIC(NumRenumbers, "Number of intervals renumbered into new registers");
  46 STATISTIC(NumDeadSpills, "Number of dead spills removed");
  47
  48 namespace {
  49   class VISIBILITY_HIDDEN PreAllocSplitting : public MachineFunctionPass {
  50     MachineFunction       *CurrMF;
  51     const TargetMachine   *TM;
  52     const TargetInstrInfo *TII;
  53     const TargetRegisterInfo* TRI;
  54     MachineFrameInfo      *MFI;
  55     MachineRegisterInfo   *MRI;
  56     LiveIntervals         *LIs;
  57     LiveStacks            *LSs;
  58
  59     // Barrier - Current barrier being processed.
  60     MachineInstr          *Barrier;
  61
  62     // BarrierMBB - Basic block where the barrier resides in.
  63     MachineBasicBlock     *BarrierMBB;
  64
  65     // Barrier - Current barrier index.
  66     unsigned              BarrierIdx;
  67
  68     // CurrLI - Current live interval being split.
  69     LiveInterval          *CurrLI;
  70
  71     // CurrSLI - Current stack slot live interval.
  72     LiveInterval          *CurrSLI;
  73
  74     // CurrSValNo - Current val# for the stack slot live interval.
  75     VNInfo                *CurrSValNo;
  76
  77     // IntervalSSMap - A map from live interval to spill slots.
  78     DenseMap<unsigned, int> IntervalSSMap;
  79
  80     // Def2SpillMap - A map from a def instruction index to spill index.
  81     DenseMap<unsigned, unsigned> Def2SpillMap;
  82
  83   public:
  84     static char ID;
  85     PreAllocSplitting() : MachineFunctionPass(&ID) {}
  86
  87     virtual bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF);
  88
  89     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
  90       AU.addRequired<LiveIntervals>();
  91       AU.addPreserved<LiveIntervals>();
  92       AU.addRequired<LiveStacks>();
  93       AU.addPreserved<LiveStacks>();
  94       AU.addPreserved<RegisterCoalescer>();
  95       if (StrongPHIElim)
  96         AU.addPreservedID(StrongPHIEliminationID);
  97       else
  98         AU.addPreservedID(PHIEliminationID);
  99       AU.addRequired<MachineDominatorTree>();
 100       AU.addRequired<MachineLoopInfo>();
 101       AU.addPreserved<MachineDominatorTree>();
 102       AU.addPreserved<MachineLoopInfo>();
 103       MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
 104     }
 105
 106     virtual void releaseMemory() {
 107       IntervalSSMap.clear();
 108       Def2SpillMap.clear();
 109     }
 110
 111     virtual const char *getPassName() const {
 112       return "Pre-Register Allocaton Live Interval Splitting";
 113     }
 114
 115     /// print - Implement the dump method.
 116     virtual void print(std::ostream &O, const Module* M = 0) const {
 117       LIs->print(O, M);
 118     }
 119
 120     void print(std::ostream *O, const Module* M = 0) const {
 121       if (O) print(*O, M);
 122     }
 123
 124   private:
 125     MachineBasicBlock::iterator
 126       findNextEmptySlot(MachineBasicBlock*, MachineInstr*,
 127                         unsigned&);
 128
 129     MachineBasicBlock::iterator
 130       findSpillPoint(MachineBasicBlock*, MachineInstr*, MachineInstr*,
 131                      SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>&, unsigned&);
 132
 133     MachineBasicBlock::iterator
 134       findRestorePoint(MachineBasicBlock*, MachineInstr*, unsigned,
 135                      SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>&, unsigned&);
 136
 137     int CreateSpillStackSlot(unsigned, const TargetRegisterClass *);
 138
 139     bool IsAvailableInStack(MachineBasicBlock*, unsigned, unsigned, unsigned,
 140                             unsigned&, int&) const;
 141
 142     void UpdateSpillSlotInterval(VNInfo*, unsigned, unsigned);
 143
 144     bool SplitRegLiveInterval(LiveInterval*);
 145
 146     bool SplitRegLiveIntervals(const TargetRegisterClass **,
 147                                SmallPtrSet<LiveInterval*, 8>&);
 148
 149     bool createsNewJoin(LiveRange* LR, MachineBasicBlock* DefMBB,
 150                         MachineBasicBlock* BarrierMBB);
 151     bool Rematerialize(unsigned vreg, VNInfo* ValNo,
 152                        MachineInstr* DefMI,
 153                        MachineBasicBlock::iterator RestorePt,
 154                        unsigned RestoreIdx,
 155                        SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>& RefsInMBB);
 156     MachineInstr* FoldSpill(unsigned vreg, const TargetRegisterClass* RC,
 157                             MachineInstr* DefMI,
 158                             MachineInstr* Barrier,
 159                             MachineBasicBlock* MBB,
 160                             int& SS,
 161                             SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>& RefsInMBB);
 162     void RenumberValno(VNInfo* VN);
 163     void ReconstructLiveInterval(LiveInterval* LI);
 164     bool removeDeadSpills(SmallPtrSet<LiveInterval*, 8>& split);
 165     unsigned getNumberOfNonSpills(SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>& MIs,
 166                                unsigned Reg, int FrameIndex, bool& TwoAddr);
 167     VNInfo* PerformPHIConstruction(MachineBasicBlock::iterator use,
 168                                    MachineBasicBlock* MBB,
 169                                    LiveInterval* LI,
 170                                    SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>& Visited,
 171             DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 2> >& Defs,
 172             DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 2> >& Uses,
 173                                       DenseMap<MachineInstr*, VNInfo*>& NewVNs,
 174                                 DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*>& LiveOut,
 175                                 DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*>& Phis,
 176                                         bool toplevel, bool intrablock);
 177 };
 178 } // end anonymous namespace
 179
 180 char PreAllocSplitting::ID = 0;
 181
 182 static RegisterPass<PreAllocSplitting>
 183 X("pre-alloc-splitting", "Pre-Register Allocation Live Interval Splitting");
 184
 185 const PassInfo *const llvm::PreAllocSplittingID = &X;
 186
 187
 188 /// findNextEmptySlot - Find a gap after the given machine instruction in the
 189 /// instruction index map. If there isn't one, return end().
 190 MachineBasicBlock::iterator
 191 PreAllocSplitting::findNextEmptySlot(MachineBasicBlock *MBB, MachineInstr *MI,
 192                                      unsigned &SpotIndex) {
 193   MachineBasicBlock::iterator MII = MI;
 194   if (++MII != MBB->end()) {
 195     unsigned Index = LIs->findGapBeforeInstr(LIs->getInstructionIndex(MII));
 196     if (Index) {
 197       SpotIndex = Index;
 198       return MII;
 199     }
 200   }
 201   return MBB->end();
 202 }
 203
 204 /// findSpillPoint - Find a gap as far away from the given MI that's suitable
 205 /// for spilling the current live interval. The index must be before any
 206 /// defs and uses of the live interval register in the mbb. Return begin() if
 207 /// none is found.
 208 MachineBasicBlock::iterator
 209 PreAllocSplitting::findSpillPoint(MachineBasicBlock *MBB, MachineInstr *MI,
 210                                   MachineInstr *DefMI,
 211                                   SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> &RefsInMBB,
 212                                   unsigned &SpillIndex) {
 213   MachineBasicBlock::iterator Pt = MBB->begin();
 214
 215   // Go top down if RefsInMBB is empty.
 216   if (RefsInMBB.empty() && !DefMI) {
 217     MachineBasicBlock::iterator MII = MBB->begin();
 218     MachineBasicBlock::iterator EndPt = MI;
 219     do {
 220       ++MII;
 221       unsigned Index = LIs->getInstructionIndex(MII);
 222       unsigned Gap = LIs->findGapBeforeInstr(Index);
 223       if (Gap) {
 224         Pt = MII;
 225         SpillIndex = Gap;
 226         break;
 227
 228       // We can't insert the spill between the barrier (a call), and its
 229       // corresponding call frame setup.
 230       } else if (prior(MII)->getOpcode() == TRI->getCallFrameSetupOpcode() &&
 231                  MII == MachineBasicBlock::iterator(MI))
 232         break;
 233     } while (MII != EndPt);
 234   } else {
 235     MachineBasicBlock::iterator MII = MI;
 236     MachineBasicBlock::iterator EndPt = DefMI
 237       ? MachineBasicBlock::iterator(DefMI) : MBB->begin();
 238
 239     // We can't insert the spill between the barrier (a call), and its
 240     // corresponding call frame setup.
 241     if (prior(MII)->getOpcode() == TRI->getCallFrameSetupOpcode()) --MII;
 242     while (MII != EndPt && !RefsInMBB.count(MII)) {
 243       unsigned Index = LIs->getInstructionIndex(MII);
 244       if (LIs->hasGapBeforeInstr(Index)) {
 245         Pt = MII;
 246         SpillIndex = LIs->findGapBeforeInstr(Index, true);
 247       }
 248       --MII;
 249     }
 250   }
 251
 252   return Pt;
 253 }
 254
 255 /// findRestorePoint - Find a gap in the instruction index map that's suitable
 256 /// for restoring the current live interval value. The index must be before any
 257 /// uses of the live interval register in the mbb. Return end() if none is
 258 /// found.
 259 MachineBasicBlock::iterator
 260 PreAllocSplitting::findRestorePoint(MachineBasicBlock *MBB, MachineInstr *MI,
 261                                     unsigned LastIdx,
 262                                     SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> &RefsInMBB,
 263                                     unsigned &RestoreIndex) {
 264   // FIXME: Allow spill to be inserted to the beginning of the mbb. Update mbb
 265   // begin index accordingly.
 266   MachineBasicBlock::iterator Pt = MBB->end();
 267   unsigned EndIdx = LIs->getMBBEndIdx(MBB);
 268
 269   // Go bottom up if RefsInMBB is empty and the end of the mbb isn't beyond
 270   // the last index in the live range.
 271   if (RefsInMBB.empty() && LastIdx >= EndIdx) {
 272     MachineBasicBlock::iterator MII = MBB->getFirstTerminator();
 273     MachineBasicBlock::iterator EndPt = MI;
 274     --MII;
 275     do {
 276       unsigned Index = LIs->getInstructionIndex(MII);
 277       unsigned Gap = LIs->findGapBeforeInstr(Index);
 278       if (Gap) {
 279         Pt = MII;
 280         RestoreIndex = Gap;
 281         break;
 282
 283       // We can't insert a restore between the barrier (a call) and its
 284       // corresponding call frame teardown.
 285       } else if (MII->getOpcode() == TRI->getCallFrameDestroyOpcode() &&
 286                  prior(MII) == MachineBasicBlock::iterator(MI))
 287         break;
 288       --MII;
 289     } while (MII != EndPt);
 290   } else {
 291     MachineBasicBlock::iterator MII = MI;
 292     MII = ++MII;
 293     // We can't insert a restore between the barrier (a call) and its
 294     // corresponding call frame teardown.
 295     if (MII->getOpcode() == TRI->getCallFrameDestroyOpcode())
 296       ++MII;
 297
 298     // FIXME: Limit the number of instructions to examine to reduce
 299     // compile time?
 300     while (MII != MBB->getFirstTerminator()) {
 301       unsigned Index = LIs->getInstructionIndex(MII);
 302       if (Index > LastIdx)
 303         break;
 304       unsigned Gap = LIs->findGapBeforeInstr(Index);
 305       if (Gap) {
 306         Pt = MII;
 307         RestoreIndex = Gap;
 308       }
 309       if (RefsInMBB.count(MII))
 310         break;
 311       ++MII;
 312     }
 313   }
 314
 315   return Pt;
 316 }
 317
 318 /// CreateSpillStackSlot - Create a stack slot for the live interval being
 319 /// split. If the live interval was previously split, just reuse the same
 320 /// slot.
 321 int PreAllocSplitting::CreateSpillStackSlot(unsigned Reg,
 322                                             const TargetRegisterClass *RC) {
 323   int SS;
 324   DenseMap<unsigned, int>::iterator I = IntervalSSMap.find(Reg);
 325   if (I != IntervalSSMap.end()) {
 326     SS = I->second;
 327   } else {
 328     SS = MFI->CreateStackObject(RC->getSize(), RC->getAlignment());
 329     IntervalSSMap[Reg] = SS;
 330   }
 331
 332   // Create live interval for stack slot.
 333   CurrSLI = &LSs->getOrCreateInterval(SS);
 334   if (CurrSLI->hasAtLeastOneValue())
 335     CurrSValNo = CurrSLI->getValNumInfo(0);
 336   else
 337     CurrSValNo = CurrSLI->getNextValue(~0U, 0, LSs->getVNInfoAllocator());
 338   return SS;
 339 }
 340
 341 /// IsAvailableInStack - Return true if register is available in a split stack
 342 /// slot at the specified index.
 343 bool
 344 PreAllocSplitting::IsAvailableInStack(MachineBasicBlock *DefMBB,
 345                                     unsigned Reg, unsigned DefIndex,
 346                                     unsigned RestoreIndex, unsigned &SpillIndex,
 347                                     int& SS) const {
 348   if (!DefMBB)
 349     return false;
 350
 351   DenseMap<unsigned, int>::iterator I = IntervalSSMap.find(Reg);
 352   if (I == IntervalSSMap.end())
 353     return false;
 354   DenseMap<unsigned, unsigned>::iterator II = Def2SpillMap.find(DefIndex);
 355   if (II == Def2SpillMap.end())
 356     return false;
 357
 358   // If last spill of def is in the same mbb as barrier mbb (where restore will
 359   // be), make sure it's not below the intended restore index.
 360   // FIXME: Undo the previous spill?
 361   assert(LIs->getMBBFromIndex(II->second) == DefMBB);
 362   if (DefMBB == BarrierMBB && II->second >= RestoreIndex)
 363     return false;
 364
 365   SS = I->second;
 366   SpillIndex = II->second;
 367   return true;
 368 }
 369
 370 /// UpdateSpillSlotInterval - Given the specified val# of the register live
 371 /// interval being split, and the spill and restore indicies, update the live
 372 /// interval of the spill stack slot.
 373 void
 374 PreAllocSplitting::UpdateSpillSlotInterval(VNInfo *ValNo, unsigned SpillIndex,
 375                                            unsigned RestoreIndex) {
 376   assert(LIs->getMBBFromIndex(RestoreIndex) == BarrierMBB &&
 377          "Expect restore in the barrier mbb");
 378
 379   MachineBasicBlock *MBB = LIs->getMBBFromIndex(SpillIndex);
 380   if (MBB == BarrierMBB) {
 381     // Intra-block spill + restore. We are done.
 382     LiveRange SLR(SpillIndex, RestoreIndex, CurrSValNo);
 383     CurrSLI->addRange(SLR);
 384     return;
 385   }
 386
 387   SmallPtrSet<MachineBasicBlock*, 4> Processed;
 388   unsigned EndIdx = LIs->getMBBEndIdx(MBB);
 389   LiveRange SLR(SpillIndex, EndIdx+1, CurrSValNo);
 390   CurrSLI->addRange(SLR);
 391   Processed.insert(MBB);
 392
 393   // Start from the spill mbb, figure out the extend of the spill slot's
 394   // live interval.
 395   SmallVector<MachineBasicBlock*, 4> WorkList;
 396   const LiveRange *LR = CurrLI->getLiveRangeContaining(SpillIndex);
 397   if (LR->end > EndIdx)
 398     // If live range extend beyond end of mbb, add successors to work list.
 399     for (MachineBasicBlock::succ_iterator SI = MBB->succ_begin(),
 400            SE = MBB->succ_end(); SI != SE; ++SI)
 401       WorkList.push_back(*SI);
 402
 403   while (!WorkList.empty()) {
 404     MachineBasicBlock *MBB = WorkList.back();
 405     WorkList.pop_back();
 406     if (Processed.count(MBB))
 407       continue;
 408     unsigned Idx = LIs->getMBBStartIdx(MBB);
 409     LR = CurrLI->getLiveRangeContaining(Idx);
 410     if (LR && LR->valno == ValNo) {
 411       EndIdx = LIs->getMBBEndIdx(MBB);
 412       if (Idx <= RestoreIndex && RestoreIndex < EndIdx) {
 413         // Spill slot live interval stops at the restore.
 414         LiveRange SLR(Idx, RestoreIndex, CurrSValNo);
 415         CurrSLI->addRange(SLR);
 416       } else if (LR->end > EndIdx) {
 417         // Live range extends beyond end of mbb, process successors.
 418         LiveRange SLR(Idx, EndIdx+1, CurrSValNo);
 419         CurrSLI->addRange(SLR);
 420         for (MachineBasicBlock::succ_iterator SI = MBB->succ_begin(),
 421                SE = MBB->succ_end(); SI != SE; ++SI)
 422           WorkList.push_back(*SI);
 423       } else {
 424         LiveRange SLR(Idx, LR->end, CurrSValNo);
 425         CurrSLI->addRange(SLR);
 426       }
 427       Processed.insert(MBB);
 428     }
 429   }
 430 }
 431
 432 /// PerformPHIConstruction - From properly set up use and def lists, use a PHI
 433 /// construction algorithm to compute the ranges and valnos for an interval.
 434 VNInfo* PreAllocSplitting::PerformPHIConstruction(
 435                                                 MachineBasicBlock::iterator use,
 436                                                          MachineBasicBlock* MBB,
 437                                                                LiveInterval* LI,
 438                                        SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>& Visited,
 439              DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 2> >& Defs,
 440              DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 2> >& Uses,
 441                                        DenseMap<MachineInstr*, VNInfo*>& NewVNs,
 442                                  DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*>& LiveOut,
 443                                  DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*>& Phis,
 444                                               bool toplevel, bool intrablock) {
 445   // Return memoized result if it's available.
 446   if (toplevel && Visited.count(use) && NewVNs.count(use))
 447     return NewVNs[use];
 448   else if (!toplevel && intrablock && NewVNs.count(use))
 449     return NewVNs[use];
 450   else if (!intrablock && LiveOut.count(MBB))
 451     return LiveOut[MBB];
 452
 453   typedef DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 2> > RegMap;
 454
 455   // Check if our block contains any uses or defs.
 456   bool ContainsDefs = Defs.count(MBB);
 457   bool ContainsUses = Uses.count(MBB);
 458
 459   VNInfo* ret = 0;
 460
 461   // Enumerate the cases of use/def contaning blocks.
 462   if (!ContainsDefs && !ContainsUses) {
 463   Fallback:
 464     // NOTE: Because this is the fallback case from other cases, we do NOT
 465     // assume that we are not intrablock here.
 466     if (Phis.count(MBB)) return Phis[MBB];
 467
 468     unsigned StartIndex = LIs->getMBBStartIdx(MBB);
 469
 470     if (MBB->pred_size() == 1) {
 471       Phis[MBB] = ret = PerformPHIConstruction((*MBB->pred_begin())->end(),
 472                                           *(MBB->pred_begin()), LI, Visited,
 473                                           Defs, Uses, NewVNs, LiveOut, Phis,
 474                                           false, false);
 475       unsigned EndIndex = 0;
 476       if (intrablock) {
 477         EndIndex = LIs->getInstructionIndex(use);
 478         EndIndex = LiveIntervals::getUseIndex(EndIndex);
 479       } else
 480         EndIndex = LIs->getMBBEndIdx(MBB);
 481
 482       LI->addRange(LiveRange(StartIndex, EndIndex+1, ret));
 483       if (intrablock)
 484         LI->addKill(ret, EndIndex);
 485     } else {
 486       Phis[MBB] = ret = LI->getNextValue(~0U, /*FIXME*/ 0,
 487                                           LIs->getVNInfoAllocator());
 488       if (!intrablock) LiveOut[MBB] = ret;
 489
 490       // If there are no uses or defs between our starting point and the
 491       // beginning of the block, then recursive perform phi construction
 492       // on our predecessors.
 493       DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*> IncomingVNs;
 494       for (MachineBasicBlock::pred_iterator PI = MBB->pred_begin(),
 495            PE = MBB->pred_end(); PI != PE; ++PI) {
 496         VNInfo* Incoming = PerformPHIConstruction((*PI)->end(), *PI, LI,
 497                                             Visited, Defs, Uses, NewVNs,
 498                                             LiveOut, Phis, false, false);
 499         if (Incoming != 0)
 500           IncomingVNs[*PI] = Incoming;
 501       }
 502
 503       // Otherwise, merge the incoming VNInfos with a phi join.  Create a new
 504       // VNInfo to represent the joined value.
 505       for (DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*>::iterator I =
 506            IncomingVNs.begin(), E = IncomingVNs.end(); I != E; ++I) {
 507         I->second->hasPHIKill = true;
 508         unsigned KillIndex = LIs->getMBBEndIdx(I->first);
 509         if (!LiveInterval::isKill(I->second, KillIndex))
 510           LI->addKill(I->second, KillIndex);
 511       }
 512
 513       unsigned EndIndex = 0;
 514       if (intrablock) {
 515         EndIndex = LIs->getInstructionIndex(use);
 516         EndIndex = LiveIntervals::getUseIndex(EndIndex);
 517       } else
 518         EndIndex = LIs->getMBBEndIdx(MBB);
 519       LI->addRange(LiveRange(StartIndex, EndIndex+1, ret));
 520       if (intrablock)
 521         LI->addKill(ret, EndIndex);
 522     }
 523   } else if (ContainsDefs && !ContainsUses) {
 524     SmallPtrSet<MachineInstr*, 2>& BlockDefs = Defs[MBB];
 525
 526     // Search for the def in this block.  If we don't find it before the
 527     // instruction we care about, go to the fallback case.  Note that that
 528     // should never happen: this cannot be intrablock, so use should
 529     // always be an end() iterator.
 530     assert(use == MBB->end() && "No use marked in intrablock");
 531
 532     MachineBasicBlock::iterator walker = use;
 533     --walker;
 534     while (walker != MBB->begin())
 535       if (BlockDefs.count(walker)) {
 536         break;
 537       } else
 538         --walker;
 539
 540     // Once we've found it, extend its VNInfo to our instruction.
 541     unsigned DefIndex = LIs->getInstructionIndex(walker);
 542     DefIndex = LiveIntervals::getDefIndex(DefIndex);
 543     unsigned EndIndex = LIs->getMBBEndIdx(MBB);
 544
 545     ret = NewVNs[walker];
 546     LI->addRange(LiveRange(DefIndex, EndIndex+1, ret));
 547   } else if (!ContainsDefs && ContainsUses) {
 548     SmallPtrSet<MachineInstr*, 2>& BlockUses = Uses[MBB];
 549
 550     // Search for the use in this block that precedes the instruction we care
 551     // about, going to the fallback case if we don't find it.
 552
 553     if (use == MBB->begin())
 554       goto Fallback;
 555
 556     MachineBasicBlock::iterator walker = use;
 557     --walker;
 558     bool found = false;
 559     while (walker != MBB->begin())
 560       if (BlockUses.count(walker)) {
 561         found = true;
 562         break;
 563       } else
 564         --walker;
 565
 566     // Must check begin() too.
 567     if (!found) {
 568       if (BlockUses.count(walker))
 569         found = true;
 570       else
 571         goto Fallback;
 572     }
 573
 574     unsigned UseIndex = LIs->getInstructionIndex(walker);
 575     UseIndex = LiveIntervals::getUseIndex(UseIndex);
 576     unsigned EndIndex = 0;
 577     if (intrablock) {
 578       EndIndex = LIs->getInstructionIndex(use);
 579       EndIndex = LiveIntervals::getUseIndex(EndIndex);
 580     } else
 581       EndIndex = LIs->getMBBEndIdx(MBB);
 582
 583     // Now, recursively phi construct the VNInfo for the use we found,
 584     // and then extend it to include the instruction we care about
 585     ret = PerformPHIConstruction(walker, MBB, LI, Visited, Defs, Uses,
 586                                  NewVNs, LiveOut, Phis, false, true);
 587
 588     LI->addRange(LiveRange(UseIndex, EndIndex+1, ret));
 589
 590     // FIXME: Need to set kills properly for inter-block stuff.
 591     if (LI->isKill(ret, UseIndex)) LI->removeKill(ret, UseIndex);
 592     if (intrablock)
 593       LI->addKill(ret, EndIndex);
 594   } else if (ContainsDefs && ContainsUses){
 595     SmallPtrSet<MachineInstr*, 2>& BlockDefs = Defs[MBB];
 596     SmallPtrSet<MachineInstr*, 2>& BlockUses = Uses[MBB];
 597
 598     // This case is basically a merging of the two preceding case, with the
 599     // special note that checking for defs must take precedence over checking
 600     // for uses, because of two-address instructions.
 601
 602     if (use == MBB->begin())
 603       goto Fallback;
 604
 605     MachineBasicBlock::iterator walker = use;
 606     --walker;
 607     bool foundDef = false;
 608     bool foundUse = false;
 609     while (walker != MBB->begin())
 610       if (BlockDefs.count(walker)) {
 611         foundDef = true;
 612         break;
 613       } else if (BlockUses.count(walker)) {
 614         foundUse = true;
 615         break;
 616       } else
 617         --walker;
 618
 619     // Must check begin() too.
 620     if (!foundDef && !foundUse) {
 621       if (BlockDefs.count(walker))
 622         foundDef = true;
 623       else if (BlockUses.count(walker))
 624         foundUse = true;
 625       else
 626         goto Fallback;
 627     }
 628
 629     unsigned StartIndex = LIs->getInstructionIndex(walker);
 630     StartIndex = foundDef ? LiveIntervals::getDefIndex(StartIndex) :
 631                             LiveIntervals::getUseIndex(StartIndex);
 632     unsigned EndIndex = 0;
 633     if (intrablock) {
 634       EndIndex = LIs->getInstructionIndex(use);
 635       EndIndex = LiveIntervals::getUseIndex(EndIndex);
 636     } else
 637       EndIndex = LIs->getMBBEndIdx(MBB);
 638
 639     if (foundDef)
 640       ret = NewVNs[walker];
 641     else
 642       ret = PerformPHIConstruction(walker, MBB, LI, Visited, Defs, Uses,
 643                                    NewVNs, LiveOut, Phis, false, true);
 644
 645     LI->addRange(LiveRange(StartIndex, EndIndex+1, ret));
 646
 647     if (foundUse && LI->isKill(ret, StartIndex))
 648       LI->removeKill(ret, StartIndex);
 649     if (intrablock) {
 650       LI->addKill(ret, EndIndex);
 651     }
 652   }
 653
 654   // Memoize results so we don't have to recompute them.
 655   if (!intrablock) LiveOut[MBB] = ret;
 656   else {
 657     if (!NewVNs.count(use))
 658       NewVNs[use] = ret;
 659     Visited.insert(use);
 660   }
 661
 662   return ret;
 663 }
 664
 665 /// ReconstructLiveInterval - Recompute a live interval from scratch.
 666 void PreAllocSplitting::ReconstructLiveInterval(LiveInterval* LI) {
 667   BumpPtrAllocator& Alloc = LIs->getVNInfoAllocator();
 668
 669   // Clear the old ranges and valnos;
 670   LI->clear();
 671
 672   // Cache the uses and defs of the register
 673   typedef DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 2> > RegMap;
 674   RegMap Defs, Uses;
 675
 676   // Keep track of the new VNs we're creating.
 677   DenseMap<MachineInstr*, VNInfo*> NewVNs;
 678   SmallPtrSet<VNInfo*, 2> PhiVNs;
 679
 680   // Cache defs, and create a new VNInfo for each def.
 681   for (MachineRegisterInfo::def_iterator DI = MRI->def_begin(LI->reg),
 682        DE = MRI->def_end(); DI != DE; ++DI) {
 683     Defs[(*DI).getParent()].insert(&*DI);
 684
 685     unsigned DefIdx = LIs->getInstructionIndex(&*DI);
 686     DefIdx = LiveIntervals::getDefIndex(DefIdx);
 687
 688     VNInfo* NewVN = LI->getNextValue(DefIdx, 0, Alloc);
 689
 690     // If the def is a move, set the copy field.
 691     unsigned SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx;
 692     if (TII->isMoveInstr(*DI, SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx))
 693       if (DstReg == LI->reg)
 694         NewVN->copy = &*DI;
 695
 696     NewVNs[&*DI] = NewVN;
 697   }
 698
 699   // Cache uses as a separate pass from actually processing them.
 700   for (MachineRegisterInfo::use_iterator UI = MRI->use_begin(LI->reg),
 701        UE = MRI->use_end(); UI != UE; ++UI)
 702     Uses[(*UI).getParent()].insert(&*UI);
 703
 704   // Now, actually process every use and use a phi construction algorithm
 705   // to walk from it to its reaching definitions, building VNInfos along
 706   // the way.
 707   DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*> LiveOut;
 708   DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*> Phis;
 709   SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> Visited;
 710   for (MachineRegisterInfo::use_iterator UI = MRI->use_begin(LI->reg),
 711        UE = MRI->use_end(); UI != UE; ++UI) {
 712     PerformPHIConstruction(&*UI, UI->getParent(), LI, Visited, Defs,
 713                            Uses, NewVNs, LiveOut, Phis, true, true);
 714   }
 715
 716   // Add ranges for dead defs
 717   for (MachineRegisterInfo::def_iterator DI = MRI->def_begin(LI->reg),
 718        DE = MRI->def_end(); DI != DE; ++DI) {
 719     unsigned DefIdx = LIs->getInstructionIndex(&*DI);
 720     DefIdx = LiveIntervals::getDefIndex(DefIdx);
 721
 722     if (LI->liveAt(DefIdx)) continue;
 723
 724     VNInfo* DeadVN = NewVNs[&*DI];
 725     LI->addRange(LiveRange(DefIdx, DefIdx+1, DeadVN));
 726     LI->addKill(DeadVN, DefIdx);
 727   }
 728 }
 729
 730 /// RenumberValno - Split the given valno out into a new vreg, allowing it to
 731 /// be allocated to a different register.  This function creates a new vreg,
 732 /// copies the valno and its live ranges over to the new vreg's interval,
 733 /// removes them from the old interval, and rewrites all uses and defs of
 734 /// the original reg to the new vreg within those ranges.
 735 void PreAllocSplitting::RenumberValno(VNInfo* VN) {
 736   SmallVector<VNInfo*, 4> Stack;
 737   SmallVector<VNInfo*, 4> VNsToCopy;
 738   Stack.push_back(VN);
 739
 740   // Walk through and copy the valno we care about, and any other valnos
 741   // that are two-address redefinitions of the one we care about.  These
 742   // will need to be rewritten as well.  We also check for safety of the
 743   // renumbering here, by making sure that none of the valno involved has
 744   // phi kills.
 745   while (!Stack.empty()) {
 746     VNInfo* OldVN = Stack.back();
 747     Stack.pop_back();
 748
 749     // Bail out if we ever encounter a valno that has a PHI kill.  We can't
 750     // renumber these.
 751     if (OldVN->hasPHIKill) return;
 752
 753     VNsToCopy.push_back(OldVN);
 754
 755     // Locate two-address redefinitions
 756     for (SmallVector<unsigned, 4>::iterator KI = OldVN->kills.begin(),
 757          KE = OldVN->kills.end(); KI != KE; ++KI) {
 758       MachineInstr* MI = LIs->getInstructionFromIndex(*KI);
 759       unsigned DefIdx = MI->findRegisterDefOperandIdx(CurrLI->reg);
 760       if (DefIdx == ~0U) continue;
 761       if (MI->isRegReDefinedByTwoAddr(DefIdx)) {
 762         VNInfo* NextVN =
 763                      CurrLI->findDefinedVNInfo(LiveIntervals::getDefIndex(*KI));
 764         if (NextVN == OldVN) continue;
 765         Stack.push_back(NextVN);
 766       }
 767     }
 768   }
 769
 770   // Create the new vreg
 771   unsigned NewVReg = MRI->createVirtualRegister(MRI->getRegClass(CurrLI->reg));
 772
 773   // Create the new live interval
 774   LiveInterval& NewLI = LIs->getOrCreateInterval(NewVReg);
 775
 776   for (SmallVector<VNInfo*, 4>::iterator OI = VNsToCopy.begin(), OE =
 777        VNsToCopy.end(); OI != OE; ++OI) {
 778     VNInfo* OldVN = *OI;
 779
 780     // Copy the valno over
 781     VNInfo* NewVN = NewLI.getNextValue(OldVN->def, OldVN->copy,
 782                                        LIs->getVNInfoAllocator());
 783     NewLI.copyValNumInfo(NewVN, OldVN);
 784     NewLI.MergeValueInAsValue(*CurrLI, OldVN, NewVN);
 785
 786     // Remove the valno from the old interval
 787     CurrLI->removeValNo(OldVN);
 788   }
 789
 790   // Rewrite defs and uses.  This is done in two stages to avoid invalidating
 791   // the reg_iterator.
 792   SmallVector<std::pair<MachineInstr*, unsigned>, 8> OpsToChange;
 793
 794   for (MachineRegisterInfo::reg_iterator I = MRI->reg_begin(CurrLI->reg),
 795          E = MRI->reg_end(); I != E; ++I) {
 796     MachineOperand& MO = I.getOperand();
 797     unsigned InstrIdx = LIs->getInstructionIndex(&*I);
 798
 799     if ((MO.isUse() && NewLI.liveAt(LiveIntervals::getUseIndex(InstrIdx))) ||
 800         (MO.isDef() && NewLI.liveAt(LiveIntervals::getDefIndex(InstrIdx))))
 801       OpsToChange.push_back(std::make_pair(&*I, I.getOperandNo()));
 802   }
 803
 804   for (SmallVector<std::pair<MachineInstr*, unsigned>, 8>::iterator I =
 805        OpsToChange.begin(), E = OpsToChange.end(); I != E; ++I) {
 806     MachineInstr* Inst = I->first;
 807     unsigned OpIdx = I->second;
 808     MachineOperand& MO = Inst->getOperand(OpIdx);
 809     MO.setReg(NewVReg);
 810   }
 811
 812   // The renumbered vreg shares a stack slot with the old register.
 813   if (IntervalSSMap.count(CurrLI->reg))
 814     IntervalSSMap[NewVReg] = IntervalSSMap[CurrLI->reg];
 815
 816   NumRenumbers++;
 817 }
 818
 819 bool PreAllocSplitting::Rematerialize(unsigned vreg, VNInfo* ValNo,
 820                                       MachineInstr* DefMI,
 821                                       MachineBasicBlock::iterator RestorePt,
 822                                       unsigned RestoreIdx,
 823                                     SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>& RefsInMBB) {
 824   MachineBasicBlock& MBB = *RestorePt->getParent();
 825
 826   MachineBasicBlock::iterator KillPt = BarrierMBB->end();
 827   unsigned KillIdx = 0;
 828   if (ValNo->def == ~0U || DefMI->getParent() == BarrierMBB)
 829     KillPt = findSpillPoint(BarrierMBB, Barrier, NULL, RefsInMBB, KillIdx);
 830   else
 831     KillPt = findNextEmptySlot(DefMI->getParent(), DefMI, KillIdx);
 832
 833   if (KillPt == DefMI->getParent()->end())
 834     return false;
 835
 836   TII->reMaterialize(MBB, RestorePt, vreg, DefMI);
 837   LIs->InsertMachineInstrInMaps(prior(RestorePt), RestoreIdx);
 838
 839   ReconstructLiveInterval(CurrLI);
 840   unsigned RematIdx = LIs->getInstructionIndex(prior(RestorePt));
 841   RematIdx = LiveIntervals::getDefIndex(RematIdx);
 842   RenumberValno(CurrLI->findDefinedVNInfo(RematIdx));
 843
 844   ++NumSplits;
 845   ++NumRemats;
 846   return true;
 847 }
 848
 849 MachineInstr* PreAllocSplitting::FoldSpill(unsigned vreg,
 850                                            const TargetRegisterClass* RC,
 851                                            MachineInstr* DefMI,
 852                                            MachineInstr* Barrier,
 853                                            MachineBasicBlock* MBB,
 854                                            int& SS,
 855                                     SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>& RefsInMBB) {
 856   MachineBasicBlock::iterator Pt = MBB->begin();
 857
 858   // Go top down if RefsInMBB is empty.
 859   if (RefsInMBB.empty())
 860     return 0;
 861
 862   MachineBasicBlock::iterator FoldPt = Barrier;
 863   while (&*FoldPt != DefMI && FoldPt != MBB->begin() &&
 864          !RefsInMBB.count(FoldPt))
 865     --FoldPt;
 866
 867   int OpIdx = FoldPt->findRegisterDefOperandIdx(vreg, false);
 868   if (OpIdx == -1)
 869     return 0;
 870
 871   SmallVector<unsigned, 1> Ops;
 872   Ops.push_back(OpIdx);
 873
 874   if (!TII->canFoldMemoryOperand(FoldPt, Ops))
 875     return 0;
 876
 877   DenseMap<unsigned, int>::iterator I = IntervalSSMap.find(vreg);
 878   if (I != IntervalSSMap.end()) {
 879     SS = I->second;
 880   } else {
 881     SS = MFI->CreateStackObject(RC->getSize(), RC->getAlignment());
 882
 883   }
 884
 885   MachineInstr* FMI = TII->foldMemoryOperand(*MBB->getParent(),
 886                                              FoldPt, Ops, SS);
 887
 888   if (FMI) {
 889     LIs->ReplaceMachineInstrInMaps(FoldPt, FMI);
 890     FMI = MBB->insert(MBB->erase(FoldPt), FMI);
 891     ++NumFolds;
 892
 893     IntervalSSMap[vreg] = SS;
 894     CurrSLI = &LSs->getOrCreateInterval(SS);
 895     if (CurrSLI->hasAtLeastOneValue())
 896       CurrSValNo = CurrSLI->getValNumInfo(0);
 897     else
 898       CurrSValNo = CurrSLI->getNextValue(~0U, 0, LSs->getVNInfoAllocator());
 899   }
 900
 901   return FMI;
 902 }
 903
 904 /// SplitRegLiveInterval - Split (spill and restore) the given live interval
 905 /// so it would not cross the barrier that's being processed. Shrink wrap
 906 /// (minimize) the live interval to the last uses.
 907 bool PreAllocSplitting::SplitRegLiveInterval(LiveInterval *LI) {
 908   CurrLI = LI;
 909
 910   // Find live range where current interval cross the barrier.
 911   LiveInterval::iterator LR =
 912     CurrLI->FindLiveRangeContaining(LIs->getUseIndex(BarrierIdx));
 913   VNInfo *ValNo = LR->valno;
 914
 915   if (ValNo->def == ~1U) {
 916     // Defined by a dead def? How can this be?
 917     assert(0 && "Val# is defined by a dead def?");
 918     abort();
 919   }
 920
 921   MachineInstr *DefMI = (ValNo->def != ~0U)
 922     ? LIs->getInstructionFromIndex(ValNo->def) : NULL;
 923
 924   // If this would create a new join point, do not split.
 925   if (DefMI && createsNewJoin(LR, DefMI->getParent(), Barrier->getParent()))
 926     return false;
 927
 928   // Find all references in the barrier mbb.
 929   SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> RefsInMBB;
 930   for (MachineRegisterInfo::reg_iterator I = MRI->reg_begin(CurrLI->reg),
 931          E = MRI->reg_end(); I != E; ++I) {
 932     MachineInstr *RefMI = &*I;
 933     if (RefMI->getParent() == BarrierMBB)
 934       RefsInMBB.insert(RefMI);
 935   }
 936
 937   // Find a point to restore the value after the barrier.
 938   unsigned RestoreIndex = 0;
 939   MachineBasicBlock::iterator RestorePt =
 940     findRestorePoint(BarrierMBB, Barrier, LR->end, RefsInMBB, RestoreIndex);
 941   if (RestorePt == BarrierMBB->end())
 942     return false;
 943
 944   if (DefMI && LIs->isReMaterializable(*LI, ValNo, DefMI))
 945     if (Rematerialize(LI->reg, ValNo, DefMI, RestorePt,
 946                       RestoreIndex, RefsInMBB))
 947     return true;
 948
 949   // Add a spill either before the barrier or after the definition.
 950   MachineBasicBlock *DefMBB = DefMI ? DefMI->getParent() : NULL;
 951   const TargetRegisterClass *RC = MRI->getRegClass(CurrLI->reg);
 952   unsigned SpillIndex = 0;
 953   MachineInstr *SpillMI = NULL;
 954   int SS = -1;
 955   if (ValNo->def == ~0U) {
 956     // If it's defined by a phi, we must split just before the barrier.
 957     if ((SpillMI = FoldSpill(LI->reg, RC, 0, Barrier,
 958                             BarrierMBB, SS, RefsInMBB))) {
 959       SpillIndex = LIs->getInstructionIndex(SpillMI);
 960     } else {
 961       MachineBasicBlock::iterator SpillPt =
 962         findSpillPoint(BarrierMBB, Barrier, NULL, RefsInMBB, SpillIndex);
 963       if (SpillPt == BarrierMBB->begin())
 964         return false; // No gap to insert spill.
 965       // Add spill.
 966
 967       SS = CreateSpillStackSlot(CurrLI->reg, RC);
 968       TII->storeRegToStackSlot(*BarrierMBB, SpillPt, CurrLI->reg, true, SS, RC);
 969       SpillMI = prior(SpillPt);
 970       LIs->InsertMachineInstrInMaps(SpillMI, SpillIndex);
 971     }
 972   } else if (!IsAvailableInStack(DefMBB, CurrLI->reg, ValNo->def,
 973                                  RestoreIndex, SpillIndex, SS)) {
 974     // If it's already split, just restore the value. There is no need to spill
 975     // the def again.
 976     if (!DefMI)
 977       return false; // Def is dead. Do nothing.
 978
 979     if ((SpillMI = FoldSpill(LI->reg, RC, DefMI, Barrier,
 980                             BarrierMBB, SS, RefsInMBB))) {
 981       SpillIndex = LIs->getInstructionIndex(SpillMI);
 982     } else {
 983       // Check if it's possible to insert a spill after the def MI.
 984       MachineBasicBlock::iterator SpillPt;
 985       if (DefMBB == BarrierMBB) {
 986         // Add spill after the def and the last use before the barrier.
 987         SpillPt = findSpillPoint(BarrierMBB, Barrier, DefMI,
 988                                  RefsInMBB, SpillIndex);
 989         if (SpillPt == DefMBB->begin())
 990           return false; // No gap to insert spill.
 991       } else {
 992         SpillPt = findNextEmptySlot(DefMBB, DefMI, SpillIndex);
 993         if (SpillPt == DefMBB->end())
 994           return false; // No gap to insert spill.
 995       }
 996       // Add spill. The store instruction kills the register if def is before
 997       // the barrier in the barrier block.
 998       SS = CreateSpillStackSlot(CurrLI->reg, RC);
 999       TII->storeRegToStackSlot(*DefMBB, SpillPt, CurrLI->reg,
1000                                DefMBB == BarrierMBB, SS, RC);
1001       SpillMI = prior(SpillPt);
1002       LIs->InsertMachineInstrInMaps(SpillMI, SpillIndex);
1003     }
1004   }
1005
1006   // Remember def instruction index to spill index mapping.
1007   if (DefMI && SpillMI)
1008     Def2SpillMap[ValNo->def] = SpillIndex;
1009
1010   // Add restore.
1011   TII->loadRegFromStackSlot(*BarrierMBB, RestorePt, CurrLI->reg, SS, RC);
1012   MachineInstr *LoadMI = prior(RestorePt);
1013   LIs->InsertMachineInstrInMaps(LoadMI, RestoreIndex);
1014
1015   // Update spill stack slot live interval.
1016   UpdateSpillSlotInterval(ValNo, LIs->getUseIndex(SpillIndex)+1,
1017                           LIs->getDefIndex(RestoreIndex));
1018
1019   ReconstructLiveInterval(CurrLI);
1020   unsigned RestoreIdx = LIs->getInstructionIndex(prior(RestorePt));
1021   RestoreIdx = LiveIntervals::getDefIndex(RestoreIdx);
1022   RenumberValno(CurrLI->findDefinedVNInfo(RestoreIdx));
1023
1024   ++NumSplits;
1025   return true;
1026 }
1027
1028 /// SplitRegLiveIntervals - Split all register live intervals that cross the
1029 /// barrier that's being processed.
1030 bool
1031 PreAllocSplitting::SplitRegLiveIntervals(const TargetRegisterClass **RCs,
1032                                          SmallPtrSet<LiveInterval*, 8>& Split) {
1033   // First find all the virtual registers whose live intervals are intercepted
1034   // by the current barrier.
1035   SmallVector<LiveInterval*, 8> Intervals;
1036   for (const TargetRegisterClass **RC = RCs; *RC; ++RC) {
1037     if (TII->IgnoreRegisterClassBarriers(*RC))
1038       continue;
1039     std::vector<unsigned> &VRs = MRI->getRegClassVirtRegs(*RC);
1040     for (unsigned i = 0, e = VRs.size(); i != e; ++i) {
1041       unsigned Reg = VRs[i];
1042       if (!LIs->hasInterval(Reg))
1043         continue;
1044       LiveInterval *LI = &LIs->getInterval(Reg);
1045       if (LI->liveAt(BarrierIdx) && !Barrier->readsRegister(Reg))
1046         // Virtual register live interval is intercepted by the barrier. We
1047         // should split and shrink wrap its interval if possible.
1048         Intervals.push_back(LI);
1049     }
1050   }
1051
1052   // Process the affected live intervals.
1053   bool Change = false;
1054   while (!Intervals.empty()) {
1055     if (PreSplitLimit != -1 && (int)NumSplits == PreSplitLimit)
1056       break;
1057     else if (NumSplits == 4)
1058       Change |= Change;
1059     LiveInterval *LI = Intervals.back();
1060     Intervals.pop_back();
1061     bool result = SplitRegLiveInterval(LI);
1062     if (result) Split.insert(LI);
1063     Change |= result;
1064   }
1065
1066   return Change;
1067 }
1068
1069 unsigned PreAllocSplitting::getNumberOfNonSpills(
1070                                   SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>& MIs,
1071                                   unsigned Reg, int FrameIndex,
1072                                   bool& FeedsTwoAddr) {
1073   unsigned NonSpills = 0;
1074   for (SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>::iterator UI = MIs.begin(), UE = MIs.end();
1075        UI != UE; ++UI) {
1076     int StoreFrameIndex;
1077     unsigned StoreVReg = TII->isStoreToStackSlot(*UI, StoreFrameIndex);
1078     if (StoreVReg != Reg || StoreFrameIndex != FrameIndex)
1079       NonSpills++;
1080
1081     int DefIdx = (*UI)->findRegisterDefOperandIdx(Reg);
1082     if (DefIdx != -1 && (*UI)->isRegReDefinedByTwoAddr(DefIdx))
1083       FeedsTwoAddr = true;
1084   }
1085
1086   return NonSpills;
1087 }
1088
1089 /// removeDeadSpills - After doing splitting, filter through all intervals we've
1090 /// split, and see if any of the spills are unnecessary.  If so, remove them.
1091 bool PreAllocSplitting::removeDeadSpills(SmallPtrSet<LiveInterval*, 8>& split) {
1092   bool changed = false;
1093
1094   // Walk over all of the live intervals that were touched by the splitter,
1095   // and see if we can do any DCE and/or folding.
1096   for (SmallPtrSet<LiveInterval*, 8>::iterator LI = split.begin(),
1097        LE = split.end(); LI != LE; ++LI) {
1098     DenseMap<VNInfo*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> > VNUseCount;
1099
1100     // First, collect all the uses of the vreg, and sort them by their
1101     // reaching definition (VNInfo).
1102     for (MachineRegisterInfo::use_iterator UI = MRI->use_begin((*LI)->reg),
1103          UE = MRI->use_end(); UI != UE; ++UI) {
1104       unsigned index = LIs->getInstructionIndex(&*UI);
1105       index = LiveIntervals::getUseIndex(index);
1106
1107       const LiveRange* LR = (*LI)->getLiveRangeContaining(index);
1108       VNUseCount[LR->valno].insert(&*UI);
1109     }
1110
1111     // Now, take the definitions (VNInfo's) one at a time and try to DCE
1112     // and/or fold them away.
1113     for (LiveInterval::vni_iterator VI = (*LI)->vni_begin(),
1114          VE = (*LI)->vni_end(); VI != VE; ++VI) {
1115
1116       if (DeadSplitLimit != -1 && (int)NumDeadSpills == DeadSplitLimit)
1117         return changed;
1118
1119       VNInfo* CurrVN = *VI;
1120
1121       // We don't currently try to handle definitions with PHI kills, because
1122       // it would involve processing more than one VNInfo at once.
1123       if (CurrVN->hasPHIKill) continue;
1124
1125       // We also don't try to handle the results of PHI joins, since there's
1126       // no defining instruction to analyze.
1127       unsigned DefIdx = CurrVN->def;
1128       if (DefIdx == ~0U || DefIdx == ~1U) continue;
1129
1130       // We're only interested in eliminating cruft introduced by the splitter,
1131       // is of the form load-use or load-use-store.  First, check that the
1132       // definition is a load, and remember what stack slot we loaded it from.
1133       MachineInstr* DefMI = LIs->getInstructionFromIndex(DefIdx);
1134       int FrameIndex;
1135       if (!TII->isLoadFromStackSlot(DefMI, FrameIndex)) continue;
1136
1137       // If the definition has no uses at all, just DCE it.
1138       if (VNUseCount[CurrVN].size() == 0) {
1139         LIs->RemoveMachineInstrFromMaps(DefMI);
1140         (*LI)->removeValNo(CurrVN);
1141         DefMI->eraseFromParent();
1142         VNUseCount.erase(CurrVN);
1143         NumDeadSpills++;
1144         changed = true;
1145         continue;
1146       }
1147
1148       // Second, get the number of non-store uses of the definition, as well as
1149       // a flag indicating whether it feeds into a later two-address definition.
1150       bool FeedsTwoAddr = false;
1151       unsigned NonSpillCount = getNumberOfNonSpills(VNUseCount[CurrVN],
1152                                                     (*LI)->reg, FrameIndex,
1153                                                     FeedsTwoAddr);
1154
1155       // If there's one non-store use and it doesn't feed a two-addr, then
1156       // this is a load-use-store case that we can try to fold.
1157       if (NonSpillCount == 1 && !FeedsTwoAddr) {
1158         // Start by finding the non-store use MachineInstr.
1159         SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>::iterator UI = VNUseCount[CurrVN].begin();
1160         int StoreFrameIndex;
1161         unsigned StoreVReg = TII->isStoreToStackSlot(*UI, StoreFrameIndex);
1162         while (UI != VNUseCount[CurrVN].end() &&
1163                (StoreVReg == (*LI)->reg && StoreFrameIndex == FrameIndex)) {
1164           ++UI;
1165           if (UI != VNUseCount[CurrVN].end())
1166             StoreVReg = TII->isStoreToStackSlot(*UI, StoreFrameIndex);
1167         }
1168         if (UI == VNUseCount[CurrVN].end()) continue;
1169
1170         MachineInstr* use = *UI;
1171
1172         // Attempt to fold it away!
1173         int OpIdx = use->findRegisterUseOperandIdx((*LI)->reg, false);
1174         if (OpIdx == -1) continue;
1175         SmallVector<unsigned, 1> Ops;
1176         Ops.push_back(OpIdx);
1177         if (!TII->canFoldMemoryOperand(use, Ops)) continue;
1178
1179         MachineInstr* NewMI =
1180                           TII->foldMemoryOperand(*use->getParent()->getParent(),
1181                                                  use, Ops, FrameIndex);
1182
1183         if (!NewMI) continue;
1184
1185         // Update relevant analyses.
1186         LIs->RemoveMachineInstrFromMaps(DefMI);
1187         LIs->ReplaceMachineInstrInMaps(use, NewMI);
1188         (*LI)->removeValNo(CurrVN);
1189
1190         DefMI->eraseFromParent();
1191         MachineBasicBlock* MBB = use->getParent();
1192         NewMI = MBB->insert(MBB->erase(use), NewMI);
1193         VNUseCount[CurrVN].erase(use);
1194
1195         // Remove deleted instructions.  Note that we need to remove them from
1196         // the VNInfo->use map as well, just to be safe.
1197         for (SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>::iterator II =
1198              VNUseCount[CurrVN].begin(), IE = VNUseCount[CurrVN].end();
1199              II != IE; ++II) {
1200           for (DenseMap<VNInfo*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> >::iterator
1201                VNI = VNUseCount.begin(), VNE = VNUseCount.end(); VNI != VNE;
1202                ++VNI)
1203             if (VNI->first != CurrVN)
1204               VNI->second.erase(*II);
1205           LIs->RemoveMachineInstrFromMaps(*II);
1206           (*II)->eraseFromParent();
1207         }
1208
1209         VNUseCount.erase(CurrVN);
1210
1211         for (DenseMap<VNInfo*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> >::iterator
1212              VI = VNUseCount.begin(), VE = VNUseCount.end(); VI != VE; ++VI)
1213           if (VI->second.erase(use))
1214             VI->second.insert(NewMI);
1215
1216         NumDeadSpills++;
1217         changed = true;
1218         continue;
1219       }
1220
1221       // If there's more than one non-store instruction, we can't profitably
1222       // fold it, so bail.
1223       if (NonSpillCount) continue;
1224
1225       // Otherwise, this is a load-store case, so DCE them.
1226       for (SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>::iterator UI =
1227            VNUseCount[CurrVN].begin(), UE = VNUseCount[CurrVN].end();
1228            UI != UI; ++UI) {
1229         LIs->RemoveMachineInstrFromMaps(*UI);
1230         (*UI)->eraseFromParent();
1231       }
1232
1233       VNUseCount.erase(CurrVN);
1234
1235       LIs->RemoveMachineInstrFromMaps(DefMI);
1236       (*LI)->removeValNo(CurrVN);
1237       DefMI->eraseFromParent();
1238       NumDeadSpills++;
1239       changed = true;
1240     }
1241   }
1242
1243   return changed;
1244 }
1245
1246 bool PreAllocSplitting::createsNewJoin(LiveRange* LR,
1247                                        MachineBasicBlock* DefMBB,
1248                                        MachineBasicBlock* BarrierMBB) {
1249   if (DefMBB == BarrierMBB)
1250     return false;
1251
1252   if (LR->valno->hasPHIKill)
1253     return false;
1254
1255   unsigned MBBEnd = LIs->getMBBEndIdx(BarrierMBB);
1256   if (LR->end < MBBEnd)
1257     return false;
1258
1259   MachineLoopInfo& MLI = getAnalysis<MachineLoopInfo>();
1260   if (MLI.getLoopFor(DefMBB) != MLI.getLoopFor(BarrierMBB))
1261     return true;
1262
1263   MachineDominatorTree& MDT = getAnalysis<MachineDominatorTree>();
1264   SmallPtrSet<MachineBasicBlock*, 4> Visited;
1265   typedef std::pair<MachineBasicBlock*,
1266                     MachineBasicBlock::succ_iterator> ItPair;
1267   SmallVector<ItPair, 4> Stack;
1268   Stack.push_back(std::make_pair(BarrierMBB, BarrierMBB->succ_begin()));
1269
1270   while (!Stack.empty()) {
1271     ItPair P = Stack.back();
1272     Stack.pop_back();
1273
1274     MachineBasicBlock* PredMBB = P.first;
1275     MachineBasicBlock::succ_iterator S = P.second;
1276
1277     if (S == PredMBB->succ_end())
1278       continue;
1279     else if (Visited.count(*S)) {
1280       Stack.push_back(std::make_pair(PredMBB, ++S));
1281       continue;
1282     } else
1283       Stack.push_back(std::make_pair(PredMBB, S+1));
1284
1285     MachineBasicBlock* MBB = *S;
1286     Visited.insert(MBB);
1287
1288     if (MBB == BarrierMBB)
1289       return true;
1290
1291     MachineDomTreeNode* DefMDTN = MDT.getNode(DefMBB);
1292     MachineDomTreeNode* BarrierMDTN = MDT.getNode(BarrierMBB);
1293     MachineDomTreeNode* MDTN = MDT.getNode(MBB)->getIDom();
1294     while (MDTN) {
1295       if (MDTN == DefMDTN)
1296         return true;
1297       else if (MDTN == BarrierMDTN)
1298         break;
1299       MDTN = MDTN->getIDom();
1300     }
1301
1302     MBBEnd = LIs->getMBBEndIdx(MBB);
1303     if (LR->end > MBBEnd)
1304       Stack.push_back(std::make_pair(MBB, MBB->succ_begin()));
1305   }
1306
1307   return false;
1308 }
1309
1310
1311 bool PreAllocSplitting::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
1312   CurrMF = &MF;
1313   TM     = &MF.getTarget();
1314   TRI    = TM->getRegisterInfo();
1315   TII    = TM->getInstrInfo();
1316   MFI    = MF.getFrameInfo();
1317   MRI    = &MF.getRegInfo();
1318   LIs    = &getAnalysis<LiveIntervals>();
1319   LSs    = &getAnalysis<LiveStacks>();
1320
1321   bool MadeChange = false;
1322
1323   // Make sure blocks are numbered in order.
1324   MF.RenumberBlocks();
1325
1326   MachineBasicBlock *Entry = MF.begin();
1327   SmallPtrSet<MachineBasicBlock*,16> Visited;
1328
1329   SmallPtrSet<LiveInterval*, 8> Split;
1330
1331   for (df_ext_iterator<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineBasicBlock*,16> >
1332          DFI = df_ext_begin(Entry, Visited), E = df_ext_end(Entry, Visited);
1333        DFI != E; ++DFI) {
1334     BarrierMBB = *DFI;
1335     for (MachineBasicBlock::iterator I = BarrierMBB->begin(),
1336            E = BarrierMBB->end(); I != E; ++I) {
1337       Barrier = &*I;
1338       const TargetRegisterClass **BarrierRCs =
1339         Barrier->getDesc().getRegClassBarriers();
1340       if (!BarrierRCs)
1341         continue;
1342       BarrierIdx = LIs->getInstructionIndex(Barrier);
1343       MadeChange |= SplitRegLiveIntervals(BarrierRCs, Split);
1344     }
1345   }
1346
1347   MadeChange |= removeDeadSpills(Split);
1348
1349   return MadeChange;
1350 }