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 "VirtRegMap.h"
  19 #include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
  20 #include "llvm/CodeGen/LiveStackAnalysis.h"
  21 #include "llvm/CodeGen/MachineDominators.h"
  22 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  23 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
  24 #include "llvm/CodeGen/MachineLoopInfo.h"
  25 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  26 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
  27 #include "llvm/CodeGen/RegisterCoalescer.h"
  28 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  29 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  30 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
  31 #include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
  32 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  33 #include "llvm/Support/Debug.h"
  34 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  35 #include "llvm/ADT/DepthFirstIterator.h"
  36 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
  37 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  38 using namespace llvm;
  39
  40 static cl::opt<int> PreSplitLimit("pre-split-limit", cl::init(-1), cl::Hidden);
  41 static cl::opt<int> DeadSplitLimit("dead-split-limit", cl::init(-1), cl::Hidden);
  42 static cl::opt<int> RestoreFoldLimit("restore-fold-limit", cl::init(-1), cl::Hidden);
  43
  44 STATISTIC(NumSplits, "Number of intervals split");
  45 STATISTIC(NumRemats, "Number of intervals split by rematerialization");
  46 STATISTIC(NumFolds, "Number of intervals split with spill folding");
  47 STATISTIC(NumRestoreFolds, "Number of intervals split with restore folding");
  48 STATISTIC(NumRenumbers, "Number of intervals renumbered into new registers");
  49 STATISTIC(NumDeadSpills, "Number of dead spills removed");
  50
  51 namespace {
  52   class VISIBILITY_HIDDEN PreAllocSplitting : public MachineFunctionPass {
  53     MachineFunction       *CurrMF;
  54     const TargetMachine   *TM;
  55     const TargetInstrInfo *TII;
  56     const TargetRegisterInfo* TRI;
  57     MachineFrameInfo      *MFI;
  58     MachineRegisterInfo   *MRI;
  59     LiveIntervals         *LIs;
  60     LiveStacks            *LSs;
  61     VirtRegMap            *VRM;
  62
  63     // Barrier - Current barrier being processed.
  64     MachineInstr          *Barrier;
  65
  66     // BarrierMBB - Basic block where the barrier resides in.
  67     MachineBasicBlock     *BarrierMBB;
  68
  69     // Barrier - Current barrier index.
  70     unsigned              BarrierIdx;
  71
  72     // CurrLI - Current live interval being split.
  73     LiveInterval          *CurrLI;
  74
  75     // CurrSLI - Current stack slot live interval.
  76     LiveInterval          *CurrSLI;
  77
  78     // CurrSValNo - Current val# for the stack slot live interval.
  79     VNInfo                *CurrSValNo;
  80
  81     // IntervalSSMap - A map from live interval to spill slots.
  82     DenseMap<unsigned, int> IntervalSSMap;
  83
  84     // Def2SpillMap - A map from a def instruction index to spill index.
  85     DenseMap<unsigned, unsigned> Def2SpillMap;
  86
  87   public:
  88     static char ID;
  89     PreAllocSplitting() : MachineFunctionPass(&ID) {}
  90
  91     virtual bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF);
  92
  93     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
  94       AU.addRequired<LiveIntervals>();
  95       AU.addPreserved<LiveIntervals>();
  96       AU.addRequired<LiveStacks>();
  97       AU.addPreserved<LiveStacks>();
  98       AU.addPreserved<RegisterCoalescer>();
  99       if (StrongPHIElim)
 100         AU.addPreservedID(StrongPHIEliminationID);
 101       else
 102         AU.addPreservedID(PHIEliminationID);
 103       AU.addRequired<MachineDominatorTree>();
 104       AU.addRequired<MachineLoopInfo>();
 105       AU.addRequired<VirtRegMap>();
 106       AU.addPreserved<MachineDominatorTree>();
 107       AU.addPreserved<MachineLoopInfo>();
 108       AU.addPreserved<VirtRegMap>();
 109       MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
 110     }
 111
 112     virtual void releaseMemory() {
 113       IntervalSSMap.clear();
 114       Def2SpillMap.clear();
 115     }
 116
 117     virtual const char *getPassName() const {
 118       return "Pre-Register Allocaton Live Interval Splitting";
 119     }
 120
 121     /// print - Implement the dump method.
 122     virtual void print(std::ostream &O, const Module* M = 0) const {
 123       LIs->print(O, M);
 124     }
 125
 126     void print(std::ostream *O, const Module* M = 0) const {
 127       if (O) print(*O, M);
 128     }
 129
 130   private:
 131     MachineBasicBlock::iterator
 132       findNextEmptySlot(MachineBasicBlock*, MachineInstr*,
 133                         unsigned&);
 134
 135     MachineBasicBlock::iterator
 136       findSpillPoint(MachineBasicBlock*, MachineInstr*, MachineInstr*,
 137                      SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>&, unsigned&);
 138
 139     MachineBasicBlock::iterator
 140       findRestorePoint(MachineBasicBlock*, MachineInstr*, unsigned,
 141                      SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>&, unsigned&);
 142
 143     int CreateSpillStackSlot(unsigned, const TargetRegisterClass *);
 144
 145     bool IsAvailableInStack(MachineBasicBlock*, unsigned, unsigned, unsigned,
 146                             unsigned&, int&) const;
 147
 148     void UpdateSpillSlotInterval(VNInfo*, unsigned, unsigned);
 149
 150     bool SplitRegLiveInterval(LiveInterval*);
 151
 152     bool SplitRegLiveIntervals(const TargetRegisterClass **,
 153                                SmallPtrSet<LiveInterval*, 8>&);
 154
 155     bool createsNewJoin(LiveRange* LR, MachineBasicBlock* DefMBB,
 156                         MachineBasicBlock* BarrierMBB);
 157     bool Rematerialize(unsigned vreg, VNInfo* ValNo,
 158                        MachineInstr* DefMI,
 159                        MachineBasicBlock::iterator RestorePt,
 160                        unsigned RestoreIdx,
 161                        SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>& RefsInMBB);
 162     MachineInstr* FoldSpill(unsigned vreg, const TargetRegisterClass* RC,
 163                             MachineInstr* DefMI,
 164                             MachineInstr* Barrier,
 165                             MachineBasicBlock* MBB,
 166                             int& SS,
 167                             SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>& RefsInMBB);
 168     MachineInstr* FoldRestore(unsigned vreg,
 169                               const TargetRegisterClass* RC,
 170                               MachineInstr* Barrier,
 171                               MachineBasicBlock* MBB,
 172                               int SS,
 173                               SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>& RefsInMBB);
 174     void RenumberValno(VNInfo* VN);
 175     void ReconstructLiveInterval(LiveInterval* LI);
 176     bool removeDeadSpills(SmallPtrSet<LiveInterval*, 8>& split);
 177     unsigned getNumberOfNonSpills(SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>& MIs,
 178                                unsigned Reg, int FrameIndex, bool& TwoAddr);
 179     VNInfo* PerformPHIConstruction(MachineBasicBlock::iterator Use,
 180                                    MachineBasicBlock* MBB, LiveInterval* LI,
 181                                    SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>& Visited,
 182             DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 2> >& Defs,
 183             DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 2> >& Uses,
 184                                       DenseMap<MachineInstr*, VNInfo*>& NewVNs,
 185                                 DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*>& LiveOut,
 186                                 DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*>& Phis,
 187                                         bool IsTopLevel, bool IsIntraBlock);
 188     VNInfo* PerformPHIConstructionFallBack(MachineBasicBlock::iterator Use,
 189                                    MachineBasicBlock* MBB, LiveInterval* LI,
 190                                    SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>& Visited,
 191             DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 2> >& Defs,
 192             DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 2> >& Uses,
 193                                       DenseMap<MachineInstr*, VNInfo*>& NewVNs,
 194                                 DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*>& LiveOut,
 195                                 DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*>& Phis,
 196                                         bool IsTopLevel, bool IsIntraBlock);
 197 };
 198 } // end anonymous namespace
 199
 200 char PreAllocSplitting::ID = 0;
 201
 202 static RegisterPass<PreAllocSplitting>
 203 X("pre-alloc-splitting", "Pre-Register Allocation Live Interval Splitting");
 204
 205 const PassInfo *const llvm::PreAllocSplittingID = &X;
 206
 207
 208 /// findNextEmptySlot - Find a gap after the given machine instruction in the
 209 /// instruction index map. If there isn't one, return end().
 210 MachineBasicBlock::iterator
 211 PreAllocSplitting::findNextEmptySlot(MachineBasicBlock *MBB, MachineInstr *MI,
 212                                      unsigned &SpotIndex) {
 213   MachineBasicBlock::iterator MII = MI;
 214   if (++MII != MBB->end()) {
 215     unsigned Index = LIs->findGapBeforeInstr(LIs->getInstructionIndex(MII));
 216     if (Index) {
 217       SpotIndex = Index;
 218       return MII;
 219     }
 220   }
 221   return MBB->end();
 222 }
 223
 224 /// findSpillPoint - Find a gap as far away from the given MI that's suitable
 225 /// for spilling the current live interval. The index must be before any
 226 /// defs and uses of the live interval register in the mbb. Return begin() if
 227 /// none is found.
 228 MachineBasicBlock::iterator
 229 PreAllocSplitting::findSpillPoint(MachineBasicBlock *MBB, MachineInstr *MI,
 230                                   MachineInstr *DefMI,
 231                                   SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> &RefsInMBB,
 232                                   unsigned &SpillIndex) {
 233   MachineBasicBlock::iterator Pt = MBB->begin();
 234
 235   // Go top down if RefsInMBB is empty.
 236   if (RefsInMBB.empty() && !DefMI) {
 237     MachineBasicBlock::iterator MII = MBB->begin();
 238     MachineBasicBlock::iterator EndPt = MI;
 239
 240     if (MII == EndPt) return Pt;
 241
 242     do {
 243       ++MII;
 244       unsigned Index = LIs->getInstructionIndex(MII);
 245       unsigned Gap = LIs->findGapBeforeInstr(Index);
 246
 247       // We can't insert the spill between the barrier (a call), and its
 248       // corresponding call frame setup/teardown.
 249       if (prior(MII)->getOpcode() == TRI->getCallFrameSetupOpcode()) {
 250         bool reachedBarrier = false;
 251         do {
 252           if (MII == EndPt) {
 253             reachedBarrier = true;
 254             break;
 255           }
 256           ++MII;
 257         } while (MII->getOpcode() != TRI->getCallFrameDestroyOpcode());
 258
 259         if (reachedBarrier) break;
 260       } else if (Gap) {
 261         Pt = MII;
 262         SpillIndex = Gap;
 263         break;
 264       }
 265     } while (MII != EndPt);
 266   } else {
 267     MachineBasicBlock::iterator MII = MI;
 268     MachineBasicBlock::iterator EndPt = DefMI
 269       ? MachineBasicBlock::iterator(DefMI) : MBB->begin();
 270
 271     while (MII != EndPt && !RefsInMBB.count(MII)) {
 272       unsigned Index = LIs->getInstructionIndex(MII);
 273
 274       // We can't insert the spill between the barrier (a call), and its
 275       // corresponding call frame setup.
 276       if (prior(MII)->getOpcode() == TRI->getCallFrameSetupOpcode()) {
 277         --MII;
 278         continue;
 279       } if (MII->getOpcode() == TRI->getCallFrameDestroyOpcode()) {
 280         bool reachedBarrier = false;
 281         while (MII->getOpcode() != TRI->getCallFrameSetupOpcode()) {
 282           --MII;
 283           if (MII == EndPt) {
 284             reachedBarrier = true;
 285             break;
 286           }
 287         }
 288
 289         if (reachedBarrier) break;
 290         else continue;
 291       } else if (LIs->hasGapBeforeInstr(Index)) {
 292         Pt = MII;
 293         SpillIndex = LIs->findGapBeforeInstr(Index, true);
 294       }
 295       --MII;
 296     }
 297   }
 298
 299   return Pt;
 300 }
 301
 302 /// findRestorePoint - Find a gap in the instruction index map that's suitable
 303 /// for restoring the current live interval value. The index must be before any
 304 /// uses of the live interval register in the mbb. Return end() if none is
 305 /// found.
 306 MachineBasicBlock::iterator
 307 PreAllocSplitting::findRestorePoint(MachineBasicBlock *MBB, MachineInstr *MI,
 308                                     unsigned LastIdx,
 309                                     SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> &RefsInMBB,
 310                                     unsigned &RestoreIndex) {
 311   // FIXME: Allow spill to be inserted to the beginning of the mbb. Update mbb
 312   // begin index accordingly.
 313   MachineBasicBlock::iterator Pt = MBB->end();
 314   unsigned EndIdx = LIs->getMBBEndIdx(MBB);
 315
 316   // Go bottom up if RefsInMBB is empty and the end of the mbb isn't beyond
 317   // the last index in the live range.
 318   if (RefsInMBB.empty() && LastIdx >= EndIdx) {
 319     MachineBasicBlock::iterator MII = MBB->getFirstTerminator();
 320     MachineBasicBlock::iterator EndPt = MI;
 321
 322     if (MII == EndPt) return Pt;
 323
 324     --MII;
 325     do {
 326       unsigned Index = LIs->getInstructionIndex(MII);
 327       unsigned Gap = LIs->findGapBeforeInstr(Index);
 328
 329       // We can't insert a restore between the barrier (a call) and its
 330       // corresponding call frame teardown.
 331       if (MII->getOpcode() == TRI->getCallFrameDestroyOpcode()) {
 332         bool reachedBarrier = false;
 333         while (MII->getOpcode() != TRI->getCallFrameSetupOpcode()) {
 334           --MII;
 335           if (MII == EndPt) {
 336             reachedBarrier = true;
 337             break;
 338           }
 339         }
 340
 341         if (reachedBarrier) break;
 342         else continue;
 343       } else if (Gap) {
 344         Pt = MII;
 345         RestoreIndex = Gap;
 346         break;
 347       }
 348
 349       --MII;
 350     } while (MII != EndPt);
 351   } else {
 352     MachineBasicBlock::iterator MII = MI;
 353     MII = ++MII;
 354
 355     // FIXME: Limit the number of instructions to examine to reduce
 356     // compile time?
 357     while (MII != MBB->getFirstTerminator()) {
 358       unsigned Index = LIs->getInstructionIndex(MII);
 359       if (Index > LastIdx)
 360         break;
 361       unsigned Gap = LIs->findGapBeforeInstr(Index);
 362
 363       // We can't insert a restore between the barrier (a call) and its
 364       // corresponding call frame teardown.
 365       if (MII->getOpcode() == TRI->getCallFrameDestroyOpcode()) {
 366         ++MII;
 367         continue;
 368       } else if (prior(MII)->getOpcode() == TRI->getCallFrameSetupOpcode()) {
 369         bool reachedBarrier = false;
 370         do {
 371           if (MII == MBB->getFirstTerminator() || RefsInMBB.count(MII)) {
 372             reachedBarrier = true;
 373             break;
 374           }
 375
 376           ++MII;
 377         } while (MII->getOpcode() != TRI->getCallFrameDestroyOpcode());
 378
 379         if (reachedBarrier) break;
 380       } else if (Gap) {
 381         Pt = MII;
 382         RestoreIndex = Gap;
 383       }
 384
 385       if (RefsInMBB.count(MII))
 386         break;
 387       ++MII;
 388     }
 389   }
 390
 391   return Pt;
 392 }
 393
 394 /// CreateSpillStackSlot - Create a stack slot for the live interval being
 395 /// split. If the live interval was previously split, just reuse the same
 396 /// slot.
 397 int PreAllocSplitting::CreateSpillStackSlot(unsigned Reg,
 398                                             const TargetRegisterClass *RC) {
 399   int SS;
 400   DenseMap<unsigned, int>::iterator I = IntervalSSMap.find(Reg);
 401   if (I != IntervalSSMap.end()) {
 402     SS = I->second;
 403   } else {
 404     SS = MFI->CreateStackObject(RC->getSize(), RC->getAlignment());
 405     IntervalSSMap[Reg] = SS;
 406   }
 407
 408   // Create live interval for stack slot.
 409   CurrSLI = &LSs->getOrCreateInterval(SS);
 410   if (CurrSLI->hasAtLeastOneValue())
 411     CurrSValNo = CurrSLI->getValNumInfo(0);
 412   else
 413     CurrSValNo = CurrSLI->getNextValue(~0U, 0, LSs->getVNInfoAllocator());
 414   return SS;
 415 }
 416
 417 /// IsAvailableInStack - Return true if register is available in a split stack
 418 /// slot at the specified index.
 419 bool
 420 PreAllocSplitting::IsAvailableInStack(MachineBasicBlock *DefMBB,
 421                                     unsigned Reg, unsigned DefIndex,
 422                                     unsigned RestoreIndex, unsigned &SpillIndex,
 423                                     int& SS) const {
 424   if (!DefMBB)
 425     return false;
 426
 427   DenseMap<unsigned, int>::iterator I = IntervalSSMap.find(Reg);
 428   if (I == IntervalSSMap.end())
 429     return false;
 430   DenseMap<unsigned, unsigned>::iterator II = Def2SpillMap.find(DefIndex);
 431   if (II == Def2SpillMap.end())
 432     return false;
 433
 434   // If last spill of def is in the same mbb as barrier mbb (where restore will
 435   // be), make sure it's not below the intended restore index.
 436   // FIXME: Undo the previous spill?
 437   assert(LIs->getMBBFromIndex(II->second) == DefMBB);
 438   if (DefMBB == BarrierMBB && II->second >= RestoreIndex)
 439     return false;
 440
 441   SS = I->second;
 442   SpillIndex = II->second;
 443   return true;
 444 }
 445
 446 /// UpdateSpillSlotInterval - Given the specified val# of the register live
 447 /// interval being split, and the spill and restore indicies, update the live
 448 /// interval of the spill stack slot.
 449 void
 450 PreAllocSplitting::UpdateSpillSlotInterval(VNInfo *ValNo, unsigned SpillIndex,
 451                                            unsigned RestoreIndex) {
 452   assert(LIs->getMBBFromIndex(RestoreIndex) == BarrierMBB &&
 453          "Expect restore in the barrier mbb");
 454
 455   MachineBasicBlock *MBB = LIs->getMBBFromIndex(SpillIndex);
 456   if (MBB == BarrierMBB) {
 457     // Intra-block spill + restore. We are done.
 458     LiveRange SLR(SpillIndex, RestoreIndex, CurrSValNo);
 459     CurrSLI->addRange(SLR);
 460     return;
 461   }
 462
 463   SmallPtrSet<MachineBasicBlock*, 4> Processed;
 464   unsigned EndIdx = LIs->getMBBEndIdx(MBB);
 465   LiveRange SLR(SpillIndex, EndIdx+1, CurrSValNo);
 466   CurrSLI->addRange(SLR);
 467   Processed.insert(MBB);
 468
 469   // Start from the spill mbb, figure out the extend of the spill slot's
 470   // live interval.
 471   SmallVector<MachineBasicBlock*, 4> WorkList;
 472   const LiveRange *LR = CurrLI->getLiveRangeContaining(SpillIndex);
 473   if (LR->end > EndIdx)
 474     // If live range extend beyond end of mbb, add successors to work list.
 475     for (MachineBasicBlock::succ_iterator SI = MBB->succ_begin(),
 476            SE = MBB->succ_end(); SI != SE; ++SI)
 477       WorkList.push_back(*SI);
 478
 479   while (!WorkList.empty()) {
 480     MachineBasicBlock *MBB = WorkList.back();
 481     WorkList.pop_back();
 482     if (Processed.count(MBB))
 483       continue;
 484     unsigned Idx = LIs->getMBBStartIdx(MBB);
 485     LR = CurrLI->getLiveRangeContaining(Idx);
 486     if (LR && LR->valno == ValNo) {
 487       EndIdx = LIs->getMBBEndIdx(MBB);
 488       if (Idx <= RestoreIndex && RestoreIndex < EndIdx) {
 489         // Spill slot live interval stops at the restore.
 490         LiveRange SLR(Idx, RestoreIndex, CurrSValNo);
 491         CurrSLI->addRange(SLR);
 492       } else if (LR->end > EndIdx) {
 493         // Live range extends beyond end of mbb, process successors.
 494         LiveRange SLR(Idx, EndIdx+1, CurrSValNo);
 495         CurrSLI->addRange(SLR);
 496         for (MachineBasicBlock::succ_iterator SI = MBB->succ_begin(),
 497                SE = MBB->succ_end(); SI != SE; ++SI)
 498           WorkList.push_back(*SI);
 499       } else {
 500         LiveRange SLR(Idx, LR->end, CurrSValNo);
 501         CurrSLI->addRange(SLR);
 502       }
 503       Processed.insert(MBB);
 504     }
 505   }
 506 }
 507
 508 /// PerformPHIConstruction - From properly set up use and def lists, use a PHI
 509 /// construction algorithm to compute the ranges and valnos for an interval.
 510 VNInfo*
 511 PreAllocSplitting::PerformPHIConstruction(MachineBasicBlock::iterator UseI,
 512                                        MachineBasicBlock* MBB, LiveInterval* LI,
 513                                        SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>& Visited,
 514              DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 2> >& Defs,
 515              DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 2> >& Uses,
 516                                        DenseMap<MachineInstr*, VNInfo*>& NewVNs,
 517                                  DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*>& LiveOut,
 518                                  DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*>& Phis,
 519                                            bool IsTopLevel, bool IsIntraBlock) {
 520   // Return memoized result if it's available.
 521   if (IsTopLevel && Visited.count(UseI) && NewVNs.count(UseI))
 522     return NewVNs[UseI];
 523   else if (!IsTopLevel && IsIntraBlock && NewVNs.count(UseI))
 524     return NewVNs[UseI];
 525   else if (!IsIntraBlock && LiveOut.count(MBB))
 526     return LiveOut[MBB];
 527
 528   // Check if our block contains any uses or defs.
 529   bool ContainsDefs = Defs.count(MBB);
 530   bool ContainsUses = Uses.count(MBB);
 531
 532   VNInfo* RetVNI = 0;
 533
 534   // Enumerate the cases of use/def contaning blocks.
 535   if (!ContainsDefs && !ContainsUses) {
 536     return PerformPHIConstructionFallBack(UseI, MBB, LI, Visited, Defs, Uses,
 537                                           NewVNs, LiveOut, Phis,
 538                                           IsTopLevel, IsIntraBlock);
 539   } else if (ContainsDefs && !ContainsUses) {
 540     SmallPtrSet<MachineInstr*, 2>& BlockDefs = Defs[MBB];
 541
 542     // Search for the def in this block.  If we don't find it before the
 543     // instruction we care about, go to the fallback case.  Note that that
 544     // should never happen: this cannot be intrablock, so use should
 545     // always be an end() iterator.
 546     assert(UseI == MBB->end() && "No use marked in intrablock");
 547
 548     MachineBasicBlock::iterator Walker = UseI;
 549     --Walker;
 550     while (Walker != MBB->begin()) {
 551       if (BlockDefs.count(Walker))
 552         break;
 553       --Walker;
 554     }
 555
 556     // Once we've found it, extend its VNInfo to our instruction.
 557     unsigned DefIndex = LIs->getInstructionIndex(Walker);
 558     DefIndex = LiveIntervals::getDefIndex(DefIndex);
 559     unsigned EndIndex = LIs->getMBBEndIdx(MBB);
 560
 561     RetVNI = NewVNs[Walker];
 562     LI->addRange(LiveRange(DefIndex, EndIndex+1, RetVNI));
 563   } else if (!ContainsDefs && ContainsUses) {
 564     SmallPtrSet<MachineInstr*, 2>& BlockUses = Uses[MBB];
 565
 566     // Search for the use in this block that precedes the instruction we care
 567     // about, going to the fallback case if we don't find it.
 568     if (UseI == MBB->begin())
 569       return PerformPHIConstructionFallBack(UseI, MBB, LI, Visited, Defs,
 570                                             Uses, NewVNs, LiveOut, Phis,
 571                                             IsTopLevel, IsIntraBlock);
 572
 573     MachineBasicBlock::iterator Walker = UseI;
 574     --Walker;
 575     bool found = false;
 576     while (Walker != MBB->begin()) {
 577       if (BlockUses.count(Walker)) {
 578         found = true;
 579         break;
 580       }
 581       --Walker;
 582     }
 583
 584     // Must check begin() too.
 585     if (!found) {
 586       if (BlockUses.count(Walker))
 587         found = true;
 588       else
 589         return PerformPHIConstructionFallBack(UseI, MBB, LI, Visited, Defs,
 590                                               Uses, NewVNs, LiveOut, Phis,
 591                                               IsTopLevel, IsIntraBlock);
 592     }
 593
 594     unsigned UseIndex = LIs->getInstructionIndex(Walker);
 595     UseIndex = LiveIntervals::getUseIndex(UseIndex);
 596     unsigned EndIndex = 0;
 597     if (IsIntraBlock) {
 598       EndIndex = LIs->getInstructionIndex(UseI);
 599       EndIndex = LiveIntervals::getUseIndex(EndIndex);
 600     } else
 601       EndIndex = LIs->getMBBEndIdx(MBB);
 602
 603     // Now, recursively phi construct the VNInfo for the use we found,
 604     // and then extend it to include the instruction we care about
 605     RetVNI = PerformPHIConstruction(Walker, MBB, LI, Visited, Defs, Uses,
 606                                     NewVNs, LiveOut, Phis, false, true);
 607
 608     LI->addRange(LiveRange(UseIndex, EndIndex+1, RetVNI));
 609
 610     // FIXME: Need to set kills properly for inter-block stuff.
 611     if (LI->isKill(RetVNI, UseIndex)) LI->removeKill(RetVNI, UseIndex);
 612     if (IsIntraBlock)
 613       LI->addKill(RetVNI, EndIndex);
 614   } else if (ContainsDefs && ContainsUses) {
 615     SmallPtrSet<MachineInstr*, 2>& BlockDefs = Defs[MBB];
 616     SmallPtrSet<MachineInstr*, 2>& BlockUses = Uses[MBB];
 617
 618     // This case is basically a merging of the two preceding case, with the
 619     // special note that checking for defs must take precedence over checking
 620     // for uses, because of two-address instructions.
 621
 622     if (UseI == MBB->begin())
 623       return PerformPHIConstructionFallBack(UseI, MBB, LI, Visited, Defs, Uses,
 624                                             NewVNs, LiveOut, Phis,
 625                                             IsTopLevel, IsIntraBlock);
 626
 627     MachineBasicBlock::iterator Walker = UseI;
 628     --Walker;
 629     bool foundDef = false;
 630     bool foundUse = false;
 631     while (Walker != MBB->begin()) {
 632       if (BlockDefs.count(Walker)) {
 633         foundDef = true;
 634         break;
 635       } else if (BlockUses.count(Walker)) {
 636         foundUse = true;
 637         break;
 638       }
 639       --Walker;
 640     }
 641
 642     // Must check begin() too.
 643     if (!foundDef && !foundUse) {
 644       if (BlockDefs.count(Walker))
 645         foundDef = true;
 646       else if (BlockUses.count(Walker))
 647         foundUse = true;
 648       else
 649         return PerformPHIConstructionFallBack(UseI, MBB, LI, Visited, Defs,
 650                                               Uses, NewVNs, LiveOut, Phis,
 651                                               IsTopLevel, IsIntraBlock);
 652     }
 653
 654     unsigned StartIndex = LIs->getInstructionIndex(Walker);
 655     StartIndex = foundDef ? LiveIntervals::getDefIndex(StartIndex) :
 656                             LiveIntervals::getUseIndex(StartIndex);
 657     unsigned EndIndex = 0;
 658     if (IsIntraBlock) {
 659       EndIndex = LIs->getInstructionIndex(UseI);
 660       EndIndex = LiveIntervals::getUseIndex(EndIndex);
 661     } else
 662       EndIndex = LIs->getMBBEndIdx(MBB);
 663
 664     if (foundDef)
 665       RetVNI = NewVNs[Walker];
 666     else
 667       RetVNI = PerformPHIConstruction(Walker, MBB, LI, Visited, Defs, Uses,
 668                                       NewVNs, LiveOut, Phis, false, true);
 669
 670     LI->addRange(LiveRange(StartIndex, EndIndex+1, RetVNI));
 671
 672     if (foundUse && LI->isKill(RetVNI, StartIndex))
 673       LI->removeKill(RetVNI, StartIndex);
 674     if (IsIntraBlock) {
 675       LI->addKill(RetVNI, EndIndex);
 676     }
 677   }
 678
 679   // Memoize results so we don't have to recompute them.
 680   if (!IsIntraBlock) LiveOut[MBB] = RetVNI;
 681   else {
 682     if (!NewVNs.count(UseI))
 683       NewVNs[UseI] = RetVNI;
 684     Visited.insert(UseI);
 685   }
 686
 687   return RetVNI;
 688 }
 689
 690 /// PerformPHIConstructionFallBack - PerformPHIConstruction fall back path.
 691 ///
 692 VNInfo*
 693 PreAllocSplitting::PerformPHIConstructionFallBack(MachineBasicBlock::iterator UseI,
 694                                        MachineBasicBlock* MBB, LiveInterval* LI,
 695                                        SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>& Visited,
 696              DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 2> >& Defs,
 697              DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 2> >& Uses,
 698                                        DenseMap<MachineInstr*, VNInfo*>& NewVNs,
 699                                  DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*>& LiveOut,
 700                                  DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*>& Phis,
 701                                            bool IsTopLevel, bool IsIntraBlock) {
 702   // NOTE: Because this is the fallback case from other cases, we do NOT
 703   // assume that we are not intrablock here.
 704   if (Phis.count(MBB)) return Phis[MBB];
 705
 706   unsigned StartIndex = LIs->getMBBStartIdx(MBB);
 707   VNInfo *RetVNI = Phis[MBB] = LI->getNextValue(~0U, /*FIXME*/ 0,
 708                                                 LIs->getVNInfoAllocator());
 709   if (!IsIntraBlock) LiveOut[MBB] = RetVNI;
 710
 711   // If there are no uses or defs between our starting point and the
 712   // beginning of the block, then recursive perform phi construction
 713   // on our predecessors.
 714   DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*> IncomingVNs;
 715   for (MachineBasicBlock::pred_iterator PI = MBB->pred_begin(),
 716          PE = MBB->pred_end(); PI != PE; ++PI) {
 717     VNInfo* Incoming = PerformPHIConstruction((*PI)->end(), *PI, LI,
 718                                               Visited, Defs, Uses, NewVNs,
 719                                               LiveOut, Phis, false, false);
 720     if (Incoming != 0)
 721       IncomingVNs[*PI] = Incoming;
 722   }
 723
 724   if (MBB->pred_size() == 1 && !RetVNI->hasPHIKill) {
 725     VNInfo* OldVN = RetVNI;
 726     VNInfo* NewVN = IncomingVNs.begin()->second;
 727     VNInfo* MergedVN = LI->MergeValueNumberInto(OldVN, NewVN);
 728     if (MergedVN == OldVN) std::swap(OldVN, NewVN);
 729
 730     for (DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*>::iterator LOI = LiveOut.begin(),
 731          LOE = LiveOut.end(); LOI != LOE; ++LOI)
 732       if (LOI->second == OldVN)
 733         LOI->second = MergedVN;
 734     for (DenseMap<MachineInstr*, VNInfo*>::iterator NVI = NewVNs.begin(),
 735          NVE = NewVNs.end(); NVI != NVE; ++NVI)
 736       if (NVI->second == OldVN)
 737         NVI->second = MergedVN;
 738     for (DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*>::iterator PI = Phis.begin(),
 739          PE = Phis.end(); PI != PE; ++PI)
 740       if (PI->second == OldVN)
 741         PI->second = MergedVN;
 742     RetVNI = MergedVN;
 743   } else {
 744     // Otherwise, merge the incoming VNInfos with a phi join.  Create a new
 745     // VNInfo to represent the joined value.
 746     for (DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*>::iterator I =
 747            IncomingVNs.begin(), E = IncomingVNs.end(); I != E; ++I) {
 748       I->second->hasPHIKill = true;
 749       unsigned KillIndex = LIs->getMBBEndIdx(I->first);
 750       if (!LiveInterval::isKill(I->second, KillIndex))
 751         LI->addKill(I->second, KillIndex);
 752     }
 753   }
 754
 755   unsigned EndIndex = 0;
 756   if (IsIntraBlock) {
 757     EndIndex = LIs->getInstructionIndex(UseI);
 758     EndIndex = LiveIntervals::getUseIndex(EndIndex);
 759   } else
 760     EndIndex = LIs->getMBBEndIdx(MBB);
 761   LI->addRange(LiveRange(StartIndex, EndIndex+1, RetVNI));
 762   if (IsIntraBlock)
 763     LI->addKill(RetVNI, EndIndex);
 764
 765   // Memoize results so we don't have to recompute them.
 766   if (!IsIntraBlock)
 767     LiveOut[MBB] = RetVNI;
 768   else {
 769     if (!NewVNs.count(UseI))
 770       NewVNs[UseI] = RetVNI;
 771     Visited.insert(UseI);
 772   }
 773
 774   return RetVNI;
 775 }
 776
 777 /// ReconstructLiveInterval - Recompute a live interval from scratch.
 778 void PreAllocSplitting::ReconstructLiveInterval(LiveInterval* LI) {
 779   BumpPtrAllocator& Alloc = LIs->getVNInfoAllocator();
 780
 781   // Clear the old ranges and valnos;
 782   LI->clear();
 783
 784   // Cache the uses and defs of the register
 785   typedef DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 2> > RegMap;
 786   RegMap Defs, Uses;
 787
 788   // Keep track of the new VNs we're creating.
 789   DenseMap<MachineInstr*, VNInfo*> NewVNs;
 790   SmallPtrSet<VNInfo*, 2> PhiVNs;
 791
 792   // Cache defs, and create a new VNInfo for each def.
 793   for (MachineRegisterInfo::def_iterator DI = MRI->def_begin(LI->reg),
 794        DE = MRI->def_end(); DI != DE; ++DI) {
 795     Defs[(*DI).getParent()].insert(&*DI);
 796
 797     unsigned DefIdx = LIs->getInstructionIndex(&*DI);
 798     DefIdx = LiveIntervals::getDefIndex(DefIdx);
 799
 800     VNInfo* NewVN = LI->getNextValue(DefIdx, 0, Alloc);
 801
 802     // If the def is a move, set the copy field.
 803     unsigned SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx;
 804     if (TII->isMoveInstr(*DI, SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx))
 805       if (DstReg == LI->reg)
 806         NewVN->copy = &*DI;
 807
 808     NewVNs[&*DI] = NewVN;
 809   }
 810
 811   // Cache uses as a separate pass from actually processing them.
 812   for (MachineRegisterInfo::use_iterator UI = MRI->use_begin(LI->reg),
 813        UE = MRI->use_end(); UI != UE; ++UI)
 814     Uses[(*UI).getParent()].insert(&*UI);
 815
 816   // Now, actually process every use and use a phi construction algorithm
 817   // to walk from it to its reaching definitions, building VNInfos along
 818   // the way.
 819   DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*> LiveOut;
 820   DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*> Phis;
 821   SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> Visited;
 822   for (MachineRegisterInfo::use_iterator UI = MRI->use_begin(LI->reg),
 823        UE = MRI->use_end(); UI != UE; ++UI) {
 824     PerformPHIConstruction(&*UI, UI->getParent(), LI, Visited, Defs,
 825                            Uses, NewVNs, LiveOut, Phis, true, true);
 826   }
 827
 828   // Add ranges for dead defs
 829   for (MachineRegisterInfo::def_iterator DI = MRI->def_begin(LI->reg),
 830        DE = MRI->def_end(); DI != DE; ++DI) {
 831     unsigned DefIdx = LIs->getInstructionIndex(&*DI);
 832     DefIdx = LiveIntervals::getDefIndex(DefIdx);
 833
 834     if (LI->liveAt(DefIdx)) continue;
 835
 836     VNInfo* DeadVN = NewVNs[&*DI];
 837     LI->addRange(LiveRange(DefIdx, DefIdx+1, DeadVN));
 838     LI->addKill(DeadVN, DefIdx);
 839   }
 840 }
 841
 842 /// RenumberValno - Split the given valno out into a new vreg, allowing it to
 843 /// be allocated to a different register.  This function creates a new vreg,
 844 /// copies the valno and its live ranges over to the new vreg's interval,
 845 /// removes them from the old interval, and rewrites all uses and defs of
 846 /// the original reg to the new vreg within those ranges.
 847 void PreAllocSplitting::RenumberValno(VNInfo* VN) {
 848   SmallVector<VNInfo*, 4> Stack;
 849   SmallVector<VNInfo*, 4> VNsToCopy;
 850   Stack.push_back(VN);
 851
 852   // Walk through and copy the valno we care about, and any other valnos
 853   // that are two-address redefinitions of the one we care about.  These
 854   // will need to be rewritten as well.  We also check for safety of the
 855   // renumbering here, by making sure that none of the valno involved has
 856   // phi kills.
 857   while (!Stack.empty()) {
 858     VNInfo* OldVN = Stack.back();
 859     Stack.pop_back();
 860
 861     // Bail out if we ever encounter a valno that has a PHI kill.  We can't
 862     // renumber these.
 863     if (OldVN->hasPHIKill) return;
 864
 865     VNsToCopy.push_back(OldVN);
 866
 867     // Locate two-address redefinitions
 868     for (SmallVector<unsigned, 4>::iterator KI = OldVN->kills.begin(),
 869          KE = OldVN->kills.end(); KI != KE; ++KI) {
 870       MachineInstr* MI = LIs->getInstructionFromIndex(*KI);
 871       unsigned DefIdx = MI->findRegisterDefOperandIdx(CurrLI->reg);
 872       if (DefIdx == ~0U) continue;
 873       if (MI->isRegReDefinedByTwoAddr(DefIdx)) {
 874         VNInfo* NextVN =
 875                      CurrLI->findDefinedVNInfo(LiveIntervals::getDefIndex(*KI));
 876         if (NextVN == OldVN) continue;
 877         Stack.push_back(NextVN);
 878       }
 879     }
 880   }
 881
 882   // Create the new vreg
 883   unsigned NewVReg = MRI->createVirtualRegister(MRI->getRegClass(CurrLI->reg));
 884
 885   // Create the new live interval
 886   LiveInterval& NewLI = LIs->getOrCreateInterval(NewVReg);
 887
 888   for (SmallVector<VNInfo*, 4>::iterator OI = VNsToCopy.begin(), OE =
 889        VNsToCopy.end(); OI != OE; ++OI) {
 890     VNInfo* OldVN = *OI;
 891
 892     // Copy the valno over
 893     VNInfo* NewVN = NewLI.getNextValue(OldVN->def, OldVN->copy,
 894                                        LIs->getVNInfoAllocator());
 895     NewLI.copyValNumInfo(NewVN, OldVN);
 896     NewLI.MergeValueInAsValue(*CurrLI, OldVN, NewVN);
 897
 898     // Remove the valno from the old interval
 899     CurrLI->removeValNo(OldVN);
 900   }
 901
 902   // Rewrite defs and uses.  This is done in two stages to avoid invalidating
 903   // the reg_iterator.
 904   SmallVector<std::pair<MachineInstr*, unsigned>, 8> OpsToChange;
 905
 906   for (MachineRegisterInfo::reg_iterator I = MRI->reg_begin(CurrLI->reg),
 907          E = MRI->reg_end(); I != E; ++I) {
 908     MachineOperand& MO = I.getOperand();
 909     unsigned InstrIdx = LIs->getInstructionIndex(&*I);
 910
 911     if ((MO.isUse() && NewLI.liveAt(LiveIntervals::getUseIndex(InstrIdx))) ||
 912         (MO.isDef() && NewLI.liveAt(LiveIntervals::getDefIndex(InstrIdx))))
 913       OpsToChange.push_back(std::make_pair(&*I, I.getOperandNo()));
 914   }
 915
 916   for (SmallVector<std::pair<MachineInstr*, unsigned>, 8>::iterator I =
 917        OpsToChange.begin(), E = OpsToChange.end(); I != E; ++I) {
 918     MachineInstr* Inst = I->first;
 919     unsigned OpIdx = I->second;
 920     MachineOperand& MO = Inst->getOperand(OpIdx);
 921     MO.setReg(NewVReg);
 922   }
 923
 924   // Grow the VirtRegMap, since we've created a new vreg.
 925   VRM->grow();
 926
 927   // The renumbered vreg shares a stack slot with the old register.
 928   if (IntervalSSMap.count(CurrLI->reg))
 929     IntervalSSMap[NewVReg] = IntervalSSMap[CurrLI->reg];
 930
 931   NumRenumbers++;
 932 }
 933
 934 bool PreAllocSplitting::Rematerialize(unsigned vreg, VNInfo* ValNo,
 935                                       MachineInstr* DefMI,
 936                                       MachineBasicBlock::iterator RestorePt,
 937                                       unsigned RestoreIdx,
 938                                     SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>& RefsInMBB) {
 939   MachineBasicBlock& MBB = *RestorePt->getParent();
 940
 941   MachineBasicBlock::iterator KillPt = BarrierMBB->end();
 942   unsigned KillIdx = 0;
 943   if (ValNo->def == ~0U || DefMI->getParent() == BarrierMBB)
 944     KillPt = findSpillPoint(BarrierMBB, Barrier, NULL, RefsInMBB, KillIdx);
 945   else
 946     KillPt = findNextEmptySlot(DefMI->getParent(), DefMI, KillIdx);
 947
 948   if (KillPt == DefMI->getParent()->end())
 949     return false;
 950
 951   TII->reMaterialize(MBB, RestorePt, vreg, DefMI);
 952   LIs->InsertMachineInstrInMaps(prior(RestorePt), RestoreIdx);
 953
 954   ReconstructLiveInterval(CurrLI);
 955   unsigned RematIdx = LIs->getInstructionIndex(prior(RestorePt));
 956   RematIdx = LiveIntervals::getDefIndex(RematIdx);
 957   RenumberValno(CurrLI->findDefinedVNInfo(RematIdx));
 958
 959   ++NumSplits;
 960   ++NumRemats;
 961   return true;
 962 }
 963
 964 MachineInstr* PreAllocSplitting::FoldSpill(unsigned vreg,
 965                                            const TargetRegisterClass* RC,
 966                                            MachineInstr* DefMI,
 967                                            MachineInstr* Barrier,
 968                                            MachineBasicBlock* MBB,
 969                                            int& SS,
 970                                     SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>& RefsInMBB) {
 971   MachineBasicBlock::iterator Pt = MBB->begin();
 972
 973   // Go top down if RefsInMBB is empty.
 974   if (RefsInMBB.empty())
 975     return 0;
 976
 977   MachineBasicBlock::iterator FoldPt = Barrier;
 978   while (&*FoldPt != DefMI && FoldPt != MBB->begin() &&
 979          !RefsInMBB.count(FoldPt))
 980     --FoldPt;
 981
 982   int OpIdx = FoldPt->findRegisterDefOperandIdx(vreg, false);
 983   if (OpIdx == -1)
 984     return 0;
 985
 986   SmallVector<unsigned, 1> Ops;
 987   Ops.push_back(OpIdx);
 988
 989   if (!TII->canFoldMemoryOperand(FoldPt, Ops))
 990     return 0;
 991
 992   DenseMap<unsigned, int>::iterator I = IntervalSSMap.find(vreg);
 993   if (I != IntervalSSMap.end()) {
 994     SS = I->second;
 995   } else {
 996     SS = MFI->CreateStackObject(RC->getSize(), RC->getAlignment());
 997
 998   }
 999
1000   MachineInstr* FMI = TII->foldMemoryOperand(*MBB->getParent(),
1001                                              FoldPt, Ops, SS);
1002
1003   if (FMI) {
1004     LIs->ReplaceMachineInstrInMaps(FoldPt, FMI);
1005     FMI = MBB->insert(MBB->erase(FoldPt), FMI);
1006     ++NumFolds;
1007
1008     IntervalSSMap[vreg] = SS;
1009     CurrSLI = &LSs->getOrCreateInterval(SS);
1010     if (CurrSLI->hasAtLeastOneValue())
1011       CurrSValNo = CurrSLI->getValNumInfo(0);
1012     else
1013       CurrSValNo = CurrSLI->getNextValue(~0U, 0, LSs->getVNInfoAllocator());
1014   }
1015
1016   return FMI;
1017 }
1018
1019 MachineInstr* PreAllocSplitting::FoldRestore(unsigned vreg,
1020                                              const TargetRegisterClass* RC,
1021                                              MachineInstr* Barrier,
1022                                              MachineBasicBlock* MBB,
1023                                              int SS,
1024                                      SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>& RefsInMBB) {
1025   if ((int)RestoreFoldLimit != -1 && RestoreFoldLimit == (int)NumRestoreFolds)
1026     return 0;
1027
1028   // Go top down if RefsInMBB is empty.
1029   if (RefsInMBB.empty())
1030     return 0;
1031
1032   // Can't fold a restore between a call stack setup and teardown.
1033   MachineBasicBlock::iterator FoldPt = Barrier;
1034
1035   // Advance from barrier to call frame teardown.
1036   while (FoldPt != MBB->getFirstTerminator() &&
1037          FoldPt->getOpcode() != TRI->getCallFrameDestroyOpcode()) {
1038     if (RefsInMBB.count(FoldPt))
1039       return 0;
1040
1041     ++FoldPt;
1042   }
1043
1044   if (FoldPt == MBB->getFirstTerminator())
1045     return 0;
1046   else
1047     ++FoldPt;
1048
1049   // Now find the restore point.
1050   while (FoldPt != MBB->getFirstTerminator() && !RefsInMBB.count(FoldPt)) {
1051     if (FoldPt->getOpcode() == TRI->getCallFrameSetupOpcode()) {
1052       while (FoldPt != MBB->getFirstTerminator() &&
1053              FoldPt->getOpcode() != TRI->getCallFrameDestroyOpcode()) {
1054         if (RefsInMBB.count(FoldPt))
1055           return 0;
1056
1057         ++FoldPt;
1058       }
1059
1060       if (FoldPt == MBB->getFirstTerminator())
1061         return 0;
1062     }
1063
1064     ++FoldPt;
1065   }
1066
1067   if (FoldPt == MBB->getFirstTerminator())
1068     return 0;
1069
1070   int OpIdx = FoldPt->findRegisterUseOperandIdx(vreg, true);
1071   if (OpIdx == -1)
1072     return 0;
1073
1074   SmallVector<unsigned, 1> Ops;
1075   Ops.push_back(OpIdx);
1076
1077   if (!TII->canFoldMemoryOperand(FoldPt, Ops))
1078     return 0;
1079
1080   MachineInstr* FMI = TII->foldMemoryOperand(*MBB->getParent(),
1081                                              FoldPt, Ops, SS);
1082
1083   if (FMI) {
1084     LIs->ReplaceMachineInstrInMaps(FoldPt, FMI);
1085     FMI = MBB->insert(MBB->erase(FoldPt), FMI);
1086     ++NumRestoreFolds;
1087   }
1088
1089   return FMI;
1090 }
1091
1092 /// SplitRegLiveInterval - Split (spill and restore) the given live interval
1093 /// so it would not cross the barrier that's being processed. Shrink wrap
1094 /// (minimize) the live interval to the last uses.
1095 bool PreAllocSplitting::SplitRegLiveInterval(LiveInterval *LI) {
1096   CurrLI = LI;
1097
1098   // Find live range where current interval cross the barrier.
1099   LiveInterval::iterator LR =
1100     CurrLI->FindLiveRangeContaining(LIs->getUseIndex(BarrierIdx));
1101   VNInfo *ValNo = LR->valno;
1102
1103   if (ValNo->def == ~1U) {
1104     // Defined by a dead def? How can this be?
1105     assert(0 && "Val# is defined by a dead def?");
1106     abort();
1107   }
1108
1109   MachineInstr *DefMI = (ValNo->def != ~0U)
1110     ? LIs->getInstructionFromIndex(ValNo->def) : NULL;
1111
1112   // If this would create a new join point, do not split.
1113   if (DefMI && createsNewJoin(LR, DefMI->getParent(), Barrier->getParent()))
1114     return false;
1115
1116   // Find all references in the barrier mbb.
1117   SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> RefsInMBB;
1118   for (MachineRegisterInfo::reg_iterator I = MRI->reg_begin(CurrLI->reg),
1119          E = MRI->reg_end(); I != E; ++I) {
1120     MachineInstr *RefMI = &*I;
1121     if (RefMI->getParent() == BarrierMBB)
1122       RefsInMBB.insert(RefMI);
1123   }
1124
1125   // Find a point to restore the value after the barrier.
1126   unsigned RestoreIndex = 0;
1127   MachineBasicBlock::iterator RestorePt =
1128     findRestorePoint(BarrierMBB, Barrier, LR->end, RefsInMBB, RestoreIndex);
1129   if (RestorePt == BarrierMBB->end())
1130     return false;
1131
1132   if (DefMI && LIs->isReMaterializable(*LI, ValNo, DefMI))
1133     if (Rematerialize(LI->reg, ValNo, DefMI, RestorePt,
1134                       RestoreIndex, RefsInMBB))
1135     return true;
1136
1137   // Add a spill either before the barrier or after the definition.
1138   MachineBasicBlock *DefMBB = DefMI ? DefMI->getParent() : NULL;
1139   const TargetRegisterClass *RC = MRI->getRegClass(CurrLI->reg);
1140   unsigned SpillIndex = 0;
1141   MachineInstr *SpillMI = NULL;
1142   int SS = -1;
1143   if (ValNo->def == ~0U) {
1144     // If it's defined by a phi, we must split just before the barrier.
1145     if ((SpillMI = FoldSpill(LI->reg, RC, 0, Barrier,
1146                             BarrierMBB, SS, RefsInMBB))) {
1147       SpillIndex = LIs->getInstructionIndex(SpillMI);
1148     } else {
1149       MachineBasicBlock::iterator SpillPt =
1150         findSpillPoint(BarrierMBB, Barrier, NULL, RefsInMBB, SpillIndex);
1151       if (SpillPt == BarrierMBB->begin())
1152         return false; // No gap to insert spill.
1153       // Add spill.
1154
1155       SS = CreateSpillStackSlot(CurrLI->reg, RC);
1156       TII->storeRegToStackSlot(*BarrierMBB, SpillPt, CurrLI->reg, true, SS, RC);
1157       SpillMI = prior(SpillPt);
1158       LIs->InsertMachineInstrInMaps(SpillMI, SpillIndex);
1159     }
1160   } else if (!IsAvailableInStack(DefMBB, CurrLI->reg, ValNo->def,
1161                                  RestoreIndex, SpillIndex, SS)) {
1162     // If it's already split, just restore the value. There is no need to spill
1163     // the def again.
1164     if (!DefMI)
1165       return false; // Def is dead. Do nothing.
1166
1167     if ((SpillMI = FoldSpill(LI->reg, RC, DefMI, Barrier,
1168                             BarrierMBB, SS, RefsInMBB))) {
1169       SpillIndex = LIs->getInstructionIndex(SpillMI);
1170     } else {
1171       // Check if it's possible to insert a spill after the def MI.
1172       MachineBasicBlock::iterator SpillPt;
1173       if (DefMBB == BarrierMBB) {
1174         // Add spill after the def and the last use before the barrier.
1175         SpillPt = findSpillPoint(BarrierMBB, Barrier, DefMI,
1176                                  RefsInMBB, SpillIndex);
1177         if (SpillPt == DefMBB->begin())
1178           return false; // No gap to insert spill.
1179       } else {
1180         SpillPt = findNextEmptySlot(DefMBB, DefMI, SpillIndex);
1181         if (SpillPt == DefMBB->end())
1182           return false; // No gap to insert spill.
1183       }
1184       // Add spill. The store instruction kills the register if def is before
1185       // the barrier in the barrier block.
1186       SS = CreateSpillStackSlot(CurrLI->reg, RC);
1187       TII->storeRegToStackSlot(*DefMBB, SpillPt, CurrLI->reg,
1188                                DefMBB == BarrierMBB, SS, RC);
1189       SpillMI = prior(SpillPt);
1190       LIs->InsertMachineInstrInMaps(SpillMI, SpillIndex);
1191     }
1192   }
1193
1194   // Remember def instruction index to spill index mapping.
1195   if (DefMI && SpillMI)
1196     Def2SpillMap[ValNo->def] = SpillIndex;
1197
1198   // Add restore.
1199   bool FoldedRestore = false;
1200   if (MachineInstr* LMI = FoldRestore(CurrLI->reg, RC, Barrier,
1201                                       BarrierMBB, SS, RefsInMBB)) {
1202     RestorePt = LMI;
1203     RestoreIndex = LIs->getInstructionIndex(RestorePt);
1204     FoldedRestore = true;
1205   } else {
1206     TII->loadRegFromStackSlot(*BarrierMBB, RestorePt, CurrLI->reg, SS, RC);
1207     MachineInstr *LoadMI = prior(RestorePt);
1208     LIs->InsertMachineInstrInMaps(LoadMI, RestoreIndex);
1209   }
1210
1211   // Update spill stack slot live interval.
1212   UpdateSpillSlotInterval(ValNo, LIs->getUseIndex(SpillIndex)+1,
1213                           LIs->getDefIndex(RestoreIndex));
1214
1215   ReconstructLiveInterval(CurrLI);
1216
1217   if (!FoldedRestore) {
1218     unsigned RestoreIdx = LIs->getInstructionIndex(prior(RestorePt));
1219     RestoreIdx = LiveIntervals::getDefIndex(RestoreIdx);
1220     RenumberValno(CurrLI->findDefinedVNInfo(RestoreIdx));
1221   }
1222
1223   ++NumSplits;
1224   return true;
1225 }
1226
1227 /// SplitRegLiveIntervals - Split all register live intervals that cross the
1228 /// barrier that's being processed.
1229 bool
1230 PreAllocSplitting::SplitRegLiveIntervals(const TargetRegisterClass **RCs,
1231                                          SmallPtrSet<LiveInterval*, 8>& Split) {
1232   // First find all the virtual registers whose live intervals are intercepted
1233   // by the current barrier.
1234   SmallVector<LiveInterval*, 8> Intervals;
1235   for (const TargetRegisterClass **RC = RCs; *RC; ++RC) {
1236     // FIXME: If it's not safe to move any instruction that defines the barrier
1237     // register class, then it means there are some special dependencies which
1238     // codegen is not modelling. Ignore these barriers for now.
1239     if (!TII->isSafeToMoveRegClassDefs(*RC))
1240       continue;
1241     std::vector<unsigned> &VRs = MRI->getRegClassVirtRegs(*RC);
1242     for (unsigned i = 0, e = VRs.size(); i != e; ++i) {
1243       unsigned Reg = VRs[i];
1244       if (!LIs->hasInterval(Reg))
1245         continue;
1246       LiveInterval *LI = &LIs->getInterval(Reg);
1247       if (LI->liveAt(BarrierIdx) && !Barrier->readsRegister(Reg))
1248         // Virtual register live interval is intercepted by the barrier. We
1249         // should split and shrink wrap its interval if possible.
1250         Intervals.push_back(LI);
1251     }
1252   }
1253
1254   // Process the affected live intervals.
1255   bool Change = false;
1256   while (!Intervals.empty()) {
1257     if (PreSplitLimit != -1 && (int)NumSplits == PreSplitLimit)
1258       break;
1259     else if (NumSplits == 4)
1260       Change |= Change;
1261     LiveInterval *LI = Intervals.back();
1262     Intervals.pop_back();
1263     bool result = SplitRegLiveInterval(LI);
1264     if (result) Split.insert(LI);
1265     Change |= result;
1266   }
1267
1268   return Change;
1269 }
1270
1271 unsigned PreAllocSplitting::getNumberOfNonSpills(
1272                                   SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>& MIs,
1273                                   unsigned Reg, int FrameIndex,
1274                                   bool& FeedsTwoAddr) {
1275   unsigned NonSpills = 0;
1276   for (SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>::iterator UI = MIs.begin(), UE = MIs.end();
1277        UI != UE; ++UI) {
1278     int StoreFrameIndex;
1279     unsigned StoreVReg = TII->isStoreToStackSlot(*UI, StoreFrameIndex);
1280     if (StoreVReg != Reg || StoreFrameIndex != FrameIndex)
1281       NonSpills++;
1282
1283     int DefIdx = (*UI)->findRegisterDefOperandIdx(Reg);
1284     if (DefIdx != -1 && (*UI)->isRegReDefinedByTwoAddr(DefIdx))
1285       FeedsTwoAddr = true;
1286   }
1287
1288   return NonSpills;
1289 }
1290
1291 /// removeDeadSpills - After doing splitting, filter through all intervals we've
1292 /// split, and see if any of the spills are unnecessary.  If so, remove them.
1293 bool PreAllocSplitting::removeDeadSpills(SmallPtrSet<LiveInterval*, 8>& split) {
1294   bool changed = false;
1295
1296   // Walk over all of the live intervals that were touched by the splitter,
1297   // and see if we can do any DCE and/or folding.
1298   for (SmallPtrSet<LiveInterval*, 8>::iterator LI = split.begin(),
1299        LE = split.end(); LI != LE; ++LI) {
1300     DenseMap<VNInfo*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> > VNUseCount;
1301
1302     // First, collect all the uses of the vreg, and sort them by their
1303     // reaching definition (VNInfo).
1304     for (MachineRegisterInfo::use_iterator UI = MRI->use_begin((*LI)->reg),
1305          UE = MRI->use_end(); UI != UE; ++UI) {
1306       unsigned index = LIs->getInstructionIndex(&*UI);
1307       index = LiveIntervals::getUseIndex(index);
1308
1309       const LiveRange* LR = (*LI)->getLiveRangeContaining(index);
1310       VNUseCount[LR->valno].insert(&*UI);
1311     }
1312
1313     // Now, take the definitions (VNInfo's) one at a time and try to DCE
1314     // and/or fold them away.
1315     for (LiveInterval::vni_iterator VI = (*LI)->vni_begin(),
1316          VE = (*LI)->vni_end(); VI != VE; ++VI) {
1317
1318       if (DeadSplitLimit != -1 && (int)NumDeadSpills == DeadSplitLimit)
1319         return changed;
1320
1321       VNInfo* CurrVN = *VI;
1322
1323       // We don't currently try to handle definitions with PHI kills, because
1324       // it would involve processing more than one VNInfo at once.
1325       if (CurrVN->hasPHIKill) continue;
1326
1327       // We also don't try to handle the results of PHI joins, since there's
1328       // no defining instruction to analyze.
1329       unsigned DefIdx = CurrVN->def;
1330       if (DefIdx == ~0U || DefIdx == ~1U) continue;
1331
1332       // We're only interested in eliminating cruft introduced by the splitter,
1333       // is of the form load-use or load-use-store.  First, check that the
1334       // definition is a load, and remember what stack slot we loaded it from.
1335       MachineInstr* DefMI = LIs->getInstructionFromIndex(DefIdx);
1336       int FrameIndex;
1337       if (!TII->isLoadFromStackSlot(DefMI, FrameIndex)) continue;
1338
1339       // If the definition has no uses at all, just DCE it.
1340       if (VNUseCount[CurrVN].size() == 0) {
1341         LIs->RemoveMachineInstrFromMaps(DefMI);
1342         (*LI)->removeValNo(CurrVN);
1343         DefMI->eraseFromParent();
1344         VNUseCount.erase(CurrVN);
1345         NumDeadSpills++;
1346         changed = true;
1347         continue;
1348       }
1349
1350       // Second, get the number of non-store uses of the definition, as well as
1351       // a flag indicating whether it feeds into a later two-address definition.
1352       bool FeedsTwoAddr = false;
1353       unsigned NonSpillCount = getNumberOfNonSpills(VNUseCount[CurrVN],
1354                                                     (*LI)->reg, FrameIndex,
1355                                                     FeedsTwoAddr);
1356
1357       // If there's one non-store use and it doesn't feed a two-addr, then
1358       // this is a load-use-store case that we can try to fold.
1359       if (NonSpillCount == 1 && !FeedsTwoAddr) {
1360         // Start by finding the non-store use MachineInstr.
1361         SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>::iterator UI = VNUseCount[CurrVN].begin();
1362         int StoreFrameIndex;
1363         unsigned StoreVReg = TII->isStoreToStackSlot(*UI, StoreFrameIndex);
1364         while (UI != VNUseCount[CurrVN].end() &&
1365                (StoreVReg == (*LI)->reg && StoreFrameIndex == FrameIndex)) {
1366           ++UI;
1367           if (UI != VNUseCount[CurrVN].end())
1368             StoreVReg = TII->isStoreToStackSlot(*UI, StoreFrameIndex);
1369         }
1370         if (UI == VNUseCount[CurrVN].end()) continue;
1371
1372         MachineInstr* use = *UI;
1373
1374         // Attempt to fold it away!
1375         int OpIdx = use->findRegisterUseOperandIdx((*LI)->reg, false);
1376         if (OpIdx == -1) continue;
1377         SmallVector<unsigned, 1> Ops;
1378         Ops.push_back(OpIdx);
1379         if (!TII->canFoldMemoryOperand(use, Ops)) continue;
1380
1381         MachineInstr* NewMI =
1382                           TII->foldMemoryOperand(*use->getParent()->getParent(),
1383                                                  use, Ops, FrameIndex);
1384
1385         if (!NewMI) continue;
1386
1387         // Update relevant analyses.
1388         LIs->RemoveMachineInstrFromMaps(DefMI);
1389         LIs->ReplaceMachineInstrInMaps(use, NewMI);
1390         (*LI)->removeValNo(CurrVN);
1391
1392         DefMI->eraseFromParent();
1393         MachineBasicBlock* MBB = use->getParent();
1394         NewMI = MBB->insert(MBB->erase(use), NewMI);
1395         VNUseCount[CurrVN].erase(use);
1396
1397         // Remove deleted instructions.  Note that we need to remove them from
1398         // the VNInfo->use map as well, just to be safe.
1399         for (SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>::iterator II =
1400              VNUseCount[CurrVN].begin(), IE = VNUseCount[CurrVN].end();
1401              II != IE; ++II) {
1402           for (DenseMap<VNInfo*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> >::iterator
1403                VNI = VNUseCount.begin(), VNE = VNUseCount.end(); VNI != VNE;
1404                ++VNI)
1405             if (VNI->first != CurrVN)
1406               VNI->second.erase(*II);
1407           LIs->RemoveMachineInstrFromMaps(*II);
1408           (*II)->eraseFromParent();
1409         }
1410
1411         VNUseCount.erase(CurrVN);
1412
1413         for (DenseMap<VNInfo*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> >::iterator
1414              VI = VNUseCount.begin(), VE = VNUseCount.end(); VI != VE; ++VI)
1415           if (VI->second.erase(use))
1416             VI->second.insert(NewMI);
1417
1418         NumDeadSpills++;
1419         changed = true;
1420         continue;
1421       }
1422
1423       // If there's more than one non-store instruction, we can't profitably
1424       // fold it, so bail.
1425       if (NonSpillCount) continue;
1426
1427       // Otherwise, this is a load-store case, so DCE them.
1428       for (SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>::iterator UI =
1429            VNUseCount[CurrVN].begin(), UE = VNUseCount[CurrVN].end();
1430            UI != UI; ++UI) {
1431         LIs->RemoveMachineInstrFromMaps(*UI);
1432         (*UI)->eraseFromParent();
1433       }
1434
1435       VNUseCount.erase(CurrVN);
1436
1437       LIs->RemoveMachineInstrFromMaps(DefMI);
1438       (*LI)->removeValNo(CurrVN);
1439       DefMI->eraseFromParent();
1440       NumDeadSpills++;
1441       changed = true;
1442     }
1443   }
1444
1445   return changed;
1446 }
1447
1448 bool PreAllocSplitting::createsNewJoin(LiveRange* LR,
1449                                        MachineBasicBlock* DefMBB,
1450                                        MachineBasicBlock* BarrierMBB) {
1451   if (DefMBB == BarrierMBB)
1452     return false;
1453
1454   if (LR->valno->hasPHIKill)
1455     return false;
1456
1457   unsigned MBBEnd = LIs->getMBBEndIdx(BarrierMBB);
1458   if (LR->end < MBBEnd)
1459     return false;
1460
1461   MachineLoopInfo& MLI = getAnalysis<MachineLoopInfo>();
1462   if (MLI.getLoopFor(DefMBB) != MLI.getLoopFor(BarrierMBB))
1463     return true;
1464
1465   MachineDominatorTree& MDT = getAnalysis<MachineDominatorTree>();
1466   SmallPtrSet<MachineBasicBlock*, 4> Visited;
1467   typedef std::pair<MachineBasicBlock*,
1468                     MachineBasicBlock::succ_iterator> ItPair;
1469   SmallVector<ItPair, 4> Stack;
1470   Stack.push_back(std::make_pair(BarrierMBB, BarrierMBB->succ_begin()));
1471
1472   while (!Stack.empty()) {
1473     ItPair P = Stack.back();
1474     Stack.pop_back();
1475
1476     MachineBasicBlock* PredMBB = P.first;
1477     MachineBasicBlock::succ_iterator S = P.second;
1478
1479     if (S == PredMBB->succ_end())
1480       continue;
1481     else if (Visited.count(*S)) {
1482       Stack.push_back(std::make_pair(PredMBB, ++S));
1483       continue;
1484     } else
1485       Stack.push_back(std::make_pair(PredMBB, S+1));
1486
1487     MachineBasicBlock* MBB = *S;
1488     Visited.insert(MBB);
1489
1490     if (MBB == BarrierMBB)
1491       return true;
1492
1493     MachineDomTreeNode* DefMDTN = MDT.getNode(DefMBB);
1494     MachineDomTreeNode* BarrierMDTN = MDT.getNode(BarrierMBB);
1495     MachineDomTreeNode* MDTN = MDT.getNode(MBB)->getIDom();
1496     while (MDTN) {
1497       if (MDTN == DefMDTN)
1498         return true;
1499       else if (MDTN == BarrierMDTN)
1500         break;
1501       MDTN = MDTN->getIDom();
1502     }
1503
1504     MBBEnd = LIs->getMBBEndIdx(MBB);
1505     if (LR->end > MBBEnd)
1506       Stack.push_back(std::make_pair(MBB, MBB->succ_begin()));
1507   }
1508
1509   return false;
1510 }
1511
1512
1513 bool PreAllocSplitting::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
1514   CurrMF = &MF;
1515   TM     = &MF.getTarget();
1516   TRI    = TM->getRegisterInfo();
1517   TII    = TM->getInstrInfo();
1518   MFI    = MF.getFrameInfo();
1519   MRI    = &MF.getRegInfo();
1520   LIs    = &getAnalysis<LiveIntervals>();
1521   LSs    = &getAnalysis<LiveStacks>();
1522   VRM    = &getAnalysis<VirtRegMap>();
1523
1524   bool MadeChange = false;
1525
1526   // Make sure blocks are numbered in order.
1527   MF.RenumberBlocks();
1528
1529   MachineBasicBlock *Entry = MF.begin();
1530   SmallPtrSet<MachineBasicBlock*,16> Visited;
1531
1532   SmallPtrSet<LiveInterval*, 8> Split;
1533
1534   for (df_ext_iterator<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineBasicBlock*,16> >
1535          DFI = df_ext_begin(Entry, Visited), E = df_ext_end(Entry, Visited);
1536        DFI != E; ++DFI) {
1537     BarrierMBB = *DFI;
1538     for (MachineBasicBlock::iterator I = BarrierMBB->begin(),
1539            E = BarrierMBB->end(); I != E; ++I) {
1540       Barrier = &*I;
1541       const TargetRegisterClass **BarrierRCs =
1542         Barrier->getDesc().getRegClassBarriers();
1543       if (!BarrierRCs)
1544         continue;
1545       BarrierIdx = LIs->getInstructionIndex(Barrier);
1546       MadeChange |= SplitRegLiveIntervals(BarrierRCs, Split);
1547     }
1548   }
1549
1550   MadeChange |= removeDeadSpills(Split);
1551
1552   return MadeChange;
1553 }