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/MachineFrameInfo.h"
  20 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
  21 #include "llvm/CodeGen/MachineLoopInfo.h"
  22 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  23 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
  24 #include "llvm/CodeGen/RegisterCoalescer.h"
  25 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  26 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  27 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
  28 #include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
  29 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  30 #include "llvm/Support/Debug.h"
  31 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
  32 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  33 #include <map>
  34 using namespace llvm;
  35
  36 STATISTIC(NumSplit     , "Number of intervals split");
  37
  38 namespace {
  39   class VISIBILITY_HIDDEN PreAllocSplitting : public MachineFunctionPass {
  40     MachineFunction       *CurMF;
  41     const TargetMachine   *TM;
  42     const TargetInstrInfo *TII;
  43     MachineFrameInfo      *MFI;
  44     MachineRegisterInfo   *MRI;
  45     LiveIntervals         *LIs;
  46
  47     // Barrier - Current barrier being processed.
  48     MachineInstr          *Barrier;
  49
  50     // BarrierMBB - Basic block where the barrier resides in.
  51     MachineBasicBlock     *BarrierMBB;
  52
  53     // Barrier - Current barrier index.
  54     unsigned              BarrierIdx;
  55
  56     // CurrLI - Current live interval being split.
  57     LiveInterval          *CurrLI;
  58
  59     // LIValNoSSMap - A map from live interval and val# pairs to spill slots.
  60     // This records what live interval's val# has been split and what spill
  61     // slot was used.
  62     std::map<std::pair<unsigned, unsigned>, int> LIValNoSSMap;
  63
  64     // RestoreMIs - All the restores inserted due to live interval splitting.
  65     SmallPtrSet<MachineInstr*, 8> RestoreMIs;
  66
  67   public:
  68     static char ID;
  69     PreAllocSplitting() : MachineFunctionPass(&ID) {}
  70
  71     virtual bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF);
  72
  73     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
  74       AU.addRequired<LiveIntervals>();
  75       AU.addPreserved<LiveIntervals>();
  76       AU.addPreserved<RegisterCoalescer>();
  77       if (StrongPHIElim)
  78         AU.addPreservedID(StrongPHIEliminationID);
  79       else
  80         AU.addPreservedID(PHIEliminationID);
  81       MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
  82     }
  83
  84     virtual void releaseMemory() {
  85       LIValNoSSMap.clear();
  86       RestoreMIs.clear();
  87     }
  88
  89     virtual const char *getPassName() const {
  90       return "Pre-Register Allocaton Live Interval Splitting";
  91     }
  92
  93     /// print - Implement the dump method.
  94     virtual void print(std::ostream &O, const Module* M = 0) const {
  95       LIs->print(O, M);
  96     }
  97
  98     void print(std::ostream *O, const Module* M = 0) const {
  99       if (O) print(*O, M);
 100     }
 101
 102   private:
 103     MachineBasicBlock::iterator
 104       findNextEmptySlot(MachineBasicBlock*, MachineInstr*,
 105                         unsigned&);
 106
 107     MachineBasicBlock::iterator
 108       findSpillPoint(MachineBasicBlock*, MachineInstr*,
 109                      SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>&, unsigned&);
 110
 111     MachineBasicBlock::iterator
 112       findRestorePoint(MachineBasicBlock*, MachineInstr*,
 113                      SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>&, unsigned&);
 114
 115     void RecordSplit(unsigned, unsigned, unsigned, int);
 116
 117     bool isAlreadySplit(unsigned, unsigned, int&);
 118
 119     void UpdateIntervalForSplit(VNInfo*, unsigned, unsigned);
 120
 121     bool ShrinkWrapToLastUse(MachineBasicBlock*,
 122                              SmallVector<MachineOperand*, 4>&,
 123                              SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>&);
 124
 125     void ShrinkWrapLiveInterval(VNInfo*, MachineBasicBlock*,
 126                         MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineBasicBlock*, 8>&,
 127                 DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallVector<MachineOperand*, 4> >&,
 128                   DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> >&,
 129                                 SmallVector<MachineBasicBlock*, 4>&);
 130
 131     bool SplitRegLiveInterval(LiveInterval*);
 132
 133     bool SplitRegLiveIntervals(const TargetRegisterClass **);
 134   };
 135 } // end anonymous namespace
 136
 137 char PreAllocSplitting::ID = 0;
 138
 139 static RegisterPass<PreAllocSplitting>
 140 X("pre-alloc-splitting", "Pre-Register Allocation Live Interval Splitting");
 141
 142 const PassInfo *const llvm::PreAllocSplittingID = &X;
 143
 144
 145 /// findNextEmptySlot - Find a gap after the given machine instruction in the
 146 /// instruction index map. If there isn't one, return end().
 147 MachineBasicBlock::iterator
 148 PreAllocSplitting::findNextEmptySlot(MachineBasicBlock *MBB, MachineInstr *MI,
 149                                      unsigned &SpotIndex) {
 150   MachineBasicBlock::iterator MII = MI;
 151   if (++MII != MBB->end()) {
 152     unsigned Index = LIs->findGapBeforeInstr(LIs->getInstructionIndex(MII));
 153     if (Index) {
 154       SpotIndex = Index;
 155       return MII;
 156     }
 157   }
 158   return MBB->end();
 159 }
 160
 161 /// findSpillPoint - Find a gap as far away from the given MI that's suitable
 162 /// for spilling the current live interval. The index must be before any
 163 /// defs and uses of the live interval register in the mbb. Return begin() if
 164 /// none is found.
 165 MachineBasicBlock::iterator
 166 PreAllocSplitting::findSpillPoint(MachineBasicBlock *MBB, MachineInstr *MI,
 167                                   SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> &RefsInMBB,
 168                                   unsigned &SpillIndex) {
 169   MachineBasicBlock::iterator Pt = MBB->begin();
 170
 171   // Go top down if RefsInMBB is empty.
 172   if (RefsInMBB.empty()) {
 173     MachineBasicBlock::iterator MII = MBB->begin();
 174     MachineBasicBlock::iterator EndPt = MI;
 175     do {
 176       ++MII;
 177       unsigned Index = LIs->getInstructionIndex(MII);
 178       unsigned Gap = LIs->findGapBeforeInstr(Index);
 179       if (Gap) {
 180         Pt = MII;
 181         SpillIndex = Gap;
 182         break;
 183       }
 184     } while (MII != EndPt);
 185   } else {
 186     MachineBasicBlock::iterator MII = MI;
 187     while (MII != MBB->begin() && !RefsInMBB.count(MII)) {
 188       unsigned Index = LIs->getInstructionIndex(MII);
 189       if (LIs->hasGapBeforeInstr(Index)) {
 190         Pt = MII;
 191         SpillIndex = LIs->findGapBeforeInstr(Index, true);
 192       }
 193       --MII;
 194     }
 195   }
 196
 197   return Pt;
 198 }
 199
 200 /// findRestorePoint - Find a gap in the instruction index map that's suitable
 201 /// for restoring the current live interval value. The index must be before any
 202 /// uses of the live interval register in the mbb. Return end() if none is
 203 /// found.
 204 MachineBasicBlock::iterator
 205 PreAllocSplitting::findRestorePoint(MachineBasicBlock *MBB, MachineInstr *MI,
 206                                     SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> &RefsInMBB,
 207                                     unsigned &RestoreIndex) {
 208   MachineBasicBlock::iterator Pt = MBB->end();
 209
 210   // Go bottom up if RefsInMBB is empty.
 211   if (RefsInMBB.empty()) {
 212     MachineBasicBlock::iterator MII = MBB->end();
 213     MachineBasicBlock::iterator EndPt = MI;
 214     do {
 215       --MII;
 216       unsigned Index = LIs->getInstructionIndex(MII);
 217       unsigned Gap = LIs->findGapBeforeInstr(Index);
 218       if (Gap) {
 219         Pt = MII;
 220         RestoreIndex = Gap;
 221         break;
 222       }
 223     } while (MII != EndPt);
 224   } else {
 225     MachineBasicBlock::iterator MII = MI;
 226     MII = ++MII;
 227     while (MII != MBB->end()) {
 228       unsigned Index = LIs->getInstructionIndex(MII);
 229       unsigned Gap = LIs->findGapBeforeInstr(Index);
 230       if (Gap) {
 231         Pt = MII;
 232         RestoreIndex = Gap;
 233       }
 234       if (RefsInMBB.count(MII))
 235         break;
 236       ++MII;
 237     }
 238   }
 239
 240   return Pt;
 241 }
 242
 243 /// RecordSplit - Given a register live interval is split, remember the spill
 244 /// slot where the val#s are in.
 245 void PreAllocSplitting::RecordSplit(unsigned Reg, unsigned SpillIndex,
 246                                     unsigned RestoreIndex, int SS) {
 247   const LiveRange *LR = NULL;
 248   if (SpillIndex) {
 249     LR = CurrLI->getLiveRangeContaining(LIs->getUseIndex(SpillIndex));
 250     LIValNoSSMap.insert(std::make_pair(std::make_pair(CurrLI->reg,
 251                                                       LR->valno->id), SS));
 252   }
 253   LR = CurrLI->getLiveRangeContaining(LIs->getDefIndex(RestoreIndex));
 254   LIValNoSSMap.insert(std::make_pair(std::make_pair(CurrLI->reg,
 255                                                     LR->valno->id), SS));
 256 }
 257
 258 /// isAlreadySplit - Return if a given val# of a register live interval is already
 259 /// split. Also return by reference the spill stock where the value is.
 260 bool PreAllocSplitting::isAlreadySplit(unsigned Reg, unsigned ValNoId, int &SS){
 261   std::map<std::pair<unsigned, unsigned>, int>::iterator I =
 262     LIValNoSSMap.find(std::make_pair(Reg, ValNoId));
 263   if (I == LIValNoSSMap.end())
 264     return false;
 265   SS = I->second;
 266   return true;
 267 }
 268
 269 /// UpdateIntervalForSplit - Given the specified val# of the current live
 270 /// interval is being split, and the split and rejoin indices, update the live
 271 /// interval accordingly.
 272 void
 273 PreAllocSplitting::UpdateIntervalForSplit(VNInfo *ValNo, unsigned SplitIndex,
 274                                           unsigned JoinIndex) {
 275   SmallVector<std::pair<unsigned,unsigned>, 4> Before;
 276   SmallVector<std::pair<unsigned,unsigned>, 4> After;
 277   SmallVector<unsigned, 4> BeforeKills;
 278   SmallVector<unsigned, 4> AfterKills;
 279   SmallPtrSet<const LiveRange*, 4> Processed;
 280
 281   // First, let's figure out which parts of the live interval is now defined
 282   // by the restore, which are defined by the original definition.
 283   const LiveRange *LR = CurrLI->getLiveRangeContaining(JoinIndex);
 284   After.push_back(std::make_pair(JoinIndex, LR->end));
 285   if (CurrLI->isKill(ValNo, LR->end))
 286     AfterKills.push_back(LR->end);
 287
 288   assert(LR->contains(SplitIndex));
 289   if (SplitIndex > LR->start) {
 290     Before.push_back(std::make_pair(LR->start, SplitIndex));
 291     BeforeKills.push_back(SplitIndex);
 292   }
 293   Processed.insert(LR);
 294
 295   SmallVector<MachineBasicBlock*, 4> WorkList;
 296   MachineBasicBlock *MBB = LIs->getMBBFromIndex(LR->end-1);
 297   for (MachineBasicBlock::succ_iterator SI = MBB->succ_begin(),
 298          SE = MBB->succ_end(); SI != SE; ++SI)
 299     WorkList.push_back(*SI);
 300
 301   while (!WorkList.empty()) {
 302     MBB = WorkList.back();
 303     WorkList.pop_back();
 304     unsigned Idx = LIs->getMBBStartIdx(MBB);
 305     LR = CurrLI->getLiveRangeContaining(Idx);
 306     if (LR && LR->valno == ValNo && !Processed.count(LR)) {
 307       After.push_back(std::make_pair(LR->start, LR->end));
 308       if (CurrLI->isKill(ValNo, LR->end))
 309         AfterKills.push_back(LR->end);
 310       Idx = LIs->getMBBEndIdx(MBB);
 311       if (LR->end > Idx) {
 312         for (MachineBasicBlock::succ_iterator SI = MBB->succ_begin(),
 313                SE = MBB->succ_end(); SI != SE; ++SI)
 314           WorkList.push_back(*SI);
 315         if (LR->end > Idx+1) {
 316           MBB = LIs->getMBBFromIndex(LR->end-1);
 317           for (MachineBasicBlock::succ_iterator SI = MBB->succ_begin(),
 318                  SE = MBB->succ_end(); SI != SE; ++SI)
 319             WorkList.push_back(*SI);
 320         }
 321       }
 322       Processed.insert(LR);
 323     }
 324   }
 325
 326   for (LiveInterval::iterator I = CurrLI->begin(), E = CurrLI->end();
 327        I != E; ++I) {
 328     LiveRange *LR = I;
 329     if (LR->valno == ValNo && !Processed.count(LR)) {
 330       Before.push_back(std::make_pair(LR->start, LR->end));
 331       if (CurrLI->isKill(ValNo, LR->end))
 332         BeforeKills.push_back(LR->end);
 333     }
 334   }
 335
 336   // Now create new val#s to represent the live ranges defined by the old def
 337   // those defined by the restore.
 338   unsigned AfterDef = ValNo->def;
 339   MachineInstr *AfterCopy = ValNo->copy;
 340   bool HasPHIKill = ValNo->hasPHIKill;
 341   CurrLI->removeValNo(ValNo);
 342   VNInfo *BValNo = (Before.empty())
 343     ? NULL
 344     : CurrLI->getNextValue(AfterDef, AfterCopy, LIs->getVNInfoAllocator());
 345   if (BValNo)
 346     CurrLI->addKills(BValNo, BeforeKills);
 347
 348   VNInfo *AValNo = (After.empty())
 349     ? NULL
 350     : CurrLI->getNextValue(JoinIndex,0, LIs->getVNInfoAllocator());
 351   if (AValNo) {
 352     AValNo->hasPHIKill = HasPHIKill;
 353     CurrLI->addKills(AValNo, AfterKills);
 354   }
 355
 356   for (unsigned i = 0, e = Before.size(); i != e; ++i) {
 357     unsigned Start = Before[i].first;
 358     unsigned End   = Before[i].second;
 359     CurrLI->addRange(LiveRange(Start, End, BValNo));
 360   }
 361   for (unsigned i = 0, e = After.size(); i != e; ++i) {
 362     unsigned Start = After[i].first;
 363     unsigned End   = After[i].second;
 364     CurrLI->addRange(LiveRange(Start, End, AValNo));
 365   }
 366 }
 367
 368 /// ShrinkWrapToLastUse - There are uses of the current live interval in the
 369 /// given block, shrink wrap the live interval to the last use (i.e. remove
 370 /// from last use to the end of the mbb). In case mbb is the where the barrier
 371 /// is, remove from the last use to the barrier.
 372 bool
 373 PreAllocSplitting::ShrinkWrapToLastUse(MachineBasicBlock *MBB,
 374                                        SmallVector<MachineOperand*, 4> &Uses,
 375                                        SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> &UseMIs) {
 376   MachineOperand *LastMO = 0;
 377   MachineInstr *LastMI = 0;
 378   if (MBB != BarrierMBB && Uses.size() == 1) {
 379     // Single use, no need to traverse the block. We can't assume this for the
 380     // barrier bb though since the use is probably below the barrier.
 381     LastMO = Uses[0];
 382     LastMI = LastMO->getParent();
 383   } else {
 384     MachineBasicBlock::iterator MEE = MBB->begin();
 385     MachineBasicBlock::iterator MII;
 386     if (MBB == BarrierMBB)
 387       MII = Barrier;
 388     else
 389       MII = MBB->end();
 390     while (--MII != MEE) {
 391       MachineInstr *UseMI = &*MII;
 392       if (!UseMIs.count(UseMI))
 393         continue;
 394       for (unsigned i = 0, e = UseMI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 395         MachineOperand &MO = UseMI->getOperand(i);
 396         if (MO.isReg() && MO.getReg() == CurrLI->reg) {
 397           LastMO = &MO;
 398           break;
 399         }
 400       }
 401       LastMI = UseMI;
 402       break;
 403     }
 404   }
 405
 406   // Cut off live range from last use (or beginning of the mbb if there
 407   // are no uses in it) to the end of the mbb.
 408   unsigned RangeStart, RangeEnd = LIs->getMBBEndIdx(MBB)+1;
 409   if (LastMI) {
 410     RangeStart = LIs->getUseIndex(LIs->getInstructionIndex(LastMI))+1;
 411     assert(!LastMO->isKill() && "Last use already terminates the interval?");
 412     LastMO->setIsKill();
 413   } else {
 414     assert(MBB == BarrierMBB);
 415     RangeStart = LIs->getMBBStartIdx(MBB);
 416   }
 417   if (MBB == BarrierMBB)
 418     RangeEnd = LIs->getUseIndex(BarrierIdx)+1;
 419   CurrLI->removeRange(RangeStart, RangeEnd);
 420
 421   // Return true if the last use becomes a new kill.
 422   return LastMI;
 423 }
 424
 425 /// ShrinkWrapLiveInterval - Recursively traverse the predecessor
 426 /// chain to find the new 'kills' and shrink wrap the live interval to the
 427 /// new kill indices.
 428 void
 429 PreAllocSplitting::ShrinkWrapLiveInterval(VNInfo *ValNo,
 430                               MachineBasicBlock *MBB, MachineBasicBlock *DefMBB,
 431                                     SmallPtrSet<MachineBasicBlock*, 8> &Visited,
 432            DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallVector<MachineOperand*, 4> > &Uses,
 433            DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> > &UseMIs,
 434                                   SmallVector<MachineBasicBlock*, 4> &UseMBBs) {
 435   if (!Visited.insert(MBB))
 436     return;
 437
 438   DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallVector<MachineOperand*, 4> >::iterator
 439     UMII = Uses.find(MBB);
 440   if (UMII != Uses.end()) {
 441     // At least one use in this mbb, lets look for the kill.
 442     DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> >::iterator
 443       UMII2 = UseMIs.find(MBB);
 444     if (ShrinkWrapToLastUse(MBB, UMII->second, UMII2->second))
 445       // Found a kill, shrink wrapping of this path ends here.
 446       return;
 447   } else if (MBB == DefMBB) {
 448     assert(LIValNoSSMap.find(std::make_pair(CurrLI->reg, ValNo->id)) !=
 449            LIValNoSSMap.end() && "Why wasn't def spilled?");
 450     // There are no uses after the def.
 451     MachineInstr *DefMI = LIs->getInstructionFromIndex(ValNo->def);
 452     assert(RestoreMIs.count(DefMI) && "Not defined by a join?");
 453     if (UseMBBs.empty()) {
 454       // The only use must be below barrier in the barrier block. It's safe to
 455       // remove the def.
 456       LIs->RemoveMachineInstrFromMaps(DefMI);
 457       DefMI->eraseFromParent();
 458       CurrLI->removeRange(ValNo->def, LIs->getMBBEndIdx(MBB)+1);
 459     }
 460   } else {
 461     // Remove entire live range of the bb out of the live interval.
 462     CurrLI->removeRange(LIs->getMBBStartIdx(MBB), LIs->getMBBEndIdx(MBB)+1);
 463   }
 464
 465   if (MBB == DefMBB)
 466     // Reached the def mbb, stop traversing this path further.
 467     return;
 468
 469   // Traverse the pathes up the predecessor chains further.
 470   for (MachineBasicBlock::pred_iterator PI = MBB->pred_begin(),
 471          PE = MBB->pred_end(); PI != PE; ++PI) {
 472     MachineBasicBlock *Pred = *PI;
 473     if (Pred == MBB)
 474       continue;
 475     if (Pred == DefMBB && ValNo->hasPHIKill)
 476       // Pred is the def bb and the def reaches other val#s, we must
 477       // allow the value to be live out of the bb.
 478       continue;
 479     ShrinkWrapLiveInterval(ValNo, Pred, DefMBB, Visited, Uses, UseMIs, UseMBBs);
 480   }
 481
 482   return;
 483 }
 484
 485 /// SplitRegLiveInterval - Split (spill and restore) the given live interval
 486 /// so it would not cross the barrier that's being processed. Shrink wrap
 487 /// (minimize) the live interval to the last uses.
 488 bool PreAllocSplitting::SplitRegLiveInterval(LiveInterval *LI) {
 489   CurrLI = LI;
 490
 491   // Find live range where current interval cross the barrier.
 492   LiveInterval::iterator LR =
 493     CurrLI->FindLiveRangeContaining(LIs->getUseIndex(BarrierIdx));
 494   VNInfo *ValNo = LR->valno;
 495
 496   if (ValNo->def == ~1U) {
 497     // Defined by a dead def? How can this be?
 498     assert(0 && "Val# is defined by a dead def?");
 499     abort();
 500   }
 501
 502   // FIXME: For now, if definition is rematerializable, do not split.
 503   MachineInstr *DefMI = (ValNo->def != ~0U)
 504     ? LIs->getInstructionFromIndex(ValNo->def) : NULL;
 505   if (DefMI && LIs->isReMaterializable(*LI, ValNo, DefMI))
 506     return false;
 507
 508   // Find all references in the barrier mbb.
 509   SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> RefsInMBB;
 510   for (MachineRegisterInfo::reg_iterator I = MRI->reg_begin(CurrLI->reg),
 511          E = MRI->reg_end(); I != E; ++I) {
 512     MachineInstr *RefMI = &*I;
 513     if (RefMI->getParent() == BarrierMBB)
 514       RefsInMBB.insert(RefMI);
 515   }
 516
 517   // Find a point to restore the value after the barrier.
 518   unsigned RestoreIndex;
 519   MachineBasicBlock::iterator RestorePt =
 520     findRestorePoint(BarrierMBB, Barrier, RefsInMBB, RestoreIndex);
 521   if (RestorePt == BarrierMBB->end())
 522     return false;
 523
 524   // Add a spill either before the barrier or after the definition.
 525   MachineBasicBlock *DefMBB = DefMI ? DefMI->getParent() : NULL;
 526   const TargetRegisterClass *RC = MRI->getRegClass(CurrLI->reg);
 527   int SS;
 528   unsigned SpillIndex = 0;
 529   MachineInstr *SpillMI = NULL;
 530   if (isAlreadySplit(CurrLI->reg, ValNo->id, SS)) {
 531     // If it's already split, just restore the value. There is no need to spill
 532     // the def again.
 533   } else if (ValNo->def == ~0U) {
 534     // If it's defined by a phi, we must split just before the barrier.
 535     MachineBasicBlock::iterator SpillPt =
 536       findSpillPoint(BarrierMBB, Barrier, RefsInMBB, SpillIndex);
 537     if (SpillPt == BarrierMBB->begin())
 538       return false; // No gap to insert spill.
 539     // Add spill.
 540     SS = MFI->CreateStackObject(RC->getSize(), RC->getAlignment());
 541     TII->storeRegToStackSlot(*BarrierMBB, SpillPt, CurrLI->reg, true, SS, RC);
 542     SpillMI = prior(SpillPt);
 543     LIs->InsertMachineInstrInMaps(SpillMI, SpillIndex);
 544   } else {
 545     // Check if it's possible to insert a spill after the def MI.
 546     MachineBasicBlock::iterator SpillPt =
 547       findNextEmptySlot(DefMBB, DefMI, SpillIndex);
 548     if (SpillPt == DefMBB->end())
 549       return false; // No gap to insert spill.
 550     SS = MFI->CreateStackObject(RC->getSize(), RC->getAlignment());
 551
 552     // Add spill. The store instruction kills the register if def is before the
 553     // barrier in the barrier block.
 554     TII->storeRegToStackSlot(*DefMBB, SpillPt, CurrLI->reg,
 555                              DefMBB == BarrierMBB, SS, RC);
 556     SpillMI = prior(SpillPt);
 557     LIs->InsertMachineInstrInMaps(SpillMI, SpillIndex);
 558   }
 559
 560   // Add restore.
 561   // FIXME: Create live interval for stack slot.
 562   TII->loadRegFromStackSlot(*BarrierMBB, RestorePt, CurrLI->reg, SS, RC);
 563   MachineInstr *LoadMI = prior(RestorePt);
 564   LIs->InsertMachineInstrInMaps(LoadMI, RestoreIndex);
 565   RestoreMIs.insert(LoadMI);
 566
 567   // If live interval is spilled in the same block as the barrier, just
 568   // create a hole in the interval.
 569   if (!DefMBB ||
 570       (SpillIndex && SpillMI->getParent() == BarrierMBB)) {
 571     UpdateIntervalForSplit(ValNo, LIs->getUseIndex(SpillIndex)+1,
 572                            LIs->getDefIndex(RestoreIndex));
 573
 574     // Record val# values are in the specific spill slot.
 575     RecordSplit(CurrLI->reg, SpillIndex, RestoreIndex, SS);
 576
 577     ++NumSplit;
 578     return true;
 579   }
 580
 581   // Shrink wrap the live interval by walking up the CFG and find the
 582   // new kills.
 583   // Now let's find all the uses of the val#.
 584   DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallVector<MachineOperand*, 4> > Uses;
 585   DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> > UseMIs;
 586   SmallPtrSet<MachineBasicBlock*, 4> Seen;
 587   SmallVector<MachineBasicBlock*, 4> UseMBBs;
 588   for (MachineRegisterInfo::use_iterator UI = MRI->use_begin(CurrLI->reg),
 589          UE = MRI->use_end(); UI != UE; ++UI) {
 590     MachineOperand &UseMO = UI.getOperand();
 591     MachineInstr *UseMI = UseMO.getParent();
 592     unsigned UseIdx = LIs->getInstructionIndex(UseMI);
 593     LiveInterval::iterator ULR = CurrLI->FindLiveRangeContaining(UseIdx);
 594     if (ULR->valno != ValNo)
 595       continue;
 596     MachineBasicBlock *UseMBB = UseMI->getParent();
 597     // Remember which other mbb's use this val#.
 598     if (Seen.insert(UseMBB) && UseMBB != BarrierMBB)
 599       UseMBBs.push_back(UseMBB);
 600     DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallVector<MachineOperand*, 4> >::iterator
 601       UMII = Uses.find(UseMBB);
 602     if (UMII != Uses.end()) {
 603       DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> >::iterator
 604         UMII2 = UseMIs.find(UseMBB);
 605       UMII->second.push_back(&UseMO);
 606       UMII2->second.insert(UseMI);
 607     } else {
 608       SmallVector<MachineOperand*, 4> Ops;
 609       Ops.push_back(&UseMO);
 610       Uses.insert(std::make_pair(UseMBB, Ops));
 611       SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> MIs;
 612       MIs.insert(UseMI);
 613       UseMIs.insert(std::make_pair(UseMBB, MIs));
 614     }
 615   }
 616
 617   // Walk up the predecessor chains.
 618   SmallPtrSet<MachineBasicBlock*, 8> Visited;
 619   ShrinkWrapLiveInterval(ValNo, BarrierMBB, DefMBB, Visited,
 620                          Uses, UseMIs, UseMBBs);
 621
 622   // Remove live range from barrier to the restore. FIXME: Find a better
 623   // point to re-start the live interval.
 624   UpdateIntervalForSplit(ValNo, LIs->getUseIndex(BarrierIdx)+1,
 625                          LIs->getDefIndex(RestoreIndex));
 626   // Record val# values are in the specific spill slot.
 627   RecordSplit(CurrLI->reg, SpillIndex, RestoreIndex, SS);
 628
 629   ++NumSplit;
 630   return true;
 631 }
 632
 633 /// SplitRegLiveIntervals - Split all register live intervals that cross the
 634 /// barrier that's being processed.
 635 bool
 636 PreAllocSplitting::SplitRegLiveIntervals(const TargetRegisterClass **RCs) {
 637   // First find all the virtual registers whose live intervals are intercepted
 638   // by the current barrier.
 639   SmallVector<LiveInterval*, 8> Intervals;
 640   for (const TargetRegisterClass **RC = RCs; *RC; ++RC) {
 641     std::vector<unsigned> &VRs = MRI->getRegClassVirtRegs(*RC);
 642     for (unsigned i = 0, e = VRs.size(); i != e; ++i) {
 643       unsigned Reg = VRs[i];
 644       if (!LIs->hasInterval(Reg))
 645         continue;
 646       LiveInterval *LI = &LIs->getInterval(Reg);
 647       if (LI->liveAt(BarrierIdx) && !Barrier->readsRegister(Reg))
 648         // Virtual register live interval is intercepted by the barrier. We
 649         // should split and shrink wrap its interval if possible.
 650         Intervals.push_back(LI);
 651     }
 652   }
 653
 654   // Process the affected live intervals.
 655   bool Change = false;
 656   while (!Intervals.empty()) {
 657     LiveInterval *LI = Intervals.back();
 658     Intervals.pop_back();
 659     Change |= SplitRegLiveInterval(LI);
 660   }
 661
 662   return Change;
 663 }
 664
 665 bool PreAllocSplitting::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
 666   CurMF = &MF;
 667   TM    = &MF.getTarget();
 668   TII   = TM->getInstrInfo();
 669   MFI   = MF.getFrameInfo();
 670   MRI   = &MF.getRegInfo();
 671   LIs   = &getAnalysis<LiveIntervals>();
 672
 673   bool MadeChange = false;
 674
 675   // Make sure blocks are numbered in order.
 676   MF.RenumberBlocks();
 677
 678   for (MachineFunction::reverse_iterator I = MF.rbegin(), E = MF.rend();
 679        I != E; ++I) {
 680     BarrierMBB = &*I;
 681     for (MachineBasicBlock::reverse_iterator II = BarrierMBB->rbegin(),
 682            EE = BarrierMBB->rend(); II != EE; ++II) {
 683       Barrier = &*II;
 684       const TargetRegisterClass **BarrierRCs =
 685         Barrier->getDesc().getRegClassBarriers();
 686       if (!BarrierRCs)
 687         continue;
 688       BarrierIdx = LIs->getInstructionIndex(Barrier);
 689       MadeChange |= SplitRegLiveIntervals(BarrierRCs);
 690     }
 691   }
 692
 693   return MadeChange;
 694 }