lib/CodeGen/RegAllocFast.cpp

   1 //===-- RegAllocFast.cpp - A fast register allocator for debug code -------===//
   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 register allocator allocates registers to a basic block at a time,
  11 // attempting to keep values in registers and reusing registers as appropriate.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #define DEBUG_TYPE "regalloc"
  16 #include "RegisterClassInfo.h"
  17 #include "llvm/BasicBlock.h"
  18 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
  19 #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
  20 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  21 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  22 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  23 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
  24 #include "llvm/CodeGen/RegAllocRegistry.h"
  25 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  26 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  27 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  28 #include "llvm/Support/Debug.h"
  29 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  30 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  31 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  32 #include "llvm/ADT/IndexedMap.h"
  33 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
  34 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
  35 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  36 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  37 #include <algorithm>
  38 using namespace llvm;
  39
  40 STATISTIC(NumStores, "Number of stores added");
  41 STATISTIC(NumLoads , "Number of loads added");
  42 STATISTIC(NumCopies, "Number of copies coalesced");
  43
  44 static RegisterRegAlloc
  45   fastRegAlloc("fast", "fast register allocator", createFastRegisterAllocator);
  46
  47 namespace {
  48   class RAFast : public MachineFunctionPass {
  49   public:
  50     static char ID;
  51     RAFast() : MachineFunctionPass(ID), StackSlotForVirtReg(-1),
  52                isBulkSpilling(false) {
  53       initializePHIEliminationPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
  54       initializeTwoAddressInstructionPassPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
  55     }
  56   private:
  57     const TargetMachine *TM;
  58     MachineFunction *MF;
  59     MachineRegisterInfo *MRI;
  60     const TargetRegisterInfo *TRI;
  61     const TargetInstrInfo *TII;
  62     RegisterClassInfo RegClassInfo;
  63
  64     // Basic block currently being allocated.
  65     MachineBasicBlock *MBB;
  66
  67     // StackSlotForVirtReg - Maps virtual regs to the frame index where these
  68     // values are spilled.
  69     IndexedMap<int, VirtReg2IndexFunctor> StackSlotForVirtReg;
  70
  71     // Everything we know about a live virtual register.
  72     struct LiveReg {
  73       MachineInstr *LastUse;    // Last instr to use reg.
  74       unsigned PhysReg;         // Currently held here.
  75       unsigned short LastOpNum; // OpNum on LastUse.
  76       bool Dirty;               // Register needs spill.
  77
  78       LiveReg(unsigned p=0) : LastUse(0), PhysReg(p), LastOpNum(0),
  79                               Dirty(false) {}
  80     };
  81
  82     typedef DenseMap<unsigned, LiveReg> LiveRegMap;
  83     typedef LiveRegMap::value_type LiveRegEntry;
  84
  85     // LiveVirtRegs - This map contains entries for each virtual register
  86     // that is currently available in a physical register.
  87     LiveRegMap LiveVirtRegs;
  88
  89     DenseMap<unsigned, SmallVector<MachineInstr *, 4> > LiveDbgValueMap;
  90
  91     // RegState - Track the state of a physical register.
  92     enum RegState {
  93       // A disabled register is not available for allocation, but an alias may
  94       // be in use. A register can only be moved out of the disabled state if
  95       // all aliases are disabled.
  96       regDisabled,
  97
  98       // A free register is not currently in use and can be allocated
  99       // immediately without checking aliases.
 100       regFree,
 101
 102       // A reserved register has been assigned explicitly (e.g., setting up a
 103       // call parameter), and it remains reserved until it is used.
 104       regReserved
 105
 106       // A register state may also be a virtual register number, indication that
 107       // the physical register is currently allocated to a virtual register. In
 108       // that case, LiveVirtRegs contains the inverse mapping.
 109     };
 110
 111     // PhysRegState - One of the RegState enums, or a virtreg.
 112     std::vector<unsigned> PhysRegState;
 113
 114     // UsedInInstr - BitVector of physregs that are used in the current
 115     // instruction, and so cannot be allocated.
 116     BitVector UsedInInstr;
 117
 118     // SkippedInstrs - Descriptors of instructions whose clobber list was
 119     // ignored because all registers were spilled. It is still necessary to
 120     // mark all the clobbered registers as used by the function.
 121     SmallPtrSet<const MCInstrDesc*, 4> SkippedInstrs;
 122
 123     // isBulkSpilling - This flag is set when LiveRegMap will be cleared
 124     // completely after spilling all live registers. LiveRegMap entries should
 125     // not be erased.
 126     bool isBulkSpilling;
 127
 128     enum {
 129       spillClean = 1,
 130       spillDirty = 100,
 131       spillImpossible = ~0u
 132     };
 133   public:
 134     virtual const char *getPassName() const {
 135       return "Fast Register Allocator";
 136     }
 137
 138     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
 139       AU.setPreservesCFG();
 140       AU.addRequiredID(PHIEliminationID);
 141       AU.addRequiredID(TwoAddressInstructionPassID);
 142       MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
 143     }
 144
 145   private:
 146     bool runOnMachineFunction(MachineFunction &Fn);
 147     void AllocateBasicBlock();
 148     void handleThroughOperands(MachineInstr *MI,
 149                                SmallVectorImpl<unsigned> &VirtDead);
 150     int getStackSpaceFor(unsigned VirtReg, const TargetRegisterClass *RC);
 151     bool isLastUseOfLocalReg(MachineOperand&);
 152
 153     void addKillFlag(const LiveReg&);
 154     void killVirtReg(LiveRegMap::iterator);
 155     void killVirtReg(unsigned VirtReg);
 156     void spillVirtReg(MachineBasicBlock::iterator MI, LiveRegMap::iterator);
 157     void spillVirtReg(MachineBasicBlock::iterator MI, unsigned VirtReg);
 158
 159     void usePhysReg(MachineOperand&);
 160     void definePhysReg(MachineInstr *MI, unsigned PhysReg, RegState NewState);
 161     unsigned calcSpillCost(unsigned PhysReg) const;
 162     void assignVirtToPhysReg(LiveRegEntry &LRE, unsigned PhysReg);
 163     void allocVirtReg(MachineInstr *MI, LiveRegEntry &LRE, unsigned Hint);
 164     LiveRegMap::iterator defineVirtReg(MachineInstr *MI, unsigned OpNum,
 165                                        unsigned VirtReg, unsigned Hint);
 166     LiveRegMap::iterator reloadVirtReg(MachineInstr *MI, unsigned OpNum,
 167                                        unsigned VirtReg, unsigned Hint);
 168     void spillAll(MachineInstr *MI);
 169     bool setPhysReg(MachineInstr *MI, unsigned OpNum, unsigned PhysReg);
 170     void addRetOperands(MachineBasicBlock *MBB);
 171   };
 172   char RAFast::ID = 0;
 173 }
 174
 175 /// getStackSpaceFor - This allocates space for the specified virtual register
 176 /// to be held on the stack.
 177 int RAFast::getStackSpaceFor(unsigned VirtReg, const TargetRegisterClass *RC) {
 178   // Find the location Reg would belong...
 179   int SS = StackSlotForVirtReg[VirtReg];
 180   if (SS != -1)
 181     return SS;          // Already has space allocated?
 182
 183   // Allocate a new stack object for this spill location...
 184   int FrameIdx = MF->getFrameInfo()->CreateSpillStackObject(RC->getSize(),
 185                                                             RC->getAlignment());
 186
 187   // Assign the slot.
 188   StackSlotForVirtReg[VirtReg] = FrameIdx;
 189   return FrameIdx;
 190 }
 191
 192 /// isLastUseOfLocalReg - Return true if MO is the only remaining reference to
 193 /// its virtual register, and it is guaranteed to be a block-local register.
 194 ///
 195 bool RAFast::isLastUseOfLocalReg(MachineOperand &MO) {
 196   // Check for non-debug uses or defs following MO.
 197   // This is the most likely way to fail - fast path it.
 198   MachineOperand *Next = &MO;
 199   while ((Next = Next->getNextOperandForReg()))
 200     if (!Next->isDebug())
 201       return false;
 202
 203   // If the register has ever been spilled or reloaded, we conservatively assume
 204   // it is a global register used in multiple blocks.
 205   if (StackSlotForVirtReg[MO.getReg()] != -1)
 206     return false;
 207
 208   // Check that the use/def chain has exactly one operand - MO.
 209   return &MRI->reg_nodbg_begin(MO.getReg()).getOperand() == &MO;
 210 }
 211
 212 /// addKillFlag - Set kill flags on last use of a virtual register.
 213 void RAFast::addKillFlag(const LiveReg &LR) {
 214   if (!LR.LastUse) return;
 215   MachineOperand &MO = LR.LastUse->getOperand(LR.LastOpNum);
 216   if (MO.isUse() && !LR.LastUse->isRegTiedToDefOperand(LR.LastOpNum)) {
 217     if (MO.getReg() == LR.PhysReg)
 218       MO.setIsKill();
 219     else
 220       LR.LastUse->addRegisterKilled(LR.PhysReg, TRI, true);
 221   }
 222 }
 223
 224 /// killVirtReg - Mark virtreg as no longer available.
 225 void RAFast::killVirtReg(LiveRegMap::iterator LRI) {
 226   addKillFlag(LRI->second);
 227   const LiveReg &LR = LRI->second;
 228   assert(PhysRegState[LR.PhysReg] == LRI->first && "Broken RegState mapping");
 229   PhysRegState[LR.PhysReg] = regFree;
 230   // Erase from LiveVirtRegs unless we're spilling in bulk.
 231   if (!isBulkSpilling)
 232     LiveVirtRegs.erase(LRI);
 233 }
 234
 235 /// killVirtReg - Mark virtreg as no longer available.
 236 void RAFast::killVirtReg(unsigned VirtReg) {
 237   assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(VirtReg) &&
 238          "killVirtReg needs a virtual register");
 239   LiveRegMap::iterator LRI = LiveVirtRegs.find(VirtReg);
 240   if (LRI != LiveVirtRegs.end())
 241     killVirtReg(LRI);
 242 }
 243
 244 /// spillVirtReg - This method spills the value specified by VirtReg into the
 245 /// corresponding stack slot if needed.
 246 void RAFast::spillVirtReg(MachineBasicBlock::iterator MI, unsigned VirtReg) {
 247   assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(VirtReg) &&
 248          "Spilling a physical register is illegal!");
 249   LiveRegMap::iterator LRI = LiveVirtRegs.find(VirtReg);
 250   assert(LRI != LiveVirtRegs.end() && "Spilling unmapped virtual register");
 251   spillVirtReg(MI, LRI);
 252 }
 253
 254 /// spillVirtReg - Do the actual work of spilling.
 255 void RAFast::spillVirtReg(MachineBasicBlock::iterator MI,
 256                           LiveRegMap::iterator LRI) {
 257   LiveReg &LR = LRI->second;
 258   assert(PhysRegState[LR.PhysReg] == LRI->first && "Broken RegState mapping");
 259
 260   if (LR.Dirty) {
 261     // If this physreg is used by the instruction, we want to kill it on the
 262     // instruction, not on the spill.
 263     bool SpillKill = LR.LastUse != MI;
 264     LR.Dirty = false;
 265     DEBUG(dbgs() << "Spilling " << PrintReg(LRI->first, TRI)
 266                  << " in " << PrintReg(LR.PhysReg, TRI));
 267     const TargetRegisterClass *RC = MRI->getRegClass(LRI->first);
 268     int FI = getStackSpaceFor(LRI->first, RC);
 269     DEBUG(dbgs() << " to stack slot #" << FI << "\n");
 270     TII->storeRegToStackSlot(*MBB, MI, LR.PhysReg, SpillKill, FI, RC, TRI);
 271     ++NumStores;   // Update statistics
 272
 273     // If this register is used by DBG_VALUE then insert new DBG_VALUE to
 274     // identify spilled location as the place to find corresponding variable's
 275     // value.
 276     SmallVector<MachineInstr *, 4> &LRIDbgValues = LiveDbgValueMap[LRI->first];
 277     for (unsigned li = 0, le = LRIDbgValues.size(); li != le; ++li) {
 278       MachineInstr *DBG = LRIDbgValues[li];
 279       const MDNode *MDPtr =
 280         DBG->getOperand(DBG->getNumOperands()-1).getMetadata();
 281       int64_t Offset = 0;
 282       if (DBG->getOperand(1).isImm())
 283         Offset = DBG->getOperand(1).getImm();
 284       DebugLoc DL;
 285       if (MI == MBB->end()) {
 286         // If MI is at basic block end then use last instruction's location.
 287         MachineBasicBlock::iterator EI = MI;
 288         DL = (--EI)->getDebugLoc();
 289       }
 290       else
 291         DL = MI->getDebugLoc();
 292       if (MachineInstr *NewDV =
 293           TII->emitFrameIndexDebugValue(*MF, FI, Offset, MDPtr, DL)) {
 294         MachineBasicBlock *MBB = DBG->getParent();
 295         MBB->insert(MI, NewDV);
 296         DEBUG(dbgs() << "Inserting debug info due to spill:" << "\n" << *NewDV);
 297       }
 298     }
 299     // Now this register is spilled there is should not be any DBG_VALUE pointing
 300     // to this register because they are all pointing to spilled value now.
 301     LRIDbgValues.clear();
 302     if (SpillKill)
 303       LR.LastUse = 0; // Don't kill register again
 304   }
 305   killVirtReg(LRI);
 306 }
 307
 308 /// spillAll - Spill all dirty virtregs without killing them.
 309 void RAFast::spillAll(MachineInstr *MI) {
 310   if (LiveVirtRegs.empty()) return;
 311   isBulkSpilling = true;
 312   // The LiveRegMap is keyed by an unsigned (the virtreg number), so the order
 313   // of spilling here is deterministic, if arbitrary.
 314   for (LiveRegMap::iterator i = LiveVirtRegs.begin(), e = LiveVirtRegs.end();
 315        i != e; ++i)
 316     spillVirtReg(MI, i);
 317   LiveVirtRegs.clear();
 318   isBulkSpilling = false;
 319 }
 320
 321 /// usePhysReg - Handle the direct use of a physical register.
 322 /// Check that the register is not used by a virtreg.
 323 /// Kill the physreg, marking it free.
 324 /// This may add implicit kills to MO->getParent() and invalidate MO.
 325 void RAFast::usePhysReg(MachineOperand &MO) {
 326   unsigned PhysReg = MO.getReg();
 327   assert(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(PhysReg) &&
 328          "Bad usePhysReg operand");
 329
 330   switch (PhysRegState[PhysReg]) {
 331   case regDisabled:
 332     break;
 333   case regReserved:
 334     PhysRegState[PhysReg] = regFree;
 335     // Fall through
 336   case regFree:
 337     UsedInInstr.set(PhysReg);
 338     MO.setIsKill();
 339     return;
 340   default:
 341     // The physreg was allocated to a virtual register. That means the value we
 342     // wanted has been clobbered.
 343     llvm_unreachable("Instruction uses an allocated register");
 344   }
 345
 346   // Maybe a superregister is reserved?
 347   for (const unsigned *AS = TRI->getAliasSet(PhysReg);
 348        unsigned Alias = *AS; ++AS) {
 349     switch (PhysRegState[Alias]) {
 350     case regDisabled:
 351       break;
 352     case regReserved:
 353       assert(TRI->isSuperRegister(PhysReg, Alias) &&
 354              "Instruction is not using a subregister of a reserved register");
 355       // Leave the superregister in the working set.
 356       PhysRegState[Alias] = regFree;
 357       UsedInInstr.set(Alias);
 358       MO.getParent()->addRegisterKilled(Alias, TRI, true);
 359       return;
 360     case regFree:
 361       if (TRI->isSuperRegister(PhysReg, Alias)) {
 362         // Leave the superregister in the working set.
 363         UsedInInstr.set(Alias);
 364         MO.getParent()->addRegisterKilled(Alias, TRI, true);
 365         return;
 366       }
 367       // Some other alias was in the working set - clear it.
 368       PhysRegState[Alias] = regDisabled;
 369       break;
 370     default:
 371       llvm_unreachable("Instruction uses an alias of an allocated register");
 372     }
 373   }
 374
 375   // All aliases are disabled, bring register into working set.
 376   PhysRegState[PhysReg] = regFree;
 377   UsedInInstr.set(PhysReg);
 378   MO.setIsKill();
 379 }
 380
 381 /// definePhysReg - Mark PhysReg as reserved or free after spilling any
 382 /// virtregs. This is very similar to defineVirtReg except the physreg is
 383 /// reserved instead of allocated.
 384 void RAFast::definePhysReg(MachineInstr *MI, unsigned PhysReg,
 385                            RegState NewState) {
 386   UsedInInstr.set(PhysReg);
 387   switch (unsigned VirtReg = PhysRegState[PhysReg]) {
 388   case regDisabled:
 389     break;
 390   default:
 391     spillVirtReg(MI, VirtReg);
 392     // Fall through.
 393   case regFree:
 394   case regReserved:
 395     PhysRegState[PhysReg] = NewState;
 396     return;
 397   }
 398
 399   // This is a disabled register, disable all aliases.
 400   PhysRegState[PhysReg] = NewState;
 401   for (const unsigned *AS = TRI->getAliasSet(PhysReg);
 402        unsigned Alias = *AS; ++AS) {
 403     switch (unsigned VirtReg = PhysRegState[Alias]) {
 404     case regDisabled:
 405       break;
 406     default:
 407       spillVirtReg(MI, VirtReg);
 408       // Fall through.
 409     case regFree:
 410     case regReserved:
 411       PhysRegState[Alias] = regDisabled;
 412       if (TRI->isSuperRegister(PhysReg, Alias))
 413         return;
 414       break;
 415     }
 416   }
 417 }
 418
 419
 420 // calcSpillCost - Return the cost of spilling clearing out PhysReg and
 421 // aliases so it is free for allocation.
 422 // Returns 0 when PhysReg is free or disabled with all aliases disabled - it
 423 // can be allocated directly.
 424 // Returns spillImpossible when PhysReg or an alias can't be spilled.
 425 unsigned RAFast::calcSpillCost(unsigned PhysReg) const {
 426   if (UsedInInstr.test(PhysReg)) {
 427     DEBUG(dbgs() << PrintReg(PhysReg, TRI) << " is already used in instr.\n");
 428     return spillImpossible;
 429   }
 430   switch (unsigned VirtReg = PhysRegState[PhysReg]) {
 431   case regDisabled:
 432     break;
 433   case regFree:
 434     return 0;
 435   case regReserved:
 436     DEBUG(dbgs() << PrintReg(VirtReg, TRI) << " corresponding "
 437                  << PrintReg(PhysReg, TRI) << " is reserved already.\n");
 438     return spillImpossible;
 439   default:
 440     return LiveVirtRegs.lookup(VirtReg).Dirty ? spillDirty : spillClean;
 441   }
 442
 443   // This is a disabled register, add up cost of aliases.
 444   DEBUG(dbgs() << PrintReg(PhysReg, TRI) << " is disabled.\n");
 445   unsigned Cost = 0;
 446   for (const unsigned *AS = TRI->getAliasSet(PhysReg);
 447        unsigned Alias = *AS; ++AS) {
 448     if (UsedInInstr.test(Alias))
 449       return spillImpossible;
 450     switch (unsigned VirtReg = PhysRegState[Alias]) {
 451     case regDisabled:
 452       break;
 453     case regFree:
 454       ++Cost;
 455       break;
 456     case regReserved:
 457       return spillImpossible;
 458     default:
 459       Cost += LiveVirtRegs.lookup(VirtReg).Dirty ? spillDirty : spillClean;
 460       break;
 461     }
 462   }
 463   return Cost;
 464 }
 465
 466
 467 /// assignVirtToPhysReg - This method updates local state so that we know
 468 /// that PhysReg is the proper container for VirtReg now.  The physical
 469 /// register must not be used for anything else when this is called.
 470 ///
 471 void RAFast::assignVirtToPhysReg(LiveRegEntry &LRE, unsigned PhysReg) {
 472   DEBUG(dbgs() << "Assigning " << PrintReg(LRE.first, TRI) << " to "
 473                << PrintReg(PhysReg, TRI) << "\n");
 474   PhysRegState[PhysReg] = LRE.first;
 475   assert(!LRE.second.PhysReg && "Already assigned a physreg");
 476   LRE.second.PhysReg = PhysReg;
 477 }
 478
 479 /// allocVirtReg - Allocate a physical register for VirtReg.
 480 void RAFast::allocVirtReg(MachineInstr *MI, LiveRegEntry &LRE, unsigned Hint) {
 481   const unsigned VirtReg = LRE.first;
 482
 483   assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(VirtReg) &&
 484          "Can only allocate virtual registers");
 485
 486   const TargetRegisterClass *RC = MRI->getRegClass(VirtReg);
 487
 488   // Ignore invalid hints.
 489   if (Hint && (!TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Hint) ||
 490                !RC->contains(Hint) || !RegClassInfo.isAllocatable(Hint)))
 491     Hint = 0;
 492
 493   // Take hint when possible.
 494   if (Hint) {
 495     // Ignore the hint if we would have to spill a dirty register.
 496     unsigned Cost = calcSpillCost(Hint);
 497     if (Cost < spillDirty) {
 498       if (Cost)
 499         definePhysReg(MI, Hint, regFree);
 500       return assignVirtToPhysReg(LRE, Hint);
 501     }
 502   }
 503
 504   ArrayRef<unsigned> AO = RegClassInfo.getOrder(RC);
 505
 506   // First try to find a completely free register.
 507   for (ArrayRef<unsigned>::iterator I = AO.begin(), E = AO.end(); I != E; ++I) {
 508     unsigned PhysReg = *I;
 509     if (PhysRegState[PhysReg] == regFree && !UsedInInstr.test(PhysReg))
 510       return assignVirtToPhysReg(LRE, PhysReg);
 511   }
 512
 513   DEBUG(dbgs() << "Allocating " << PrintReg(VirtReg) << " from "
 514                << RC->getName() << "\n");
 515
 516   unsigned BestReg = 0, BestCost = spillImpossible;
 517   for (ArrayRef<unsigned>::iterator I = AO.begin(), E = AO.end(); I != E; ++I) {
 518     unsigned Cost = calcSpillCost(*I);
 519     DEBUG(dbgs() << "\tRegister: " << PrintReg(*I, TRI) << "\n");
 520     DEBUG(dbgs() << "\tCost: " << Cost << "\n");
 521     DEBUG(dbgs() << "\tBestCost: " << BestCost << "\n");
 522     // Cost is 0 when all aliases are already disabled.
 523     if (Cost == 0)
 524       return assignVirtToPhysReg(LRE, *I);
 525     if (Cost < BestCost)
 526       BestReg = *I, BestCost = Cost;
 527   }
 528
 529   if (BestReg) {
 530     definePhysReg(MI, BestReg, regFree);
 531     return assignVirtToPhysReg(LRE, BestReg);
 532   }
 533
 534   // Nothing we can do. Report an error and keep going with a bad allocation.
 535   MI->emitError("ran out of registers during register allocation");
 536   definePhysReg(MI, *AO.begin(), regFree);
 537   assignVirtToPhysReg(LRE, *AO.begin());
 538 }
 539
 540 /// defineVirtReg - Allocate a register for VirtReg and mark it as dirty.
 541 RAFast::LiveRegMap::iterator
 542 RAFast::defineVirtReg(MachineInstr *MI, unsigned OpNum,
 543                       unsigned VirtReg, unsigned Hint) {
 544   assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(VirtReg) &&
 545          "Not a virtual register");
 546   LiveRegMap::iterator LRI;
 547   bool New;
 548   tie(LRI, New) = LiveVirtRegs.insert(std::make_pair(VirtReg, LiveReg()));
 549   LiveReg &LR = LRI->second;
 550   if (New) {
 551     // If there is no hint, peek at the only use of this register.
 552     if ((!Hint || !TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Hint)) &&
 553         MRI->hasOneNonDBGUse(VirtReg)) {
 554       const MachineInstr &UseMI = *MRI->use_nodbg_begin(VirtReg);
 555       // It's a copy, use the destination register as a hint.
 556       if (UseMI.isCopyLike())
 557         Hint = UseMI.getOperand(0).getReg();
 558     }
 559     allocVirtReg(MI, *LRI, Hint);
 560   } else if (LR.LastUse) {
 561     // Redefining a live register - kill at the last use, unless it is this
 562     // instruction defining VirtReg multiple times.
 563     if (LR.LastUse != MI || LR.LastUse->getOperand(LR.LastOpNum).isUse())
 564       addKillFlag(LR);
 565   }
 566   assert(LR.PhysReg && "Register not assigned");
 567   LR.LastUse = MI;
 568   LR.LastOpNum = OpNum;
 569   LR.Dirty = true;
 570   UsedInInstr.set(LR.PhysReg);
 571   return LRI;
 572 }
 573
 574 /// reloadVirtReg - Make sure VirtReg is available in a physreg and return it.
 575 RAFast::LiveRegMap::iterator
 576 RAFast::reloadVirtReg(MachineInstr *MI, unsigned OpNum,
 577                       unsigned VirtReg, unsigned Hint) {
 578   assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(VirtReg) &&
 579          "Not a virtual register");
 580   LiveRegMap::iterator LRI;
 581   bool New;
 582   tie(LRI, New) = LiveVirtRegs.insert(std::make_pair(VirtReg, LiveReg()));
 583   LiveReg &LR = LRI->second;
 584   MachineOperand &MO = MI->getOperand(OpNum);
 585   if (New) {
 586     allocVirtReg(MI, *LRI, Hint);
 587     const TargetRegisterClass *RC = MRI->getRegClass(VirtReg);
 588     int FrameIndex = getStackSpaceFor(VirtReg, RC);
 589     DEBUG(dbgs() << "Reloading " << PrintReg(VirtReg, TRI) << " into "
 590                  << PrintReg(LR.PhysReg, TRI) << "\n");
 591     TII->loadRegFromStackSlot(*MBB, MI, LR.PhysReg, FrameIndex, RC, TRI);
 592     ++NumLoads;
 593   } else if (LR.Dirty) {
 594     if (isLastUseOfLocalReg(MO)) {
 595       DEBUG(dbgs() << "Killing last use: " << MO << "\n");
 596       if (MO.isUse())
 597         MO.setIsKill();
 598       else
 599         MO.setIsDead();
 600     } else if (MO.isKill()) {
 601       DEBUG(dbgs() << "Clearing dubious kill: " << MO << "\n");
 602       MO.setIsKill(false);
 603     } else if (MO.isDead()) {
 604       DEBUG(dbgs() << "Clearing dubious dead: " << MO << "\n");
 605       MO.setIsDead(false);
 606     }
 607   } else if (MO.isKill()) {
 608     // We must remove kill flags from uses of reloaded registers because the
 609     // register would be killed immediately, and there might be a second use:
 610     //   %foo = OR %x<kill>, %x
 611     // This would cause a second reload of %x into a different register.
 612     DEBUG(dbgs() << "Clearing clean kill: " << MO << "\n");
 613     MO.setIsKill(false);
 614   } else if (MO.isDead()) {
 615     DEBUG(dbgs() << "Clearing clean dead: " << MO << "\n");
 616     MO.setIsDead(false);
 617   }
 618   assert(LR.PhysReg && "Register not assigned");
 619   LR.LastUse = MI;
 620   LR.LastOpNum = OpNum;
 621   UsedInInstr.set(LR.PhysReg);
 622   return LRI;
 623 }
 624
 625 // setPhysReg - Change operand OpNum in MI the refer the PhysReg, considering
 626 // subregs. This may invalidate any operand pointers.
 627 // Return true if the operand kills its register.
 628 bool RAFast::setPhysReg(MachineInstr *MI, unsigned OpNum, unsigned PhysReg) {
 629   MachineOperand &MO = MI->getOperand(OpNum);
 630   if (!MO.getSubReg()) {
 631     MO.setReg(PhysReg);
 632     return MO.isKill() || MO.isDead();
 633   }
 634
 635   // Handle subregister index.
 636   MO.setReg(PhysReg ? TRI->getSubReg(PhysReg, MO.getSubReg()) : 0);
 637   MO.setSubReg(0);
 638
 639   // A kill flag implies killing the full register. Add corresponding super
 640   // register kill.
 641   if (MO.isKill()) {
 642     MI->addRegisterKilled(PhysReg, TRI, true);
 643     return true;
 644   }
 645   return MO.isDead();
 646 }
 647
 648 // Handle special instruction operand like early clobbers and tied ops when
 649 // there are additional physreg defines.
 650 void RAFast::handleThroughOperands(MachineInstr *MI,
 651                                    SmallVectorImpl<unsigned> &VirtDead) {
 652   DEBUG(dbgs() << "Scanning for through registers:");
 653   SmallSet<unsigned, 8> ThroughRegs;
 654   for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 655     MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
 656     if (!MO.isReg()) continue;
 657     unsigned Reg = MO.getReg();
 658     if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg))
 659       continue;
 660     if (MO.isEarlyClobber() || MI->isRegTiedToDefOperand(i) ||
 661         (MO.getSubReg() && MI->readsVirtualRegister(Reg))) {
 662       if (ThroughRegs.insert(Reg))
 663         DEBUG(dbgs() << ' ' << PrintReg(Reg));
 664     }
 665   }
 666
 667   // If any physreg defines collide with preallocated through registers,
 668   // we must spill and reallocate.
 669   DEBUG(dbgs() << "\nChecking for physdef collisions.\n");
 670   for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 671     MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
 672     if (!MO.isReg() || !MO.isDef()) continue;
 673     unsigned Reg = MO.getReg();
 674     if (!Reg || !TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Reg)) continue;
 675     UsedInInstr.set(Reg);
 676     if (ThroughRegs.count(PhysRegState[Reg]))
 677       definePhysReg(MI, Reg, regFree);
 678     for (const unsigned *AS = TRI->getAliasSet(Reg); *AS; ++AS) {
 679       UsedInInstr.set(*AS);
 680       if (ThroughRegs.count(PhysRegState[*AS]))
 681         definePhysReg(MI, *AS, regFree);
 682     }
 683   }
 684
 685   SmallVector<unsigned, 8> PartialDefs;
 686   DEBUG(dbgs() << "Allocating tied uses.\n");
 687   for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 688     MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
 689     if (!MO.isReg()) continue;
 690     unsigned Reg = MO.getReg();
 691     if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg)) continue;
 692     if (MO.isUse()) {
 693       unsigned DefIdx = 0;
 694       if (!MI->isRegTiedToDefOperand(i, &DefIdx)) continue;
 695       DEBUG(dbgs() << "Operand " << i << "("<< MO << ") is tied to operand "
 696         << DefIdx << ".\n");
 697       LiveRegMap::iterator LRI = reloadVirtReg(MI, i, Reg, 0);
 698       unsigned PhysReg = LRI->second.PhysReg;
 699       setPhysReg(MI, i, PhysReg);
 700       // Note: we don't update the def operand yet. That would cause the normal
 701       // def-scan to attempt spilling.
 702     } else if (MO.getSubReg() && MI->readsVirtualRegister(Reg)) {
 703       DEBUG(dbgs() << "Partial redefine: " << MO << "\n");
 704       // Reload the register, but don't assign to the operand just yet.
 705       // That would confuse the later phys-def processing pass.
 706       LiveRegMap::iterator LRI = reloadVirtReg(MI, i, Reg, 0);
 707       PartialDefs.push_back(LRI->second.PhysReg);
 708     }
 709   }
 710
 711   DEBUG(dbgs() << "Allocating early clobbers.\n");
 712   for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 713     MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
 714     if (!MO.isReg()) continue;
 715     unsigned Reg = MO.getReg();
 716     if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg)) continue;
 717     if (!MO.isEarlyClobber())
 718       continue;
 719     // Note: defineVirtReg may invalidate MO.
 720     LiveRegMap::iterator LRI = defineVirtReg(MI, i, Reg, 0);
 721     unsigned PhysReg = LRI->second.PhysReg;
 722     if (setPhysReg(MI, i, PhysReg))
 723       VirtDead.push_back(Reg);
 724   }
 725
 726   // Restore UsedInInstr to a state usable for allocating normal virtual uses.
 727   UsedInInstr.reset();
 728   for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 729     MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
 730     if (!MO.isReg() || (MO.isDef() && !MO.isEarlyClobber())) continue;
 731     unsigned Reg = MO.getReg();
 732     if (!Reg || !TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Reg)) continue;
 733     DEBUG(dbgs() << "\tSetting " << PrintReg(Reg, TRI)
 734                  << " as used in instr\n");
 735     UsedInInstr.set(Reg);
 736   }
 737
 738   // Also mark PartialDefs as used to avoid reallocation.
 739   for (unsigned i = 0, e = PartialDefs.size(); i != e; ++i)
 740     UsedInInstr.set(PartialDefs[i]);
 741 }
 742
 743 /// addRetOperand - ensure that a return instruction has an operand for each
 744 /// value live out of the function.
 745 ///
 746 /// Things marked both call and return are tail calls; do not do this for them.
 747 /// The tail callee need not take the same registers as input that it produces
 748 /// as output, and there are dependencies for its input registers elsewhere.
 749 ///
 750 /// FIXME: This should be done as part of instruction selection, and this helper
 751 /// should be deleted. Until then, we use custom logic here to create the proper
 752 /// operand under all circumstances. We can't use addRegisterKilled because that
 753 /// doesn't make sense for undefined values. We can't simply avoid calling it
 754 /// for undefined values, because we must ensure that the operand always exists.
 755 void RAFast::addRetOperands(MachineBasicBlock *MBB) {
 756   if (MBB->empty() || !MBB->back().isReturn() || MBB->back().isCall())
 757     return;
 758
 759   MachineInstr *MI = &MBB->back();
 760
 761   for (MachineRegisterInfo::liveout_iterator
 762          I = MBB->getParent()->getRegInfo().liveout_begin(),
 763          E = MBB->getParent()->getRegInfo().liveout_end(); I != E; ++I) {
 764     unsigned Reg = *I;
 765     assert(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Reg) &&
 766            "Cannot have a live-out virtual register.");
 767
 768     bool hasDef = PhysRegState[Reg] == regReserved;
 769
 770     // Check if this register already has an operand.
 771     bool Found = false;
 772     for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 773       MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
 774       if (!MO.isReg() || !MO.isUse())
 775         continue;
 776
 777       unsigned OperReg = MO.getReg();
 778       for (const unsigned *AS = TRI->getOverlaps(Reg); *AS; ++AS) {
 779         if (OperReg != *AS)
 780           continue;
 781         if (OperReg == Reg || TRI->isSuperRegister(OperReg, Reg)) {
 782           // If the ret already has an operand for this physreg or a superset,
 783           // don't duplicate it. Set the kill flag if the value is defined.
 784           if (hasDef && !MO.isKill())
 785             MO.setIsKill();
 786           Found = true;
 787           break;
 788         }
 789       }
 790     }
 791     if (!Found)
 792       MI->addOperand(MachineOperand::CreateReg(Reg,
 793                                                false /*IsDef*/,
 794                                                true  /*IsImp*/,
 795                                                hasDef/*IsKill*/));
 796   }
 797 }
 798
 799 void RAFast::AllocateBasicBlock() {
 800   DEBUG(dbgs() << "\nAllocating " << *MBB);
 801
 802   PhysRegState.assign(TRI->getNumRegs(), regDisabled);
 803   assert(LiveVirtRegs.empty() && "Mapping not cleared form last block?");
 804
 805   MachineBasicBlock::iterator MII = MBB->begin();
 806
 807   // Add live-in registers as live.
 808   for (MachineBasicBlock::livein_iterator I = MBB->livein_begin(),
 809          E = MBB->livein_end(); I != E; ++I)
 810     if (RegClassInfo.isAllocatable(*I))
 811       definePhysReg(MII, *I, regReserved);
 812
 813   SmallVector<unsigned, 8> VirtDead;
 814   SmallVector<MachineInstr*, 32> Coalesced;
 815
 816   // Otherwise, sequentially allocate each instruction in the MBB.
 817   while (MII != MBB->end()) {
 818     MachineInstr *MI = MII++;
 819     const MCInstrDesc &MCID = MI->getDesc();
 820     DEBUG({
 821         dbgs() << "\n>> " << *MI << "Regs:";
 822         for (unsigned Reg = 1, E = TRI->getNumRegs(); Reg != E; ++Reg) {
 823           if (PhysRegState[Reg] == regDisabled) continue;
 824           dbgs() << " " << TRI->getName(Reg);
 825           switch(PhysRegState[Reg]) {
 826           case regFree:
 827             break;
 828           case regReserved:
 829             dbgs() << "*";
 830             break;
 831           default:
 832             dbgs() << '=' << PrintReg(PhysRegState[Reg]);
 833             if (LiveVirtRegs[PhysRegState[Reg]].Dirty)
 834               dbgs() << "*";
 835             assert(LiveVirtRegs[PhysRegState[Reg]].PhysReg == Reg &&
 836                    "Bad inverse map");
 837             break;
 838           }
 839         }
 840         dbgs() << '\n';
 841         // Check that LiveVirtRegs is the inverse.
 842         for (LiveRegMap::iterator i = LiveVirtRegs.begin(),
 843              e = LiveVirtRegs.end(); i != e; ++i) {
 844            assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(i->first) &&
 845                   "Bad map key");
 846            assert(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(i->second.PhysReg) &&
 847                   "Bad map value");
 848            assert(PhysRegState[i->second.PhysReg] == i->first &&
 849                   "Bad inverse map");
 850         }
 851       });
 852
 853     // Debug values are not allowed to change codegen in any way.
 854     if (MI->isDebugValue()) {
 855       bool ScanDbgValue = true;
 856       while (ScanDbgValue) {
 857         ScanDbgValue = false;
 858         for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 859           MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
 860           if (!MO.isReg()) continue;
 861           unsigned Reg = MO.getReg();
 862           if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg)) continue;
 863           LiveRegMap::iterator LRI = LiveVirtRegs.find(Reg);
 864           if (LRI != LiveVirtRegs.end())
 865             setPhysReg(MI, i, LRI->second.PhysReg);
 866           else {
 867             int SS = StackSlotForVirtReg[Reg];
 868             if (SS == -1) {
 869               // We can't allocate a physreg for a DebugValue, sorry!
 870               DEBUG(dbgs() << "Unable to allocate vreg used by DBG_VALUE");
 871               MO.setReg(0);
 872             }
 873             else {
 874               // Modify DBG_VALUE now that the value is in a spill slot.
 875               int64_t Offset = MI->getOperand(1).getImm();
 876               const MDNode *MDPtr =
 877                 MI->getOperand(MI->getNumOperands()-1).getMetadata();
 878               DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
 879               if (MachineInstr *NewDV =
 880                   TII->emitFrameIndexDebugValue(*MF, SS, Offset, MDPtr, DL)) {
 881                 DEBUG(dbgs() << "Modifying debug info due to spill:" <<
 882                       "\t" << *MI);
 883                 MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
 884                 MBB->insert(MBB->erase(MI), NewDV);
 885                 // Scan NewDV operands from the beginning.
 886                 MI = NewDV;
 887                 ScanDbgValue = true;
 888                 break;
 889               } else {
 890                 // We can't allocate a physreg for a DebugValue; sorry!
 891                 DEBUG(dbgs() << "Unable to allocate vreg used by DBG_VALUE");
 892                 MO.setReg(0);
 893               }
 894             }
 895           }
 896           LiveDbgValueMap[Reg].push_back(MI);
 897         }
 898       }
 899       // Next instruction.
 900       continue;
 901     }
 902
 903     // If this is a copy, we may be able to coalesce.
 904     unsigned CopySrc = 0, CopyDst = 0, CopySrcSub = 0, CopyDstSub = 0;
 905     if (MI->isCopy()) {
 906       CopyDst = MI->getOperand(0).getReg();
 907       CopySrc = MI->getOperand(1).getReg();
 908       CopyDstSub = MI->getOperand(0).getSubReg();
 909       CopySrcSub = MI->getOperand(1).getSubReg();
 910     }
 911
 912     // Track registers used by instruction.
 913     UsedInInstr.reset();
 914
 915     // First scan.
 916     // Mark physreg uses and early clobbers as used.
 917     // Find the end of the virtreg operands
 918     unsigned VirtOpEnd = 0;
 919     bool hasTiedOps = false;
 920     bool hasEarlyClobbers = false;
 921     bool hasPartialRedefs = false;
 922     bool hasPhysDefs = false;
 923     for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 924       MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
 925       if (!MO.isReg()) continue;
 926       unsigned Reg = MO.getReg();
 927       if (!Reg) continue;
 928       if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg)) {
 929         VirtOpEnd = i+1;
 930         if (MO.isUse()) {
 931           hasTiedOps = hasTiedOps ||
 932                               MCID.getOperandConstraint(i, MCOI::TIED_TO) != -1;
 933         } else {
 934           if (MO.isEarlyClobber())
 935             hasEarlyClobbers = true;
 936           if (MO.getSubReg() && MI->readsVirtualRegister(Reg))
 937             hasPartialRedefs = true;
 938         }
 939         continue;
 940       }
 941       if (!RegClassInfo.isAllocatable(Reg)) continue;
 942       if (MO.isUse()) {
 943         usePhysReg(MO);
 944       } else if (MO.isEarlyClobber()) {
 945         definePhysReg(MI, Reg, (MO.isImplicit() || MO.isDead()) ?
 946                                regFree : regReserved);
 947         hasEarlyClobbers = true;
 948       } else
 949         hasPhysDefs = true;
 950     }
 951
 952     // The instruction may have virtual register operands that must be allocated
 953     // the same register at use-time and def-time: early clobbers and tied
 954     // operands. If there are also physical defs, these registers must avoid
 955     // both physical defs and uses, making them more constrained than normal
 956     // operands.
 957     // Similarly, if there are multiple defs and tied operands, we must make
 958     // sure the same register is allocated to uses and defs.
 959     // We didn't detect inline asm tied operands above, so just make this extra
 960     // pass for all inline asm.
 961     if (MI->isInlineAsm() || hasEarlyClobbers || hasPartialRedefs ||
 962         (hasTiedOps && (hasPhysDefs || MCID.getNumDefs() > 1))) {
 963       handleThroughOperands(MI, VirtDead);
 964       // Don't attempt coalescing when we have funny stuff going on.
 965       CopyDst = 0;
 966       // Pretend we have early clobbers so the use operands get marked below.
 967       // This is not necessary for the common case of a single tied use.
 968       hasEarlyClobbers = true;
 969     }
 970
 971     // Second scan.
 972     // Allocate virtreg uses.
 973     for (unsigned i = 0; i != VirtOpEnd; ++i) {
 974       MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
 975       if (!MO.isReg()) continue;
 976       unsigned Reg = MO.getReg();
 977       if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg)) continue;
 978       if (MO.isUse()) {
 979         LiveRegMap::iterator LRI = reloadVirtReg(MI, i, Reg, CopyDst);
 980         unsigned PhysReg = LRI->second.PhysReg;
 981         CopySrc = (CopySrc == Reg || CopySrc == PhysReg) ? PhysReg : 0;
 982         if (setPhysReg(MI, i, PhysReg))
 983           killVirtReg(LRI);
 984       }
 985     }
 986
 987     MRI->addPhysRegsUsed(UsedInInstr);
 988
 989     // Track registers defined by instruction - early clobbers and tied uses at
 990     // this point.
 991     UsedInInstr.reset();
 992     if (hasEarlyClobbers) {
 993       for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 994         MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
 995         if (!MO.isReg()) continue;
 996         unsigned Reg = MO.getReg();
 997         if (!Reg || !TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Reg)) continue;
 998         // Look for physreg defs and tied uses.
 999         if (!MO.isDef() && !MI->isRegTiedToDefOperand(i)) continue;
1000         UsedInInstr.set(Reg);
1001         for (const unsigned *AS = TRI->getAliasSet(Reg); *AS; ++AS)
1002           UsedInInstr.set(*AS);
1003       }
1004     }
1005
1006     unsigned DefOpEnd = MI->getNumOperands();
1007     if (MI->isCall()) {
1008       // Spill all virtregs before a call. This serves two purposes: 1. If an
1009       // exception is thrown, the landing pad is going to expect to find
1010       // registers in their spill slots, and 2. we don't have to wade through
1011       // all the <imp-def> operands on the call instruction.
1012       DefOpEnd = VirtOpEnd;
1013       DEBUG(dbgs() << "  Spilling remaining registers before call.\n");
1014       spillAll(MI);
1015
1016       // The imp-defs are skipped below, but we still need to mark those
1017       // registers as used by the function.
1018       SkippedInstrs.insert(&MCID);
1019     }
1020
1021     // Third scan.
1022     // Allocate defs and collect dead defs.
1023     for (unsigned i = 0; i != DefOpEnd; ++i) {
1024       MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
1025       if (!MO.isReg() || !MO.isDef() || !MO.getReg() || MO.isEarlyClobber())
1026         continue;
1027       unsigned Reg = MO.getReg();
1028
1029       if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Reg)) {
1030         if (!RegClassInfo.isAllocatable(Reg)) continue;
1031         definePhysReg(MI, Reg, (MO.isImplicit() || MO.isDead()) ?
1032                                regFree : regReserved);
1033         continue;
1034       }
1035       LiveRegMap::iterator LRI = defineVirtReg(MI, i, Reg, CopySrc);
1036       unsigned PhysReg = LRI->second.PhysReg;
1037       if (setPhysReg(MI, i, PhysReg)) {
1038         VirtDead.push_back(Reg);
1039         CopyDst = 0; // cancel coalescing;
1040       } else
1041         CopyDst = (CopyDst == Reg || CopyDst == PhysReg) ? PhysReg : 0;
1042     }
1043
1044     // Kill dead defs after the scan to ensure that multiple defs of the same
1045     // register are allocated identically. We didn't need to do this for uses
1046     // because we are crerating our own kill flags, and they are always at the
1047     // last use.
1048     for (unsigned i = 0, e = VirtDead.size(); i != e; ++i)
1049       killVirtReg(VirtDead[i]);
1050     VirtDead.clear();
1051
1052     MRI->addPhysRegsUsed(UsedInInstr);
1053
1054     if (CopyDst && CopyDst == CopySrc && CopyDstSub == CopySrcSub) {
1055       DEBUG(dbgs() << "-- coalescing: " << *MI);
1056       Coalesced.push_back(MI);
1057     } else {
1058       DEBUG(dbgs() << "<< " << *MI);
1059     }
1060   }
1061
1062   // Spill all physical registers holding virtual registers now.
1063   DEBUG(dbgs() << "Spilling live registers at end of block.\n");
1064   spillAll(MBB->getFirstTerminator());
1065
1066   // Erase all the coalesced copies. We are delaying it until now because
1067   // LiveVirtRegs might refer to the instrs.
1068   for (unsigned i = 0, e = Coalesced.size(); i != e; ++i)
1069     MBB->erase(Coalesced[i]);
1070   NumCopies += Coalesced.size();
1071
1072   // addRetOperands must run after we've seen all defs in this block.
1073   addRetOperands(MBB);
1074
1075   DEBUG(MBB->dump());
1076 }
1077
1078 /// runOnMachineFunction - Register allocate the whole function
1079 ///
1080 bool RAFast::runOnMachineFunction(MachineFunction &Fn) {
1081   DEBUG(dbgs() << "********** FAST REGISTER ALLOCATION **********\n"
1082                << "********** Function: "
1083                << ((Value*)Fn.getFunction())->getName() << '\n');
1084   MF = &Fn;
1085   MRI = &MF->getRegInfo();
1086   TM = &Fn.getTarget();
1087   TRI = TM->getRegisterInfo();
1088   TII = TM->getInstrInfo();
1089   MRI->freezeReservedRegs(Fn);
1090   RegClassInfo.runOnMachineFunction(Fn);
1091   UsedInInstr.resize(TRI->getNumRegs());
1092
1093   // initialize the virtual->physical register map to have a 'null'
1094   // mapping for all virtual registers
1095   StackSlotForVirtReg.resize(MRI->getNumVirtRegs());
1096
1097   // Loop over all of the basic blocks, eliminating virtual register references
1098   for (MachineFunction::iterator MBBi = Fn.begin(), MBBe = Fn.end();
1099        MBBi != MBBe; ++MBBi) {
1100     MBB = &*MBBi;
1101     AllocateBasicBlock();
1102   }
1103
1104   // Make sure the set of used physregs is closed under subreg operations.
1105   MRI->closePhysRegsUsed(*TRI);
1106
1107   // Add the clobber lists for all the instructions we skipped earlier.
1108   for (SmallPtrSet<const MCInstrDesc*, 4>::const_iterator
1109        I = SkippedInstrs.begin(), E = SkippedInstrs.end(); I != E; ++I)
1110     if (const unsigned *Defs = (*I)->getImplicitDefs())
1111       while (*Defs)
1112         MRI->setPhysRegUsed(*Defs++);
1113
1114   SkippedInstrs.clear();
1115   StackSlotForVirtReg.clear();
1116   LiveDbgValueMap.clear();
1117   return true;
1118 }
1119
1120 FunctionPass *llvm::createFastRegisterAllocator() {
1121   return new RAFast();
1122 }