lib/CodeGen/RegAllocGreedy.cpp

   1 //===-- RegAllocGreedy.cpp - greedy register allocator --------------------===//
   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 defines the RAGreedy function pass for register allocation in
  11 // optimized builds.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #define DEBUG_TYPE "regalloc"
  16 #include "AllocationOrder.h"
  17 #include "InterferenceCache.h"
  18 #include "LiveDebugVariables.h"
  19 #include "LiveRangeEdit.h"
  20 #include "RegAllocBase.h"
  21 #include "Spiller.h"
  22 #include "SpillPlacement.h"
  23 #include "SplitKit.h"
  24 #include "VirtRegMap.h"
  25 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  26 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
  27 #include "llvm/Function.h"
  28 #include "llvm/PassAnalysisSupport.h"
  29 #include "llvm/CodeGen/CalcSpillWeights.h"
  30 #include "llvm/CodeGen/EdgeBundles.h"
  31 #include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
  32 #include "llvm/CodeGen/LiveStackAnalysis.h"
  33 #include "llvm/CodeGen/MachineDominators.h"
  34 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
  35 #include "llvm/CodeGen/MachineLoopInfo.h"
  36 #include "llvm/CodeGen/MachineLoopRanges.h"
  37 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  38 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
  39 #include "llvm/CodeGen/RegAllocRegistry.h"
  40 #include "llvm/CodeGen/RegisterCoalescer.h"
  41 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
  42 #include "llvm/Support/Debug.h"
  43 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  44 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  45 #include "llvm/Support/Timer.h"
  46
  47 #include <queue>
  48
  49 using namespace llvm;
  50
  51 STATISTIC(NumGlobalSplits, "Number of split global live ranges");
  52 STATISTIC(NumLocalSplits,  "Number of split local live ranges");
  53 STATISTIC(NumEvicted,      "Number of interferences evicted");
  54
  55 static RegisterRegAlloc greedyRegAlloc("greedy", "greedy register allocator",
  56                                        createGreedyRegisterAllocator);
  57
  58 namespace {
  59 class RAGreedy : public MachineFunctionPass,
  60                  public RegAllocBase,
  61                  private LiveRangeEdit::Delegate {
  62
  63   // context
  64   MachineFunction *MF;
  65   BitVector ReservedRegs;
  66
  67   // analyses
  68   SlotIndexes *Indexes;
  69   LiveStacks *LS;
  70   MachineDominatorTree *DomTree;
  71   MachineLoopInfo *Loops;
  72   MachineLoopRanges *LoopRanges;
  73   EdgeBundles *Bundles;
  74   SpillPlacement *SpillPlacer;
  75
  76   // state
  77   std::auto_ptr<Spiller> SpillerInstance;
  78   std::priority_queue<std::pair<unsigned, unsigned> > Queue;
  79
  80   // Live ranges pass through a number of stages as we try to allocate them.
  81   // Some of the stages may also create new live ranges:
  82   //
  83   // - Region splitting.
  84   // - Per-block splitting.
  85   // - Local splitting.
  86   // - Spilling.
  87   //
  88   // Ranges produced by one of the stages skip the previous stages when they are
  89   // dequeued. This improves performance because we can skip interference checks
  90   // that are unlikely to give any results. It also guarantees that the live
  91   // range splitting algorithm terminates, something that is otherwise hard to
  92   // ensure.
  93   enum LiveRangeStage {
  94     RS_New,      ///< Never seen before.
  95     RS_First,    ///< First time in the queue.
  96     RS_Second,   ///< Second time in the queue.
  97     RS_Region,   ///< Produced by region splitting.
  98     RS_Block,    ///< Produced by per-block splitting.
  99     RS_Local,    ///< Produced by local splitting.
 100     RS_Spill     ///< Produced by spilling.
 101   };
 102
 103   IndexedMap<unsigned char, VirtReg2IndexFunctor> LRStage;
 104
 105   LiveRangeStage getStage(const LiveInterval &VirtReg) const {
 106     return LiveRangeStage(LRStage[VirtReg.reg]);
 107   }
 108
 109   template<typename Iterator>
 110   void setStage(Iterator Begin, Iterator End, LiveRangeStage NewStage) {
 111     LRStage.resize(MRI->getNumVirtRegs());
 112     for (;Begin != End; ++Begin) {
 113       unsigned Reg = (*Begin)->reg;
 114       if (LRStage[Reg] == RS_New)
 115         LRStage[Reg] = NewStage;
 116     }
 117   }
 118
 119   // splitting state.
 120   std::auto_ptr<SplitAnalysis> SA;
 121   std::auto_ptr<SplitEditor> SE;
 122
 123   /// Cached per-block interference maps
 124   InterferenceCache IntfCache;
 125
 126   /// All basic blocks where the current register is live.
 127   SmallVector<SpillPlacement::BlockConstraint, 8> SplitConstraints;
 128
 129   /// Global live range splitting candidate info.
 130   struct GlobalSplitCandidate {
 131     unsigned PhysReg;
 132     BitVector LiveBundles;
 133   };
 134
 135   /// Candidate info for for each PhysReg in AllocationOrder.
 136   /// This vector never shrinks, but grows to the size of the largest register
 137   /// class.
 138   SmallVector<GlobalSplitCandidate, 32> GlobalCand;
 139
 140   /// For every instruction in SA->UseSlots, store the previous non-copy
 141   /// instruction.
 142   SmallVector<SlotIndex, 8> PrevSlot;
 143
 144 public:
 145   RAGreedy();
 146
 147   /// Return the pass name.
 148   virtual const char* getPassName() const {
 149     return "Greedy Register Allocator";
 150   }
 151
 152   /// RAGreedy analysis usage.
 153   virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const;
 154   virtual void releaseMemory();
 155   virtual Spiller &spiller() { return *SpillerInstance; }
 156   virtual void enqueue(LiveInterval *LI);
 157   virtual LiveInterval *dequeue();
 158   virtual unsigned selectOrSplit(LiveInterval&,
 159                                  SmallVectorImpl<LiveInterval*>&);
 160
 161   /// Perform register allocation.
 162   virtual bool runOnMachineFunction(MachineFunction &mf);
 163
 164   static char ID;
 165
 166 private:
 167   void LRE_WillEraseInstruction(MachineInstr*);
 168   bool LRE_CanEraseVirtReg(unsigned);
 169   void LRE_WillShrinkVirtReg(unsigned);
 170   void LRE_DidCloneVirtReg(unsigned, unsigned);
 171
 172   float calcSplitConstraints(unsigned);
 173   float calcGlobalSplitCost(const BitVector&);
 174   void splitAroundRegion(LiveInterval&, unsigned, const BitVector&,
 175                          SmallVectorImpl<LiveInterval*>&);
 176   void calcGapWeights(unsigned, SmallVectorImpl<float>&);
 177   SlotIndex getPrevMappedIndex(const MachineInstr*);
 178   void calcPrevSlots();
 179   unsigned nextSplitPoint(unsigned);
 180   bool canEvictInterference(LiveInterval&, unsigned, float&);
 181
 182   unsigned tryEvict(LiveInterval&, AllocationOrder&,
 183                     SmallVectorImpl<LiveInterval*>&);
 184   unsigned tryRegionSplit(LiveInterval&, AllocationOrder&,
 185                           SmallVectorImpl<LiveInterval*>&);
 186   unsigned tryLocalSplit(LiveInterval&, AllocationOrder&,
 187     SmallVectorImpl<LiveInterval*>&);
 188   unsigned trySplit(LiveInterval&, AllocationOrder&,
 189                     SmallVectorImpl<LiveInterval*>&);
 190 };
 191 } // end anonymous namespace
 192
 193 char RAGreedy::ID = 0;
 194
 195 FunctionPass* llvm::createGreedyRegisterAllocator() {
 196   return new RAGreedy();
 197 }
 198
 199 RAGreedy::RAGreedy(): MachineFunctionPass(ID), LRStage(RS_New) {
 200   initializeLiveDebugVariablesPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 201   initializeSlotIndexesPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 202   initializeLiveIntervalsPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 203   initializeSlotIndexesPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 204   initializeStrongPHIEliminationPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 205   initializeRegisterCoalescerAnalysisGroup(*PassRegistry::getPassRegistry());
 206   initializeCalculateSpillWeightsPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 207   initializeLiveStacksPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 208   initializeMachineDominatorTreePass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 209   initializeMachineLoopInfoPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 210   initializeMachineLoopRangesPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 211   initializeVirtRegMapPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 212   initializeEdgeBundlesPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 213   initializeSpillPlacementPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 214 }
 215
 216 void RAGreedy::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
 217   AU.setPreservesCFG();
 218   AU.addRequired<AliasAnalysis>();
 219   AU.addPreserved<AliasAnalysis>();
 220   AU.addRequired<LiveIntervals>();
 221   AU.addRequired<SlotIndexes>();
 222   AU.addPreserved<SlotIndexes>();
 223   AU.addRequired<LiveDebugVariables>();
 224   AU.addPreserved<LiveDebugVariables>();
 225   if (StrongPHIElim)
 226     AU.addRequiredID(StrongPHIEliminationID);
 227   AU.addRequiredTransitive<RegisterCoalescer>();
 228   AU.addRequired<CalculateSpillWeights>();
 229   AU.addRequired<LiveStacks>();
 230   AU.addPreserved<LiveStacks>();
 231   AU.addRequired<MachineDominatorTree>();
 232   AU.addPreserved<MachineDominatorTree>();
 233   AU.addRequired<MachineLoopInfo>();
 234   AU.addPreserved<MachineLoopInfo>();
 235   AU.addRequired<MachineLoopRanges>();
 236   AU.addPreserved<MachineLoopRanges>();
 237   AU.addRequired<VirtRegMap>();
 238   AU.addPreserved<VirtRegMap>();
 239   AU.addRequired<EdgeBundles>();
 240   AU.addRequired<SpillPlacement>();
 241   MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
 242 }
 243
 244
 245 //===----------------------------------------------------------------------===//
 246 //                     LiveRangeEdit delegate methods
 247 //===----------------------------------------------------------------------===//
 248
 249 void RAGreedy::LRE_WillEraseInstruction(MachineInstr *MI) {
 250   // LRE itself will remove from SlotIndexes and parent basic block.
 251   VRM->RemoveMachineInstrFromMaps(MI);
 252 }
 253
 254 bool RAGreedy::LRE_CanEraseVirtReg(unsigned VirtReg) {
 255   if (unsigned PhysReg = VRM->getPhys(VirtReg)) {
 256     unassign(LIS->getInterval(VirtReg), PhysReg);
 257     return true;
 258   }
 259   // Unassigned virtreg is probably in the priority queue.
 260   // RegAllocBase will erase it after dequeueing.
 261   return false;
 262 }
 263
 264 void RAGreedy::LRE_WillShrinkVirtReg(unsigned VirtReg) {
 265   unsigned PhysReg = VRM->getPhys(VirtReg);
 266   if (!PhysReg)
 267     return;
 268
 269   // Register is assigned, put it back on the queue for reassignment.
 270   LiveInterval &LI = LIS->getInterval(VirtReg);
 271   unassign(LI, PhysReg);
 272   enqueue(&LI);
 273 }
 274
 275 void RAGreedy::LRE_DidCloneVirtReg(unsigned New, unsigned Old) {
 276   // LRE may clone a virtual register because dead code elimination causes it to
 277   // be split into connected components. Ensure that the new register gets the
 278   // same stage as the parent.
 279   LRStage.grow(New);
 280   LRStage[New] = LRStage[Old];
 281 }
 282
 283 void RAGreedy::releaseMemory() {
 284   SpillerInstance.reset(0);
 285   LRStage.clear();
 286   RegAllocBase::releaseMemory();
 287 }
 288
 289 void RAGreedy::enqueue(LiveInterval *LI) {
 290   // Prioritize live ranges by size, assigning larger ranges first.
 291   // The queue holds (size, reg) pairs.
 292   const unsigned Size = LI->getSize();
 293   const unsigned Reg = LI->reg;
 294   assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg) &&
 295          "Can only enqueue virtual registers");
 296   unsigned Prio;
 297
 298   LRStage.grow(Reg);
 299   if (LRStage[Reg] == RS_New)
 300     LRStage[Reg] = RS_First;
 301
 302   if (LRStage[Reg] == RS_Second)
 303     // Unsplit ranges that couldn't be allocated immediately are deferred until
 304     // everything else has been allocated. Long ranges are allocated last so
 305     // they are split against realistic interference.
 306     Prio = (1u << 31) - Size;
 307   else {
 308     // Everything else is allocated in long->short order. Long ranges that don't
 309     // fit should be spilled ASAP so they don't create interference.
 310     Prio = (1u << 31) + Size;
 311
 312     // Boost ranges that have a physical register hint.
 313     if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(VRM->getRegAllocPref(Reg)))
 314       Prio |= (1u << 30);
 315   }
 316
 317   Queue.push(std::make_pair(Prio, Reg));
 318 }
 319
 320 LiveInterval *RAGreedy::dequeue() {
 321   if (Queue.empty())
 322     return 0;
 323   LiveInterval *LI = &LIS->getInterval(Queue.top().second);
 324   Queue.pop();
 325   return LI;
 326 }
 327
 328 //===----------------------------------------------------------------------===//
 329 //                         Interference eviction
 330 //===----------------------------------------------------------------------===//
 331
 332 /// canEvict - Return true if all interferences between VirtReg and PhysReg can
 333 /// be evicted. Set maxWeight to the maximal spill weight of an interference.
 334 bool RAGreedy::canEvictInterference(LiveInterval &VirtReg, unsigned PhysReg,
 335                                     float &MaxWeight) {
 336   float Weight = 0;
 337   for (const unsigned *AliasI = TRI->getOverlaps(PhysReg); *AliasI; ++AliasI) {
 338     LiveIntervalUnion::Query &Q = query(VirtReg, *AliasI);
 339     // If there is 10 or more interferences, chances are one is smaller.
 340     if (Q.collectInterferingVRegs(10) >= 10)
 341       return false;
 342
 343     // Check if any interfering live range is heavier than VirtReg.
 344     for (unsigned i = 0, e = Q.interferingVRegs().size(); i != e; ++i) {
 345       LiveInterval *Intf = Q.interferingVRegs()[i];
 346       if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Intf->reg))
 347         return false;
 348       if (Intf->weight >= VirtReg.weight)
 349         return false;
 350       Weight = std::max(Weight, Intf->weight);
 351     }
 352   }
 353   MaxWeight = Weight;
 354   return true;
 355 }
 356
 357 /// tryEvict - Try to evict all interferences for a physreg.
 358 /// @param  VirtReg Currently unassigned virtual register.
 359 /// @param  Order   Physregs to try.
 360 /// @return         Physreg to assign VirtReg, or 0.
 361 unsigned RAGreedy::tryEvict(LiveInterval &VirtReg,
 362                             AllocationOrder &Order,
 363                             SmallVectorImpl<LiveInterval*> &NewVRegs){
 364   NamedRegionTimer T("Evict", TimerGroupName, TimePassesIsEnabled);
 365
 366   // Keep track of the lightest single interference seen so far.
 367   float BestWeight = 0;
 368   unsigned BestPhys = 0;
 369
 370   Order.rewind();
 371   while (unsigned PhysReg = Order.next()) {
 372     float Weight = 0;
 373     if (!canEvictInterference(VirtReg, PhysReg, Weight))
 374       continue;
 375
 376     // This is an eviction candidate.
 377     DEBUG(dbgs() << "max " << PrintReg(PhysReg, TRI) << " interference = "
 378                  << Weight << '\n');
 379     if (BestPhys && Weight >= BestWeight)
 380       continue;
 381
 382     // Best so far.
 383     BestPhys = PhysReg;
 384     BestWeight = Weight;
 385     // Stop if the hint can be used.
 386     if (Order.isHint(PhysReg))
 387       break;
 388   }
 389
 390   if (!BestPhys)
 391     return 0;
 392
 393   DEBUG(dbgs() << "evicting " << PrintReg(BestPhys, TRI) << " interference\n");
 394   for (const unsigned *AliasI = TRI->getOverlaps(BestPhys); *AliasI; ++AliasI) {
 395     LiveIntervalUnion::Query &Q = query(VirtReg, *AliasI);
 396     assert(Q.seenAllInterferences() && "Didn't check all interfererences.");
 397     for (unsigned i = 0, e = Q.interferingVRegs().size(); i != e; ++i) {
 398       LiveInterval *Intf = Q.interferingVRegs()[i];
 399       unassign(*Intf, VRM->getPhys(Intf->reg));
 400       ++NumEvicted;
 401       NewVRegs.push_back(Intf);
 402     }
 403   }
 404   return BestPhys;
 405 }
 406
 407
 408 //===----------------------------------------------------------------------===//
 409 //                              Region Splitting
 410 //===----------------------------------------------------------------------===//
 411
 412 /// calcSplitConstraints - Fill out the SplitConstraints vector based on the
 413 /// interference pattern in Physreg and its aliases. Return the static cost of
 414 /// this split, assuming that all preferences in SplitConstraints are met.
 415 float RAGreedy::calcSplitConstraints(unsigned PhysReg) {
 416   InterferenceCache::Cursor Intf(IntfCache, PhysReg);
 417   ArrayRef<SplitAnalysis::BlockInfo> UseBlocks = SA->getUseBlocks();
 418
 419   // Reset interference dependent info.
 420   SplitConstraints.resize(UseBlocks.size());
 421   float StaticCost = 0;
 422   for (unsigned i = 0; i != UseBlocks.size(); ++i) {
 423     const SplitAnalysis::BlockInfo &BI = UseBlocks[i];
 424     SpillPlacement::BlockConstraint &BC = SplitConstraints[i];
 425
 426     BC.Number = BI.MBB->getNumber();
 427     Intf.moveToBlock(BC.Number);
 428     BC.Entry = BI.LiveIn ? SpillPlacement::PrefReg : SpillPlacement::DontCare;
 429     BC.Exit = BI.LiveOut ? SpillPlacement::PrefReg : SpillPlacement::DontCare;
 430
 431     if (!Intf.hasInterference())
 432       continue;
 433
 434     // Number of spill code instructions to insert.
 435     unsigned Ins = 0;
 436
 437     // Interference for the live-in value.
 438     if (BI.LiveIn) {
 439       if (Intf.first() <= Indexes->getMBBStartIdx(BC.Number))
 440         BC.Entry = SpillPlacement::MustSpill, ++Ins;
 441       else if (Intf.first() < BI.FirstUse)
 442         BC.Entry = SpillPlacement::PrefSpill, ++Ins;
 443       else if (Intf.first() < (BI.LiveThrough ? BI.LastUse : BI.Kill))
 444         ++Ins;
 445     }
 446
 447     // Interference for the live-out value.
 448     if (BI.LiveOut) {
 449       if (Intf.last() >= SA->getLastSplitPoint(BC.Number))
 450         BC.Exit = SpillPlacement::MustSpill, ++Ins;
 451       else if (Intf.last() > BI.LastUse)
 452         BC.Exit = SpillPlacement::PrefSpill, ++Ins;
 453       else if (Intf.last() > (BI.LiveThrough ? BI.FirstUse : BI.Def))
 454         ++Ins;
 455     }
 456
 457     // Accumulate the total frequency of inserted spill code.
 458     if (Ins)
 459       StaticCost += Ins * SpillPlacer->getBlockFrequency(BC.Number);
 460   }
 461
 462   // Now handle the live-through blocks without uses.
 463   ArrayRef<unsigned> ThroughBlocks = SA->getThroughBlocks();
 464   SplitConstraints.resize(UseBlocks.size() + ThroughBlocks.size());
 465   for (unsigned i = 0; i != ThroughBlocks.size(); ++i) {
 466     SpillPlacement::BlockConstraint &BC = SplitConstraints[UseBlocks.size()+i];
 467     BC.Number = ThroughBlocks[i];
 468     BC.Entry = SpillPlacement::DontCare;
 469     BC.Exit = SpillPlacement::DontCare;
 470
 471     Intf.moveToBlock(BC.Number);
 472     if (!Intf.hasInterference())
 473       continue;
 474
 475     // Interference for the live-in value.
 476     if (Intf.first() <= Indexes->getMBBStartIdx(BC.Number))
 477       BC.Entry = SpillPlacement::MustSpill;
 478     else
 479       BC.Entry = SpillPlacement::PrefSpill;
 480
 481     // Interference for the live-out value.
 482     if (Intf.last() >= SA->getLastSplitPoint(BC.Number))
 483       BC.Exit = SpillPlacement::MustSpill;
 484     else
 485       BC.Exit = SpillPlacement::PrefSpill;
 486   }
 487
 488   return StaticCost;
 489 }
 490
 491
 492 /// calcGlobalSplitCost - Return the global split cost of following the split
 493 /// pattern in LiveBundles. This cost should be added to the local cost of the
 494 /// interference pattern in SplitConstraints.
 495 ///
 496 float RAGreedy::calcGlobalSplitCost(const BitVector &LiveBundles) {
 497   float GlobalCost = 0;
 498   ArrayRef<SplitAnalysis::BlockInfo> UseBlocks = SA->getUseBlocks();
 499   for (unsigned i = 0; i != UseBlocks.size(); ++i) {
 500     const SplitAnalysis::BlockInfo &BI = UseBlocks[i];
 501     SpillPlacement::BlockConstraint &BC = SplitConstraints[i];
 502     bool RegIn  = LiveBundles[Bundles->getBundle(BC.Number, 0)];
 503     bool RegOut = LiveBundles[Bundles->getBundle(BC.Number, 1)];
 504     unsigned Ins = 0;
 505
 506     if (BI.LiveIn)
 507       Ins += RegIn != (BC.Entry == SpillPlacement::PrefReg);
 508     if (BI.LiveOut)
 509       Ins += RegOut != (BC.Exit == SpillPlacement::PrefReg);
 510     if (Ins)
 511       GlobalCost += Ins * SpillPlacer->getBlockFrequency(BC.Number);
 512   }
 513
 514   ArrayRef<unsigned> ThroughBlocks = SA->getThroughBlocks();
 515   SplitConstraints.resize(UseBlocks.size() + ThroughBlocks.size());
 516   for (unsigned i = 0; i != ThroughBlocks.size(); ++i) {
 517     unsigned Number = ThroughBlocks[i];
 518     bool RegIn  = LiveBundles[Bundles->getBundle(Number, 0)];
 519     bool RegOut = LiveBundles[Bundles->getBundle(Number, 1)];
 520     if (RegIn != RegOut)
 521       GlobalCost += SpillPlacer->getBlockFrequency(Number);
 522   }
 523   return GlobalCost;
 524 }
 525
 526 /// splitAroundRegion - Split VirtReg around the region determined by
 527 /// LiveBundles. Make an effort to avoid interference from PhysReg.
 528 ///
 529 /// The 'register' interval is going to contain as many uses as possible while
 530 /// avoiding interference. The 'stack' interval is the complement constructed by
 531 /// SplitEditor. It will contain the rest.
 532 ///
 533 void RAGreedy::splitAroundRegion(LiveInterval &VirtReg, unsigned PhysReg,
 534                                  const BitVector &LiveBundles,
 535                                  SmallVectorImpl<LiveInterval*> &NewVRegs) {
 536   DEBUG({
 537     dbgs() << "Splitting around region for " << PrintReg(PhysReg, TRI)
 538            << " with bundles";
 539     for (int i = LiveBundles.find_first(); i>=0; i = LiveBundles.find_next(i))
 540       dbgs() << " EB#" << i;
 541     dbgs() << ".\n";
 542   });
 543
 544   InterferenceCache::Cursor Intf(IntfCache, PhysReg);
 545   LiveRangeEdit LREdit(VirtReg, NewVRegs, this);
 546   SE->reset(LREdit);
 547
 548   // Create the main cross-block interval.
 549   SE->openIntv();
 550
 551   // First add all defs that are live out of a block.
 552   ArrayRef<SplitAnalysis::BlockInfo> UseBlocks = SA->getUseBlocks();
 553   for (unsigned i = 0; i != UseBlocks.size(); ++i) {
 554     const SplitAnalysis::BlockInfo &BI = UseBlocks[i];
 555     bool RegIn  = LiveBundles[Bundles->getBundle(BI.MBB->getNumber(), 0)];
 556     bool RegOut = LiveBundles[Bundles->getBundle(BI.MBB->getNumber(), 1)];
 557
 558     // Should the register be live out?
 559     if (!BI.LiveOut || !RegOut)
 560       continue;
 561
 562     SlotIndex Start, Stop;
 563     tie(Start, Stop) = Indexes->getMBBRange(BI.MBB);
 564     Intf.moveToBlock(BI.MBB->getNumber());
 565     DEBUG(dbgs() << "BB#" << BI.MBB->getNumber() << " -> EB#"
 566                  << Bundles->getBundle(BI.MBB->getNumber(), 1)
 567                  << " [" << Start << ';'
 568                  << SA->getLastSplitPoint(BI.MBB->getNumber()) << '-' << Stop
 569                  << ") intf [" << Intf.first() << ';' << Intf.last() << ')');
 570
 571     // The interference interval should either be invalid or overlap MBB.
 572     assert((!Intf.hasInterference() || Intf.first() < Stop)
 573            && "Bad interference");
 574     assert((!Intf.hasInterference() || Intf.last() > Start)
 575            && "Bad interference");
 576
 577     // Check interference leaving the block.
 578     if (!Intf.hasInterference()) {
 579       // Block is interference-free.
 580       DEBUG(dbgs() << ", no interference");
 581       if (!BI.LiveThrough) {
 582         DEBUG(dbgs() << ", not live-through.\n");
 583         SE->useIntv(SE->enterIntvBefore(BI.Def), Stop);
 584         continue;
 585       }
 586       if (!RegIn) {
 587         // Block is live-through, but entry bundle is on the stack.
 588         // Reload just before the first use.
 589         DEBUG(dbgs() << ", not live-in, enter before first use.\n");
 590         SE->useIntv(SE->enterIntvBefore(BI.FirstUse), Stop);
 591         continue;
 592       }
 593       DEBUG(dbgs() << ", live-through.\n");
 594       continue;
 595     }
 596
 597     // Block has interference.
 598     DEBUG(dbgs() << ", interference to " << Intf.last());
 599
 600     if (!BI.LiveThrough && Intf.last() <= BI.Def) {
 601       // The interference doesn't reach the outgoing segment.
 602       DEBUG(dbgs() << " doesn't affect def from " << BI.Def << '\n');
 603       SE->useIntv(BI.Def, Stop);
 604       continue;
 605     }
 606
 607     SlotIndex LastSplitPoint = SA->getLastSplitPoint(BI.MBB->getNumber());
 608     if (Intf.last().getBoundaryIndex() < BI.LastUse) {
 609       // There are interference-free uses at the end of the block.
 610       // Find the first use that can get the live-out register.
 611       SmallVectorImpl<SlotIndex>::const_iterator UI =
 612         std::lower_bound(SA->UseSlots.begin(), SA->UseSlots.end(),
 613                          Intf.last().getBoundaryIndex());
 614       assert(UI != SA->UseSlots.end() && "Couldn't find last use");
 615       SlotIndex Use = *UI;
 616       assert(Use <= BI.LastUse && "Couldn't find last use");
 617       // Only attempt a split befroe the last split point.
 618       if (Use.getBaseIndex() <= LastSplitPoint) {
 619         DEBUG(dbgs() << ", free use at " << Use << ".\n");
 620         SlotIndex SegStart = SE->enterIntvBefore(Use);
 621         assert(SegStart >= Intf.last() && "Couldn't avoid interference");
 622         assert(SegStart < LastSplitPoint && "Impossible split point");
 623         SE->useIntv(SegStart, Stop);
 624         continue;
 625       }
 626     }
 627
 628     // Interference is after the last use.
 629     DEBUG(dbgs() << " after last use.\n");
 630     SlotIndex SegStart = SE->enterIntvAtEnd(*BI.MBB);
 631     assert(SegStart >= Intf.last() && "Couldn't avoid interference");
 632   }
 633
 634   // Now all defs leading to live bundles are handled, do everything else.
 635   for (unsigned i = 0; i != UseBlocks.size(); ++i) {
 636     const SplitAnalysis::BlockInfo &BI = UseBlocks[i];
 637     bool RegIn  = LiveBundles[Bundles->getBundle(BI.MBB->getNumber(), 0)];
 638     bool RegOut = LiveBundles[Bundles->getBundle(BI.MBB->getNumber(), 1)];
 639
 640     // Is the register live-in?
 641     if (!BI.LiveIn || !RegIn)
 642       continue;
 643
 644     // We have an incoming register. Check for interference.
 645     SlotIndex Start, Stop;
 646     tie(Start, Stop) = Indexes->getMBBRange(BI.MBB);
 647     Intf.moveToBlock(BI.MBB->getNumber());
 648     DEBUG(dbgs() << "EB#" << Bundles->getBundle(BI.MBB->getNumber(), 0)
 649                  << " -> BB#" << BI.MBB->getNumber() << " [" << Start << ';'
 650                  << SA->getLastSplitPoint(BI.MBB->getNumber()) << '-' << Stop
 651                  << ')');
 652
 653     // Check interference entering the block.
 654     if (!Intf.hasInterference()) {
 655       // Block is interference-free.
 656       DEBUG(dbgs() << ", no interference");
 657       if (!BI.LiveThrough) {
 658         DEBUG(dbgs() << ", killed in block.\n");
 659         SE->useIntv(Start, SE->leaveIntvAfter(BI.Kill));
 660         continue;
 661       }
 662       if (!RegOut) {
 663         SlotIndex LastSplitPoint = SA->getLastSplitPoint(BI.MBB->getNumber());
 664         // Block is live-through, but exit bundle is on the stack.
 665         // Spill immediately after the last use.
 666         if (BI.LastUse < LastSplitPoint) {
 667           DEBUG(dbgs() << ", uses, stack-out.\n");
 668           SE->useIntv(Start, SE->leaveIntvAfter(BI.LastUse));
 669           continue;
 670         }
 671         // The last use is after the last split point, it is probably an
 672         // indirect jump.
 673         DEBUG(dbgs() << ", uses at " << BI.LastUse << " after split point "
 674                      << LastSplitPoint << ", stack-out.\n");
 675         SlotIndex SegEnd = SE->leaveIntvBefore(LastSplitPoint);
 676         SE->useIntv(Start, SegEnd);
 677         // Run a double interval from the split to the last use.
 678         // This makes it possible to spill the complement without affecting the
 679         // indirect branch.
 680         SE->overlapIntv(SegEnd, BI.LastUse);
 681         continue;
 682       }
 683       // Register is live-through.
 684       DEBUG(dbgs() << ", uses, live-through.\n");
 685       SE->useIntv(Start, Stop);
 686       continue;
 687     }
 688
 689     // Block has interference.
 690     DEBUG(dbgs() << ", interference from " << Intf.first());
 691
 692     if (!BI.LiveThrough && Intf.first() >= BI.Kill) {
 693       // The interference doesn't reach the outgoing segment.
 694       DEBUG(dbgs() << " doesn't affect kill at " << BI.Kill << '\n');
 695       SE->useIntv(Start, BI.Kill);
 696       continue;
 697     }
 698
 699     if (Intf.first().getBaseIndex() > BI.FirstUse) {
 700       // There are interference-free uses at the beginning of the block.
 701       // Find the last use that can get the register.
 702       SmallVectorImpl<SlotIndex>::const_iterator UI =
 703         std::lower_bound(SA->UseSlots.begin(), SA->UseSlots.end(),
 704                          Intf.first().getBaseIndex());
 705       assert(UI != SA->UseSlots.begin() && "Couldn't find first use");
 706       SlotIndex Use = (--UI)->getBoundaryIndex();
 707       DEBUG(dbgs() << ", free use at " << *UI << ".\n");
 708       SlotIndex SegEnd = SE->leaveIntvAfter(Use);
 709       assert(SegEnd <= Intf.first() && "Couldn't avoid interference");
 710       SE->useIntv(Start, SegEnd);
 711       continue;
 712     }
 713
 714     // Interference is before the first use.
 715     DEBUG(dbgs() << " before first use.\n");
 716     SlotIndex SegEnd = SE->leaveIntvAtTop(*BI.MBB);
 717     assert(SegEnd <= Intf.first() && "Couldn't avoid interference");
 718   }
 719
 720   // Handle live-through blocks.
 721   ArrayRef<unsigned> ThroughBlocks = SA->getThroughBlocks();
 722   for (unsigned i = 0; i != ThroughBlocks.size(); ++i) {
 723     unsigned Number = ThroughBlocks[i];
 724     bool RegIn  = LiveBundles[Bundles->getBundle(Number, 0)];
 725     bool RegOut = LiveBundles[Bundles->getBundle(Number, 1)];
 726     DEBUG(dbgs() << "Live through BB#" << Number << '\n');
 727     if (RegIn && RegOut) {
 728       Intf.moveToBlock(Number);
 729       if (!Intf.hasInterference()) {
 730         SE->useIntv(Indexes->getMBBStartIdx(Number),
 731                     Indexes->getMBBEndIdx(Number));
 732         continue;
 733       }
 734     }
 735     MachineBasicBlock *MBB = MF->getBlockNumbered(Number);
 736     if (RegIn)
 737       SE->leaveIntvAtTop(*MBB);
 738     if (RegOut)
 739       SE->enterIntvAtEnd(*MBB);
 740   }
 741
 742   SE->closeIntv();
 743
 744   // FIXME: Should we be more aggressive about splitting the stack region into
 745   // per-block segments? The current approach allows the stack region to
 746   // separate into connected components. Some components may be allocatable.
 747   SE->finish();
 748   ++NumGlobalSplits;
 749
 750   if (VerifyEnabled)
 751     MF->verify(this, "After splitting live range around region");
 752 }
 753
 754 unsigned RAGreedy::tryRegionSplit(LiveInterval &VirtReg, AllocationOrder &Order,
 755                                   SmallVectorImpl<LiveInterval*> &NewVRegs) {
 756   BitVector LiveBundles, BestBundles;
 757   float BestCost = 0;
 758   unsigned BestReg = 0;
 759
 760   Order.rewind();
 761   for (unsigned Cand = 0; unsigned PhysReg = Order.next(); ++Cand) {
 762     if (GlobalCand.size() <= Cand)
 763       GlobalCand.resize(Cand+1);
 764     GlobalCand[Cand].PhysReg = PhysReg;
 765
 766     float Cost = calcSplitConstraints(PhysReg);
 767     DEBUG(dbgs() << PrintReg(PhysReg, TRI) << "\tstatic = " << Cost);
 768     if (BestReg && Cost >= BestCost) {
 769       DEBUG(dbgs() << " higher.\n");
 770       continue;
 771     }
 772
 773     SpillPlacer->prepare(LiveBundles);
 774     SpillPlacer->addConstraints(SplitConstraints);
 775     SpillPlacer->finish();
 776
 777     // No live bundles, defer to splitSingleBlocks().
 778     if (!LiveBundles.any()) {
 779       DEBUG(dbgs() << " no bundles.\n");
 780       continue;
 781     }
 782
 783     Cost += calcGlobalSplitCost(LiveBundles);
 784     DEBUG({
 785       dbgs() << ", total = " << Cost << " with bundles";
 786       for (int i = LiveBundles.find_first(); i>=0; i = LiveBundles.find_next(i))
 787         dbgs() << " EB#" << i;
 788       dbgs() << ".\n";
 789     });
 790     if (!BestReg || Cost < BestCost) {
 791       BestReg = PhysReg;
 792       BestCost = 0.98f * Cost; // Prevent rounding effects.
 793       BestBundles.swap(LiveBundles);
 794     }
 795   }
 796
 797   if (!BestReg)
 798     return 0;
 799
 800   splitAroundRegion(VirtReg, BestReg, BestBundles, NewVRegs);
 801   setStage(NewVRegs.begin(), NewVRegs.end(), RS_Region);
 802   return 0;
 803 }
 804
 805
 806 //===----------------------------------------------------------------------===//
 807 //                             Local Splitting
 808 //===----------------------------------------------------------------------===//
 809
 810
 811 /// calcGapWeights - Compute the maximum spill weight that needs to be evicted
 812 /// in order to use PhysReg between two entries in SA->UseSlots.
 813 ///
 814 /// GapWeight[i] represents the gap between UseSlots[i] and UseSlots[i+1].
 815 ///
 816 void RAGreedy::calcGapWeights(unsigned PhysReg,
 817                               SmallVectorImpl<float> &GapWeight) {
 818   assert(SA->getUseBlocks().size() == 1 && "Not a local interval");
 819   const SplitAnalysis::BlockInfo &BI = SA->getUseBlocks().front();
 820   const SmallVectorImpl<SlotIndex> &Uses = SA->UseSlots;
 821   const unsigned NumGaps = Uses.size()-1;
 822
 823   // Start and end points for the interference check.
 824   SlotIndex StartIdx = BI.LiveIn ? BI.FirstUse.getBaseIndex() : BI.FirstUse;
 825   SlotIndex StopIdx = BI.LiveOut ? BI.LastUse.getBoundaryIndex() : BI.LastUse;
 826
 827   GapWeight.assign(NumGaps, 0.0f);
 828
 829   // Add interference from each overlapping register.
 830   for (const unsigned *AI = TRI->getOverlaps(PhysReg); *AI; ++AI) {
 831     if (!query(const_cast<LiveInterval&>(SA->getParent()), *AI)
 832            .checkInterference())
 833       continue;
 834
 835     // We know that VirtReg is a continuous interval from FirstUse to LastUse,
 836     // so we don't need InterferenceQuery.
 837     //
 838     // Interference that overlaps an instruction is counted in both gaps
 839     // surrounding the instruction. The exception is interference before
 840     // StartIdx and after StopIdx.
 841     //
 842     LiveIntervalUnion::SegmentIter IntI = PhysReg2LiveUnion[*AI].find(StartIdx);
 843     for (unsigned Gap = 0; IntI.valid() && IntI.start() < StopIdx; ++IntI) {
 844       // Skip the gaps before IntI.
 845       while (Uses[Gap+1].getBoundaryIndex() < IntI.start())
 846         if (++Gap == NumGaps)
 847           break;
 848       if (Gap == NumGaps)
 849         break;
 850
 851       // Update the gaps covered by IntI.
 852       const float weight = IntI.value()->weight;
 853       for (; Gap != NumGaps; ++Gap) {
 854         GapWeight[Gap] = std::max(GapWeight[Gap], weight);
 855         if (Uses[Gap+1].getBaseIndex() >= IntI.stop())
 856           break;
 857       }
 858       if (Gap == NumGaps)
 859         break;
 860     }
 861   }
 862 }
 863
 864 /// getPrevMappedIndex - Return the slot index of the last non-copy instruction
 865 /// before MI that has a slot index. If MI is the first mapped instruction in
 866 /// its block, return the block start index instead.
 867 ///
 868 SlotIndex RAGreedy::getPrevMappedIndex(const MachineInstr *MI) {
 869   assert(MI && "Missing MachineInstr");
 870   const MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
 871   MachineBasicBlock::const_iterator B = MBB->begin(), I = MI;
 872   while (I != B)
 873     if (!(--I)->isDebugValue() && !I->isCopy())
 874       return Indexes->getInstructionIndex(I);
 875   return Indexes->getMBBStartIdx(MBB);
 876 }
 877
 878 /// calcPrevSlots - Fill in the PrevSlot array with the index of the previous
 879 /// real non-copy instruction for each instruction in SA->UseSlots.
 880 ///
 881 void RAGreedy::calcPrevSlots() {
 882   const SmallVectorImpl<SlotIndex> &Uses = SA->UseSlots;
 883   PrevSlot.clear();
 884   PrevSlot.reserve(Uses.size());
 885   for (unsigned i = 0, e = Uses.size(); i != e; ++i) {
 886     const MachineInstr *MI = Indexes->getInstructionFromIndex(Uses[i]);
 887     PrevSlot.push_back(getPrevMappedIndex(MI).getDefIndex());
 888   }
 889 }
 890
 891 /// nextSplitPoint - Find the next index into SA->UseSlots > i such that it may
 892 /// be beneficial to split before UseSlots[i].
 893 ///
 894 /// 0 is always a valid split point
 895 unsigned RAGreedy::nextSplitPoint(unsigned i) {
 896   const SmallVectorImpl<SlotIndex> &Uses = SA->UseSlots;
 897   const unsigned Size = Uses.size();
 898   assert(i != Size && "No split points after the end");
 899   // Allow split before i when Uses[i] is not adjacent to the previous use.
 900   while (++i != Size && PrevSlot[i].getBaseIndex() <= Uses[i-1].getBaseIndex())
 901     ;
 902   return i;
 903 }
 904
 905 /// tryLocalSplit - Try to split VirtReg into smaller intervals inside its only
 906 /// basic block.
 907 ///
 908 unsigned RAGreedy::tryLocalSplit(LiveInterval &VirtReg, AllocationOrder &Order,
 909                                  SmallVectorImpl<LiveInterval*> &NewVRegs) {
 910   assert(SA->getUseBlocks().size() == 1 && "Not a local interval");
 911   const SplitAnalysis::BlockInfo &BI = SA->getUseBlocks().front();
 912
 913   // Note that it is possible to have an interval that is live-in or live-out
 914   // while only covering a single block - A phi-def can use undef values from
 915   // predecessors, and the block could be a single-block loop.
 916   // We don't bother doing anything clever about such a case, we simply assume
 917   // that the interval is continuous from FirstUse to LastUse. We should make
 918   // sure that we don't do anything illegal to such an interval, though.
 919
 920   const SmallVectorImpl<SlotIndex> &Uses = SA->UseSlots;
 921   if (Uses.size() <= 2)
 922     return 0;
 923   const unsigned NumGaps = Uses.size()-1;
 924
 925   DEBUG({
 926     dbgs() << "tryLocalSplit: ";
 927     for (unsigned i = 0, e = Uses.size(); i != e; ++i)
 928       dbgs() << ' ' << SA->UseSlots[i];
 929     dbgs() << '\n';
 930   });
 931
 932   // For every use, find the previous mapped non-copy instruction.
 933   // We use this to detect valid split points, and to estimate new interval
 934   // sizes.
 935   calcPrevSlots();
 936
 937   unsigned BestBefore = NumGaps;
 938   unsigned BestAfter = 0;
 939   float BestDiff = 0;
 940
 941   const float blockFreq = SpillPlacer->getBlockFrequency(BI.MBB->getNumber());
 942   SmallVector<float, 8> GapWeight;
 943
 944   Order.rewind();
 945   while (unsigned PhysReg = Order.next()) {
 946     // Keep track of the largest spill weight that would need to be evicted in
 947     // order to make use of PhysReg between UseSlots[i] and UseSlots[i+1].
 948     calcGapWeights(PhysReg, GapWeight);
 949
 950     // Try to find the best sequence of gaps to close.
 951     // The new spill weight must be larger than any gap interference.
 952
 953     // We will split before Uses[SplitBefore] and after Uses[SplitAfter].
 954     unsigned SplitBefore = 0, SplitAfter = nextSplitPoint(1) - 1;
 955
 956     // MaxGap should always be max(GapWeight[SplitBefore..SplitAfter-1]).
 957     // It is the spill weight that needs to be evicted.
 958     float MaxGap = GapWeight[0];
 959     for (unsigned i = 1; i != SplitAfter; ++i)
 960       MaxGap = std::max(MaxGap, GapWeight[i]);
 961
 962     for (;;) {
 963       // Live before/after split?
 964       const bool LiveBefore = SplitBefore != 0 || BI.LiveIn;
 965       const bool LiveAfter = SplitAfter != NumGaps || BI.LiveOut;
 966
 967       DEBUG(dbgs() << PrintReg(PhysReg, TRI) << ' '
 968                    << Uses[SplitBefore] << '-' << Uses[SplitAfter]
 969                    << " i=" << MaxGap);
 970
 971       // Stop before the interval gets so big we wouldn't be making progress.
 972       if (!LiveBefore && !LiveAfter) {
 973         DEBUG(dbgs() << " all\n");
 974         break;
 975       }
 976       // Should the interval be extended or shrunk?
 977       bool Shrink = true;
 978       if (MaxGap < HUGE_VALF) {
 979         // Estimate the new spill weight.
 980         //
 981         // Each instruction reads and writes the register, except the first
 982         // instr doesn't read when !FirstLive, and the last instr doesn't write
 983         // when !LastLive.
 984         //
 985         // We will be inserting copies before and after, so the total number of
 986         // reads and writes is 2 * EstUses.
 987         //
 988         const unsigned EstUses = 2*(SplitAfter - SplitBefore) +
 989                                  2*(LiveBefore + LiveAfter);
 990
 991         // Try to guess the size of the new interval. This should be trivial,
 992         // but the slot index of an inserted copy can be a lot smaller than the
 993         // instruction it is inserted before if there are many dead indexes
 994         // between them.
 995         //
 996         // We measure the distance from the instruction before SplitBefore to
 997         // get a conservative estimate.
 998         //
 999         // The final distance can still be different if inserting copies
1000         // triggers a slot index renumbering.
1001         //
1002         const float EstWeight = normalizeSpillWeight(blockFreq * EstUses,
1003                               PrevSlot[SplitBefore].distance(Uses[SplitAfter]));
1004         // Would this split be possible to allocate?
1005         // Never allocate all gaps, we wouldn't be making progress.
1006         float Diff = EstWeight - MaxGap;
1007         DEBUG(dbgs() << " w=" << EstWeight << " d=" << Diff);
1008         if (Diff > 0) {
1009           Shrink = false;
1010           if (Diff > BestDiff) {
1011             DEBUG(dbgs() << " (best)");
1012             BestDiff = Diff;
1013             BestBefore = SplitBefore;
1014             BestAfter = SplitAfter;
1015           }
1016         }
1017       }
1018
1019       // Try to shrink.
1020       if (Shrink) {
1021         SplitBefore = nextSplitPoint(SplitBefore);
1022         if (SplitBefore < SplitAfter) {
1023           DEBUG(dbgs() << " shrink\n");
1024           // Recompute the max when necessary.
1025           if (GapWeight[SplitBefore - 1] >= MaxGap) {
1026             MaxGap = GapWeight[SplitBefore];
1027             for (unsigned i = SplitBefore + 1; i != SplitAfter; ++i)
1028               MaxGap = std::max(MaxGap, GapWeight[i]);
1029           }
1030           continue;
1031         }
1032         MaxGap = 0;
1033       }
1034
1035       // Try to extend the interval.
1036       if (SplitAfter >= NumGaps) {
1037         DEBUG(dbgs() << " end\n");
1038         break;
1039       }
1040
1041       DEBUG(dbgs() << " extend\n");
1042       for (unsigned e = nextSplitPoint(SplitAfter + 1) - 1;
1043            SplitAfter != e; ++SplitAfter)
1044         MaxGap = std::max(MaxGap, GapWeight[SplitAfter]);
1045           continue;
1046     }
1047   }
1048
1049   // Didn't find any candidates?
1050   if (BestBefore == NumGaps)
1051     return 0;
1052
1053   DEBUG(dbgs() << "Best local split range: " << Uses[BestBefore]
1054                << '-' << Uses[BestAfter] << ", " << BestDiff
1055                << ", " << (BestAfter - BestBefore + 1) << " instrs\n");
1056
1057   LiveRangeEdit LREdit(VirtReg, NewVRegs, this);
1058   SE->reset(LREdit);
1059
1060   SE->openIntv();
1061   SlotIndex SegStart = SE->enterIntvBefore(Uses[BestBefore]);
1062   SlotIndex SegStop  = SE->leaveIntvAfter(Uses[BestAfter]);
1063   SE->useIntv(SegStart, SegStop);
1064   SE->closeIntv();
1065   SE->finish();
1066   setStage(NewVRegs.begin(), NewVRegs.end(), RS_Local);
1067   ++NumLocalSplits;
1068
1069   return 0;
1070 }
1071
1072 //===----------------------------------------------------------------------===//
1073 //                          Live Range Splitting
1074 //===----------------------------------------------------------------------===//
1075
1076 /// trySplit - Try to split VirtReg or one of its interferences, making it
1077 /// assignable.
1078 /// @return Physreg when VirtReg may be assigned and/or new NewVRegs.
1079 unsigned RAGreedy::trySplit(LiveInterval &VirtReg, AllocationOrder &Order,
1080                             SmallVectorImpl<LiveInterval*>&NewVRegs) {
1081   // Local intervals are handled separately.
1082   if (LIS->intervalIsInOneMBB(VirtReg)) {
1083     NamedRegionTimer T("Local Splitting", TimerGroupName, TimePassesIsEnabled);
1084     SA->analyze(&VirtReg);
1085     return tryLocalSplit(VirtReg, Order, NewVRegs);
1086   }
1087
1088   NamedRegionTimer T("Global Splitting", TimerGroupName, TimePassesIsEnabled);
1089
1090   // Don't iterate global splitting.
1091   // Move straight to spilling if this range was produced by a global split.
1092   LiveRangeStage Stage = getStage(VirtReg);
1093   if (Stage >= RS_Block)
1094     return 0;
1095
1096   SA->analyze(&VirtReg);
1097
1098   // First try to split around a region spanning multiple blocks.
1099   if (Stage < RS_Region) {
1100     unsigned PhysReg = tryRegionSplit(VirtReg, Order, NewVRegs);
1101     if (PhysReg || !NewVRegs.empty())
1102       return PhysReg;
1103   }
1104
1105   // Then isolate blocks with multiple uses.
1106   if (Stage < RS_Block) {
1107     SplitAnalysis::BlockPtrSet Blocks;
1108     if (SA->getMultiUseBlocks(Blocks)) {
1109       LiveRangeEdit LREdit(VirtReg, NewVRegs, this);
1110       SE->reset(LREdit);
1111       SE->splitSingleBlocks(Blocks);
1112       setStage(NewVRegs.begin(), NewVRegs.end(), RS_Block);
1113       if (VerifyEnabled)
1114         MF->verify(this, "After splitting live range around basic blocks");
1115     }
1116   }
1117
1118   // Don't assign any physregs.
1119   return 0;
1120 }
1121
1122
1123 //===----------------------------------------------------------------------===//
1124 //                            Main Entry Point
1125 //===----------------------------------------------------------------------===//
1126
1127 unsigned RAGreedy::selectOrSplit(LiveInterval &VirtReg,
1128                                  SmallVectorImpl<LiveInterval*> &NewVRegs) {
1129   // First try assigning a free register.
1130   AllocationOrder Order(VirtReg.reg, *VRM, ReservedRegs);
1131   while (unsigned PhysReg = Order.next()) {
1132     if (!checkPhysRegInterference(VirtReg, PhysReg))
1133       return PhysReg;
1134   }
1135
1136   if (unsigned PhysReg = tryEvict(VirtReg, Order, NewVRegs))
1137     return PhysReg;
1138
1139   assert(NewVRegs.empty() && "Cannot append to existing NewVRegs");
1140
1141   // The first time we see a live range, don't try to split or spill.
1142   // Wait until the second time, when all smaller ranges have been allocated.
1143   // This gives a better picture of the interference to split around.
1144   LiveRangeStage Stage = getStage(VirtReg);
1145   if (Stage == RS_First) {
1146     LRStage[VirtReg.reg] = RS_Second;
1147     DEBUG(dbgs() << "wait for second round\n");
1148     NewVRegs.push_back(&VirtReg);
1149     return 0;
1150   }
1151
1152   assert(Stage < RS_Spill && "Cannot allocate after spilling");
1153
1154   // Try splitting VirtReg or interferences.
1155   unsigned PhysReg = trySplit(VirtReg, Order, NewVRegs);
1156   if (PhysReg || !NewVRegs.empty())
1157     return PhysReg;
1158
1159   // Finally spill VirtReg itself.
1160   NamedRegionTimer T("Spiller", TimerGroupName, TimePassesIsEnabled);
1161   LiveRangeEdit LRE(VirtReg, NewVRegs, this);
1162   spiller().spill(LRE);
1163   setStage(NewVRegs.begin(), NewVRegs.end(), RS_Spill);
1164
1165   if (VerifyEnabled)
1166     MF->verify(this, "After spilling");
1167
1168   // The live virtual register requesting allocation was spilled, so tell
1169   // the caller not to allocate anything during this round.
1170   return 0;
1171 }
1172
1173 bool RAGreedy::runOnMachineFunction(MachineFunction &mf) {
1174   DEBUG(dbgs() << "********** GREEDY REGISTER ALLOCATION **********\n"
1175                << "********** Function: "
1176                << ((Value*)mf.getFunction())->getName() << '\n');
1177
1178   MF = &mf;
1179   if (VerifyEnabled)
1180     MF->verify(this, "Before greedy register allocator");
1181
1182   RegAllocBase::init(getAnalysis<VirtRegMap>(), getAnalysis<LiveIntervals>());
1183   Indexes = &getAnalysis<SlotIndexes>();
1184   DomTree = &getAnalysis<MachineDominatorTree>();
1185   ReservedRegs = TRI->getReservedRegs(*MF);
1186   SpillerInstance.reset(createInlineSpiller(*this, *MF, *VRM));
1187   Loops = &getAnalysis<MachineLoopInfo>();
1188   LoopRanges = &getAnalysis<MachineLoopRanges>();
1189   Bundles = &getAnalysis<EdgeBundles>();
1190   SpillPlacer = &getAnalysis<SpillPlacement>();
1191
1192   SA.reset(new SplitAnalysis(*VRM, *LIS, *Loops));
1193   SE.reset(new SplitEditor(*SA, *LIS, *VRM, *DomTree));
1194   LRStage.clear();
1195   LRStage.resize(MRI->getNumVirtRegs());
1196   IntfCache.init(MF, &PhysReg2LiveUnion[0], Indexes, TRI);
1197
1198   allocatePhysRegs();
1199   addMBBLiveIns(MF);
1200   LIS->addKillFlags();
1201
1202   // Run rewriter
1203   {
1204     NamedRegionTimer T("Rewriter", TimerGroupName, TimePassesIsEnabled);
1205     VRM->rewrite(Indexes);
1206   }
1207
1208   // Write out new DBG_VALUE instructions.
1209   getAnalysis<LiveDebugVariables>().emitDebugValues(VRM);
1210
1211   // The pass output is in VirtRegMap. Release all the transient data.
1212   releaseMemory();
1213
1214   return true;
1215 }