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
 418   // Reset interference dependent info.
 419   SplitConstraints.resize(SA->LiveBlocks.size());
 420   float StaticCost = 0;
 421   for (unsigned i = 0, e = SA->LiveBlocks.size(); i != e; ++i) {
 422     SplitAnalysis::BlockInfo &BI = SA->LiveBlocks[i];
 423     SpillPlacement::BlockConstraint &BC = SplitConstraints[i];
 424
 425     BC.Number = BI.MBB->getNumber();
 426     Intf.moveToBlock(BC.Number);
 427     BC.Entry = (BI.Uses && BI.LiveIn) ?
 428       SpillPlacement::PrefReg : SpillPlacement::DontCare;
 429     BC.Exit = (BI.Uses && BI.LiveOut) ?
 430       SpillPlacement::PrefReg : SpillPlacement::DontCare;
 431
 432     if (!Intf.hasInterference())
 433       continue;
 434
 435     // Number of spill code instructions to insert.
 436     unsigned Ins = 0;
 437
 438     // Interference for the live-in value.
 439     if (BI.LiveIn) {
 440       if (Intf.first() <= Indexes->getMBBStartIdx(BC.Number))
 441         BC.Entry = SpillPlacement::MustSpill, Ins += BI.Uses;
 442       else if (!BI.Uses)
 443         BC.Entry = SpillPlacement::PrefSpill;
 444       else if (Intf.first() < BI.FirstUse)
 445         BC.Entry = SpillPlacement::PrefSpill, ++Ins;
 446       else if (Intf.first() < (BI.LiveThrough ? BI.LastUse : BI.Kill))
 447         ++Ins;
 448     }
 449
 450     // Interference for the live-out value.
 451     if (BI.LiveOut) {
 452       if (Intf.last() >= SA->getLastSplitPoint(BC.Number))
 453         BC.Exit = SpillPlacement::MustSpill, Ins += BI.Uses;
 454       else if (!BI.Uses)
 455         BC.Exit = SpillPlacement::PrefSpill;
 456       else if (Intf.last() > BI.LastUse)
 457         BC.Exit = SpillPlacement::PrefSpill, ++Ins;
 458       else if (Intf.last() > (BI.LiveThrough ? BI.FirstUse : BI.Def))
 459         ++Ins;
 460     }
 461
 462     // Accumulate the total frequency of inserted spill code.
 463     if (Ins)
 464       StaticCost += Ins * SpillPlacer->getBlockFrequency(BC.Number);
 465   }
 466   return StaticCost;
 467 }
 468
 469
 470 /// calcGlobalSplitCost - Return the global split cost of following the split
 471 /// pattern in LiveBundles. This cost should be added to the local cost of the
 472 /// interference pattern in SplitConstraints.
 473 ///
 474 float RAGreedy::calcGlobalSplitCost(const BitVector &LiveBundles) {
 475   float GlobalCost = 0;
 476   for (unsigned i = 0, e = SA->LiveBlocks.size(); i != e; ++i) {
 477     SplitAnalysis::BlockInfo &BI = SA->LiveBlocks[i];
 478     SpillPlacement::BlockConstraint &BC = SplitConstraints[i];
 479     bool RegIn  = LiveBundles[Bundles->getBundle(BC.Number, 0)];
 480     bool RegOut = LiveBundles[Bundles->getBundle(BC.Number, 1)];
 481     unsigned Ins = 0;
 482
 483     if (!BI.Uses)
 484       Ins += RegIn != RegOut;
 485     else {
 486       if (BI.LiveIn)
 487         Ins += RegIn != (BC.Entry == SpillPlacement::PrefReg);
 488       if (BI.LiveOut)
 489         Ins += RegOut != (BC.Exit == SpillPlacement::PrefReg);
 490     }
 491     if (Ins)
 492       GlobalCost += Ins * SpillPlacer->getBlockFrequency(BC.Number);
 493   }
 494   return GlobalCost;
 495 }
 496
 497 /// splitAroundRegion - Split VirtReg around the region determined by
 498 /// LiveBundles. Make an effort to avoid interference from PhysReg.
 499 ///
 500 /// The 'register' interval is going to contain as many uses as possible while
 501 /// avoiding interference. The 'stack' interval is the complement constructed by
 502 /// SplitEditor. It will contain the rest.
 503 ///
 504 void RAGreedy::splitAroundRegion(LiveInterval &VirtReg, unsigned PhysReg,
 505                                  const BitVector &LiveBundles,
 506                                  SmallVectorImpl<LiveInterval*> &NewVRegs) {
 507   DEBUG({
 508     dbgs() << "Splitting around region for " << PrintReg(PhysReg, TRI)
 509            << " with bundles";
 510     for (int i = LiveBundles.find_first(); i>=0; i = LiveBundles.find_next(i))
 511       dbgs() << " EB#" << i;
 512     dbgs() << ".\n";
 513   });
 514
 515   InterferenceCache::Cursor Intf(IntfCache, PhysReg);
 516   LiveRangeEdit LREdit(VirtReg, NewVRegs, this);
 517   SE->reset(LREdit);
 518
 519   // Create the main cross-block interval.
 520   SE->openIntv();
 521
 522   // First add all defs that are live out of a block.
 523   for (unsigned i = 0, e = SA->LiveBlocks.size(); i != e; ++i) {
 524     SplitAnalysis::BlockInfo &BI = SA->LiveBlocks[i];
 525     bool RegIn  = LiveBundles[Bundles->getBundle(BI.MBB->getNumber(), 0)];
 526     bool RegOut = LiveBundles[Bundles->getBundle(BI.MBB->getNumber(), 1)];
 527
 528     // Should the register be live out?
 529     if (!BI.LiveOut || !RegOut)
 530       continue;
 531
 532     SlotIndex Start, Stop;
 533     tie(Start, Stop) = Indexes->getMBBRange(BI.MBB);
 534     Intf.moveToBlock(BI.MBB->getNumber());
 535     DEBUG(dbgs() << "BB#" << BI.MBB->getNumber() << " -> EB#"
 536                  << Bundles->getBundle(BI.MBB->getNumber(), 1)
 537                  << " [" << Start << ';'
 538                  << SA->getLastSplitPoint(BI.MBB->getNumber()) << '-' << Stop
 539                  << ") intf [" << Intf.first() << ';' << Intf.last() << ')');
 540
 541     // The interference interval should either be invalid or overlap MBB.
 542     assert((!Intf.hasInterference() || Intf.first() < Stop)
 543            && "Bad interference");
 544     assert((!Intf.hasInterference() || Intf.last() > Start)
 545            && "Bad interference");
 546
 547     // Check interference leaving the block.
 548     if (!Intf.hasInterference()) {
 549       // Block is interference-free.
 550       DEBUG(dbgs() << ", no interference");
 551       if (!BI.Uses) {
 552         assert(BI.LiveThrough && "No uses, but not live through block?");
 553         // Block is live-through without interference.
 554         DEBUG(dbgs() << ", no uses"
 555                      << (RegIn ? ", live-through.\n" : ", stack in.\n"));
 556         if (!RegIn)
 557           SE->enterIntvAtEnd(*BI.MBB);
 558         continue;
 559       }
 560       if (!BI.LiveThrough) {
 561         DEBUG(dbgs() << ", not live-through.\n");
 562         SE->useIntv(SE->enterIntvBefore(BI.Def), Stop);
 563         continue;
 564       }
 565       if (!RegIn) {
 566         // Block is live-through, but entry bundle is on the stack.
 567         // Reload just before the first use.
 568         DEBUG(dbgs() << ", not live-in, enter before first use.\n");
 569         SE->useIntv(SE->enterIntvBefore(BI.FirstUse), Stop);
 570         continue;
 571       }
 572       DEBUG(dbgs() << ", live-through.\n");
 573       continue;
 574     }
 575
 576     // Block has interference.
 577     DEBUG(dbgs() << ", interference to " << Intf.last());
 578
 579     if (!BI.LiveThrough && Intf.last() <= BI.Def) {
 580       // The interference doesn't reach the outgoing segment.
 581       DEBUG(dbgs() << " doesn't affect def from " << BI.Def << '\n');
 582       SE->useIntv(BI.Def, Stop);
 583       continue;
 584     }
 585
 586
 587     if (!BI.Uses) {
 588       // No uses in block, avoid interference by reloading as late as possible.
 589       DEBUG(dbgs() << ", no uses.\n");
 590       SlotIndex SegStart = SE->enterIntvAtEnd(*BI.MBB);
 591       assert(SegStart >= Intf.last() && "Couldn't avoid interference");
 592       continue;
 593     }
 594
 595     SlotIndex LastSplitPoint = SA->getLastSplitPoint(BI.MBB->getNumber());
 596     if (Intf.last().getBoundaryIndex() < BI.LastUse) {
 597       // There are interference-free uses at the end of the block.
 598       // Find the first use that can get the live-out register.
 599       SmallVectorImpl<SlotIndex>::const_iterator UI =
 600         std::lower_bound(SA->UseSlots.begin(), SA->UseSlots.end(),
 601                          Intf.last().getBoundaryIndex());
 602       assert(UI != SA->UseSlots.end() && "Couldn't find last use");
 603       SlotIndex Use = *UI;
 604       assert(Use <= BI.LastUse && "Couldn't find last use");
 605       // Only attempt a split befroe the last split point.
 606       if (Use.getBaseIndex() <= LastSplitPoint) {
 607         DEBUG(dbgs() << ", free use at " << Use << ".\n");
 608         SlotIndex SegStart = SE->enterIntvBefore(Use);
 609         assert(SegStart >= Intf.last() && "Couldn't avoid interference");
 610         assert(SegStart < LastSplitPoint && "Impossible split point");
 611         SE->useIntv(SegStart, Stop);
 612         continue;
 613       }
 614     }
 615
 616     // Interference is after the last use.
 617     DEBUG(dbgs() << " after last use.\n");
 618     SlotIndex SegStart = SE->enterIntvAtEnd(*BI.MBB);
 619     assert(SegStart >= Intf.last() && "Couldn't avoid interference");
 620   }
 621
 622   // Now all defs leading to live bundles are handled, do everything else.
 623   for (unsigned i = 0, e = SA->LiveBlocks.size(); i != e; ++i) {
 624     SplitAnalysis::BlockInfo &BI = SA->LiveBlocks[i];
 625     bool RegIn  = LiveBundles[Bundles->getBundle(BI.MBB->getNumber(), 0)];
 626     bool RegOut = LiveBundles[Bundles->getBundle(BI.MBB->getNumber(), 1)];
 627
 628     // Is the register live-in?
 629     if (!BI.LiveIn || !RegIn)
 630       continue;
 631
 632     // We have an incoming register. Check for interference.
 633     SlotIndex Start, Stop;
 634     tie(Start, Stop) = Indexes->getMBBRange(BI.MBB);
 635     Intf.moveToBlock(BI.MBB->getNumber());
 636     DEBUG(dbgs() << "EB#" << Bundles->getBundle(BI.MBB->getNumber(), 0)
 637                  << " -> BB#" << BI.MBB->getNumber() << " [" << Start << ';'
 638                  << SA->getLastSplitPoint(BI.MBB->getNumber()) << '-' << Stop
 639                  << ')');
 640
 641     // Check interference entering the block.
 642     if (!Intf.hasInterference()) {
 643       // Block is interference-free.
 644       DEBUG(dbgs() << ", no interference");
 645       if (!BI.Uses) {
 646         assert(BI.LiveThrough && "No uses, but not live through block?");
 647         // Block is live-through without interference.
 648         if (RegOut) {
 649           DEBUG(dbgs() << ", no uses, live-through.\n");
 650           SE->useIntv(Start, Stop);
 651         } else {
 652           DEBUG(dbgs() << ", no uses, stack-out.\n");
 653           SE->leaveIntvAtTop(*BI.MBB);
 654         }
 655         continue;
 656       }
 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 (!BI.Uses) {
 700       // No uses in block, avoid interference by spilling as soon as possible.
 701       DEBUG(dbgs() << ", no uses.\n");
 702       SlotIndex SegEnd = SE->leaveIntvAtTop(*BI.MBB);
 703       assert(SegEnd <= Intf.first() && "Couldn't avoid interference");
 704       continue;
 705     }
 706     if (Intf.first().getBaseIndex() > BI.FirstUse) {
 707       // There are interference-free uses at the beginning of the block.
 708       // Find the last use that can get the register.
 709       SmallVectorImpl<SlotIndex>::const_iterator UI =
 710         std::lower_bound(SA->UseSlots.begin(), SA->UseSlots.end(),
 711                          Intf.first().getBaseIndex());
 712       assert(UI != SA->UseSlots.begin() && "Couldn't find first use");
 713       SlotIndex Use = (--UI)->getBoundaryIndex();
 714       DEBUG(dbgs() << ", free use at " << *UI << ".\n");
 715       SlotIndex SegEnd = SE->leaveIntvAfter(Use);
 716       assert(SegEnd <= Intf.first() && "Couldn't avoid interference");
 717       SE->useIntv(Start, SegEnd);
 718       continue;
 719     }
 720
 721     // Interference is before the first use.
 722     DEBUG(dbgs() << " before first use.\n");
 723     SlotIndex SegEnd = SE->leaveIntvAtTop(*BI.MBB);
 724     assert(SegEnd <= Intf.first() && "Couldn't avoid interference");
 725   }
 726
 727   SE->closeIntv();
 728
 729   // FIXME: Should we be more aggressive about splitting the stack region into
 730   // per-block segments? The current approach allows the stack region to
 731   // separate into connected components. Some components may be allocatable.
 732   SE->finish();
 733   ++NumGlobalSplits;
 734
 735   if (VerifyEnabled)
 736     MF->verify(this, "After splitting live range around region");
 737 }
 738
 739 unsigned RAGreedy::tryRegionSplit(LiveInterval &VirtReg, AllocationOrder &Order,
 740                                   SmallVectorImpl<LiveInterval*> &NewVRegs) {
 741   BitVector LiveBundles, BestBundles;
 742   float BestCost = 0;
 743   unsigned BestReg = 0;
 744
 745   Order.rewind();
 746   for (unsigned Cand = 0; unsigned PhysReg = Order.next(); ++Cand) {
 747     if (GlobalCand.size() <= Cand)
 748       GlobalCand.resize(Cand+1);
 749     GlobalCand[Cand].PhysReg = PhysReg;
 750
 751     float Cost = calcSplitConstraints(PhysReg);
 752     DEBUG(dbgs() << PrintReg(PhysReg, TRI) << "\tstatic = " << Cost);
 753     if (BestReg && Cost >= BestCost) {
 754       DEBUG(dbgs() << " higher.\n");
 755       continue;
 756     }
 757
 758     SpillPlacer->placeSpills(SplitConstraints, LiveBundles);
 759     // No live bundles, defer to splitSingleBlocks().
 760     if (!LiveBundles.any()) {
 761       DEBUG(dbgs() << " no bundles.\n");
 762       continue;
 763     }
 764
 765     Cost += calcGlobalSplitCost(LiveBundles);
 766     DEBUG({
 767       dbgs() << ", total = " << Cost << " with bundles";
 768       for (int i = LiveBundles.find_first(); i>=0; i = LiveBundles.find_next(i))
 769         dbgs() << " EB#" << i;
 770       dbgs() << ".\n";
 771     });
 772     if (!BestReg || Cost < BestCost) {
 773       BestReg = PhysReg;
 774       BestCost = 0.98f * Cost; // Prevent rounding effects.
 775       BestBundles.swap(LiveBundles);
 776     }
 777   }
 778
 779   if (!BestReg)
 780     return 0;
 781
 782   splitAroundRegion(VirtReg, BestReg, BestBundles, NewVRegs);
 783   setStage(NewVRegs.begin(), NewVRegs.end(), RS_Region);
 784   return 0;
 785 }
 786
 787
 788 //===----------------------------------------------------------------------===//
 789 //                             Local Splitting
 790 //===----------------------------------------------------------------------===//
 791
 792
 793 /// calcGapWeights - Compute the maximum spill weight that needs to be evicted
 794 /// in order to use PhysReg between two entries in SA->UseSlots.
 795 ///
 796 /// GapWeight[i] represents the gap between UseSlots[i] and UseSlots[i+1].
 797 ///
 798 void RAGreedy::calcGapWeights(unsigned PhysReg,
 799                               SmallVectorImpl<float> &GapWeight) {
 800   assert(SA->LiveBlocks.size() == 1 && "Not a local interval");
 801   const SplitAnalysis::BlockInfo &BI = SA->LiveBlocks.front();
 802   const SmallVectorImpl<SlotIndex> &Uses = SA->UseSlots;
 803   const unsigned NumGaps = Uses.size()-1;
 804
 805   // Start and end points for the interference check.
 806   SlotIndex StartIdx = BI.LiveIn ? BI.FirstUse.getBaseIndex() : BI.FirstUse;
 807   SlotIndex StopIdx = BI.LiveOut ? BI.LastUse.getBoundaryIndex() : BI.LastUse;
 808
 809   GapWeight.assign(NumGaps, 0.0f);
 810
 811   // Add interference from each overlapping register.
 812   for (const unsigned *AI = TRI->getOverlaps(PhysReg); *AI; ++AI) {
 813     if (!query(const_cast<LiveInterval&>(SA->getParent()), *AI)
 814            .checkInterference())
 815       continue;
 816
 817     // We know that VirtReg is a continuous interval from FirstUse to LastUse,
 818     // so we don't need InterferenceQuery.
 819     //
 820     // Interference that overlaps an instruction is counted in both gaps
 821     // surrounding the instruction. The exception is interference before
 822     // StartIdx and after StopIdx.
 823     //
 824     LiveIntervalUnion::SegmentIter IntI = PhysReg2LiveUnion[*AI].find(StartIdx);
 825     for (unsigned Gap = 0; IntI.valid() && IntI.start() < StopIdx; ++IntI) {
 826       // Skip the gaps before IntI.
 827       while (Uses[Gap+1].getBoundaryIndex() < IntI.start())
 828         if (++Gap == NumGaps)
 829           break;
 830       if (Gap == NumGaps)
 831         break;
 832
 833       // Update the gaps covered by IntI.
 834       const float weight = IntI.value()->weight;
 835       for (; Gap != NumGaps; ++Gap) {
 836         GapWeight[Gap] = std::max(GapWeight[Gap], weight);
 837         if (Uses[Gap+1].getBaseIndex() >= IntI.stop())
 838           break;
 839       }
 840       if (Gap == NumGaps)
 841         break;
 842     }
 843   }
 844 }
 845
 846 /// getPrevMappedIndex - Return the slot index of the last non-copy instruction
 847 /// before MI that has a slot index. If MI is the first mapped instruction in
 848 /// its block, return the block start index instead.
 849 ///
 850 SlotIndex RAGreedy::getPrevMappedIndex(const MachineInstr *MI) {
 851   assert(MI && "Missing MachineInstr");
 852   const MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
 853   MachineBasicBlock::const_iterator B = MBB->begin(), I = MI;
 854   while (I != B)
 855     if (!(--I)->isDebugValue() && !I->isCopy())
 856       return Indexes->getInstructionIndex(I);
 857   return Indexes->getMBBStartIdx(MBB);
 858 }
 859
 860 /// calcPrevSlots - Fill in the PrevSlot array with the index of the previous
 861 /// real non-copy instruction for each instruction in SA->UseSlots.
 862 ///
 863 void RAGreedy::calcPrevSlots() {
 864   const SmallVectorImpl<SlotIndex> &Uses = SA->UseSlots;
 865   PrevSlot.clear();
 866   PrevSlot.reserve(Uses.size());
 867   for (unsigned i = 0, e = Uses.size(); i != e; ++i) {
 868     const MachineInstr *MI = Indexes->getInstructionFromIndex(Uses[i]);
 869     PrevSlot.push_back(getPrevMappedIndex(MI).getDefIndex());
 870   }
 871 }
 872
 873 /// nextSplitPoint - Find the next index into SA->UseSlots > i such that it may
 874 /// be beneficial to split before UseSlots[i].
 875 ///
 876 /// 0 is always a valid split point
 877 unsigned RAGreedy::nextSplitPoint(unsigned i) {
 878   const SmallVectorImpl<SlotIndex> &Uses = SA->UseSlots;
 879   const unsigned Size = Uses.size();
 880   assert(i != Size && "No split points after the end");
 881   // Allow split before i when Uses[i] is not adjacent to the previous use.
 882   while (++i != Size && PrevSlot[i].getBaseIndex() <= Uses[i-1].getBaseIndex())
 883     ;
 884   return i;
 885 }
 886
 887 /// tryLocalSplit - Try to split VirtReg into smaller intervals inside its only
 888 /// basic block.
 889 ///
 890 unsigned RAGreedy::tryLocalSplit(LiveInterval &VirtReg, AllocationOrder &Order,
 891                                  SmallVectorImpl<LiveInterval*> &NewVRegs) {
 892   assert(SA->LiveBlocks.size() == 1 && "Not a local interval");
 893   const SplitAnalysis::BlockInfo &BI = SA->LiveBlocks.front();
 894
 895   // Note that it is possible to have an interval that is live-in or live-out
 896   // while only covering a single block - A phi-def can use undef values from
 897   // predecessors, and the block could be a single-block loop.
 898   // We don't bother doing anything clever about such a case, we simply assume
 899   // that the interval is continuous from FirstUse to LastUse. We should make
 900   // sure that we don't do anything illegal to such an interval, though.
 901
 902   const SmallVectorImpl<SlotIndex> &Uses = SA->UseSlots;
 903   if (Uses.size() <= 2)
 904     return 0;
 905   const unsigned NumGaps = Uses.size()-1;
 906
 907   DEBUG({
 908     dbgs() << "tryLocalSplit: ";
 909     for (unsigned i = 0, e = Uses.size(); i != e; ++i)
 910       dbgs() << ' ' << SA->UseSlots[i];
 911     dbgs() << '\n';
 912   });
 913
 914   // For every use, find the previous mapped non-copy instruction.
 915   // We use this to detect valid split points, and to estimate new interval
 916   // sizes.
 917   calcPrevSlots();
 918
 919   unsigned BestBefore = NumGaps;
 920   unsigned BestAfter = 0;
 921   float BestDiff = 0;
 922
 923   const float blockFreq = SpillPlacer->getBlockFrequency(BI.MBB->getNumber());
 924   SmallVector<float, 8> GapWeight;
 925
 926   Order.rewind();
 927   while (unsigned PhysReg = Order.next()) {
 928     // Keep track of the largest spill weight that would need to be evicted in
 929     // order to make use of PhysReg between UseSlots[i] and UseSlots[i+1].
 930     calcGapWeights(PhysReg, GapWeight);
 931
 932     // Try to find the best sequence of gaps to close.
 933     // The new spill weight must be larger than any gap interference.
 934
 935     // We will split before Uses[SplitBefore] and after Uses[SplitAfter].
 936     unsigned SplitBefore = 0, SplitAfter = nextSplitPoint(1) - 1;
 937
 938     // MaxGap should always be max(GapWeight[SplitBefore..SplitAfter-1]).
 939     // It is the spill weight that needs to be evicted.
 940     float MaxGap = GapWeight[0];
 941     for (unsigned i = 1; i != SplitAfter; ++i)
 942       MaxGap = std::max(MaxGap, GapWeight[i]);
 943
 944     for (;;) {
 945       // Live before/after split?
 946       const bool LiveBefore = SplitBefore != 0 || BI.LiveIn;
 947       const bool LiveAfter = SplitAfter != NumGaps || BI.LiveOut;
 948
 949       DEBUG(dbgs() << PrintReg(PhysReg, TRI) << ' '
 950                    << Uses[SplitBefore] << '-' << Uses[SplitAfter]
 951                    << " i=" << MaxGap);
 952
 953       // Stop before the interval gets so big we wouldn't be making progress.
 954       if (!LiveBefore && !LiveAfter) {
 955         DEBUG(dbgs() << " all\n");
 956         break;
 957       }
 958       // Should the interval be extended or shrunk?
 959       bool Shrink = true;
 960       if (MaxGap < HUGE_VALF) {
 961         // Estimate the new spill weight.
 962         //
 963         // Each instruction reads and writes the register, except the first
 964         // instr doesn't read when !FirstLive, and the last instr doesn't write
 965         // when !LastLive.
 966         //
 967         // We will be inserting copies before and after, so the total number of
 968         // reads and writes is 2 * EstUses.
 969         //
 970         const unsigned EstUses = 2*(SplitAfter - SplitBefore) +
 971                                  2*(LiveBefore + LiveAfter);
 972
 973         // Try to guess the size of the new interval. This should be trivial,
 974         // but the slot index of an inserted copy can be a lot smaller than the
 975         // instruction it is inserted before if there are many dead indexes
 976         // between them.
 977         //
 978         // We measure the distance from the instruction before SplitBefore to
 979         // get a conservative estimate.
 980         //
 981         // The final distance can still be different if inserting copies
 982         // triggers a slot index renumbering.
 983         //
 984         const float EstWeight = normalizeSpillWeight(blockFreq * EstUses,
 985                               PrevSlot[SplitBefore].distance(Uses[SplitAfter]));
 986         // Would this split be possible to allocate?
 987         // Never allocate all gaps, we wouldn't be making progress.
 988         float Diff = EstWeight - MaxGap;
 989         DEBUG(dbgs() << " w=" << EstWeight << " d=" << Diff);
 990         if (Diff > 0) {
 991           Shrink = false;
 992           if (Diff > BestDiff) {
 993             DEBUG(dbgs() << " (best)");
 994             BestDiff = Diff;
 995             BestBefore = SplitBefore;
 996             BestAfter = SplitAfter;
 997           }
 998         }
 999       }
1000
1001       // Try to shrink.
1002       if (Shrink) {
1003         SplitBefore = nextSplitPoint(SplitBefore);
1004         if (SplitBefore < SplitAfter) {
1005           DEBUG(dbgs() << " shrink\n");
1006           // Recompute the max when necessary.
1007           if (GapWeight[SplitBefore - 1] >= MaxGap) {
1008             MaxGap = GapWeight[SplitBefore];
1009             for (unsigned i = SplitBefore + 1; i != SplitAfter; ++i)
1010               MaxGap = std::max(MaxGap, GapWeight[i]);
1011           }
1012           continue;
1013         }
1014         MaxGap = 0;
1015       }
1016
1017       // Try to extend the interval.
1018       if (SplitAfter >= NumGaps) {
1019         DEBUG(dbgs() << " end\n");
1020         break;
1021       }
1022
1023       DEBUG(dbgs() << " extend\n");
1024       for (unsigned e = nextSplitPoint(SplitAfter + 1) - 1;
1025            SplitAfter != e; ++SplitAfter)
1026         MaxGap = std::max(MaxGap, GapWeight[SplitAfter]);
1027           continue;
1028     }
1029   }
1030
1031   // Didn't find any candidates?
1032   if (BestBefore == NumGaps)
1033     return 0;
1034
1035   DEBUG(dbgs() << "Best local split range: " << Uses[BestBefore]
1036                << '-' << Uses[BestAfter] << ", " << BestDiff
1037                << ", " << (BestAfter - BestBefore + 1) << " instrs\n");
1038
1039   LiveRangeEdit LREdit(VirtReg, NewVRegs, this);
1040   SE->reset(LREdit);
1041
1042   SE->openIntv();
1043   SlotIndex SegStart = SE->enterIntvBefore(Uses[BestBefore]);
1044   SlotIndex SegStop  = SE->leaveIntvAfter(Uses[BestAfter]);
1045   SE->useIntv(SegStart, SegStop);
1046   SE->closeIntv();
1047   SE->finish();
1048   setStage(NewVRegs.begin(), NewVRegs.end(), RS_Local);
1049   ++NumLocalSplits;
1050
1051   return 0;
1052 }
1053
1054 //===----------------------------------------------------------------------===//
1055 //                          Live Range Splitting
1056 //===----------------------------------------------------------------------===//
1057
1058 /// trySplit - Try to split VirtReg or one of its interferences, making it
1059 /// assignable.
1060 /// @return Physreg when VirtReg may be assigned and/or new NewVRegs.
1061 unsigned RAGreedy::trySplit(LiveInterval &VirtReg, AllocationOrder &Order,
1062                             SmallVectorImpl<LiveInterval*>&NewVRegs) {
1063   // Local intervals are handled separately.
1064   if (LIS->intervalIsInOneMBB(VirtReg)) {
1065     NamedRegionTimer T("Local Splitting", TimerGroupName, TimePassesIsEnabled);
1066     SA->analyze(&VirtReg);
1067     return tryLocalSplit(VirtReg, Order, NewVRegs);
1068   }
1069
1070   NamedRegionTimer T("Global Splitting", TimerGroupName, TimePassesIsEnabled);
1071
1072   // Don't iterate global splitting.
1073   // Move straight to spilling if this range was produced by a global split.
1074   LiveRangeStage Stage = getStage(VirtReg);
1075   if (Stage >= RS_Block)
1076     return 0;
1077
1078   SA->analyze(&VirtReg);
1079
1080   // First try to split around a region spanning multiple blocks.
1081   if (Stage < RS_Region) {
1082     unsigned PhysReg = tryRegionSplit(VirtReg, Order, NewVRegs);
1083     if (PhysReg || !NewVRegs.empty())
1084       return PhysReg;
1085   }
1086
1087   // Then isolate blocks with multiple uses.
1088   if (Stage < RS_Block) {
1089     SplitAnalysis::BlockPtrSet Blocks;
1090     if (SA->getMultiUseBlocks(Blocks)) {
1091       LiveRangeEdit LREdit(VirtReg, NewVRegs, this);
1092       SE->reset(LREdit);
1093       SE->splitSingleBlocks(Blocks);
1094       setStage(NewVRegs.begin(), NewVRegs.end(), RS_Block);
1095       if (VerifyEnabled)
1096         MF->verify(this, "After splitting live range around basic blocks");
1097     }
1098   }
1099
1100   // Don't assign any physregs.
1101   return 0;
1102 }
1103
1104
1105 //===----------------------------------------------------------------------===//
1106 //                            Main Entry Point
1107 //===----------------------------------------------------------------------===//
1108
1109 unsigned RAGreedy::selectOrSplit(LiveInterval &VirtReg,
1110                                  SmallVectorImpl<LiveInterval*> &NewVRegs) {
1111   // First try assigning a free register.
1112   AllocationOrder Order(VirtReg.reg, *VRM, ReservedRegs);
1113   while (unsigned PhysReg = Order.next()) {
1114     if (!checkPhysRegInterference(VirtReg, PhysReg))
1115       return PhysReg;
1116   }
1117
1118   if (unsigned PhysReg = tryEvict(VirtReg, Order, NewVRegs))
1119     return PhysReg;
1120
1121   assert(NewVRegs.empty() && "Cannot append to existing NewVRegs");
1122
1123   // The first time we see a live range, don't try to split or spill.
1124   // Wait until the second time, when all smaller ranges have been allocated.
1125   // This gives a better picture of the interference to split around.
1126   LiveRangeStage Stage = getStage(VirtReg);
1127   if (Stage == RS_First) {
1128     LRStage[VirtReg.reg] = RS_Second;
1129     DEBUG(dbgs() << "wait for second round\n");
1130     NewVRegs.push_back(&VirtReg);
1131     return 0;
1132   }
1133
1134   assert(Stage < RS_Spill && "Cannot allocate after spilling");
1135
1136   // Try splitting VirtReg or interferences.
1137   unsigned PhysReg = trySplit(VirtReg, Order, NewVRegs);
1138   if (PhysReg || !NewVRegs.empty())
1139     return PhysReg;
1140
1141   // Finally spill VirtReg itself.
1142   NamedRegionTimer T("Spiller", TimerGroupName, TimePassesIsEnabled);
1143   LiveRangeEdit LRE(VirtReg, NewVRegs, this);
1144   spiller().spill(LRE);
1145   setStage(NewVRegs.begin(), NewVRegs.end(), RS_Spill);
1146
1147   if (VerifyEnabled)
1148     MF->verify(this, "After spilling");
1149
1150   // The live virtual register requesting allocation was spilled, so tell
1151   // the caller not to allocate anything during this round.
1152   return 0;
1153 }
1154
1155 bool RAGreedy::runOnMachineFunction(MachineFunction &mf) {
1156   DEBUG(dbgs() << "********** GREEDY REGISTER ALLOCATION **********\n"
1157                << "********** Function: "
1158                << ((Value*)mf.getFunction())->getName() << '\n');
1159
1160   MF = &mf;
1161   if (VerifyEnabled)
1162     MF->verify(this, "Before greedy register allocator");
1163
1164   RegAllocBase::init(getAnalysis<VirtRegMap>(), getAnalysis<LiveIntervals>());
1165   Indexes = &getAnalysis<SlotIndexes>();
1166   DomTree = &getAnalysis<MachineDominatorTree>();
1167   ReservedRegs = TRI->getReservedRegs(*MF);
1168   SpillerInstance.reset(createInlineSpiller(*this, *MF, *VRM));
1169   Loops = &getAnalysis<MachineLoopInfo>();
1170   LoopRanges = &getAnalysis<MachineLoopRanges>();
1171   Bundles = &getAnalysis<EdgeBundles>();
1172   SpillPlacer = &getAnalysis<SpillPlacement>();
1173
1174   SA.reset(new SplitAnalysis(*VRM, *LIS, *Loops));
1175   SE.reset(new SplitEditor(*SA, *LIS, *VRM, *DomTree));
1176   LRStage.clear();
1177   LRStage.resize(MRI->getNumVirtRegs());
1178   IntfCache.init(MF, &PhysReg2LiveUnion[0], Indexes, TRI);
1179
1180   allocatePhysRegs();
1181   addMBBLiveIns(MF);
1182   LIS->addKillFlags();
1183
1184   // Run rewriter
1185   {
1186     NamedRegionTimer T("Rewriter", TimerGroupName, TimePassesIsEnabled);
1187     VRM->rewrite(Indexes);
1188   }
1189
1190   // Write out new DBG_VALUE instructions.
1191   getAnalysis<LiveDebugVariables>().emitDebugValues(VRM);
1192
1193   // The pass output is in VirtRegMap. Release all the transient data.
1194   releaseMemory();
1195
1196   return true;
1197 }