lib/CodeGen/RegAllocLocal.cpp

   1 //===-- RegAllocLocal.cpp - A BasicBlock generic 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 register allocator allocates registers to a basic block at a time,
  11 // attempting to keep values in registers and reusing registers as appropriate.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #define DEBUG_TYPE "regalloc"
  16 #include "llvm/BasicBlock.h"
  17 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
  18 #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
  19 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  20 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  21 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
  22 #include "llvm/CodeGen/RegAllocRegistry.h"
  23 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  24 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  25 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  26 #include "llvm/Support/Debug.h"
  27 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  28 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  29 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  30 #include "llvm/ADT/IndexedMap.h"
  31 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
  32 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
  33 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  34 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  35 #include <algorithm>
  36 using namespace llvm;
  37
  38 STATISTIC(NumStores, "Number of stores added");
  39 STATISTIC(NumLoads , "Number of loads added");
  40
  41 static RegisterRegAlloc
  42   localRegAlloc("local", "local register allocator",
  43                 createLocalRegisterAllocator);
  44
  45 namespace {
  46   class RALocal : public MachineFunctionPass {
  47   public:
  48     static char ID;
  49     RALocal() : MachineFunctionPass(&ID), StackSlotForVirtReg(-1) {}
  50   private:
  51     const TargetMachine *TM;
  52     MachineFunction *MF;
  53     const TargetRegisterInfo *TRI;
  54     const TargetInstrInfo *TII;
  55
  56     // StackSlotForVirtReg - Maps virtual regs to the frame index where these
  57     // values are spilled.
  58     IndexedMap<int, VirtReg2IndexFunctor> StackSlotForVirtReg;
  59
  60     // Virt2PhysRegMap - This map contains entries for each virtual register
  61     // that is currently available in a physical register.
  62     IndexedMap<unsigned, VirtReg2IndexFunctor> Virt2PhysRegMap;
  63
  64     unsigned &getVirt2PhysRegMapSlot(unsigned VirtReg) {
  65       return Virt2PhysRegMap[VirtReg];
  66     }
  67
  68     // PhysRegsUsed - This array is effectively a map, containing entries for
  69     // each physical register that currently has a value (ie, it is in
  70     // Virt2PhysRegMap).  The value mapped to is the virtual register
  71     // corresponding to the physical register (the inverse of the
  72     // Virt2PhysRegMap), or 0.  The value is set to 0 if this register is pinned
  73     // because it is used by a future instruction, and to -2 if it is not
  74     // allocatable.  If the entry for a physical register is -1, then the
  75     // physical register is "not in the map".
  76     //
  77     std::vector<int> PhysRegsUsed;
  78
  79     // PhysRegsUseOrder - This contains a list of the physical registers that
  80     // currently have a virtual register value in them.  This list provides an
  81     // ordering of registers, imposing a reallocation order.  This list is only
  82     // used if all registers are allocated and we have to spill one, in which
  83     // case we spill the least recently used register.  Entries at the front of
  84     // the list are the least recently used registers, entries at the back are
  85     // the most recently used.
  86     //
  87     std::vector<unsigned> PhysRegsUseOrder;
  88
  89     // Virt2LastUseMap - This maps each virtual register to its last use
  90     // (MachineInstr*, operand index pair).
  91     IndexedMap<std::pair<MachineInstr*, unsigned>, VirtReg2IndexFunctor>
  92     Virt2LastUseMap;
  93
  94     std::pair<MachineInstr*,unsigned>& getVirtRegLastUse(unsigned Reg) {
  95       assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg) && "Illegal VirtReg!");
  96       return Virt2LastUseMap[Reg];
  97     }
  98
  99     // VirtRegModified - This bitset contains information about which virtual
 100     // registers need to be spilled back to memory when their registers are
 101     // scavenged.  If a virtual register has simply been rematerialized, there
 102     // is no reason to spill it to memory when we need the register back.
 103     //
 104     BitVector VirtRegModified;
 105
 106     // UsedInMultipleBlocks - Tracks whether a particular register is used in
 107     // more than one block.
 108     BitVector UsedInMultipleBlocks;
 109
 110     void markVirtRegModified(unsigned Reg, bool Val = true) {
 111       assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg) && "Illegal VirtReg!");
 112       Reg -= TargetRegisterInfo::FirstVirtualRegister;
 113       if (Val)
 114         VirtRegModified.set(Reg);
 115       else
 116         VirtRegModified.reset(Reg);
 117     }
 118
 119     bool isVirtRegModified(unsigned Reg) const {
 120       assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg) && "Illegal VirtReg!");
 121       assert(Reg - TargetRegisterInfo::FirstVirtualRegister < VirtRegModified.size()
 122              && "Illegal virtual register!");
 123       return VirtRegModified[Reg - TargetRegisterInfo::FirstVirtualRegister];
 124     }
 125
 126     void AddToPhysRegsUseOrder(unsigned Reg) {
 127       std::vector<unsigned>::iterator It =
 128         std::find(PhysRegsUseOrder.begin(), PhysRegsUseOrder.end(), Reg);
 129       if (It != PhysRegsUseOrder.end())
 130         PhysRegsUseOrder.erase(It);
 131       PhysRegsUseOrder.push_back(Reg);
 132     }
 133
 134     void MarkPhysRegRecentlyUsed(unsigned Reg) {
 135       if (PhysRegsUseOrder.empty() ||
 136           PhysRegsUseOrder.back() == Reg) return;  // Already most recently used
 137
 138       for (unsigned i = PhysRegsUseOrder.size(); i != 0; --i)
 139         if (areRegsEqual(Reg, PhysRegsUseOrder[i-1])) {
 140           unsigned RegMatch = PhysRegsUseOrder[i-1];       // remove from middle
 141           PhysRegsUseOrder.erase(PhysRegsUseOrder.begin()+i-1);
 142           // Add it to the end of the list
 143           PhysRegsUseOrder.push_back(RegMatch);
 144           if (RegMatch == Reg)
 145             return;    // Found an exact match, exit early
 146         }
 147     }
 148
 149   public:
 150     virtual const char *getPassName() const {
 151       return "Local Register Allocator";
 152     }
 153
 154     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
 155       AU.setPreservesCFG();
 156       AU.addRequiredID(PHIEliminationID);
 157       AU.addRequiredID(TwoAddressInstructionPassID);
 158       MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
 159     }
 160
 161   private:
 162     /// runOnMachineFunction - Register allocate the whole function
 163     bool runOnMachineFunction(MachineFunction &Fn);
 164
 165     /// AllocateBasicBlock - Register allocate the specified basic block.
 166     void AllocateBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB);
 167
 168
 169     /// areRegsEqual - This method returns true if the specified registers are
 170     /// related to each other.  To do this, it checks to see if they are equal
 171     /// or if the first register is in the alias set of the second register.
 172     ///
 173     bool areRegsEqual(unsigned R1, unsigned R2) const {
 174       if (R1 == R2) return true;
 175       for (const unsigned *AliasSet = TRI->getAliasSet(R2);
 176            *AliasSet; ++AliasSet) {
 177         if (*AliasSet == R1) return true;
 178       }
 179       return false;
 180     }
 181
 182     /// getStackSpaceFor - This returns the frame index of the specified virtual
 183     /// register on the stack, allocating space if necessary.
 184     int getStackSpaceFor(unsigned VirtReg, const TargetRegisterClass *RC);
 185
 186     /// removePhysReg - This method marks the specified physical register as no
 187     /// longer being in use.
 188     ///
 189     void removePhysReg(unsigned PhysReg);
 190
 191     /// spillVirtReg - This method spills the value specified by PhysReg into
 192     /// the virtual register slot specified by VirtReg.  It then updates the RA
 193     /// data structures to indicate the fact that PhysReg is now available.
 194     ///
 195     void spillVirtReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator MI,
 196                       unsigned VirtReg, unsigned PhysReg);
 197
 198     /// spillPhysReg - This method spills the specified physical register into
 199     /// the virtual register slot associated with it.  If OnlyVirtRegs is set to
 200     /// true, then the request is ignored if the physical register does not
 201     /// contain a virtual register.
 202     ///
 203     void spillPhysReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *I,
 204                       unsigned PhysReg, bool OnlyVirtRegs = false);
 205
 206     /// assignVirtToPhysReg - This method updates local state so that we know
 207     /// that PhysReg is the proper container for VirtReg now.  The physical
 208     /// register must not be used for anything else when this is called.
 209     ///
 210     void assignVirtToPhysReg(unsigned VirtReg, unsigned PhysReg);
 211
 212     /// isPhysRegAvailable - Return true if the specified physical register is
 213     /// free and available for use.  This also includes checking to see if
 214     /// aliased registers are all free...
 215     ///
 216     bool isPhysRegAvailable(unsigned PhysReg) const;
 217
 218     /// getFreeReg - Look to see if there is a free register available in the
 219     /// specified register class.  If not, return 0.
 220     ///
 221     unsigned getFreeReg(const TargetRegisterClass *RC);
 222
 223     /// getReg - Find a physical register to hold the specified virtual
 224     /// register.  If all compatible physical registers are used, this method
 225     /// spills the last used virtual register to the stack, and uses that
 226     /// register. If NoFree is true, that means the caller knows there isn't
 227     /// a free register, do not call getFreeReg().
 228     unsigned getReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *MI,
 229                     unsigned VirtReg, bool NoFree = false);
 230
 231     /// reloadVirtReg - This method transforms the specified virtual
 232     /// register use to refer to a physical register.  This method may do this
 233     /// in one of several ways: if the register is available in a physical
 234     /// register already, it uses that physical register.  If the value is not
 235     /// in a physical register, and if there are physical registers available,
 236     /// it loads it into a register: PhysReg if that is an available physical
 237     /// register, otherwise any physical register of the right class.
 238     /// If register pressure is high, and it is possible, it tries to fold the
 239     /// load of the virtual register into the instruction itself.  It avoids
 240     /// doing this if register pressure is low to improve the chance that
 241     /// subsequent instructions can use the reloaded value.  This method
 242     /// returns the modified instruction.
 243     ///
 244     MachineInstr *reloadVirtReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *MI,
 245                                 unsigned OpNum, SmallSet<unsigned, 4> &RRegs,
 246                                 unsigned PhysReg);
 247
 248     /// ComputeLocalLiveness - Computes liveness of registers within a basic
 249     /// block, setting the killed/dead flags as appropriate.
 250     void ComputeLocalLiveness(MachineBasicBlock& MBB);
 251
 252     void reloadPhysReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator &I,
 253                        unsigned PhysReg);
 254   };
 255   char RALocal::ID = 0;
 256 }
 257
 258 /// getStackSpaceFor - This allocates space for the specified virtual register
 259 /// to be held on the stack.
 260 int RALocal::getStackSpaceFor(unsigned VirtReg, const TargetRegisterClass *RC) {
 261   // Find the location Reg would belong...
 262   int SS = StackSlotForVirtReg[VirtReg];
 263   if (SS != -1)
 264     return SS;          // Already has space allocated?
 265
 266   // Allocate a new stack object for this spill location...
 267   int FrameIdx = MF->getFrameInfo()->CreateSpillStackObject(RC->getSize(),
 268                                                             RC->getAlignment());
 269
 270   // Assign the slot...
 271   StackSlotForVirtReg[VirtReg] = FrameIdx;
 272   return FrameIdx;
 273 }
 274
 275
 276 /// removePhysReg - This method marks the specified physical register as no
 277 /// longer being in use.
 278 ///
 279 void RALocal::removePhysReg(unsigned PhysReg) {
 280   PhysRegsUsed[PhysReg] = -1;      // PhyReg no longer used
 281
 282   std::vector<unsigned>::iterator It =
 283     std::find(PhysRegsUseOrder.begin(), PhysRegsUseOrder.end(), PhysReg);
 284   if (It != PhysRegsUseOrder.end())
 285     PhysRegsUseOrder.erase(It);
 286 }
 287
 288
 289 /// spillVirtReg - This method spills the value specified by PhysReg into the
 290 /// virtual register slot specified by VirtReg.  It then updates the RA data
 291 /// structures to indicate the fact that PhysReg is now available.
 292 ///
 293 void RALocal::spillVirtReg(MachineBasicBlock &MBB,
 294                            MachineBasicBlock::iterator I,
 295                            unsigned VirtReg, unsigned PhysReg) {
 296   assert(VirtReg && "Spilling a physical register is illegal!"
 297          " Must not have appropriate kill for the register or use exists beyond"
 298          " the intended one.");
 299   DEBUG(dbgs() << "  Spilling register " << TRI->getName(PhysReg)
 300                << " containing %reg" << VirtReg);
 301
 302   if (!isVirtRegModified(VirtReg)) {
 303     DEBUG(dbgs() << " which has not been modified, so no store necessary!");
 304     std::pair<MachineInstr*, unsigned> &LastUse = getVirtRegLastUse(VirtReg);
 305     if (LastUse.first)
 306       LastUse.first->getOperand(LastUse.second).setIsKill();
 307   } else {
 308     // Otherwise, there is a virtual register corresponding to this physical
 309     // register.  We only need to spill it into its stack slot if it has been
 310     // modified.
 311     const TargetRegisterClass *RC = MF->getRegInfo().getRegClass(VirtReg);
 312     int FrameIndex = getStackSpaceFor(VirtReg, RC);
 313     DEBUG(dbgs() << " to stack slot #" << FrameIndex);
 314     // If the instruction reads the register that's spilled, (e.g. this can
 315     // happen if it is a move to a physical register), then the spill
 316     // instruction is not a kill.
 317     bool isKill = !(I != MBB.end() && I->readsRegister(PhysReg));
 318     TII->storeRegToStackSlot(MBB, I, PhysReg, isKill, FrameIndex, RC);
 319     ++NumStores;   // Update statistics
 320   }
 321
 322   getVirt2PhysRegMapSlot(VirtReg) = 0;   // VirtReg no longer available
 323
 324   DEBUG(dbgs() << '\n');
 325   removePhysReg(PhysReg);
 326 }
 327
 328
 329 /// spillPhysReg - This method spills the specified physical register into the
 330 /// virtual register slot associated with it.  If OnlyVirtRegs is set to true,
 331 /// then the request is ignored if the physical register does not contain a
 332 /// virtual register.
 333 ///
 334 void RALocal::spillPhysReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *I,
 335                            unsigned PhysReg, bool OnlyVirtRegs) {
 336   if (PhysRegsUsed[PhysReg] != -1) {            // Only spill it if it's used!
 337     assert(PhysRegsUsed[PhysReg] != -2 && "Non allocable reg used!");
 338     if (PhysRegsUsed[PhysReg] || !OnlyVirtRegs)
 339       spillVirtReg(MBB, I, PhysRegsUsed[PhysReg], PhysReg);
 340   } else {
 341     // If the selected register aliases any other registers, we must make
 342     // sure that one of the aliases isn't alive.
 343     for (const unsigned *AliasSet = TRI->getAliasSet(PhysReg);
 344          *AliasSet; ++AliasSet)
 345       if (PhysRegsUsed[*AliasSet] != -1 &&     // Spill aliased register.
 346           PhysRegsUsed[*AliasSet] != -2)       // If allocatable.
 347           if (PhysRegsUsed[*AliasSet])
 348             spillVirtReg(MBB, I, PhysRegsUsed[*AliasSet], *AliasSet);
 349   }
 350 }
 351
 352
 353 /// assignVirtToPhysReg - This method updates local state so that we know
 354 /// that PhysReg is the proper container for VirtReg now.  The physical
 355 /// register must not be used for anything else when this is called.
 356 ///
 357 void RALocal::assignVirtToPhysReg(unsigned VirtReg, unsigned PhysReg) {
 358   assert(PhysRegsUsed[PhysReg] == -1 && "Phys reg already assigned!");
 359   // Update information to note the fact that this register was just used, and
 360   // it holds VirtReg.
 361   PhysRegsUsed[PhysReg] = VirtReg;
 362   getVirt2PhysRegMapSlot(VirtReg) = PhysReg;
 363   AddToPhysRegsUseOrder(PhysReg);   // New use of PhysReg
 364 }
 365
 366
 367 /// isPhysRegAvailable - Return true if the specified physical register is free
 368 /// and available for use.  This also includes checking to see if aliased
 369 /// registers are all free...
 370 ///
 371 bool RALocal::isPhysRegAvailable(unsigned PhysReg) const {
 372   if (PhysRegsUsed[PhysReg] != -1) return false;
 373
 374   // If the selected register aliases any other allocated registers, it is
 375   // not free!
 376   for (const unsigned *AliasSet = TRI->getAliasSet(PhysReg);
 377        *AliasSet; ++AliasSet)
 378     if (PhysRegsUsed[*AliasSet] >= 0) // Aliased register in use?
 379       return false;                    // Can't use this reg then.
 380   return true;
 381 }
 382
 383
 384 /// getFreeReg - Look to see if there is a free register available in the
 385 /// specified register class.  If not, return 0.
 386 ///
 387 unsigned RALocal::getFreeReg(const TargetRegisterClass *RC) {
 388   // Get iterators defining the range of registers that are valid to allocate in
 389   // this class, which also specifies the preferred allocation order.
 390   TargetRegisterClass::iterator RI = RC->allocation_order_begin(*MF);
 391   TargetRegisterClass::iterator RE = RC->allocation_order_end(*MF);
 392
 393   for (; RI != RE; ++RI)
 394     if (isPhysRegAvailable(*RI)) {       // Is reg unused?
 395       assert(*RI != 0 && "Cannot use register!");
 396       return *RI; // Found an unused register!
 397     }
 398   return 0;
 399 }
 400
 401
 402 /// getReg - Find a physical register to hold the specified virtual
 403 /// register.  If all compatible physical registers are used, this method spills
 404 /// the last used virtual register to the stack, and uses that register.
 405 ///
 406 unsigned RALocal::getReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *I,
 407                          unsigned VirtReg, bool NoFree) {
 408   const TargetRegisterClass *RC = MF->getRegInfo().getRegClass(VirtReg);
 409
 410   // First check to see if we have a free register of the requested type...
 411   unsigned PhysReg = NoFree ? 0 : getFreeReg(RC);
 412
 413   // If we didn't find an unused register, scavenge one now!
 414   if (PhysReg == 0) {
 415     assert(!PhysRegsUseOrder.empty() && "No allocated registers??");
 416
 417     // Loop over all of the preallocated registers from the least recently used
 418     // to the most recently used.  When we find one that is capable of holding
 419     // our register, use it.
 420     for (unsigned i = 0; PhysReg == 0; ++i) {
 421       assert(i != PhysRegsUseOrder.size() &&
 422              "Couldn't find a register of the appropriate class!");
 423
 424       unsigned R = PhysRegsUseOrder[i];
 425
 426       // We can only use this register if it holds a virtual register (ie, it
 427       // can be spilled).  Do not use it if it is an explicitly allocated
 428       // physical register!
 429       assert(PhysRegsUsed[R] != -1 &&
 430              "PhysReg in PhysRegsUseOrder, but is not allocated?");
 431       if (PhysRegsUsed[R] && PhysRegsUsed[R] != -2) {
 432         // If the current register is compatible, use it.
 433         if (RC->contains(R)) {
 434           PhysReg = R;
 435           break;
 436         } else {
 437           // If one of the registers aliased to the current register is
 438           // compatible, use it.
 439           for (const unsigned *AliasIt = TRI->getAliasSet(R);
 440                *AliasIt; ++AliasIt) {
 441             if (RC->contains(*AliasIt) &&
 442                 // If this is pinned down for some reason, don't use it.  For
 443                 // example, if CL is pinned, and we run across CH, don't use
 444                 // CH as justification for using scavenging ECX (which will
 445                 // fail).
 446                 PhysRegsUsed[*AliasIt] != 0 &&
 447
 448                 // Make sure the register is allocatable.  Don't allocate SIL on
 449                 // x86-32.
 450                 PhysRegsUsed[*AliasIt] != -2) {
 451               PhysReg = *AliasIt;    // Take an aliased register
 452               break;
 453             }
 454           }
 455         }
 456       }
 457     }
 458
 459     assert(PhysReg && "Physical register not assigned!?!?");
 460
 461     // At this point PhysRegsUseOrder[i] is the least recently used register of
 462     // compatible register class.  Spill it to memory and reap its remains.
 463     spillPhysReg(MBB, I, PhysReg);
 464   }
 465
 466   // Now that we know which register we need to assign this to, do it now!
 467   assignVirtToPhysReg(VirtReg, PhysReg);
 468   return PhysReg;
 469 }
 470
 471
 472 /// reloadVirtReg - This method transforms the specified virtual
 473 /// register use to refer to a physical register.  This method may do this in
 474 /// one of several ways: if the register is available in a physical register
 475 /// already, it uses that physical register.  If the value is not in a physical
 476 /// register, and if there are physical registers available, it loads it into a
 477 /// register: PhysReg if that is an available physical register, otherwise any
 478 /// register.  If register pressure is high, and it is possible, it tries to
 479 /// fold the load of the virtual register into the instruction itself.  It
 480 /// avoids doing this if register pressure is low to improve the chance that
 481 /// subsequent instructions can use the reloaded value.  This method returns
 482 /// the modified instruction.
 483 ///
 484 MachineInstr *RALocal::reloadVirtReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *MI,
 485                                      unsigned OpNum,
 486                                      SmallSet<unsigned, 4> &ReloadedRegs,
 487                                      unsigned PhysReg) {
 488   unsigned VirtReg = MI->getOperand(OpNum).getReg();
 489
 490   // If the virtual register is already available, just update the instruction
 491   // and return.
 492   if (unsigned PR = getVirt2PhysRegMapSlot(VirtReg)) {
 493     MI->getOperand(OpNum).setReg(PR);  // Assign the input register
 494     if (!MI->isDebugValue()) {
 495       // Do not do these for DBG_VALUE as they can affect codegen.
 496       MarkPhysRegRecentlyUsed(PR);       // Already have this value available!
 497       getVirtRegLastUse(VirtReg) = std::make_pair(MI, OpNum);
 498     }
 499     return MI;
 500   }
 501
 502   // Otherwise, we need to fold it into the current instruction, or reload it.
 503   // If we have registers available to hold the value, use them.
 504   const TargetRegisterClass *RC = MF->getRegInfo().getRegClass(VirtReg);
 505   // If we already have a PhysReg (this happens when the instruction is a
 506   // reg-to-reg copy with a PhysReg destination) use that.
 507   if (!PhysReg || !TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(PhysReg) ||
 508       !isPhysRegAvailable(PhysReg))
 509     PhysReg = getFreeReg(RC);
 510   int FrameIndex = getStackSpaceFor(VirtReg, RC);
 511
 512   if (PhysReg) {   // Register is available, allocate it!
 513     assignVirtToPhysReg(VirtReg, PhysReg);
 514   } else {         // No registers available.
 515     // Force some poor hapless value out of the register file to
 516     // make room for the new register, and reload it.
 517     PhysReg = getReg(MBB, MI, VirtReg, true);
 518   }
 519
 520   markVirtRegModified(VirtReg, false);   // Note that this reg was just reloaded
 521
 522   DEBUG(dbgs() << "  Reloading %reg" << VirtReg << " into "
 523                << TRI->getName(PhysReg) << "\n");
 524
 525   // Add move instruction(s)
 526   TII->loadRegFromStackSlot(MBB, MI, PhysReg, FrameIndex, RC);
 527   ++NumLoads;    // Update statistics
 528
 529   MF->getRegInfo().setPhysRegUsed(PhysReg);
 530   MI->getOperand(OpNum).setReg(PhysReg);  // Assign the input register
 531   getVirtRegLastUse(VirtReg) = std::make_pair(MI, OpNum);
 532
 533   if (!ReloadedRegs.insert(PhysReg)) {
 534     std::string msg;
 535     raw_string_ostream Msg(msg);
 536     Msg << "Ran out of registers during register allocation!";
 537     if (MI->isInlineAsm()) {
 538       Msg << "\nPlease check your inline asm statement for invalid "
 539            << "constraints:\n";
 540       MI->print(Msg, TM);
 541     }
 542     llvm_report_error(Msg.str());
 543   }
 544   for (const unsigned *SubRegs = TRI->getSubRegisters(PhysReg);
 545        *SubRegs; ++SubRegs) {
 546     if (!ReloadedRegs.insert(*SubRegs)) {
 547       std::string msg;
 548       raw_string_ostream Msg(msg);
 549       Msg << "Ran out of registers during register allocation!";
 550       if (MI->isInlineAsm()) {
 551         Msg << "\nPlease check your inline asm statement for invalid "
 552              << "constraints:\n";
 553         MI->print(Msg, TM);
 554       }
 555       llvm_report_error(Msg.str());
 556     }
 557   }
 558
 559   return MI;
 560 }
 561
 562 /// isReadModWriteImplicitKill - True if this is an implicit kill for a
 563 /// read/mod/write register, i.e. update partial register.
 564 static bool isReadModWriteImplicitKill(MachineInstr *MI, unsigned Reg) {
 565   for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 566     MachineOperand& MO = MI->getOperand(i);
 567     if (MO.isReg() && MO.getReg() == Reg && MO.isImplicit() &&
 568         MO.isDef() && !MO.isDead())
 569       return true;
 570   }
 571   return false;
 572 }
 573
 574 /// isReadModWriteImplicitDef - True if this is an implicit def for a
 575 /// read/mod/write register, i.e. update partial register.
 576 static bool isReadModWriteImplicitDef(MachineInstr *MI, unsigned Reg) {
 577   for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 578     MachineOperand& MO = MI->getOperand(i);
 579     if (MO.isReg() && MO.getReg() == Reg && MO.isImplicit() &&
 580         !MO.isDef() && MO.isKill())
 581       return true;
 582   }
 583   return false;
 584 }
 585
 586 // precedes - Helper function to determine with MachineInstr A
 587 // precedes MachineInstr B within the same MBB.
 588 static bool precedes(MachineBasicBlock::iterator A,
 589                      MachineBasicBlock::iterator B) {
 590   if (A == B)
 591     return false;
 592
 593   MachineBasicBlock::iterator I = A->getParent()->begin();
 594   while (I != A->getParent()->end()) {
 595     if (I == A)
 596       return true;
 597     else if (I == B)
 598       return false;
 599
 600     ++I;
 601   }
 602
 603   return false;
 604 }
 605
 606 /// ComputeLocalLiveness - Computes liveness of registers within a basic
 607 /// block, setting the killed/dead flags as appropriate.
 608 void RALocal::ComputeLocalLiveness(MachineBasicBlock& MBB) {
 609   MachineRegisterInfo& MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
 610   // Keep track of the most recently seen previous use or def of each reg,
 611   // so that we can update them with dead/kill markers.
 612   DenseMap<unsigned, std::pair<MachineInstr*, unsigned> > LastUseDef;
 613   for (MachineBasicBlock::iterator I = MBB.begin(), E = MBB.end();
 614        I != E; ++I) {
 615     if (I->isDebugValue())
 616       continue;
 617     for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 618       MachineOperand& MO = I->getOperand(i);
 619       // Uses don't trigger any flags, but we need to save
 620       // them for later.  Also, we have to process these
 621       // _before_ processing the defs, since an instr
 622       // uses regs before it defs them.
 623       if (MO.isReg() && MO.getReg() && MO.isUse()) {
 624         LastUseDef[MO.getReg()] = std::make_pair(I, i);
 625
 626
 627         if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(MO.getReg())) continue;
 628
 629         const unsigned* Aliases = TRI->getAliasSet(MO.getReg());
 630         if (Aliases) {
 631           while (*Aliases) {
 632             DenseMap<unsigned, std::pair<MachineInstr*, unsigned> >::iterator
 633               alias = LastUseDef.find(*Aliases);
 634
 635             if (alias != LastUseDef.end() && alias->second.first != I)
 636               LastUseDef[*Aliases] = std::make_pair(I, i);
 637
 638             ++Aliases;
 639           }
 640         }
 641       }
 642     }
 643
 644     for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 645       MachineOperand& MO = I->getOperand(i);
 646       // Defs others than 2-addr redefs _do_ trigger flag changes:
 647       //   - A def followed by a def is dead
 648       //   - A use followed by a def is a kill
 649       if (MO.isReg() && MO.getReg() && MO.isDef()) {
 650         DenseMap<unsigned, std::pair<MachineInstr*, unsigned> >::iterator
 651           last = LastUseDef.find(MO.getReg());
 652         if (last != LastUseDef.end()) {
 653           // Check if this is a two address instruction.  If so, then
 654           // the def does not kill the use.
 655           if (last->second.first == I &&
 656               I->isRegTiedToUseOperand(i))
 657             continue;
 658
 659           MachineOperand& lastUD =
 660                       last->second.first->getOperand(last->second.second);
 661           if (lastUD.isDef())
 662             lastUD.setIsDead(true);
 663           else
 664             lastUD.setIsKill(true);
 665         }
 666
 667         LastUseDef[MO.getReg()] = std::make_pair(I, i);
 668       }
 669     }
 670   }
 671
 672   // Live-out (of the function) registers contain return values of the function,
 673   // so we need to make sure they are alive at return time.
 674   if (!MBB.empty() && MBB.back().getDesc().isReturn()) {
 675     MachineInstr* Ret = &MBB.back();
 676     for (MachineRegisterInfo::liveout_iterator
 677          I = MF->getRegInfo().liveout_begin(),
 678          E = MF->getRegInfo().liveout_end(); I != E; ++I)
 679       if (!Ret->readsRegister(*I)) {
 680         Ret->addOperand(MachineOperand::CreateReg(*I, false, true));
 681         LastUseDef[*I] = std::make_pair(Ret, Ret->getNumOperands()-1);
 682       }
 683   }
 684
 685   // Finally, loop over the final use/def of each reg
 686   // in the block and determine if it is dead.
 687   for (DenseMap<unsigned, std::pair<MachineInstr*, unsigned> >::iterator
 688        I = LastUseDef.begin(), E = LastUseDef.end(); I != E; ++I) {
 689     MachineInstr* MI = I->second.first;
 690     unsigned idx = I->second.second;
 691     MachineOperand& MO = MI->getOperand(idx);
 692
 693     bool isPhysReg = TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(MO.getReg());
 694
 695     // A crude approximation of "live-out" calculation
 696     bool usedOutsideBlock = isPhysReg ? false :
 697           UsedInMultipleBlocks.test(MO.getReg() -
 698                                     TargetRegisterInfo::FirstVirtualRegister);
 699     if (!isPhysReg && !usedOutsideBlock) {
 700       // DBG_VALUE complicates this:  if the only refs of a register outside
 701       // this block are DBG_VALUE, we can't keep the reg live just for that,
 702       // as it will cause the reg to be spilled at the end of this block when
 703       // it wouldn't have been otherwise.  Nullify the DBG_VALUEs when that
 704       // happens.
 705       bool UsedByDebugValueOnly = false;
 706       for (MachineRegisterInfo::reg_iterator UI = MRI.reg_begin(MO.getReg()),
 707            UE = MRI.reg_end(); UI != UE; ++UI)
 708         // Two cases:
 709         // - used in another block
 710         // - used in the same block before it is defined (loop)
 711         if (UI->getParent() != &MBB ||
 712             (MO.isDef() && UI.getOperand().isUse() && precedes(&*UI, MI))) {
 713           if (UI->isDebugValue()) {
 714             UsedByDebugValueOnly = true;
 715             continue;
 716           }
 717           // A non-DBG_VALUE use means we can leave DBG_VALUE uses alone.
 718           UsedInMultipleBlocks.set(MO.getReg() -
 719                                    TargetRegisterInfo::FirstVirtualRegister);
 720           usedOutsideBlock = true;
 721           UsedByDebugValueOnly = false;
 722           break;
 723         }
 724       if (UsedByDebugValueOnly)
 725         for (MachineRegisterInfo::reg_iterator UI = MRI.reg_begin(MO.getReg()),
 726              UE = MRI.reg_end(); UI != UE; ++UI)
 727           if (UI->isDebugValue() &&
 728               (UI->getParent() != &MBB ||
 729                (MO.isDef() && precedes(&*UI, MI))))
 730             UI.getOperand().setReg(0U);
 731     }
 732
 733     // Physical registers and those that are not live-out of the block
 734     // are killed/dead at their last use/def within this block.
 735     if (isPhysReg || !usedOutsideBlock) {
 736       if (MO.isUse()) {
 737         // Don't mark uses that are tied to defs as kills.
 738         if (!MI->isRegTiedToDefOperand(idx))
 739           MO.setIsKill(true);
 740       } else
 741         MO.setIsDead(true);
 742     }
 743   }
 744 }
 745
 746 void RALocal::AllocateBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
 747   // loop over each instruction
 748   MachineBasicBlock::iterator MII = MBB.begin();
 749
 750   DEBUG({
 751       const BasicBlock *LBB = MBB.getBasicBlock();
 752       if (LBB)
 753         dbgs() << "\nStarting RegAlloc of BB: " << LBB->getName();
 754     });
 755
 756   // Add live-in registers as active.
 757   for (MachineBasicBlock::livein_iterator I = MBB.livein_begin(),
 758          E = MBB.livein_end(); I != E; ++I) {
 759     unsigned Reg = *I;
 760     MF->getRegInfo().setPhysRegUsed(Reg);
 761     PhysRegsUsed[Reg] = 0;            // It is free and reserved now
 762     AddToPhysRegsUseOrder(Reg);
 763     for (const unsigned *SubRegs = TRI->getSubRegisters(Reg);
 764          *SubRegs; ++SubRegs) {
 765       if (PhysRegsUsed[*SubRegs] != -2) {
 766         AddToPhysRegsUseOrder(*SubRegs);
 767         PhysRegsUsed[*SubRegs] = 0;  // It is free and reserved now
 768         MF->getRegInfo().setPhysRegUsed(*SubRegs);
 769       }
 770     }
 771   }
 772
 773   ComputeLocalLiveness(MBB);
 774
 775   // Otherwise, sequentially allocate each instruction in the MBB.
 776   while (MII != MBB.end()) {
 777     MachineInstr *MI = MII++;
 778     const TargetInstrDesc &TID = MI->getDesc();
 779     DEBUG({
 780         dbgs() << "\nStarting RegAlloc of: " << *MI;
 781         dbgs() << "  Regs have values: ";
 782         for (unsigned i = 0; i != TRI->getNumRegs(); ++i)
 783           if (PhysRegsUsed[i] != -1 && PhysRegsUsed[i] != -2)
 784             dbgs() << "[" << TRI->getName(i)
 785                    << ",%reg" << PhysRegsUsed[i] << "] ";
 786         dbgs() << '\n';
 787       });
 788
 789     // Determine whether this is a copy instruction.  The cases where the
 790     // source or destination are phys regs are handled specially.
 791     unsigned SrcCopyReg, DstCopyReg, SrcCopySubReg, DstCopySubReg;
 792     unsigned SrcCopyPhysReg = 0U;
 793     bool isCopy = TII->isMoveInstr(*MI, SrcCopyReg, DstCopyReg,
 794                                    SrcCopySubReg, DstCopySubReg);
 795     if (isCopy && TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(SrcCopyReg))
 796       SrcCopyPhysReg = getVirt2PhysRegMapSlot(SrcCopyReg);
 797
 798     // Loop over the implicit uses, making sure that they are at the head of the
 799     // use order list, so they don't get reallocated.
 800     if (TID.ImplicitUses) {
 801       for (const unsigned *ImplicitUses = TID.ImplicitUses;
 802            *ImplicitUses; ++ImplicitUses)
 803         MarkPhysRegRecentlyUsed(*ImplicitUses);
 804     }
 805
 806     SmallVector<unsigned, 8> Kills;
 807     for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 808       MachineOperand& MO = MI->getOperand(i);
 809       if (MO.isReg() && MO.isKill()) {
 810         if (!MO.isImplicit())
 811           Kills.push_back(MO.getReg());
 812         else if (!isReadModWriteImplicitKill(MI, MO.getReg()))
 813           // These are extra physical register kills when a sub-register
 814           // is defined (def of a sub-register is a read/mod/write of the
 815           // larger registers). Ignore.
 816           Kills.push_back(MO.getReg());
 817       }
 818     }
 819
 820     // If any physical regs are earlyclobber, spill any value they might
 821     // have in them, then mark them unallocatable.
 822     // If any virtual regs are earlyclobber, allocate them now (before
 823     // freeing inputs that are killed).
 824     if (MI->isInlineAsm()) {
 825       for (unsigned i = 0; i != MI->getNumOperands(); ++i) {
 826         MachineOperand& MO = MI->getOperand(i);
 827         if (MO.isReg() && MO.isDef() && MO.isEarlyClobber() &&
 828             MO.getReg()) {
 829           if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(MO.getReg())) {
 830             unsigned DestVirtReg = MO.getReg();
 831             unsigned DestPhysReg;
 832
 833             // If DestVirtReg already has a value, use it.
 834             if (!(DestPhysReg = getVirt2PhysRegMapSlot(DestVirtReg)))
 835               DestPhysReg = getReg(MBB, MI, DestVirtReg);
 836             MF->getRegInfo().setPhysRegUsed(DestPhysReg);
 837             markVirtRegModified(DestVirtReg);
 838             getVirtRegLastUse(DestVirtReg) =
 839                    std::make_pair((MachineInstr*)0, 0);
 840             DEBUG(dbgs() << "  Assigning " << TRI->getName(DestPhysReg)
 841                          << " to %reg" << DestVirtReg << "\n");
 842             MO.setReg(DestPhysReg);  // Assign the earlyclobber register
 843           } else {
 844             unsigned Reg = MO.getReg();
 845             if (PhysRegsUsed[Reg] == -2) continue;  // Something like ESP.
 846             // These are extra physical register defs when a sub-register
 847             // is defined (def of a sub-register is a read/mod/write of the
 848             // larger registers). Ignore.
 849             if (isReadModWriteImplicitDef(MI, MO.getReg())) continue;
 850
 851             MF->getRegInfo().setPhysRegUsed(Reg);
 852             spillPhysReg(MBB, MI, Reg, true); // Spill any existing value in reg
 853             PhysRegsUsed[Reg] = 0;            // It is free and reserved now
 854             AddToPhysRegsUseOrder(Reg);
 855
 856             for (const unsigned *SubRegs = TRI->getSubRegisters(Reg);
 857                  *SubRegs; ++SubRegs) {
 858               if (PhysRegsUsed[*SubRegs] != -2) {
 859                 MF->getRegInfo().setPhysRegUsed(*SubRegs);
 860                 PhysRegsUsed[*SubRegs] = 0;  // It is free and reserved now
 861                 AddToPhysRegsUseOrder(*SubRegs);
 862               }
 863             }
 864           }
 865         }
 866       }
 867     }
 868
 869     // If a DBG_VALUE says something is located in a spilled register,
 870     // change the DBG_VALUE to be undef, which prevents the register
 871     // from being reloaded here.  Doing that would change the generated
 872     // code, unless another use immediately follows this instruction.
 873     if (MI->isDebugValue() &&
 874         MI->getNumOperands()==3 && MI->getOperand(0).isReg()) {
 875       unsigned VirtReg = MI->getOperand(0).getReg();
 876       if (VirtReg && TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(VirtReg) &&
 877           !getVirt2PhysRegMapSlot(VirtReg))
 878         MI->getOperand(0).setReg(0U);
 879     }
 880
 881     // Get the used operands into registers.  This has the potential to spill
 882     // incoming values if we are out of registers.  Note that we completely
 883     // ignore physical register uses here.  We assume that if an explicit
 884     // physical register is referenced by the instruction, that it is guaranteed
 885     // to be live-in, or the input is badly hosed.
 886     //
 887     SmallSet<unsigned, 4> ReloadedRegs;
 888     for (unsigned i = 0; i != MI->getNumOperands(); ++i) {
 889       MachineOperand& MO = MI->getOperand(i);
 890       // here we are looking for only used operands (never def&use)
 891       if (MO.isReg() && !MO.isDef() && MO.getReg() && !MO.isImplicit() &&
 892           TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(MO.getReg()))
 893         MI = reloadVirtReg(MBB, MI, i, ReloadedRegs,
 894                            isCopy ? DstCopyReg : 0);
 895     }
 896
 897     // If this instruction is the last user of this register, kill the
 898     // value, freeing the register being used, so it doesn't need to be
 899     // spilled to memory.
 900     //
 901     for (unsigned i = 0, e = Kills.size(); i != e; ++i) {
 902       unsigned VirtReg = Kills[i];
 903       unsigned PhysReg = VirtReg;
 904       if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(VirtReg)) {
 905         // If the virtual register was never materialized into a register, it
 906         // might not be in the map, but it won't hurt to zero it out anyway.
 907         unsigned &PhysRegSlot = getVirt2PhysRegMapSlot(VirtReg);
 908         PhysReg = PhysRegSlot;
 909         PhysRegSlot = 0;
 910       } else if (PhysRegsUsed[PhysReg] == -2) {
 911         // Unallocatable register dead, ignore.
 912         continue;
 913       } else {
 914         assert((!PhysRegsUsed[PhysReg] || PhysRegsUsed[PhysReg] == -1) &&
 915                "Silently clearing a virtual register?");
 916       }
 917
 918       if (PhysReg) {
 919         DEBUG(dbgs() << "  Last use of " << TRI->getName(PhysReg)
 920                      << "[%reg" << VirtReg <<"], removing it from live set\n");
 921         removePhysReg(PhysReg);
 922         for (const unsigned *SubRegs = TRI->getSubRegisters(PhysReg);
 923              *SubRegs; ++SubRegs) {
 924           if (PhysRegsUsed[*SubRegs] != -2) {
 925             DEBUG(dbgs()  << "  Last use of "
 926                           << TRI->getName(*SubRegs) << "[%reg" << VirtReg
 927                           <<"], removing it from live set\n");
 928             removePhysReg(*SubRegs);
 929           }
 930         }
 931       }
 932     }
 933
 934     // Loop over all of the operands of the instruction, spilling registers that
 935     // are defined, and marking explicit destinations in the PhysRegsUsed map.
 936     for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 937       MachineOperand& MO = MI->getOperand(i);
 938       if (MO.isReg() && MO.isDef() && !MO.isImplicit() && MO.getReg() &&
 939           !MO.isEarlyClobber() &&
 940           TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(MO.getReg())) {
 941         unsigned Reg = MO.getReg();
 942         if (PhysRegsUsed[Reg] == -2) continue;  // Something like ESP.
 943         // These are extra physical register defs when a sub-register
 944         // is defined (def of a sub-register is a read/mod/write of the
 945         // larger registers). Ignore.
 946         if (isReadModWriteImplicitDef(MI, MO.getReg())) continue;
 947
 948         MF->getRegInfo().setPhysRegUsed(Reg);
 949         spillPhysReg(MBB, MI, Reg, true); // Spill any existing value in reg
 950         PhysRegsUsed[Reg] = 0;            // It is free and reserved now
 951         AddToPhysRegsUseOrder(Reg);
 952
 953         for (const unsigned *SubRegs = TRI->getSubRegisters(Reg);
 954              *SubRegs; ++SubRegs) {
 955           if (PhysRegsUsed[*SubRegs] != -2) {
 956             MF->getRegInfo().setPhysRegUsed(*SubRegs);
 957             PhysRegsUsed[*SubRegs] = 0;  // It is free and reserved now
 958             AddToPhysRegsUseOrder(*SubRegs);
 959           }
 960         }
 961       }
 962     }
 963
 964     // Loop over the implicit defs, spilling them as well.
 965     if (TID.ImplicitDefs) {
 966       for (const unsigned *ImplicitDefs = TID.ImplicitDefs;
 967            *ImplicitDefs; ++ImplicitDefs) {
 968         unsigned Reg = *ImplicitDefs;
 969         if (PhysRegsUsed[Reg] != -2) {
 970           spillPhysReg(MBB, MI, Reg, true);
 971           AddToPhysRegsUseOrder(Reg);
 972           PhysRegsUsed[Reg] = 0;            // It is free and reserved now
 973         }
 974         MF->getRegInfo().setPhysRegUsed(Reg);
 975         for (const unsigned *SubRegs = TRI->getSubRegisters(Reg);
 976              *SubRegs; ++SubRegs) {
 977           if (PhysRegsUsed[*SubRegs] != -2) {
 978             AddToPhysRegsUseOrder(*SubRegs);
 979             PhysRegsUsed[*SubRegs] = 0;  // It is free and reserved now
 980             MF->getRegInfo().setPhysRegUsed(*SubRegs);
 981           }
 982         }
 983       }
 984     }
 985
 986     SmallVector<unsigned, 8> DeadDefs;
 987     for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 988       MachineOperand& MO = MI->getOperand(i);
 989       if (MO.isReg() && MO.isDead())
 990         DeadDefs.push_back(MO.getReg());
 991     }
 992
 993     // Okay, we have allocated all of the source operands and spilled any values
 994     // that would be destroyed by defs of this instruction.  Loop over the
 995     // explicit defs and assign them to a register, spilling incoming values if
 996     // we need to scavenge a register.
 997     //
 998     for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 999       MachineOperand& MO = MI->getOperand(i);
1000       if (MO.isReg() && MO.isDef() && MO.getReg() &&
1001           !MO.isEarlyClobber() &&
1002           TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(MO.getReg())) {
1003         unsigned DestVirtReg = MO.getReg();
1004         unsigned DestPhysReg;
1005
1006         // If DestVirtReg already has a value, use it.
1007         if (!(DestPhysReg = getVirt2PhysRegMapSlot(DestVirtReg))) {
1008           // If this is a copy try to reuse the input as the output;
1009           // that will make the copy go away.
1010           // If this is a copy, the source reg is a phys reg, and
1011           // that reg is available, use that phys reg for DestPhysReg.
1012           // If this is a copy, the source reg is a virtual reg, and
1013           // the phys reg that was assigned to that virtual reg is now
1014           // available, use that phys reg for DestPhysReg.  (If it's now
1015           // available that means this was the last use of the source.)
1016           if (isCopy &&
1017               TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(SrcCopyReg) &&
1018               isPhysRegAvailable(SrcCopyReg)) {
1019             DestPhysReg = SrcCopyReg;
1020             assignVirtToPhysReg(DestVirtReg, DestPhysReg);
1021           } else if (isCopy &&
1022               TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(SrcCopyReg) &&
1023               SrcCopyPhysReg && isPhysRegAvailable(SrcCopyPhysReg) &&
1024               MF->getRegInfo().getRegClass(DestVirtReg)->
1025                                contains(SrcCopyPhysReg)) {
1026             DestPhysReg = SrcCopyPhysReg;
1027             assignVirtToPhysReg(DestVirtReg, DestPhysReg);
1028           } else
1029             DestPhysReg = getReg(MBB, MI, DestVirtReg);
1030         }
1031         MF->getRegInfo().setPhysRegUsed(DestPhysReg);
1032         markVirtRegModified(DestVirtReg);
1033         getVirtRegLastUse(DestVirtReg) = std::make_pair((MachineInstr*)0, 0);
1034         DEBUG(dbgs() << "  Assigning " << TRI->getName(DestPhysReg)
1035                      << " to %reg" << DestVirtReg << "\n");
1036         MO.setReg(DestPhysReg);  // Assign the output register
1037       }
1038     }
1039
1040     // If this instruction defines any registers that are immediately dead,
1041     // kill them now.
1042     //
1043     for (unsigned i = 0, e = DeadDefs.size(); i != e; ++i) {
1044       unsigned VirtReg = DeadDefs[i];
1045       unsigned PhysReg = VirtReg;
1046       if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(VirtReg)) {
1047         unsigned &PhysRegSlot = getVirt2PhysRegMapSlot(VirtReg);
1048         PhysReg = PhysRegSlot;
1049         assert(PhysReg != 0);
1050         PhysRegSlot = 0;
1051       } else if (PhysRegsUsed[PhysReg] == -2) {
1052         // Unallocatable register dead, ignore.
1053         continue;
1054       }
1055
1056       if (PhysReg) {
1057         DEBUG(dbgs()  << "  Register " << TRI->getName(PhysReg)
1058                       << " [%reg" << VirtReg
1059                       << "] is never used, removing it from live set\n");
1060         removePhysReg(PhysReg);
1061         for (const unsigned *AliasSet = TRI->getAliasSet(PhysReg);
1062              *AliasSet; ++AliasSet) {
1063           if (PhysRegsUsed[*AliasSet] != -2) {
1064             DEBUG(dbgs()  << "  Register " << TRI->getName(*AliasSet)
1065                           << " [%reg" << *AliasSet
1066                           << "] is never used, removing it from live set\n");
1067             removePhysReg(*AliasSet);
1068           }
1069         }
1070       }
1071     }
1072
1073     // Finally, if this is a noop copy instruction, zap it.  (Except that if
1074     // the copy is dead, it must be kept to avoid messing up liveness info for
1075     // the register scavenger.  See pr4100.)
1076     if (TII->isMoveInstr(*MI, SrcCopyReg, DstCopyReg,
1077                          SrcCopySubReg, DstCopySubReg) &&
1078         SrcCopyReg == DstCopyReg && DeadDefs.empty())
1079       MBB.erase(MI);
1080   }
1081
1082   MachineBasicBlock::iterator MI = MBB.getFirstTerminator();
1083
1084   // Spill all physical registers holding virtual registers now.
1085   for (unsigned i = 0, e = TRI->getNumRegs(); i != e; ++i)
1086     if (PhysRegsUsed[i] != -1 && PhysRegsUsed[i] != -2) {
1087       if (unsigned VirtReg = PhysRegsUsed[i])
1088         spillVirtReg(MBB, MI, VirtReg, i);
1089       else
1090         removePhysReg(i);
1091     }
1092
1093 #if 0
1094   // This checking code is very expensive.
1095   bool AllOk = true;
1096   for (unsigned i = TargetRegisterInfo::FirstVirtualRegister,
1097            e = MF->getRegInfo().getLastVirtReg(); i <= e; ++i)
1098     if (unsigned PR = Virt2PhysRegMap[i]) {
1099       cerr << "Register still mapped: " << i << " -> " << PR << "\n";
1100       AllOk = false;
1101     }
1102   assert(AllOk && "Virtual registers still in phys regs?");
1103 #endif
1104
1105   // Clear any physical register which appear live at the end of the basic
1106   // block, but which do not hold any virtual registers.  e.g., the stack
1107   // pointer.
1108   PhysRegsUseOrder.clear();
1109 }
1110
1111 /// runOnMachineFunction - Register allocate the whole function
1112 ///
1113 bool RALocal::runOnMachineFunction(MachineFunction &Fn) {
1114   DEBUG(dbgs() << "Machine Function\n");
1115   MF = &Fn;
1116   TM = &Fn.getTarget();
1117   TRI = TM->getRegisterInfo();
1118   TII = TM->getInstrInfo();
1119
1120   PhysRegsUsed.assign(TRI->getNumRegs(), -1);
1121
1122   // At various places we want to efficiently check to see whether a register
1123   // is allocatable.  To handle this, we mark all unallocatable registers as
1124   // being pinned down, permanently.
1125   {
1126     BitVector Allocable = TRI->getAllocatableSet(Fn);
1127     for (unsigned i = 0, e = Allocable.size(); i != e; ++i)
1128       if (!Allocable[i])
1129         PhysRegsUsed[i] = -2;  // Mark the reg unallocable.
1130   }
1131
1132   // initialize the virtual->physical register map to have a 'null'
1133   // mapping for all virtual registers
1134   unsigned LastVirtReg = MF->getRegInfo().getLastVirtReg();
1135   StackSlotForVirtReg.grow(LastVirtReg);
1136   Virt2PhysRegMap.grow(LastVirtReg);
1137   Virt2LastUseMap.grow(LastVirtReg);
1138   VirtRegModified.resize(LastVirtReg+1-TargetRegisterInfo::FirstVirtualRegister);
1139   UsedInMultipleBlocks.resize(LastVirtReg+1-TargetRegisterInfo::FirstVirtualRegister);
1140
1141   // Loop over all of the basic blocks, eliminating virtual register references
1142   for (MachineFunction::iterator MBB = Fn.begin(), MBBe = Fn.end();
1143        MBB != MBBe; ++MBB)
1144     AllocateBasicBlock(*MBB);
1145
1146   StackSlotForVirtReg.clear();
1147   PhysRegsUsed.clear();
1148   VirtRegModified.clear();
1149   UsedInMultipleBlocks.clear();
1150   Virt2PhysRegMap.clear();
1151   Virt2LastUseMap.clear();
1152   return true;
1153 }
1154
1155 FunctionPass *llvm::createLocalRegisterAllocator() {
1156   return new RALocal();
1157 }