RegisterCoalescer: Sprinkle some const modifiers.
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / RegisterCoalescer.cpp
1 //===- RegisterCoalescer.cpp - Generic Register Coalescing Interface -------==//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This file implements the generic RegisterCoalescer interface which
11 // is used as the common interface used by all clients and
12 // implementations of register coalescing.
13 //
14 //===----------------------------------------------------------------------===//
15
16 #include "RegisterCoalescer.h"
17 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
18 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
19 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
20 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
21 #include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
22 #include "llvm/CodeGen/LiveRangeEdit.h"
23 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
24 #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
25 #include "llvm/CodeGen/MachineLoopInfo.h"
26 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
27 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
28 #include "llvm/CodeGen/RegisterClassInfo.h"
29 #include "llvm/CodeGen/VirtRegMap.h"
30 #include "llvm/IR/Value.h"
31 #include "llvm/Pass.h"
32 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
33 #include "llvm/Support/Debug.h"
34 #include "llvm/Support/Format.h"
35 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
36 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
37 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
38 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
39 #include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
40 #include "llvm/Target/TargetSubtargetInfo.h"
41 #include <algorithm>
42 #include <cmath>
43 using namespace llvm;
44
45 #define DEBUG_TYPE "regalloc"
46
47 STATISTIC(numJoins    , "Number of interval joins performed");
48 STATISTIC(numCrossRCs , "Number of cross class joins performed");
49 STATISTIC(numCommutes , "Number of instruction commuting performed");
50 STATISTIC(numExtends  , "Number of copies extended");
51 STATISTIC(NumReMats   , "Number of instructions re-materialized");
52 STATISTIC(NumInflated , "Number of register classes inflated");
53 STATISTIC(NumLaneConflicts, "Number of dead lane conflicts tested");
54 STATISTIC(NumLaneResolves,  "Number of dead lane conflicts resolved");
55
56 static cl::opt<bool>
57 EnableJoining("join-liveintervals",
58               cl::desc("Coalesce copies (default=true)"),
59               cl::init(true));
60
61 // Temporary flag to test critical edge unsplitting.
62 static cl::opt<bool>
63 EnableJoinSplits("join-splitedges",
64   cl::desc("Coalesce copies on split edges (default=subtarget)"), cl::Hidden);
65
66 // Temporary flag to test global copy optimization.
67 static cl::opt<cl::boolOrDefault>
68 EnableGlobalCopies("join-globalcopies",
69   cl::desc("Coalesce copies that span blocks (default=subtarget)"),
70   cl::init(cl::BOU_UNSET), cl::Hidden);
71
72 static cl::opt<bool>
73 VerifyCoalescing("verify-coalescing",
74          cl::desc("Verify machine instrs before and after register coalescing"),
75          cl::Hidden);
76
77 namespace {
78   class RegisterCoalescer : public MachineFunctionPass,
79                             private LiveRangeEdit::Delegate {
80     MachineFunction* MF;
81     MachineRegisterInfo* MRI;
82     const TargetMachine* TM;
83     const TargetRegisterInfo* TRI;
84     const TargetInstrInfo* TII;
85     LiveIntervals *LIS;
86     const MachineLoopInfo* Loops;
87     AliasAnalysis *AA;
88     RegisterClassInfo RegClassInfo;
89
90     /// A LaneMask to remember on which subregister live ranges we need to call
91     /// shrinkToUses() later.
92     unsigned ShrinkMask;
93
94     /// True if the main range of the currently coalesced intervals should be
95     /// checked for smaller live intervals.
96     bool ShrinkMainRange;
97
98     /// \brief True if the coalescer should aggressively coalesce global copies
99     /// in favor of keeping local copies.
100     bool JoinGlobalCopies;
101
102     /// \brief True if the coalescer should aggressively coalesce fall-thru
103     /// blocks exclusively containing copies.
104     bool JoinSplitEdges;
105
106     /// Copy instructions yet to be coalesced.
107     SmallVector<MachineInstr*, 8> WorkList;
108     SmallVector<MachineInstr*, 8> LocalWorkList;
109
110     /// Set of instruction pointers that have been erased, and
111     /// that may be present in WorkList.
112     SmallPtrSet<MachineInstr*, 8> ErasedInstrs;
113
114     /// Dead instructions that are about to be deleted.
115     SmallVector<MachineInstr*, 8> DeadDefs;
116
117     /// Virtual registers to be considered for register class inflation.
118     SmallVector<unsigned, 8> InflateRegs;
119
120     /// Recursively eliminate dead defs in DeadDefs.
121     void eliminateDeadDefs();
122
123     /// LiveRangeEdit callback.
124     void LRE_WillEraseInstruction(MachineInstr *MI) override;
125
126     /// Coalesce the LocalWorkList.
127     void coalesceLocals();
128
129     /// Join compatible live intervals
130     void joinAllIntervals();
131
132     /// Coalesce copies in the specified MBB, putting
133     /// copies that cannot yet be coalesced into WorkList.
134     void copyCoalesceInMBB(MachineBasicBlock *MBB);
135
136     /// Try to coalesce all copies in CurrList. Return
137     /// true if any progress was made.
138     bool copyCoalesceWorkList(MutableArrayRef<MachineInstr*> CurrList);
139
140     /// Attempt to join intervals corresponding to SrcReg/DstReg,
141     /// which are the src/dst of the copy instruction CopyMI.  This returns
142     /// true if the copy was successfully coalesced away. If it is not
143     /// currently possible to coalesce this interval, but it may be possible if
144     /// other things get coalesced, then it returns true by reference in
145     /// 'Again'.
146     bool joinCopy(MachineInstr *TheCopy, bool &Again);
147
148     /// Attempt to join these two intervals.  On failure, this
149     /// returns false.  The output "SrcInt" will not have been modified, so we
150     /// can use this information below to update aliases.
151     bool joinIntervals(CoalescerPair &CP);
152
153     /// Attempt joining two virtual registers. Return true on success.
154     bool joinVirtRegs(CoalescerPair &CP);
155
156     /// Attempt joining with a reserved physreg.
157     bool joinReservedPhysReg(CoalescerPair &CP);
158
159     /// Add the LiveRange @p ToMerge as a subregister liverange of @p LI.
160     /// Subranges in @p LI which only partially interfere with the desired
161     /// LaneMask are split as necessary.
162     void mergeSubRangeInto(LiveInterval &LI, const LiveRange &ToMerge,
163                            unsigned LaneMask, CoalescerPair &CP);
164
165     /// Join the liveranges of two subregisters. Joins @p RRange into
166     /// @p LRange, @p RRange may be invalid afterwards.
167     void joinSubRegRanges(LiveRange &LRange, LiveRange &RRange,
168                           const CoalescerPair &CP);
169
170     /// We found a non-trivially-coalescable copy. If
171     /// the source value number is defined by a copy from the destination reg
172     /// see if we can merge these two destination reg valno# into a single
173     /// value number, eliminating a copy.
174     bool adjustCopiesBackFrom(const CoalescerPair &CP, MachineInstr *CopyMI);
175
176     /// Return true if there are definitions of IntB
177     /// other than BValNo val# that can reach uses of AValno val# of IntA.
178     bool hasOtherReachingDefs(LiveInterval &IntA, LiveInterval &IntB,
179                               VNInfo *AValNo, VNInfo *BValNo);
180
181     /// We found a non-trivially-coalescable copy.
182     /// If the source value number is defined by a commutable instruction and
183     /// its other operand is coalesced to the copy dest register, see if we
184     /// can transform the copy into a noop by commuting the definition.
185     bool removeCopyByCommutingDef(const CoalescerPair &CP,MachineInstr *CopyMI);
186
187     /// If the source of a copy is defined by a
188     /// trivial computation, replace the copy by rematerialize the definition.
189     bool reMaterializeTrivialDef(CoalescerPair &CP, MachineInstr *CopyMI,
190                                  bool &IsDefCopy);
191
192     /// Return true if a physreg copy should be joined.
193     bool canJoinPhys(const CoalescerPair &CP);
194
195     /// Replace all defs and uses of SrcReg to DstReg and
196     /// update the subregister number if it is not zero. If DstReg is a
197     /// physical register and the existing subregister number of the def / use
198     /// being updated is not zero, make sure to set it to the correct physical
199     /// subregister.
200     void updateRegDefsUses(unsigned SrcReg, unsigned DstReg, unsigned SubIdx);
201
202     /// Handle copies of undef values.
203     bool eliminateUndefCopy(MachineInstr *CopyMI, const CoalescerPair &CP);
204
205   public:
206     static char ID; // Class identification, replacement for typeinfo
207     RegisterCoalescer() : MachineFunctionPass(ID) {
208       initializeRegisterCoalescerPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
209     }
210
211     void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override;
212
213     void releaseMemory() override;
214
215     /// This is the pass entry point.
216     bool runOnMachineFunction(MachineFunction&) override;
217
218     /// Implement the dump method.
219     void print(raw_ostream &O, const Module* = nullptr) const override;
220   };
221 } /// end anonymous namespace
222
223 char &llvm::RegisterCoalescerID = RegisterCoalescer::ID;
224
225 INITIALIZE_PASS_BEGIN(RegisterCoalescer, "simple-register-coalescing",
226                       "Simple Register Coalescing", false, false)
227 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LiveIntervals)
228 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(SlotIndexes)
229 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MachineLoopInfo)
230 INITIALIZE_AG_DEPENDENCY(AliasAnalysis)
231 INITIALIZE_PASS_END(RegisterCoalescer, "simple-register-coalescing",
232                     "Simple Register Coalescing", false, false)
233
234 char RegisterCoalescer::ID = 0;
235
236 static bool isMoveInstr(const TargetRegisterInfo &tri, const MachineInstr *MI,
237                         unsigned &Src, unsigned &Dst,
238                         unsigned &SrcSub, unsigned &DstSub) {
239   if (MI->isCopy()) {
240     Dst = MI->getOperand(0).getReg();
241     DstSub = MI->getOperand(0).getSubReg();
242     Src = MI->getOperand(1).getReg();
243     SrcSub = MI->getOperand(1).getSubReg();
244   } else if (MI->isSubregToReg()) {
245     Dst = MI->getOperand(0).getReg();
246     DstSub = tri.composeSubRegIndices(MI->getOperand(0).getSubReg(),
247                                       MI->getOperand(3).getImm());
248     Src = MI->getOperand(2).getReg();
249     SrcSub = MI->getOperand(2).getSubReg();
250   } else
251     return false;
252   return true;
253 }
254
255 // Return true if this block should be vacated by the coalescer to eliminate
256 // branches. The important cases to handle in the coalescer are critical edges
257 // split during phi elimination which contain only copies. Simple blocks that
258 // contain non-branches should also be vacated, but this can be handled by an
259 // earlier pass similar to early if-conversion.
260 static bool isSplitEdge(const MachineBasicBlock *MBB) {
261   if (MBB->pred_size() != 1 || MBB->succ_size() != 1)
262     return false;
263
264   for (const auto &MI : *MBB) {
265     if (!MI.isCopyLike() && !MI.isUnconditionalBranch())
266       return false;
267   }
268   return true;
269 }
270
271 bool CoalescerPair::setRegisters(const MachineInstr *MI) {
272   SrcReg = DstReg = 0;
273   SrcIdx = DstIdx = 0;
274   NewRC = nullptr;
275   Flipped = CrossClass = false;
276
277   unsigned Src, Dst, SrcSub, DstSub;
278   if (!isMoveInstr(TRI, MI, Src, Dst, SrcSub, DstSub))
279     return false;
280   Partial = SrcSub || DstSub;
281
282   // If one register is a physreg, it must be Dst.
283   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Src)) {
284     if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Dst))
285       return false;
286     std::swap(Src, Dst);
287     std::swap(SrcSub, DstSub);
288     Flipped = true;
289   }
290
291   const MachineRegisterInfo &MRI = MI->getParent()->getParent()->getRegInfo();
292
293   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Dst)) {
294     // Eliminate DstSub on a physreg.
295     if (DstSub) {
296       Dst = TRI.getSubReg(Dst, DstSub);
297       if (!Dst) return false;
298       DstSub = 0;
299     }
300
301     // Eliminate SrcSub by picking a corresponding Dst superregister.
302     if (SrcSub) {
303       Dst = TRI.getMatchingSuperReg(Dst, SrcSub, MRI.getRegClass(Src));
304       if (!Dst) return false;
305     } else if (!MRI.getRegClass(Src)->contains(Dst)) {
306       return false;
307     }
308   } else {
309     // Both registers are virtual.
310     const TargetRegisterClass *SrcRC = MRI.getRegClass(Src);
311     const TargetRegisterClass *DstRC = MRI.getRegClass(Dst);
312
313     // Both registers have subreg indices.
314     if (SrcSub && DstSub) {
315       // Copies between different sub-registers are never coalescable.
316       if (Src == Dst && SrcSub != DstSub)
317         return false;
318
319       NewRC = TRI.getCommonSuperRegClass(SrcRC, SrcSub, DstRC, DstSub,
320                                          SrcIdx, DstIdx);
321       if (!NewRC)
322         return false;
323     } else if (DstSub) {
324       // SrcReg will be merged with a sub-register of DstReg.
325       SrcIdx = DstSub;
326       NewRC = TRI.getMatchingSuperRegClass(DstRC, SrcRC, DstSub);
327     } else if (SrcSub) {
328       // DstReg will be merged with a sub-register of SrcReg.
329       DstIdx = SrcSub;
330       NewRC = TRI.getMatchingSuperRegClass(SrcRC, DstRC, SrcSub);
331     } else {
332       // This is a straight copy without sub-registers.
333       NewRC = TRI.getCommonSubClass(DstRC, SrcRC);
334     }
335
336     // The combined constraint may be impossible to satisfy.
337     if (!NewRC)
338       return false;
339
340     // Prefer SrcReg to be a sub-register of DstReg.
341     // FIXME: Coalescer should support subregs symmetrically.
342     if (DstIdx && !SrcIdx) {
343       std::swap(Src, Dst);
344       std::swap(SrcIdx, DstIdx);
345       Flipped = !Flipped;
346     }
347
348     CrossClass = NewRC != DstRC || NewRC != SrcRC;
349   }
350   // Check our invariants
351   assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Src) && "Src must be virtual");
352   assert(!(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Dst) && DstSub) &&
353          "Cannot have a physical SubIdx");
354   SrcReg = Src;
355   DstReg = Dst;
356   return true;
357 }
358
359 bool CoalescerPair::flip() {
360   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg))
361     return false;
362   std::swap(SrcReg, DstReg);
363   std::swap(SrcIdx, DstIdx);
364   Flipped = !Flipped;
365   return true;
366 }
367
368 bool CoalescerPair::isCoalescable(const MachineInstr *MI) const {
369   if (!MI)
370     return false;
371   unsigned Src, Dst, SrcSub, DstSub;
372   if (!isMoveInstr(TRI, MI, Src, Dst, SrcSub, DstSub))
373     return false;
374
375   // Find the virtual register that is SrcReg.
376   if (Dst == SrcReg) {
377     std::swap(Src, Dst);
378     std::swap(SrcSub, DstSub);
379   } else if (Src != SrcReg) {
380     return false;
381   }
382
383   // Now check that Dst matches DstReg.
384   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg)) {
385     if (!TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Dst))
386       return false;
387     assert(!DstIdx && !SrcIdx && "Inconsistent CoalescerPair state.");
388     // DstSub could be set for a physreg from INSERT_SUBREG.
389     if (DstSub)
390       Dst = TRI.getSubReg(Dst, DstSub);
391     // Full copy of Src.
392     if (!SrcSub)
393       return DstReg == Dst;
394     // This is a partial register copy. Check that the parts match.
395     return TRI.getSubReg(DstReg, SrcSub) == Dst;
396   } else {
397     // DstReg is virtual.
398     if (DstReg != Dst)
399       return false;
400     // Registers match, do the subregisters line up?
401     return TRI.composeSubRegIndices(SrcIdx, SrcSub) ==
402            TRI.composeSubRegIndices(DstIdx, DstSub);
403   }
404 }
405
406 void RegisterCoalescer::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
407   AU.setPreservesCFG();
408   AU.addRequired<AliasAnalysis>();
409   AU.addRequired<LiveIntervals>();
410   AU.addPreserved<LiveIntervals>();
411   AU.addPreserved<SlotIndexes>();
412   AU.addRequired<MachineLoopInfo>();
413   AU.addPreserved<MachineLoopInfo>();
414   AU.addPreservedID(MachineDominatorsID);
415   MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
416 }
417
418 void RegisterCoalescer::eliminateDeadDefs() {
419   SmallVector<unsigned, 8> NewRegs;
420   LiveRangeEdit(nullptr, NewRegs, *MF, *LIS,
421                 nullptr, this).eliminateDeadDefs(DeadDefs);
422 }
423
424 // Callback from eliminateDeadDefs().
425 void RegisterCoalescer::LRE_WillEraseInstruction(MachineInstr *MI) {
426   // MI may be in WorkList. Make sure we don't visit it.
427   ErasedInstrs.insert(MI);
428 }
429
430 /// We found a non-trivially-coalescable copy with IntA
431 /// being the source and IntB being the dest, thus this defines a value number
432 /// in IntB.  If the source value number (in IntA) is defined by a copy from B,
433 /// see if we can merge these two pieces of B into a single value number,
434 /// eliminating a copy.  For example:
435 ///
436 ///  A3 = B0
437 ///    ...
438 ///  B1 = A3      <- this copy
439 ///
440 /// In this case, B0 can be extended to where the B1 copy lives, allowing the B1
441 /// value number to be replaced with B0 (which simplifies the B liveinterval).
442 ///
443 /// This returns true if an interval was modified.
444 ///
445 bool RegisterCoalescer::adjustCopiesBackFrom(const CoalescerPair &CP,
446                                              MachineInstr *CopyMI) {
447   assert(!CP.isPartial() && "This doesn't work for partial copies.");
448   assert(!CP.isPhys() && "This doesn't work for physreg copies.");
449
450   LiveInterval &IntA =
451     LIS->getInterval(CP.isFlipped() ? CP.getDstReg() : CP.getSrcReg());
452   LiveInterval &IntB =
453     LIS->getInterval(CP.isFlipped() ? CP.getSrcReg() : CP.getDstReg());
454   SlotIndex CopyIdx = LIS->getInstructionIndex(CopyMI).getRegSlot();
455
456   // BValNo is a value number in B that is defined by a copy from A.  'B1' in
457   // the example above.
458   LiveInterval::iterator BS = IntB.FindSegmentContaining(CopyIdx);
459   if (BS == IntB.end()) return false;
460   VNInfo *BValNo = BS->valno;
461
462   // Get the location that B is defined at.  Two options: either this value has
463   // an unknown definition point or it is defined at CopyIdx.  If unknown, we
464   // can't process it.
465   if (BValNo->def != CopyIdx) return false;
466
467   // AValNo is the value number in A that defines the copy, A3 in the example.
468   SlotIndex CopyUseIdx = CopyIdx.getRegSlot(true);
469   LiveInterval::iterator AS = IntA.FindSegmentContaining(CopyUseIdx);
470   // The live segment might not exist after fun with physreg coalescing.
471   if (AS == IntA.end()) return false;
472   VNInfo *AValNo = AS->valno;
473
474   // If AValNo is defined as a copy from IntB, we can potentially process this.
475   // Get the instruction that defines this value number.
476   MachineInstr *ACopyMI = LIS->getInstructionFromIndex(AValNo->def);
477   // Don't allow any partial copies, even if isCoalescable() allows them.
478   if (!CP.isCoalescable(ACopyMI) || !ACopyMI->isFullCopy())
479     return false;
480
481   // Get the Segment in IntB that this value number starts with.
482   LiveInterval::iterator ValS =
483     IntB.FindSegmentContaining(AValNo->def.getPrevSlot());
484   if (ValS == IntB.end())
485     return false;
486
487   // Make sure that the end of the live segment is inside the same block as
488   // CopyMI.
489   MachineInstr *ValSEndInst =
490     LIS->getInstructionFromIndex(ValS->end.getPrevSlot());
491   if (!ValSEndInst || ValSEndInst->getParent() != CopyMI->getParent())
492     return false;
493
494   // Okay, we now know that ValS ends in the same block that the CopyMI
495   // live-range starts.  If there are no intervening live segments between them
496   // in IntB, we can merge them.
497   if (ValS+1 != BS) return false;
498
499   DEBUG(dbgs() << "Extending: " << PrintReg(IntB.reg, TRI));
500
501   SlotIndex FillerStart = ValS->end, FillerEnd = BS->start;
502   // We are about to delete CopyMI, so need to remove it as the 'instruction
503   // that defines this value #'. Update the valnum with the new defining
504   // instruction #.
505   BValNo->def = FillerStart;
506
507   // Okay, we can merge them.  We need to insert a new liverange:
508   // [ValS.end, BS.begin) of either value number, then we merge the
509   // two value numbers.
510   IntB.addSegment(LiveInterval::Segment(FillerStart, FillerEnd, BValNo));
511
512   // Okay, merge "B1" into the same value number as "B0".
513   if (BValNo != ValS->valno)
514     IntB.MergeValueNumberInto(BValNo, ValS->valno);
515
516   // Do the same for the subregister segments.
517   for (LiveInterval::SubRange &S : IntB.subranges()) {
518     VNInfo *SubBValNo = S.getVNInfoAt(CopyIdx);
519     S.addSegment(LiveInterval::Segment(FillerStart, FillerEnd, SubBValNo));
520     VNInfo *SubValSNo = S.getVNInfoAt(AValNo->def.getPrevSlot());
521     if (SubBValNo != SubValSNo)
522       S.MergeValueNumberInto(SubBValNo, SubValSNo);
523   }
524
525   DEBUG(dbgs() << "   result = " << IntB << '\n');
526
527   // If the source instruction was killing the source register before the
528   // merge, unset the isKill marker given the live range has been extended.
529   int UIdx = ValSEndInst->findRegisterUseOperandIdx(IntB.reg, true);
530   if (UIdx != -1) {
531     ValSEndInst->getOperand(UIdx).setIsKill(false);
532   }
533
534   // Rewrite the copy. If the copy instruction was killing the destination
535   // register before the merge, find the last use and trim the live range. That
536   // will also add the isKill marker.
537   CopyMI->substituteRegister(IntA.reg, IntB.reg, 0, *TRI);
538   if (AS->end == CopyIdx)
539     LIS->shrinkToUses(&IntA);
540
541   ++numExtends;
542   return true;
543 }
544
545 /// Return true if there are definitions of IntB
546 /// other than BValNo val# that can reach uses of AValno val# of IntA.
547 bool RegisterCoalescer::hasOtherReachingDefs(LiveInterval &IntA,
548                                              LiveInterval &IntB,
549                                              VNInfo *AValNo,
550                                              VNInfo *BValNo) {
551   // If AValNo has PHI kills, conservatively assume that IntB defs can reach
552   // the PHI values.
553   if (LIS->hasPHIKill(IntA, AValNo))
554     return true;
555
556   for (LiveRange::Segment &ASeg : IntA.segments) {
557     if (ASeg.valno != AValNo) continue;
558     LiveInterval::iterator BI =
559       std::upper_bound(IntB.begin(), IntB.end(), ASeg.start);
560     if (BI != IntB.begin())
561       --BI;
562     for (; BI != IntB.end() && ASeg.end >= BI->start; ++BI) {
563       if (BI->valno == BValNo)
564         continue;
565       if (BI->start <= ASeg.start && BI->end > ASeg.start)
566         return true;
567       if (BI->start > ASeg.start && BI->start < ASeg.end)
568         return true;
569     }
570   }
571   return false;
572 }
573
574 /// Copy segements with value number @p SrcValNo from liverange @p Src to live
575 /// range @Dst and use value number @p DstValNo there.
576 static void addSegmentsWithValNo(LiveRange &Dst, VNInfo *DstValNo,
577                                  const LiveRange &Src, const VNInfo *SrcValNo)
578 {
579   for (const LiveRange::Segment &S : Src.segments) {
580     if (S.valno != SrcValNo)
581       continue;
582     Dst.addSegment(LiveRange::Segment(S.start, S.end, DstValNo));
583   }
584 }
585
586 /// We found a non-trivially-coalescable copy with
587 /// IntA being the source and IntB being the dest, thus this defines a value
588 /// number in IntB.  If the source value number (in IntA) is defined by a
589 /// commutable instruction and its other operand is coalesced to the copy dest
590 /// register, see if we can transform the copy into a noop by commuting the
591 /// definition. For example,
592 ///
593 ///  A3 = op A2 B0<kill>
594 ///    ...
595 ///  B1 = A3      <- this copy
596 ///    ...
597 ///     = op A3   <- more uses
598 ///
599 /// ==>
600 ///
601 ///  B2 = op B0 A2<kill>
602 ///    ...
603 ///  B1 = B2      <- now an identify copy
604 ///    ...
605 ///     = op B2   <- more uses
606 ///
607 /// This returns true if an interval was modified.
608 ///
609 bool RegisterCoalescer::removeCopyByCommutingDef(const CoalescerPair &CP,
610                                                  MachineInstr *CopyMI) {
611   assert (!CP.isPhys());
612
613   SlotIndex CopyIdx = LIS->getInstructionIndex(CopyMI).getRegSlot();
614
615   LiveInterval &IntA =
616     LIS->getInterval(CP.isFlipped() ? CP.getDstReg() : CP.getSrcReg());
617   LiveInterval &IntB =
618     LIS->getInterval(CP.isFlipped() ? CP.getSrcReg() : CP.getDstReg());
619
620   // BValNo is a value number in B that is defined by a copy from A. 'B1' in
621   // the example above.
622   VNInfo *BValNo = IntB.getVNInfoAt(CopyIdx);
623   if (!BValNo || BValNo->def != CopyIdx)
624     return false;
625
626   // AValNo is the value number in A that defines the copy, A3 in the example.
627   VNInfo *AValNo = IntA.getVNInfoAt(CopyIdx.getRegSlot(true));
628   assert(AValNo && "COPY source not live");
629   if (AValNo->isPHIDef() || AValNo->isUnused())
630     return false;
631   MachineInstr *DefMI = LIS->getInstructionFromIndex(AValNo->def);
632   if (!DefMI)
633     return false;
634   if (!DefMI->isCommutable())
635     return false;
636   // If DefMI is a two-address instruction then commuting it will change the
637   // destination register.
638   int DefIdx = DefMI->findRegisterDefOperandIdx(IntA.reg);
639   assert(DefIdx != -1);
640   unsigned UseOpIdx;
641   if (!DefMI->isRegTiedToUseOperand(DefIdx, &UseOpIdx))
642     return false;
643   unsigned Op1, Op2, NewDstIdx;
644   if (!TII->findCommutedOpIndices(DefMI, Op1, Op2))
645     return false;
646   if (Op1 == UseOpIdx)
647     NewDstIdx = Op2;
648   else if (Op2 == UseOpIdx)
649     NewDstIdx = Op1;
650   else
651     return false;
652
653   MachineOperand &NewDstMO = DefMI->getOperand(NewDstIdx);
654   unsigned NewReg = NewDstMO.getReg();
655   if (NewReg != IntB.reg || !IntB.Query(AValNo->def).isKill())
656     return false;
657
658   // Make sure there are no other definitions of IntB that would reach the
659   // uses which the new definition can reach.
660   if (hasOtherReachingDefs(IntA, IntB, AValNo, BValNo))
661     return false;
662
663   // If some of the uses of IntA.reg is already coalesced away, return false.
664   // It's not possible to determine whether it's safe to perform the coalescing.
665   for (MachineOperand &MO : MRI->use_nodbg_operands(IntA.reg)) {
666     MachineInstr *UseMI = MO.getParent();
667     unsigned OpNo = &MO - &UseMI->getOperand(0);
668     SlotIndex UseIdx = LIS->getInstructionIndex(UseMI);
669     LiveInterval::iterator US = IntA.FindSegmentContaining(UseIdx);
670     if (US == IntA.end() || US->valno != AValNo)
671       continue;
672     // If this use is tied to a def, we can't rewrite the register.
673     if (UseMI->isRegTiedToDefOperand(OpNo))
674       return false;
675   }
676
677   DEBUG(dbgs() << "\tremoveCopyByCommutingDef: " << AValNo->def << '\t'
678                << *DefMI);
679
680   // At this point we have decided that it is legal to do this
681   // transformation.  Start by commuting the instruction.
682   MachineBasicBlock *MBB = DefMI->getParent();
683   MachineInstr *NewMI = TII->commuteInstruction(DefMI);
684   if (!NewMI)
685     return false;
686   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(IntA.reg) &&
687       TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(IntB.reg) &&
688       !MRI->constrainRegClass(IntB.reg, MRI->getRegClass(IntA.reg)))
689     return false;
690   if (NewMI != DefMI) {
691     LIS->ReplaceMachineInstrInMaps(DefMI, NewMI);
692     MachineBasicBlock::iterator Pos = DefMI;
693     MBB->insert(Pos, NewMI);
694     MBB->erase(DefMI);
695   }
696   unsigned OpIdx = NewMI->findRegisterUseOperandIdx(IntA.reg, false);
697   NewMI->getOperand(OpIdx).setIsKill();
698
699   // If ALR and BLR overlaps and end of BLR extends beyond end of ALR, e.g.
700   // A = or A, B
701   // ...
702   // B = A
703   // ...
704   // C = A<kill>
705   // ...
706   //   = B
707
708   // Update uses of IntA of the specific Val# with IntB.
709   for (MachineRegisterInfo::use_iterator UI = MRI->use_begin(IntA.reg),
710          UE = MRI->use_end(); UI != UE;) {
711     MachineOperand &UseMO = *UI;
712     MachineInstr *UseMI = UseMO.getParent();
713     ++UI;
714     if (UseMI->isDebugValue()) {
715       // FIXME These don't have an instruction index.  Not clear we have enough
716       // info to decide whether to do this replacement or not.  For now do it.
717       UseMO.setReg(NewReg);
718       continue;
719     }
720     SlotIndex UseIdx = LIS->getInstructionIndex(UseMI).getRegSlot(true);
721     LiveInterval::iterator US = IntA.FindSegmentContaining(UseIdx);
722     if (US == IntA.end() || US->valno != AValNo)
723       continue;
724     // Kill flags are no longer accurate. They are recomputed after RA.
725     UseMO.setIsKill(false);
726     if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(NewReg))
727       UseMO.substPhysReg(NewReg, *TRI);
728     else
729       UseMO.setReg(NewReg);
730     if (UseMI == CopyMI)
731       continue;
732     if (!UseMI->isCopy())
733       continue;
734     if (UseMI->getOperand(0).getReg() != IntB.reg ||
735         UseMI->getOperand(0).getSubReg())
736       continue;
737
738     // This copy will become a noop. If it's defining a new val#, merge it into
739     // BValNo.
740     SlotIndex DefIdx = UseIdx.getRegSlot();
741     VNInfo *DVNI = IntB.getVNInfoAt(DefIdx);
742     if (!DVNI)
743       continue;
744     DEBUG(dbgs() << "\t\tnoop: " << DefIdx << '\t' << *UseMI);
745     assert(DVNI->def == DefIdx);
746     BValNo = IntB.MergeValueNumberInto(BValNo, DVNI);
747     for (LiveInterval::SubRange &S : IntB.subranges()) {
748       VNInfo *SubDVNI = S.getVNInfoAt(DefIdx);
749       if (!SubDVNI)
750         continue;
751       VNInfo *SubBValNo = S.getVNInfoAt(CopyIdx);
752       S.MergeValueNumberInto(SubBValNo, SubDVNI);
753     }
754
755     ErasedInstrs.insert(UseMI);
756     LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(UseMI);
757     UseMI->eraseFromParent();
758   }
759
760   // Extend BValNo by merging in IntA live segments of AValNo. Val# definition
761   // is updated.
762   BumpPtrAllocator &Allocator = LIS->getVNInfoAllocator();
763   if (IntB.hasSubRanges()) {
764     if (!IntA.hasSubRanges()) {
765       unsigned Mask = MRI->getMaxLaneMaskForVReg(IntA.reg);
766       IntA.createSubRangeFrom(Allocator, Mask, IntA);
767     }
768     SlotIndex AIdx = CopyIdx.getRegSlot(true);
769     for (LiveInterval::SubRange &SA : IntA.subranges()) {
770       VNInfo *ASubValNo = SA.getVNInfoAt(AIdx);
771       if (ASubValNo == nullptr) {
772         DEBUG(dbgs() << "No A Range at " << AIdx << " with mask "
773               << format("%04X", SA.LaneMask) << "\n");
774         continue;
775       }
776
777       unsigned AMask = SA.LaneMask;
778       for (LiveInterval::SubRange &SB : IntB.subranges()) {
779         unsigned BMask = SB.LaneMask;
780         unsigned Common = BMask & AMask;
781         if (Common == 0)
782           continue;
783
784         DEBUG(dbgs() << format("\t\tCopy+Merge %04X into %04X\n", BMask, Common));
785         unsigned BRest = BMask & ~AMask;
786         LiveInterval::SubRange *CommonRange;
787         if (BRest != 0) {
788           SB.LaneMask = BRest;
789           DEBUG(dbgs() << format("\t\tReduce Lane to %04X\n", BRest));
790           // Duplicate SubRange for newly merged common stuff.
791           CommonRange = IntB.createSubRangeFrom(Allocator, Common, SB);
792         } else {
793           // We van reuse the L SubRange.
794           SB.LaneMask = Common;
795           CommonRange = &SB;
796         }
797         LiveRange RangeCopy(SB, Allocator);
798
799         VNInfo *BSubValNo = CommonRange->getVNInfoAt(CopyIdx);
800         assert(BSubValNo->def == CopyIdx);
801         BSubValNo->def = ASubValNo->def;
802         addSegmentsWithValNo(*CommonRange, BSubValNo, SA, ASubValNo);
803         AMask &= ~BMask;
804       }
805       if (AMask != 0) {
806         DEBUG(dbgs() << format("\t\tNew Lane %04X\n", AMask));
807         LiveRange *NewRange = IntB.createSubRange(Allocator, AMask);
808         VNInfo *BSubValNo = NewRange->getNextValue(CopyIdx, Allocator);
809         addSegmentsWithValNo(*NewRange, BSubValNo, SA, ASubValNo);
810       }
811       SA.removeValNo(ASubValNo);
812     }
813   } else if (IntA.hasSubRanges()) {
814     SlotIndex AIdx = CopyIdx.getRegSlot(true);
815     for (LiveInterval::SubRange &SA : IntA.subranges()) {
816       VNInfo *ASubValNo = SA.getVNInfoAt(AIdx);
817       if (ASubValNo == nullptr) {
818         DEBUG(dbgs() << "No A Range at " << AIdx << " with mask "
819               << format("%04X", SA.LaneMask) << "\n");
820         continue;
821       }
822       SA.removeValNo(ASubValNo);
823     }
824   }
825
826   BValNo->def = AValNo->def;
827   addSegmentsWithValNo(IntB, BValNo, IntA, AValNo);
828   DEBUG(dbgs() << "\t\textended: " << IntB << '\n');
829
830   IntA.removeValNo(AValNo);
831   DEBUG(dbgs() << "\t\ttrimmed:  " << IntA << '\n');
832   ++numCommutes;
833   return true;
834 }
835
836 /// If the source of a copy is defined by a trivial
837 /// computation, replace the copy by rematerialize the definition.
838 bool RegisterCoalescer::reMaterializeTrivialDef(CoalescerPair &CP,
839                                                 MachineInstr *CopyMI,
840                                                 bool &IsDefCopy) {
841   IsDefCopy = false;
842   unsigned SrcReg = CP.isFlipped() ? CP.getDstReg() : CP.getSrcReg();
843   unsigned SrcIdx = CP.isFlipped() ? CP.getDstIdx() : CP.getSrcIdx();
844   unsigned DstReg = CP.isFlipped() ? CP.getSrcReg() : CP.getDstReg();
845   unsigned DstIdx = CP.isFlipped() ? CP.getSrcIdx() : CP.getDstIdx();
846   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(SrcReg))
847     return false;
848
849   LiveInterval &SrcInt = LIS->getInterval(SrcReg);
850   SlotIndex CopyIdx = LIS->getInstructionIndex(CopyMI);
851   VNInfo *ValNo = SrcInt.Query(CopyIdx).valueIn();
852   assert(ValNo && "CopyMI input register not live");
853   if (ValNo->isPHIDef() || ValNo->isUnused())
854     return false;
855   MachineInstr *DefMI = LIS->getInstructionFromIndex(ValNo->def);
856   if (!DefMI)
857     return false;
858   if (DefMI->isCopyLike()) {
859     IsDefCopy = true;
860     return false;
861   }
862   if (!TII->isAsCheapAsAMove(DefMI))
863     return false;
864   if (!TII->isTriviallyReMaterializable(DefMI, AA))
865     return false;
866   bool SawStore = false;
867   if (!DefMI->isSafeToMove(TII, AA, SawStore))
868     return false;
869   const MCInstrDesc &MCID = DefMI->getDesc();
870   if (MCID.getNumDefs() != 1)
871     return false;
872   // Only support subregister destinations when the def is read-undef.
873   MachineOperand &DstOperand = CopyMI->getOperand(0);
874   unsigned CopyDstReg = DstOperand.getReg();
875   if (DstOperand.getSubReg() && !DstOperand.isUndef())
876     return false;
877
878   // If both SrcIdx and DstIdx are set, correct rematerialization would widen
879   // the register substantially (beyond both source and dest size). This is bad
880   // for performance since it can cascade through a function, introducing many
881   // extra spills and fills (e.g. ARM can easily end up copying QQQQPR registers
882   // around after a few subreg copies).
883   if (SrcIdx && DstIdx)
884     return false;
885
886   const TargetRegisterClass *DefRC = TII->getRegClass(MCID, 0, TRI, *MF);
887   if (!DefMI->isImplicitDef()) {
888     if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg)) {
889       unsigned NewDstReg = DstReg;
890
891       unsigned NewDstIdx = TRI->composeSubRegIndices(CP.getSrcIdx(),
892                                               DefMI->getOperand(0).getSubReg());
893       if (NewDstIdx)
894         NewDstReg = TRI->getSubReg(DstReg, NewDstIdx);
895
896       // Finally, make sure that the physical subregister that will be
897       // constructed later is permitted for the instruction.
898       if (!DefRC->contains(NewDstReg))
899         return false;
900     } else {
901       // Theoretically, some stack frame reference could exist. Just make sure
902       // it hasn't actually happened.
903       assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(DstReg) &&
904              "Only expect to deal with virtual or physical registers");
905     }
906   }
907
908   MachineBasicBlock *MBB = CopyMI->getParent();
909   MachineBasicBlock::iterator MII =
910     std::next(MachineBasicBlock::iterator(CopyMI));
911   TII->reMaterialize(*MBB, MII, DstReg, SrcIdx, DefMI, *TRI);
912   MachineInstr *NewMI = std::prev(MII);
913
914   LIS->ReplaceMachineInstrInMaps(CopyMI, NewMI);
915   CopyMI->eraseFromParent();
916   ErasedInstrs.insert(CopyMI);
917
918   // NewMI may have dead implicit defs (E.g. EFLAGS for MOV<bits>r0 on X86).
919   // We need to remember these so we can add intervals once we insert
920   // NewMI into SlotIndexes.
921   SmallVector<unsigned, 4> NewMIImplDefs;
922   for (unsigned i = NewMI->getDesc().getNumOperands(),
923          e = NewMI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
924     MachineOperand &MO = NewMI->getOperand(i);
925     if (MO.isReg()) {
926       assert(MO.isDef() && MO.isImplicit() && MO.isDead() &&
927              TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(MO.getReg()));
928       NewMIImplDefs.push_back(MO.getReg());
929     }
930   }
931
932   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(DstReg)) {
933     const TargetRegisterClass *NewRC = CP.getNewRC();
934     unsigned NewIdx = NewMI->getOperand(0).getSubReg();
935
936     if (NewIdx)
937       NewRC = TRI->getMatchingSuperRegClass(NewRC, DefRC, NewIdx);
938     else
939       NewRC = TRI->getCommonSubClass(NewRC, DefRC);
940
941     assert(NewRC && "subreg chosen for remat incompatible with instruction");
942     MRI->setRegClass(DstReg, NewRC);
943
944     updateRegDefsUses(DstReg, DstReg, DstIdx);
945     NewMI->getOperand(0).setSubReg(NewIdx);
946   } else if (NewMI->getOperand(0).getReg() != CopyDstReg) {
947     // The New instruction may be defining a sub-register of what's actually
948     // been asked for. If so it must implicitly define the whole thing.
949     assert(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg) &&
950            "Only expect virtual or physical registers in remat");
951     NewMI->getOperand(0).setIsDead(true);
952     NewMI->addOperand(MachineOperand::CreateReg(CopyDstReg,
953                                                 true  /*IsDef*/,
954                                                 true  /*IsImp*/,
955                                                 false /*IsKill*/));
956     // Record small dead def live-ranges for all the subregisters
957     // of the destination register.
958     // Otherwise, variables that live through may miss some
959     // interferences, thus creating invalid allocation.
960     // E.g., i386 code:
961     // vreg1 = somedef ; vreg1 GR8
962     // vreg2 = remat ; vreg2 GR32
963     // CL = COPY vreg2.sub_8bit
964     // = somedef vreg1 ; vreg1 GR8
965     // =>
966     // vreg1 = somedef ; vreg1 GR8
967     // ECX<def, dead> = remat ; CL<imp-def>
968     // = somedef vreg1 ; vreg1 GR8
969     // vreg1 will see the inteferences with CL but not with CH since
970     // no live-ranges would have been created for ECX.
971     // Fix that!
972     SlotIndex NewMIIdx = LIS->getInstructionIndex(NewMI);
973     for (MCRegUnitIterator Units(NewMI->getOperand(0).getReg(), TRI);
974          Units.isValid(); ++Units)
975       if (LiveRange *LR = LIS->getCachedRegUnit(*Units))
976         LR->createDeadDef(NewMIIdx.getRegSlot(), LIS->getVNInfoAllocator());
977   }
978
979   if (NewMI->getOperand(0).getSubReg())
980     NewMI->getOperand(0).setIsUndef();
981
982   // CopyMI may have implicit operands, transfer them over to the newly
983   // rematerialized instruction. And update implicit def interval valnos.
984   for (unsigned i = CopyMI->getDesc().getNumOperands(),
985          e = CopyMI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
986     MachineOperand &MO = CopyMI->getOperand(i);
987     if (MO.isReg()) {
988       assert(MO.isImplicit() && "No explicit operands after implict operands.");
989       // Discard VReg implicit defs.
990       if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(MO.getReg())) {
991         NewMI->addOperand(MO);
992       }
993     }
994   }
995
996   SlotIndex NewMIIdx = LIS->getInstructionIndex(NewMI);
997   for (unsigned i = 0, e = NewMIImplDefs.size(); i != e; ++i) {
998     unsigned Reg = NewMIImplDefs[i];
999     for (MCRegUnitIterator Units(Reg, TRI); Units.isValid(); ++Units)
1000       if (LiveRange *LR = LIS->getCachedRegUnit(*Units))
1001         LR->createDeadDef(NewMIIdx.getRegSlot(), LIS->getVNInfoAllocator());
1002   }
1003
1004   DEBUG(dbgs() << "Remat: " << *NewMI);
1005   ++NumReMats;
1006
1007   // The source interval can become smaller because we removed a use.
1008   LIS->shrinkToUses(&SrcInt, &DeadDefs);
1009   if (!DeadDefs.empty()) {
1010     // If the virtual SrcReg is completely eliminated, update all DBG_VALUEs
1011     // to describe DstReg instead.
1012     for (MachineOperand &UseMO : MRI->use_operands(SrcReg)) {
1013       MachineInstr *UseMI = UseMO.getParent();
1014       if (UseMI->isDebugValue()) {
1015         UseMO.setReg(DstReg);
1016         DEBUG(dbgs() << "\t\tupdated: " << *UseMI);
1017       }
1018     }
1019     eliminateDeadDefs();
1020   }
1021
1022   return true;
1023 }
1024
1025 /// ProcessImpicitDefs may leave some copies of <undef>
1026 /// values, it only removes local variables. When we have a copy like:
1027 ///
1028 ///   %vreg1 = COPY %vreg2<undef>
1029 ///
1030 /// We delete the copy and remove the corresponding value number from %vreg1.
1031 /// Any uses of that value number are marked as <undef>.
1032 bool RegisterCoalescer::eliminateUndefCopy(MachineInstr *CopyMI,
1033                                            const CoalescerPair &CP) {
1034   SlotIndex Idx = LIS->getInstructionIndex(CopyMI);
1035   LiveInterval *SrcInt = &LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
1036   if (SrcInt->liveAt(Idx))
1037     return false;
1038   LiveInterval *DstInt = &LIS->getInterval(CP.getDstReg());
1039   if (DstInt->liveAt(Idx))
1040     return false;
1041
1042   // No intervals are live-in to CopyMI - it is undef.
1043   if (CP.isFlipped())
1044     DstInt = SrcInt;
1045   SrcInt = nullptr;
1046
1047   SlotIndex RegIndex = Idx.getRegSlot();
1048   VNInfo *DeadVNI = DstInt->getVNInfoAt(RegIndex);
1049   assert(DeadVNI && "No value defined in DstInt");
1050   DstInt->removeValNo(DeadVNI);
1051   // Eliminate the corresponding values in the subregister ranges.
1052   for (LiveInterval::SubRange &S : DstInt->subranges()) {
1053     VNInfo *DeadVNI = S.getVNInfoAt(RegIndex);
1054     if (DeadVNI == nullptr)
1055       continue;
1056     S.removeValNo(DeadVNI);
1057   }
1058
1059   // Find new undef uses.
1060   for (MachineOperand &MO : MRI->reg_nodbg_operands(DstInt->reg)) {
1061     if (MO.isDef() || MO.isUndef())
1062       continue;
1063     MachineInstr *MI = MO.getParent();
1064     SlotIndex Idx = LIS->getInstructionIndex(MI);
1065     if (DstInt->liveAt(Idx))
1066       continue;
1067     MO.setIsUndef(true);
1068     DEBUG(dbgs() << "\tnew undef: " << Idx << '\t' << *MI);
1069   }
1070   return true;
1071 }
1072
1073 /// Replace all defs and uses of SrcReg to DstReg and update the subregister
1074 /// number if it is not zero. If DstReg is a physical register and the existing
1075 /// subregister number of the def / use being updated is not zero, make sure to
1076 /// set it to the correct physical subregister.
1077 void RegisterCoalescer::updateRegDefsUses(unsigned SrcReg,
1078                                           unsigned DstReg,
1079                                           unsigned SubIdx) {
1080   bool DstIsPhys = TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg);
1081   LiveInterval *DstInt = DstIsPhys ? nullptr : &LIS->getInterval(DstReg);
1082
1083   SmallPtrSet<MachineInstr*, 8> Visited;
1084   for (MachineRegisterInfo::reg_instr_iterator
1085        I = MRI->reg_instr_begin(SrcReg), E = MRI->reg_instr_end();
1086        I != E; ) {
1087     MachineInstr *UseMI = &*(I++);
1088
1089     // Each instruction can only be rewritten once because sub-register
1090     // composition is not always idempotent. When SrcReg != DstReg, rewriting
1091     // the UseMI operands removes them from the SrcReg use-def chain, but when
1092     // SrcReg is DstReg we could encounter UseMI twice if it has multiple
1093     // operands mentioning the virtual register.
1094     if (SrcReg == DstReg && !Visited.insert(UseMI).second)
1095       continue;
1096
1097     SmallVector<unsigned,8> Ops;
1098     bool Reads, Writes;
1099     std::tie(Reads, Writes) = UseMI->readsWritesVirtualRegister(SrcReg, &Ops);
1100
1101     // If SrcReg wasn't read, it may still be the case that DstReg is live-in
1102     // because SrcReg is a sub-register.
1103     if (DstInt && !Reads && SubIdx)
1104       Reads = DstInt->liveAt(LIS->getInstructionIndex(UseMI));
1105
1106     // Replace SrcReg with DstReg in all UseMI operands.
1107     for (unsigned i = 0, e = Ops.size(); i != e; ++i) {
1108       MachineOperand &MO = UseMI->getOperand(Ops[i]);
1109
1110       // Adjust <undef> flags in case of sub-register joins. We don't want to
1111       // turn a full def into a read-modify-write sub-register def and vice
1112       // versa.
1113       if (SubIdx && MO.isDef())
1114         MO.setIsUndef(!Reads);
1115
1116       // A subreg use of a partially undef (super) register may be a complete
1117       // undef use now and then has to be marked that way.
1118       if (SubIdx != 0 && MO.isUse() && MRI->tracksSubRegLiveness()) {
1119         if (!DstInt->hasSubRanges()) {
1120           BumpPtrAllocator &Allocator = LIS->getVNInfoAllocator();
1121           unsigned Mask = MRI->getMaxLaneMaskForVReg(DstInt->reg);
1122           DstInt->createSubRangeFrom(Allocator, Mask, *DstInt);
1123         }
1124         unsigned Mask = TRI->getSubRegIndexLaneMask(SubIdx);
1125         bool IsUndef = true;
1126         SlotIndex MIIdx = UseMI->isDebugValue()
1127           ? LIS->getSlotIndexes()->getIndexBefore(UseMI)
1128           : LIS->getInstructionIndex(UseMI);
1129         SlotIndex UseIdx = MIIdx.getRegSlot(true);
1130         for (LiveInterval::SubRange &S : DstInt->subranges()) {
1131           if ((S.LaneMask & Mask) == 0)
1132             continue;
1133           if (S.liveAt(UseIdx)) {
1134             IsUndef = false;
1135             break;
1136           }
1137         }
1138         if (IsUndef) {
1139           MO.setIsUndef(true);
1140           // We found out some subregister use is actually reading an undefined
1141           // value. In some cases the whole vreg has become undefined at this
1142           // point so we have to potentially shrink the main range if the
1143           // use was ending a live segment there.
1144           LiveQueryResult Q = DstInt->Query(MIIdx);
1145           if (Q.valueOut() == nullptr)
1146             ShrinkMainRange = true;
1147         }
1148       }
1149
1150       if (DstIsPhys)
1151         MO.substPhysReg(DstReg, *TRI);
1152       else
1153         MO.substVirtReg(DstReg, SubIdx, *TRI);
1154     }
1155
1156     DEBUG({
1157         dbgs() << "\t\tupdated: ";
1158         if (!UseMI->isDebugValue())
1159           dbgs() << LIS->getInstructionIndex(UseMI) << "\t";
1160         dbgs() << *UseMI;
1161       });
1162   }
1163 }
1164
1165 /// Return true if a copy involving a physreg should be joined.
1166 bool RegisterCoalescer::canJoinPhys(const CoalescerPair &CP) {
1167   /// Always join simple intervals that are defined by a single copy from a
1168   /// reserved register. This doesn't increase register pressure, so it is
1169   /// always beneficial.
1170   if (!MRI->isReserved(CP.getDstReg())) {
1171     DEBUG(dbgs() << "\tCan only merge into reserved registers.\n");
1172     return false;
1173   }
1174
1175   LiveInterval &JoinVInt = LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
1176   if (CP.isFlipped() && JoinVInt.containsOneValue())
1177     return true;
1178
1179   DEBUG(dbgs() << "\tCannot join defs into reserved register.\n");
1180   return false;
1181 }
1182
1183 /// Attempt to join intervals corresponding to SrcReg/DstReg,
1184 /// which are the src/dst of the copy instruction CopyMI.  This returns true
1185 /// if the copy was successfully coalesced away. If it is not currently
1186 /// possible to coalesce this interval, but it may be possible if other
1187 /// things get coalesced, then it returns true by reference in 'Again'.
1188 bool RegisterCoalescer::joinCopy(MachineInstr *CopyMI, bool &Again) {
1189
1190   Again = false;
1191   DEBUG(dbgs() << LIS->getInstructionIndex(CopyMI) << '\t' << *CopyMI);
1192
1193   CoalescerPair CP(*TRI);
1194   if (!CP.setRegisters(CopyMI)) {
1195     DEBUG(dbgs() << "\tNot coalescable.\n");
1196     return false;
1197   }
1198
1199   if (CP.getNewRC()) {
1200     auto SrcRC = MRI->getRegClass(CP.getSrcReg());
1201     auto DstRC = MRI->getRegClass(CP.getDstReg());
1202     unsigned SrcIdx = CP.getSrcIdx();
1203     unsigned DstIdx = CP.getDstIdx();
1204     if (CP.isFlipped()) {
1205       std::swap(SrcIdx, DstIdx);
1206       std::swap(SrcRC, DstRC);
1207     }
1208     if (!TRI->shouldCoalesce(CopyMI, SrcRC, SrcIdx, DstRC, DstIdx,
1209                             CP.getNewRC())) {
1210       DEBUG(dbgs() << "\tSubtarget bailed on coalescing.\n");
1211       return false;
1212     }
1213   }
1214
1215   // Dead code elimination. This really should be handled by MachineDCE, but
1216   // sometimes dead copies slip through, and we can't generate invalid live
1217   // ranges.
1218   if (!CP.isPhys() && CopyMI->allDefsAreDead()) {
1219     DEBUG(dbgs() << "\tCopy is dead.\n");
1220     DeadDefs.push_back(CopyMI);
1221     eliminateDeadDefs();
1222     return true;
1223   }
1224
1225   // Eliminate undefs.
1226   if (!CP.isPhys() && eliminateUndefCopy(CopyMI, CP)) {
1227     DEBUG(dbgs() << "\tEliminated copy of <undef> value.\n");
1228     LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(CopyMI);
1229     CopyMI->eraseFromParent();
1230     return false;  // Not coalescable.
1231   }
1232
1233   // Coalesced copies are normally removed immediately, but transformations
1234   // like removeCopyByCommutingDef() can inadvertently create identity copies.
1235   // When that happens, just join the values and remove the copy.
1236   if (CP.getSrcReg() == CP.getDstReg()) {
1237     LiveInterval &LI = LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
1238     DEBUG(dbgs() << "\tCopy already coalesced: " << LI << '\n');
1239     const SlotIndex CopyIdx = LIS->getInstructionIndex(CopyMI);
1240     LiveQueryResult LRQ = LI.Query(CopyIdx);
1241     if (VNInfo *DefVNI = LRQ.valueDefined()) {
1242       VNInfo *ReadVNI = LRQ.valueIn();
1243       assert(ReadVNI && "No value before copy and no <undef> flag.");
1244       assert(ReadVNI != DefVNI && "Cannot read and define the same value.");
1245       LI.MergeValueNumberInto(DefVNI, ReadVNI);
1246
1247       // Process subregister liveranges.
1248       for (LiveInterval::SubRange &S : LI.subranges()) {
1249         LiveQueryResult SLRQ = S.Query(CopyIdx);
1250         if (VNInfo *SDefVNI = SLRQ.valueDefined()) {
1251           VNInfo *SReadVNI = SLRQ.valueIn();
1252           S.MergeValueNumberInto(SDefVNI, SReadVNI);
1253         }
1254       }
1255       DEBUG(dbgs() << "\tMerged values:          " << LI << '\n');
1256     }
1257     LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(CopyMI);
1258     CopyMI->eraseFromParent();
1259     return true;
1260   }
1261
1262   // Enforce policies.
1263   if (CP.isPhys()) {
1264     DEBUG(dbgs() << "\tConsidering merging " << PrintReg(CP.getSrcReg(), TRI)
1265                  << " with " << PrintReg(CP.getDstReg(), TRI, CP.getSrcIdx())
1266                  << '\n');
1267     if (!canJoinPhys(CP)) {
1268       // Before giving up coalescing, if definition of source is defined by
1269       // trivial computation, try rematerializing it.
1270       bool IsDefCopy;
1271       if (reMaterializeTrivialDef(CP, CopyMI, IsDefCopy))
1272         return true;
1273       if (IsDefCopy)
1274         Again = true;  // May be possible to coalesce later.
1275       return false;
1276     }
1277   } else {
1278     // When possible, let DstReg be the larger interval.
1279     if (!CP.isPartial() && LIS->getInterval(CP.getSrcReg()).size() >
1280                            LIS->getInterval(CP.getDstReg()).size())
1281       CP.flip();
1282
1283     DEBUG({
1284       dbgs() << "\tConsidering merging to "
1285              << TRI->getRegClassName(CP.getNewRC()) << " with ";
1286       if (CP.getDstIdx() && CP.getSrcIdx())
1287         dbgs() << PrintReg(CP.getDstReg()) << " in "
1288                << TRI->getSubRegIndexName(CP.getDstIdx()) << " and "
1289                << PrintReg(CP.getSrcReg()) << " in "
1290                << TRI->getSubRegIndexName(CP.getSrcIdx()) << '\n';
1291       else
1292         dbgs() << PrintReg(CP.getSrcReg(), TRI) << " in "
1293                << PrintReg(CP.getDstReg(), TRI, CP.getSrcIdx()) << '\n';
1294     });
1295   }
1296
1297   ShrinkMask = 0;
1298   ShrinkMainRange = false;
1299
1300   // Okay, attempt to join these two intervals.  On failure, this returns false.
1301   // Otherwise, if one of the intervals being joined is a physreg, this method
1302   // always canonicalizes DstInt to be it.  The output "SrcInt" will not have
1303   // been modified, so we can use this information below to update aliases.
1304   if (!joinIntervals(CP)) {
1305     // Coalescing failed.
1306
1307     // If definition of source is defined by trivial computation, try
1308     // rematerializing it.
1309     bool IsDefCopy;
1310     if (reMaterializeTrivialDef(CP, CopyMI, IsDefCopy))
1311       return true;
1312
1313     // If we can eliminate the copy without merging the live segments, do so
1314     // now.
1315     if (!CP.isPartial() && !CP.isPhys()) {
1316       if (adjustCopiesBackFrom(CP, CopyMI) ||
1317           removeCopyByCommutingDef(CP, CopyMI)) {
1318         LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(CopyMI);
1319         CopyMI->eraseFromParent();
1320         DEBUG(dbgs() << "\tTrivial!\n");
1321         return true;
1322       }
1323     }
1324
1325     // Otherwise, we are unable to join the intervals.
1326     DEBUG(dbgs() << "\tInterference!\n");
1327     Again = true;  // May be possible to coalesce later.
1328     return false;
1329   }
1330
1331   // Coalescing to a virtual register that is of a sub-register class of the
1332   // other. Make sure the resulting register is set to the right register class.
1333   if (CP.isCrossClass()) {
1334     ++numCrossRCs;
1335     MRI->setRegClass(CP.getDstReg(), CP.getNewRC());
1336   }
1337
1338   // Removing sub-register copies can ease the register class constraints.
1339   // Make sure we attempt to inflate the register class of DstReg.
1340   if (!CP.isPhys() && RegClassInfo.isProperSubClass(CP.getNewRC()))
1341     InflateRegs.push_back(CP.getDstReg());
1342
1343   // CopyMI has been erased by joinIntervals at this point. Remove it from
1344   // ErasedInstrs since copyCoalesceWorkList() won't add a successful join back
1345   // to the work list. This keeps ErasedInstrs from growing needlessly.
1346   ErasedInstrs.erase(CopyMI);
1347
1348   // Rewrite all SrcReg operands to DstReg.
1349   // Also update DstReg operands to include DstIdx if it is set.
1350   if (CP.getDstIdx())
1351     updateRegDefsUses(CP.getDstReg(), CP.getDstReg(), CP.getDstIdx());
1352   updateRegDefsUses(CP.getSrcReg(), CP.getDstReg(), CP.getSrcIdx());
1353
1354   // Shrink subregister ranges if necessary.
1355   if (ShrinkMask != 0) {
1356     LiveInterval &LI = LIS->getInterval(CP.getDstReg());
1357     for (LiveInterval::SubRange &S : LI.subranges()) {
1358       if ((S.LaneMask & ShrinkMask) == 0)
1359         continue;
1360       DEBUG(dbgs() << "Shrink LaneUses (Lane "
1361                    << format("%04X", S.LaneMask) << ")\n");
1362       LIS->shrinkToUses(S, LI.reg);
1363     }
1364   }
1365   if (ShrinkMainRange) {
1366     LiveInterval &LI = LIS->getInterval(CP.getDstReg());
1367     LIS->shrinkToUses(&LI);
1368   }
1369
1370   // SrcReg is guaranteed to be the register whose live interval that is
1371   // being merged.
1372   LIS->removeInterval(CP.getSrcReg());
1373
1374   // Update regalloc hint.
1375   TRI->UpdateRegAllocHint(CP.getSrcReg(), CP.getDstReg(), *MF);
1376
1377   DEBUG({
1378     dbgs() << "\tSuccess: " << PrintReg(CP.getSrcReg(), TRI, CP.getSrcIdx())
1379            << " -> " << PrintReg(CP.getDstReg(), TRI, CP.getDstIdx()) << '\n';
1380     dbgs() << "\tResult = ";
1381     if (CP.isPhys())
1382       dbgs() << PrintReg(CP.getDstReg(), TRI);
1383     else
1384       dbgs() << LIS->getInterval(CP.getDstReg());
1385     dbgs() << '\n';
1386   });
1387
1388   ++numJoins;
1389   return true;
1390 }
1391
1392 /// Attempt joining with a reserved physreg.
1393 bool RegisterCoalescer::joinReservedPhysReg(CoalescerPair &CP) {
1394   assert(CP.isPhys() && "Must be a physreg copy");
1395   assert(MRI->isReserved(CP.getDstReg()) && "Not a reserved register");
1396   LiveInterval &RHS = LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
1397   DEBUG(dbgs() << "\t\tRHS = " << RHS << '\n');
1398
1399   assert(CP.isFlipped() && RHS.containsOneValue() &&
1400          "Invalid join with reserved register");
1401
1402   // Optimization for reserved registers like ESP. We can only merge with a
1403   // reserved physreg if RHS has a single value that is a copy of CP.DstReg().
1404   // The live range of the reserved register will look like a set of dead defs
1405   // - we don't properly track the live range of reserved registers.
1406
1407   // Deny any overlapping intervals.  This depends on all the reserved
1408   // register live ranges to look like dead defs.
1409   for (MCRegUnitIterator UI(CP.getDstReg(), TRI); UI.isValid(); ++UI)
1410     if (RHS.overlaps(LIS->getRegUnit(*UI))) {
1411       DEBUG(dbgs() << "\t\tInterference: " << PrintRegUnit(*UI, TRI) << '\n');
1412       return false;
1413     }
1414
1415   // Skip any value computations, we are not adding new values to the
1416   // reserved register.  Also skip merging the live ranges, the reserved
1417   // register live range doesn't need to be accurate as long as all the
1418   // defs are there.
1419
1420   // Delete the identity copy.
1421   MachineInstr *CopyMI = MRI->getVRegDef(RHS.reg);
1422   LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(CopyMI);
1423   CopyMI->eraseFromParent();
1424
1425   // We don't track kills for reserved registers.
1426   MRI->clearKillFlags(CP.getSrcReg());
1427
1428   return true;
1429 }
1430
1431 //===----------------------------------------------------------------------===//
1432 //                 Interference checking and interval joining
1433 //===----------------------------------------------------------------------===//
1434 //
1435 // In the easiest case, the two live ranges being joined are disjoint, and
1436 // there is no interference to consider. It is quite common, though, to have
1437 // overlapping live ranges, and we need to check if the interference can be
1438 // resolved.
1439 //
1440 // The live range of a single SSA value forms a sub-tree of the dominator tree.
1441 // This means that two SSA values overlap if and only if the def of one value
1442 // is contained in the live range of the other value. As a special case, the
1443 // overlapping values can be defined at the same index.
1444 //
1445 // The interference from an overlapping def can be resolved in these cases:
1446 //
1447 // 1. Coalescable copies. The value is defined by a copy that would become an
1448 //    identity copy after joining SrcReg and DstReg. The copy instruction will
1449 //    be removed, and the value will be merged with the source value.
1450 //
1451 //    There can be several copies back and forth, causing many values to be
1452 //    merged into one. We compute a list of ultimate values in the joined live
1453 //    range as well as a mappings from the old value numbers.
1454 //
1455 // 2. IMPLICIT_DEF. This instruction is only inserted to ensure all PHI
1456 //    predecessors have a live out value. It doesn't cause real interference,
1457 //    and can be merged into the value it overlaps. Like a coalescable copy, it
1458 //    can be erased after joining.
1459 //
1460 // 3. Copy of external value. The overlapping def may be a copy of a value that
1461 //    is already in the other register. This is like a coalescable copy, but
1462 //    the live range of the source register must be trimmed after erasing the
1463 //    copy instruction:
1464 //
1465 //      %src = COPY %ext
1466 //      %dst = COPY %ext  <-- Remove this COPY, trim the live range of %ext.
1467 //
1468 // 4. Clobbering undefined lanes. Vector registers are sometimes built by
1469 //    defining one lane at a time:
1470 //
1471 //      %dst:ssub0<def,read-undef> = FOO
1472 //      %src = BAR
1473 //      %dst:ssub1<def> = COPY %src
1474 //
1475 //    The live range of %src overlaps the %dst value defined by FOO, but
1476 //    merging %src into %dst:ssub1 is only going to clobber the ssub1 lane
1477 //    which was undef anyway.
1478 //
1479 //    The value mapping is more complicated in this case. The final live range
1480 //    will have different value numbers for both FOO and BAR, but there is no
1481 //    simple mapping from old to new values. It may even be necessary to add
1482 //    new PHI values.
1483 //
1484 // 5. Clobbering dead lanes. A def may clobber a lane of a vector register that
1485 //    is live, but never read. This can happen because we don't compute
1486 //    individual live ranges per lane.
1487 //
1488 //      %dst<def> = FOO
1489 //      %src = BAR
1490 //      %dst:ssub1<def> = COPY %src
1491 //
1492 //    This kind of interference is only resolved locally. If the clobbered
1493 //    lane value escapes the block, the join is aborted.
1494
1495 namespace {
1496 /// Track information about values in a single virtual register about to be
1497 /// joined. Objects of this class are always created in pairs - one for each
1498 /// side of the CoalescerPair (or one for each lane of a side of the coalescer
1499 /// pair)
1500 class JoinVals {
1501   /// Live range we work on.
1502   LiveRange &LR;
1503   /// (Main) register we work on.
1504   const unsigned Reg;
1505
1506   /// This is true when joining sub register ranges, false when joining main
1507   /// ranges.
1508   const bool SubRangeJoin;
1509   /// Whether the current LiveInterval tracks subregister liveness.
1510   const bool TrackSubRegLiveness;
1511
1512   // Location of this register in the final joined register.
1513   // Either CP.DstIdx or CP.SrcIdx.
1514   const unsigned SubIdx;
1515
1516   // Values that will be present in the final live range.
1517   SmallVectorImpl<VNInfo*> &NewVNInfo;
1518
1519   const CoalescerPair &CP;
1520   LiveIntervals *LIS;
1521   SlotIndexes *Indexes;
1522   const TargetRegisterInfo *TRI;
1523
1524   // Value number assignments. Maps value numbers in LI to entries in NewVNInfo.
1525   // This is suitable for passing to LiveInterval::join().
1526   SmallVector<int, 8> Assignments;
1527
1528   // Conflict resolution for overlapping values.
1529   enum ConflictResolution {
1530     // No overlap, simply keep this value.
1531     CR_Keep,
1532
1533     // Merge this value into OtherVNI and erase the defining instruction.
1534     // Used for IMPLICIT_DEF, coalescable copies, and copies from external
1535     // values.
1536     CR_Erase,
1537
1538     // Merge this value into OtherVNI but keep the defining instruction.
1539     // This is for the special case where OtherVNI is defined by the same
1540     // instruction.
1541     CR_Merge,
1542
1543     // Keep this value, and have it replace OtherVNI where possible. This
1544     // complicates value mapping since OtherVNI maps to two different values
1545     // before and after this def.
1546     // Used when clobbering undefined or dead lanes.
1547     CR_Replace,
1548
1549     // Unresolved conflict. Visit later when all values have been mapped.
1550     CR_Unresolved,
1551
1552     // Unresolvable conflict. Abort the join.
1553     CR_Impossible
1554   };
1555
1556   // Per-value info for LI. The lane bit masks are all relative to the final
1557   // joined register, so they can be compared directly between SrcReg and
1558   // DstReg.
1559   struct Val {
1560     ConflictResolution Resolution;
1561
1562     // Lanes written by this def, 0 for unanalyzed values.
1563     unsigned WriteLanes;
1564
1565     // Lanes with defined values in this register. Other lanes are undef and
1566     // safe to clobber.
1567     unsigned ValidLanes;
1568
1569     // Value in LI being redefined by this def.
1570     VNInfo *RedefVNI;
1571
1572     // Value in the other live range that overlaps this def, if any.
1573     VNInfo *OtherVNI;
1574
1575     // Is this value an IMPLICIT_DEF that can be erased?
1576     //
1577     // IMPLICIT_DEF values should only exist at the end of a basic block that
1578     // is a predecessor to a phi-value. These IMPLICIT_DEF instructions can be
1579     // safely erased if they are overlapping a live value in the other live
1580     // interval.
1581     //
1582     // Weird control flow graphs and incomplete PHI handling in
1583     // ProcessImplicitDefs can very rarely create IMPLICIT_DEF values with
1584     // longer live ranges. Such IMPLICIT_DEF values should be treated like
1585     // normal values.
1586     bool ErasableImplicitDef;
1587
1588     // True when the live range of this value will be pruned because of an
1589     // overlapping CR_Replace value in the other live range.
1590     bool Pruned;
1591
1592     // True once Pruned above has been computed.
1593     bool PrunedComputed;
1594
1595     Val() : Resolution(CR_Keep), WriteLanes(0), ValidLanes(0),
1596             RedefVNI(nullptr), OtherVNI(nullptr), ErasableImplicitDef(false),
1597             Pruned(false), PrunedComputed(false) {}
1598
1599     bool isAnalyzed() const { return WriteLanes != 0; }
1600   };
1601
1602   // One entry per value number in LI.
1603   SmallVector<Val, 8> Vals;
1604
1605   unsigned computeWriteLanes(const MachineInstr *DefMI, bool &Redef) const;
1606   VNInfo *stripCopies(VNInfo *VNI) const;
1607   ConflictResolution analyzeValue(unsigned ValNo, JoinVals &Other);
1608   void computeAssignment(unsigned ValNo, JoinVals &Other);
1609   bool taintExtent(unsigned, unsigned, JoinVals&,
1610                    SmallVectorImpl<std::pair<SlotIndex, unsigned> >&);
1611   bool usesLanes(const MachineInstr *MI, unsigned, unsigned, unsigned) const;
1612   bool isPrunedValue(unsigned ValNo, JoinVals &Other);
1613
1614 public:
1615   JoinVals(LiveRange &LR, unsigned Reg, unsigned subIdx,
1616            SmallVectorImpl<VNInfo*> &newVNInfo,
1617            const CoalescerPair &cp, LiveIntervals *lis,
1618            const TargetRegisterInfo *tri, bool SubRangeJoin,
1619            bool TrackSubRegLiveness)
1620     : LR(LR), Reg(Reg), SubRangeJoin(SubRangeJoin),
1621       TrackSubRegLiveness(TrackSubRegLiveness), SubIdx(subIdx),
1622       NewVNInfo(newVNInfo), CP(cp), LIS(lis), Indexes(LIS->getSlotIndexes()),
1623       TRI(tri), Assignments(LR.getNumValNums(), -1),
1624       Vals(LR.getNumValNums())
1625   {}
1626
1627   /// Analyze defs in LR and compute a value mapping in NewVNInfo.
1628   /// Returns false if any conflicts were impossible to resolve.
1629   bool mapValues(JoinVals &Other);
1630
1631   /// Try to resolve conflicts that require all values to be mapped.
1632   /// Returns false if any conflicts were impossible to resolve.
1633   bool resolveConflicts(JoinVals &Other);
1634
1635   /// Prune the live range of values in Other.LR where they would conflict with
1636   /// CR_Replace values in LR. Collect end points for restoring the live range
1637   /// after joining.
1638   void pruneValues(JoinVals &Other, SmallVectorImpl<SlotIndex> &EndPoints,
1639                    bool changeInstrs);
1640
1641   // Removes subranges starting at copies that get removed. This sometimes
1642   // happens when undefined subranges are copied around. These ranges contain
1643   // no usefull information and can be removed.
1644   void pruneSubRegValues(LiveInterval &LI, unsigned &ShrinkMask);
1645
1646   /// Erase any machine instructions that have been coalesced away.
1647   /// Add erased instructions to ErasedInstrs.
1648   /// Add foreign virtual registers to ShrinkRegs if their live range ended at
1649   /// the erased instrs.
1650   void eraseInstrs(SmallPtrSetImpl<MachineInstr*> &ErasedInstrs,
1651                    SmallVectorImpl<unsigned> &ShrinkRegs);
1652
1653   /// Get the value assignments suitable for passing to LiveInterval::join.
1654   const int *getAssignments() const { return Assignments.data(); }
1655 };
1656 } // end anonymous namespace
1657
1658 /// Compute the bitmask of lanes actually written by DefMI.
1659 /// Set Redef if there are any partial register definitions that depend on the
1660 /// previous value of the register.
1661 unsigned JoinVals::computeWriteLanes(const MachineInstr *DefMI, bool &Redef)
1662   const {
1663   unsigned L = 0;
1664   for (ConstMIOperands MO(DefMI); MO.isValid(); ++MO) {
1665     if (!MO->isReg() || MO->getReg() != Reg || !MO->isDef())
1666       continue;
1667     L |= TRI->getSubRegIndexLaneMask(
1668            TRI->composeSubRegIndices(SubIdx, MO->getSubReg()));
1669     if (MO->readsReg())
1670       Redef = true;
1671   }
1672   return L;
1673 }
1674
1675 /// Find the ultimate value that VNI was copied from.
1676 VNInfo *JoinVals::stripCopies(VNInfo *VNI) const {
1677   while (!VNI->isPHIDef()) {
1678     MachineInstr *MI = Indexes->getInstructionFromIndex(VNI->def);
1679     assert(MI && "No defining instruction");
1680     if (!MI->isFullCopy())
1681       break;
1682     unsigned Reg = MI->getOperand(1).getReg();
1683     if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg))
1684       break;
1685     LiveQueryResult LRQ = LIS->getInterval(Reg).Query(VNI->def);
1686     if (!LRQ.valueIn())
1687       break;
1688     VNI = LRQ.valueIn();
1689   }
1690   return VNI;
1691 }
1692
1693 /// Analyze ValNo in this live range, and set all fields of Vals[ValNo].
1694 /// Return a conflict resolution when possible, but leave the hard cases as
1695 /// CR_Unresolved.
1696 /// Recursively calls computeAssignment() on this and Other, guaranteeing that
1697 /// both OtherVNI and RedefVNI have been analyzed and mapped before returning.
1698 /// The recursion always goes upwards in the dominator tree, making loops
1699 /// impossible.
1700 JoinVals::ConflictResolution
1701 JoinVals::analyzeValue(unsigned ValNo, JoinVals &Other) {
1702   Val &V = Vals[ValNo];
1703   assert(!V.isAnalyzed() && "Value has already been analyzed!");
1704   VNInfo *VNI = LR.getValNumInfo(ValNo);
1705   if (VNI->isUnused()) {
1706     V.WriteLanes = ~0u;
1707     return CR_Keep;
1708   }
1709
1710   // Get the instruction defining this value, compute the lanes written.
1711   const MachineInstr *DefMI = nullptr;
1712   if (VNI->isPHIDef()) {
1713     // Conservatively assume that all lanes in a PHI are valid.
1714     unsigned Lanes = SubRangeJoin ? 1 : TRI->getSubRegIndexLaneMask(SubIdx);
1715     V.ValidLanes = V.WriteLanes = Lanes;
1716   } else {
1717     DefMI = Indexes->getInstructionFromIndex(VNI->def);
1718     assert(DefMI != nullptr);
1719     if (SubRangeJoin) {
1720       // We don't care about the lanes when joining subregister ranges.
1721       V.ValidLanes = V.WriteLanes = 1;
1722     } else {
1723       bool Redef = false;
1724       V.ValidLanes = V.WriteLanes = computeWriteLanes(DefMI, Redef);
1725
1726       // If this is a read-modify-write instruction, there may be more valid
1727       // lanes than the ones written by this instruction.
1728       // This only covers partial redef operands. DefMI may have normal use
1729       // operands reading the register. They don't contribute valid lanes.
1730       //
1731       // This adds ssub1 to the set of valid lanes in %src:
1732       //
1733       //   %src:ssub1<def> = FOO
1734       //
1735       // This leaves only ssub1 valid, making any other lanes undef:
1736       //
1737       //   %src:ssub1<def,read-undef> = FOO %src:ssub2
1738       //
1739       // The <read-undef> flag on the def operand means that old lane values are
1740       // not important.
1741       if (Redef) {
1742         V.RedefVNI = LR.Query(VNI->def).valueIn();
1743         assert(V.RedefVNI && "Instruction is reading nonexistent value");
1744         computeAssignment(V.RedefVNI->id, Other);
1745         V.ValidLanes |= Vals[V.RedefVNI->id].ValidLanes;
1746       }
1747
1748       // An IMPLICIT_DEF writes undef values.
1749       if (DefMI->isImplicitDef()) {
1750         // We normally expect IMPLICIT_DEF values to be live only until the end
1751         // of their block. If the value is really live longer and gets pruned in
1752         // another block, this flag is cleared again.
1753         V.ErasableImplicitDef = true;
1754         V.ValidLanes &= ~V.WriteLanes;
1755       }
1756     }
1757   }
1758
1759   // Find the value in Other that overlaps VNI->def, if any.
1760   LiveQueryResult OtherLRQ = Other.LR.Query(VNI->def);
1761
1762   // It is possible that both values are defined by the same instruction, or
1763   // the values are PHIs defined in the same block. When that happens, the two
1764   // values should be merged into one, but not into any preceding value.
1765   // The first value defined or visited gets CR_Keep, the other gets CR_Merge.
1766   if (VNInfo *OtherVNI = OtherLRQ.valueDefined()) {
1767     assert(SlotIndex::isSameInstr(VNI->def, OtherVNI->def) && "Broken LRQ");
1768
1769     // One value stays, the other is merged. Keep the earlier one, or the first
1770     // one we see.
1771     if (OtherVNI->def < VNI->def)
1772       Other.computeAssignment(OtherVNI->id, *this);
1773     else if (VNI->def < OtherVNI->def && OtherLRQ.valueIn()) {
1774       // This is an early-clobber def overlapping a live-in value in the other
1775       // register. Not mergeable.
1776       V.OtherVNI = OtherLRQ.valueIn();
1777       return CR_Impossible;
1778     }
1779     V.OtherVNI = OtherVNI;
1780     Val &OtherV = Other.Vals[OtherVNI->id];
1781     // Keep this value, check for conflicts when analyzing OtherVNI.
1782     if (!OtherV.isAnalyzed())
1783       return CR_Keep;
1784     // Both sides have been analyzed now.
1785     // Allow overlapping PHI values. Any real interference would show up in a
1786     // predecessor, the PHI itself can't introduce any conflicts.
1787     if (VNI->isPHIDef())
1788       return CR_Merge;
1789     if (V.ValidLanes & OtherV.ValidLanes)
1790       // Overlapping lanes can't be resolved.
1791       return CR_Impossible;
1792     else
1793       return CR_Merge;
1794   }
1795
1796   // No simultaneous def. Is Other live at the def?
1797   V.OtherVNI = OtherLRQ.valueIn();
1798   if (!V.OtherVNI)
1799     // No overlap, no conflict.
1800     return CR_Keep;
1801
1802   assert(!SlotIndex::isSameInstr(VNI->def, V.OtherVNI->def) && "Broken LRQ");
1803
1804   // We have overlapping values, or possibly a kill of Other.
1805   // Recursively compute assignments up the dominator tree.
1806   Other.computeAssignment(V.OtherVNI->id, *this);
1807   Val &OtherV = Other.Vals[V.OtherVNI->id];
1808
1809   // Check if OtherV is an IMPLICIT_DEF that extends beyond its basic block.
1810   // This shouldn't normally happen, but ProcessImplicitDefs can leave such
1811   // IMPLICIT_DEF instructions behind, and there is nothing wrong with it
1812   // technically.
1813   //
1814   // WHen it happens, treat that IMPLICIT_DEF as a normal value, and don't try
1815   // to erase the IMPLICIT_DEF instruction.
1816   if (OtherV.ErasableImplicitDef && DefMI &&
1817       DefMI->getParent() != Indexes->getMBBFromIndex(V.OtherVNI->def)) {
1818     DEBUG(dbgs() << "IMPLICIT_DEF defined at " << V.OtherVNI->def
1819                  << " extends into BB#" << DefMI->getParent()->getNumber()
1820                  << ", keeping it.\n");
1821     OtherV.ErasableImplicitDef = false;
1822   }
1823
1824   // Allow overlapping PHI values. Any real interference would show up in a
1825   // predecessor, the PHI itself can't introduce any conflicts.
1826   if (VNI->isPHIDef())
1827     return CR_Replace;
1828
1829   // Check for simple erasable conflicts.
1830   if (DefMI->isImplicitDef())
1831     return CR_Erase;
1832
1833   // Include the non-conflict where DefMI is a coalescable copy that kills
1834   // OtherVNI. We still want the copy erased and value numbers merged.
1835   if (CP.isCoalescable(DefMI)) {
1836     // Some of the lanes copied from OtherVNI may be undef, making them undef
1837     // here too.
1838     V.ValidLanes &= ~V.WriteLanes | OtherV.ValidLanes;
1839     return CR_Erase;
1840   }
1841
1842   // This may not be a real conflict if DefMI simply kills Other and defines
1843   // VNI.
1844   if (OtherLRQ.isKill() && OtherLRQ.endPoint() <= VNI->def)
1845     return CR_Keep;
1846
1847   // Handle the case where VNI and OtherVNI can be proven to be identical:
1848   //
1849   //   %other = COPY %ext
1850   //   %this  = COPY %ext <-- Erase this copy
1851   //
1852   if (DefMI->isFullCopy() && !CP.isPartial()) {
1853     VNInfo *TVNI = stripCopies(VNI);
1854     VNInfo *OVNI = stripCopies(V.OtherVNI);
1855     // Map our subrange values to main range as stripCopies() follows the main
1856     // ranges.
1857     if (SubRangeJoin && TVNI != OVNI) {
1858       if (TVNI == VNI) {
1859         LiveInterval &LI = LIS->getInterval(Reg);
1860         TVNI = LI.getVNInfoAt(TVNI->def);
1861       }
1862       if (OVNI == V.OtherVNI) {
1863         LiveInterval &LI = LIS->getInterval(Other.Reg);
1864         OVNI = LI.getVNInfoAt(OVNI->def);
1865       }
1866     }
1867
1868     if (TVNI == OVNI)
1869       return CR_Erase;
1870   }
1871
1872
1873   // If the lanes written by this instruction were all undef in OtherVNI, it is
1874   // still safe to join the live ranges. This can't be done with a simple value
1875   // mapping, though - OtherVNI will map to multiple values:
1876   //
1877   //   1 %dst:ssub0 = FOO                <-- OtherVNI
1878   //   2 %src = BAR                      <-- VNI
1879   //   3 %dst:ssub1 = COPY %src<kill>    <-- Eliminate this copy.
1880   //   4 BAZ %dst<kill>
1881   //   5 QUUX %src<kill>
1882   //
1883   // Here OtherVNI will map to itself in [1;2), but to VNI in [2;5). CR_Replace
1884   // handles this complex value mapping.
1885   if ((V.WriteLanes & OtherV.ValidLanes) == 0)
1886     return CR_Replace;
1887
1888   // If the other live range is killed by DefMI and the live ranges are still
1889   // overlapping, it must be because we're looking at an early clobber def:
1890   //
1891   //   %dst<def,early-clobber> = ASM %src<kill>
1892   //
1893   // In this case, it is illegal to merge the two live ranges since the early
1894   // clobber def would clobber %src before it was read.
1895   if (OtherLRQ.isKill()) {
1896     // This case where the def doesn't overlap the kill is handled above.
1897     assert(VNI->def.isEarlyClobber() &&
1898            "Only early clobber defs can overlap a kill");
1899     return CR_Impossible;
1900   }
1901
1902   // VNI is clobbering live lanes in OtherVNI, but there is still the
1903   // possibility that no instructions actually read the clobbered lanes.
1904   // If we're clobbering all the lanes in OtherVNI, at least one must be read.
1905   // Otherwise Other.RI wouldn't be live here.
1906   if ((TRI->getSubRegIndexLaneMask(Other.SubIdx) & ~V.WriteLanes) == 0)
1907     return CR_Impossible;
1908
1909   // We need to verify that no instructions are reading the clobbered lanes. To
1910   // save compile time, we'll only check that locally. Don't allow the tainted
1911   // value to escape the basic block.
1912   MachineBasicBlock *MBB = Indexes->getMBBFromIndex(VNI->def);
1913   if (OtherLRQ.endPoint() >= Indexes->getMBBEndIdx(MBB))
1914     return CR_Impossible;
1915
1916   // There are still some things that could go wrong besides clobbered lanes
1917   // being read, for example OtherVNI may be only partially redefined in MBB,
1918   // and some clobbered lanes could escape the block. Save this analysis for
1919   // resolveConflicts() when all values have been mapped. We need to know
1920   // RedefVNI and WriteLanes for any later defs in MBB, and we can't compute
1921   // that now - the recursive analyzeValue() calls must go upwards in the
1922   // dominator tree.
1923   return CR_Unresolved;
1924 }
1925
1926 /// Compute the value assignment for ValNo in RI.
1927 /// This may be called recursively by analyzeValue(), but never for a ValNo on
1928 /// the stack.
1929 void JoinVals::computeAssignment(unsigned ValNo, JoinVals &Other) {
1930   Val &V = Vals[ValNo];
1931   if (V.isAnalyzed()) {
1932     // Recursion should always move up the dominator tree, so ValNo is not
1933     // supposed to reappear before it has been assigned.
1934     assert(Assignments[ValNo] != -1 && "Bad recursion?");
1935     return;
1936   }
1937   switch ((V.Resolution = analyzeValue(ValNo, Other))) {
1938   case CR_Erase:
1939   case CR_Merge:
1940     // Merge this ValNo into OtherVNI.
1941     assert(V.OtherVNI && "OtherVNI not assigned, can't merge.");
1942     assert(Other.Vals[V.OtherVNI->id].isAnalyzed() && "Missing recursion");
1943     Assignments[ValNo] = Other.Assignments[V.OtherVNI->id];
1944     DEBUG(dbgs() << "\t\tmerge " << PrintReg(Reg) << ':' << ValNo << '@'
1945                  << LR.getValNumInfo(ValNo)->def << " into "
1946                  << PrintReg(Other.Reg) << ':' << V.OtherVNI->id << '@'
1947                  << V.OtherVNI->def << " --> @"
1948                  << NewVNInfo[Assignments[ValNo]]->def << '\n');
1949     break;
1950   case CR_Replace:
1951   case CR_Unresolved: {
1952     // The other value is going to be pruned if this join is successful.
1953     assert(V.OtherVNI && "OtherVNI not assigned, can't prune");
1954     Val &OtherV = Other.Vals[V.OtherVNI->id];
1955     // We cannot erase an IMPLICIT_DEF if we don't have valid values for all
1956     // its lanes.
1957     if ((OtherV.WriteLanes & ~V.ValidLanes) != 0 && TrackSubRegLiveness)
1958       OtherV.ErasableImplicitDef = false;
1959     OtherV.Pruned = true;
1960   }
1961     // Fall through.
1962   default:
1963     // This value number needs to go in the final joined live range.
1964     Assignments[ValNo] = NewVNInfo.size();
1965     NewVNInfo.push_back(LR.getValNumInfo(ValNo));
1966     break;
1967   }
1968 }
1969
1970 bool JoinVals::mapValues(JoinVals &Other) {
1971   for (unsigned i = 0, e = LR.getNumValNums(); i != e; ++i) {
1972     computeAssignment(i, Other);
1973     if (Vals[i].Resolution == CR_Impossible) {
1974       DEBUG(dbgs() << "\t\tinterference at " << PrintReg(Reg) << ':' << i
1975                    << '@' << LR.getValNumInfo(i)->def << '\n');
1976       return false;
1977     }
1978   }
1979   return true;
1980 }
1981
1982 /// Assuming ValNo is going to clobber some valid lanes in Other.LR, compute
1983 /// the extent of the tainted lanes in the block.
1984 ///
1985 /// Multiple values in Other.LR can be affected since partial redefinitions can
1986 /// preserve previously tainted lanes.
1987 ///
1988 ///   1 %dst = VLOAD           <-- Define all lanes in %dst
1989 ///   2 %src = FOO             <-- ValNo to be joined with %dst:ssub0
1990 ///   3 %dst:ssub1 = BAR       <-- Partial redef doesn't clear taint in ssub0
1991 ///   4 %dst:ssub0 = COPY %src <-- Conflict resolved, ssub0 wasn't read
1992 ///
1993 /// For each ValNo in Other that is affected, add an (EndIndex, TaintedLanes)
1994 /// entry to TaintedVals.
1995 ///
1996 /// Returns false if the tainted lanes extend beyond the basic block.
1997 bool JoinVals::
1998 taintExtent(unsigned ValNo, unsigned TaintedLanes, JoinVals &Other,
1999             SmallVectorImpl<std::pair<SlotIndex, unsigned> > &TaintExtent) {
2000   VNInfo *VNI = LR.getValNumInfo(ValNo);
2001   MachineBasicBlock *MBB = Indexes->getMBBFromIndex(VNI->def);
2002   SlotIndex MBBEnd = Indexes->getMBBEndIdx(MBB);
2003
2004   // Scan Other.LR from VNI.def to MBBEnd.
2005   LiveInterval::iterator OtherI = Other.LR.find(VNI->def);
2006   assert(OtherI != Other.LR.end() && "No conflict?");
2007   do {
2008     // OtherI is pointing to a tainted value. Abort the join if the tainted
2009     // lanes escape the block.
2010     SlotIndex End = OtherI->end;
2011     if (End >= MBBEnd) {
2012       DEBUG(dbgs() << "\t\ttaints global " << PrintReg(Other.Reg) << ':'
2013                    << OtherI->valno->id << '@' << OtherI->start << '\n');
2014       return false;
2015     }
2016     DEBUG(dbgs() << "\t\ttaints local " << PrintReg(Other.Reg) << ':'
2017                  << OtherI->valno->id << '@' << OtherI->start
2018                  << " to " << End << '\n');
2019     // A dead def is not a problem.
2020     if (End.isDead())
2021       break;
2022     TaintExtent.push_back(std::make_pair(End, TaintedLanes));
2023
2024     // Check for another def in the MBB.
2025     if (++OtherI == Other.LR.end() || OtherI->start >= MBBEnd)
2026       break;
2027
2028     // Lanes written by the new def are no longer tainted.
2029     const Val &OV = Other.Vals[OtherI->valno->id];
2030     TaintedLanes &= ~OV.WriteLanes;
2031     if (!OV.RedefVNI)
2032       break;
2033   } while (TaintedLanes);
2034   return true;
2035 }
2036
2037 /// Return true if MI uses any of the given Lanes from Reg.
2038 /// This does not include partial redefinitions of Reg.
2039 bool JoinVals::usesLanes(const MachineInstr *MI, unsigned Reg, unsigned SubIdx,
2040                          unsigned Lanes) const {
2041   if (MI->isDebugValue())
2042     return false;
2043   for (ConstMIOperands MO(MI); MO.isValid(); ++MO) {
2044     if (!MO->isReg() || MO->isDef() || MO->getReg() != Reg)
2045       continue;
2046     if (!MO->readsReg())
2047       continue;
2048     if (Lanes & TRI->getSubRegIndexLaneMask(
2049                   TRI->composeSubRegIndices(SubIdx, MO->getSubReg())))
2050       return true;
2051   }
2052   return false;
2053 }
2054
2055 bool JoinVals::resolveConflicts(JoinVals &Other) {
2056   for (unsigned i = 0, e = LR.getNumValNums(); i != e; ++i) {
2057     Val &V = Vals[i];
2058     assert (V.Resolution != CR_Impossible && "Unresolvable conflict");
2059     if (V.Resolution != CR_Unresolved)
2060       continue;
2061     DEBUG(dbgs() << "\t\tconflict at " << PrintReg(Reg) << ':' << i
2062                  << '@' << LR.getValNumInfo(i)->def << '\n');
2063     if (SubRangeJoin)
2064       return false;
2065
2066     ++NumLaneConflicts;
2067     assert(V.OtherVNI && "Inconsistent conflict resolution.");
2068     VNInfo *VNI = LR.getValNumInfo(i);
2069     const Val &OtherV = Other.Vals[V.OtherVNI->id];
2070
2071     // VNI is known to clobber some lanes in OtherVNI. If we go ahead with the
2072     // join, those lanes will be tainted with a wrong value. Get the extent of
2073     // the tainted lanes.
2074     unsigned TaintedLanes = V.WriteLanes & OtherV.ValidLanes;
2075     SmallVector<std::pair<SlotIndex, unsigned>, 8> TaintExtent;
2076     if (!taintExtent(i, TaintedLanes, Other, TaintExtent))
2077       // Tainted lanes would extend beyond the basic block.
2078       return false;
2079
2080     assert(!TaintExtent.empty() && "There should be at least one conflict.");
2081
2082     // Now look at the instructions from VNI->def to TaintExtent (inclusive).
2083     MachineBasicBlock *MBB = Indexes->getMBBFromIndex(VNI->def);
2084     MachineBasicBlock::iterator MI = MBB->begin();
2085     if (!VNI->isPHIDef()) {
2086       MI = Indexes->getInstructionFromIndex(VNI->def);
2087       // No need to check the instruction defining VNI for reads.
2088       ++MI;
2089     }
2090     assert(!SlotIndex::isSameInstr(VNI->def, TaintExtent.front().first) &&
2091            "Interference ends on VNI->def. Should have been handled earlier");
2092     MachineInstr *LastMI =
2093       Indexes->getInstructionFromIndex(TaintExtent.front().first);
2094     assert(LastMI && "Range must end at a proper instruction");
2095     unsigned TaintNum = 0;
2096     for(;;) {
2097       assert(MI != MBB->end() && "Bad LastMI");
2098       if (usesLanes(MI, Other.Reg, Other.SubIdx, TaintedLanes)) {
2099         DEBUG(dbgs() << "\t\ttainted lanes used by: " << *MI);
2100         return false;
2101       }
2102       // LastMI is the last instruction to use the current value.
2103       if (&*MI == LastMI) {
2104         if (++TaintNum == TaintExtent.size())
2105           break;
2106         LastMI = Indexes->getInstructionFromIndex(TaintExtent[TaintNum].first);
2107         assert(LastMI && "Range must end at a proper instruction");
2108         TaintedLanes = TaintExtent[TaintNum].second;
2109       }
2110       ++MI;
2111     }
2112
2113     // The tainted lanes are unused.
2114     V.Resolution = CR_Replace;
2115     ++NumLaneResolves;
2116   }
2117   return true;
2118 }
2119
2120 // Determine if ValNo is a copy of a value number in LR or Other.LR that will
2121 // be pruned:
2122 //
2123 //   %dst = COPY %src
2124 //   %src = COPY %dst  <-- This value to be pruned.
2125 //   %dst = COPY %src  <-- This value is a copy of a pruned value.
2126 //
2127 bool JoinVals::isPrunedValue(unsigned ValNo, JoinVals &Other) {
2128   Val &V = Vals[ValNo];
2129   if (V.Pruned || V.PrunedComputed)
2130     return V.Pruned;
2131
2132   if (V.Resolution != CR_Erase && V.Resolution != CR_Merge)
2133     return V.Pruned;
2134
2135   // Follow copies up the dominator tree and check if any intermediate value
2136   // has been pruned.
2137   V.PrunedComputed = true;
2138   V.Pruned = Other.isPrunedValue(V.OtherVNI->id, *this);
2139   return V.Pruned;
2140 }
2141
2142 void JoinVals::pruneValues(JoinVals &Other,
2143                            SmallVectorImpl<SlotIndex> &EndPoints,
2144                            bool changeInstrs) {
2145   for (unsigned i = 0, e = LR.getNumValNums(); i != e; ++i) {
2146     SlotIndex Def = LR.getValNumInfo(i)->def;
2147     switch (Vals[i].Resolution) {
2148     case CR_Keep:
2149       break;
2150     case CR_Replace: {
2151       // This value takes precedence over the value in Other.LR.
2152       LIS->pruneValue(Other.LR, Def, &EndPoints);
2153       // Check if we're replacing an IMPLICIT_DEF value. The IMPLICIT_DEF
2154       // instructions are only inserted to provide a live-out value for PHI
2155       // predecessors, so the instruction should simply go away once its value
2156       // has been replaced.
2157       Val &OtherV = Other.Vals[Vals[i].OtherVNI->id];
2158       bool EraseImpDef = OtherV.ErasableImplicitDef &&
2159                          OtherV.Resolution == CR_Keep;
2160       if (!Def.isBlock()) {
2161         if (changeInstrs) {
2162           // Remove <def,read-undef> flags. This def is now a partial redef.
2163           // Also remove <def,dead> flags since the joined live range will
2164           // continue past this instruction.
2165           for (MIOperands MO(Indexes->getInstructionFromIndex(Def));
2166                MO.isValid(); ++MO) {
2167             if (MO->isReg() && MO->isDef() && MO->getReg() == Reg) {
2168               MO->setIsUndef(EraseImpDef);
2169               MO->setIsDead(false);
2170             }
2171           }
2172         }
2173         // This value will reach instructions below, but we need to make sure
2174         // the live range also reaches the instruction at Def.
2175         if (!EraseImpDef)
2176           EndPoints.push_back(Def);
2177       }
2178       DEBUG(dbgs() << "\t\tpruned " << PrintReg(Other.Reg) << " at " << Def
2179                    << ": " << Other.LR << '\n');
2180       break;
2181     }
2182     case CR_Erase:
2183     case CR_Merge:
2184       if (isPrunedValue(i, Other)) {
2185         // This value is ultimately a copy of a pruned value in LR or Other.LR.
2186         // We can no longer trust the value mapping computed by
2187         // computeAssignment(), the value that was originally copied could have
2188         // been replaced.
2189         LIS->pruneValue(LR, Def, &EndPoints);
2190         DEBUG(dbgs() << "\t\tpruned all of " << PrintReg(Reg) << " at "
2191                      << Def << ": " << LR << '\n');
2192       }
2193       break;
2194     case CR_Unresolved:
2195     case CR_Impossible:
2196       llvm_unreachable("Unresolved conflicts");
2197     }
2198   }
2199 }
2200
2201 void JoinVals::pruneSubRegValues(LiveInterval &LI, unsigned &ShrinkMask)
2202 {
2203   // Look for values being erased.
2204   bool DidPrune = false;
2205   for (unsigned i = 0, e = LR.getNumValNums(); i != e; ++i) {
2206     if (Vals[i].Resolution != CR_Erase)
2207       continue;
2208
2209     // Check subranges at the point where the copy will be removed.
2210     SlotIndex Def = LR.getValNumInfo(i)->def;
2211     for (LiveInterval::SubRange &S : LI.subranges()) {
2212       LiveQueryResult Q = S.Query(Def);
2213
2214       // If a subrange starts at the copy then an undefined value has been
2215       // copied and we must remove that subrange value as well.
2216       VNInfo *ValueOut = Q.valueOutOrDead();
2217       if (ValueOut != nullptr && Q.valueIn() == nullptr) {
2218         DEBUG(dbgs() << "\t\tPrune sublane " << format("%04X", S.LaneMask)
2219                      << " at " << Def << "\n");
2220         LIS->pruneValue(S, Def, nullptr);
2221         DidPrune = true;
2222         // Mark value number as unused.
2223         ValueOut->markUnused();
2224         continue;
2225       }
2226       // If a subrange ends at the copy, then a value was copied but only
2227       // partially used later. Shrink the subregister range apropriately.
2228       if (Q.valueIn() != nullptr && Q.valueOut() == nullptr) {
2229         DEBUG(dbgs() << "\t\tDead uses at sublane "
2230                      << format("%04X", S.LaneMask) << " at " << Def << "\n");
2231         ShrinkMask |= S.LaneMask;
2232       }
2233     }
2234   }
2235   if (DidPrune)
2236     LI.removeEmptySubRanges();
2237 }
2238
2239 void JoinVals::eraseInstrs(SmallPtrSetImpl<MachineInstr*> &ErasedInstrs,
2240                            SmallVectorImpl<unsigned> &ShrinkRegs) {
2241   for (unsigned i = 0, e = LR.getNumValNums(); i != e; ++i) {
2242     // Get the def location before markUnused() below invalidates it.
2243     SlotIndex Def = LR.getValNumInfo(i)->def;
2244     switch (Vals[i].Resolution) {
2245     case CR_Keep:
2246       // If an IMPLICIT_DEF value is pruned, it doesn't serve a purpose any
2247       // longer. The IMPLICIT_DEF instructions are only inserted by
2248       // PHIElimination to guarantee that all PHI predecessors have a value.
2249       if (!Vals[i].ErasableImplicitDef || !Vals[i].Pruned)
2250         break;
2251       // Remove value number i from LR. Note that this VNInfo is still present
2252       // in NewVNInfo, so it will appear as an unused value number in the final
2253       // joined interval.
2254       LR.getValNumInfo(i)->markUnused();
2255       LR.removeValNo(LR.getValNumInfo(i));
2256       DEBUG(dbgs() << "\t\tremoved " << i << '@' << Def << ": " << LR << '\n');
2257       // FALL THROUGH.
2258
2259     case CR_Erase: {
2260       MachineInstr *MI = Indexes->getInstructionFromIndex(Def);
2261       assert(MI && "No instruction to erase");
2262       if (MI->isCopy()) {
2263         unsigned Reg = MI->getOperand(1).getReg();
2264         if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg) &&
2265             Reg != CP.getSrcReg() && Reg != CP.getDstReg())
2266           ShrinkRegs.push_back(Reg);
2267       }
2268       ErasedInstrs.insert(MI);
2269       DEBUG(dbgs() << "\t\terased:\t" << Def << '\t' << *MI);
2270       LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(MI);
2271       MI->eraseFromParent();
2272       break;
2273     }
2274     default:
2275       break;
2276     }
2277   }
2278 }
2279
2280 void RegisterCoalescer::joinSubRegRanges(LiveRange &LRange, LiveRange &RRange,
2281                                          const CoalescerPair &CP) {
2282   SmallVector<VNInfo*, 16> NewVNInfo;
2283   JoinVals RHSVals(RRange, CP.getSrcReg(), CP.getSrcIdx(),
2284                    NewVNInfo, CP, LIS, TRI, true, true);
2285   JoinVals LHSVals(LRange, CP.getDstReg(), CP.getDstIdx(),
2286                    NewVNInfo, CP, LIS, TRI, true, true);
2287
2288   /// Compute NewVNInfo and resolve conflicts (see also joinVirtRegs())
2289   /// Conflicts should already be resolved so the mapping/resolution should
2290   /// always succeed.
2291   if (!LHSVals.mapValues(RHSVals) || !RHSVals.mapValues(LHSVals))
2292     llvm_unreachable("Can't join subrange although main ranges are compatible");
2293   if (!LHSVals.resolveConflicts(RHSVals) || !RHSVals.resolveConflicts(LHSVals))
2294     llvm_unreachable("Can't join subrange although main ranges are compatible");
2295
2296   // The merging algorithm in LiveInterval::join() can't handle conflicting
2297   // value mappings, so we need to remove any live ranges that overlap a
2298   // CR_Replace resolution. Collect a set of end points that can be used to
2299   // restore the live range after joining.
2300   SmallVector<SlotIndex, 8> EndPoints;
2301   LHSVals.pruneValues(RHSVals, EndPoints, false);
2302   RHSVals.pruneValues(LHSVals, EndPoints, false);
2303
2304   LRange.verify();
2305   RRange.verify();
2306
2307   // Join RRange into LHS.
2308   LRange.join(RRange, LHSVals.getAssignments(), RHSVals.getAssignments(),
2309               NewVNInfo);
2310
2311   DEBUG(dbgs() << "\t\tjoined lanes: " << LRange << "\n");
2312   if (EndPoints.empty())
2313     return;
2314
2315   // Recompute the parts of the live range we had to remove because of
2316   // CR_Replace conflicts.
2317   DEBUG(dbgs() << "\t\trestoring liveness to " << EndPoints.size()
2318                << " points: " << LRange << '\n');
2319   LIS->extendToIndices(LRange, EndPoints);
2320 }
2321
2322 void RegisterCoalescer::mergeSubRangeInto(LiveInterval &LI,
2323                                           const LiveRange &ToMerge,
2324                                           unsigned LaneMask,
2325                                           CoalescerPair &CP) {
2326   BumpPtrAllocator &Allocator = LIS->getVNInfoAllocator();
2327   for (LiveInterval::SubRange &R : LI.subranges()) {
2328     unsigned RMask = R.LaneMask;
2329     // LaneMask of subregisters common to subrange R and ToMerge.
2330     unsigned Common = RMask & LaneMask;
2331     // There is nothing to do without common subregs.
2332     if (Common == 0)
2333       continue;
2334
2335     DEBUG(dbgs() << format("\t\tCopy+Merge %04X into %04X\n", RMask, Common));
2336     // LaneMask of subregisters contained in the R range but not in ToMerge,
2337     // they have to split into their own subrange.
2338     unsigned LRest = RMask & ~LaneMask;
2339     LiveInterval::SubRange *CommonRange;
2340     if (LRest != 0) {
2341       R.LaneMask = LRest;
2342       DEBUG(dbgs() << format("\t\tReduce Lane to %04X\n", LRest));
2343       // Duplicate SubRange for newly merged common stuff.
2344       CommonRange = LI.createSubRangeFrom(Allocator, Common, R);
2345     } else {
2346       // Reuse the existing range.
2347       R.LaneMask = Common;
2348       CommonRange = &R;
2349     }
2350     LiveRange RangeCopy(ToMerge, Allocator);
2351     joinSubRegRanges(*CommonRange, RangeCopy, CP);
2352     LaneMask &= ~RMask;
2353   }
2354
2355   if (LaneMask != 0) {
2356     DEBUG(dbgs() << format("\t\tNew Lane %04X\n", LaneMask));
2357     LI.createSubRangeFrom(Allocator, LaneMask, ToMerge);
2358   }
2359 }
2360
2361 bool RegisterCoalescer::joinVirtRegs(CoalescerPair &CP) {
2362   SmallVector<VNInfo*, 16> NewVNInfo;
2363   LiveInterval &RHS = LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
2364   LiveInterval &LHS = LIS->getInterval(CP.getDstReg());
2365   bool TrackSubRegLiveness = MRI->tracksSubRegLiveness();
2366   JoinVals RHSVals(RHS, CP.getSrcReg(), CP.getSrcIdx(), NewVNInfo, CP, LIS, TRI,
2367                    false, TrackSubRegLiveness);
2368   JoinVals LHSVals(LHS, CP.getDstReg(), CP.getDstIdx(), NewVNInfo, CP, LIS, TRI,
2369                    false, TrackSubRegLiveness);
2370
2371   DEBUG(dbgs() << "\t\tRHS = " << RHS
2372                << "\n\t\tLHS = " << LHS
2373                << '\n');
2374
2375   // First compute NewVNInfo and the simple value mappings.
2376   // Detect impossible conflicts early.
2377   if (!LHSVals.mapValues(RHSVals) || !RHSVals.mapValues(LHSVals))
2378     return false;
2379
2380   // Some conflicts can only be resolved after all values have been mapped.
2381   if (!LHSVals.resolveConflicts(RHSVals) || !RHSVals.resolveConflicts(LHSVals))
2382     return false;
2383
2384   // All clear, the live ranges can be merged.
2385   if (RHS.hasSubRanges() || LHS.hasSubRanges()) {
2386     BumpPtrAllocator &Allocator = LIS->getVNInfoAllocator();
2387     unsigned DstIdx = CP.getDstIdx();
2388     if (!LHS.hasSubRanges()) {
2389       unsigned Mask = CP.getNewRC()->getLaneMask();
2390       unsigned DstMask = TRI->composeSubRegIndexLaneMask(DstIdx, Mask);
2391       // LHS must support subregs or we wouldn't be in this codepath.
2392       assert(DstMask != 0);
2393       LHS.createSubRangeFrom(Allocator, DstMask, LHS);
2394       DEBUG(dbgs() << "\t\tLHST = " << PrintReg(CP.getDstReg())
2395                    << ' ' << LHS << '\n');
2396     } else if (DstIdx != 0) {
2397       // Transform LHS lanemasks to new register class if necessary.
2398       for (LiveInterval::SubRange &R : LHS.subranges()) {
2399         unsigned DstMask = TRI->composeSubRegIndexLaneMask(DstIdx, R.LaneMask);
2400         R.LaneMask = DstMask;
2401       }
2402       DEBUG(dbgs() << "\t\tLHST = " << PrintReg(CP.getDstReg())
2403                    << ' ' << LHS << '\n');
2404     }
2405
2406     unsigned SrcIdx = CP.getSrcIdx();
2407     if (!RHS.hasSubRanges()) {
2408       unsigned Mask = SrcIdx != 0
2409                     ? TRI->getSubRegIndexLaneMask(SrcIdx)
2410                     : MRI->getMaxLaneMaskForVReg(LHS.reg);
2411
2412       DEBUG(dbgs() << "\t\tRHS Mask: "
2413                    << format("%04X", Mask) << "\n");
2414       mergeSubRangeInto(LHS, RHS, Mask, CP);
2415     } else {
2416       // Pair up subranges and merge.
2417       for (LiveInterval::SubRange &R : RHS.subranges()) {
2418         unsigned RMask = R.LaneMask;
2419         if (SrcIdx != 0) {
2420           // Transform LaneMask of RHS subranges to the ones on LHS.
2421           RMask = TRI->composeSubRegIndexLaneMask(SrcIdx, RMask);
2422           DEBUG(dbgs() << "\t\tTransform RHS Mask "
2423                        << format("%04X", R.LaneMask) << " to subreg "
2424                        << TRI->getSubRegIndexName(SrcIdx)
2425                        << " => " << format("%04X", RMask) << "\n");
2426         }
2427
2428         mergeSubRangeInto(LHS, R, RMask, CP);
2429       }
2430     }
2431
2432     DEBUG(dbgs() << "\tJoined SubRanges " << LHS << "\n");
2433
2434     LHSVals.pruneSubRegValues(LHS, ShrinkMask);
2435     RHSVals.pruneSubRegValues(LHS, ShrinkMask);
2436   }
2437
2438   // The merging algorithm in LiveInterval::join() can't handle conflicting
2439   // value mappings, so we need to remove any live ranges that overlap a
2440   // CR_Replace resolution. Collect a set of end points that can be used to
2441   // restore the live range after joining.
2442   SmallVector<SlotIndex, 8> EndPoints;
2443   LHSVals.pruneValues(RHSVals, EndPoints, true);
2444   RHSVals.pruneValues(LHSVals, EndPoints, true);
2445
2446   // Erase COPY and IMPLICIT_DEF instructions. This may cause some external
2447   // registers to require trimming.
2448   SmallVector<unsigned, 8> ShrinkRegs;
2449   LHSVals.eraseInstrs(ErasedInstrs, ShrinkRegs);
2450   RHSVals.eraseInstrs(ErasedInstrs, ShrinkRegs);
2451   while (!ShrinkRegs.empty())
2452     LIS->shrinkToUses(&LIS->getInterval(ShrinkRegs.pop_back_val()));
2453
2454   // Join RHS into LHS.
2455   LHS.join(RHS, LHSVals.getAssignments(), RHSVals.getAssignments(), NewVNInfo);
2456
2457   // Kill flags are going to be wrong if the live ranges were overlapping.
2458   // Eventually, we should simply clear all kill flags when computing live
2459   // ranges. They are reinserted after register allocation.
2460   MRI->clearKillFlags(LHS.reg);
2461   MRI->clearKillFlags(RHS.reg);
2462
2463   if (!EndPoints.empty()) {
2464     // Recompute the parts of the live range we had to remove because of
2465     // CR_Replace conflicts.
2466     DEBUG(dbgs() << "\t\trestoring liveness to " << EndPoints.size()
2467                  << " points: " << LHS << '\n');
2468     LIS->extendToIndices((LiveRange&)LHS, EndPoints);
2469   }
2470
2471   return true;
2472 }
2473
2474 /// Attempt to join these two intervals.  On failure, this returns false.
2475 bool RegisterCoalescer::joinIntervals(CoalescerPair &CP) {
2476   return CP.isPhys() ? joinReservedPhysReg(CP) : joinVirtRegs(CP);
2477 }
2478
2479 namespace {
2480 // Information concerning MBB coalescing priority.
2481 struct MBBPriorityInfo {
2482   MachineBasicBlock *MBB;
2483   unsigned Depth;
2484   bool IsSplit;
2485
2486   MBBPriorityInfo(MachineBasicBlock *mbb, unsigned depth, bool issplit)
2487     : MBB(mbb), Depth(depth), IsSplit(issplit) {}
2488 };
2489 }
2490
2491 // C-style comparator that sorts first based on the loop depth of the basic
2492 // block (the unsigned), and then on the MBB number.
2493 //
2494 // EnableGlobalCopies assumes that the primary sort key is loop depth.
2495 static int compareMBBPriority(const MBBPriorityInfo *LHS,
2496                               const MBBPriorityInfo *RHS) {
2497   // Deeper loops first
2498   if (LHS->Depth != RHS->Depth)
2499     return LHS->Depth > RHS->Depth ? -1 : 1;
2500
2501   // Try to unsplit critical edges next.
2502   if (LHS->IsSplit != RHS->IsSplit)
2503     return LHS->IsSplit ? -1 : 1;
2504
2505   // Prefer blocks that are more connected in the CFG. This takes care of
2506   // the most difficult copies first while intervals are short.
2507   unsigned cl = LHS->MBB->pred_size() + LHS->MBB->succ_size();
2508   unsigned cr = RHS->MBB->pred_size() + RHS->MBB->succ_size();
2509   if (cl != cr)
2510     return cl > cr ? -1 : 1;
2511
2512   // As a last resort, sort by block number.
2513   return LHS->MBB->getNumber() < RHS->MBB->getNumber() ? -1 : 1;
2514 }
2515
2516 /// \returns true if the given copy uses or defines a local live range.
2517 static bool isLocalCopy(MachineInstr *Copy, const LiveIntervals *LIS) {
2518   if (!Copy->isCopy())
2519     return false;
2520
2521   if (Copy->getOperand(1).isUndef())
2522     return false;
2523
2524   unsigned SrcReg = Copy->getOperand(1).getReg();
2525   unsigned DstReg = Copy->getOperand(0).getReg();
2526   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(SrcReg)
2527       || TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg))
2528     return false;
2529
2530   return LIS->intervalIsInOneMBB(LIS->getInterval(SrcReg))
2531     || LIS->intervalIsInOneMBB(LIS->getInterval(DstReg));
2532 }
2533
2534 // Try joining WorkList copies starting from index From.
2535 // Null out any successful joins.
2536 bool RegisterCoalescer::
2537 copyCoalesceWorkList(MutableArrayRef<MachineInstr*> CurrList) {
2538   bool Progress = false;
2539   for (unsigned i = 0, e = CurrList.size(); i != e; ++i) {
2540     if (!CurrList[i])
2541       continue;
2542     // Skip instruction pointers that have already been erased, for example by
2543     // dead code elimination.
2544     if (ErasedInstrs.erase(CurrList[i])) {
2545       CurrList[i] = nullptr;
2546       continue;
2547     }
2548     bool Again = false;
2549     bool Success = joinCopy(CurrList[i], Again);
2550     Progress |= Success;
2551     if (Success || !Again)
2552       CurrList[i] = nullptr;
2553   }
2554   return Progress;
2555 }
2556
2557 void
2558 RegisterCoalescer::copyCoalesceInMBB(MachineBasicBlock *MBB) {
2559   DEBUG(dbgs() << MBB->getName() << ":\n");
2560
2561   // Collect all copy-like instructions in MBB. Don't start coalescing anything
2562   // yet, it might invalidate the iterator.
2563   const unsigned PrevSize = WorkList.size();
2564   if (JoinGlobalCopies) {
2565     // Coalesce copies bottom-up to coalesce local defs before local uses. They
2566     // are not inherently easier to resolve, but slightly preferable until we
2567     // have local live range splitting. In particular this is required by
2568     // cmp+jmp macro fusion.
2569     for (MachineBasicBlock::iterator MII = MBB->begin(), E = MBB->end();
2570          MII != E; ++MII) {
2571       if (!MII->isCopyLike())
2572         continue;
2573       if (isLocalCopy(&(*MII), LIS))
2574         LocalWorkList.push_back(&(*MII));
2575       else
2576         WorkList.push_back(&(*MII));
2577     }
2578   }
2579   else {
2580      for (MachineBasicBlock::iterator MII = MBB->begin(), E = MBB->end();
2581           MII != E; ++MII)
2582        if (MII->isCopyLike())
2583          WorkList.push_back(MII);
2584   }
2585   // Try coalescing the collected copies immediately, and remove the nulls.
2586   // This prevents the WorkList from getting too large since most copies are
2587   // joinable on the first attempt.
2588   MutableArrayRef<MachineInstr*>
2589     CurrList(WorkList.begin() + PrevSize, WorkList.end());
2590   if (copyCoalesceWorkList(CurrList))
2591     WorkList.erase(std::remove(WorkList.begin() + PrevSize, WorkList.end(),
2592                                (MachineInstr*)nullptr), WorkList.end());
2593 }
2594
2595 void RegisterCoalescer::coalesceLocals() {
2596   copyCoalesceWorkList(LocalWorkList);
2597   for (unsigned j = 0, je = LocalWorkList.size(); j != je; ++j) {
2598     if (LocalWorkList[j])
2599       WorkList.push_back(LocalWorkList[j]);
2600   }
2601   LocalWorkList.clear();
2602 }
2603
2604 void RegisterCoalescer::joinAllIntervals() {
2605   DEBUG(dbgs() << "********** JOINING INTERVALS ***********\n");
2606   assert(WorkList.empty() && LocalWorkList.empty() && "Old data still around.");
2607
2608   std::vector<MBBPriorityInfo> MBBs;
2609   MBBs.reserve(MF->size());
2610   for (MachineFunction::iterator I = MF->begin(), E = MF->end();I != E;++I){
2611     MachineBasicBlock *MBB = I;
2612     MBBs.push_back(MBBPriorityInfo(MBB, Loops->getLoopDepth(MBB),
2613                                    JoinSplitEdges && isSplitEdge(MBB)));
2614   }
2615   array_pod_sort(MBBs.begin(), MBBs.end(), compareMBBPriority);
2616
2617   // Coalesce intervals in MBB priority order.
2618   unsigned CurrDepth = UINT_MAX;
2619   for (unsigned i = 0, e = MBBs.size(); i != e; ++i) {
2620     // Try coalescing the collected local copies for deeper loops.
2621     if (JoinGlobalCopies && MBBs[i].Depth < CurrDepth) {
2622       coalesceLocals();
2623       CurrDepth = MBBs[i].Depth;
2624     }
2625     copyCoalesceInMBB(MBBs[i].MBB);
2626   }
2627   coalesceLocals();
2628
2629   // Joining intervals can allow other intervals to be joined.  Iteratively join
2630   // until we make no progress.
2631   while (copyCoalesceWorkList(WorkList))
2632     /* empty */ ;
2633 }
2634
2635 void RegisterCoalescer::releaseMemory() {
2636   ErasedInstrs.clear();
2637   WorkList.clear();
2638   DeadDefs.clear();
2639   InflateRegs.clear();
2640 }
2641
2642 bool RegisterCoalescer::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
2643   MF = &fn;
2644   MRI = &fn.getRegInfo();
2645   TM = &fn.getTarget();
2646   TRI = TM->getSubtargetImpl()->getRegisterInfo();
2647   TII = TM->getSubtargetImpl()->getInstrInfo();
2648   LIS = &getAnalysis<LiveIntervals>();
2649   AA = &getAnalysis<AliasAnalysis>();
2650   Loops = &getAnalysis<MachineLoopInfo>();
2651
2652   const TargetSubtargetInfo &ST = TM->getSubtarget<TargetSubtargetInfo>();
2653   if (EnableGlobalCopies == cl::BOU_UNSET)
2654     JoinGlobalCopies = ST.useMachineScheduler();
2655   else
2656     JoinGlobalCopies = (EnableGlobalCopies == cl::BOU_TRUE);
2657
2658   // The MachineScheduler does not currently require JoinSplitEdges. This will
2659   // either be enabled unconditionally or replaced by a more general live range
2660   // splitting optimization.
2661   JoinSplitEdges = EnableJoinSplits;
2662
2663   DEBUG(dbgs() << "********** SIMPLE REGISTER COALESCING **********\n"
2664                << "********** Function: " << MF->getName() << '\n');
2665
2666   if (VerifyCoalescing)
2667     MF->verify(this, "Before register coalescing");
2668
2669   RegClassInfo.runOnMachineFunction(fn);
2670
2671   // Join (coalesce) intervals if requested.
2672   if (EnableJoining)
2673     joinAllIntervals();
2674
2675   // After deleting a lot of copies, register classes may be less constrained.
2676   // Removing sub-register operands may allow GR32_ABCD -> GR32 and DPR_VFP2 ->
2677   // DPR inflation.
2678   array_pod_sort(InflateRegs.begin(), InflateRegs.end());
2679   InflateRegs.erase(std::unique(InflateRegs.begin(), InflateRegs.end()),
2680                     InflateRegs.end());
2681   DEBUG(dbgs() << "Trying to inflate " << InflateRegs.size() << " regs.\n");
2682   for (unsigned i = 0, e = InflateRegs.size(); i != e; ++i) {
2683     unsigned Reg = InflateRegs[i];
2684     if (MRI->reg_nodbg_empty(Reg))
2685       continue;
2686     if (MRI->recomputeRegClass(Reg, *TM)) {
2687       DEBUG(dbgs() << PrintReg(Reg) << " inflated to "
2688                    << TRI->getRegClassName(MRI->getRegClass(Reg)) << '\n');
2689       LiveInterval &LI = LIS->getInterval(Reg);
2690       unsigned MaxMask = MRI->getMaxLaneMaskForVReg(Reg);
2691       if (MaxMask == 0) {
2692         // If the inflated register class does not support subregisters anymore
2693         // remove the subranges.
2694         LI.clearSubRanges();
2695       } else {
2696         // If subranges are still supported, then the same subregs should still
2697         // be supported.
2698 #ifndef NDEBUG
2699         for (LiveInterval::SubRange &S : LI.subranges()) {
2700           assert ((S.LaneMask & ~MaxMask) == 0);
2701         }
2702 #endif
2703       }
2704       ++NumInflated;
2705     }
2706   }
2707
2708   DEBUG(dump());
2709   if (VerifyCoalescing)
2710     MF->verify(this, "After register coalescing");
2711   return true;
2712 }
2713
2714 /// Implement the dump method.
2715 void RegisterCoalescer::print(raw_ostream &O, const Module* m) const {
2716    LIS->print(O, m);
2717 }