Fix rematerialization into physical registers.
[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 #define DEBUG_TYPE "regalloc"
17 #include "RegisterCoalescer.h"
18 #include "llvm/ADT/OwningPtr.h"
19 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
20 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
21 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
22 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
23 #include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
24 #include "llvm/CodeGen/LiveRangeEdit.h"
25 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
26 #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
27 #include "llvm/CodeGen/MachineLoopInfo.h"
28 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
29 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
30 #include "llvm/CodeGen/RegisterClassInfo.h"
31 #include "llvm/CodeGen/VirtRegMap.h"
32 #include "llvm/IR/Value.h"
33 #include "llvm/Pass.h"
34 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
35 #include "llvm/Support/Debug.h"
36 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
37 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
38 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
39 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
40 #include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
41 #include "llvm/Target/TargetSubtargetInfo.h"
42 #include <algorithm>
43 #include <cmath>
44 using namespace llvm;
45
46 STATISTIC(numJoins    , "Number of interval joins performed");
47 STATISTIC(numCrossRCs , "Number of cross class joins performed");
48 STATISTIC(numCommutes , "Number of instruction commuting performed");
49 STATISTIC(numExtends  , "Number of copies extended");
50 STATISTIC(NumReMats   , "Number of instructions re-materialized");
51 STATISTIC(NumInflated , "Number of register classes inflated");
52 STATISTIC(NumLaneConflicts, "Number of dead lane conflicts tested");
53 STATISTIC(NumLaneResolves,  "Number of dead lane conflicts resolved");
54
55 static cl::opt<bool>
56 EnableJoining("join-liveintervals",
57               cl::desc("Coalesce copies (default=true)"),
58               cl::init(true));
59
60 // Temporary flag to test critical edge unsplitting.
61 static cl::opt<bool>
62 EnableJoinSplits("join-splitedges",
63   cl::desc("Coalesce copies on split edges (default=subtarget)"), cl::Hidden);
64
65 // Temporary flag to test global copy optimization.
66 static cl::opt<cl::boolOrDefault>
67 EnableGlobalCopies("join-globalcopies",
68   cl::desc("Coalesce copies that span blocks (default=subtarget)"),
69   cl::init(cl::BOU_UNSET), cl::Hidden);
70
71 static cl::opt<bool>
72 VerifyCoalescing("verify-coalescing",
73          cl::desc("Verify machine instrs before and after register coalescing"),
74          cl::Hidden);
75
76 namespace {
77   class RegisterCoalescer : public MachineFunctionPass,
78                             private LiveRangeEdit::Delegate {
79     MachineFunction* MF;
80     MachineRegisterInfo* MRI;
81     const TargetMachine* TM;
82     const TargetRegisterInfo* TRI;
83     const TargetInstrInfo* TII;
84     LiveIntervals *LIS;
85     const MachineLoopInfo* Loops;
86     AliasAnalysis *AA;
87     RegisterClassInfo RegClassInfo;
88
89     /// \brief True if the coalescer should aggressively coalesce global copies
90     /// in favor of keeping local copies.
91     bool JoinGlobalCopies;
92
93     /// \brief True if the coalescer should aggressively coalesce fall-thru
94     /// blocks exclusively containing copies.
95     bool JoinSplitEdges;
96
97     /// WorkList - Copy instructions yet to be coalesced.
98     SmallVector<MachineInstr*, 8> WorkList;
99     SmallVector<MachineInstr*, 8> LocalWorkList;
100
101     /// ErasedInstrs - Set of instruction pointers that have been erased, and
102     /// that may be present in WorkList.
103     SmallPtrSet<MachineInstr*, 8> ErasedInstrs;
104
105     /// Dead instructions that are about to be deleted.
106     SmallVector<MachineInstr*, 8> DeadDefs;
107
108     /// Virtual registers to be considered for register class inflation.
109     SmallVector<unsigned, 8> InflateRegs;
110
111     /// Recursively eliminate dead defs in DeadDefs.
112     void eliminateDeadDefs();
113
114     /// LiveRangeEdit callback.
115     void LRE_WillEraseInstruction(MachineInstr *MI);
116
117     /// coalesceLocals - coalesce the LocalWorkList.
118     void coalesceLocals();
119
120     /// joinAllIntervals - join compatible live intervals
121     void joinAllIntervals();
122
123     /// copyCoalesceInMBB - Coalesce copies in the specified MBB, putting
124     /// copies that cannot yet be coalesced into WorkList.
125     void copyCoalesceInMBB(MachineBasicBlock *MBB);
126
127     /// copyCoalesceWorkList - Try to coalesce all copies in CurrList. Return
128     /// true if any progress was made.
129     bool copyCoalesceWorkList(MutableArrayRef<MachineInstr*> CurrList);
130
131     /// joinCopy - Attempt to join intervals corresponding to SrcReg/DstReg,
132     /// which are the src/dst of the copy instruction CopyMI.  This returns
133     /// true if the copy was successfully coalesced away. If it is not
134     /// currently possible to coalesce this interval, but it may be possible if
135     /// other things get coalesced, then it returns true by reference in
136     /// 'Again'.
137     bool joinCopy(MachineInstr *TheCopy, bool &Again);
138
139     /// joinIntervals - Attempt to join these two intervals.  On failure, this
140     /// returns false.  The output "SrcInt" will not have been modified, so we
141     /// can use this information below to update aliases.
142     bool joinIntervals(CoalescerPair &CP);
143
144     /// Attempt joining two virtual registers. Return true on success.
145     bool joinVirtRegs(CoalescerPair &CP);
146
147     /// Attempt joining with a reserved physreg.
148     bool joinReservedPhysReg(CoalescerPair &CP);
149
150     /// adjustCopiesBackFrom - We found a non-trivially-coalescable copy. If
151     /// the source value number is defined by a copy from the destination reg
152     /// see if we can merge these two destination reg valno# into a single
153     /// value number, eliminating a copy.
154     bool adjustCopiesBackFrom(const CoalescerPair &CP, MachineInstr *CopyMI);
155
156     /// hasOtherReachingDefs - Return true if there are definitions of IntB
157     /// other than BValNo val# that can reach uses of AValno val# of IntA.
158     bool hasOtherReachingDefs(LiveInterval &IntA, LiveInterval &IntB,
159                               VNInfo *AValNo, VNInfo *BValNo);
160
161     /// removeCopyByCommutingDef - We found a non-trivially-coalescable copy.
162     /// If the source value number is defined by a commutable instruction and
163     /// its other operand is coalesced to the copy dest register, see if we
164     /// can transform the copy into a noop by commuting the definition.
165     bool removeCopyByCommutingDef(const CoalescerPair &CP,MachineInstr *CopyMI);
166
167     /// reMaterializeTrivialDef - If the source of a copy is defined by a
168     /// trivial computation, replace the copy by rematerialize the definition.
169     bool reMaterializeTrivialDef(CoalescerPair &CP, MachineInstr *CopyMI);
170
171     /// canJoinPhys - Return true if a physreg copy should be joined.
172     bool canJoinPhys(const CoalescerPair &CP);
173
174     /// updateRegDefsUses - Replace all defs and uses of SrcReg to DstReg and
175     /// update the subregister number if it is not zero. If DstReg is a
176     /// physical register and the existing subregister number of the def / use
177     /// being updated is not zero, make sure to set it to the correct physical
178     /// subregister.
179     void updateRegDefsUses(unsigned SrcReg, unsigned DstReg, unsigned SubIdx);
180
181     /// eliminateUndefCopy - Handle copies of undef values.
182     bool eliminateUndefCopy(MachineInstr *CopyMI, const CoalescerPair &CP);
183
184   public:
185     static char ID; // Class identification, replacement for typeinfo
186     RegisterCoalescer() : MachineFunctionPass(ID) {
187       initializeRegisterCoalescerPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
188     }
189
190     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const;
191
192     virtual void releaseMemory();
193
194     /// runOnMachineFunction - pass entry point
195     virtual bool runOnMachineFunction(MachineFunction&);
196
197     /// print - Implement the dump method.
198     virtual void print(raw_ostream &O, const Module* = 0) const;
199   };
200 } /// end anonymous namespace
201
202 char &llvm::RegisterCoalescerID = RegisterCoalescer::ID;
203
204 INITIALIZE_PASS_BEGIN(RegisterCoalescer, "simple-register-coalescing",
205                       "Simple Register Coalescing", false, false)
206 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LiveIntervals)
207 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(SlotIndexes)
208 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MachineLoopInfo)
209 INITIALIZE_AG_DEPENDENCY(AliasAnalysis)
210 INITIALIZE_PASS_END(RegisterCoalescer, "simple-register-coalescing",
211                     "Simple Register Coalescing", false, false)
212
213 char RegisterCoalescer::ID = 0;
214
215 static bool isMoveInstr(const TargetRegisterInfo &tri, const MachineInstr *MI,
216                         unsigned &Src, unsigned &Dst,
217                         unsigned &SrcSub, unsigned &DstSub) {
218   if (MI->isCopy()) {
219     Dst = MI->getOperand(0).getReg();
220     DstSub = MI->getOperand(0).getSubReg();
221     Src = MI->getOperand(1).getReg();
222     SrcSub = MI->getOperand(1).getSubReg();
223   } else if (MI->isSubregToReg()) {
224     Dst = MI->getOperand(0).getReg();
225     DstSub = tri.composeSubRegIndices(MI->getOperand(0).getSubReg(),
226                                       MI->getOperand(3).getImm());
227     Src = MI->getOperand(2).getReg();
228     SrcSub = MI->getOperand(2).getSubReg();
229   } else
230     return false;
231   return true;
232 }
233
234 // Return true if this block should be vacated by the coalescer to eliminate
235 // branches. The important cases to handle in the coalescer are critical edges
236 // split during phi elimination which contain only copies. Simple blocks that
237 // contain non-branches should also be vacated, but this can be handled by an
238 // earlier pass similar to early if-conversion.
239 static bool isSplitEdge(const MachineBasicBlock *MBB) {
240   if (MBB->pred_size() != 1 || MBB->succ_size() != 1)
241     return false;
242
243   for (MachineBasicBlock::const_iterator MII = MBB->begin(), E = MBB->end();
244        MII != E; ++MII) {
245     if (!MII->isCopyLike() && !MII->isUnconditionalBranch())
246       return false;
247   }
248   return true;
249 }
250
251 bool CoalescerPair::setRegisters(const MachineInstr *MI) {
252   SrcReg = DstReg = 0;
253   SrcIdx = DstIdx = 0;
254   NewRC = 0;
255   Flipped = CrossClass = false;
256
257   unsigned Src, Dst, SrcSub, DstSub;
258   if (!isMoveInstr(TRI, MI, Src, Dst, SrcSub, DstSub))
259     return false;
260   Partial = SrcSub || DstSub;
261
262   // If one register is a physreg, it must be Dst.
263   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Src)) {
264     if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Dst))
265       return false;
266     std::swap(Src, Dst);
267     std::swap(SrcSub, DstSub);
268     Flipped = true;
269   }
270
271   const MachineRegisterInfo &MRI = MI->getParent()->getParent()->getRegInfo();
272
273   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Dst)) {
274     // Eliminate DstSub on a physreg.
275     if (DstSub) {
276       Dst = TRI.getSubReg(Dst, DstSub);
277       if (!Dst) return false;
278       DstSub = 0;
279     }
280
281     // Eliminate SrcSub by picking a corresponding Dst superregister.
282     if (SrcSub) {
283       Dst = TRI.getMatchingSuperReg(Dst, SrcSub, MRI.getRegClass(Src));
284       if (!Dst) return false;
285       SrcSub = 0;
286     } else if (!MRI.getRegClass(Src)->contains(Dst)) {
287       return false;
288     }
289   } else {
290     // Both registers are virtual.
291     const TargetRegisterClass *SrcRC = MRI.getRegClass(Src);
292     const TargetRegisterClass *DstRC = MRI.getRegClass(Dst);
293
294     // Both registers have subreg indices.
295     if (SrcSub && DstSub) {
296       // Copies between different sub-registers are never coalescable.
297       if (Src == Dst && SrcSub != DstSub)
298         return false;
299
300       NewRC = TRI.getCommonSuperRegClass(SrcRC, SrcSub, DstRC, DstSub,
301                                          SrcIdx, DstIdx);
302       if (!NewRC)
303         return false;
304     } else if (DstSub) {
305       // SrcReg will be merged with a sub-register of DstReg.
306       SrcIdx = DstSub;
307       NewRC = TRI.getMatchingSuperRegClass(DstRC, SrcRC, DstSub);
308     } else if (SrcSub) {
309       // DstReg will be merged with a sub-register of SrcReg.
310       DstIdx = SrcSub;
311       NewRC = TRI.getMatchingSuperRegClass(SrcRC, DstRC, SrcSub);
312     } else {
313       // This is a straight copy without sub-registers.
314       NewRC = TRI.getCommonSubClass(DstRC, SrcRC);
315     }
316
317     // The combined constraint may be impossible to satisfy.
318     if (!NewRC)
319       return false;
320
321     // Prefer SrcReg to be a sub-register of DstReg.
322     // FIXME: Coalescer should support subregs symmetrically.
323     if (DstIdx && !SrcIdx) {
324       std::swap(Src, Dst);
325       std::swap(SrcIdx, DstIdx);
326       Flipped = !Flipped;
327     }
328
329     CrossClass = NewRC != DstRC || NewRC != SrcRC;
330   }
331   // Check our invariants
332   assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Src) && "Src must be virtual");
333   assert(!(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Dst) && DstSub) &&
334          "Cannot have a physical SubIdx");
335   SrcReg = Src;
336   DstReg = Dst;
337   return true;
338 }
339
340 bool CoalescerPair::flip() {
341   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg))
342     return false;
343   std::swap(SrcReg, DstReg);
344   std::swap(SrcIdx, DstIdx);
345   Flipped = !Flipped;
346   return true;
347 }
348
349 bool CoalescerPair::isCoalescable(const MachineInstr *MI) const {
350   if (!MI)
351     return false;
352   unsigned Src, Dst, SrcSub, DstSub;
353   if (!isMoveInstr(TRI, MI, Src, Dst, SrcSub, DstSub))
354     return false;
355
356   // Find the virtual register that is SrcReg.
357   if (Dst == SrcReg) {
358     std::swap(Src, Dst);
359     std::swap(SrcSub, DstSub);
360   } else if (Src != SrcReg) {
361     return false;
362   }
363
364   // Now check that Dst matches DstReg.
365   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg)) {
366     if (!TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Dst))
367       return false;
368     assert(!DstIdx && !SrcIdx && "Inconsistent CoalescerPair state.");
369     // DstSub could be set for a physreg from INSERT_SUBREG.
370     if (DstSub)
371       Dst = TRI.getSubReg(Dst, DstSub);
372     // Full copy of Src.
373     if (!SrcSub)
374       return DstReg == Dst;
375     // This is a partial register copy. Check that the parts match.
376     return TRI.getSubReg(DstReg, SrcSub) == Dst;
377   } else {
378     // DstReg is virtual.
379     if (DstReg != Dst)
380       return false;
381     // Registers match, do the subregisters line up?
382     return TRI.composeSubRegIndices(SrcIdx, SrcSub) ==
383            TRI.composeSubRegIndices(DstIdx, DstSub);
384   }
385 }
386
387 void RegisterCoalescer::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
388   AU.setPreservesCFG();
389   AU.addRequired<AliasAnalysis>();
390   AU.addRequired<LiveIntervals>();
391   AU.addPreserved<LiveIntervals>();
392   AU.addPreserved<SlotIndexes>();
393   AU.addRequired<MachineLoopInfo>();
394   AU.addPreserved<MachineLoopInfo>();
395   AU.addPreservedID(MachineDominatorsID);
396   MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
397 }
398
399 void RegisterCoalescer::eliminateDeadDefs() {
400   SmallVector<LiveInterval*, 8> NewRegs;
401   LiveRangeEdit(0, NewRegs, *MF, *LIS, 0, this).eliminateDeadDefs(DeadDefs);
402 }
403
404 // Callback from eliminateDeadDefs().
405 void RegisterCoalescer::LRE_WillEraseInstruction(MachineInstr *MI) {
406   // MI may be in WorkList. Make sure we don't visit it.
407   ErasedInstrs.insert(MI);
408 }
409
410 /// adjustCopiesBackFrom - We found a non-trivially-coalescable copy with IntA
411 /// being the source and IntB being the dest, thus this defines a value number
412 /// in IntB.  If the source value number (in IntA) is defined by a copy from B,
413 /// see if we can merge these two pieces of B into a single value number,
414 /// eliminating a copy.  For example:
415 ///
416 ///  A3 = B0
417 ///    ...
418 ///  B1 = A3      <- this copy
419 ///
420 /// In this case, B0 can be extended to where the B1 copy lives, allowing the B1
421 /// value number to be replaced with B0 (which simplifies the B liveinterval).
422 ///
423 /// This returns true if an interval was modified.
424 ///
425 bool RegisterCoalescer::adjustCopiesBackFrom(const CoalescerPair &CP,
426                                              MachineInstr *CopyMI) {
427   assert(!CP.isPartial() && "This doesn't work for partial copies.");
428   assert(!CP.isPhys() && "This doesn't work for physreg copies.");
429
430   LiveInterval &IntA =
431     LIS->getInterval(CP.isFlipped() ? CP.getDstReg() : CP.getSrcReg());
432   LiveInterval &IntB =
433     LIS->getInterval(CP.isFlipped() ? CP.getSrcReg() : CP.getDstReg());
434   SlotIndex CopyIdx = LIS->getInstructionIndex(CopyMI).getRegSlot();
435
436   // BValNo is a value number in B that is defined by a copy from A.  'B3' in
437   // the example above.
438   LiveInterval::iterator BLR = IntB.FindLiveRangeContaining(CopyIdx);
439   if (BLR == IntB.end()) return false;
440   VNInfo *BValNo = BLR->valno;
441
442   // Get the location that B is defined at.  Two options: either this value has
443   // an unknown definition point or it is defined at CopyIdx.  If unknown, we
444   // can't process it.
445   if (BValNo->def != CopyIdx) return false;
446
447   // AValNo is the value number in A that defines the copy, A3 in the example.
448   SlotIndex CopyUseIdx = CopyIdx.getRegSlot(true);
449   LiveInterval::iterator ALR = IntA.FindLiveRangeContaining(CopyUseIdx);
450   // The live range might not exist after fun with physreg coalescing.
451   if (ALR == IntA.end()) return false;
452   VNInfo *AValNo = ALR->valno;
453
454   // If AValNo is defined as a copy from IntB, we can potentially process this.
455   // Get the instruction that defines this value number.
456   MachineInstr *ACopyMI = LIS->getInstructionFromIndex(AValNo->def);
457   // Don't allow any partial copies, even if isCoalescable() allows them.
458   if (!CP.isCoalescable(ACopyMI) || !ACopyMI->isFullCopy())
459     return false;
460
461   // Get the LiveRange in IntB that this value number starts with.
462   LiveInterval::iterator ValLR =
463     IntB.FindLiveRangeContaining(AValNo->def.getPrevSlot());
464   if (ValLR == IntB.end())
465     return false;
466
467   // Make sure that the end of the live range is inside the same block as
468   // CopyMI.
469   MachineInstr *ValLREndInst =
470     LIS->getInstructionFromIndex(ValLR->end.getPrevSlot());
471   if (!ValLREndInst || ValLREndInst->getParent() != CopyMI->getParent())
472     return false;
473
474   // Okay, we now know that ValLR ends in the same block that the CopyMI
475   // live-range starts.  If there are no intervening live ranges between them in
476   // IntB, we can merge them.
477   if (ValLR+1 != BLR) return false;
478
479   DEBUG(dbgs() << "Extending: " << PrintReg(IntB.reg, TRI));
480
481   SlotIndex FillerStart = ValLR->end, FillerEnd = BLR->start;
482   // We are about to delete CopyMI, so need to remove it as the 'instruction
483   // that defines this value #'. Update the valnum with the new defining
484   // instruction #.
485   BValNo->def = FillerStart;
486
487   // Okay, we can merge them.  We need to insert a new liverange:
488   // [ValLR.end, BLR.begin) of either value number, then we merge the
489   // two value numbers.
490   IntB.addRange(LiveRange(FillerStart, FillerEnd, BValNo));
491
492   // Okay, merge "B1" into the same value number as "B0".
493   if (BValNo != ValLR->valno)
494     IntB.MergeValueNumberInto(BValNo, ValLR->valno);
495   DEBUG(dbgs() << "   result = " << IntB << '\n');
496
497   // If the source instruction was killing the source register before the
498   // merge, unset the isKill marker given the live range has been extended.
499   int UIdx = ValLREndInst->findRegisterUseOperandIdx(IntB.reg, true);
500   if (UIdx != -1) {
501     ValLREndInst->getOperand(UIdx).setIsKill(false);
502   }
503
504   // Rewrite the copy. If the copy instruction was killing the destination
505   // register before the merge, find the last use and trim the live range. That
506   // will also add the isKill marker.
507   CopyMI->substituteRegister(IntA.reg, IntB.reg, 0, *TRI);
508   if (ALR->end == CopyIdx)
509     LIS->shrinkToUses(&IntA);
510
511   ++numExtends;
512   return true;
513 }
514
515 /// hasOtherReachingDefs - Return true if there are definitions of IntB
516 /// other than BValNo val# that can reach uses of AValno val# of IntA.
517 bool RegisterCoalescer::hasOtherReachingDefs(LiveInterval &IntA,
518                                              LiveInterval &IntB,
519                                              VNInfo *AValNo,
520                                              VNInfo *BValNo) {
521   // If AValNo has PHI kills, conservatively assume that IntB defs can reach
522   // the PHI values.
523   if (LIS->hasPHIKill(IntA, AValNo))
524     return true;
525
526   for (LiveInterval::iterator AI = IntA.begin(), AE = IntA.end();
527        AI != AE; ++AI) {
528     if (AI->valno != AValNo) continue;
529     LiveInterval::Ranges::iterator BI =
530       std::upper_bound(IntB.ranges.begin(), IntB.ranges.end(), AI->start);
531     if (BI != IntB.ranges.begin())
532       --BI;
533     for (; BI != IntB.ranges.end() && AI->end >= BI->start; ++BI) {
534       if (BI->valno == BValNo)
535         continue;
536       if (BI->start <= AI->start && BI->end > AI->start)
537         return true;
538       if (BI->start > AI->start && BI->start < AI->end)
539         return true;
540     }
541   }
542   return false;
543 }
544
545 /// removeCopyByCommutingDef - We found a non-trivially-coalescable copy with
546 /// IntA being the source and IntB being the dest, thus this defines a value
547 /// number in IntB.  If the source value number (in IntA) is defined by a
548 /// commutable instruction and its other operand is coalesced to the copy dest
549 /// register, see if we can transform the copy into a noop by commuting the
550 /// definition. For example,
551 ///
552 ///  A3 = op A2 B0<kill>
553 ///    ...
554 ///  B1 = A3      <- this copy
555 ///    ...
556 ///     = op A3   <- more uses
557 ///
558 /// ==>
559 ///
560 ///  B2 = op B0 A2<kill>
561 ///    ...
562 ///  B1 = B2      <- now an identify copy
563 ///    ...
564 ///     = op B2   <- more uses
565 ///
566 /// This returns true if an interval was modified.
567 ///
568 bool RegisterCoalescer::removeCopyByCommutingDef(const CoalescerPair &CP,
569                                                  MachineInstr *CopyMI) {
570   assert (!CP.isPhys());
571
572   SlotIndex CopyIdx = LIS->getInstructionIndex(CopyMI).getRegSlot();
573
574   LiveInterval &IntA =
575     LIS->getInterval(CP.isFlipped() ? CP.getDstReg() : CP.getSrcReg());
576   LiveInterval &IntB =
577     LIS->getInterval(CP.isFlipped() ? CP.getSrcReg() : CP.getDstReg());
578
579   // BValNo is a value number in B that is defined by a copy from A. 'B3' in
580   // the example above.
581   VNInfo *BValNo = IntB.getVNInfoAt(CopyIdx);
582   if (!BValNo || BValNo->def != CopyIdx)
583     return false;
584
585   assert(BValNo->def == CopyIdx && "Copy doesn't define the value?");
586
587   // AValNo is the value number in A that defines the copy, A3 in the example.
588   VNInfo *AValNo = IntA.getVNInfoAt(CopyIdx.getRegSlot(true));
589   assert(AValNo && "COPY source not live");
590   if (AValNo->isPHIDef() || AValNo->isUnused())
591     return false;
592   MachineInstr *DefMI = LIS->getInstructionFromIndex(AValNo->def);
593   if (!DefMI)
594     return false;
595   if (!DefMI->isCommutable())
596     return false;
597   // If DefMI is a two-address instruction then commuting it will change the
598   // destination register.
599   int DefIdx = DefMI->findRegisterDefOperandIdx(IntA.reg);
600   assert(DefIdx != -1);
601   unsigned UseOpIdx;
602   if (!DefMI->isRegTiedToUseOperand(DefIdx, &UseOpIdx))
603     return false;
604   unsigned Op1, Op2, NewDstIdx;
605   if (!TII->findCommutedOpIndices(DefMI, Op1, Op2))
606     return false;
607   if (Op1 == UseOpIdx)
608     NewDstIdx = Op2;
609   else if (Op2 == UseOpIdx)
610     NewDstIdx = Op1;
611   else
612     return false;
613
614   MachineOperand &NewDstMO = DefMI->getOperand(NewDstIdx);
615   unsigned NewReg = NewDstMO.getReg();
616   if (NewReg != IntB.reg || !LiveRangeQuery(IntB, AValNo->def).isKill())
617     return false;
618
619   // Make sure there are no other definitions of IntB that would reach the
620   // uses which the new definition can reach.
621   if (hasOtherReachingDefs(IntA, IntB, AValNo, BValNo))
622     return false;
623
624   // If some of the uses of IntA.reg is already coalesced away, return false.
625   // It's not possible to determine whether it's safe to perform the coalescing.
626   for (MachineRegisterInfo::use_nodbg_iterator UI =
627          MRI->use_nodbg_begin(IntA.reg),
628        UE = MRI->use_nodbg_end(); UI != UE; ++UI) {
629     MachineInstr *UseMI = &*UI;
630     SlotIndex UseIdx = LIS->getInstructionIndex(UseMI);
631     LiveInterval::iterator ULR = IntA.FindLiveRangeContaining(UseIdx);
632     if (ULR == IntA.end() || ULR->valno != AValNo)
633       continue;
634     // If this use is tied to a def, we can't rewrite the register.
635     if (UseMI->isRegTiedToDefOperand(UI.getOperandNo()))
636       return false;
637   }
638
639   DEBUG(dbgs() << "\tremoveCopyByCommutingDef: " << AValNo->def << '\t'
640                << *DefMI);
641
642   // At this point we have decided that it is legal to do this
643   // transformation.  Start by commuting the instruction.
644   MachineBasicBlock *MBB = DefMI->getParent();
645   MachineInstr *NewMI = TII->commuteInstruction(DefMI);
646   if (!NewMI)
647     return false;
648   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(IntA.reg) &&
649       TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(IntB.reg) &&
650       !MRI->constrainRegClass(IntB.reg, MRI->getRegClass(IntA.reg)))
651     return false;
652   if (NewMI != DefMI) {
653     LIS->ReplaceMachineInstrInMaps(DefMI, NewMI);
654     MachineBasicBlock::iterator Pos = DefMI;
655     MBB->insert(Pos, NewMI);
656     MBB->erase(DefMI);
657   }
658   unsigned OpIdx = NewMI->findRegisterUseOperandIdx(IntA.reg, false);
659   NewMI->getOperand(OpIdx).setIsKill();
660
661   // If ALR and BLR overlaps and end of BLR extends beyond end of ALR, e.g.
662   // A = or A, B
663   // ...
664   // B = A
665   // ...
666   // C = A<kill>
667   // ...
668   //   = B
669
670   // Update uses of IntA of the specific Val# with IntB.
671   for (MachineRegisterInfo::use_iterator UI = MRI->use_begin(IntA.reg),
672          UE = MRI->use_end(); UI != UE;) {
673     MachineOperand &UseMO = UI.getOperand();
674     MachineInstr *UseMI = &*UI;
675     ++UI;
676     if (UseMI->isDebugValue()) {
677       // FIXME These don't have an instruction index.  Not clear we have enough
678       // info to decide whether to do this replacement or not.  For now do it.
679       UseMO.setReg(NewReg);
680       continue;
681     }
682     SlotIndex UseIdx = LIS->getInstructionIndex(UseMI).getRegSlot(true);
683     LiveInterval::iterator ULR = IntA.FindLiveRangeContaining(UseIdx);
684     if (ULR == IntA.end() || ULR->valno != AValNo)
685       continue;
686     // Kill flags are no longer accurate. They are recomputed after RA.
687     UseMO.setIsKill(false);
688     if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(NewReg))
689       UseMO.substPhysReg(NewReg, *TRI);
690     else
691       UseMO.setReg(NewReg);
692     if (UseMI == CopyMI)
693       continue;
694     if (!UseMI->isCopy())
695       continue;
696     if (UseMI->getOperand(0).getReg() != IntB.reg ||
697         UseMI->getOperand(0).getSubReg())
698       continue;
699
700     // This copy will become a noop. If it's defining a new val#, merge it into
701     // BValNo.
702     SlotIndex DefIdx = UseIdx.getRegSlot();
703     VNInfo *DVNI = IntB.getVNInfoAt(DefIdx);
704     if (!DVNI)
705       continue;
706     DEBUG(dbgs() << "\t\tnoop: " << DefIdx << '\t' << *UseMI);
707     assert(DVNI->def == DefIdx);
708     BValNo = IntB.MergeValueNumberInto(BValNo, DVNI);
709     ErasedInstrs.insert(UseMI);
710     LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(UseMI);
711     UseMI->eraseFromParent();
712   }
713
714   // Extend BValNo by merging in IntA live ranges of AValNo. Val# definition
715   // is updated.
716   VNInfo *ValNo = BValNo;
717   ValNo->def = AValNo->def;
718   for (LiveInterval::iterator AI = IntA.begin(), AE = IntA.end();
719        AI != AE; ++AI) {
720     if (AI->valno != AValNo) continue;
721     IntB.addRange(LiveRange(AI->start, AI->end, ValNo));
722   }
723   DEBUG(dbgs() << "\t\textended: " << IntB << '\n');
724
725   IntA.removeValNo(AValNo);
726   DEBUG(dbgs() << "\t\ttrimmed:  " << IntA << '\n');
727   ++numCommutes;
728   return true;
729 }
730
731 /// reMaterializeTrivialDef - If the source of a copy is defined by a trivial
732 /// computation, replace the copy by rematerialize the definition.
733 bool RegisterCoalescer::reMaterializeTrivialDef(CoalescerPair &CP,
734                                                 MachineInstr *CopyMI) {
735   unsigned SrcReg = CP.isFlipped() ? CP.getDstReg() : CP.getSrcReg();
736   unsigned SrcIdx = CP.isFlipped() ? CP.getDstIdx() : CP.getSrcIdx();
737   unsigned DstReg = CP.isFlipped() ? CP.getSrcReg() : CP.getDstReg();
738   unsigned DstIdx = CP.isFlipped() ? CP.getSrcIdx() : CP.getDstIdx();
739   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(SrcReg))
740     return false;
741
742   LiveInterval &SrcInt = LIS->getInterval(SrcReg);
743   SlotIndex CopyIdx = LIS->getInstructionIndex(CopyMI).getRegSlot(true);
744   LiveInterval::iterator SrcLR = SrcInt.FindLiveRangeContaining(CopyIdx);
745   assert(SrcLR != SrcInt.end() && "Live range not found!");
746   VNInfo *ValNo = SrcLR->valno;
747   if (ValNo->isPHIDef() || ValNo->isUnused())
748     return false;
749   MachineInstr *DefMI = LIS->getInstructionFromIndex(ValNo->def);
750   if (!DefMI)
751     return false;
752   assert(DefMI && "Defining instruction disappeared");
753   if (!DefMI->isAsCheapAsAMove())
754     return false;
755   if (!TII->isTriviallyReMaterializable(DefMI, AA))
756     return false;
757   bool SawStore = false;
758   if (!DefMI->isSafeToMove(TII, AA, SawStore))
759     return false;
760   const MCInstrDesc &MCID = DefMI->getDesc();
761   if (MCID.getNumDefs() != 1)
762     return false;
763   // Only support subregister destinations when the def is read-undef.
764   MachineOperand &DstOperand = CopyMI->getOperand(0);
765   unsigned CopyDstReg = DstOperand.getReg();
766   if (DstOperand.getSubReg() && !DstOperand.isUndef())
767     return false;
768
769   const TargetRegisterClass *DefRC = TII->getRegClass(MCID, 0, TRI, *MF);
770   if (!DefMI->isImplicitDef()) {
771     if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg)) {
772       unsigned NewDstReg = DstReg;
773
774       unsigned NewDstIdx = TRI->composeSubRegIndices(CP.getSrcIdx(),
775                                               DefMI->getOperand(0).getSubReg());
776       if (NewDstIdx)
777         NewDstReg = TRI->getSubReg(DstReg, NewDstIdx);
778
779       // Finally, make sure that the physical subregister that will be
780       // constructed later is permitted for the instruction.
781       if (!DefRC->contains(NewDstReg))
782         return false;
783     } else {
784       // Theoretically, some stack frame reference could exist. Just make sure
785       // it hasn't actually happened.
786       assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(DstReg) &&
787              "Only expect to deal with virtual or physical registers");
788     }
789   }
790
791   MachineBasicBlock *MBB = CopyMI->getParent();
792   MachineBasicBlock::iterator MII =
793     llvm::next(MachineBasicBlock::iterator(CopyMI));
794   TII->reMaterialize(*MBB, MII, DstReg, SrcIdx, DefMI, *TRI);
795   MachineInstr *NewMI = prior(MII);
796
797   LIS->ReplaceMachineInstrInMaps(CopyMI, NewMI);
798   CopyMI->eraseFromParent();
799   ErasedInstrs.insert(CopyMI);
800
801   // NewMI may have dead implicit defs (E.g. EFLAGS for MOV<bits>r0 on X86).
802   // We need to remember these so we can add intervals once we insert
803   // NewMI into SlotIndexes.
804   SmallVector<unsigned, 4> NewMIImplDefs;
805   for (unsigned i = NewMI->getDesc().getNumOperands(),
806          e = NewMI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
807     MachineOperand &MO = NewMI->getOperand(i);
808     if (MO.isReg()) {
809       assert(MO.isDef() && MO.isImplicit() && MO.isDead() &&
810              TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(MO.getReg()));
811       NewMIImplDefs.push_back(MO.getReg());
812     }
813   }
814
815   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(DstReg)) {
816     unsigned NewIdx = NewMI->getOperand(0).getSubReg();
817     const TargetRegisterClass *RCForInst;
818     if (NewIdx)
819       RCForInst = TRI->getMatchingSuperRegClass(MRI->getRegClass(DstReg), DefRC,
820                                                 NewIdx);
821
822     if (MRI->constrainRegClass(DstReg, DefRC)) {
823       // The materialized instruction is quite capable of setting DstReg
824       // directly, but it may still have a now-trivial subregister index which
825       // we should clear.
826       NewMI->getOperand(0).setSubReg(0);
827     } else if (NewIdx && RCForInst) {
828       // The subreg index on NewMI is essential; we still have to make sure
829       // DstReg:idx is in a class that NewMI can use.
830       MRI->constrainRegClass(DstReg, RCForInst);
831     } else {
832       // DstReg is actually incompatible with NewMI, we have to move to a
833       // super-reg's class. This could come from a sequence like:
834       //     GR32 = MOV32r0
835       //     GR8 = COPY GR32:sub_8
836       MRI->setRegClass(DstReg, CP.getNewRC());
837       updateRegDefsUses(DstReg, DstReg, DstIdx);
838       NewMI->getOperand(0).setSubReg(
839           TRI->composeSubRegIndices(SrcIdx, DefMI->getOperand(0).getSubReg()));
840     }
841   } else if (NewMI->getOperand(0).getReg() != CopyDstReg) {
842     // The New instruction may be defining a sub-register of what's actually
843     // been asked for. If so it must implicitly define the whole thing.
844     assert(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg) &&
845            "Only expect virtual or physical registers in remat");
846     NewMI->addOperand(MachineOperand::CreateReg(CopyDstReg,
847                                                 true  /*IsDef*/,
848                                                 true  /*IsImp*/,
849                                                 false /*IsKill*/));
850   }
851
852   if (NewMI->getOperand(0).getSubReg())
853     NewMI->getOperand(0).setIsUndef();
854
855   // CopyMI may have implicit operands, transfer them over to the newly
856   // rematerialized instruction. And update implicit def interval valnos.
857   for (unsigned i = CopyMI->getDesc().getNumOperands(),
858          e = CopyMI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
859     MachineOperand &MO = CopyMI->getOperand(i);
860     if (MO.isReg()) {
861       assert(MO.isImplicit() && "No explicit operands after implict operands.");
862       // Discard VReg implicit defs.
863       if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(MO.getReg())) {
864         NewMI->addOperand(MO);
865       }
866     }
867   }
868
869   SlotIndex NewMIIdx = LIS->getInstructionIndex(NewMI);
870   for (unsigned i = 0, e = NewMIImplDefs.size(); i != e; ++i) {
871     unsigned Reg = NewMIImplDefs[i];
872     for (MCRegUnitIterator Units(Reg, TRI); Units.isValid(); ++Units)
873       if (LiveInterval *LI = LIS->getCachedRegUnit(*Units))
874         LI->createDeadDef(NewMIIdx.getRegSlot(), LIS->getVNInfoAllocator());
875   }
876
877   DEBUG(dbgs() << "Remat: " << *NewMI);
878   ++NumReMats;
879
880   // The source interval can become smaller because we removed a use.
881   LIS->shrinkToUses(&SrcInt, &DeadDefs);
882   if (!DeadDefs.empty())
883     eliminateDeadDefs();
884
885   return true;
886 }
887
888 /// eliminateUndefCopy - ProcessImpicitDefs may leave some copies of <undef>
889 /// values, it only removes local variables. When we have a copy like:
890 ///
891 ///   %vreg1 = COPY %vreg2<undef>
892 ///
893 /// We delete the copy and remove the corresponding value number from %vreg1.
894 /// Any uses of that value number are marked as <undef>.
895 bool RegisterCoalescer::eliminateUndefCopy(MachineInstr *CopyMI,
896                                            const CoalescerPair &CP) {
897   SlotIndex Idx = LIS->getInstructionIndex(CopyMI);
898   LiveInterval *SrcInt = &LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
899   if (SrcInt->liveAt(Idx))
900     return false;
901   LiveInterval *DstInt = &LIS->getInterval(CP.getDstReg());
902   if (DstInt->liveAt(Idx))
903     return false;
904
905   // No intervals are live-in to CopyMI - it is undef.
906   if (CP.isFlipped())
907     DstInt = SrcInt;
908   SrcInt = 0;
909
910   VNInfo *DeadVNI = DstInt->getVNInfoAt(Idx.getRegSlot());
911   assert(DeadVNI && "No value defined in DstInt");
912   DstInt->removeValNo(DeadVNI);
913
914   // Find new undef uses.
915   for (MachineRegisterInfo::reg_nodbg_iterator
916          I = MRI->reg_nodbg_begin(DstInt->reg), E = MRI->reg_nodbg_end();
917        I != E; ++I) {
918     MachineOperand &MO = I.getOperand();
919     if (MO.isDef() || MO.isUndef())
920       continue;
921     MachineInstr *MI = MO.getParent();
922     SlotIndex Idx = LIS->getInstructionIndex(MI);
923     if (DstInt->liveAt(Idx))
924       continue;
925     MO.setIsUndef(true);
926     DEBUG(dbgs() << "\tnew undef: " << Idx << '\t' << *MI);
927   }
928   return true;
929 }
930
931 /// updateRegDefsUses - Replace all defs and uses of SrcReg to DstReg and
932 /// update the subregister number if it is not zero. If DstReg is a
933 /// physical register and the existing subregister number of the def / use
934 /// being updated is not zero, make sure to set it to the correct physical
935 /// subregister.
936 void RegisterCoalescer::updateRegDefsUses(unsigned SrcReg,
937                                           unsigned DstReg,
938                                           unsigned SubIdx) {
939   bool DstIsPhys = TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg);
940   LiveInterval *DstInt = DstIsPhys ? 0 : &LIS->getInterval(DstReg);
941
942   SmallPtrSet<MachineInstr*, 8> Visited;
943   for (MachineRegisterInfo::reg_iterator I = MRI->reg_begin(SrcReg);
944        MachineInstr *UseMI = I.skipInstruction();) {
945     // Each instruction can only be rewritten once because sub-register
946     // composition is not always idempotent. When SrcReg != DstReg, rewriting
947     // the UseMI operands removes them from the SrcReg use-def chain, but when
948     // SrcReg is DstReg we could encounter UseMI twice if it has multiple
949     // operands mentioning the virtual register.
950     if (SrcReg == DstReg && !Visited.insert(UseMI))
951       continue;
952
953     SmallVector<unsigned,8> Ops;
954     bool Reads, Writes;
955     tie(Reads, Writes) = UseMI->readsWritesVirtualRegister(SrcReg, &Ops);
956
957     // If SrcReg wasn't read, it may still be the case that DstReg is live-in
958     // because SrcReg is a sub-register.
959     if (DstInt && !Reads && SubIdx)
960       Reads = DstInt->liveAt(LIS->getInstructionIndex(UseMI));
961
962     // Replace SrcReg with DstReg in all UseMI operands.
963     for (unsigned i = 0, e = Ops.size(); i != e; ++i) {
964       MachineOperand &MO = UseMI->getOperand(Ops[i]);
965
966       // Adjust <undef> flags in case of sub-register joins. We don't want to
967       // turn a full def into a read-modify-write sub-register def and vice
968       // versa.
969       if (SubIdx && MO.isDef())
970         MO.setIsUndef(!Reads);
971
972       if (DstIsPhys)
973         MO.substPhysReg(DstReg, *TRI);
974       else
975         MO.substVirtReg(DstReg, SubIdx, *TRI);
976     }
977
978     DEBUG({
979         dbgs() << "\t\tupdated: ";
980         if (!UseMI->isDebugValue())
981           dbgs() << LIS->getInstructionIndex(UseMI) << "\t";
982         dbgs() << *UseMI;
983       });
984   }
985 }
986
987 /// canJoinPhys - Return true if a copy involving a physreg should be joined.
988 bool RegisterCoalescer::canJoinPhys(const CoalescerPair &CP) {
989   /// Always join simple intervals that are defined by a single copy from a
990   /// reserved register. This doesn't increase register pressure, so it is
991   /// always beneficial.
992   if (!MRI->isReserved(CP.getDstReg())) {
993     DEBUG(dbgs() << "\tCan only merge into reserved registers.\n");
994     return false;
995   }
996
997   LiveInterval &JoinVInt = LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
998   if (CP.isFlipped() && JoinVInt.containsOneValue())
999     return true;
1000
1001   DEBUG(dbgs() << "\tCannot join defs into reserved register.\n");
1002   return false;
1003 }
1004
1005 /// joinCopy - Attempt to join intervals corresponding to SrcReg/DstReg,
1006 /// which are the src/dst of the copy instruction CopyMI.  This returns true
1007 /// if the copy was successfully coalesced away. If it is not currently
1008 /// possible to coalesce this interval, but it may be possible if other
1009 /// things get coalesced, then it returns true by reference in 'Again'.
1010 bool RegisterCoalescer::joinCopy(MachineInstr *CopyMI, bool &Again) {
1011
1012   Again = false;
1013   DEBUG(dbgs() << LIS->getInstructionIndex(CopyMI) << '\t' << *CopyMI);
1014
1015   CoalescerPair CP(*TRI);
1016   if (!CP.setRegisters(CopyMI)) {
1017     DEBUG(dbgs() << "\tNot coalescable.\n");
1018     return false;
1019   }
1020
1021   // Dead code elimination. This really should be handled by MachineDCE, but
1022   // sometimes dead copies slip through, and we can't generate invalid live
1023   // ranges.
1024   if (!CP.isPhys() && CopyMI->allDefsAreDead()) {
1025     DEBUG(dbgs() << "\tCopy is dead.\n");
1026     DeadDefs.push_back(CopyMI);
1027     eliminateDeadDefs();
1028     return true;
1029   }
1030
1031   // Eliminate undefs.
1032   if (!CP.isPhys() && eliminateUndefCopy(CopyMI, CP)) {
1033     DEBUG(dbgs() << "\tEliminated copy of <undef> value.\n");
1034     LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(CopyMI);
1035     CopyMI->eraseFromParent();
1036     return false;  // Not coalescable.
1037   }
1038
1039   // Coalesced copies are normally removed immediately, but transformations
1040   // like removeCopyByCommutingDef() can inadvertently create identity copies.
1041   // When that happens, just join the values and remove the copy.
1042   if (CP.getSrcReg() == CP.getDstReg()) {
1043     LiveInterval &LI = LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
1044     DEBUG(dbgs() << "\tCopy already coalesced: " << LI << '\n');
1045     LiveRangeQuery LRQ(LI, LIS->getInstructionIndex(CopyMI));
1046     if (VNInfo *DefVNI = LRQ.valueDefined()) {
1047       VNInfo *ReadVNI = LRQ.valueIn();
1048       assert(ReadVNI && "No value before copy and no <undef> flag.");
1049       assert(ReadVNI != DefVNI && "Cannot read and define the same value.");
1050       LI.MergeValueNumberInto(DefVNI, ReadVNI);
1051       DEBUG(dbgs() << "\tMerged values:          " << LI << '\n');
1052     }
1053     LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(CopyMI);
1054     CopyMI->eraseFromParent();
1055     return true;
1056   }
1057
1058   // Enforce policies.
1059   if (CP.isPhys()) {
1060     DEBUG(dbgs() << "\tConsidering merging " << PrintReg(CP.getSrcReg(), TRI)
1061                  << " with " << PrintReg(CP.getDstReg(), TRI, CP.getSrcIdx())
1062                  << '\n');
1063     if (!canJoinPhys(CP)) {
1064       // Before giving up coalescing, if definition of source is defined by
1065       // trivial computation, try rematerializing it.
1066       if (reMaterializeTrivialDef(CP, CopyMI))
1067         return true;
1068       return false;
1069     }
1070   } else {
1071     DEBUG({
1072       dbgs() << "\tConsidering merging to " << CP.getNewRC()->getName()
1073              << " with ";
1074       if (CP.getDstIdx() && CP.getSrcIdx())
1075         dbgs() << PrintReg(CP.getDstReg()) << " in "
1076                << TRI->getSubRegIndexName(CP.getDstIdx()) << " and "
1077                << PrintReg(CP.getSrcReg()) << " in "
1078                << TRI->getSubRegIndexName(CP.getSrcIdx()) << '\n';
1079       else
1080         dbgs() << PrintReg(CP.getSrcReg(), TRI) << " in "
1081                << PrintReg(CP.getDstReg(), TRI, CP.getSrcIdx()) << '\n';
1082     });
1083
1084     // When possible, let DstReg be the larger interval.
1085     if (!CP.isPartial() && LIS->getInterval(CP.getSrcReg()).ranges.size() >
1086                            LIS->getInterval(CP.getDstReg()).ranges.size())
1087       CP.flip();
1088   }
1089
1090   // Okay, attempt to join these two intervals.  On failure, this returns false.
1091   // Otherwise, if one of the intervals being joined is a physreg, this method
1092   // always canonicalizes DstInt to be it.  The output "SrcInt" will not have
1093   // been modified, so we can use this information below to update aliases.
1094   if (!joinIntervals(CP)) {
1095     // Coalescing failed.
1096
1097     // If definition of source is defined by trivial computation, try
1098     // rematerializing it.
1099     if (reMaterializeTrivialDef(CP, CopyMI))
1100       return true;
1101
1102     // If we can eliminate the copy without merging the live ranges, do so now.
1103     if (!CP.isPartial() && !CP.isPhys()) {
1104       if (adjustCopiesBackFrom(CP, CopyMI) ||
1105           removeCopyByCommutingDef(CP, CopyMI)) {
1106         LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(CopyMI);
1107         CopyMI->eraseFromParent();
1108         DEBUG(dbgs() << "\tTrivial!\n");
1109         return true;
1110       }
1111     }
1112
1113     // Otherwise, we are unable to join the intervals.
1114     DEBUG(dbgs() << "\tInterference!\n");
1115     Again = true;  // May be possible to coalesce later.
1116     return false;
1117   }
1118
1119   // Coalescing to a virtual register that is of a sub-register class of the
1120   // other. Make sure the resulting register is set to the right register class.
1121   if (CP.isCrossClass()) {
1122     ++numCrossRCs;
1123     MRI->setRegClass(CP.getDstReg(), CP.getNewRC());
1124   }
1125
1126   // Removing sub-register copies can ease the register class constraints.
1127   // Make sure we attempt to inflate the register class of DstReg.
1128   if (!CP.isPhys() && RegClassInfo.isProperSubClass(CP.getNewRC()))
1129     InflateRegs.push_back(CP.getDstReg());
1130
1131   // CopyMI has been erased by joinIntervals at this point. Remove it from
1132   // ErasedInstrs since copyCoalesceWorkList() won't add a successful join back
1133   // to the work list. This keeps ErasedInstrs from growing needlessly.
1134   ErasedInstrs.erase(CopyMI);
1135
1136   // Rewrite all SrcReg operands to DstReg.
1137   // Also update DstReg operands to include DstIdx if it is set.
1138   if (CP.getDstIdx())
1139     updateRegDefsUses(CP.getDstReg(), CP.getDstReg(), CP.getDstIdx());
1140   updateRegDefsUses(CP.getSrcReg(), CP.getDstReg(), CP.getSrcIdx());
1141
1142   // SrcReg is guaranteed to be the register whose live interval that is
1143   // being merged.
1144   LIS->removeInterval(CP.getSrcReg());
1145
1146   // Update regalloc hint.
1147   TRI->UpdateRegAllocHint(CP.getSrcReg(), CP.getDstReg(), *MF);
1148
1149   DEBUG({
1150     dbgs() << "\tJoined. Result = " << PrintReg(CP.getDstReg(), TRI);
1151     if (!CP.isPhys())
1152       dbgs() << LIS->getInterval(CP.getDstReg());
1153      dbgs() << '\n';
1154   });
1155
1156   ++numJoins;
1157   return true;
1158 }
1159
1160 /// Attempt joining with a reserved physreg.
1161 bool RegisterCoalescer::joinReservedPhysReg(CoalescerPair &CP) {
1162   assert(CP.isPhys() && "Must be a physreg copy");
1163   assert(MRI->isReserved(CP.getDstReg()) && "Not a reserved register");
1164   LiveInterval &RHS = LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
1165   DEBUG(dbgs() << "\t\tRHS = " << PrintReg(CP.getSrcReg()) << ' ' << RHS
1166                << '\n');
1167
1168   assert(CP.isFlipped() && RHS.containsOneValue() &&
1169          "Invalid join with reserved register");
1170
1171   // Optimization for reserved registers like ESP. We can only merge with a
1172   // reserved physreg if RHS has a single value that is a copy of CP.DstReg().
1173   // The live range of the reserved register will look like a set of dead defs
1174   // - we don't properly track the live range of reserved registers.
1175
1176   // Deny any overlapping intervals.  This depends on all the reserved
1177   // register live ranges to look like dead defs.
1178   for (MCRegUnitIterator UI(CP.getDstReg(), TRI); UI.isValid(); ++UI)
1179     if (RHS.overlaps(LIS->getRegUnit(*UI))) {
1180       DEBUG(dbgs() << "\t\tInterference: " << PrintRegUnit(*UI, TRI) << '\n');
1181       return false;
1182     }
1183
1184   // Skip any value computations, we are not adding new values to the
1185   // reserved register.  Also skip merging the live ranges, the reserved
1186   // register live range doesn't need to be accurate as long as all the
1187   // defs are there.
1188
1189   // Delete the identity copy.
1190   MachineInstr *CopyMI = MRI->getVRegDef(RHS.reg);
1191   LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(CopyMI);
1192   CopyMI->eraseFromParent();
1193
1194   // We don't track kills for reserved registers.
1195   MRI->clearKillFlags(CP.getSrcReg());
1196
1197   return true;
1198 }
1199
1200 //===----------------------------------------------------------------------===//
1201 //                 Interference checking and interval joining
1202 //===----------------------------------------------------------------------===//
1203 //
1204 // In the easiest case, the two live ranges being joined are disjoint, and
1205 // there is no interference to consider. It is quite common, though, to have
1206 // overlapping live ranges, and we need to check if the interference can be
1207 // resolved.
1208 //
1209 // The live range of a single SSA value forms a sub-tree of the dominator tree.
1210 // This means that two SSA values overlap if and only if the def of one value
1211 // is contained in the live range of the other value. As a special case, the
1212 // overlapping values can be defined at the same index.
1213 //
1214 // The interference from an overlapping def can be resolved in these cases:
1215 //
1216 // 1. Coalescable copies. The value is defined by a copy that would become an
1217 //    identity copy after joining SrcReg and DstReg. The copy instruction will
1218 //    be removed, and the value will be merged with the source value.
1219 //
1220 //    There can be several copies back and forth, causing many values to be
1221 //    merged into one. We compute a list of ultimate values in the joined live
1222 //    range as well as a mappings from the old value numbers.
1223 //
1224 // 2. IMPLICIT_DEF. This instruction is only inserted to ensure all PHI
1225 //    predecessors have a live out value. It doesn't cause real interference,
1226 //    and can be merged into the value it overlaps. Like a coalescable copy, it
1227 //    can be erased after joining.
1228 //
1229 // 3. Copy of external value. The overlapping def may be a copy of a value that
1230 //    is already in the other register. This is like a coalescable copy, but
1231 //    the live range of the source register must be trimmed after erasing the
1232 //    copy instruction:
1233 //
1234 //      %src = COPY %ext
1235 //      %dst = COPY %ext  <-- Remove this COPY, trim the live range of %ext.
1236 //
1237 // 4. Clobbering undefined lanes. Vector registers are sometimes built by
1238 //    defining one lane at a time:
1239 //
1240 //      %dst:ssub0<def,read-undef> = FOO
1241 //      %src = BAR
1242 //      %dst:ssub1<def> = COPY %src
1243 //
1244 //    The live range of %src overlaps the %dst value defined by FOO, but
1245 //    merging %src into %dst:ssub1 is only going to clobber the ssub1 lane
1246 //    which was undef anyway.
1247 //
1248 //    The value mapping is more complicated in this case. The final live range
1249 //    will have different value numbers for both FOO and BAR, but there is no
1250 //    simple mapping from old to new values. It may even be necessary to add
1251 //    new PHI values.
1252 //
1253 // 5. Clobbering dead lanes. A def may clobber a lane of a vector register that
1254 //    is live, but never read. This can happen because we don't compute
1255 //    individual live ranges per lane.
1256 //
1257 //      %dst<def> = FOO
1258 //      %src = BAR
1259 //      %dst:ssub1<def> = COPY %src
1260 //
1261 //    This kind of interference is only resolved locally. If the clobbered
1262 //    lane value escapes the block, the join is aborted.
1263
1264 namespace {
1265 /// Track information about values in a single virtual register about to be
1266 /// joined. Objects of this class are always created in pairs - one for each
1267 /// side of the CoalescerPair.
1268 class JoinVals {
1269   LiveInterval &LI;
1270
1271   // Location of this register in the final joined register.
1272   // Either CP.DstIdx or CP.SrcIdx.
1273   unsigned SubIdx;
1274
1275   // Values that will be present in the final live range.
1276   SmallVectorImpl<VNInfo*> &NewVNInfo;
1277
1278   const CoalescerPair &CP;
1279   LiveIntervals *LIS;
1280   SlotIndexes *Indexes;
1281   const TargetRegisterInfo *TRI;
1282
1283   // Value number assignments. Maps value numbers in LI to entries in NewVNInfo.
1284   // This is suitable for passing to LiveInterval::join().
1285   SmallVector<int, 8> Assignments;
1286
1287   // Conflict resolution for overlapping values.
1288   enum ConflictResolution {
1289     // No overlap, simply keep this value.
1290     CR_Keep,
1291
1292     // Merge this value into OtherVNI and erase the defining instruction.
1293     // Used for IMPLICIT_DEF, coalescable copies, and copies from external
1294     // values.
1295     CR_Erase,
1296
1297     // Merge this value into OtherVNI but keep the defining instruction.
1298     // This is for the special case where OtherVNI is defined by the same
1299     // instruction.
1300     CR_Merge,
1301
1302     // Keep this value, and have it replace OtherVNI where possible. This
1303     // complicates value mapping since OtherVNI maps to two different values
1304     // before and after this def.
1305     // Used when clobbering undefined or dead lanes.
1306     CR_Replace,
1307
1308     // Unresolved conflict. Visit later when all values have been mapped.
1309     CR_Unresolved,
1310
1311     // Unresolvable conflict. Abort the join.
1312     CR_Impossible
1313   };
1314
1315   // Per-value info for LI. The lane bit masks are all relative to the final
1316   // joined register, so they can be compared directly between SrcReg and
1317   // DstReg.
1318   struct Val {
1319     ConflictResolution Resolution;
1320
1321     // Lanes written by this def, 0 for unanalyzed values.
1322     unsigned WriteLanes;
1323
1324     // Lanes with defined values in this register. Other lanes are undef and
1325     // safe to clobber.
1326     unsigned ValidLanes;
1327
1328     // Value in LI being redefined by this def.
1329     VNInfo *RedefVNI;
1330
1331     // Value in the other live range that overlaps this def, if any.
1332     VNInfo *OtherVNI;
1333
1334     // Is this value an IMPLICIT_DEF that can be erased?
1335     //
1336     // IMPLICIT_DEF values should only exist at the end of a basic block that
1337     // is a predecessor to a phi-value. These IMPLICIT_DEF instructions can be
1338     // safely erased if they are overlapping a live value in the other live
1339     // interval.
1340     //
1341     // Weird control flow graphs and incomplete PHI handling in
1342     // ProcessImplicitDefs can very rarely create IMPLICIT_DEF values with
1343     // longer live ranges. Such IMPLICIT_DEF values should be treated like
1344     // normal values.
1345     bool ErasableImplicitDef;
1346
1347     // True when the live range of this value will be pruned because of an
1348     // overlapping CR_Replace value in the other live range.
1349     bool Pruned;
1350
1351     // True once Pruned above has been computed.
1352     bool PrunedComputed;
1353
1354     Val() : Resolution(CR_Keep), WriteLanes(0), ValidLanes(0),
1355             RedefVNI(0), OtherVNI(0), ErasableImplicitDef(false),
1356             Pruned(false), PrunedComputed(false) {}
1357
1358     bool isAnalyzed() const { return WriteLanes != 0; }
1359   };
1360
1361   // One entry per value number in LI.
1362   SmallVector<Val, 8> Vals;
1363
1364   unsigned computeWriteLanes(const MachineInstr *DefMI, bool &Redef);
1365   VNInfo *stripCopies(VNInfo *VNI);
1366   ConflictResolution analyzeValue(unsigned ValNo, JoinVals &Other);
1367   void computeAssignment(unsigned ValNo, JoinVals &Other);
1368   bool taintExtent(unsigned, unsigned, JoinVals&,
1369                    SmallVectorImpl<std::pair<SlotIndex, unsigned> >&);
1370   bool usesLanes(MachineInstr *MI, unsigned, unsigned, unsigned);
1371   bool isPrunedValue(unsigned ValNo, JoinVals &Other);
1372
1373 public:
1374   JoinVals(LiveInterval &li, unsigned subIdx,
1375            SmallVectorImpl<VNInfo*> &newVNInfo,
1376            const CoalescerPair &cp,
1377            LiveIntervals *lis,
1378            const TargetRegisterInfo *tri)
1379     : LI(li), SubIdx(subIdx), NewVNInfo(newVNInfo), CP(cp), LIS(lis),
1380       Indexes(LIS->getSlotIndexes()), TRI(tri),
1381       Assignments(LI.getNumValNums(), -1), Vals(LI.getNumValNums())
1382   {}
1383
1384   /// Analyze defs in LI and compute a value mapping in NewVNInfo.
1385   /// Returns false if any conflicts were impossible to resolve.
1386   bool mapValues(JoinVals &Other);
1387
1388   /// Try to resolve conflicts that require all values to be mapped.
1389   /// Returns false if any conflicts were impossible to resolve.
1390   bool resolveConflicts(JoinVals &Other);
1391
1392   /// Prune the live range of values in Other.LI where they would conflict with
1393   /// CR_Replace values in LI. Collect end points for restoring the live range
1394   /// after joining.
1395   void pruneValues(JoinVals &Other, SmallVectorImpl<SlotIndex> &EndPoints);
1396
1397   /// Erase any machine instructions that have been coalesced away.
1398   /// Add erased instructions to ErasedInstrs.
1399   /// Add foreign virtual registers to ShrinkRegs if their live range ended at
1400   /// the erased instrs.
1401   void eraseInstrs(SmallPtrSet<MachineInstr*, 8> &ErasedInstrs,
1402                    SmallVectorImpl<unsigned> &ShrinkRegs);
1403
1404   /// Get the value assignments suitable for passing to LiveInterval::join.
1405   const int *getAssignments() const { return Assignments.data(); }
1406 };
1407 } // end anonymous namespace
1408
1409 /// Compute the bitmask of lanes actually written by DefMI.
1410 /// Set Redef if there are any partial register definitions that depend on the
1411 /// previous value of the register.
1412 unsigned JoinVals::computeWriteLanes(const MachineInstr *DefMI, bool &Redef) {
1413   unsigned L = 0;
1414   for (ConstMIOperands MO(DefMI); MO.isValid(); ++MO) {
1415     if (!MO->isReg() || MO->getReg() != LI.reg || !MO->isDef())
1416       continue;
1417     L |= TRI->getSubRegIndexLaneMask(
1418            TRI->composeSubRegIndices(SubIdx, MO->getSubReg()));
1419     if (MO->readsReg())
1420       Redef = true;
1421   }
1422   return L;
1423 }
1424
1425 /// Find the ultimate value that VNI was copied from.
1426 VNInfo *JoinVals::stripCopies(VNInfo *VNI) {
1427   while (!VNI->isPHIDef()) {
1428     MachineInstr *MI = Indexes->getInstructionFromIndex(VNI->def);
1429     assert(MI && "No defining instruction");
1430     if (!MI->isFullCopy())
1431       break;
1432     unsigned Reg = MI->getOperand(1).getReg();
1433     if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg))
1434       break;
1435     LiveRangeQuery LRQ(LIS->getInterval(Reg), VNI->def);
1436     if (!LRQ.valueIn())
1437       break;
1438     VNI = LRQ.valueIn();
1439   }
1440   return VNI;
1441 }
1442
1443 /// Analyze ValNo in this live range, and set all fields of Vals[ValNo].
1444 /// Return a conflict resolution when possible, but leave the hard cases as
1445 /// CR_Unresolved.
1446 /// Recursively calls computeAssignment() on this and Other, guaranteeing that
1447 /// both OtherVNI and RedefVNI have been analyzed and mapped before returning.
1448 /// The recursion always goes upwards in the dominator tree, making loops
1449 /// impossible.
1450 JoinVals::ConflictResolution
1451 JoinVals::analyzeValue(unsigned ValNo, JoinVals &Other) {
1452   Val &V = Vals[ValNo];
1453   assert(!V.isAnalyzed() && "Value has already been analyzed!");
1454   VNInfo *VNI = LI.getValNumInfo(ValNo);
1455   if (VNI->isUnused()) {
1456     V.WriteLanes = ~0u;
1457     return CR_Keep;
1458   }
1459
1460   // Get the instruction defining this value, compute the lanes written.
1461   const MachineInstr *DefMI = 0;
1462   if (VNI->isPHIDef()) {
1463     // Conservatively assume that all lanes in a PHI are valid.
1464     V.ValidLanes = V.WriteLanes = TRI->getSubRegIndexLaneMask(SubIdx);
1465   } else {
1466     DefMI = Indexes->getInstructionFromIndex(VNI->def);
1467     bool Redef = false;
1468     V.ValidLanes = V.WriteLanes = computeWriteLanes(DefMI, Redef);
1469
1470     // If this is a read-modify-write instruction, there may be more valid
1471     // lanes than the ones written by this instruction.
1472     // This only covers partial redef operands. DefMI may have normal use
1473     // operands reading the register. They don't contribute valid lanes.
1474     //
1475     // This adds ssub1 to the set of valid lanes in %src:
1476     //
1477     //   %src:ssub1<def> = FOO
1478     //
1479     // This leaves only ssub1 valid, making any other lanes undef:
1480     //
1481     //   %src:ssub1<def,read-undef> = FOO %src:ssub2
1482     //
1483     // The <read-undef> flag on the def operand means that old lane values are
1484     // not important.
1485     if (Redef) {
1486       V.RedefVNI = LiveRangeQuery(LI, VNI->def).valueIn();
1487       assert(V.RedefVNI && "Instruction is reading nonexistent value");
1488       computeAssignment(V.RedefVNI->id, Other);
1489       V.ValidLanes |= Vals[V.RedefVNI->id].ValidLanes;
1490     }
1491
1492     // An IMPLICIT_DEF writes undef values.
1493     if (DefMI->isImplicitDef()) {
1494       // We normally expect IMPLICIT_DEF values to be live only until the end
1495       // of their block. If the value is really live longer and gets pruned in
1496       // another block, this flag is cleared again.
1497       V.ErasableImplicitDef = true;
1498       V.ValidLanes &= ~V.WriteLanes;
1499     }
1500   }
1501
1502   // Find the value in Other that overlaps VNI->def, if any.
1503   LiveRangeQuery OtherLRQ(Other.LI, VNI->def);
1504
1505   // It is possible that both values are defined by the same instruction, or
1506   // the values are PHIs defined in the same block. When that happens, the two
1507   // values should be merged into one, but not into any preceding value.
1508   // The first value defined or visited gets CR_Keep, the other gets CR_Merge.
1509   if (VNInfo *OtherVNI = OtherLRQ.valueDefined()) {
1510     assert(SlotIndex::isSameInstr(VNI->def, OtherVNI->def) && "Broken LRQ");
1511
1512     // One value stays, the other is merged. Keep the earlier one, or the first
1513     // one we see.
1514     if (OtherVNI->def < VNI->def)
1515       Other.computeAssignment(OtherVNI->id, *this);
1516     else if (VNI->def < OtherVNI->def && OtherLRQ.valueIn()) {
1517       // This is an early-clobber def overlapping a live-in value in the other
1518       // register. Not mergeable.
1519       V.OtherVNI = OtherLRQ.valueIn();
1520       return CR_Impossible;
1521     }
1522     V.OtherVNI = OtherVNI;
1523     Val &OtherV = Other.Vals[OtherVNI->id];
1524     // Keep this value, check for conflicts when analyzing OtherVNI.
1525     if (!OtherV.isAnalyzed())
1526       return CR_Keep;
1527     // Both sides have been analyzed now.
1528     // Allow overlapping PHI values. Any real interference would show up in a
1529     // predecessor, the PHI itself can't introduce any conflicts.
1530     if (VNI->isPHIDef())
1531       return CR_Merge;
1532     if (V.ValidLanes & OtherV.ValidLanes)
1533       // Overlapping lanes can't be resolved.
1534       return CR_Impossible;
1535     else
1536       return CR_Merge;
1537   }
1538
1539   // No simultaneous def. Is Other live at the def?
1540   V.OtherVNI = OtherLRQ.valueIn();
1541   if (!V.OtherVNI)
1542     // No overlap, no conflict.
1543     return CR_Keep;
1544
1545   assert(!SlotIndex::isSameInstr(VNI->def, V.OtherVNI->def) && "Broken LRQ");
1546
1547   // We have overlapping values, or possibly a kill of Other.
1548   // Recursively compute assignments up the dominator tree.
1549   Other.computeAssignment(V.OtherVNI->id, *this);
1550   Val &OtherV = Other.Vals[V.OtherVNI->id];
1551
1552   // Check if OtherV is an IMPLICIT_DEF that extends beyond its basic block.
1553   // This shouldn't normally happen, but ProcessImplicitDefs can leave such
1554   // IMPLICIT_DEF instructions behind, and there is nothing wrong with it
1555   // technically.
1556   //
1557   // WHen it happens, treat that IMPLICIT_DEF as a normal value, and don't try
1558   // to erase the IMPLICIT_DEF instruction.
1559   if (OtherV.ErasableImplicitDef && DefMI &&
1560       DefMI->getParent() != Indexes->getMBBFromIndex(V.OtherVNI->def)) {
1561     DEBUG(dbgs() << "IMPLICIT_DEF defined at " << V.OtherVNI->def
1562                  << " extends into BB#" << DefMI->getParent()->getNumber()
1563                  << ", keeping it.\n");
1564     OtherV.ErasableImplicitDef = false;
1565   }
1566
1567   // Allow overlapping PHI values. Any real interference would show up in a
1568   // predecessor, the PHI itself can't introduce any conflicts.
1569   if (VNI->isPHIDef())
1570     return CR_Replace;
1571
1572   // Check for simple erasable conflicts.
1573   if (DefMI->isImplicitDef())
1574     return CR_Erase;
1575
1576   // Include the non-conflict where DefMI is a coalescable copy that kills
1577   // OtherVNI. We still want the copy erased and value numbers merged.
1578   if (CP.isCoalescable(DefMI)) {
1579     // Some of the lanes copied from OtherVNI may be undef, making them undef
1580     // here too.
1581     V.ValidLanes &= ~V.WriteLanes | OtherV.ValidLanes;
1582     return CR_Erase;
1583   }
1584
1585   // This may not be a real conflict if DefMI simply kills Other and defines
1586   // VNI.
1587   if (OtherLRQ.isKill() && OtherLRQ.endPoint() <= VNI->def)
1588     return CR_Keep;
1589
1590   // Handle the case where VNI and OtherVNI can be proven to be identical:
1591   //
1592   //   %other = COPY %ext
1593   //   %this  = COPY %ext <-- Erase this copy
1594   //
1595   if (DefMI->isFullCopy() && !CP.isPartial() &&
1596       stripCopies(VNI) == stripCopies(V.OtherVNI))
1597     return CR_Erase;
1598
1599   // If the lanes written by this instruction were all undef in OtherVNI, it is
1600   // still safe to join the live ranges. This can't be done with a simple value
1601   // mapping, though - OtherVNI will map to multiple values:
1602   //
1603   //   1 %dst:ssub0 = FOO                <-- OtherVNI
1604   //   2 %src = BAR                      <-- VNI
1605   //   3 %dst:ssub1 = COPY %src<kill>    <-- Eliminate this copy.
1606   //   4 BAZ %dst<kill>
1607   //   5 QUUX %src<kill>
1608   //
1609   // Here OtherVNI will map to itself in [1;2), but to VNI in [2;5). CR_Replace
1610   // handles this complex value mapping.
1611   if ((V.WriteLanes & OtherV.ValidLanes) == 0)
1612     return CR_Replace;
1613
1614   // If the other live range is killed by DefMI and the live ranges are still
1615   // overlapping, it must be because we're looking at an early clobber def:
1616   //
1617   //   %dst<def,early-clobber> = ASM %src<kill>
1618   //
1619   // In this case, it is illegal to merge the two live ranges since the early
1620   // clobber def would clobber %src before it was read.
1621   if (OtherLRQ.isKill()) {
1622     // This case where the def doesn't overlap the kill is handled above.
1623     assert(VNI->def.isEarlyClobber() &&
1624            "Only early clobber defs can overlap a kill");
1625     return CR_Impossible;
1626   }
1627
1628   // VNI is clobbering live lanes in OtherVNI, but there is still the
1629   // possibility that no instructions actually read the clobbered lanes.
1630   // If we're clobbering all the lanes in OtherVNI, at least one must be read.
1631   // Otherwise Other.LI wouldn't be live here.
1632   if ((TRI->getSubRegIndexLaneMask(Other.SubIdx) & ~V.WriteLanes) == 0)
1633     return CR_Impossible;
1634
1635   // We need to verify that no instructions are reading the clobbered lanes. To
1636   // save compile time, we'll only check that locally. Don't allow the tainted
1637   // value to escape the basic block.
1638   MachineBasicBlock *MBB = Indexes->getMBBFromIndex(VNI->def);
1639   if (OtherLRQ.endPoint() >= Indexes->getMBBEndIdx(MBB))
1640     return CR_Impossible;
1641
1642   // There are still some things that could go wrong besides clobbered lanes
1643   // being read, for example OtherVNI may be only partially redefined in MBB,
1644   // and some clobbered lanes could escape the block. Save this analysis for
1645   // resolveConflicts() when all values have been mapped. We need to know
1646   // RedefVNI and WriteLanes for any later defs in MBB, and we can't compute
1647   // that now - the recursive analyzeValue() calls must go upwards in the
1648   // dominator tree.
1649   return CR_Unresolved;
1650 }
1651
1652 /// Compute the value assignment for ValNo in LI.
1653 /// This may be called recursively by analyzeValue(), but never for a ValNo on
1654 /// the stack.
1655 void JoinVals::computeAssignment(unsigned ValNo, JoinVals &Other) {
1656   Val &V = Vals[ValNo];
1657   if (V.isAnalyzed()) {
1658     // Recursion should always move up the dominator tree, so ValNo is not
1659     // supposed to reappear before it has been assigned.
1660     assert(Assignments[ValNo] != -1 && "Bad recursion?");
1661     return;
1662   }
1663   switch ((V.Resolution = analyzeValue(ValNo, Other))) {
1664   case CR_Erase:
1665   case CR_Merge:
1666     // Merge this ValNo into OtherVNI.
1667     assert(V.OtherVNI && "OtherVNI not assigned, can't merge.");
1668     assert(Other.Vals[V.OtherVNI->id].isAnalyzed() && "Missing recursion");
1669     Assignments[ValNo] = Other.Assignments[V.OtherVNI->id];
1670     DEBUG(dbgs() << "\t\tmerge " << PrintReg(LI.reg) << ':' << ValNo << '@'
1671                  << LI.getValNumInfo(ValNo)->def << " into "
1672                  << PrintReg(Other.LI.reg) << ':' << V.OtherVNI->id << '@'
1673                  << V.OtherVNI->def << " --> @"
1674                  << NewVNInfo[Assignments[ValNo]]->def << '\n');
1675     break;
1676   case CR_Replace:
1677   case CR_Unresolved:
1678     // The other value is going to be pruned if this join is successful.
1679     assert(V.OtherVNI && "OtherVNI not assigned, can't prune");
1680     Other.Vals[V.OtherVNI->id].Pruned = true;
1681     // Fall through.
1682   default:
1683     // This value number needs to go in the final joined live range.
1684     Assignments[ValNo] = NewVNInfo.size();
1685     NewVNInfo.push_back(LI.getValNumInfo(ValNo));
1686     break;
1687   }
1688 }
1689
1690 bool JoinVals::mapValues(JoinVals &Other) {
1691   for (unsigned i = 0, e = LI.getNumValNums(); i != e; ++i) {
1692     computeAssignment(i, Other);
1693     if (Vals[i].Resolution == CR_Impossible) {
1694       DEBUG(dbgs() << "\t\tinterference at " << PrintReg(LI.reg) << ':' << i
1695                    << '@' << LI.getValNumInfo(i)->def << '\n');
1696       return false;
1697     }
1698   }
1699   return true;
1700 }
1701
1702 /// Assuming ValNo is going to clobber some valid lanes in Other.LI, compute
1703 /// the extent of the tainted lanes in the block.
1704 ///
1705 /// Multiple values in Other.LI can be affected since partial redefinitions can
1706 /// preserve previously tainted lanes.
1707 ///
1708 ///   1 %dst = VLOAD           <-- Define all lanes in %dst
1709 ///   2 %src = FOO             <-- ValNo to be joined with %dst:ssub0
1710 ///   3 %dst:ssub1 = BAR       <-- Partial redef doesn't clear taint in ssub0
1711 ///   4 %dst:ssub0 = COPY %src <-- Conflict resolved, ssub0 wasn't read
1712 ///
1713 /// For each ValNo in Other that is affected, add an (EndIndex, TaintedLanes)
1714 /// entry to TaintedVals.
1715 ///
1716 /// Returns false if the tainted lanes extend beyond the basic block.
1717 bool JoinVals::
1718 taintExtent(unsigned ValNo, unsigned TaintedLanes, JoinVals &Other,
1719             SmallVectorImpl<std::pair<SlotIndex, unsigned> > &TaintExtent) {
1720   VNInfo *VNI = LI.getValNumInfo(ValNo);
1721   MachineBasicBlock *MBB = Indexes->getMBBFromIndex(VNI->def);
1722   SlotIndex MBBEnd = Indexes->getMBBEndIdx(MBB);
1723
1724   // Scan Other.LI from VNI.def to MBBEnd.
1725   LiveInterval::iterator OtherI = Other.LI.find(VNI->def);
1726   assert(OtherI != Other.LI.end() && "No conflict?");
1727   do {
1728     // OtherI is pointing to a tainted value. Abort the join if the tainted
1729     // lanes escape the block.
1730     SlotIndex End = OtherI->end;
1731     if (End >= MBBEnd) {
1732       DEBUG(dbgs() << "\t\ttaints global " << PrintReg(Other.LI.reg) << ':'
1733                    << OtherI->valno->id << '@' << OtherI->start << '\n');
1734       return false;
1735     }
1736     DEBUG(dbgs() << "\t\ttaints local " << PrintReg(Other.LI.reg) << ':'
1737                  << OtherI->valno->id << '@' << OtherI->start
1738                  << " to " << End << '\n');
1739     // A dead def is not a problem.
1740     if (End.isDead())
1741       break;
1742     TaintExtent.push_back(std::make_pair(End, TaintedLanes));
1743
1744     // Check for another def in the MBB.
1745     if (++OtherI == Other.LI.end() || OtherI->start >= MBBEnd)
1746       break;
1747
1748     // Lanes written by the new def are no longer tainted.
1749     const Val &OV = Other.Vals[OtherI->valno->id];
1750     TaintedLanes &= ~OV.WriteLanes;
1751     if (!OV.RedefVNI)
1752       break;
1753   } while (TaintedLanes);
1754   return true;
1755 }
1756
1757 /// Return true if MI uses any of the given Lanes from Reg.
1758 /// This does not include partial redefinitions of Reg.
1759 bool JoinVals::usesLanes(MachineInstr *MI, unsigned Reg, unsigned SubIdx,
1760                          unsigned Lanes) {
1761   if (MI->isDebugValue())
1762     return false;
1763   for (ConstMIOperands MO(MI); MO.isValid(); ++MO) {
1764     if (!MO->isReg() || MO->isDef() || MO->getReg() != Reg)
1765       continue;
1766     if (!MO->readsReg())
1767       continue;
1768     if (Lanes & TRI->getSubRegIndexLaneMask(
1769                   TRI->composeSubRegIndices(SubIdx, MO->getSubReg())))
1770       return true;
1771   }
1772   return false;
1773 }
1774
1775 bool JoinVals::resolveConflicts(JoinVals &Other) {
1776   for (unsigned i = 0, e = LI.getNumValNums(); i != e; ++i) {
1777     Val &V = Vals[i];
1778     assert (V.Resolution != CR_Impossible && "Unresolvable conflict");
1779     if (V.Resolution != CR_Unresolved)
1780       continue;
1781     DEBUG(dbgs() << "\t\tconflict at " << PrintReg(LI.reg) << ':' << i
1782                  << '@' << LI.getValNumInfo(i)->def << '\n');
1783     ++NumLaneConflicts;
1784     assert(V.OtherVNI && "Inconsistent conflict resolution.");
1785     VNInfo *VNI = LI.getValNumInfo(i);
1786     const Val &OtherV = Other.Vals[V.OtherVNI->id];
1787
1788     // VNI is known to clobber some lanes in OtherVNI. If we go ahead with the
1789     // join, those lanes will be tainted with a wrong value. Get the extent of
1790     // the tainted lanes.
1791     unsigned TaintedLanes = V.WriteLanes & OtherV.ValidLanes;
1792     SmallVector<std::pair<SlotIndex, unsigned>, 8> TaintExtent;
1793     if (!taintExtent(i, TaintedLanes, Other, TaintExtent))
1794       // Tainted lanes would extend beyond the basic block.
1795       return false;
1796
1797     assert(!TaintExtent.empty() && "There should be at least one conflict.");
1798
1799     // Now look at the instructions from VNI->def to TaintExtent (inclusive).
1800     MachineBasicBlock *MBB = Indexes->getMBBFromIndex(VNI->def);
1801     MachineBasicBlock::iterator MI = MBB->begin();
1802     if (!VNI->isPHIDef()) {
1803       MI = Indexes->getInstructionFromIndex(VNI->def);
1804       // No need to check the instruction defining VNI for reads.
1805       ++MI;
1806     }
1807     assert(!SlotIndex::isSameInstr(VNI->def, TaintExtent.front().first) &&
1808            "Interference ends on VNI->def. Should have been handled earlier");
1809     MachineInstr *LastMI =
1810       Indexes->getInstructionFromIndex(TaintExtent.front().first);
1811     assert(LastMI && "Range must end at a proper instruction");
1812     unsigned TaintNum = 0;
1813     for(;;) {
1814       assert(MI != MBB->end() && "Bad LastMI");
1815       if (usesLanes(MI, Other.LI.reg, Other.SubIdx, TaintedLanes)) {
1816         DEBUG(dbgs() << "\t\ttainted lanes used by: " << *MI);
1817         return false;
1818       }
1819       // LastMI is the last instruction to use the current value.
1820       if (&*MI == LastMI) {
1821         if (++TaintNum == TaintExtent.size())
1822           break;
1823         LastMI = Indexes->getInstructionFromIndex(TaintExtent[TaintNum].first);
1824         assert(LastMI && "Range must end at a proper instruction");
1825         TaintedLanes = TaintExtent[TaintNum].second;
1826       }
1827       ++MI;
1828     }
1829
1830     // The tainted lanes are unused.
1831     V.Resolution = CR_Replace;
1832     ++NumLaneResolves;
1833   }
1834   return true;
1835 }
1836
1837 // Determine if ValNo is a copy of a value number in LI or Other.LI that will
1838 // be pruned:
1839 //
1840 //   %dst = COPY %src
1841 //   %src = COPY %dst  <-- This value to be pruned.
1842 //   %dst = COPY %src  <-- This value is a copy of a pruned value.
1843 //
1844 bool JoinVals::isPrunedValue(unsigned ValNo, JoinVals &Other) {
1845   Val &V = Vals[ValNo];
1846   if (V.Pruned || V.PrunedComputed)
1847     return V.Pruned;
1848
1849   if (V.Resolution != CR_Erase && V.Resolution != CR_Merge)
1850     return V.Pruned;
1851
1852   // Follow copies up the dominator tree and check if any intermediate value
1853   // has been pruned.
1854   V.PrunedComputed = true;
1855   V.Pruned = Other.isPrunedValue(V.OtherVNI->id, *this);
1856   return V.Pruned;
1857 }
1858
1859 void JoinVals::pruneValues(JoinVals &Other,
1860                            SmallVectorImpl<SlotIndex> &EndPoints) {
1861   for (unsigned i = 0, e = LI.getNumValNums(); i != e; ++i) {
1862     SlotIndex Def = LI.getValNumInfo(i)->def;
1863     switch (Vals[i].Resolution) {
1864     case CR_Keep:
1865       break;
1866     case CR_Replace: {
1867       // This value takes precedence over the value in Other.LI.
1868       LIS->pruneValue(&Other.LI, Def, &EndPoints);
1869       // Check if we're replacing an IMPLICIT_DEF value. The IMPLICIT_DEF
1870       // instructions are only inserted to provide a live-out value for PHI
1871       // predecessors, so the instruction should simply go away once its value
1872       // has been replaced.
1873       Val &OtherV = Other.Vals[Vals[i].OtherVNI->id];
1874       bool EraseImpDef = OtherV.ErasableImplicitDef &&
1875                          OtherV.Resolution == CR_Keep;
1876       if (!Def.isBlock()) {
1877         // Remove <def,read-undef> flags. This def is now a partial redef.
1878         // Also remove <def,dead> flags since the joined live range will
1879         // continue past this instruction.
1880         for (MIOperands MO(Indexes->getInstructionFromIndex(Def));
1881              MO.isValid(); ++MO)
1882           if (MO->isReg() && MO->isDef() && MO->getReg() == LI.reg) {
1883             MO->setIsUndef(EraseImpDef);
1884             MO->setIsDead(false);
1885           }
1886         // This value will reach instructions below, but we need to make sure
1887         // the live range also reaches the instruction at Def.
1888         if (!EraseImpDef)
1889           EndPoints.push_back(Def);
1890       }
1891       DEBUG(dbgs() << "\t\tpruned " << PrintReg(Other.LI.reg) << " at " << Def
1892                    << ": " << Other.LI << '\n');
1893       break;
1894     }
1895     case CR_Erase:
1896     case CR_Merge:
1897       if (isPrunedValue(i, Other)) {
1898         // This value is ultimately a copy of a pruned value in LI or Other.LI.
1899         // We can no longer trust the value mapping computed by
1900         // computeAssignment(), the value that was originally copied could have
1901         // been replaced.
1902         LIS->pruneValue(&LI, Def, &EndPoints);
1903         DEBUG(dbgs() << "\t\tpruned all of " << PrintReg(LI.reg) << " at "
1904                      << Def << ": " << LI << '\n');
1905       }
1906       break;
1907     case CR_Unresolved:
1908     case CR_Impossible:
1909       llvm_unreachable("Unresolved conflicts");
1910     }
1911   }
1912 }
1913
1914 void JoinVals::eraseInstrs(SmallPtrSet<MachineInstr*, 8> &ErasedInstrs,
1915                            SmallVectorImpl<unsigned> &ShrinkRegs) {
1916   for (unsigned i = 0, e = LI.getNumValNums(); i != e; ++i) {
1917     // Get the def location before markUnused() below invalidates it.
1918     SlotIndex Def = LI.getValNumInfo(i)->def;
1919     switch (Vals[i].Resolution) {
1920     case CR_Keep:
1921       // If an IMPLICIT_DEF value is pruned, it doesn't serve a purpose any
1922       // longer. The IMPLICIT_DEF instructions are only inserted by
1923       // PHIElimination to guarantee that all PHI predecessors have a value.
1924       if (!Vals[i].ErasableImplicitDef || !Vals[i].Pruned)
1925         break;
1926       // Remove value number i from LI. Note that this VNInfo is still present
1927       // in NewVNInfo, so it will appear as an unused value number in the final
1928       // joined interval.
1929       LI.getValNumInfo(i)->markUnused();
1930       LI.removeValNo(LI.getValNumInfo(i));
1931       DEBUG(dbgs() << "\t\tremoved " << i << '@' << Def << ": " << LI << '\n');
1932       // FALL THROUGH.
1933
1934     case CR_Erase: {
1935       MachineInstr *MI = Indexes->getInstructionFromIndex(Def);
1936       assert(MI && "No instruction to erase");
1937       if (MI->isCopy()) {
1938         unsigned Reg = MI->getOperand(1).getReg();
1939         if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg) &&
1940             Reg != CP.getSrcReg() && Reg != CP.getDstReg())
1941           ShrinkRegs.push_back(Reg);
1942       }
1943       ErasedInstrs.insert(MI);
1944       DEBUG(dbgs() << "\t\terased:\t" << Def << '\t' << *MI);
1945       LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(MI);
1946       MI->eraseFromParent();
1947       break;
1948     }
1949     default:
1950       break;
1951     }
1952   }
1953 }
1954
1955 bool RegisterCoalescer::joinVirtRegs(CoalescerPair &CP) {
1956   SmallVector<VNInfo*, 16> NewVNInfo;
1957   LiveInterval &RHS = LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
1958   LiveInterval &LHS = LIS->getInterval(CP.getDstReg());
1959   JoinVals RHSVals(RHS, CP.getSrcIdx(), NewVNInfo, CP, LIS, TRI);
1960   JoinVals LHSVals(LHS, CP.getDstIdx(), NewVNInfo, CP, LIS, TRI);
1961
1962   DEBUG(dbgs() << "\t\tRHS = " << PrintReg(CP.getSrcReg()) << ' ' << RHS
1963                << "\n\t\tLHS = " << PrintReg(CP.getDstReg()) << ' ' << LHS
1964                << '\n');
1965
1966   // First compute NewVNInfo and the simple value mappings.
1967   // Detect impossible conflicts early.
1968   if (!LHSVals.mapValues(RHSVals) || !RHSVals.mapValues(LHSVals))
1969     return false;
1970
1971   // Some conflicts can only be resolved after all values have been mapped.
1972   if (!LHSVals.resolveConflicts(RHSVals) || !RHSVals.resolveConflicts(LHSVals))
1973     return false;
1974
1975   // All clear, the live ranges can be merged.
1976
1977   // The merging algorithm in LiveInterval::join() can't handle conflicting
1978   // value mappings, so we need to remove any live ranges that overlap a
1979   // CR_Replace resolution. Collect a set of end points that can be used to
1980   // restore the live range after joining.
1981   SmallVector<SlotIndex, 8> EndPoints;
1982   LHSVals.pruneValues(RHSVals, EndPoints);
1983   RHSVals.pruneValues(LHSVals, EndPoints);
1984
1985   // Erase COPY and IMPLICIT_DEF instructions. This may cause some external
1986   // registers to require trimming.
1987   SmallVector<unsigned, 8> ShrinkRegs;
1988   LHSVals.eraseInstrs(ErasedInstrs, ShrinkRegs);
1989   RHSVals.eraseInstrs(ErasedInstrs, ShrinkRegs);
1990   while (!ShrinkRegs.empty())
1991     LIS->shrinkToUses(&LIS->getInterval(ShrinkRegs.pop_back_val()));
1992
1993   // Join RHS into LHS.
1994   LHS.join(RHS, LHSVals.getAssignments(), RHSVals.getAssignments(), NewVNInfo,
1995            MRI);
1996
1997   // Kill flags are going to be wrong if the live ranges were overlapping.
1998   // Eventually, we should simply clear all kill flags when computing live
1999   // ranges. They are reinserted after register allocation.
2000   MRI->clearKillFlags(LHS.reg);
2001   MRI->clearKillFlags(RHS.reg);
2002
2003   if (EndPoints.empty())
2004     return true;
2005
2006   // Recompute the parts of the live range we had to remove because of
2007   // CR_Replace conflicts.
2008   DEBUG(dbgs() << "\t\trestoring liveness to " << EndPoints.size()
2009                << " points: " << LHS << '\n');
2010   LIS->extendToIndices(&LHS, EndPoints);
2011   return true;
2012 }
2013
2014 /// joinIntervals - Attempt to join these two intervals.  On failure, this
2015 /// returns false.
2016 bool RegisterCoalescer::joinIntervals(CoalescerPair &CP) {
2017   return CP.isPhys() ? joinReservedPhysReg(CP) : joinVirtRegs(CP);
2018 }
2019
2020 namespace {
2021 // Information concerning MBB coalescing priority.
2022 struct MBBPriorityInfo {
2023   MachineBasicBlock *MBB;
2024   unsigned Depth;
2025   bool IsSplit;
2026
2027   MBBPriorityInfo(MachineBasicBlock *mbb, unsigned depth, bool issplit)
2028     : MBB(mbb), Depth(depth), IsSplit(issplit) {}
2029 };
2030 }
2031
2032 // C-style comparator that sorts first based on the loop depth of the basic
2033 // block (the unsigned), and then on the MBB number.
2034 //
2035 // EnableGlobalCopies assumes that the primary sort key is loop depth.
2036 static int compareMBBPriority(const void *L, const void *R) {
2037   const MBBPriorityInfo *LHS = static_cast<const MBBPriorityInfo*>(L);
2038   const MBBPriorityInfo *RHS = static_cast<const MBBPriorityInfo*>(R);
2039   // Deeper loops first
2040   if (LHS->Depth != RHS->Depth)
2041     return LHS->Depth > RHS->Depth ? -1 : 1;
2042
2043   // Try to unsplit critical edges next.
2044   if (LHS->IsSplit != RHS->IsSplit)
2045     return LHS->IsSplit ? -1 : 1;
2046
2047   // Prefer blocks that are more connected in the CFG. This takes care of
2048   // the most difficult copies first while intervals are short.
2049   unsigned cl = LHS->MBB->pred_size() + LHS->MBB->succ_size();
2050   unsigned cr = RHS->MBB->pred_size() + RHS->MBB->succ_size();
2051   if (cl != cr)
2052     return cl > cr ? -1 : 1;
2053
2054   // As a last resort, sort by block number.
2055   return LHS->MBB->getNumber() < RHS->MBB->getNumber() ? -1 : 1;
2056 }
2057
2058 /// \returns true if the given copy uses or defines a local live range.
2059 static bool isLocalCopy(MachineInstr *Copy, const LiveIntervals *LIS) {
2060   if (!Copy->isCopy())
2061     return false;
2062
2063   unsigned SrcReg = Copy->getOperand(1).getReg();
2064   unsigned DstReg = Copy->getOperand(0).getReg();
2065   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(SrcReg)
2066       || TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg))
2067     return false;
2068
2069   return LIS->intervalIsInOneMBB(LIS->getInterval(SrcReg))
2070     || LIS->intervalIsInOneMBB(LIS->getInterval(DstReg));
2071 }
2072
2073 // Try joining WorkList copies starting from index From.
2074 // Null out any successful joins.
2075 bool RegisterCoalescer::
2076 copyCoalesceWorkList(MutableArrayRef<MachineInstr*> CurrList) {
2077   bool Progress = false;
2078   for (unsigned i = 0, e = CurrList.size(); i != e; ++i) {
2079     if (!CurrList[i])
2080       continue;
2081     // Skip instruction pointers that have already been erased, for example by
2082     // dead code elimination.
2083     if (ErasedInstrs.erase(CurrList[i])) {
2084       CurrList[i] = 0;
2085       continue;
2086     }
2087     bool Again = false;
2088     bool Success = joinCopy(CurrList[i], Again);
2089     Progress |= Success;
2090     if (Success || !Again)
2091       CurrList[i] = 0;
2092   }
2093   return Progress;
2094 }
2095
2096 void
2097 RegisterCoalescer::copyCoalesceInMBB(MachineBasicBlock *MBB) {
2098   DEBUG(dbgs() << MBB->getName() << ":\n");
2099
2100   // Collect all copy-like instructions in MBB. Don't start coalescing anything
2101   // yet, it might invalidate the iterator.
2102   const unsigned PrevSize = WorkList.size();
2103   if (JoinGlobalCopies) {
2104     // Coalesce copies bottom-up to coalesce local defs before local uses. They
2105     // are not inherently easier to resolve, but slightly preferable until we
2106     // have local live range splitting. In particular this is required by
2107     // cmp+jmp macro fusion.
2108     for (MachineBasicBlock::reverse_iterator
2109            MII = MBB->rbegin(), E = MBB->rend(); MII != E; ++MII) {
2110       if (!MII->isCopyLike())
2111         continue;
2112       if (isLocalCopy(&(*MII), LIS))
2113         LocalWorkList.push_back(&(*MII));
2114       else
2115         WorkList.push_back(&(*MII));
2116     }
2117   }
2118   else {
2119      for (MachineBasicBlock::iterator MII = MBB->begin(), E = MBB->end();
2120           MII != E; ++MII)
2121        if (MII->isCopyLike())
2122          WorkList.push_back(MII);
2123   }
2124   // Try coalescing the collected copies immediately, and remove the nulls.
2125   // This prevents the WorkList from getting too large since most copies are
2126   // joinable on the first attempt.
2127   MutableArrayRef<MachineInstr*>
2128     CurrList(WorkList.begin() + PrevSize, WorkList.end());
2129   if (copyCoalesceWorkList(CurrList))
2130     WorkList.erase(std::remove(WorkList.begin() + PrevSize, WorkList.end(),
2131                                (MachineInstr*)0), WorkList.end());
2132 }
2133
2134 void RegisterCoalescer::coalesceLocals() {
2135   copyCoalesceWorkList(LocalWorkList);
2136   for (unsigned j = 0, je = LocalWorkList.size(); j != je; ++j) {
2137     if (LocalWorkList[j])
2138       WorkList.push_back(LocalWorkList[j]);
2139   }
2140   LocalWorkList.clear();
2141 }
2142
2143 void RegisterCoalescer::joinAllIntervals() {
2144   DEBUG(dbgs() << "********** JOINING INTERVALS ***********\n");
2145   assert(WorkList.empty() && LocalWorkList.empty() && "Old data still around.");
2146
2147   std::vector<MBBPriorityInfo> MBBs;
2148   MBBs.reserve(MF->size());
2149   for (MachineFunction::iterator I = MF->begin(), E = MF->end();I != E;++I){
2150     MachineBasicBlock *MBB = I;
2151     MBBs.push_back(MBBPriorityInfo(MBB, Loops->getLoopDepth(MBB),
2152                                    JoinSplitEdges && isSplitEdge(MBB)));
2153   }
2154   array_pod_sort(MBBs.begin(), MBBs.end(), compareMBBPriority);
2155
2156   // Coalesce intervals in MBB priority order.
2157   unsigned CurrDepth = UINT_MAX;
2158   for (unsigned i = 0, e = MBBs.size(); i != e; ++i) {
2159     // Try coalescing the collected local copies for deeper loops.
2160     if (JoinGlobalCopies && MBBs[i].Depth < CurrDepth) {
2161       coalesceLocals();
2162       CurrDepth = MBBs[i].Depth;
2163     }
2164     copyCoalesceInMBB(MBBs[i].MBB);
2165   }
2166   coalesceLocals();
2167
2168   // Joining intervals can allow other intervals to be joined.  Iteratively join
2169   // until we make no progress.
2170   while (copyCoalesceWorkList(WorkList))
2171     /* empty */ ;
2172 }
2173
2174 void RegisterCoalescer::releaseMemory() {
2175   ErasedInstrs.clear();
2176   WorkList.clear();
2177   DeadDefs.clear();
2178   InflateRegs.clear();
2179 }
2180
2181 bool RegisterCoalescer::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
2182   MF = &fn;
2183   MRI = &fn.getRegInfo();
2184   TM = &fn.getTarget();
2185   TRI = TM->getRegisterInfo();
2186   TII = TM->getInstrInfo();
2187   LIS = &getAnalysis<LiveIntervals>();
2188   AA = &getAnalysis<AliasAnalysis>();
2189   Loops = &getAnalysis<MachineLoopInfo>();
2190
2191   const TargetSubtargetInfo &ST = TM->getSubtarget<TargetSubtargetInfo>();
2192   if (EnableGlobalCopies == cl::BOU_UNSET)
2193     JoinGlobalCopies = ST.enableMachineScheduler();
2194   else
2195     JoinGlobalCopies = (EnableGlobalCopies == cl::BOU_TRUE);
2196
2197   // The MachineScheduler does not currently require JoinSplitEdges. This will
2198   // either be enabled unconditionally or replaced by a more general live range
2199   // splitting optimization.
2200   JoinSplitEdges = EnableJoinSplits;
2201
2202   DEBUG(dbgs() << "********** SIMPLE REGISTER COALESCING **********\n"
2203                << "********** Function: " << MF->getName() << '\n');
2204
2205   if (VerifyCoalescing)
2206     MF->verify(this, "Before register coalescing");
2207
2208   RegClassInfo.runOnMachineFunction(fn);
2209
2210   // Join (coalesce) intervals if requested.
2211   if (EnableJoining)
2212     joinAllIntervals();
2213
2214   // After deleting a lot of copies, register classes may be less constrained.
2215   // Removing sub-register operands may allow GR32_ABCD -> GR32 and DPR_VFP2 ->
2216   // DPR inflation.
2217   array_pod_sort(InflateRegs.begin(), InflateRegs.end());
2218   InflateRegs.erase(std::unique(InflateRegs.begin(), InflateRegs.end()),
2219                     InflateRegs.end());
2220   DEBUG(dbgs() << "Trying to inflate " << InflateRegs.size() << " regs.\n");
2221   for (unsigned i = 0, e = InflateRegs.size(); i != e; ++i) {
2222     unsigned Reg = InflateRegs[i];
2223     if (MRI->reg_nodbg_empty(Reg))
2224       continue;
2225     if (MRI->recomputeRegClass(Reg, *TM)) {
2226       DEBUG(dbgs() << PrintReg(Reg) << " inflated to "
2227                    << MRI->getRegClass(Reg)->getName() << '\n');
2228       ++NumInflated;
2229     }
2230   }
2231
2232   DEBUG(dump());
2233   if (VerifyCoalescing)
2234     MF->verify(this, "After register coalescing");
2235   return true;
2236 }
2237
2238 /// print - Implement the dump method.
2239 void RegisterCoalescer::print(raw_ostream &O, const Module* m) const {
2240    LIS->print(O, m);
2241 }