lib/CodeGen/SplitKit.cpp

   1 //===---------- SplitKit.cpp - Toolkit for splitting live ranges ----------===//
   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 contains the SplitAnalysis class as well as mutator functions for
  11 // live range splitting.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #define DEBUG_TYPE "regalloc"
  16 #include "SplitKit.h"
  17 #include "LiveRangeEdit.h"
  18 #include "VirtRegMap.h"
  19 #include "llvm/CodeGen/CalcSpillWeights.h"
  20 #include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
  21 #include "llvm/CodeGen/MachineDominators.h"
  22 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  23 #include "llvm/CodeGen/MachineLoopInfo.h"
  24 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  25 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  26 #include "llvm/Support/Debug.h"
  27 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  28 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  29 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  30
  31 using namespace llvm;
  32
  33 static cl::opt<bool>
  34 AllowSplit("spiller-splits-edges",
  35            cl::desc("Allow critical edge splitting during spilling"));
  36
  37 //===----------------------------------------------------------------------===//
  38 //                                 Split Analysis
  39 //===----------------------------------------------------------------------===//
  40
  41 SplitAnalysis::SplitAnalysis(const MachineFunction &mf,
  42                              const LiveIntervals &lis,
  43                              const MachineLoopInfo &mli)
  44   : MF(mf),
  45     LIS(lis),
  46     Loops(mli),
  47     TII(*mf.getTarget().getInstrInfo()),
  48     CurLI(0) {}
  49
  50 void SplitAnalysis::clear() {
  51   UseSlots.clear();
  52   UsingInstrs.clear();
  53   UsingBlocks.clear();
  54   UsingLoops.clear();
  55   CurLI = 0;
  56 }
  57
  58 bool SplitAnalysis::canAnalyzeBranch(const MachineBasicBlock *MBB) {
  59   MachineBasicBlock *T, *F;
  60   SmallVector<MachineOperand, 4> Cond;
  61   return !TII.AnalyzeBranch(const_cast<MachineBasicBlock&>(*MBB), T, F, Cond);
  62 }
  63
  64 /// analyzeUses - Count instructions, basic blocks, and loops using CurLI.
  65 void SplitAnalysis::analyzeUses() {
  66   const MachineRegisterInfo &MRI = MF.getRegInfo();
  67   for (MachineRegisterInfo::reg_iterator I = MRI.reg_begin(CurLI->reg);
  68        MachineInstr *MI = I.skipInstruction();) {
  69     if (MI->isDebugValue() || !UsingInstrs.insert(MI))
  70       continue;
  71     UseSlots.push_back(LIS.getInstructionIndex(MI).getDefIndex());
  72     MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
  73     if (UsingBlocks[MBB]++)
  74       continue;
  75     for (MachineLoop *Loop = Loops.getLoopFor(MBB); Loop;
  76          Loop = Loop->getParentLoop())
  77       UsingLoops[Loop]++;
  78   }
  79   array_pod_sort(UseSlots.begin(), UseSlots.end());
  80   DEBUG(dbgs() << "  counted "
  81                << UsingInstrs.size() << " instrs, "
  82                << UsingBlocks.size() << " blocks, "
  83                << UsingLoops.size()  << " loops.\n");
  84 }
  85
  86 void SplitAnalysis::print(const BlockPtrSet &B, raw_ostream &OS) const {
  87   for (BlockPtrSet::const_iterator I = B.begin(), E = B.end(); I != E; ++I) {
  88     unsigned count = UsingBlocks.lookup(*I);
  89     OS << " BB#" << (*I)->getNumber();
  90     if (count)
  91       OS << '(' << count << ')';
  92   }
  93 }
  94
  95 // Get three sets of basic blocks surrounding a loop: Blocks inside the loop,
  96 // predecessor blocks, and exit blocks.
  97 void SplitAnalysis::getLoopBlocks(const MachineLoop *Loop, LoopBlocks &Blocks) {
  98   Blocks.clear();
  99
 100   // Blocks in the loop.
 101   Blocks.Loop.insert(Loop->block_begin(), Loop->block_end());
 102
 103   // Predecessor blocks.
 104   const MachineBasicBlock *Header = Loop->getHeader();
 105   for (MachineBasicBlock::const_pred_iterator I = Header->pred_begin(),
 106        E = Header->pred_end(); I != E; ++I)
 107     if (!Blocks.Loop.count(*I))
 108       Blocks.Preds.insert(*I);
 109
 110   // Exit blocks.
 111   for (MachineLoop::block_iterator I = Loop->block_begin(),
 112        E = Loop->block_end(); I != E; ++I) {
 113     const MachineBasicBlock *MBB = *I;
 114     for (MachineBasicBlock::const_succ_iterator SI = MBB->succ_begin(),
 115        SE = MBB->succ_end(); SI != SE; ++SI)
 116       if (!Blocks.Loop.count(*SI))
 117         Blocks.Exits.insert(*SI);
 118   }
 119 }
 120
 121 void SplitAnalysis::print(const LoopBlocks &B, raw_ostream &OS) const {
 122   OS << "Loop:";
 123   print(B.Loop, OS);
 124   OS << ", preds:";
 125   print(B.Preds, OS);
 126   OS << ", exits:";
 127   print(B.Exits, OS);
 128 }
 129
 130 /// analyzeLoopPeripheralUse - Return an enum describing how CurLI is used in
 131 /// and around the Loop.
 132 SplitAnalysis::LoopPeripheralUse SplitAnalysis::
 133 analyzeLoopPeripheralUse(const SplitAnalysis::LoopBlocks &Blocks) {
 134   LoopPeripheralUse use = ContainedInLoop;
 135   for (BlockCountMap::iterator I = UsingBlocks.begin(), E = UsingBlocks.end();
 136        I != E; ++I) {
 137     const MachineBasicBlock *MBB = I->first;
 138     // Is this a peripheral block?
 139     if (use < MultiPeripheral &&
 140         (Blocks.Preds.count(MBB) || Blocks.Exits.count(MBB))) {
 141       if (I->second > 1) use = MultiPeripheral;
 142       else               use = SinglePeripheral;
 143       continue;
 144     }
 145     // Is it a loop block?
 146     if (Blocks.Loop.count(MBB))
 147       continue;
 148     // It must be an unrelated block.
 149     DEBUG(dbgs() << ", outside: BB#" << MBB->getNumber());
 150     return OutsideLoop;
 151   }
 152   return use;
 153 }
 154
 155 /// getCriticalExits - It may be necessary to partially break critical edges
 156 /// leaving the loop if an exit block has predecessors from outside the loop
 157 /// periphery.
 158 void SplitAnalysis::getCriticalExits(const SplitAnalysis::LoopBlocks &Blocks,
 159                                      BlockPtrSet &CriticalExits) {
 160   CriticalExits.clear();
 161
 162   // A critical exit block has CurLI live-in, and has a predecessor that is not
 163   // in the loop nor a loop predecessor. For such an exit block, the edges
 164   // carrying the new variable must be moved to a new pre-exit block.
 165   for (BlockPtrSet::iterator I = Blocks.Exits.begin(), E = Blocks.Exits.end();
 166        I != E; ++I) {
 167     const MachineBasicBlock *Exit = *I;
 168     // A single-predecessor exit block is definitely not a critical edge.
 169     if (Exit->pred_size() == 1)
 170       continue;
 171     // This exit may not have CurLI live in at all. No need to split.
 172     if (!LIS.isLiveInToMBB(*CurLI, Exit))
 173       continue;
 174     // Does this exit block have a predecessor that is not a loop block or loop
 175     // predecessor?
 176     for (MachineBasicBlock::const_pred_iterator PI = Exit->pred_begin(),
 177          PE = Exit->pred_end(); PI != PE; ++PI) {
 178       const MachineBasicBlock *Pred = *PI;
 179       if (Blocks.Loop.count(Pred) || Blocks.Preds.count(Pred))
 180         continue;
 181       // This is a critical exit block, and we need to split the exit edge.
 182       CriticalExits.insert(Exit);
 183       break;
 184     }
 185   }
 186 }
 187
 188 void SplitAnalysis::getCriticalPreds(const SplitAnalysis::LoopBlocks &Blocks,
 189                                      BlockPtrSet &CriticalPreds) {
 190   CriticalPreds.clear();
 191
 192   // A critical predecessor block has CurLI live-out, and has a successor that
 193   // has CurLI live-in and is not in the loop nor a loop exit block. For such a
 194   // predecessor block, we must carry the value in both the 'inside' and
 195   // 'outside' registers.
 196   for (BlockPtrSet::iterator I = Blocks.Preds.begin(), E = Blocks.Preds.end();
 197        I != E; ++I) {
 198     const MachineBasicBlock *Pred = *I;
 199     // Definitely not a critical edge.
 200     if (Pred->succ_size() == 1)
 201       continue;
 202     // This block may not have CurLI live out at all if there is a PHI.
 203     if (!LIS.isLiveOutOfMBB(*CurLI, Pred))
 204       continue;
 205     // Does this block have a successor outside the loop?
 206     for (MachineBasicBlock::const_pred_iterator SI = Pred->succ_begin(),
 207          SE = Pred->succ_end(); SI != SE; ++SI) {
 208       const MachineBasicBlock *Succ = *SI;
 209       if (Blocks.Loop.count(Succ) || Blocks.Exits.count(Succ))
 210         continue;
 211       if (!LIS.isLiveInToMBB(*CurLI, Succ))
 212         continue;
 213       // This is a critical predecessor block.
 214       CriticalPreds.insert(Pred);
 215       break;
 216     }
 217   }
 218 }
 219
 220 /// canSplitCriticalExits - Return true if it is possible to insert new exit
 221 /// blocks before the blocks in CriticalExits.
 222 bool
 223 SplitAnalysis::canSplitCriticalExits(const SplitAnalysis::LoopBlocks &Blocks,
 224                                      BlockPtrSet &CriticalExits) {
 225   // If we don't allow critical edge splitting, require no critical exits.
 226   if (!AllowSplit)
 227     return CriticalExits.empty();
 228
 229   for (BlockPtrSet::iterator I = CriticalExits.begin(), E = CriticalExits.end();
 230        I != E; ++I) {
 231     const MachineBasicBlock *Succ = *I;
 232     // We want to insert a new pre-exit MBB before Succ, and change all the
 233     // in-loop blocks to branch to the pre-exit instead of Succ.
 234     // Check that all the in-loop predecessors can be changed.
 235     for (MachineBasicBlock::const_pred_iterator PI = Succ->pred_begin(),
 236          PE = Succ->pred_end(); PI != PE; ++PI) {
 237       const MachineBasicBlock *Pred = *PI;
 238       // The external predecessors won't be altered.
 239       if (!Blocks.Loop.count(Pred) && !Blocks.Preds.count(Pred))
 240         continue;
 241       if (!canAnalyzeBranch(Pred))
 242         return false;
 243     }
 244
 245     // If Succ's layout predecessor falls through, that too must be analyzable.
 246     // We need to insert the pre-exit block in the gap.
 247     MachineFunction::const_iterator MFI = Succ;
 248     if (MFI == MF.begin())
 249       continue;
 250     if (!canAnalyzeBranch(--MFI))
 251       return false;
 252   }
 253   // No problems found.
 254   return true;
 255 }
 256
 257 void SplitAnalysis::analyze(const LiveInterval *li) {
 258   clear();
 259   CurLI = li;
 260   analyzeUses();
 261 }
 262
 263 void SplitAnalysis::getSplitLoops(LoopPtrSet &Loops) {
 264   assert(CurLI && "Call analyze() before getSplitLoops");
 265   if (UsingLoops.empty())
 266     return;
 267
 268   LoopBlocks Blocks;
 269   BlockPtrSet CriticalExits;
 270
 271   // We split around loops where CurLI is used outside the periphery.
 272   for (LoopCountMap::const_iterator I = UsingLoops.begin(),
 273        E = UsingLoops.end(); I != E; ++I) {
 274     const MachineLoop *Loop = I->first;
 275     getLoopBlocks(Loop, Blocks);
 276     DEBUG({ dbgs() << "  "; print(Blocks, dbgs()); });
 277
 278     switch(analyzeLoopPeripheralUse(Blocks)) {
 279     case OutsideLoop:
 280       break;
 281     case MultiPeripheral:
 282       // FIXME: We could split a live range with multiple uses in a peripheral
 283       // block and still make progress. However, it is possible that splitting
 284       // another live range will insert copies into a peripheral block, and
 285       // there is a small chance we can enter an infinite loop, inserting copies
 286       // forever.
 287       // For safety, stick to splitting live ranges with uses outside the
 288       // periphery.
 289       DEBUG(dbgs() << ": multiple peripheral uses");
 290       break;
 291     case ContainedInLoop:
 292       DEBUG(dbgs() << ": fully contained\n");
 293       continue;
 294     case SinglePeripheral:
 295       DEBUG(dbgs() << ": single peripheral use\n");
 296       continue;
 297     }
 298     // Will it be possible to split around this loop?
 299     getCriticalExits(Blocks, CriticalExits);
 300     DEBUG(dbgs() << ": " << CriticalExits.size() << " critical exits\n");
 301     if (!canSplitCriticalExits(Blocks, CriticalExits))
 302       continue;
 303     // This is a possible split.
 304     Loops.insert(Loop);
 305   }
 306
 307   DEBUG(dbgs() << "  getSplitLoops found " << Loops.size()
 308                << " candidate loops.\n");
 309 }
 310
 311 const MachineLoop *SplitAnalysis::getBestSplitLoop() {
 312   LoopPtrSet Loops;
 313   getSplitLoops(Loops);
 314   if (Loops.empty())
 315     return 0;
 316
 317   // Pick the earliest loop.
 318   // FIXME: Are there other heuristics to consider?
 319   const MachineLoop *Best = 0;
 320   SlotIndex BestIdx;
 321   for (LoopPtrSet::const_iterator I = Loops.begin(), E = Loops.end(); I != E;
 322        ++I) {
 323     SlotIndex Idx = LIS.getMBBStartIdx((*I)->getHeader());
 324     if (!Best || Idx < BestIdx)
 325       Best = *I, BestIdx = Idx;
 326   }
 327   DEBUG(dbgs() << "  getBestSplitLoop found " << *Best);
 328   return Best;
 329 }
 330
 331 /// isBypassLoop - Return true if CurLI is live through Loop and has no uses
 332 /// inside the loop. Bypass loops are candidates for splitting because it can
 333 /// prevent interference inside the loop.
 334 bool SplitAnalysis::isBypassLoop(const MachineLoop *Loop) {
 335   // If CurLI is live into the loop header and there are no uses in the loop, it
 336   // must be live in the entire loop and live on at least one exiting edge.
 337   return !UsingLoops.count(Loop) &&
 338          LIS.isLiveInToMBB(*CurLI, Loop->getHeader());
 339 }
 340
 341 /// getBypassLoops - Get all the maximal bypass loops. These are the bypass
 342 /// loops whose parent is not a bypass loop.
 343 void SplitAnalysis::getBypassLoops(LoopPtrSet &BypassLoops) {
 344   SmallVector<MachineLoop*, 8> Todo(Loops.begin(), Loops.end());
 345   while (!Todo.empty()) {
 346     MachineLoop *Loop = Todo.pop_back_val();
 347     if (!UsingLoops.count(Loop)) {
 348       // This is either a bypass loop or completely irrelevant.
 349       if (LIS.isLiveInToMBB(*CurLI, Loop->getHeader()))
 350         BypassLoops.insert(Loop);
 351       // Either way, skip the child loops.
 352       continue;
 353     }
 354
 355     // The child loops may be bypass loops.
 356     Todo.append(Loop->begin(), Loop->end());
 357   }
 358 }
 359
 360
 361 //===----------------------------------------------------------------------===//
 362 //                               LiveIntervalMap
 363 //===----------------------------------------------------------------------===//
 364
 365 // Work around the fact that the std::pair constructors are broken for pointer
 366 // pairs in some implementations. makeVV(x, 0) works.
 367 static inline std::pair<const VNInfo*, VNInfo*>
 368 makeVV(const VNInfo *a, VNInfo *b) {
 369   return std::make_pair(a, b);
 370 }
 371
 372 void LiveIntervalMap::reset(LiveInterval *li) {
 373   LI = li;
 374   Values.clear();
 375   LiveOutCache.clear();
 376 }
 377
 378 bool LiveIntervalMap::isComplexMapped(const VNInfo *ParentVNI) const {
 379   ValueMap::const_iterator i = Values.find(ParentVNI);
 380   return i != Values.end() && i->second == 0;
 381 }
 382
 383 // defValue - Introduce a LI def for ParentVNI that could be later than
 384 // ParentVNI->def.
 385 VNInfo *LiveIntervalMap::defValue(const VNInfo *ParentVNI, SlotIndex Idx) {
 386   assert(LI && "call reset first");
 387   assert(ParentVNI && "Mapping  NULL value");
 388   assert(Idx.isValid() && "Invalid SlotIndex");
 389   assert(ParentLI.getVNInfoAt(Idx) == ParentVNI && "Bad ParentVNI");
 390
 391   // Create a new value.
 392   VNInfo *VNI = LI->getNextValue(Idx, 0, LIS.getVNInfoAllocator());
 393
 394   // Preserve the PHIDef bit.
 395   if (ParentVNI->isPHIDef() && Idx == ParentVNI->def)
 396     VNI->setIsPHIDef(true);
 397
 398   // Use insert for lookup, so we can add missing values with a second lookup.
 399   std::pair<ValueMap::iterator,bool> InsP =
 400     Values.insert(makeVV(ParentVNI, Idx == ParentVNI->def ? VNI : 0));
 401
 402   // This is now a complex def. Mark with a NULL in valueMap.
 403   if (!InsP.second)
 404     InsP.first->second = 0;
 405
 406   return VNI;
 407 }
 408
 409
 410 // mapValue - Find the mapped value for ParentVNI at Idx.
 411 // Potentially create phi-def values.
 412 VNInfo *LiveIntervalMap::mapValue(const VNInfo *ParentVNI, SlotIndex Idx,
 413                                   bool *simple) {
 414   assert(LI && "call reset first");
 415   assert(ParentVNI && "Mapping  NULL value");
 416   assert(Idx.isValid() && "Invalid SlotIndex");
 417   assert(ParentLI.getVNInfoAt(Idx) == ParentVNI && "Bad ParentVNI");
 418
 419   // Use insert for lookup, so we can add missing values with a second lookup.
 420   std::pair<ValueMap::iterator,bool> InsP =
 421     Values.insert(makeVV(ParentVNI, 0));
 422
 423   // This was an unknown value. Create a simple mapping.
 424   if (InsP.second) {
 425     if (simple) *simple = true;
 426     return InsP.first->second = LI->createValueCopy(ParentVNI,
 427                                                      LIS.getVNInfoAllocator());
 428   }
 429
 430   // This was a simple mapped value.
 431   if (InsP.first->second) {
 432     if (simple) *simple = true;
 433     return InsP.first->second;
 434   }
 435
 436   // This is a complex mapped value. There may be multiple defs, and we may need
 437   // to create phi-defs.
 438   if (simple) *simple = false;
 439   MachineBasicBlock *IdxMBB = LIS.getMBBFromIndex(Idx);
 440   assert(IdxMBB && "No MBB at Idx");
 441
 442   // Is there a def in the same MBB we can extend?
 443   if (VNInfo *VNI = extendTo(IdxMBB, Idx))
 444     return VNI;
 445
 446   // Now for the fun part. We know that ParentVNI potentially has multiple defs,
 447   // and we may need to create even more phi-defs to preserve VNInfo SSA form.
 448   // Perform a search for all predecessor blocks where we know the dominating
 449   // VNInfo. Insert phi-def VNInfos along the path back to IdxMBB.
 450   DEBUG(dbgs() << "\n  Reaching defs for BB#" << IdxMBB->getNumber()
 451                << " at " << Idx << " in " << *LI << '\n');
 452   DEBUG(dumpCache());
 453
 454   // Blocks where LI should be live-in.
 455   SmallVector<MachineDomTreeNode*, 16> LiveIn;
 456   LiveIn.push_back(MDT[IdxMBB]);
 457
 458   // Using LiveOutCache as a visited set, perform a BFS for all reaching defs.
 459   for (unsigned i = 0; i != LiveIn.size(); ++i) {
 460     MachineBasicBlock *MBB = LiveIn[i]->getBlock();
 461     for (MachineBasicBlock::pred_iterator PI = MBB->pred_begin(),
 462            PE = MBB->pred_end(); PI != PE; ++PI) {
 463        MachineBasicBlock *Pred = *PI;
 464        // Is this a known live-out block?
 465        std::pair<LiveOutMap::iterator,bool> LOIP =
 466          LiveOutCache.insert(std::make_pair(Pred, LiveOutPair()));
 467        // Yes, we have been here before.
 468        if (!LOIP.second) {
 469          DEBUG(if (VNInfo *VNI = LOIP.first->second.first)
 470                  dbgs() << "    known valno #" << VNI->id
 471                         << " at BB#" << Pred->getNumber() << '\n');
 472          continue;
 473        }
 474
 475        // Does Pred provide a live-out value?
 476        SlotIndex Last = LIS.getMBBEndIdx(Pred).getPrevSlot();
 477        if (VNInfo *VNI = extendTo(Pred, Last)) {
 478          MachineBasicBlock *DefMBB = LIS.getMBBFromIndex(VNI->def);
 479          DEBUG(dbgs() << "    found valno #" << VNI->id
 480                       << " from BB#" << DefMBB->getNumber()
 481                       << " at BB#" << Pred->getNumber() << '\n');
 482          LiveOutPair &LOP = LOIP.first->second;
 483          LOP.first = VNI;
 484          LOP.second = MDT[DefMBB];
 485          continue;
 486        }
 487        // No, we need a live-in value for Pred as well
 488        if (Pred != IdxMBB)
 489          LiveIn.push_back(MDT[Pred]);
 490     }
 491   }
 492
 493   // We may need to add phi-def values to preserve the SSA form.
 494   // This is essentially the same iterative algorithm that SSAUpdater uses,
 495   // except we already have a dominator tree, so we don't have to recompute it.
 496   VNInfo *IdxVNI = 0;
 497   unsigned Changes;
 498   do {
 499     Changes = 0;
 500     DEBUG(dbgs() << "  Iterating over " << LiveIn.size() << " blocks.\n");
 501     // Propagate live-out values down the dominator tree, inserting phi-defs when
 502     // necessary. Since LiveIn was created by a BFS, going backwards makes it more
 503     // likely for us to visit immediate dominators before their children.
 504     for (unsigned i = LiveIn.size(); i; --i) {
 505       MachineDomTreeNode *Node = LiveIn[i-1];
 506       MachineBasicBlock *MBB = Node->getBlock();
 507       MachineDomTreeNode *IDom = Node->getIDom();
 508       LiveOutPair IDomValue;
 509       // We need a live-in value to a block with no immediate dominator?
 510       // This is probably an unreachable block that has survived somehow.
 511       bool needPHI = !IDom;
 512
 513       // Get the IDom live-out value.
 514       if (!needPHI) {
 515         LiveOutMap::iterator I = LiveOutCache.find(IDom->getBlock());
 516         if (I != LiveOutCache.end())
 517           IDomValue = I->second;
 518         else
 519           // If IDom is outside our set of live-out blocks, there must be new
 520           // defs, and we need a phi-def here.
 521           needPHI = true;
 522       }
 523
 524       // IDom dominates all of our predecessors, but it may not be the immediate
 525       // dominator. Check if any of them have live-out values that are properly
 526       // dominated by IDom. If so, we need a phi-def here.
 527       if (!needPHI) {
 528         for (MachineBasicBlock::pred_iterator PI = MBB->pred_begin(),
 529                PE = MBB->pred_end(); PI != PE; ++PI) {
 530           LiveOutPair Value = LiveOutCache[*PI];
 531           if (!Value.first || Value.first == IDomValue.first)
 532             continue;
 533           // This predecessor is carrying something other than IDomValue.
 534           // It could be because IDomValue hasn't propagated yet, or it could be
 535           // because MBB is in the dominance frontier of that value.
 536           if (MDT.dominates(IDom, Value.second)) {
 537             needPHI = true;
 538             break;
 539           }
 540         }
 541       }
 542
 543       // Create a phi-def if required.
 544       if (needPHI) {
 545         ++Changes;
 546         SlotIndex Start = LIS.getMBBStartIdx(MBB);
 547         VNInfo *VNI = LI->getNextValue(Start, 0, LIS.getVNInfoAllocator());
 548         VNI->setIsPHIDef(true);
 549         DEBUG(dbgs() << "    - BB#" << MBB->getNumber()
 550                      << " phi-def #" << VNI->id << " at " << Start << '\n');
 551         // We no longer need LI to be live-in.
 552         LiveIn.erase(LiveIn.begin()+(i-1));
 553         // Blocks in LiveIn are either IdxMBB, or have a value live-through.
 554         if (MBB == IdxMBB)
 555           IdxVNI = VNI;
 556         // Check if we need to update live-out info.
 557         LiveOutMap::iterator I = LiveOutCache.find(MBB);
 558         if (I == LiveOutCache.end() || I->second.second == Node) {
 559           // We already have a live-out defined in MBB, so this must be IdxMBB.
 560           assert(MBB == IdxMBB && "Adding phi-def to known live-out");
 561           LI->addRange(LiveRange(Start, Idx.getNextSlot(), VNI));
 562         } else {
 563           // This phi-def is also live-out, so color the whole block.
 564           LI->addRange(LiveRange(Start, LIS.getMBBEndIdx(MBB), VNI));
 565           I->second = LiveOutPair(VNI, Node);
 566         }
 567       } else if (IDomValue.first) {
 568         // No phi-def here. Remember incoming value for IdxMBB.
 569         if (MBB == IdxMBB)
 570           IdxVNI = IDomValue.first;
 571         // Propagate IDomValue if needed:
 572         // MBB is live-out and doesn't define its own value.
 573         LiveOutMap::iterator I = LiveOutCache.find(MBB);
 574         if (I != LiveOutCache.end() && I->second.second != Node &&
 575             I->second.first != IDomValue.first) {
 576           ++Changes;
 577           I->second = IDomValue;
 578           DEBUG(dbgs() << "    - BB#" << MBB->getNumber()
 579                        << " idom valno #" << IDomValue.first->id
 580                        << " from BB#" << IDom->getBlock()->getNumber() << '\n');
 581         }
 582       }
 583     }
 584     DEBUG(dbgs() << "  - made " << Changes << " changes.\n");
 585   } while (Changes);
 586
 587   assert(IdxVNI && "Didn't find value for Idx");
 588
 589 #ifndef NDEBUG
 590   DEBUG(dumpCache());
 591   // Check the LiveOutCache invariants.
 592   for (LiveOutMap::iterator I = LiveOutCache.begin(), E = LiveOutCache.end();
 593          I != E; ++I) {
 594     assert(I->first && "Null MBB entry in cache");
 595     assert(I->second.first && "Null VNInfo in cache");
 596     assert(I->second.second && "Null DomTreeNode in cache");
 597     if (I->second.second->getBlock() == I->first)
 598       continue;
 599     for (MachineBasicBlock::pred_iterator PI = I->first->pred_begin(),
 600            PE = I->first->pred_end(); PI != PE; ++PI)
 601       assert(LiveOutCache.lookup(*PI) == I->second && "Bad invariant");
 602   }
 603 #endif
 604
 605   // Since we went through the trouble of a full BFS visiting all reaching defs,
 606   // the values in LiveIn are now accurate. No more phi-defs are needed
 607   // for these blocks, so we can color the live ranges.
 608   // This makes the next mapValue call much faster.
 609   for (unsigned i = 0, e = LiveIn.size(); i != e; ++i) {
 610     MachineBasicBlock *MBB = LiveIn[i]->getBlock();
 611     SlotIndex Start = LIS.getMBBStartIdx(MBB);
 612     if (MBB == IdxMBB) {
 613       LI->addRange(LiveRange(Start, Idx.getNextSlot(), IdxVNI));
 614       continue;
 615     }
 616     // Anything in LiveIn other than IdxMBB is live-through.
 617     VNInfo *VNI = LiveOutCache.lookup(MBB).first;
 618     assert(VNI && "Missing block value");
 619     LI->addRange(LiveRange(Start, LIS.getMBBEndIdx(MBB), VNI));
 620   }
 621
 622   return IdxVNI;
 623 }
 624
 625 #ifndef NDEBUG
 626 void LiveIntervalMap::dumpCache() {
 627   for (LiveOutMap::iterator I = LiveOutCache.begin(), E = LiveOutCache.end();
 628          I != E; ++I) {
 629     assert(I->first && "Null MBB entry in cache");
 630     assert(I->second.first && "Null VNInfo in cache");
 631     assert(I->second.second && "Null DomTreeNode in cache");
 632     dbgs() << "    cache: BB#" << I->first->getNumber()
 633            << " has valno #" << I->second.first->id << " from BB#"
 634            << I->second.second->getBlock()->getNumber() << ", preds";
 635     for (MachineBasicBlock::pred_iterator PI = I->first->pred_begin(),
 636            PE = I->first->pred_end(); PI != PE; ++PI)
 637       dbgs() << " BB#" << (*PI)->getNumber();
 638     dbgs() << '\n';
 639   }
 640   dbgs() << "    cache: " << LiveOutCache.size() << " entries.\n";
 641 }
 642 #endif
 643
 644 // extendTo - Find the last LI value defined in MBB at or before Idx. The
 645 // ParentLI is assumed to be live at Idx. Extend the live range to Idx.
 646 // Return the found VNInfo, or NULL.
 647 VNInfo *LiveIntervalMap::extendTo(const MachineBasicBlock *MBB, SlotIndex Idx) {
 648   assert(LI && "call reset first");
 649   LiveInterval::iterator I = std::upper_bound(LI->begin(), LI->end(), Idx);
 650   if (I == LI->begin())
 651     return 0;
 652   --I;
 653   if (I->end <= LIS.getMBBStartIdx(MBB))
 654     return 0;
 655   if (I->end <= Idx)
 656     I->end = Idx.getNextSlot();
 657   return I->valno;
 658 }
 659
 660 // addSimpleRange - Add a simple range from ParentLI to LI.
 661 // ParentVNI must be live in the [Start;End) interval.
 662 void LiveIntervalMap::addSimpleRange(SlotIndex Start, SlotIndex End,
 663                                      const VNInfo *ParentVNI) {
 664   assert(LI && "call reset first");
 665   bool simple;
 666   VNInfo *VNI = mapValue(ParentVNI, Start, &simple);
 667   // A simple mapping is easy.
 668   if (simple) {
 669     LI->addRange(LiveRange(Start, End, VNI));
 670     return;
 671   }
 672
 673   // ParentVNI is a complex value. We must map per MBB.
 674   MachineFunction::iterator MBB = LIS.getMBBFromIndex(Start);
 675   MachineFunction::iterator MBBE = LIS.getMBBFromIndex(End.getPrevSlot());
 676
 677   if (MBB == MBBE) {
 678     LI->addRange(LiveRange(Start, End, VNI));
 679     return;
 680   }
 681
 682   // First block.
 683   LI->addRange(LiveRange(Start, LIS.getMBBEndIdx(MBB), VNI));
 684
 685   // Run sequence of full blocks.
 686   for (++MBB; MBB != MBBE; ++MBB) {
 687     Start = LIS.getMBBStartIdx(MBB);
 688     LI->addRange(LiveRange(Start, LIS.getMBBEndIdx(MBB),
 689                             mapValue(ParentVNI, Start)));
 690   }
 691
 692   // Final block.
 693   Start = LIS.getMBBStartIdx(MBB);
 694   if (Start != End)
 695     LI->addRange(LiveRange(Start, End, mapValue(ParentVNI, Start)));
 696 }
 697
 698 /// addRange - Add live ranges to LI where [Start;End) intersects ParentLI.
 699 /// All needed values whose def is not inside [Start;End) must be defined
 700 /// beforehand so mapValue will work.
 701 void LiveIntervalMap::addRange(SlotIndex Start, SlotIndex End) {
 702   assert(LI && "call reset first");
 703   LiveInterval::const_iterator B = ParentLI.begin(), E = ParentLI.end();
 704   LiveInterval::const_iterator I = std::lower_bound(B, E, Start);
 705
 706   // Check if --I begins before Start and overlaps.
 707   if (I != B) {
 708     --I;
 709     if (I->end > Start)
 710       addSimpleRange(Start, std::min(End, I->end), I->valno);
 711     ++I;
 712   }
 713
 714   // The remaining ranges begin after Start.
 715   for (;I != E && I->start < End; ++I)
 716     addSimpleRange(I->start, std::min(End, I->end), I->valno);
 717 }
 718
 719
 720 //===----------------------------------------------------------------------===//
 721 //                               Split Editor
 722 //===----------------------------------------------------------------------===//
 723
 724 /// Create a new SplitEditor for editing the LiveInterval analyzed by SA.
 725 SplitEditor::SplitEditor(SplitAnalysis &sa,
 726                          LiveIntervals &lis,
 727                          VirtRegMap &vrm,
 728                          MachineDominatorTree &mdt,
 729                          LiveRangeEdit &edit)
 730   : sa_(sa), LIS(lis), VRM(vrm),
 731     MRI(vrm.getMachineFunction().getRegInfo()),
 732     TII(*vrm.getMachineFunction().getTarget().getInstrInfo()),
 733     TRI(*vrm.getMachineFunction().getTarget().getRegisterInfo()),
 734     Edit(edit),
 735     DupLI(LIS, mdt, edit.getParent()),
 736     OpenLI(LIS, mdt, edit.getParent())
 737 {
 738   // We don't need an AliasAnalysis since we will only be performing
 739   // cheap-as-a-copy remats anyway.
 740   Edit.anyRematerializable(LIS, TII, 0);
 741 }
 742
 743 bool SplitEditor::intervalsLiveAt(SlotIndex Idx) const {
 744   for (LiveRangeEdit::iterator I = Edit.begin(), E = Edit.end(); I != E; ++I)
 745     if (*I != DupLI.getLI() && (*I)->liveAt(Idx))
 746       return true;
 747   return false;
 748 }
 749
 750 VNInfo *SplitEditor::defFromParent(LiveIntervalMap &Reg,
 751                                    VNInfo *ParentVNI,
 752                                    SlotIndex UseIdx,
 753                                    MachineBasicBlock &MBB,
 754                                    MachineBasicBlock::iterator I) {
 755   VNInfo *VNI = 0;
 756   MachineInstr *CopyMI = 0;
 757   SlotIndex Def;
 758
 759   // Attempt cheap-as-a-copy rematerialization.
 760   LiveRangeEdit::Remat RM(ParentVNI);
 761   if (Edit.canRematerializeAt(RM, UseIdx, true, LIS)) {
 762     Def = Edit.rematerializeAt(MBB, I, Reg.getLI()->reg, RM,
 763                                           LIS, TII, TRI);
 764   } else {
 765     // Can't remat, just insert a copy from parent.
 766     CopyMI = BuildMI(MBB, I, DebugLoc(), TII.get(TargetOpcode::COPY),
 767                      Reg.getLI()->reg).addReg(Edit.getReg());
 768     Def = LIS.InsertMachineInstrInMaps(CopyMI).getDefIndex();
 769   }
 770
 771   // Define the value in Reg.
 772   VNI = Reg.defValue(ParentVNI, Def);
 773   VNI->setCopy(CopyMI);
 774
 775   // Add minimal liveness for the new value.
 776   if (UseIdx < Def)
 777     UseIdx = Def;
 778   Reg.getLI()->addRange(LiveRange(Def, UseIdx.getNextSlot(), VNI));
 779   return VNI;
 780 }
 781
 782 /// Create a new virtual register and live interval.
 783 void SplitEditor::openIntv() {
 784   assert(!OpenLI.getLI() && "Previous LI not closed before openIntv");
 785   if (!DupLI.getLI())
 786     DupLI.reset(&Edit.create(MRI, LIS, VRM));
 787
 788   OpenLI.reset(&Edit.create(MRI, LIS, VRM));
 789 }
 790
 791 /// enterIntvBefore - Enter OpenLI before the instruction at Idx. If CurLI is
 792 /// not live before Idx, a COPY is not inserted.
 793 void SplitEditor::enterIntvBefore(SlotIndex Idx) {
 794   assert(OpenLI.getLI() && "openIntv not called before enterIntvBefore");
 795   Idx = Idx.getUseIndex();
 796   DEBUG(dbgs() << "    enterIntvBefore " << Idx);
 797   VNInfo *ParentVNI = Edit.getParent().getVNInfoAt(Idx);
 798   if (!ParentVNI) {
 799     DEBUG(dbgs() << ": not live\n");
 800     return;
 801   }
 802   DEBUG(dbgs() << ": valno " << ParentVNI->id);
 803   truncatedValues.insert(ParentVNI);
 804   MachineInstr *MI = LIS.getInstructionFromIndex(Idx);
 805   assert(MI && "enterIntvBefore called with invalid index");
 806
 807   defFromParent(OpenLI, ParentVNI, Idx, *MI->getParent(), MI);
 808
 809   DEBUG(dbgs() << ": " << *OpenLI.getLI() << '\n');
 810 }
 811
 812 /// enterIntvAtEnd - Enter OpenLI at the end of MBB.
 813 void SplitEditor::enterIntvAtEnd(MachineBasicBlock &MBB) {
 814   assert(OpenLI.getLI() && "openIntv not called before enterIntvAtEnd");
 815   SlotIndex End = LIS.getMBBEndIdx(&MBB).getPrevSlot();
 816   DEBUG(dbgs() << "    enterIntvAtEnd BB#" << MBB.getNumber() << ", " << End);
 817   VNInfo *ParentVNI = Edit.getParent().getVNInfoAt(End);
 818   if (!ParentVNI) {
 819     DEBUG(dbgs() << ": not live\n");
 820     return;
 821   }
 822   DEBUG(dbgs() << ": valno " << ParentVNI->id);
 823   truncatedValues.insert(ParentVNI);
 824   defFromParent(OpenLI, ParentVNI, End, MBB, MBB.getFirstTerminator());
 825   DEBUG(dbgs() << ": " << *OpenLI.getLI() << '\n');
 826 }
 827
 828 /// useIntv - indicate that all instructions in MBB should use OpenLI.
 829 void SplitEditor::useIntv(const MachineBasicBlock &MBB) {
 830   useIntv(LIS.getMBBStartIdx(&MBB), LIS.getMBBEndIdx(&MBB));
 831 }
 832
 833 void SplitEditor::useIntv(SlotIndex Start, SlotIndex End) {
 834   assert(OpenLI.getLI() && "openIntv not called before useIntv");
 835   OpenLI.addRange(Start, End);
 836   DEBUG(dbgs() << "    use [" << Start << ';' << End << "): "
 837                << *OpenLI.getLI() << '\n');
 838 }
 839
 840 /// leaveIntvAfter - Leave OpenLI after the instruction at Idx.
 841 void SplitEditor::leaveIntvAfter(SlotIndex Idx) {
 842   assert(OpenLI.getLI() && "openIntv not called before leaveIntvAfter");
 843   DEBUG(dbgs() << "    leaveIntvAfter " << Idx);
 844
 845   // The interval must be live beyond the instruction at Idx.
 846   Idx = Idx.getBoundaryIndex();
 847   VNInfo *ParentVNI = Edit.getParent().getVNInfoAt(Idx);
 848   if (!ParentVNI) {
 849     DEBUG(dbgs() << ": not live\n");
 850     return;
 851   }
 852   DEBUG(dbgs() << ": valno " << ParentVNI->id);
 853
 854   MachineBasicBlock::iterator MII = LIS.getInstructionFromIndex(Idx);
 855   VNInfo *VNI = defFromParent(DupLI, ParentVNI, Idx,
 856                               *MII->getParent(), llvm::next(MII));
 857
 858   // Make sure that OpenLI is properly extended from Idx to the new copy.
 859   // FIXME: This shouldn't be necessary for remats.
 860   OpenLI.addSimpleRange(Idx, VNI->def, ParentVNI);
 861
 862   DEBUG(dbgs() << ": " << *OpenLI.getLI() << '\n');
 863 }
 864
 865 /// leaveIntvAtTop - Leave the interval at the top of MBB.
 866 /// Currently, only one value can leave the interval.
 867 void SplitEditor::leaveIntvAtTop(MachineBasicBlock &MBB) {
 868   assert(OpenLI.getLI() && "openIntv not called before leaveIntvAtTop");
 869   SlotIndex Start = LIS.getMBBStartIdx(&MBB);
 870   DEBUG(dbgs() << "    leaveIntvAtTop BB#" << MBB.getNumber() << ", " << Start);
 871
 872   VNInfo *ParentVNI = Edit.getParent().getVNInfoAt(Start);
 873   if (!ParentVNI) {
 874     DEBUG(dbgs() << ": not live\n");
 875     return;
 876   }
 877
 878   VNInfo *VNI = defFromParent(DupLI, ParentVNI, Start, MBB,
 879                               MBB.SkipPHIsAndLabels(MBB.begin()));
 880
 881   // Finally we must make sure that OpenLI is properly extended from Start to
 882   // the new copy.
 883   OpenLI.addSimpleRange(Start, VNI->def, ParentVNI);
 884   DEBUG(dbgs() << ": " << *OpenLI.getLI() << '\n');
 885 }
 886
 887 /// closeIntv - Indicate that we are done editing the currently open
 888 /// LiveInterval, and ranges can be trimmed.
 889 void SplitEditor::closeIntv() {
 890   assert(OpenLI.getLI() && "openIntv not called before closeIntv");
 891   DEBUG(dbgs() << "    closeIntv " << *OpenLI.getLI() << '\n');
 892   OpenLI.reset(0);
 893 }
 894
 895 /// rewrite - Rewrite all uses of reg to use the new registers.
 896 void SplitEditor::rewrite(unsigned reg) {
 897   for (MachineRegisterInfo::reg_iterator RI = MRI.reg_begin(reg),
 898        RE = MRI.reg_end(); RI != RE;) {
 899     MachineOperand &MO = RI.getOperand();
 900     unsigned OpNum = RI.getOperandNo();
 901     MachineInstr *MI = MO.getParent();
 902     ++RI;
 903     if (MI->isDebugValue()) {
 904       DEBUG(dbgs() << "Zapping " << *MI);
 905       // FIXME: We can do much better with debug values.
 906       MO.setReg(0);
 907       continue;
 908     }
 909     SlotIndex Idx = LIS.getInstructionIndex(MI);
 910     Idx = MO.isUse() ? Idx.getUseIndex() : Idx.getDefIndex();
 911     LiveInterval *LI = 0;
 912     for (LiveRangeEdit::iterator I = Edit.begin(), E = Edit.end(); I != E;
 913          ++I) {
 914       LiveInterval *testli = *I;
 915       if (testli->liveAt(Idx)) {
 916         LI = testli;
 917         break;
 918       }
 919     }
 920     DEBUG(dbgs() << "  rewr BB#" << MI->getParent()->getNumber() << '\t'<< Idx);
 921     assert(LI && "No register was live at use");
 922     MO.setReg(LI->reg);
 923     if (MO.isUse() && !MI->isRegTiedToDefOperand(OpNum))
 924       MO.setIsKill(LI->killedAt(Idx.getDefIndex()));
 925     DEBUG(dbgs() << '\t' << *MI);
 926   }
 927 }
 928
 929 void
 930 SplitEditor::addTruncSimpleRange(SlotIndex Start, SlotIndex End, VNInfo *VNI) {
 931   // Build vector of iterator pairs from the intervals.
 932   typedef std::pair<LiveInterval::const_iterator,
 933                     LiveInterval::const_iterator> IIPair;
 934   SmallVector<IIPair, 8> Iters;
 935   for (LiveRangeEdit::iterator LI = Edit.begin(), LE = Edit.end(); LI != LE;
 936        ++LI) {
 937     if (*LI == DupLI.getLI())
 938       continue;
 939     LiveInterval::const_iterator I = (*LI)->find(Start);
 940     LiveInterval::const_iterator E = (*LI)->end();
 941     if (I != E)
 942       Iters.push_back(std::make_pair(I, E));
 943   }
 944
 945   SlotIndex sidx = Start;
 946   // Break [Start;End) into segments that don't overlap any intervals.
 947   for (;;) {
 948     SlotIndex next = sidx, eidx = End;
 949     // Find overlapping intervals.
 950     for (unsigned i = 0; i != Iters.size() && sidx < eidx; ++i) {
 951       LiveInterval::const_iterator I = Iters[i].first;
 952       // Interval I is overlapping [sidx;eidx). Trim sidx.
 953       if (I->start <= sidx) {
 954         sidx = I->end;
 955         // Move to the next run, remove iters when all are consumed.
 956         I = ++Iters[i].first;
 957         if (I == Iters[i].second) {
 958           Iters.erase(Iters.begin() + i);
 959           --i;
 960           continue;
 961         }
 962       }
 963       // Trim eidx too if needed.
 964       if (I->start >= eidx)
 965         continue;
 966       eidx = I->start;
 967       next = I->end;
 968     }
 969     // Now, [sidx;eidx) doesn't overlap anything in intervals_.
 970     if (sidx < eidx)
 971       DupLI.addSimpleRange(sidx, eidx, VNI);
 972     // If the interval end was truncated, we can try again from next.
 973     if (next <= sidx)
 974       break;
 975     sidx = next;
 976   }
 977 }
 978
 979 void SplitEditor::computeRemainder() {
 980   // First we need to fill in the live ranges in dupli.
 981   // If values were redefined, we need a full recoloring with SSA update.
 982   // If values were truncated, we only need to truncate the ranges.
 983   // If values were partially rematted, we should shrink to uses.
 984   // If values were fully rematted, they should be omitted.
 985   // FIXME: If a single value is redefined, just move the def and truncate.
 986   LiveInterval &parent = Edit.getParent();
 987
 988   DEBUG(dbgs() << "computeRemainder from " << parent << '\n');
 989
 990   // Values that are fully contained in the split intervals.
 991   SmallPtrSet<const VNInfo*, 8> deadValues;
 992   // Map all CurLI values that should have live defs in dupli.
 993   for (LiveInterval::const_vni_iterator I = parent.vni_begin(),
 994        E = parent.vni_end(); I != E; ++I) {
 995     const VNInfo *VNI = *I;
 996     // Don't transfer unused values to the new intervals.
 997     if (VNI->isUnused())
 998       continue;
 999     // Original def is contained in the split intervals.
1000     if (intervalsLiveAt(VNI->def)) {
1001       // Did this value escape?
1002       if (DupLI.isMapped(VNI))
1003         truncatedValues.insert(VNI);
1004       else
1005         deadValues.insert(VNI);
1006       continue;
1007     }
1008     // Add minimal live range at the definition.
1009     VNInfo *DVNI = DupLI.defValue(VNI, VNI->def);
1010     DupLI.getLI()->addRange(LiveRange(VNI->def, VNI->def.getNextSlot(), DVNI));
1011   }
1012
1013   // Add all ranges to dupli.
1014   for (LiveInterval::const_iterator I = parent.begin(), E = parent.end();
1015        I != E; ++I) {
1016     const LiveRange &LR = *I;
1017     if (truncatedValues.count(LR.valno)) {
1018       // recolor after removing intervals_.
1019       addTruncSimpleRange(LR.start, LR.end, LR.valno);
1020     } else if (!deadValues.count(LR.valno)) {
1021       // recolor without truncation.
1022       DupLI.addSimpleRange(LR.start, LR.end, LR.valno);
1023     }
1024   }
1025
1026   // Extend DupLI to be live out of any critical loop predecessors.
1027   // This means we have multiple registers live out of those blocks.
1028   // The alternative would be to split the critical edges.
1029   if (criticalPreds_.empty())
1030     return;
1031   for (SplitAnalysis::BlockPtrSet::iterator I = criticalPreds_.begin(),
1032        E = criticalPreds_.end(); I != E; ++I)
1033      DupLI.extendTo(*I, LIS.getMBBEndIdx(*I).getPrevSlot());
1034    criticalPreds_.clear();
1035 }
1036
1037 void SplitEditor::finish() {
1038   assert(!OpenLI.getLI() && "Previous LI not closed before rewrite");
1039   assert(DupLI.getLI() && "No dupli for rewrite. Noop spilt?");
1040
1041   // Complete dupli liveness.
1042   computeRemainder();
1043
1044   // Get rid of unused values and set phi-kill flags.
1045   for (LiveRangeEdit::iterator I = Edit.begin(), E = Edit.end(); I != E; ++I)
1046     (*I)->RenumberValues(LIS);
1047
1048   // Rewrite instructions.
1049   rewrite(Edit.getReg());
1050
1051   // Now check if any registers were separated into multiple components.
1052   ConnectedVNInfoEqClasses ConEQ(LIS);
1053   for (unsigned i = 0, e = Edit.size(); i != e; ++i) {
1054     // Don't use iterators, they are invalidated by create() below.
1055     LiveInterval *li = Edit.get(i);
1056     unsigned NumComp = ConEQ.Classify(li);
1057     if (NumComp <= 1)
1058       continue;
1059     DEBUG(dbgs() << "  " << NumComp << " components: " << *li << '\n');
1060     SmallVector<LiveInterval*, 8> dups;
1061     dups.push_back(li);
1062     for (unsigned i = 1; i != NumComp; ++i)
1063       dups.push_back(&Edit.create(MRI, LIS, VRM));
1064     ConEQ.Distribute(&dups[0]);
1065     // Rewrite uses to the new regs.
1066     rewrite(li->reg);
1067   }
1068
1069   // Calculate spill weight and allocation hints for new intervals.
1070   VirtRegAuxInfo vrai(VRM.getMachineFunction(), LIS, sa_.Loops);
1071   for (LiveRangeEdit::iterator I = Edit.begin(), E = Edit.end(); I != E; ++I){
1072     LiveInterval &li = **I;
1073     vrai.CalculateRegClass(li.reg);
1074     vrai.CalculateWeightAndHint(li);
1075     DEBUG(dbgs() << "  new interval " << MRI.getRegClass(li.reg)->getName()
1076                  << ":" << li << '\n');
1077   }
1078 }
1079
1080
1081 //===----------------------------------------------------------------------===//
1082 //                               Loop Splitting
1083 //===----------------------------------------------------------------------===//
1084
1085 void SplitEditor::splitAroundLoop(const MachineLoop *Loop) {
1086   SplitAnalysis::LoopBlocks Blocks;
1087   sa_.getLoopBlocks(Loop, Blocks);
1088
1089   DEBUG({
1090     dbgs() << "  splitAround"; sa_.print(Blocks, dbgs()); dbgs() << '\n';
1091   });
1092
1093   // Break critical edges as needed.
1094   SplitAnalysis::BlockPtrSet CriticalExits;
1095   sa_.getCriticalExits(Blocks, CriticalExits);
1096   assert(CriticalExits.empty() && "Cannot break critical exits yet");
1097
1098   // Get critical predecessors so computeRemainder can deal with them.
1099   sa_.getCriticalPreds(Blocks, criticalPreds_);
1100
1101   // Create new live interval for the loop.
1102   openIntv();
1103
1104   // Insert copies in the predecessors if live-in to the header.
1105   if (LIS.isLiveInToMBB(Edit.getParent(), Loop->getHeader())) {
1106     for (SplitAnalysis::BlockPtrSet::iterator I = Blocks.Preds.begin(),
1107            E = Blocks.Preds.end(); I != E; ++I) {
1108       MachineBasicBlock &MBB = const_cast<MachineBasicBlock&>(**I);
1109       enterIntvAtEnd(MBB);
1110     }
1111   }
1112
1113   // Switch all loop blocks.
1114   for (SplitAnalysis::BlockPtrSet::iterator I = Blocks.Loop.begin(),
1115        E = Blocks.Loop.end(); I != E; ++I)
1116      useIntv(**I);
1117
1118   // Insert back copies in the exit blocks.
1119   for (SplitAnalysis::BlockPtrSet::iterator I = Blocks.Exits.begin(),
1120        E = Blocks.Exits.end(); I != E; ++I) {
1121     MachineBasicBlock &MBB = const_cast<MachineBasicBlock&>(**I);
1122     leaveIntvAtTop(MBB);
1123   }
1124
1125   // Done.
1126   closeIntv();
1127   finish();
1128 }
1129
1130
1131 //===----------------------------------------------------------------------===//
1132 //                            Single Block Splitting
1133 //===----------------------------------------------------------------------===//
1134
1135 /// getMultiUseBlocks - if CurLI has more than one use in a basic block, it
1136 /// may be an advantage to split CurLI for the duration of the block.
1137 bool SplitAnalysis::getMultiUseBlocks(BlockPtrSet &Blocks) {
1138   // If CurLI is local to one block, there is no point to splitting it.
1139   if (UsingBlocks.size() <= 1)
1140     return false;
1141   // Add blocks with multiple uses.
1142   for (BlockCountMap::iterator I = UsingBlocks.begin(), E = UsingBlocks.end();
1143        I != E; ++I)
1144     switch (I->second) {
1145     case 0:
1146     case 1:
1147       continue;
1148     case 2: {
1149       // When there are only two uses and CurLI is both live in and live out,
1150       // we don't really win anything by isolating the block since we would be
1151       // inserting two copies.
1152       // The remaing register would still have two uses in the block. (Unless it
1153       // separates into disconnected components).
1154       if (LIS.isLiveInToMBB(*CurLI, I->first) &&
1155           LIS.isLiveOutOfMBB(*CurLI, I->first))
1156         continue;
1157     } // Fall through.
1158     default:
1159       Blocks.insert(I->first);
1160     }
1161   return !Blocks.empty();
1162 }
1163
1164 /// splitSingleBlocks - Split CurLI into a separate live interval inside each
1165 /// basic block in Blocks.
1166 void SplitEditor::splitSingleBlocks(const SplitAnalysis::BlockPtrSet &Blocks) {
1167   DEBUG(dbgs() << "  splitSingleBlocks for " << Blocks.size() << " blocks.\n");
1168   // Determine the first and last instruction using CurLI in each block.
1169   typedef std::pair<SlotIndex,SlotIndex> IndexPair;
1170   typedef DenseMap<const MachineBasicBlock*,IndexPair> IndexPairMap;
1171   IndexPairMap MBBRange;
1172   for (SplitAnalysis::InstrPtrSet::const_iterator I = sa_.UsingInstrs.begin(),
1173        E = sa_.UsingInstrs.end(); I != E; ++I) {
1174     const MachineBasicBlock *MBB = (*I)->getParent();
1175     if (!Blocks.count(MBB))
1176       continue;
1177     SlotIndex Idx = LIS.getInstructionIndex(*I);
1178     DEBUG(dbgs() << "  BB#" << MBB->getNumber() << '\t' << Idx << '\t' << **I);
1179     IndexPair &IP = MBBRange[MBB];
1180     if (!IP.first.isValid() || Idx < IP.first)
1181       IP.first = Idx;
1182     if (!IP.second.isValid() || Idx > IP.second)
1183       IP.second = Idx;
1184   }
1185
1186   // Create a new interval for each block.
1187   for (SplitAnalysis::BlockPtrSet::const_iterator I = Blocks.begin(),
1188        E = Blocks.end(); I != E; ++I) {
1189     IndexPair &IP = MBBRange[*I];
1190     DEBUG(dbgs() << "  splitting for BB#" << (*I)->getNumber() << ": ["
1191                  << IP.first << ';' << IP.second << ")\n");
1192     assert(IP.first.isValid() && IP.second.isValid());
1193
1194     openIntv();
1195     enterIntvBefore(IP.first);
1196     useIntv(IP.first.getBaseIndex(), IP.second.getBoundaryIndex());
1197     leaveIntvAfter(IP.second);
1198     closeIntv();
1199   }
1200   finish();
1201 }
1202
1203
1204 //===----------------------------------------------------------------------===//
1205 //                            Sub Block Splitting
1206 //===----------------------------------------------------------------------===//
1207
1208 /// getBlockForInsideSplit - If CurLI is contained inside a single basic block,
1209 /// and it wou pay to subdivide the interval inside that block, return it.
1210 /// Otherwise return NULL. The returned block can be passed to
1211 /// SplitEditor::splitInsideBlock.
1212 const MachineBasicBlock *SplitAnalysis::getBlockForInsideSplit() {
1213   // The interval must be exclusive to one block.
1214   if (UsingBlocks.size() != 1)
1215     return 0;
1216   // Don't to this for less than 4 instructions. We want to be sure that
1217   // splitting actually reduces the instruction count per interval.
1218   if (UsingInstrs.size() < 4)
1219     return 0;
1220   return UsingBlocks.begin()->first;
1221 }
1222
1223 /// splitInsideBlock - Split CurLI into multiple intervals inside MBB.
1224 void SplitEditor::splitInsideBlock(const MachineBasicBlock *MBB) {
1225   SmallVector<SlotIndex, 32> Uses;
1226   Uses.reserve(sa_.UsingInstrs.size());
1227   for (SplitAnalysis::InstrPtrSet::const_iterator I = sa_.UsingInstrs.begin(),
1228        E = sa_.UsingInstrs.end(); I != E; ++I)
1229     if ((*I)->getParent() == MBB)
1230       Uses.push_back(LIS.getInstructionIndex(*I));
1231   DEBUG(dbgs() << "  splitInsideBlock BB#" << MBB->getNumber() << " for "
1232                << Uses.size() << " instructions.\n");
1233   assert(Uses.size() >= 3 && "Need at least 3 instructions");
1234   array_pod_sort(Uses.begin(), Uses.end());
1235
1236   // Simple algorithm: Find the largest gap between uses as determined by slot
1237   // indices. Create new intervals for instructions before the gap and after the
1238   // gap.
1239   unsigned bestPos = 0;
1240   int bestGap = 0;
1241   DEBUG(dbgs() << "    dist (" << Uses[0]);
1242   for (unsigned i = 1, e = Uses.size(); i != e; ++i) {
1243     int g = Uses[i-1].distance(Uses[i]);
1244     DEBUG(dbgs() << ") -" << g << "- (" << Uses[i]);
1245     if (g > bestGap)
1246       bestPos = i, bestGap = g;
1247   }
1248   DEBUG(dbgs() << "), best: -" << bestGap << "-\n");
1249
1250   // bestPos points to the first use after the best gap.
1251   assert(bestPos > 0 && "Invalid gap");
1252
1253   // FIXME: Don't create intervals for low densities.
1254
1255   // First interval before the gap. Don't create single-instr intervals.
1256   if (bestPos > 1) {
1257     openIntv();
1258     enterIntvBefore(Uses.front());
1259     useIntv(Uses.front().getBaseIndex(), Uses[bestPos-1].getBoundaryIndex());
1260     leaveIntvAfter(Uses[bestPos-1]);
1261     closeIntv();
1262   }
1263
1264   // Second interval after the gap.
1265   if (bestPos < Uses.size()-1) {
1266     openIntv();
1267     enterIntvBefore(Uses[bestPos]);
1268     useIntv(Uses[bestPos].getBaseIndex(), Uses.back().getBoundaryIndex());
1269     leaveIntvAfter(Uses.back());
1270     closeIntv();
1271   }
1272
1273   finish();
1274 }