lib/CodeGen/VirtRegMap.cpp

   1 //===-- llvm/CodeGen/VirtRegMap.cpp - Virtual Register Map ----------------===//
   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 VirtRegMap class.
  11 //
  12 // It also contains implementations of the the Spiller interface, which, given a
  13 // virtual register map and a machine function, eliminates all virtual
  14 // references by replacing them with physical register references - adding spill
  15 // code as necessary.
  16 //
  17 //===----------------------------------------------------------------------===//
  18
  19 #define DEBUG_TYPE "spiller"
  20 #include "VirtRegMap.h"
  21 #include "llvm/Function.h"
  22 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  23 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
  24 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  25 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  26 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  27 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  28 #include "llvm/Support/Debug.h"
  29 #include "llvm/Support/Compiler.h"
  30 #include "llvm/ADT/BitVector.h"
  31 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  32 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  33 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
  34 #include <algorithm>
  35 using namespace llvm;
  36
  37 STATISTIC(NumSpills, "Number of register spills");
  38 STATISTIC(NumPSpills,"Number of physical register spills");
  39 STATISTIC(NumReMats, "Number of re-materialization");
  40 STATISTIC(NumDRM   , "Number of re-materializable defs elided");
  41 STATISTIC(NumStores, "Number of stores added");
  42 STATISTIC(NumLoads , "Number of loads added");
  43 STATISTIC(NumReused, "Number of values reused");
  44 STATISTIC(NumDSE   , "Number of dead stores elided");
  45 STATISTIC(NumDCE   , "Number of copies elided");
  46 STATISTIC(NumDSS   , "Number of dead spill slots removed");
  47
  48 namespace {
  49   enum SpillerName { simple, local };
  50
  51   static cl::opt<SpillerName>
  52   SpillerOpt("spiller",
  53              cl::desc("Spiller to use: (default: local)"),
  54              cl::Prefix,
  55              cl::values(clEnumVal(simple, "  simple spiller"),
  56                         clEnumVal(local,  "  local spiller"),
  57                         clEnumValEnd),
  58              cl::init(local));
  59 }
  60
  61 //===----------------------------------------------------------------------===//
  62 //  VirtRegMap implementation
  63 //===----------------------------------------------------------------------===//
  64
  65 VirtRegMap::VirtRegMap(MachineFunction &mf)
  66   : TII(*mf.getTarget().getInstrInfo()), MF(mf),
  67     Virt2PhysMap(NO_PHYS_REG), Virt2StackSlotMap(NO_STACK_SLOT),
  68     Virt2ReMatIdMap(NO_STACK_SLOT), Virt2SplitMap(0),
  69     Virt2SplitKillMap(0), ReMatMap(NULL), ReMatId(MAX_STACK_SLOT+1),
  70     LowSpillSlot(NO_STACK_SLOT), HighSpillSlot(NO_STACK_SLOT) {
  71   SpillSlotToUsesMap.resize(8);
  72   grow();
  73 }
  74
  75 void VirtRegMap::grow() {
  76   unsigned LastVirtReg = MF.getRegInfo().getLastVirtReg();
  77   Virt2PhysMap.grow(LastVirtReg);
  78   Virt2StackSlotMap.grow(LastVirtReg);
  79   Virt2ReMatIdMap.grow(LastVirtReg);
  80   Virt2SplitMap.grow(LastVirtReg);
  81   Virt2SplitKillMap.grow(LastVirtReg);
  82   ReMatMap.grow(LastVirtReg);
  83 }
  84
  85 int VirtRegMap::assignVirt2StackSlot(unsigned virtReg) {
  86   assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(virtReg));
  87   assert(Virt2StackSlotMap[virtReg] == NO_STACK_SLOT &&
  88          "attempt to assign stack slot to already spilled register");
  89   const TargetRegisterClass* RC = MF.getRegInfo().getRegClass(virtReg);
  90   int SS = MF.getFrameInfo()->CreateStackObject(RC->getSize(),
  91                                                 RC->getAlignment());
  92   if (LowSpillSlot == NO_STACK_SLOT)
  93     LowSpillSlot = SS;
  94   if (HighSpillSlot == NO_STACK_SLOT || SS > HighSpillSlot)
  95     HighSpillSlot = SS;
  96   unsigned Idx = SS-LowSpillSlot;
  97   while (Idx >= SpillSlotToUsesMap.size())
  98     SpillSlotToUsesMap.resize(SpillSlotToUsesMap.size()*2);
  99   Virt2StackSlotMap[virtReg] = SS;
 100   ++NumSpills;
 101   return SS;
 102 }
 103
 104 void VirtRegMap::assignVirt2StackSlot(unsigned virtReg, int SS) {
 105   assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(virtReg));
 106   assert(Virt2StackSlotMap[virtReg] == NO_STACK_SLOT &&
 107          "attempt to assign stack slot to already spilled register");
 108   assert((SS >= 0 ||
 109           (SS >= MF.getFrameInfo()->getObjectIndexBegin())) &&
 110          "illegal fixed frame index");
 111   Virt2StackSlotMap[virtReg] = SS;
 112 }
 113
 114 int VirtRegMap::assignVirtReMatId(unsigned virtReg) {
 115   assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(virtReg));
 116   assert(Virt2ReMatIdMap[virtReg] == NO_STACK_SLOT &&
 117          "attempt to assign re-mat id to already spilled register");
 118   Virt2ReMatIdMap[virtReg] = ReMatId;
 119   return ReMatId++;
 120 }
 121
 122 void VirtRegMap::assignVirtReMatId(unsigned virtReg, int id) {
 123   assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(virtReg));
 124   assert(Virt2ReMatIdMap[virtReg] == NO_STACK_SLOT &&
 125          "attempt to assign re-mat id to already spilled register");
 126   Virt2ReMatIdMap[virtReg] = id;
 127 }
 128
 129 int VirtRegMap::getEmergencySpillSlot(const TargetRegisterClass *RC) {
 130   std::map<const TargetRegisterClass*, int>::iterator I =
 131     EmergencySpillSlots.find(RC);
 132   if (I != EmergencySpillSlots.end())
 133     return I->second;
 134   int SS = MF.getFrameInfo()->CreateStackObject(RC->getSize(),
 135                                                 RC->getAlignment());
 136   if (LowSpillSlot == NO_STACK_SLOT)
 137     LowSpillSlot = SS;
 138   if (HighSpillSlot == NO_STACK_SLOT || SS > HighSpillSlot)
 139     HighSpillSlot = SS;
 140   I->second = SS;
 141   return SS;
 142 }
 143
 144 void VirtRegMap::addSpillSlotUse(int FI, MachineInstr *MI) {
 145   if (!MF.getFrameInfo()->isFixedObjectIndex(FI)) {
 146     assert(FI >= 0 && "Spill slot index should not be negative!");
 147     SpillSlotToUsesMap[FI-LowSpillSlot].insert(MI);
 148   }
 149 }
 150
 151 void VirtRegMap::virtFolded(unsigned VirtReg, MachineInstr *OldMI,
 152                             MachineInstr *NewMI, ModRef MRInfo) {
 153   // Move previous memory references folded to new instruction.
 154   MI2VirtMapTy::iterator IP = MI2VirtMap.lower_bound(NewMI);
 155   for (MI2VirtMapTy::iterator I = MI2VirtMap.lower_bound(OldMI),
 156          E = MI2VirtMap.end(); I != E && I->first == OldMI; ) {
 157     MI2VirtMap.insert(IP, std::make_pair(NewMI, I->second));
 158     MI2VirtMap.erase(I++);
 159   }
 160
 161   // add new memory reference
 162   MI2VirtMap.insert(IP, std::make_pair(NewMI, std::make_pair(VirtReg, MRInfo)));
 163 }
 164
 165 void VirtRegMap::virtFolded(unsigned VirtReg, MachineInstr *MI, ModRef MRInfo) {
 166   MI2VirtMapTy::iterator IP = MI2VirtMap.lower_bound(MI);
 167   MI2VirtMap.insert(IP, std::make_pair(MI, std::make_pair(VirtReg, MRInfo)));
 168 }
 169
 170 void VirtRegMap::RemoveMachineInstrFromMaps(MachineInstr *MI) {
 171   for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 172     MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
 173     if (!MO.isFrameIndex())
 174       continue;
 175     int FI = MO.getIndex();
 176     if (MF.getFrameInfo()->isFixedObjectIndex(FI))
 177       continue;
 178     SpillSlotToUsesMap[FI-LowSpillSlot].erase(MI);
 179   }
 180   MI2VirtMap.erase(MI);
 181   SpillPt2VirtMap.erase(MI);
 182   RestorePt2VirtMap.erase(MI);
 183   EmergencySpillMap.erase(MI);
 184 }
 185
 186 void VirtRegMap::print(std::ostream &OS) const {
 187   const TargetRegisterInfo* TRI = MF.getTarget().getRegisterInfo();
 188
 189   OS << "********** REGISTER MAP **********\n";
 190   for (unsigned i = TargetRegisterInfo::FirstVirtualRegister,
 191          e = MF.getRegInfo().getLastVirtReg(); i <= e; ++i) {
 192     if (Virt2PhysMap[i] != (unsigned)VirtRegMap::NO_PHYS_REG)
 193       OS << "[reg" << i << " -> " << TRI->getName(Virt2PhysMap[i])
 194          << "]\n";
 195   }
 196
 197   for (unsigned i = TargetRegisterInfo::FirstVirtualRegister,
 198          e = MF.getRegInfo().getLastVirtReg(); i <= e; ++i)
 199     if (Virt2StackSlotMap[i] != VirtRegMap::NO_STACK_SLOT)
 200       OS << "[reg" << i << " -> fi#" << Virt2StackSlotMap[i] << "]\n";
 201   OS << '\n';
 202 }
 203
 204 void VirtRegMap::dump() const {
 205   print(cerr);
 206 }
 207
 208
 209 //===----------------------------------------------------------------------===//
 210 // Simple Spiller Implementation
 211 //===----------------------------------------------------------------------===//
 212
 213 Spiller::~Spiller() {}
 214
 215 namespace {
 216   struct VISIBILITY_HIDDEN SimpleSpiller : public Spiller {
 217     bool runOnMachineFunction(MachineFunction& mf, VirtRegMap &VRM);
 218   };
 219 }
 220
 221 bool SimpleSpiller::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF, VirtRegMap &VRM) {
 222   DOUT << "********** REWRITE MACHINE CODE **********\n";
 223   DOUT << "********** Function: " << MF.getFunction()->getName() << '\n';
 224   const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
 225   const TargetInstrInfo &TII = *TM.getInstrInfo();
 226
 227
 228   // LoadedRegs - Keep track of which vregs are loaded, so that we only load
 229   // each vreg once (in the case where a spilled vreg is used by multiple
 230   // operands).  This is always smaller than the number of operands to the
 231   // current machine instr, so it should be small.
 232   std::vector<unsigned> LoadedRegs;
 233
 234   for (MachineFunction::iterator MBBI = MF.begin(), E = MF.end();
 235        MBBI != E; ++MBBI) {
 236     DOUT << MBBI->getBasicBlock()->getName() << ":\n";
 237     MachineBasicBlock &MBB = *MBBI;
 238     for (MachineBasicBlock::iterator MII = MBB.begin(),
 239            E = MBB.end(); MII != E; ++MII) {
 240       MachineInstr &MI = *MII;
 241       for (unsigned i = 0, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
 242         MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
 243         if (MO.isRegister() && MO.getReg()) {
 244           if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(MO.getReg())) {
 245             unsigned VirtReg = MO.getReg();
 246             unsigned PhysReg = VRM.getPhys(VirtReg);
 247             if (!VRM.isAssignedReg(VirtReg)) {
 248               int StackSlot = VRM.getStackSlot(VirtReg);
 249               const TargetRegisterClass* RC =
 250                 MF.getRegInfo().getRegClass(VirtReg);
 251
 252               if (MO.isUse() &&
 253                   std::find(LoadedRegs.begin(), LoadedRegs.end(), VirtReg)
 254                   == LoadedRegs.end()) {
 255                 TII.loadRegFromStackSlot(MBB, &MI, PhysReg, StackSlot, RC);
 256                 MachineInstr *LoadMI = prior(MII);
 257                 VRM.addSpillSlotUse(StackSlot, LoadMI);
 258                 LoadedRegs.push_back(VirtReg);
 259                 ++NumLoads;
 260                 DOUT << '\t' << *LoadMI;
 261               }
 262
 263               if (MO.isDef()) {
 264                 TII.storeRegToStackSlot(MBB, next(MII), PhysReg, true,
 265                                         StackSlot, RC);
 266                 MachineInstr *StoreMI = next(MII);
 267                 VRM.addSpillSlotUse(StackSlot, StoreMI);
 268                 ++NumStores;
 269               }
 270             }
 271             MF.getRegInfo().setPhysRegUsed(PhysReg);
 272             MI.getOperand(i).setReg(PhysReg);
 273           } else {
 274             MF.getRegInfo().setPhysRegUsed(MO.getReg());
 275           }
 276         }
 277       }
 278
 279       DOUT << '\t' << MI;
 280       LoadedRegs.clear();
 281     }
 282   }
 283   return true;
 284 }
 285
 286 //===----------------------------------------------------------------------===//
 287 //  Local Spiller Implementation
 288 //===----------------------------------------------------------------------===//
 289
 290 namespace {
 291   class AvailableSpills;
 292
 293   /// LocalSpiller - This spiller does a simple pass over the machine basic
 294   /// block to attempt to keep spills in registers as much as possible for
 295   /// blocks that have low register pressure (the vreg may be spilled due to
 296   /// register pressure in other blocks).
 297   class VISIBILITY_HIDDEN LocalSpiller : public Spiller {
 298     MachineRegisterInfo *RegInfo;
 299     const TargetRegisterInfo *TRI;
 300     const TargetInstrInfo *TII;
 301   public:
 302     bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF, VirtRegMap &VRM) {
 303       RegInfo = &MF.getRegInfo();
 304       TRI = MF.getTarget().getRegisterInfo();
 305       TII = MF.getTarget().getInstrInfo();
 306       DOUT << "\n**** Local spiller rewriting function '"
 307            << MF.getFunction()->getName() << "':\n";
 308       DOUT << "**** Machine Instrs (NOTE! Does not include spills and reloads!)"
 309               " ****\n";
 310       DEBUG(MF.dump());
 311
 312       for (MachineFunction::iterator MBB = MF.begin(), E = MF.end();
 313            MBB != E; ++MBB)
 314         RewriteMBB(*MBB, VRM);
 315
 316       // Mark unused spill slots.
 317       MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 318       int SS = VRM.getLowSpillSlot();
 319       if (SS != VirtRegMap::NO_STACK_SLOT)
 320         for (int e = VRM.getHighSpillSlot(); SS <= e; ++SS)
 321           if (!VRM.isSpillSlotUsed(SS)) {
 322             MFI->RemoveStackObject(SS);
 323             ++NumDSS;
 324           }
 325
 326       DOUT << "**** Post Machine Instrs ****\n";
 327       DEBUG(MF.dump());
 328
 329       return true;
 330     }
 331   private:
 332     bool PrepForUnfoldOpti(MachineBasicBlock &MBB,
 333                            MachineBasicBlock::iterator &MII,
 334                            std::vector<MachineInstr*> &MaybeDeadStores,
 335                            AvailableSpills &Spills, BitVector &RegKills,
 336                            std::vector<MachineOperand*> &KillOps,
 337                            VirtRegMap &VRM);
 338     void SpillRegToStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
 339                              MachineBasicBlock::iterator &MII,
 340                              int Idx, unsigned PhysReg, int StackSlot,
 341                              const TargetRegisterClass *RC,
 342                              bool isAvailable, MachineInstr *&LastStore,
 343                              AvailableSpills &Spills,
 344                              SmallSet<MachineInstr*, 4> &ReMatDefs,
 345                              BitVector &RegKills,
 346                              std::vector<MachineOperand*> &KillOps,
 347                              VirtRegMap &VRM);
 348     void RewriteMBB(MachineBasicBlock &MBB, VirtRegMap &VRM);
 349   };
 350 }
 351
 352 /// AvailableSpills - As the local spiller is scanning and rewriting an MBB from
 353 /// top down, keep track of which spills slots or remat are available in each
 354 /// register.
 355 ///
 356 /// Note that not all physregs are created equal here.  In particular, some
 357 /// physregs are reloads that we are allowed to clobber or ignore at any time.
 358 /// Other physregs are values that the register allocated program is using that
 359 /// we cannot CHANGE, but we can read if we like.  We keep track of this on a
 360 /// per-stack-slot / remat id basis as the low bit in the value of the
 361 /// SpillSlotsAvailable entries.  The predicate 'canClobberPhysReg()' checks
 362 /// this bit and addAvailable sets it if.
 363 namespace {
 364 class VISIBILITY_HIDDEN AvailableSpills {
 365   const TargetRegisterInfo *TRI;
 366   const TargetInstrInfo *TII;
 367
 368   // SpillSlotsOrReMatsAvailable - This map keeps track of all of the spilled
 369   // or remat'ed virtual register values that are still available, due to being
 370   // loaded or stored to, but not invalidated yet.
 371   std::map<int, unsigned> SpillSlotsOrReMatsAvailable;
 372
 373   // PhysRegsAvailable - This is the inverse of SpillSlotsOrReMatsAvailable,
 374   // indicating which stack slot values are currently held by a physreg.  This
 375   // is used to invalidate entries in SpillSlotsOrReMatsAvailable when a
 376   // physreg is modified.
 377   std::multimap<unsigned, int> PhysRegsAvailable;
 378
 379   void disallowClobberPhysRegOnly(unsigned PhysReg);
 380
 381   void ClobberPhysRegOnly(unsigned PhysReg);
 382 public:
 383   AvailableSpills(const TargetRegisterInfo *tri, const TargetInstrInfo *tii)
 384     : TRI(tri), TII(tii) {
 385   }
 386
 387   const TargetRegisterInfo *getRegInfo() const { return TRI; }
 388
 389   /// getSpillSlotOrReMatPhysReg - If the specified stack slot or remat is
 390   /// available in a  physical register, return that PhysReg, otherwise
 391   /// return 0.
 392   unsigned getSpillSlotOrReMatPhysReg(int Slot) const {
 393     std::map<int, unsigned>::const_iterator I =
 394       SpillSlotsOrReMatsAvailable.find(Slot);
 395     if (I != SpillSlotsOrReMatsAvailable.end()) {
 396       return I->second >> 1;  // Remove the CanClobber bit.
 397     }
 398     return 0;
 399   }
 400
 401   /// addAvailable - Mark that the specified stack slot / remat is available in
 402   /// the specified physreg.  If CanClobber is true, the physreg can be modified
 403   /// at any time without changing the semantics of the program.
 404   void addAvailable(int SlotOrReMat, MachineInstr *MI, unsigned Reg,
 405                     bool CanClobber = true) {
 406     // If this stack slot is thought to be available in some other physreg,
 407     // remove its record.
 408     ModifyStackSlotOrReMat(SlotOrReMat);
 409
 410     PhysRegsAvailable.insert(std::make_pair(Reg, SlotOrReMat));
 411     SpillSlotsOrReMatsAvailable[SlotOrReMat]= (Reg << 1) | (unsigned)CanClobber;
 412
 413     if (SlotOrReMat > VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT)
 414       DOUT << "Remembering RM#" << SlotOrReMat-VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT-1;
 415     else
 416       DOUT << "Remembering SS#" << SlotOrReMat;
 417     DOUT << " in physreg " << TRI->getName(Reg) << "\n";
 418   }
 419
 420   /// canClobberPhysReg - Return true if the spiller is allowed to change the
 421   /// value of the specified stackslot register if it desires.  The specified
 422   /// stack slot must be available in a physreg for this query to make sense.
 423   bool canClobberPhysReg(int SlotOrReMat) const {
 424     assert(SpillSlotsOrReMatsAvailable.count(SlotOrReMat) &&
 425            "Value not available!");
 426     return SpillSlotsOrReMatsAvailable.find(SlotOrReMat)->second & 1;
 427   }
 428
 429   /// disallowClobberPhysReg - Unset the CanClobber bit of the specified
 430   /// stackslot register. The register is still available but is no longer
 431   /// allowed to be modifed.
 432   void disallowClobberPhysReg(unsigned PhysReg);
 433
 434   /// ClobberPhysReg - This is called when the specified physreg changes
 435   /// value.  We use this to invalidate any info about stuff that lives in
 436   /// it and any of its aliases.
 437   void ClobberPhysReg(unsigned PhysReg);
 438
 439   /// ModifyStackSlotOrReMat - This method is called when the value in a stack
 440   /// slot changes.  This removes information about which register the previous
 441   /// value for this slot lives in (as the previous value is dead now).
 442   void ModifyStackSlotOrReMat(int SlotOrReMat);
 443 };
 444 }
 445
 446 /// disallowClobberPhysRegOnly - Unset the CanClobber bit of the specified
 447 /// stackslot register. The register is still available but is no longer
 448 /// allowed to be modifed.
 449 void AvailableSpills::disallowClobberPhysRegOnly(unsigned PhysReg) {
 450   std::multimap<unsigned, int>::iterator I =
 451     PhysRegsAvailable.lower_bound(PhysReg);
 452   while (I != PhysRegsAvailable.end() && I->first == PhysReg) {
 453     int SlotOrReMat = I->second;
 454     I++;
 455     assert((SpillSlotsOrReMatsAvailable[SlotOrReMat] >> 1) == PhysReg &&
 456            "Bidirectional map mismatch!");
 457     SpillSlotsOrReMatsAvailable[SlotOrReMat] &= ~1;
 458     DOUT << "PhysReg " << TRI->getName(PhysReg)
 459          << " copied, it is available for use but can no longer be modified\n";
 460   }
 461 }
 462
 463 /// disallowClobberPhysReg - Unset the CanClobber bit of the specified
 464 /// stackslot register and its aliases. The register and its aliases may
 465 /// still available but is no longer allowed to be modifed.
 466 void AvailableSpills::disallowClobberPhysReg(unsigned PhysReg) {
 467   for (const unsigned *AS = TRI->getAliasSet(PhysReg); *AS; ++AS)
 468     disallowClobberPhysRegOnly(*AS);
 469   disallowClobberPhysRegOnly(PhysReg);
 470 }
 471
 472 /// ClobberPhysRegOnly - This is called when the specified physreg changes
 473 /// value.  We use this to invalidate any info about stuff we thing lives in it.
 474 void AvailableSpills::ClobberPhysRegOnly(unsigned PhysReg) {
 475   std::multimap<unsigned, int>::iterator I =
 476     PhysRegsAvailable.lower_bound(PhysReg);
 477   while (I != PhysRegsAvailable.end() && I->first == PhysReg) {
 478     int SlotOrReMat = I->second;
 479     PhysRegsAvailable.erase(I++);
 480     assert((SpillSlotsOrReMatsAvailable[SlotOrReMat] >> 1) == PhysReg &&
 481            "Bidirectional map mismatch!");
 482     SpillSlotsOrReMatsAvailable.erase(SlotOrReMat);
 483     DOUT << "PhysReg " << TRI->getName(PhysReg)
 484          << " clobbered, invalidating ";
 485     if (SlotOrReMat > VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT)
 486       DOUT << "RM#" << SlotOrReMat-VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT-1 << "\n";
 487     else
 488       DOUT << "SS#" << SlotOrReMat << "\n";
 489   }
 490 }
 491
 492 /// ClobberPhysReg - This is called when the specified physreg changes
 493 /// value.  We use this to invalidate any info about stuff we thing lives in
 494 /// it and any of its aliases.
 495 void AvailableSpills::ClobberPhysReg(unsigned PhysReg) {
 496   for (const unsigned *AS = TRI->getAliasSet(PhysReg); *AS; ++AS)
 497     ClobberPhysRegOnly(*AS);
 498   ClobberPhysRegOnly(PhysReg);
 499 }
 500
 501 /// ModifyStackSlotOrReMat - This method is called when the value in a stack
 502 /// slot changes.  This removes information about which register the previous
 503 /// value for this slot lives in (as the previous value is dead now).
 504 void AvailableSpills::ModifyStackSlotOrReMat(int SlotOrReMat) {
 505   std::map<int, unsigned>::iterator It =
 506     SpillSlotsOrReMatsAvailable.find(SlotOrReMat);
 507   if (It == SpillSlotsOrReMatsAvailable.end()) return;
 508   unsigned Reg = It->second >> 1;
 509   SpillSlotsOrReMatsAvailable.erase(It);
 510
 511   // This register may hold the value of multiple stack slots, only remove this
 512   // stack slot from the set of values the register contains.
 513   std::multimap<unsigned, int>::iterator I = PhysRegsAvailable.lower_bound(Reg);
 514   for (; ; ++I) {
 515     assert(I != PhysRegsAvailable.end() && I->first == Reg &&
 516            "Map inverse broken!");
 517     if (I->second == SlotOrReMat) break;
 518   }
 519   PhysRegsAvailable.erase(I);
 520 }
 521
 522
 523
 524 /// InvalidateKills - MI is going to be deleted. If any of its operands are
 525 /// marked kill, then invalidate the information.
 526 static void InvalidateKills(MachineInstr &MI, BitVector &RegKills,
 527                             std::vector<MachineOperand*> &KillOps,
 528                             SmallVector<unsigned, 2> *KillRegs = NULL) {
 529   for (unsigned i = 0, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
 530     MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
 531     if (!MO.isRegister() || !MO.isUse() || !MO.isKill())
 532       continue;
 533     unsigned Reg = MO.getReg();
 534     if (KillRegs)
 535       KillRegs->push_back(Reg);
 536     if (KillOps[Reg] == &MO) {
 537       RegKills.reset(Reg);
 538       KillOps[Reg] = NULL;
 539     }
 540   }
 541 }
 542
 543 /// InvalidateKill - A MI that defines the specified register is being deleted,
 544 /// invalidate the register kill information.
 545 static void InvalidateKill(unsigned Reg, BitVector &RegKills,
 546                            std::vector<MachineOperand*> &KillOps) {
 547   if (RegKills[Reg]) {
 548     KillOps[Reg]->setIsKill(false);
 549     KillOps[Reg] = NULL;
 550     RegKills.reset(Reg);
 551   }
 552 }
 553
 554 /// InvalidateRegDef - If the def operand of the specified def MI is now dead
 555 /// (since it's spill instruction is removed), mark it isDead. Also checks if
 556 /// the def MI has other definition operands that are not dead. Returns it by
 557 /// reference.
 558 static bool InvalidateRegDef(MachineBasicBlock::iterator I,
 559                              MachineInstr &NewDef, unsigned Reg,
 560                              bool &HasLiveDef) {
 561   // Due to remat, it's possible this reg isn't being reused. That is,
 562   // the def of this reg (by prev MI) is now dead.
 563   MachineInstr *DefMI = I;
 564   MachineOperand *DefOp = NULL;
 565   for (unsigned i = 0, e = DefMI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 566     MachineOperand &MO = DefMI->getOperand(i);
 567     if (MO.isRegister() && MO.isDef()) {
 568       if (MO.getReg() == Reg)
 569         DefOp = &MO;
 570       else if (!MO.isDead())
 571         HasLiveDef = true;
 572     }
 573   }
 574   if (!DefOp)
 575     return false;
 576
 577   bool FoundUse = false, Done = false;
 578   MachineBasicBlock::iterator E = NewDef;
 579   ++I; ++E;
 580   for (; !Done && I != E; ++I) {
 581     MachineInstr *NMI = I;
 582     for (unsigned j = 0, ee = NMI->getNumOperands(); j != ee; ++j) {
 583       MachineOperand &MO = NMI->getOperand(j);
 584       if (!MO.isRegister() || MO.getReg() != Reg)
 585         continue;
 586       if (MO.isUse())
 587         FoundUse = true;
 588       Done = true; // Stop after scanning all the operands of this MI.
 589     }
 590   }
 591   if (!FoundUse) {
 592     // Def is dead!
 593     DefOp->setIsDead();
 594     return true;
 595   }
 596   return false;
 597 }
 598
 599 /// UpdateKills - Track and update kill info. If a MI reads a register that is
 600 /// marked kill, then it must be due to register reuse. Transfer the kill info
 601 /// over.
 602 static void UpdateKills(MachineInstr &MI, BitVector &RegKills,
 603                         std::vector<MachineOperand*> &KillOps) {
 604   const TargetInstrDesc &TID = MI.getDesc();
 605   for (unsigned i = 0, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
 606     MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
 607     if (!MO.isRegister() || !MO.isUse())
 608       continue;
 609     unsigned Reg = MO.getReg();
 610     if (Reg == 0)
 611       continue;
 612
 613     if (RegKills[Reg] && KillOps[Reg]->getParent() != &MI) {
 614       // That can't be right. Register is killed but not re-defined and it's
 615       // being reused. Let's fix that.
 616       KillOps[Reg]->setIsKill(false);
 617       KillOps[Reg] = NULL;
 618       RegKills.reset(Reg);
 619       if (i < TID.getNumOperands() &&
 620           TID.getOperandConstraint(i, TOI::TIED_TO) == -1)
 621         // Unless it's a two-address operand, this is the new kill.
 622         MO.setIsKill();
 623     }
 624     if (MO.isKill()) {
 625       RegKills.set(Reg);
 626       KillOps[Reg] = &MO;
 627     }
 628   }
 629
 630   for (unsigned i = 0, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
 631     const MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
 632     if (!MO.isRegister() || !MO.isDef())
 633       continue;
 634     unsigned Reg = MO.getReg();
 635     RegKills.reset(Reg);
 636     KillOps[Reg] = NULL;
 637   }
 638 }
 639
 640 /// ReMaterialize - Re-materialize definition for Reg targetting DestReg.
 641 ///
 642 static void ReMaterialize(MachineBasicBlock &MBB,
 643                           MachineBasicBlock::iterator &MII,
 644                           unsigned DestReg, unsigned Reg,
 645                           const TargetRegisterInfo *TRI,
 646                           VirtRegMap &VRM) {
 647   TRI->reMaterialize(MBB, MII, DestReg, VRM.getReMaterializedMI(Reg));
 648   MachineInstr *NewMI = prior(MII);
 649   for (unsigned i = 0, e = NewMI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 650     MachineOperand &MO = NewMI->getOperand(i);
 651     if (!MO.isRegister() || MO.getReg() == 0)
 652       continue;
 653     unsigned VirtReg = MO.getReg();
 654     if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(VirtReg))
 655       continue;
 656     assert(MO.isUse());
 657     unsigned SubIdx = MO.getSubReg();
 658     unsigned Phys = VRM.getPhys(VirtReg);
 659     assert(Phys);
 660     unsigned RReg = SubIdx ? TRI->getSubReg(Phys, SubIdx) : Phys;
 661     MO.setReg(RReg);
 662   }
 663   ++NumReMats;
 664 }
 665
 666
 667 // ReusedOp - For each reused operand, we keep track of a bit of information, in
 668 // case we need to rollback upon processing a new operand.  See comments below.
 669 namespace {
 670   struct ReusedOp {
 671     // The MachineInstr operand that reused an available value.
 672     unsigned Operand;
 673
 674     // StackSlotOrReMat - The spill slot or remat id of the value being reused.
 675     unsigned StackSlotOrReMat;
 676
 677     // PhysRegReused - The physical register the value was available in.
 678     unsigned PhysRegReused;
 679
 680     // AssignedPhysReg - The physreg that was assigned for use by the reload.
 681     unsigned AssignedPhysReg;
 682
 683     // VirtReg - The virtual register itself.
 684     unsigned VirtReg;
 685
 686     ReusedOp(unsigned o, unsigned ss, unsigned prr, unsigned apr,
 687              unsigned vreg)
 688       : Operand(o), StackSlotOrReMat(ss), PhysRegReused(prr),
 689         AssignedPhysReg(apr), VirtReg(vreg) {}
 690   };
 691
 692   /// ReuseInfo - This maintains a collection of ReuseOp's for each operand that
 693   /// is reused instead of reloaded.
 694   class VISIBILITY_HIDDEN ReuseInfo {
 695     MachineInstr &MI;
 696     std::vector<ReusedOp> Reuses;
 697     BitVector PhysRegsClobbered;
 698   public:
 699     ReuseInfo(MachineInstr &mi, const TargetRegisterInfo *tri) : MI(mi) {
 700       PhysRegsClobbered.resize(tri->getNumRegs());
 701     }
 702
 703     bool hasReuses() const {
 704       return !Reuses.empty();
 705     }
 706
 707     /// addReuse - If we choose to reuse a virtual register that is already
 708     /// available instead of reloading it, remember that we did so.
 709     void addReuse(unsigned OpNo, unsigned StackSlotOrReMat,
 710                   unsigned PhysRegReused, unsigned AssignedPhysReg,
 711                   unsigned VirtReg) {
 712       // If the reload is to the assigned register anyway, no undo will be
 713       // required.
 714       if (PhysRegReused == AssignedPhysReg) return;
 715
 716       // Otherwise, remember this.
 717       Reuses.push_back(ReusedOp(OpNo, StackSlotOrReMat, PhysRegReused,
 718                                 AssignedPhysReg, VirtReg));
 719     }
 720
 721     void markClobbered(unsigned PhysReg) {
 722       PhysRegsClobbered.set(PhysReg);
 723     }
 724
 725     bool isClobbered(unsigned PhysReg) const {
 726       return PhysRegsClobbered.test(PhysReg);
 727     }
 728
 729     /// GetRegForReload - We are about to emit a reload into PhysReg.  If there
 730     /// is some other operand that is using the specified register, either pick
 731     /// a new register to use, or evict the previous reload and use this reg.
 732     unsigned GetRegForReload(unsigned PhysReg, MachineInstr *MI,
 733                              AvailableSpills &Spills,
 734                              std::vector<MachineInstr*> &MaybeDeadStores,
 735                              SmallSet<unsigned, 8> &Rejected,
 736                              BitVector &RegKills,
 737                              std::vector<MachineOperand*> &KillOps,
 738                              VirtRegMap &VRM) {
 739       const TargetInstrInfo* TII = MI->getParent()->getParent()->getTarget()
 740                                    .getInstrInfo();
 741
 742       if (Reuses.empty()) return PhysReg;  // This is most often empty.
 743
 744       for (unsigned ro = 0, e = Reuses.size(); ro != e; ++ro) {
 745         ReusedOp &Op = Reuses[ro];
 746         // If we find some other reuse that was supposed to use this register
 747         // exactly for its reload, we can change this reload to use ITS reload
 748         // register. That is, unless its reload register has already been
 749         // considered and subsequently rejected because it has also been reused
 750         // by another operand.
 751         if (Op.PhysRegReused == PhysReg &&
 752             Rejected.count(Op.AssignedPhysReg) == 0) {
 753           // Yup, use the reload register that we didn't use before.
 754           unsigned NewReg = Op.AssignedPhysReg;
 755           Rejected.insert(PhysReg);
 756           return GetRegForReload(NewReg, MI, Spills, MaybeDeadStores, Rejected,
 757                                  RegKills, KillOps, VRM);
 758         } else {
 759           // Otherwise, we might also have a problem if a previously reused
 760           // value aliases the new register.  If so, codegen the previous reload
 761           // and use this one.
 762           unsigned PRRU = Op.PhysRegReused;
 763           const TargetRegisterInfo *TRI = Spills.getRegInfo();
 764           if (TRI->areAliases(PRRU, PhysReg)) {
 765             // Okay, we found out that an alias of a reused register
 766             // was used.  This isn't good because it means we have
 767             // to undo a previous reuse.
 768             MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
 769             const TargetRegisterClass *AliasRC =
 770               MBB->getParent()->getRegInfo().getRegClass(Op.VirtReg);
 771
 772             // Copy Op out of the vector and remove it, we're going to insert an
 773             // explicit load for it.
 774             ReusedOp NewOp = Op;
 775             Reuses.erase(Reuses.begin()+ro);
 776
 777             // Ok, we're going to try to reload the assigned physreg into the
 778             // slot that we were supposed to in the first place.  However, that
 779             // register could hold a reuse.  Check to see if it conflicts or
 780             // would prefer us to use a different register.
 781             unsigned NewPhysReg = GetRegForReload(NewOp.AssignedPhysReg,
 782                                                   MI, Spills, MaybeDeadStores,
 783                                               Rejected, RegKills, KillOps, VRM);
 784
 785             MachineBasicBlock::iterator MII = MI;
 786             if (NewOp.StackSlotOrReMat > VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT) {
 787               ReMaterialize(*MBB, MII, NewPhysReg, NewOp.VirtReg, TRI, VRM);
 788             } else {
 789               TII->loadRegFromStackSlot(*MBB, MII, NewPhysReg,
 790                                         NewOp.StackSlotOrReMat, AliasRC);
 791               MachineInstr *LoadMI = prior(MII);
 792               VRM.addSpillSlotUse(NewOp.StackSlotOrReMat, LoadMI);
 793               // Any stores to this stack slot are not dead anymore.
 794               MaybeDeadStores[NewOp.StackSlotOrReMat] = NULL;
 795               ++NumLoads;
 796             }
 797             Spills.ClobberPhysReg(NewPhysReg);
 798             Spills.ClobberPhysReg(NewOp.PhysRegReused);
 799
 800             MI->getOperand(NewOp.Operand).setReg(NewPhysReg);
 801
 802             Spills.addAvailable(NewOp.StackSlotOrReMat, MI, NewPhysReg);
 803             --MII;
 804             UpdateKills(*MII, RegKills, KillOps);
 805             DOUT << '\t' << *MII;
 806
 807             DOUT << "Reuse undone!\n";
 808             --NumReused;
 809
 810             // Finally, PhysReg is now available, go ahead and use it.
 811             return PhysReg;
 812           }
 813         }
 814       }
 815       return PhysReg;
 816     }
 817
 818     /// GetRegForReload - Helper for the above GetRegForReload(). Add a
 819     /// 'Rejected' set to remember which registers have been considered and
 820     /// rejected for the reload. This avoids infinite looping in case like
 821     /// this:
 822     /// t1 := op t2, t3
 823     /// t2 <- assigned r0 for use by the reload but ended up reuse r1
 824     /// t3 <- assigned r1 for use by the reload but ended up reuse r0
 825     /// t1 <- desires r1
 826     ///       sees r1 is taken by t2, tries t2's reload register r0
 827     ///       sees r0 is taken by t3, tries t3's reload register r1
 828     ///       sees r1 is taken by t2, tries t2's reload register r0 ...
 829     unsigned GetRegForReload(unsigned PhysReg, MachineInstr *MI,
 830                              AvailableSpills &Spills,
 831                              std::vector<MachineInstr*> &MaybeDeadStores,
 832                              BitVector &RegKills,
 833                              std::vector<MachineOperand*> &KillOps,
 834                              VirtRegMap &VRM) {
 835       SmallSet<unsigned, 8> Rejected;
 836       return GetRegForReload(PhysReg, MI, Spills, MaybeDeadStores, Rejected,
 837                              RegKills, KillOps, VRM);
 838     }
 839   };
 840 }
 841
 842 /// PrepForUnfoldOpti - Turn a store folding instruction into a load folding
 843 /// instruction. e.g.
 844 ///     xorl  %edi, %eax
 845 ///     movl  %eax, -32(%ebp)
 846 ///     movl  -36(%ebp), %eax
 847 ///     orl   %eax, -32(%ebp)
 848 /// ==>
 849 ///     xorl  %edi, %eax
 850 ///     orl   -36(%ebp), %eax
 851 ///     mov   %eax, -32(%ebp)
 852 /// This enables unfolding optimization for a subsequent instruction which will
 853 /// also eliminate the newly introduced store instruction.
 854 bool LocalSpiller::PrepForUnfoldOpti(MachineBasicBlock &MBB,
 855                                      MachineBasicBlock::iterator &MII,
 856                                     std::vector<MachineInstr*> &MaybeDeadStores,
 857                                      AvailableSpills &Spills,
 858                                      BitVector &RegKills,
 859                                      std::vector<MachineOperand*> &KillOps,
 860                                      VirtRegMap &VRM) {
 861   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
 862   MachineInstr &MI = *MII;
 863   unsigned UnfoldedOpc = 0;
 864   unsigned UnfoldPR = 0;
 865   unsigned UnfoldVR = 0;
 866   int FoldedSS = VirtRegMap::NO_STACK_SLOT;
 867   VirtRegMap::MI2VirtMapTy::const_iterator I, End;
 868   for (tie(I, End) = VRM.getFoldedVirts(&MI); I != End; ) {
 869     // Only transform a MI that folds a single register.
 870     if (UnfoldedOpc)
 871       return false;
 872     UnfoldVR = I->second.first;
 873     VirtRegMap::ModRef MR = I->second.second;
 874     // MI2VirtMap be can updated which invalidate the iterator.
 875     // Increment the iterator first.
 876     ++I;
 877     if (VRM.isAssignedReg(UnfoldVR))
 878       continue;
 879     // If this reference is not a use, any previous store is now dead.
 880     // Otherwise, the store to this stack slot is not dead anymore.
 881     FoldedSS = VRM.getStackSlot(UnfoldVR);
 882     MachineInstr* DeadStore = MaybeDeadStores[FoldedSS];
 883     if (DeadStore && (MR & VirtRegMap::isModRef)) {
 884       unsigned PhysReg = Spills.getSpillSlotOrReMatPhysReg(FoldedSS);
 885       if (!PhysReg || !DeadStore->readsRegister(PhysReg))
 886         continue;
 887       UnfoldPR = PhysReg;
 888       UnfoldedOpc = TII->getOpcodeAfterMemoryUnfold(MI.getOpcode(),
 889                                                     false, true);
 890     }
 891   }
 892
 893   if (!UnfoldedOpc)
 894     return false;
 895
 896   for (unsigned i = 0, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
 897     MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
 898     if (!MO.isRegister() || MO.getReg() == 0 || !MO.isUse())
 899       continue;
 900     unsigned VirtReg = MO.getReg();
 901     if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(VirtReg) || MO.getSubReg())
 902       continue;
 903     if (VRM.isAssignedReg(VirtReg)) {
 904       unsigned PhysReg = VRM.getPhys(VirtReg);
 905       if (PhysReg && TRI->regsOverlap(PhysReg, UnfoldPR))
 906         return false;
 907     } else if (VRM.isReMaterialized(VirtReg))
 908       continue;
 909     int SS = VRM.getStackSlot(VirtReg);
 910     unsigned PhysReg = Spills.getSpillSlotOrReMatPhysReg(SS);
 911     if (PhysReg) {
 912       if (TRI->regsOverlap(PhysReg, UnfoldPR))
 913         return false;
 914       continue;
 915     }
 916     PhysReg = VRM.getPhys(VirtReg);
 917     if (!TRI->regsOverlap(PhysReg, UnfoldPR))
 918       continue;
 919
 920     // Ok, we'll need to reload the value into a register which makes
 921     // it impossible to perform the store unfolding optimization later.
 922     // Let's see if it is possible to fold the load if the store is
 923     // unfolded. This allows us to perform the store unfolding
 924     // optimization.
 925     SmallVector<MachineInstr*, 4> NewMIs;
 926     if (TII->unfoldMemoryOperand(MF, &MI, UnfoldVR, false, false, NewMIs)) {
 927       assert(NewMIs.size() == 1);
 928       MachineInstr *NewMI = NewMIs.back();
 929       NewMIs.clear();
 930       int Idx = NewMI->findRegisterUseOperandIdx(VirtReg, false);
 931       assert(Idx != -1);
 932       SmallVector<unsigned, 2> Ops;
 933       Ops.push_back(Idx);
 934       MachineInstr *FoldedMI = TII->foldMemoryOperand(MF, NewMI, Ops, SS);
 935       if (FoldedMI) {
 936         VRM.addSpillSlotUse(SS, FoldedMI);
 937         if (!VRM.hasPhys(UnfoldVR))
 938           VRM.assignVirt2Phys(UnfoldVR, UnfoldPR);
 939         VRM.virtFolded(VirtReg, FoldedMI, VirtRegMap::isRef);
 940         MII = MBB.insert(MII, FoldedMI);
 941         VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(&MI);
 942         MBB.erase(&MI);
 943         return true;
 944       }
 945       delete NewMI;
 946     }
 947   }
 948   return false;
 949 }
 950
 951 /// findSuperReg - Find the SubReg's super-register of given register class
 952 /// where its SubIdx sub-register is SubReg.
 953 static unsigned findSuperReg(const TargetRegisterClass *RC, unsigned SubReg,
 954                              unsigned SubIdx, const TargetRegisterInfo *TRI) {
 955   for (TargetRegisterClass::iterator I = RC->begin(), E = RC->end();
 956        I != E; ++I) {
 957     unsigned Reg = *I;
 958     if (TRI->getSubReg(Reg, SubIdx) == SubReg)
 959       return Reg;
 960   }
 961   return 0;
 962 }
 963
 964 /// SpillRegToStackSlot - Spill a register to a specified stack slot. Check if
 965 /// the last store to the same slot is now dead. If so, remove the last store.
 966 void LocalSpiller::SpillRegToStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
 967                                   MachineBasicBlock::iterator &MII,
 968                                   int Idx, unsigned PhysReg, int StackSlot,
 969                                   const TargetRegisterClass *RC,
 970                                   bool isAvailable, MachineInstr *&LastStore,
 971                                   AvailableSpills &Spills,
 972                                   SmallSet<MachineInstr*, 4> &ReMatDefs,
 973                                   BitVector &RegKills,
 974                                   std::vector<MachineOperand*> &KillOps,
 975                                   VirtRegMap &VRM) {
 976   TII->storeRegToStackSlot(MBB, next(MII), PhysReg, true, StackSlot, RC);
 977   MachineInstr *StoreMI = next(MII);
 978   VRM.addSpillSlotUse(StackSlot, StoreMI);
 979   DOUT << "Store:\t" << *StoreMI;
 980
 981   // If there is a dead store to this stack slot, nuke it now.
 982   if (LastStore) {
 983     DOUT << "Removed dead store:\t" << *LastStore;
 984     ++NumDSE;
 985     SmallVector<unsigned, 2> KillRegs;
 986     InvalidateKills(*LastStore, RegKills, KillOps, &KillRegs);
 987     MachineBasicBlock::iterator PrevMII = LastStore;
 988     bool CheckDef = PrevMII != MBB.begin();
 989     if (CheckDef)
 990       --PrevMII;
 991     VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(LastStore);
 992     MBB.erase(LastStore);
 993     if (CheckDef) {
 994       // Look at defs of killed registers on the store. Mark the defs
 995       // as dead since the store has been deleted and they aren't
 996       // being reused.
 997       for (unsigned j = 0, ee = KillRegs.size(); j != ee; ++j) {
 998         bool HasOtherDef = false;
 999         if (InvalidateRegDef(PrevMII, *MII, KillRegs[j], HasOtherDef)) {
1000           MachineInstr *DeadDef = PrevMII;
1001           if (ReMatDefs.count(DeadDef) && !HasOtherDef) {
1002             // FIXME: This assumes a remat def does not have side
1003             // effects.
1004             VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(DeadDef);
1005             MBB.erase(DeadDef);
1006             ++NumDRM;
1007           }
1008         }
1009       }
1010     }
1011   }
1012
1013   LastStore = next(MII);
1014
1015   // If the stack slot value was previously available in some other
1016   // register, change it now.  Otherwise, make the register available,
1017   // in PhysReg.
1018   Spills.ModifyStackSlotOrReMat(StackSlot);
1019   Spills.ClobberPhysReg(PhysReg);
1020   Spills.addAvailable(StackSlot, LastStore, PhysReg, isAvailable);
1021   ++NumStores;
1022 }
1023
1024 /// rewriteMBB - Keep track of which spills are available even after the
1025 /// register allocator is done with them.  If possible, avid reloading vregs.
1026 void LocalSpiller::RewriteMBB(MachineBasicBlock &MBB, VirtRegMap &VRM) {
1027   DOUT << MBB.getBasicBlock()->getName() << ":\n";
1028
1029   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
1030
1031   // Spills - Keep track of which spilled values are available in physregs so
1032   // that we can choose to reuse the physregs instead of emitting reloads.
1033   AvailableSpills Spills(TRI, TII);
1034
1035   // MaybeDeadStores - When we need to write a value back into a stack slot,
1036   // keep track of the inserted store.  If the stack slot value is never read
1037   // (because the value was used from some available register, for example), and
1038   // subsequently stored to, the original store is dead.  This map keeps track
1039   // of inserted stores that are not used.  If we see a subsequent store to the
1040   // same stack slot, the original store is deleted.
1041   std::vector<MachineInstr*> MaybeDeadStores;
1042   MaybeDeadStores.resize(MF.getFrameInfo()->getObjectIndexEnd(), NULL);
1043
1044   // ReMatDefs - These are rematerializable def MIs which are not deleted.
1045   SmallSet<MachineInstr*, 4> ReMatDefs;
1046
1047   // Keep track of kill information.
1048   BitVector RegKills(TRI->getNumRegs());
1049   std::vector<MachineOperand*>  KillOps;
1050   KillOps.resize(TRI->getNumRegs(), NULL);
1051
1052   for (MachineBasicBlock::iterator MII = MBB.begin(), E = MBB.end();
1053        MII != E; ) {
1054     MachineBasicBlock::iterator NextMII = MII; ++NextMII;
1055
1056     VirtRegMap::MI2VirtMapTy::const_iterator I, End;
1057     bool Erased = false;
1058     bool BackTracked = false;
1059     if (PrepForUnfoldOpti(MBB, MII,
1060                           MaybeDeadStores, Spills, RegKills, KillOps, VRM))
1061       NextMII = next(MII);
1062
1063     MachineInstr &MI = *MII;
1064     const TargetInstrDesc &TID = MI.getDesc();
1065
1066     if (VRM.hasEmergencySpills(&MI)) {
1067       // Spill physical register(s) in the rare case the allocator has run out
1068       // of registers to allocate.
1069       SmallSet<int, 4> UsedSS;
1070       std::vector<unsigned> &EmSpills = VRM.getEmergencySpills(&MI);
1071       for (unsigned i = 0, e = EmSpills.size(); i != e; ++i) {
1072         unsigned PhysReg = EmSpills[i];
1073         const TargetRegisterClass *RC =
1074           TRI->getPhysicalRegisterRegClass(PhysReg);
1075         assert(RC && "Unable to determine register class!");
1076         int SS = VRM.getEmergencySpillSlot(RC);
1077         if (UsedSS.count(SS))
1078           assert(0 && "Need to spill more than one physical registers!");
1079         UsedSS.insert(SS);
1080         TII->storeRegToStackSlot(MBB, MII, PhysReg, true, SS, RC);
1081         MachineInstr *StoreMI = prior(MII);
1082         VRM.addSpillSlotUse(SS, StoreMI);
1083         TII->loadRegFromStackSlot(MBB, next(MII), PhysReg, SS, RC);
1084         MachineInstr *LoadMI = next(MII);
1085         VRM.addSpillSlotUse(SS, LoadMI);
1086         ++NumPSpills;
1087       }
1088       NextMII = next(MII);
1089     }
1090
1091     // Insert restores here if asked to.
1092     if (VRM.isRestorePt(&MI)) {
1093       std::vector<unsigned> &RestoreRegs = VRM.getRestorePtRestores(&MI);
1094       for (unsigned i = 0, e = RestoreRegs.size(); i != e; ++i) {
1095         unsigned VirtReg = RestoreRegs[e-i-1];  // Reverse order.
1096         if (!VRM.getPreSplitReg(VirtReg))
1097           continue; // Split interval spilled again.
1098         unsigned Phys = VRM.getPhys(VirtReg);
1099         RegInfo->setPhysRegUsed(Phys);
1100         if (VRM.isReMaterialized(VirtReg)) {
1101           ReMaterialize(MBB, MII, Phys, VirtReg, TRI, VRM);
1102         } else {
1103           const TargetRegisterClass* RC = RegInfo->getRegClass(VirtReg);
1104           int SS = VRM.getStackSlot(VirtReg);
1105           TII->loadRegFromStackSlot(MBB, &MI, Phys, SS, RC);
1106           MachineInstr *LoadMI = prior(MII);
1107           VRM.addSpillSlotUse(SS, LoadMI);
1108           ++NumLoads;
1109         }
1110         // This invalidates Phys.
1111         Spills.ClobberPhysReg(Phys);
1112         UpdateKills(*prior(MII), RegKills, KillOps);
1113         DOUT << '\t' << *prior(MII);
1114       }
1115     }
1116
1117     // Insert spills here if asked to.
1118     if (VRM.isSpillPt(&MI)) {
1119       std::vector<std::pair<unsigned,bool> > &SpillRegs =
1120         VRM.getSpillPtSpills(&MI);
1121       for (unsigned i = 0, e = SpillRegs.size(); i != e; ++i) {
1122         unsigned VirtReg = SpillRegs[i].first;
1123         bool isKill = SpillRegs[i].second;
1124         if (!VRM.getPreSplitReg(VirtReg))
1125           continue; // Split interval spilled again.
1126         const TargetRegisterClass *RC = RegInfo->getRegClass(VirtReg);
1127         unsigned Phys = VRM.getPhys(VirtReg);
1128         int StackSlot = VRM.getStackSlot(VirtReg);
1129         TII->storeRegToStackSlot(MBB, next(MII), Phys, isKill, StackSlot, RC);
1130         MachineInstr *StoreMI = next(MII);
1131         VRM.addSpillSlotUse(StackSlot, StoreMI);
1132         DOUT << "Store:\t" << *StoreMI;
1133         VRM.virtFolded(VirtReg, StoreMI, VirtRegMap::isMod);
1134       }
1135       NextMII = next(MII);
1136     }
1137
1138     /// ReusedOperands - Keep track of operand reuse in case we need to undo
1139     /// reuse.
1140     ReuseInfo ReusedOperands(MI, TRI);
1141     SmallVector<unsigned, 4> VirtUseOps;
1142     for (unsigned i = 0, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
1143       MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
1144       if (!MO.isRegister() || MO.getReg() == 0)
1145         continue;   // Ignore non-register operands.
1146
1147       unsigned VirtReg = MO.getReg();
1148       if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(VirtReg)) {
1149         // Ignore physregs for spilling, but remember that it is used by this
1150         // function.
1151         RegInfo->setPhysRegUsed(VirtReg);
1152         continue;
1153       }
1154
1155       // We want to process implicit virtual register uses first.
1156       if (MO.isImplicit())
1157         VirtUseOps.insert(VirtUseOps.begin(), i);
1158       else
1159         VirtUseOps.push_back(i);
1160     }
1161
1162     // Process all of the spilled uses and all non spilled reg references.
1163     for (unsigned j = 0, e = VirtUseOps.size(); j != e; ++j) {
1164       unsigned i = VirtUseOps[j];
1165       MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
1166       unsigned VirtReg = MO.getReg();
1167       assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(VirtReg) &&
1168              "Not a virtual register?");
1169
1170       unsigned SubIdx = MO.getSubReg();
1171       if (VRM.isAssignedReg(VirtReg)) {
1172         // This virtual register was assigned a physreg!
1173         unsigned Phys = VRM.getPhys(VirtReg);
1174         RegInfo->setPhysRegUsed(Phys);
1175         if (MO.isDef())
1176           ReusedOperands.markClobbered(Phys);
1177         unsigned RReg = SubIdx ? TRI->getSubReg(Phys, SubIdx) : Phys;
1178         MI.getOperand(i).setReg(RReg);
1179         continue;
1180       }
1181
1182       // This virtual register is now known to be a spilled value.
1183       if (!MO.isUse())
1184         continue;  // Handle defs in the loop below (handle use&def here though)
1185
1186       bool DoReMat = VRM.isReMaterialized(VirtReg);
1187       int SSorRMId = DoReMat
1188         ? VRM.getReMatId(VirtReg) : VRM.getStackSlot(VirtReg);
1189       int ReuseSlot = SSorRMId;
1190
1191       // Check to see if this stack slot is available.
1192       unsigned PhysReg = Spills.getSpillSlotOrReMatPhysReg(SSorRMId);
1193
1194       // If this is a sub-register use, make sure the reuse register is in the
1195       // right register class. For example, for x86 not all of the 32-bit
1196       // registers have accessible sub-registers.
1197       // Similarly so for EXTRACT_SUBREG. Consider this:
1198       // EDI = op
1199       // MOV32_mr fi#1, EDI
1200       // ...
1201       //       = EXTRACT_SUBREG fi#1
1202       // fi#1 is available in EDI, but it cannot be reused because it's not in
1203       // the right register file.
1204       if (PhysReg &&
1205           (SubIdx || MI.getOpcode() == TargetInstrInfo::EXTRACT_SUBREG)) {
1206         const TargetRegisterClass* RC = RegInfo->getRegClass(VirtReg);
1207         if (!RC->contains(PhysReg))
1208           PhysReg = 0;
1209       }
1210
1211       if (PhysReg) {
1212         // This spilled operand might be part of a two-address operand.  If this
1213         // is the case, then changing it will necessarily require changing the
1214         // def part of the instruction as well.  However, in some cases, we
1215         // aren't allowed to modify the reused register.  If none of these cases
1216         // apply, reuse it.
1217         bool CanReuse = true;
1218         int ti = TID.getOperandConstraint(i, TOI::TIED_TO);
1219         if (ti != -1 &&
1220             MI.getOperand(ti).isRegister() &&
1221             MI.getOperand(ti).getReg() == VirtReg) {
1222           // Okay, we have a two address operand.  We can reuse this physreg as
1223           // long as we are allowed to clobber the value and there isn't an
1224           // earlier def that has already clobbered the physreg.
1225           CanReuse = Spills.canClobberPhysReg(ReuseSlot) &&
1226             !ReusedOperands.isClobbered(PhysReg);
1227         }
1228
1229         if (CanReuse) {
1230           // If this stack slot value is already available, reuse it!
1231           if (ReuseSlot > VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT)
1232             DOUT << "Reusing RM#" << ReuseSlot-VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT-1;
1233           else
1234             DOUT << "Reusing SS#" << ReuseSlot;
1235           DOUT << " from physreg "
1236                << TRI->getName(PhysReg) << " for vreg"
1237                << VirtReg <<" instead of reloading into physreg "
1238                << TRI->getName(VRM.getPhys(VirtReg)) << "\n";
1239           unsigned RReg = SubIdx ? TRI->getSubReg(PhysReg, SubIdx) : PhysReg;
1240           MI.getOperand(i).setReg(RReg);
1241
1242           // The only technical detail we have is that we don't know that
1243           // PhysReg won't be clobbered by a reloaded stack slot that occurs
1244           // later in the instruction.  In particular, consider 'op V1, V2'.
1245           // If V1 is available in physreg R0, we would choose to reuse it
1246           // here, instead of reloading it into the register the allocator
1247           // indicated (say R1).  However, V2 might have to be reloaded
1248           // later, and it might indicate that it needs to live in R0.  When
1249           // this occurs, we need to have information available that
1250           // indicates it is safe to use R1 for the reload instead of R0.
1251           //
1252           // To further complicate matters, we might conflict with an alias,
1253           // or R0 and R1 might not be compatible with each other.  In this
1254           // case, we actually insert a reload for V1 in R1, ensuring that
1255           // we can get at R0 or its alias.
1256           ReusedOperands.addReuse(i, ReuseSlot, PhysReg,
1257                                   VRM.getPhys(VirtReg), VirtReg);
1258           if (ti != -1)
1259             // Only mark it clobbered if this is a use&def operand.
1260             ReusedOperands.markClobbered(PhysReg);
1261           ++NumReused;
1262
1263           if (MI.getOperand(i).isKill() &&
1264               ReuseSlot <= VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT) {
1265             // This was the last use and the spilled value is still available
1266             // for reuse. That means the spill was unnecessary!
1267             MachineInstr* DeadStore = MaybeDeadStores[ReuseSlot];
1268             if (DeadStore) {
1269               DOUT << "Removed dead store:\t" << *DeadStore;
1270               InvalidateKills(*DeadStore, RegKills, KillOps);
1271               VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(DeadStore);
1272               MBB.erase(DeadStore);
1273               MaybeDeadStores[ReuseSlot] = NULL;
1274               ++NumDSE;
1275             }
1276           }
1277           continue;
1278         }  // CanReuse
1279
1280         // Otherwise we have a situation where we have a two-address instruction
1281         // whose mod/ref operand needs to be reloaded.  This reload is already
1282         // available in some register "PhysReg", but if we used PhysReg as the
1283         // operand to our 2-addr instruction, the instruction would modify
1284         // PhysReg.  This isn't cool if something later uses PhysReg and expects
1285         // to get its initial value.
1286         //
1287         // To avoid this problem, and to avoid doing a load right after a store,
1288         // we emit a copy from PhysReg into the designated register for this
1289         // operand.
1290         unsigned DesignatedReg = VRM.getPhys(VirtReg);
1291         assert(DesignatedReg && "Must map virtreg to physreg!");
1292
1293         // Note that, if we reused a register for a previous operand, the
1294         // register we want to reload into might not actually be
1295         // available.  If this occurs, use the register indicated by the
1296         // reuser.
1297         if (ReusedOperands.hasReuses())
1298           DesignatedReg = ReusedOperands.GetRegForReload(DesignatedReg, &MI,
1299                                Spills, MaybeDeadStores, RegKills, KillOps, VRM);
1300
1301         // If the mapped designated register is actually the physreg we have
1302         // incoming, we don't need to inserted a dead copy.
1303         if (DesignatedReg == PhysReg) {
1304           // If this stack slot value is already available, reuse it!
1305           if (ReuseSlot > VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT)
1306             DOUT << "Reusing RM#" << ReuseSlot-VirtRegMap::MAX_STACK_SLOT-1;
1307           else
1308             DOUT << "Reusing SS#" << ReuseSlot;
1309           DOUT << " from physreg " << TRI->getName(PhysReg)
1310                << " for vreg" << VirtReg
1311                << " instead of reloading into same physreg.\n";
1312           unsigned RReg = SubIdx ? TRI->getSubReg(PhysReg, SubIdx) : PhysReg;
1313           MI.getOperand(i).setReg(RReg);
1314           ReusedOperands.markClobbered(RReg);
1315           ++NumReused;
1316           continue;
1317         }
1318
1319         const TargetRegisterClass* RC = RegInfo->getRegClass(VirtReg);
1320         RegInfo->setPhysRegUsed(DesignatedReg);
1321         ReusedOperands.markClobbered(DesignatedReg);
1322         TII->copyRegToReg(MBB, &MI, DesignatedReg, PhysReg, RC, RC);
1323
1324         MachineInstr *CopyMI = prior(MII);
1325         UpdateKills(*CopyMI, RegKills, KillOps);
1326
1327         // This invalidates DesignatedReg.
1328         Spills.ClobberPhysReg(DesignatedReg);
1329
1330         Spills.addAvailable(ReuseSlot, &MI, DesignatedReg);
1331         unsigned RReg =
1332           SubIdx ? TRI->getSubReg(DesignatedReg, SubIdx) : DesignatedReg;
1333         MI.getOperand(i).setReg(RReg);
1334         DOUT << '\t' << *prior(MII);
1335         ++NumReused;
1336         continue;
1337       } // if (PhysReg)
1338
1339       // Otherwise, reload it and remember that we have it.
1340       PhysReg = VRM.getPhys(VirtReg);
1341       assert(PhysReg && "Must map virtreg to physreg!");
1342
1343       // Note that, if we reused a register for a previous operand, the
1344       // register we want to reload into might not actually be
1345       // available.  If this occurs, use the register indicated by the
1346       // reuser.
1347       if (ReusedOperands.hasReuses())
1348         PhysReg = ReusedOperands.GetRegForReload(PhysReg, &MI,
1349                                Spills, MaybeDeadStores, RegKills, KillOps, VRM);
1350
1351       RegInfo->setPhysRegUsed(PhysReg);
1352       ReusedOperands.markClobbered(PhysReg);
1353       if (DoReMat) {
1354         ReMaterialize(MBB, MII, PhysReg, VirtReg, TRI, VRM);
1355       } else {
1356         const TargetRegisterClass* RC = RegInfo->getRegClass(VirtReg);
1357         TII->loadRegFromStackSlot(MBB, &MI, PhysReg, SSorRMId, RC);
1358         MachineInstr *LoadMI = prior(MII);
1359         VRM.addSpillSlotUse(SSorRMId, LoadMI);
1360         ++NumLoads;
1361       }
1362       // This invalidates PhysReg.
1363       Spills.ClobberPhysReg(PhysReg);
1364
1365       // Any stores to this stack slot are not dead anymore.
1366       if (!DoReMat)
1367         MaybeDeadStores[SSorRMId] = NULL;
1368       Spills.addAvailable(SSorRMId, &MI, PhysReg);
1369       // Assumes this is the last use. IsKill will be unset if reg is reused
1370       // unless it's a two-address operand.
1371       if (TID.getOperandConstraint(i, TOI::TIED_TO) == -1)
1372         MI.getOperand(i).setIsKill();
1373       unsigned RReg = SubIdx ? TRI->getSubReg(PhysReg, SubIdx) : PhysReg;
1374       MI.getOperand(i).setReg(RReg);
1375       UpdateKills(*prior(MII), RegKills, KillOps);
1376       DOUT << '\t' << *prior(MII);
1377     }
1378
1379     DOUT << '\t' << MI;
1380
1381
1382     // If we have folded references to memory operands, make sure we clear all
1383     // physical registers that may contain the value of the spilled virtual
1384     // register
1385     SmallSet<int, 2> FoldedSS;
1386     for (tie(I, End) = VRM.getFoldedVirts(&MI); I != End; ) {
1387       unsigned VirtReg = I->second.first;
1388       VirtRegMap::ModRef MR = I->second.second;
1389       DOUT << "Folded vreg: " << VirtReg << "  MR: " << MR;
1390
1391       // MI2VirtMap be can updated which invalidate the iterator.
1392       // Increment the iterator first.
1393       ++I;
1394       int SS = VRM.getStackSlot(VirtReg);
1395       if (SS == VirtRegMap::NO_STACK_SLOT)
1396         continue;
1397       FoldedSS.insert(SS);
1398       DOUT << " - StackSlot: " << SS << "\n";
1399
1400       // If this folded instruction is just a use, check to see if it's a
1401       // straight load from the virt reg slot.
1402       if ((MR & VirtRegMap::isRef) && !(MR & VirtRegMap::isMod)) {
1403         int FrameIdx;
1404         unsigned DestReg = TII->isLoadFromStackSlot(&MI, FrameIdx);
1405         if (DestReg && FrameIdx == SS) {
1406           // If this spill slot is available, turn it into a copy (or nothing)
1407           // instead of leaving it as a load!
1408           if (unsigned InReg = Spills.getSpillSlotOrReMatPhysReg(SS)) {
1409             DOUT << "Promoted Load To Copy: " << MI;
1410             if (DestReg != InReg) {
1411               const TargetRegisterClass *RC = RegInfo->getRegClass(VirtReg);
1412               TII->copyRegToReg(MBB, &MI, DestReg, InReg, RC, RC);
1413               // Revisit the copy so we make sure to notice the effects of the
1414               // operation on the destreg (either needing to RA it if it's
1415               // virtual or needing to clobber any values if it's physical).
1416               NextMII = &MI;
1417               --NextMII;  // backtrack to the copy.
1418               BackTracked = true;
1419             } else {
1420               DOUT << "Removing now-noop copy: " << MI;
1421               // Unset last kill since it's being reused.
1422               InvalidateKill(InReg, RegKills, KillOps);
1423             }
1424
1425             VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(&MI);
1426             MBB.erase(&MI);
1427             Erased = true;
1428             goto ProcessNextInst;
1429           }
1430         } else {
1431           unsigned PhysReg = Spills.getSpillSlotOrReMatPhysReg(SS);
1432           SmallVector<MachineInstr*, 4> NewMIs;
1433           if (PhysReg &&
1434               TII->unfoldMemoryOperand(MF, &MI, PhysReg, false, false, NewMIs)) {
1435             MBB.insert(MII, NewMIs[0]);
1436             VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(&MI);
1437             MBB.erase(&MI);
1438             Erased = true;
1439             --NextMII;  // backtrack to the unfolded instruction.
1440             BackTracked = true;
1441             goto ProcessNextInst;
1442           }
1443         }
1444       }
1445
1446       // If this reference is not a use, any previous store is now dead.
1447       // Otherwise, the store to this stack slot is not dead anymore.
1448       MachineInstr* DeadStore = MaybeDeadStores[SS];
1449       if (DeadStore) {
1450         bool isDead = !(MR & VirtRegMap::isRef);
1451         MachineInstr *NewStore = NULL;
1452         if (MR & VirtRegMap::isModRef) {
1453           unsigned PhysReg = Spills.getSpillSlotOrReMatPhysReg(SS);
1454           SmallVector<MachineInstr*, 4> NewMIs;
1455           // We can reuse this physreg as long as we are allowed to clobber
1456           // the value and there isn't an earlier def that has already clobbered
1457           // the physreg.
1458           if (PhysReg &&
1459               !TII->isStoreToStackSlot(&MI, SS) && // Not profitable!
1460               DeadStore->killsRegister(PhysReg) &&
1461               TII->unfoldMemoryOperand(MF, &MI, PhysReg, false, true, NewMIs)) {
1462             MBB.insert(MII, NewMIs[0]);
1463             NewStore = NewMIs[1];
1464             MBB.insert(MII, NewStore);
1465             VRM.addSpillSlotUse(SS, NewStore);
1466             VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(&MI);
1467             MBB.erase(&MI);
1468             Erased = true;
1469             --NextMII;
1470             --NextMII;  // backtrack to the unfolded instruction.
1471             BackTracked = true;
1472             isDead = true;
1473           }
1474         }
1475
1476         if (isDead) {  // Previous store is dead.
1477           // If we get here, the store is dead, nuke it now.
1478           DOUT << "Removed dead store:\t" << *DeadStore;
1479           InvalidateKills(*DeadStore, RegKills, KillOps);
1480           VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(DeadStore);
1481           MBB.erase(DeadStore);
1482           if (!NewStore)
1483             ++NumDSE;
1484         }
1485
1486         MaybeDeadStores[SS] = NULL;
1487         if (NewStore) {
1488           // Treat this store as a spill merged into a copy. That makes the
1489           // stack slot value available.
1490           VRM.virtFolded(VirtReg, NewStore, VirtRegMap::isMod);
1491           goto ProcessNextInst;
1492         }
1493       }
1494
1495       // If the spill slot value is available, and this is a new definition of
1496       // the value, the value is not available anymore.
1497       if (MR & VirtRegMap::isMod) {
1498         // Notice that the value in this stack slot has been modified.
1499         Spills.ModifyStackSlotOrReMat(SS);
1500
1501         // If this is *just* a mod of the value, check to see if this is just a
1502         // store to the spill slot (i.e. the spill got merged into the copy). If
1503         // so, realize that the vreg is available now, and add the store to the
1504         // MaybeDeadStore info.
1505         int StackSlot;
1506         if (!(MR & VirtRegMap::isRef)) {
1507           if (unsigned SrcReg = TII->isStoreToStackSlot(&MI, StackSlot)) {
1508             assert(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(SrcReg) &&
1509                    "Src hasn't been allocated yet?");
1510             // Okay, this is certainly a store of SrcReg to [StackSlot].  Mark
1511             // this as a potentially dead store in case there is a subsequent
1512             // store into the stack slot without a read from it.
1513             MaybeDeadStores[StackSlot] = &MI;
1514
1515             // If the stack slot value was previously available in some other
1516             // register, change it now.  Otherwise, make the register available,
1517             // in PhysReg.
1518             Spills.addAvailable(StackSlot, &MI, SrcReg, false/*don't clobber*/);
1519           }
1520         }
1521       }
1522     }
1523
1524     // Process all of the spilled defs.
1525     for (unsigned i = 0, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
1526       MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
1527       if (!(MO.isRegister() && MO.getReg() && MO.isDef()))
1528         continue;
1529
1530       unsigned VirtReg = MO.getReg();
1531       if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(VirtReg)) {
1532         // Check to see if this is a noop copy.  If so, eliminate the
1533         // instruction before considering the dest reg to be changed.
1534         unsigned Src, Dst;
1535         if (TII->isMoveInstr(MI, Src, Dst) && Src == Dst) {
1536           ++NumDCE;
1537           DOUT << "Removing now-noop copy: " << MI;
1538           VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(&MI);
1539           MBB.erase(&MI);
1540           Erased = true;
1541           Spills.disallowClobberPhysReg(VirtReg);
1542           goto ProcessNextInst;
1543         }
1544
1545         // If it's not a no-op copy, it clobbers the value in the destreg.
1546         Spills.ClobberPhysReg(VirtReg);
1547         ReusedOperands.markClobbered(VirtReg);
1548
1549         // Check to see if this instruction is a load from a stack slot into
1550         // a register.  If so, this provides the stack slot value in the reg.
1551         int FrameIdx;
1552         if (unsigned DestReg = TII->isLoadFromStackSlot(&MI, FrameIdx)) {
1553           assert(DestReg == VirtReg && "Unknown load situation!");
1554
1555           // If it is a folded reference, then it's not safe to clobber.
1556           bool Folded = FoldedSS.count(FrameIdx);
1557           // Otherwise, if it wasn't available, remember that it is now!
1558           Spills.addAvailable(FrameIdx, &MI, DestReg, !Folded);
1559           goto ProcessNextInst;
1560         }
1561
1562         continue;
1563       }
1564
1565       unsigned SubIdx = MO.getSubReg();
1566       bool DoReMat = VRM.isReMaterialized(VirtReg);
1567       if (DoReMat)
1568         ReMatDefs.insert(&MI);
1569
1570       // The only vregs left are stack slot definitions.
1571       int StackSlot = VRM.getStackSlot(VirtReg);
1572       const TargetRegisterClass *RC = RegInfo->getRegClass(VirtReg);
1573
1574       // If this def is part of a two-address operand, make sure to execute
1575       // the store from the correct physical register.
1576       unsigned PhysReg;
1577       int TiedOp = MI.getDesc().findTiedToSrcOperand(i);
1578       if (TiedOp != -1) {
1579         PhysReg = MI.getOperand(TiedOp).getReg();
1580         if (SubIdx) {
1581           unsigned SuperReg = findSuperReg(RC, PhysReg, SubIdx, TRI);
1582           assert(SuperReg && TRI->getSubReg(SuperReg, SubIdx) == PhysReg &&
1583                  "Can't find corresponding super-register!");
1584           PhysReg = SuperReg;
1585         }
1586       } else {
1587         PhysReg = VRM.getPhys(VirtReg);
1588         if (ReusedOperands.isClobbered(PhysReg)) {
1589           // Another def has taken the assigned physreg. It must have been a
1590           // use&def which got it due to reuse. Undo the reuse!
1591           PhysReg = ReusedOperands.GetRegForReload(PhysReg, &MI,
1592                                Spills, MaybeDeadStores, RegKills, KillOps, VRM);
1593         }
1594       }
1595
1596       RegInfo->setPhysRegUsed(PhysReg);
1597       unsigned RReg = SubIdx ? TRI->getSubReg(PhysReg, SubIdx) : PhysReg;
1598       ReusedOperands.markClobbered(RReg);
1599       MI.getOperand(i).setReg(RReg);
1600
1601       if (!MO.isDead()) {
1602         MachineInstr *&LastStore = MaybeDeadStores[StackSlot];
1603         SpillRegToStackSlot(MBB, MII, -1, PhysReg, StackSlot, RC, true,
1604                           LastStore, Spills, ReMatDefs, RegKills, KillOps, VRM);
1605         NextMII = next(MII);
1606
1607         // Check to see if this is a noop copy.  If so, eliminate the
1608         // instruction before considering the dest reg to be changed.
1609         {
1610           unsigned Src, Dst;
1611           if (TII->isMoveInstr(MI, Src, Dst) && Src == Dst) {
1612             ++NumDCE;
1613             DOUT << "Removing now-noop copy: " << MI;
1614             VRM.RemoveMachineInstrFromMaps(&MI);
1615             MBB.erase(&MI);
1616             Erased = true;
1617             UpdateKills(*LastStore, RegKills, KillOps);
1618             goto ProcessNextInst;
1619           }
1620         }
1621       }
1622     }
1623   ProcessNextInst:
1624     if (!Erased && !BackTracked) {
1625       for (MachineBasicBlock::iterator II = MI; II != NextMII; ++II)
1626         UpdateKills(*II, RegKills, KillOps);
1627     }
1628     MII = NextMII;
1629   }
1630 }
1631
1632 llvm::Spiller* llvm::createSpiller() {
1633   switch (SpillerOpt) {
1634   default: assert(0 && "Unreachable!");
1635   case local:
1636     return new LocalSpiller();
1637   case simple:
1638     return new SimpleSpiller();
1639   }
1640 }