LiveRangeCalc: Rewrite subrange calculation
authorMatthias Braun <matze@braunis.de>
Mon, 15 Dec 2014 21:16:21 +0000 (21:16 +0000)
committerMatthias Braun <matze@braunis.de>
Mon, 15 Dec 2014 21:16:21 +0000 (21:16 +0000)
This changes subrange calculation to calculate subranges sequentially
instead of in parallel. The code is easier to understand that way and
addresses the code review issues raised about LiveOutData being
hard to understand/needing more comments by removing them :)

git-svn-id: https://llvm.org/svn/llvm-project/llvm/trunk@224272 91177308-0d34-0410-b5e6-96231b3b80d8

lib/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.cpp
lib/CodeGen/LiveRangeCalc.cpp
lib/CodeGen/LiveRangeCalc.h

index f48be4d5eb0b1c18b4439d64b9e3cf9cefaaa0f0..b71e819f0d3222e1042f34f0de2c0cb42c211d29 100644 (file)
@@ -192,8 +192,7 @@ void LiveIntervals::computeVirtRegInterval(LiveInterval &LI) {
   assert(LRCalc && "LRCalc not initialized.");
   assert(LI.empty() && "Should only compute empty intervals.");
   LRCalc->reset(MF, getSlotIndexes(), DomTree, &getVNInfoAllocator());
-  LRCalc->createDeadDefs(LI);
-  LRCalc->extendToUses(LI);
+  LRCalc->calculate(LI);
   computeDeadValues(LI, LI);
 }
 
@@ -251,22 +250,15 @@ void LiveIntervals::computeRegUnitRange(LiveRange &LR, unsigned Unit) {
   // may share super-registers. That's OK because createDeadDefs() is
   // idempotent. It is very rare for a register unit to have multiple roots, so
   // uniquing super-registers is probably not worthwhile.
-  for (MCRegUnitRootIterator Roots(Unit, TRI); Roots.isValid(); ++Roots) {
-    for (MCSuperRegIterator Supers(*Roots, TRI, /*IncludeSelf=*/true);
-         Supers.isValid(); ++Supers) {
-      if (!MRI->reg_empty(*Supers))
-        LRCalc->createDeadDefs(LR, *Supers);
-    }
-  }
-
-  // Now extend LR to reach all uses.
-  // Ignore uses of reserved registers. We only track defs of those.
   for (MCRegUnitRootIterator Roots(Unit, TRI); Roots.isValid(); ++Roots) {
     for (MCSuperRegIterator Supers(*Roots, TRI, /*IncludeSelf=*/true);
          Supers.isValid(); ++Supers) {
       unsigned Reg = *Supers;
-      if (!MRI->isReserved(Reg) && !MRI->reg_empty(Reg))
-        LRCalc->extendToUses(LR, Reg);
+      if (MRI->reg_empty(Reg))
+        continue;
+      // Ignore uses of reserved registers. We only track defs of those.
+      bool IgnoreUses = MRI->isReserved(Reg);
+      LRCalc->calculate(LR, *Supers, IgnoreUses);
     }
   }
 }
index 37ca87cd69d7a3389109fedd5ee3873e7900c278..040148f065e04dd8c30e348f140ab9b7b56bb66b 100644 (file)
@@ -29,31 +29,35 @@ void LiveRangeCalc::reset(const MachineFunction *mf,
   DomTree = MDT;
   Alloc = VNIA;
 
-  MainLiveOutData.reset(MF->getNumBlockIDs());
-  LiveIn.clear();
+  unsigned NumBlocks = MF->getNumBlockIDs();
+  Seen.clear();
+  Seen.resize(NumBlocks);
+  Map.resize(NumBlocks);
 }
 
 
-static SlotIndex getDefIndex(const SlotIndexes &Indexes, const MachineInstr &MI,
-                             bool EarlyClobber) {
-  // PHI defs begin at the basic block start index.
-  if (MI.isPHI())
-    return Indexes.getMBBStartIdx(MI.getParent());
-
-  // Instructions are either normal 'r', or early clobber 'e'.
-  return Indexes.getInstructionIndex(&MI).getRegSlot(EarlyClobber);
+static void createDeadDef(SlotIndexes &Indexes, VNInfo::Allocator &Alloc,
+                          LiveRange &LR, const MachineOperand &MO) {
+    const MachineInstr *MI = MO.getParent();
+    SlotIndex DefIdx;
+    if (MI->isPHI()) {
+      DefIdx = Indexes.getMBBStartIdx(MI->getParent());
+    } else {
+      DefIdx = Indexes.getInstructionIndex(MI).getRegSlot(MO.isEarlyClobber());
+    }
+    // Create the def in LR. This may find an existing def.
+    LR.createDeadDef(DefIdx, Alloc);
 }
 
-void LiveRangeCalc::createDeadDefs(LiveInterval &LI) {
+void LiveRangeCalc::calculate(LiveInterval &LI) {
   assert(MRI && Indexes && "call reset() first");
 
+  // Step 1: Create minimal live segments for every definition of Reg.
   // Visit all def operands. If the same instruction has multiple defs of Reg,
   // LR.createDeadDef() will deduplicate.
   const TargetRegisterInfo &TRI = *MRI->getTargetRegisterInfo();
   unsigned Reg = LI.reg;
-  for (const MachineOperand &MO : MRI->def_operands(Reg)) {
-    const MachineInstr *MI = MO.getParent();
-    SlotIndex Idx = getDefIndex(*Indexes, *MI, MO.isEarlyClobber());
+  for (const MachineOperand &MO : MRI->reg_nodbg_operands(Reg)) {
     unsigned SubReg = MO.getSubReg();
     if (LI.hasSubRanges() || (SubReg != 0 && MRI->tracksSubRegLiveness())) {
       unsigned Mask = SubReg != 0 ? TRI.getSubRegIndexLaneMask(SubReg)
@@ -82,155 +86,108 @@ void LiveRangeCalc::createDeadDefs(LiveInterval &LI) {
           assert(Common == S.LaneMask);
           CommonRange = &S;
         }
-        CommonRange->createDeadDef(Idx, *Alloc);
+        if (MO.isDef())
+          createDeadDef(*Indexes, *Alloc, *CommonRange, MO);
         Mask &= ~Common;
       }
+      // Create a new SubRange for subregs we did not cover yet.
       if (Mask != 0) {
-        LiveInterval::SubRange *SubRange = LI.createSubRange(*Alloc, Mask);
-        SubRange->createDeadDef(Idx, *Alloc);
+        LiveInterval::SubRange *NewRange = LI.createSubRange(*Alloc, Mask);
+        if (MO.isDef())
+          createDeadDef(*Indexes, *Alloc, *NewRange, MO);
       }
     }
 
-    // Create the def in LR. This may find an existing def.
-    LI.createDeadDef(Idx, *Alloc);
+    // Create the def in the main liverange.
+    if (MO.isDef())
+      createDeadDef(*Indexes, *Alloc, LI, MO);
   }
+
+  // Step 2: Extend live segments to all uses, constructing SSA form as
+  // necessary.
+  for (LiveInterval::SubRange &S : LI.subranges()) {
+    extendToUses(S, Reg, S.LaneMask);
+  }
+  extendToUses(LI, Reg, ~0u);
 }
 
 
-void LiveRangeCalc::createDeadDefs(LiveRange &LR, unsigned Reg) {
+void LiveRangeCalc::calculate(LiveRange &LR, unsigned Reg, bool IgnoreUses) {
   assert(MRI && Indexes && "call reset() first");
 
+  // Step 1: Create minimal live segments for every definition of Reg.
   // Visit all def operands. If the same instruction has multiple defs of Reg,
   // LR.createDeadDef() will deduplicate.
   for (MachineOperand &MO : MRI->def_operands(Reg)) {
-    const MachineInstr *MI = MO.getParent();
-    SlotIndex Idx = getDefIndex(*Indexes, *MI, MO.isEarlyClobber());
-    // Create the def in LR. This may find an existing def.
-    LR.createDeadDef(Idx, *Alloc);
-  }
-}
-
-
-static SlotIndex getUseIndex(const SlotIndexes &Indexes,
-                             const MachineOperand &MO) {
-  const MachineInstr *MI = MO.getParent();
-  unsigned OpNo = (&MO - &MI->getOperand(0));
-  if (MI->isPHI()) {
-    assert(!MO.isDef() && "Cannot handle PHI def of partial register.");
-    // The actual place where a phi operand is used is the end of the pred MBB.
-    // PHI operands are paired: (Reg, PredMBB).
-    return Indexes.getMBBEndIdx(MI->getOperand(OpNo+1).getMBB());
+    createDeadDef(*Indexes, *Alloc, LR, MO);
   }
 
-  // Check for early-clobber redefs.
-  bool isEarlyClobber = false;
-  unsigned DefIdx;
-  if (MO.isDef()) {
-    isEarlyClobber = MO.isEarlyClobber();
-  } else if (MI->isRegTiedToDefOperand(OpNo, &DefIdx)) {
-    // FIXME: This would be a lot easier if tied early-clobber uses also
-    // had an early-clobber flag.
-    isEarlyClobber = MI->getOperand(DefIdx).isEarlyClobber();
-  }
-  return Indexes.getInstructionIndex(MI).getRegSlot(isEarlyClobber);
+  // Step 2: Extend live segments to all uses, constructing SSA form as
+  // necessary.
+  if (!IgnoreUses)
+    extendToUses(LR, Reg, ~0u);
 }
 
 
-void LiveRangeCalc::extendToUses(LiveRange &LR, unsigned Reg) {
-  assert(MRI && Indexes && "call reset() first");
+void LiveRangeCalc::extendToUses(LiveRange &LR, unsigned Reg, unsigned Mask) {
+  unsigned NumBlocks = MF->getNumBlockIDs();
+  Seen.clear();
+  Seen.resize(NumBlocks);
+  Map.resize(NumBlocks);
 
   // Visit all operands that read Reg. This may include partial defs.
-  for (MachineOperand &MO : MRI->reg_nodbg_operands(Reg)) {
-    // Clear all kill flags. They will be reinserted after register allocation
-    // by LiveIntervalAnalysis::addKillFlags().
-    if (MO.isUse())
-      MO.setIsKill(false);
-    if (!MO.readsReg())
-      continue;
-    // MI is reading Reg. We may have visited MI before if it happens to be
-    // reading Reg multiple times. That is OK, extend() is idempotent.
-    SlotIndex Idx = getUseIndex(*Indexes, MO);
-    extend(LR, Idx, Reg, MainLiveOutData);
-  }
-}
-
-
-void LiveRangeCalc::extendToUses(LiveInterval &LI) {
-  assert(MRI && Indexes && "call reset() first");
-
   const TargetRegisterInfo &TRI = *MRI->getTargetRegisterInfo();
-  SmallVector<LiveOutData,2> LiveOuts;
-  unsigned NumSubRanges = 0;
-  for (const auto &S : LI.subranges()) {
-    (void)S;
-    ++NumSubRanges;
-    LiveOuts.push_back(LiveOutData());
-    LiveOuts.back().reset(MF->getNumBlockIDs());
-  }
-
-  // Visit all operands that read Reg. This may include partial defs.
-  unsigned Reg = LI.reg;
   for (MachineOperand &MO : MRI->reg_nodbg_operands(Reg)) {
     // Clear all kill flags. They will be reinserted after register allocation
     // by LiveIntervalAnalysis::addKillFlags().
     if (MO.isUse())
       MO.setIsKill(false);
-    if (!MO.readsReg())
+    // We are only interested in uses. For the main range this also includes
+    // the reads happening on partial register defs.
+    if (!MO.isUse() && (!MO.readsReg() || Mask != ~0u))
       continue;
-    SlotIndex Idx = getUseIndex(*Indexes, MO);
     unsigned SubReg = MO.getSubReg();
-    if (MO.isUse() && (LI.hasSubRanges() ||
-                       (MRI->tracksSubRegLiveness() && SubReg != 0))) {
-      unsigned Mask = SubReg != 0
-        ? TRI.getSubRegIndexLaneMask(SubReg)
-        : MRI->getMaxLaneMaskForVReg(Reg);
+    if (SubReg != 0) {
+      unsigned SubRegMask = TRI.getSubRegIndexLaneMask(SubReg);
+      // Ignore uses not covering the current subrange.
+      if ((SubRegMask & Mask) == 0)
+        continue;
+      // The create dead-defs logic in calculate() splits subranges as fine as
+      // necessary for all uses, so SubRegMask shouldn't be smaller than Mask.
+      assert((SubRegMask & ~Mask) == 0);
+    }
 
-      // If this is the first time we see a subregister def/use. Initialize
-      // subranges by creating a copy of the main range.
-      if (!LI.hasSubRanges()) {
-        unsigned ClassMask = MRI->getMaxLaneMaskForVReg(Reg);
-        LI.createSubRangeFrom(*Alloc, ClassMask, LI);
-        LiveOuts.insert(LiveOuts.begin(), LiveOutData());
-        LiveOuts.front().reset(MF->getNumBlockIDs());
-        ++NumSubRanges;
-      }
-      unsigned SubRangeIdx = 0;
-      for (LiveInterval::subrange_iterator S = LI.subrange_begin(),
-           SE = LI.subrange_end(); S != SE; ++S, ++SubRangeIdx) {
-        // A Mask for subregs common to the existing subrange and current def.
-        unsigned Common = S->LaneMask & Mask;
-        if (Common == 0)
-          continue;
-        // A Mask for subregs covered by the subrange but not the current def.
-        unsigned LRest = S->LaneMask & ~Mask;
-        LiveInterval::SubRange *CommonRange;
-        unsigned CommonRangeIdx;
-        if (LRest != 0) {
-          // Split current subrange into Common and LRest ranges.
-          S->LaneMask = LRest;
-          CommonRange = LI.createSubRangeFrom(*Alloc, Common, *S);
-          CommonRangeIdx = 0;
-          LiveOuts.insert(LiveOuts.begin(), LiveOutData());
-          LiveOuts.front().reset(MF->getNumBlockIDs());
-          ++NumSubRanges;
-          ++SubRangeIdx;
-        } else {
-          // The subrange and current def lanemasks match completely.
-          assert(Common == S->LaneMask);
-          CommonRange = &*S;
-          CommonRangeIdx = SubRangeIdx;
-        }
-        extend(*CommonRange, Idx, Reg, LiveOuts[CommonRangeIdx]);
-        Mask &= ~Common;
+    // Determine the actual place of the use.
+    const MachineInstr *MI = MO.getParent();
+    unsigned OpNo = (&MO - &MI->getOperand(0));
+    SlotIndex UseIdx;
+    if (MI->isPHI()) {
+      assert(!MO.isDef() && "Cannot handle PHI def of partial register.");
+      // The actual place where a phi operand is used is the end of the pred
+      // MBB. PHI operands are paired: (Reg, PredMBB).
+      UseIdx = Indexes->getMBBEndIdx(MI->getOperand(OpNo+1).getMBB());
+    } else {
+      // Check for early-clobber redefs.
+      bool isEarlyClobber = false;
+      unsigned DefIdx;
+      if (MO.isDef()) {
+        isEarlyClobber = MO.isEarlyClobber();
+      } else if (MI->isRegTiedToDefOperand(OpNo, &DefIdx)) {
+        // FIXME: This would be a lot easier if tied early-clobber uses also
+        // had an early-clobber flag.
+        isEarlyClobber = MI->getOperand(DefIdx).isEarlyClobber();
       }
-      assert(SubRangeIdx == NumSubRanges);
+      UseIdx = Indexes->getInstructionIndex(MI).getRegSlot(isEarlyClobber);
     }
-    extend(LI, Idx, Reg, MainLiveOutData);
+
+    // MI is reading Reg. We may have visited MI before if it happens to be
+    // reading Reg multiple times. That is OK, extend() is idempotent.
+    extend(LR, UseIdx, Reg);
   }
 }
 
 
-void LiveRangeCalc::updateFromLiveIns(LiveOutData &LiveOuts) {
+void LiveRangeCalc::updateFromLiveIns() {
   LiveRangeUpdater Updater;
   for (const LiveInBlock &I : LiveIn) {
     if (!I.DomNode)
@@ -246,8 +203,8 @@ void LiveRangeCalc::updateFromLiveIns(LiveOutData &LiveOuts) {
     else {
       // The value is live-through, update LiveOut as well.
       // Defer the Domtree lookup until it is needed.
-      assert(LiveOuts.Seen.test(MBB->getNumber()));
-      LiveOuts.Map[MBB] = LiveOutPair(I.Value, nullptr);
+      assert(Seen.test(MBB->getNumber()));
+      Map[MBB] = LiveOutPair(I.Value, nullptr);
     }
     Updater.setDest(&I.LR);
     Updater.add(Start, End, I.Value);
@@ -256,8 +213,7 @@ void LiveRangeCalc::updateFromLiveIns(LiveOutData &LiveOuts) {
 }
 
 
-void LiveRangeCalc::extend(LiveRange &LR, SlotIndex Kill, unsigned PhysReg,
-                           LiveOutData &LiveOuts) {
+void LiveRangeCalc::extend(LiveRange &LR, SlotIndex Kill, unsigned PhysReg) {
   assert(Kill.isValid() && "Invalid SlotIndex");
   assert(Indexes && "Missing SlotIndexes");
   assert(DomTree && "Missing dominator tree");
@@ -273,28 +229,27 @@ void LiveRangeCalc::extend(LiveRange &LR, SlotIndex Kill, unsigned PhysReg,
   // multiple values, and we may need to create even more phi-defs to preserve
   // VNInfo SSA form.  Perform a search for all predecessor blocks where we
   // know the dominating VNInfo.
-  if (findReachingDefs(LR, *KillMBB, Kill, PhysReg, LiveOuts))
+  if (findReachingDefs(LR, *KillMBB, Kill, PhysReg))
     return;
 
   // When there were multiple different values, we may need new PHIs.
-  calculateValues(LiveOuts);
+  calculateValues();
 }
 
 
 // This function is called by a client after using the low-level API to add
 // live-out and live-in blocks.  The unique value optimization is not
 // available, SplitEditor::transferValues handles that case directly anyway.
-void LiveRangeCalc::calculateValues(LiveOutData &LiveOuts) {
+void LiveRangeCalc::calculateValues() {
   assert(Indexes && "Missing SlotIndexes");
   assert(DomTree && "Missing dominator tree");
-  updateSSA(LiveOuts);
-  updateFromLiveIns(LiveOuts);
+  updateSSA();
+  updateFromLiveIns();
 }
 
 
 bool LiveRangeCalc::findReachingDefs(LiveRange &LR, MachineBasicBlock &KillMBB,
-                                     SlotIndex Kill, unsigned PhysReg,
-                                     LiveOutData &LiveOuts) {
+                                     SlotIndex Kill, unsigned PhysReg) {
   unsigned KillMBBNum = KillMBB.getNumber();
 
   // Block numbers where LR should be live-in.
@@ -328,8 +283,8 @@ bool LiveRangeCalc::findReachingDefs(LiveRange &LR, MachineBasicBlock &KillMBB,
        MachineBasicBlock *Pred = *PI;
 
        // Is this a known live-out block?
-       if (LiveOuts.Seen.test(Pred->getNumber())) {
-         if (VNInfo *VNI = LiveOuts.Map[Pred].first) {
+       if (Seen.test(Pred->getNumber())) {
+         if (VNInfo *VNI = Map[Pred].first) {
            if (TheVNI && TheVNI != VNI)
              UniqueVNI = false;
            TheVNI = VNI;
@@ -343,7 +298,7 @@ bool LiveRangeCalc::findReachingDefs(LiveRange &LR, MachineBasicBlock &KillMBB,
        // First time we see Pred.  Try to determine the live-out value, but set
        // it as null if Pred is live-through with an unknown value.
        VNInfo *VNI = LR.extendInBlock(Start, End);
-       LiveOuts.setLiveOutValue(Pred, VNI);
+       setLiveOutValue(Pred, VNI);
        if (VNI) {
          if (TheVNI && TheVNI != VNI)
            UniqueVNI = false;
@@ -378,8 +333,7 @@ bool LiveRangeCalc::findReachingDefs(LiveRange &LR, MachineBasicBlock &KillMBB,
        if (*I == KillMBBNum && Kill.isValid())
          End = Kill;
        else
-         LiveOuts.Map[MF->getBlockNumbered(*I)] =
-           LiveOutPair(TheVNI, nullptr);
+         Map[MF->getBlockNumbered(*I)] = LiveOutPair(TheVNI, nullptr);
        Updater.add(Start, End, TheVNI);
     }
     return true;
@@ -402,7 +356,7 @@ bool LiveRangeCalc::findReachingDefs(LiveRange &LR, MachineBasicBlock &KillMBB,
 
 // This is essentially the same iterative algorithm that SSAUpdater uses,
 // except we already have a dominator tree, so we don't have to recompute it.
-void LiveRangeCalc::updateSSA(LiveOutData &LiveOuts) {
+void LiveRangeCalc::updateSSA() {
   assert(Indexes && "Missing SlotIndexes");
   assert(DomTree && "Missing dominator tree");
 
@@ -423,23 +377,22 @@ void LiveRangeCalc::updateSSA(LiveOutData &LiveOuts) {
 
       // We need a live-in value to a block with no immediate dominator?
       // This is probably an unreachable block that has survived somehow.
-      bool needPHI = !IDom
-                  || !LiveOuts.Seen.test(IDom->getBlock()->getNumber());
+      bool needPHI = !IDom || !Seen.test(IDom->getBlock()->getNumber());
 
       // IDom dominates all of our predecessors, but it may not be their
       // immediate dominator. Check if any of them have live-out values that are
       // properly dominated by IDom. If so, we need a phi-def here.
       if (!needPHI) {
-        IDomValue = LiveOuts.Map[IDom->getBlock()];
+        IDomValue = Map[IDom->getBlock()];
 
         // Cache the DomTree node that defined the value.
         if (IDomValue.first && !IDomValue.second)
-          LiveOuts.Map[IDom->getBlock()].second = IDomValue.second =
+          Map[IDom->getBlock()].second = IDomValue.second =
             DomTree->getNode(Indexes->getMBBFromIndex(IDomValue.first->def));
 
         for (MachineBasicBlock::pred_iterator PI = MBB->pred_begin(),
                PE = MBB->pred_end(); PI != PE; ++PI) {
-          LiveOutPair &Value = LiveOuts.Map[*PI];
+          LiveOutPair &Value = Map[*PI];
           if (!Value.first || Value.first == IDomValue.first)
             continue;
 
@@ -461,7 +414,7 @@ void LiveRangeCalc::updateSSA(LiveOutData &LiveOuts) {
       // The value may be live-through even if Kill is set, as can happen when
       // we are called from extendRange. In that case LiveOutSeen is true, and
       // LiveOut indicates a foreign or missing value.
-      LiveOutPair &LOP = LiveOuts.Map[MBB];
+      LiveOutPair &LOP = Map[MBB];
 
       // Create a phi-def if required.
       if (needPHI) {
index fd494797918053983e852d7d7fa006316d15a6f8..913d09edbdd0ddd1791819c9712af20a9df993f7 100644 (file)
@@ -47,44 +47,30 @@ class LiveRangeCalc {
   /// LiveOutMap - Map basic blocks to the value leaving the block.
   typedef IndexedMap<LiveOutPair, MBB2NumberFunctor> LiveOutMap;
 
-  struct LiveOutData {
-    /// Seen - Bit vector of active entries in LiveOut, also used as a visited
-    /// set by findReachingDefs.  One entry per basic block, indexed by block
-    /// number.  This is kept as a separate bit vector because it can be cleared
-    /// quickly when switching live ranges.
-    BitVector Seen;
-
-    /// LiveOut - Map each basic block where a live range is live out to the
-    /// live-out value and its defining block.
-    ///
-    /// For every basic block, MBB, one of these conditions shall be true:
-    ///
-    ///  1. !Seen.count(MBB->getNumber())
-    ///     Blocks without a Seen bit are ignored.
-    ///  2. LiveOut[MBB].second.getNode() == MBB
-    ///     The live-out value is defined in MBB.
-    ///  3. forall P in preds(MBB): LiveOut[P] == LiveOut[MBB]
-    ///     The live-out value passses through MBB. All predecessors must carry
-    ///     the same value.
-    ///
-    /// The domtree node may be null, it can be computed.
-    ///
-    /// The map can be shared by multiple live ranges as long as no two are
-    /// live-out of the same block.
-    LiveOutMap Map;
-
-    void reset(unsigned NumBlocks) {
-      Seen.clear();
-      Seen.resize(NumBlocks);
-      Map.resize(NumBlocks);
-    }
-
-    void setLiveOutValue(MachineBasicBlock *MBB, VNInfo *VNI) {
-      Seen.set(MBB->getNumber());
-      Map[MBB] = LiveOutPair(VNI, nullptr);
-    }
-  };
-  LiveOutData MainLiveOutData;
+  /// Seen - Bit vector of active entries in LiveOut, also used as a visited
+  /// set by findReachingDefs.  One entry per basic block, indexed by block
+  /// number.  This is kept as a separate bit vector because it can be cleared
+  /// quickly when switching live ranges.
+  BitVector Seen;
+
+  /// LiveOut - Map each basic block where a live range is live out to the
+  /// live-out value and its defining block.
+  ///
+  /// For every basic block, MBB, one of these conditions shall be true:
+  ///
+  ///  1. !Seen.count(MBB->getNumber())
+  ///     Blocks without a Seen bit are ignored.
+  ///  2. LiveOut[MBB].second.getNode() == MBB
+  ///     The live-out value is defined in MBB.
+  ///  3. forall P in preds(MBB): LiveOut[P] == LiveOut[MBB]
+  ///     The live-out value passses through MBB. All predecessors must carry
+  ///     the same value.
+  ///
+  /// The domtree node may be null, it can be computed.
+  ///
+  /// The map can be shared by multiple live ranges as long as no two are
+  /// live-out of the same block.
+  LiveOutMap Map;
 
   /// LiveInBlock - Information about a basic block where a live range is known
   /// to be live-in, but the value has not yet been determined.
@@ -126,19 +112,24 @@ class LiveRangeCalc {
   ///
   /// PhysReg, when set, is used to verify live-in lists on basic blocks.
   bool findReachingDefs(LiveRange &LR, MachineBasicBlock &KillMBB,
-                        SlotIndex Kill, unsigned PhysReg,
-                        LiveOutData &LiveOuts);
+                        SlotIndex Kill, unsigned PhysReg);
 
   /// updateSSA - Compute the values that will be live in to all requested
   /// blocks in LiveIn.  Create PHI-def values as required to preserve SSA form.
   ///
   /// Every live-in block must be jointly dominated by the added live-out
   /// blocks.  No values are read from the live ranges.
-  void updateSSA(LiveOutData &LiveOuts);
+  void updateSSA();
 
   /// Transfer information from the LiveIn vector to the live ranges and update
   /// the given @p LiveOuts.
-  void updateFromLiveIns(LiveOutData &LiveOuts);
+  void updateFromLiveIns();
+
+  /// Extend the live range of @p LR to reach all uses of Reg.
+  ///
+  /// All uses must be jointly dominated by existing liveness.  PHI-defs are
+  /// inserted as needed to preserve SSA form.
+  void extendToUses(LiveRange &LR, unsigned Reg, unsigned LaneMask = ~0u);
 
 public:
   LiveRangeCalc() : MF(nullptr), MRI(nullptr), Indexes(nullptr),
@@ -176,39 +167,16 @@ public:
   /// single existing value, Alloc may be null.
   ///
   /// PhysReg, when set, is used to verify live-in lists on basic blocks.
-  void extend(LiveRange &LR, SlotIndex Kill, unsigned PhysReg,
-              LiveOutData &LiveOuts);
+  void extend(LiveRange &LR, SlotIndex Kill, unsigned PhysReg = 0);
 
-  void extend(LiveRange &LR, SlotIndex Kill) {
-    extend(LR, Kill, 0, MainLiveOutData);
-  }
-
-  /// createDeadDefs - Create a dead def in LI for every def operand of Reg.
-  /// Each instruction defining Reg gets a new VNInfo with a corresponding
-  /// minimal live range.
-  void createDeadDefs(LiveRange &LR, unsigned Reg);
+  /// Calculates liveness for the uses/defs of a given registers.  The results
+  /// are written to @p LR.
+  void calculate(LiveRange &LR, unsigned Reg, bool IgnoreUses);
 
-  /// Subregister aware version of createDeadDefs(LiveRange &LR, unsigned Reg).
-  /// If subregister liveness tracking is enabled new subranges are created as
-  /// necessary when subregister defs are found. As with
-  /// createDeadDefs(LiveRange &LR, unsigned Reg) new short live segments are
-  /// created for every def of LI.reg. The new segments start and end at the
-  /// defining instruction (hence the name "DeadDef").
-  void createDeadDefs(LiveInterval &LI);
-
-  /// extendToUses - Extend the live range of LI to reach all uses of Reg.
-  ///
-  /// All uses must be jointly dominated by existing liveness.  PHI-defs are
-  /// inserted as needed to preserve SSA form.
-  void extendToUses(LiveRange &LR, unsigned Reg);
-
-  /// Subregister aware version of extendToUses(LiveRange &LR, unsigned Reg).
-  /// If subregister liveness tracking is enabled new subranges are created
-  /// as necessary when subregister uses are found. As with
-  /// extendToUses(LiveRange &LR, unsigned Reg) the segments existing at the
-  /// defs are extend until they reach all uses. New value numbers are created
-  /// at CFG joins as necessary (SSA construction).
-  void extendToUses(LiveInterval &LI);
+  /// Calculates liveness for the register specified in live interval @p LI.
+  /// Creates subregister live ranges as needed if subreg liveness tracking is
+  /// enabled.
+  void calculate(LiveInterval &LI);
 
   //===--------------------------------------------------------------------===//
   // Low-level interface.
@@ -230,7 +198,8 @@ public:
   /// VNI may be null only if MBB is a live-through block also passed to
   /// addLiveInBlock().
   void setLiveOutValue(MachineBasicBlock *MBB, VNInfo *VNI) {
-    MainLiveOutData.setLiveOutValue(MBB, VNI);
+    Seen.set(MBB->getNumber());
+    Map[MBB] = LiveOutPair(VNI, nullptr);
   }
 
   /// addLiveInBlock - Add a block with an unknown live-in value.  This
@@ -255,11 +224,7 @@ public:
   ///
   /// Every predecessor of a live-in block must have been given a value with
   /// setLiveOutValue, the value may be null for live-trough blocks.
-  void calculateValues(LiveOutData &LiveOuts);
-
-  void calculateValues() {
-    calculateValues(MainLiveOutData);
-  }
+  void calculateValues();
 };
 
 } // end namespace llvm