lib/CodeGen/InlineSpiller.cpp

   1 //===-------- InlineSpiller.cpp - Insert spills and restores inline -------===//
   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 // The inline spiller modifies the machine function directly instead of
  11 // inserting spills and restores in VirtRegMap.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #define DEBUG_TYPE "regalloc"
  16 #include "Spiller.h"
  17 #include "VirtRegMap.h"
  18 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  19 #include "llvm/ADT/TinyPtrVector.h"
  20 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
  21 #include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
  22 #include "llvm/CodeGen/LiveRangeEdit.h"
  23 #include "llvm/CodeGen/LiveStackAnalysis.h"
  24 #include "llvm/CodeGen/MachineDominators.h"
  25 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBundle.h"
  26 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  27 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
  28 #include "llvm/CodeGen/MachineLoopInfo.h"
  29 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  30 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  31 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  32 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  33 #include "llvm/Support/Debug.h"
  34 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  35
  36 using namespace llvm;
  37
  38 STATISTIC(NumSpilledRanges,   "Number of spilled live ranges");
  39 STATISTIC(NumSnippets,        "Number of spilled snippets");
  40 STATISTIC(NumSpills,          "Number of spills inserted");
  41 STATISTIC(NumSpillsRemoved,   "Number of spills removed");
  42 STATISTIC(NumReloads,         "Number of reloads inserted");
  43 STATISTIC(NumReloadsRemoved,  "Number of reloads removed");
  44 STATISTIC(NumFolded,          "Number of folded stack accesses");
  45 STATISTIC(NumFoldedLoads,     "Number of folded loads");
  46 STATISTIC(NumRemats,          "Number of rematerialized defs for spilling");
  47 STATISTIC(NumOmitReloadSpill, "Number of omitted spills of reloads");
  48 STATISTIC(NumHoists,          "Number of hoisted spills");
  49
  50 static cl::opt<bool> DisableHoisting("disable-spill-hoist", cl::Hidden,
  51                                      cl::desc("Disable inline spill hoisting"));
  52
  53 namespace {
  54 class InlineSpiller : public Spiller {
  55   MachineFunction &MF;
  56   LiveIntervals &LIS;
  57   LiveStacks &LSS;
  58   AliasAnalysis *AA;
  59   MachineDominatorTree &MDT;
  60   MachineLoopInfo &Loops;
  61   VirtRegMap &VRM;
  62   MachineFrameInfo &MFI;
  63   MachineRegisterInfo &MRI;
  64   const TargetInstrInfo &TII;
  65   const TargetRegisterInfo &TRI;
  66
  67   // Variables that are valid during spill(), but used by multiple methods.
  68   LiveRangeEdit *Edit;
  69   LiveInterval *StackInt;
  70   int StackSlot;
  71   unsigned Original;
  72
  73   // All registers to spill to StackSlot, including the main register.
  74   SmallVector<unsigned, 8> RegsToSpill;
  75
  76   // All COPY instructions to/from snippets.
  77   // They are ignored since both operands refer to the same stack slot.
  78   SmallPtrSet<MachineInstr*, 8> SnippetCopies;
  79
  80   // Values that failed to remat at some point.
  81   SmallPtrSet<VNInfo*, 8> UsedValues;
  82
  83 public:
  84   // Information about a value that was defined by a copy from a sibling
  85   // register.
  86   struct SibValueInfo {
  87     // True when all reaching defs were reloads: No spill is necessary.
  88     bool AllDefsAreReloads;
  89
  90     // True when value is defined by an original PHI not from splitting.
  91     bool DefByOrigPHI;
  92
  93     // True when the COPY defining this value killed its source.
  94     bool KillsSource;
  95
  96     // The preferred register to spill.
  97     unsigned SpillReg;
  98
  99     // The value of SpillReg that should be spilled.
 100     VNInfo *SpillVNI;
 101
 102     // The block where SpillVNI should be spilled. Currently, this must be the
 103     // block containing SpillVNI->def.
 104     MachineBasicBlock *SpillMBB;
 105
 106     // A defining instruction that is not a sibling copy or a reload, or NULL.
 107     // This can be used as a template for rematerialization.
 108     MachineInstr *DefMI;
 109
 110     // List of values that depend on this one.  These values are actually the
 111     // same, but live range splitting has placed them in different registers,
 112     // or SSA update needed to insert PHI-defs to preserve SSA form.  This is
 113     // copies of the current value and phi-kills.  Usually only phi-kills cause
 114     // more than one dependent value.
 115     TinyPtrVector<VNInfo*> Deps;
 116
 117     SibValueInfo(unsigned Reg, VNInfo *VNI)
 118       : AllDefsAreReloads(true), DefByOrigPHI(false), KillsSource(false),
 119         SpillReg(Reg), SpillVNI(VNI), SpillMBB(0), DefMI(0) {}
 120
 121     // Returns true when a def has been found.
 122     bool hasDef() const { return DefByOrigPHI || DefMI; }
 123   };
 124
 125 private:
 126   // Values in RegsToSpill defined by sibling copies.
 127   typedef DenseMap<VNInfo*, SibValueInfo> SibValueMap;
 128   SibValueMap SibValues;
 129
 130   // Dead defs generated during spilling.
 131   SmallVector<MachineInstr*, 8> DeadDefs;
 132
 133   ~InlineSpiller() {}
 134
 135 public:
 136   InlineSpiller(MachineFunctionPass &pass,
 137                 MachineFunction &mf,
 138                 VirtRegMap &vrm)
 139     : MF(mf),
 140       LIS(pass.getAnalysis<LiveIntervals>()),
 141       LSS(pass.getAnalysis<LiveStacks>()),
 142       AA(&pass.getAnalysis<AliasAnalysis>()),
 143       MDT(pass.getAnalysis<MachineDominatorTree>()),
 144       Loops(pass.getAnalysis<MachineLoopInfo>()),
 145       VRM(vrm),
 146       MFI(*mf.getFrameInfo()),
 147       MRI(mf.getRegInfo()),
 148       TII(*mf.getTarget().getInstrInfo()),
 149       TRI(*mf.getTarget().getRegisterInfo()) {}
 150
 151   void spill(LiveRangeEdit &);
 152
 153 private:
 154   bool isSnippet(const LiveInterval &SnipLI);
 155   void collectRegsToSpill();
 156
 157   bool isRegToSpill(unsigned Reg) {
 158     return std::find(RegsToSpill.begin(),
 159                      RegsToSpill.end(), Reg) != RegsToSpill.end();
 160   }
 161
 162   bool isSibling(unsigned Reg);
 163   MachineInstr *traceSiblingValue(unsigned, VNInfo*, VNInfo*);
 164   void propagateSiblingValue(SibValueMap::iterator, VNInfo *VNI = 0);
 165   void analyzeSiblingValues();
 166
 167   bool hoistSpill(LiveInterval &SpillLI, MachineInstr *CopyMI);
 168   void eliminateRedundantSpills(LiveInterval &LI, VNInfo *VNI);
 169
 170   void markValueUsed(LiveInterval*, VNInfo*);
 171   bool reMaterializeFor(LiveInterval&, MachineBasicBlock::iterator MI);
 172   void reMaterializeAll();
 173
 174   bool coalesceStackAccess(MachineInstr *MI, unsigned Reg);
 175   bool foldMemoryOperand(ArrayRef<std::pair<MachineInstr*, unsigned> >,
 176                          MachineInstr *LoadMI = 0);
 177   void insertReload(LiveInterval &NewLI, SlotIndex,
 178                     MachineBasicBlock::iterator MI);
 179   void insertSpill(LiveInterval &NewLI, const LiveInterval &OldLI,
 180                    SlotIndex, MachineBasicBlock::iterator MI);
 181
 182   void spillAroundUses(unsigned Reg);
 183   void spillAll();
 184 };
 185 }
 186
 187 namespace llvm {
 188 Spiller *createInlineSpiller(MachineFunctionPass &pass,
 189                              MachineFunction &mf,
 190                              VirtRegMap &vrm) {
 191   return new InlineSpiller(pass, mf, vrm);
 192 }
 193 }
 194
 195 //===----------------------------------------------------------------------===//
 196 //                                Snippets
 197 //===----------------------------------------------------------------------===//
 198
 199 // When spilling a virtual register, we also spill any snippets it is connected
 200 // to. The snippets are small live ranges that only have a single real use,
 201 // leftovers from live range splitting. Spilling them enables memory operand
 202 // folding or tightens the live range around the single use.
 203 //
 204 // This minimizes register pressure and maximizes the store-to-load distance for
 205 // spill slots which can be important in tight loops.
 206
 207 /// isFullCopyOf - If MI is a COPY to or from Reg, return the other register,
 208 /// otherwise return 0.
 209 static unsigned isFullCopyOf(const MachineInstr *MI, unsigned Reg) {
 210   if (!MI->isFullCopy())
 211     return 0;
 212   if (MI->getOperand(0).getReg() == Reg)
 213       return MI->getOperand(1).getReg();
 214   if (MI->getOperand(1).getReg() == Reg)
 215       return MI->getOperand(0).getReg();
 216   return 0;
 217 }
 218
 219 /// isSnippet - Identify if a live interval is a snippet that should be spilled.
 220 /// It is assumed that SnipLI is a virtual register with the same original as
 221 /// Edit->getReg().
 222 bool InlineSpiller::isSnippet(const LiveInterval &SnipLI) {
 223   unsigned Reg = Edit->getReg();
 224
 225   // A snippet is a tiny live range with only a single instruction using it
 226   // besides copies to/from Reg or spills/fills. We accept:
 227   //
 228   //   %snip = COPY %Reg / FILL fi#
 229   //   %snip = USE %snip
 230   //   %Reg = COPY %snip / SPILL %snip, fi#
 231   //
 232   if (SnipLI.getNumValNums() > 2 || !LIS.intervalIsInOneMBB(SnipLI))
 233     return false;
 234
 235   MachineInstr *UseMI = 0;
 236
 237   // Check that all uses satisfy our criteria.
 238   for (MachineRegisterInfo::reg_nodbg_iterator
 239          RI = MRI.reg_nodbg_begin(SnipLI.reg);
 240        MachineInstr *MI = RI.skipInstruction();) {
 241
 242     // Allow copies to/from Reg.
 243     if (isFullCopyOf(MI, Reg))
 244       continue;
 245
 246     // Allow stack slot loads.
 247     int FI;
 248     if (SnipLI.reg == TII.isLoadFromStackSlot(MI, FI) && FI == StackSlot)
 249       continue;
 250
 251     // Allow stack slot stores.
 252     if (SnipLI.reg == TII.isStoreToStackSlot(MI, FI) && FI == StackSlot)
 253       continue;
 254
 255     // Allow a single additional instruction.
 256     if (UseMI && MI != UseMI)
 257       return false;
 258     UseMI = MI;
 259   }
 260   return true;
 261 }
 262
 263 /// collectRegsToSpill - Collect live range snippets that only have a single
 264 /// real use.
 265 void InlineSpiller::collectRegsToSpill() {
 266   unsigned Reg = Edit->getReg();
 267
 268   // Main register always spills.
 269   RegsToSpill.assign(1, Reg);
 270   SnippetCopies.clear();
 271
 272   // Snippets all have the same original, so there can't be any for an original
 273   // register.
 274   if (Original == Reg)
 275     return;
 276
 277   for (MachineRegisterInfo::reg_iterator RI = MRI.reg_begin(Reg);
 278        MachineInstr *MI = RI.skipInstruction();) {
 279     unsigned SnipReg = isFullCopyOf(MI, Reg);
 280     if (!isSibling(SnipReg))
 281       continue;
 282     LiveInterval &SnipLI = LIS.getInterval(SnipReg);
 283     if (!isSnippet(SnipLI))
 284       continue;
 285     SnippetCopies.insert(MI);
 286     if (isRegToSpill(SnipReg))
 287       continue;
 288     RegsToSpill.push_back(SnipReg);
 289     DEBUG(dbgs() << "\talso spill snippet " << SnipLI << '\n');
 290     ++NumSnippets;
 291   }
 292 }
 293
 294
 295 //===----------------------------------------------------------------------===//
 296 //                            Sibling Values
 297 //===----------------------------------------------------------------------===//
 298
 299 // After live range splitting, some values to be spilled may be defined by
 300 // copies from sibling registers. We trace the sibling copies back to the
 301 // original value if it still exists. We need it for rematerialization.
 302 //
 303 // Even when the value can't be rematerialized, we still want to determine if
 304 // the value has already been spilled, or we may want to hoist the spill from a
 305 // loop.
 306
 307 bool InlineSpiller::isSibling(unsigned Reg) {
 308   return TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg) &&
 309            VRM.getOriginal(Reg) == Original;
 310 }
 311
 312 #ifndef NDEBUG
 313 static raw_ostream &operator<<(raw_ostream &OS,
 314                                const InlineSpiller::SibValueInfo &SVI) {
 315   OS << "spill " << PrintReg(SVI.SpillReg) << ':'
 316      << SVI.SpillVNI->id << '@' << SVI.SpillVNI->def;
 317   if (SVI.SpillMBB)
 318     OS << " in BB#" << SVI.SpillMBB->getNumber();
 319   if (SVI.AllDefsAreReloads)
 320     OS << " all-reloads";
 321   if (SVI.DefByOrigPHI)
 322     OS << " orig-phi";
 323   if (SVI.KillsSource)
 324     OS << " kill";
 325   OS << " deps[";
 326   for (unsigned i = 0, e = SVI.Deps.size(); i != e; ++i)
 327     OS << ' ' << SVI.Deps[i]->id << '@' << SVI.Deps[i]->def;
 328   OS << " ]";
 329   if (SVI.DefMI)
 330     OS << " def: " << *SVI.DefMI;
 331   else
 332     OS << '\n';
 333   return OS;
 334 }
 335 #endif
 336
 337 /// propagateSiblingValue - Propagate the value in SVI to dependents if it is
 338 /// known.  Otherwise remember the dependency for later.
 339 ///
 340 /// @param SVI SibValues entry to propagate.
 341 /// @param VNI Dependent value, or NULL to propagate to all saved dependents.
 342 void InlineSpiller::propagateSiblingValue(SibValueMap::iterator SVI,
 343                                           VNInfo *VNI) {
 344   // When VNI is non-NULL, add it to SVI's deps, and only propagate to that.
 345   TinyPtrVector<VNInfo*> FirstDeps;
 346   if (VNI) {
 347     FirstDeps.push_back(VNI);
 348     SVI->second.Deps.push_back(VNI);
 349   }
 350
 351   // Has the value been completely determined yet?  If not, defer propagation.
 352   if (!SVI->second.hasDef())
 353     return;
 354
 355   // Work list of values to propagate.  It would be nice to use a SetVector
 356   // here, but then we would be forced to use a SmallSet.
 357   SmallVector<SibValueMap::iterator, 8> WorkList(1, SVI);
 358   SmallPtrSet<VNInfo*, 8> WorkSet;
 359
 360   do {
 361     SVI = WorkList.pop_back_val();
 362     WorkSet.erase(SVI->first);
 363     TinyPtrVector<VNInfo*> *Deps = VNI ? &FirstDeps : &SVI->second.Deps;
 364     VNI = 0;
 365
 366     SibValueInfo &SV = SVI->second;
 367     if (!SV.SpillMBB)
 368       SV.SpillMBB = LIS.getMBBFromIndex(SV.SpillVNI->def);
 369
 370     DEBUG(dbgs() << "  prop to " << Deps->size() << ": "
 371                  << SVI->first->id << '@' << SVI->first->def << ":\t" << SV);
 372
 373     assert(SV.hasDef() && "Propagating undefined value");
 374
 375     // Should this value be propagated as a preferred spill candidate?  We don't
 376     // propagate values of registers that are about to spill.
 377     bool PropSpill = !DisableHoisting && !isRegToSpill(SV.SpillReg);
 378     unsigned SpillDepth = ~0u;
 379
 380     for (TinyPtrVector<VNInfo*>::iterator DepI = Deps->begin(),
 381          DepE = Deps->end(); DepI != DepE; ++DepI) {
 382       SibValueMap::iterator DepSVI = SibValues.find(*DepI);
 383       assert(DepSVI != SibValues.end() && "Dependent value not in SibValues");
 384       SibValueInfo &DepSV = DepSVI->second;
 385       if (!DepSV.SpillMBB)
 386         DepSV.SpillMBB = LIS.getMBBFromIndex(DepSV.SpillVNI->def);
 387
 388       bool Changed = false;
 389
 390       // Propagate defining instruction.
 391       if (!DepSV.hasDef()) {
 392         Changed = true;
 393         DepSV.DefMI = SV.DefMI;
 394         DepSV.DefByOrigPHI = SV.DefByOrigPHI;
 395       }
 396
 397       // Propagate AllDefsAreReloads.  For PHI values, this computes an AND of
 398       // all predecessors.
 399       if (!SV.AllDefsAreReloads && DepSV.AllDefsAreReloads) {
 400         Changed = true;
 401         DepSV.AllDefsAreReloads = false;
 402       }
 403
 404       // Propagate best spill value.
 405       if (PropSpill && SV.SpillVNI != DepSV.SpillVNI) {
 406         if (SV.SpillMBB == DepSV.SpillMBB) {
 407           // DepSV is in the same block.  Hoist when dominated.
 408           if (DepSV.KillsSource && SV.SpillVNI->def < DepSV.SpillVNI->def) {
 409             // This is an alternative def earlier in the same MBB.
 410             // Hoist the spill as far as possible in SpillMBB. This can ease
 411             // register pressure:
 412             //
 413             //   x = def
 414             //   y = use x
 415             //   s = copy x
 416             //
 417             // Hoisting the spill of s to immediately after the def removes the
 418             // interference between x and y:
 419             //
 420             //   x = def
 421             //   spill x
 422             //   y = use x<kill>
 423             //
 424             // This hoist only helps when the DepSV copy kills its source.
 425             Changed = true;
 426             DepSV.SpillReg = SV.SpillReg;
 427             DepSV.SpillVNI = SV.SpillVNI;
 428             DepSV.SpillMBB = SV.SpillMBB;
 429           }
 430         } else {
 431           // DepSV is in a different block.
 432           if (SpillDepth == ~0u)
 433             SpillDepth = Loops.getLoopDepth(SV.SpillMBB);
 434
 435           // Also hoist spills to blocks with smaller loop depth, but make sure
 436           // that the new value dominates.  Non-phi dependents are always
 437           // dominated, phis need checking.
 438           if ((Loops.getLoopDepth(DepSV.SpillMBB) > SpillDepth) &&
 439               (!DepSVI->first->isPHIDef() ||
 440                MDT.dominates(SV.SpillMBB, DepSV.SpillMBB))) {
 441             Changed = true;
 442             DepSV.SpillReg = SV.SpillReg;
 443             DepSV.SpillVNI = SV.SpillVNI;
 444             DepSV.SpillMBB = SV.SpillMBB;
 445           }
 446         }
 447       }
 448
 449       if (!Changed)
 450         continue;
 451
 452       // Something changed in DepSVI. Propagate to dependents.
 453       if (WorkSet.insert(DepSVI->first))
 454         WorkList.push_back(DepSVI);
 455
 456       DEBUG(dbgs() << "  update " << DepSVI->first->id << '@'
 457             << DepSVI->first->def << " to:\t" << DepSV);
 458     }
 459   } while (!WorkList.empty());
 460 }
 461
 462 /// traceSiblingValue - Trace a value that is about to be spilled back to the
 463 /// real defining instructions by looking through sibling copies. Always stay
 464 /// within the range of OrigVNI so the registers are known to carry the same
 465 /// value.
 466 ///
 467 /// Determine if the value is defined by all reloads, so spilling isn't
 468 /// necessary - the value is already in the stack slot.
 469 ///
 470 /// Return a defining instruction that may be a candidate for rematerialization.
 471 ///
 472 MachineInstr *InlineSpiller::traceSiblingValue(unsigned UseReg, VNInfo *UseVNI,
 473                                                VNInfo *OrigVNI) {
 474   // Check if a cached value already exists.
 475   SibValueMap::iterator SVI;
 476   bool Inserted;
 477   tie(SVI, Inserted) =
 478     SibValues.insert(std::make_pair(UseVNI, SibValueInfo(UseReg, UseVNI)));
 479   if (!Inserted) {
 480     DEBUG(dbgs() << "Cached value " << PrintReg(UseReg) << ':'
 481                  << UseVNI->id << '@' << UseVNI->def << ' ' << SVI->second);
 482     return SVI->second.DefMI;
 483   }
 484
 485   DEBUG(dbgs() << "Tracing value " << PrintReg(UseReg) << ':'
 486                << UseVNI->id << '@' << UseVNI->def << '\n');
 487
 488   // List of (Reg, VNI) that have been inserted into SibValues, but need to be
 489   // processed.
 490   SmallVector<std::pair<unsigned, VNInfo*>, 8> WorkList;
 491   WorkList.push_back(std::make_pair(UseReg, UseVNI));
 492
 493   do {
 494     unsigned Reg;
 495     VNInfo *VNI;
 496     tie(Reg, VNI) = WorkList.pop_back_val();
 497     DEBUG(dbgs() << "  " << PrintReg(Reg) << ':' << VNI->id << '@' << VNI->def
 498                  << ":\t");
 499
 500     // First check if this value has already been computed.
 501     SVI = SibValues.find(VNI);
 502     assert(SVI != SibValues.end() && "Missing SibValues entry");
 503
 504     // Trace through PHI-defs created by live range splitting.
 505     if (VNI->isPHIDef()) {
 506       // Stop at original PHIs.  We don't know the value at the predecessors.
 507       if (VNI->def == OrigVNI->def) {
 508         DEBUG(dbgs() << "orig phi value\n");
 509         SVI->second.DefByOrigPHI = true;
 510         SVI->second.AllDefsAreReloads = false;
 511         propagateSiblingValue(SVI);
 512         continue;
 513       }
 514
 515       // This is a PHI inserted by live range splitting.  We could trace the
 516       // live-out value from predecessor blocks, but that search can be very
 517       // expensive if there are many predecessors and many more PHIs as
 518       // generated by tail-dup when it sees an indirectbr.  Instead, look at
 519       // all the non-PHI defs that have the same value as OrigVNI.  They must
 520       // jointly dominate VNI->def.  This is not optimal since VNI may actually
 521       // be jointly dominated by a smaller subset of defs, so there is a change
 522       // we will miss a AllDefsAreReloads optimization.
 523
 524       // Separate all values dominated by OrigVNI into PHIs and non-PHIs.
 525       SmallVector<VNInfo*, 8> PHIs, NonPHIs;
 526       LiveInterval &LI = LIS.getInterval(Reg);
 527       LiveInterval &OrigLI = LIS.getInterval(Original);
 528
 529       for (LiveInterval::vni_iterator VI = LI.vni_begin(), VE = LI.vni_end();
 530            VI != VE; ++VI) {
 531         VNInfo *VNI2 = *VI;
 532         if (VNI2->isUnused())
 533           continue;
 534         if (!OrigLI.containsOneValue() &&
 535             OrigLI.getVNInfoAt(VNI2->def) != OrigVNI)
 536           continue;
 537         if (VNI2->isPHIDef() && VNI2->def != OrigVNI->def)
 538           PHIs.push_back(VNI2);
 539         else
 540           NonPHIs.push_back(VNI2);
 541       }
 542       DEBUG(dbgs() << "split phi value, checking " << PHIs.size()
 543                    << " phi-defs, and " << NonPHIs.size()
 544                    << " non-phi/orig defs\n");
 545
 546       // Create entries for all the PHIs.  Don't add them to the worklist, we
 547       // are processing all of them in one go here.
 548       for (unsigned i = 0, e = PHIs.size(); i != e; ++i)
 549         SibValues.insert(std::make_pair(PHIs[i], SibValueInfo(Reg, PHIs[i])));
 550
 551       // Add every PHI as a dependent of all the non-PHIs.
 552       for (unsigned i = 0, e = NonPHIs.size(); i != e; ++i) {
 553         VNInfo *NonPHI = NonPHIs[i];
 554         // Known value? Try an insertion.
 555         tie(SVI, Inserted) =
 556           SibValues.insert(std::make_pair(NonPHI, SibValueInfo(Reg, NonPHI)));
 557         // Add all the PHIs as dependents of NonPHI.
 558         for (unsigned pi = 0, pe = PHIs.size(); pi != pe; ++pi)
 559           SVI->second.Deps.push_back(PHIs[pi]);
 560         // This is the first time we see NonPHI, add it to the worklist.
 561         if (Inserted)
 562           WorkList.push_back(std::make_pair(Reg, NonPHI));
 563         else
 564           // Propagate to all inserted PHIs, not just VNI.
 565           propagateSiblingValue(SVI);
 566       }
 567
 568       // Next work list item.
 569       continue;
 570     }
 571
 572     MachineInstr *MI = LIS.getInstructionFromIndex(VNI->def);
 573     assert(MI && "Missing def");
 574
 575     // Trace through sibling copies.
 576     if (unsigned SrcReg = isFullCopyOf(MI, Reg)) {
 577       if (isSibling(SrcReg)) {
 578         LiveInterval &SrcLI = LIS.getInterval(SrcReg);
 579         LiveRangeQuery SrcQ(SrcLI, VNI->def);
 580         assert(SrcQ.valueIn() && "Copy from non-existing value");
 581         // Check if this COPY kills its source.
 582         SVI->second.KillsSource = SrcQ.isKill();
 583         VNInfo *SrcVNI = SrcQ.valueIn();
 584         DEBUG(dbgs() << "copy of " << PrintReg(SrcReg) << ':'
 585                      << SrcVNI->id << '@' << SrcVNI->def
 586                      << " kill=" << unsigned(SVI->second.KillsSource) << '\n');
 587         // Known sibling source value? Try an insertion.
 588         tie(SVI, Inserted) = SibValues.insert(std::make_pair(SrcVNI,
 589                                                  SibValueInfo(SrcReg, SrcVNI)));
 590         // This is the first time we see Src, add it to the worklist.
 591         if (Inserted)
 592           WorkList.push_back(std::make_pair(SrcReg, SrcVNI));
 593         propagateSiblingValue(SVI, VNI);
 594         // Next work list item.
 595         continue;
 596       }
 597     }
 598
 599     // Track reachable reloads.
 600     SVI->second.DefMI = MI;
 601     SVI->second.SpillMBB = MI->getParent();
 602     int FI;
 603     if (Reg == TII.isLoadFromStackSlot(MI, FI) && FI == StackSlot) {
 604       DEBUG(dbgs() << "reload\n");
 605       propagateSiblingValue(SVI);
 606       // Next work list item.
 607       continue;
 608     }
 609
 610     // Potential remat candidate.
 611     DEBUG(dbgs() << "def " << *MI);
 612     SVI->second.AllDefsAreReloads = false;
 613     propagateSiblingValue(SVI);
 614   } while (!WorkList.empty());
 615
 616   // Look up the value we were looking for.  We already did this lokup at the
 617   // top of the function, but SibValues may have been invalidated.
 618   SVI = SibValues.find(UseVNI);
 619   assert(SVI != SibValues.end() && "Didn't compute requested info");
 620   DEBUG(dbgs() << "  traced to:\t" << SVI->second);
 621   return SVI->second.DefMI;
 622 }
 623
 624 /// analyzeSiblingValues - Trace values defined by sibling copies back to
 625 /// something that isn't a sibling copy.
 626 ///
 627 /// Keep track of values that may be rematerializable.
 628 void InlineSpiller::analyzeSiblingValues() {
 629   SibValues.clear();
 630
 631   // No siblings at all?
 632   if (Edit->getReg() == Original)
 633     return;
 634
 635   LiveInterval &OrigLI = LIS.getInterval(Original);
 636   for (unsigned i = 0, e = RegsToSpill.size(); i != e; ++i) {
 637     unsigned Reg = RegsToSpill[i];
 638     LiveInterval &LI = LIS.getInterval(Reg);
 639     for (LiveInterval::const_vni_iterator VI = LI.vni_begin(),
 640          VE = LI.vni_end(); VI != VE; ++VI) {
 641       VNInfo *VNI = *VI;
 642       if (VNI->isUnused())
 643         continue;
 644       MachineInstr *DefMI = 0;
 645       if (!VNI->isPHIDef()) {
 646        DefMI = LIS.getInstructionFromIndex(VNI->def);
 647        assert(DefMI && "No defining instruction");
 648       }
 649       // Check possible sibling copies.
 650       if (VNI->isPHIDef() || DefMI->isCopy()) {
 651         VNInfo *OrigVNI = OrigLI.getVNInfoAt(VNI->def);
 652         assert(OrigVNI && "Def outside original live range");
 653         if (OrigVNI->def != VNI->def)
 654           DefMI = traceSiblingValue(Reg, VNI, OrigVNI);
 655       }
 656       if (DefMI && Edit->checkRematerializable(VNI, DefMI, AA)) {
 657         DEBUG(dbgs() << "Value " << PrintReg(Reg) << ':' << VNI->id << '@'
 658                      << VNI->def << " may remat from " << *DefMI);
 659       }
 660     }
 661   }
 662 }
 663
 664 /// hoistSpill - Given a sibling copy that defines a value to be spilled, insert
 665 /// a spill at a better location.
 666 bool InlineSpiller::hoistSpill(LiveInterval &SpillLI, MachineInstr *CopyMI) {
 667   SlotIndex Idx = LIS.getInstructionIndex(CopyMI);
 668   VNInfo *VNI = SpillLI.getVNInfoAt(Idx.getRegSlot());
 669   assert(VNI && VNI->def == Idx.getRegSlot() && "Not defined by copy");
 670   SibValueMap::iterator I = SibValues.find(VNI);
 671   if (I == SibValues.end())
 672     return false;
 673
 674   const SibValueInfo &SVI = I->second;
 675
 676   // Let the normal folding code deal with the boring case.
 677   if (!SVI.AllDefsAreReloads && SVI.SpillVNI == VNI)
 678     return false;
 679
 680   // SpillReg may have been deleted by remat and DCE.
 681   if (!LIS.hasInterval(SVI.SpillReg)) {
 682     DEBUG(dbgs() << "Stale interval: " << PrintReg(SVI.SpillReg) << '\n');
 683     SibValues.erase(I);
 684     return false;
 685   }
 686
 687   LiveInterval &SibLI = LIS.getInterval(SVI.SpillReg);
 688   if (!SibLI.containsValue(SVI.SpillVNI)) {
 689     DEBUG(dbgs() << "Stale value: " << PrintReg(SVI.SpillReg) << '\n');
 690     SibValues.erase(I);
 691     return false;
 692   }
 693
 694   // Conservatively extend the stack slot range to the range of the original
 695   // value. We may be able to do better with stack slot coloring by being more
 696   // careful here.
 697   assert(StackInt && "No stack slot assigned yet.");
 698   LiveInterval &OrigLI = LIS.getInterval(Original);
 699   VNInfo *OrigVNI = OrigLI.getVNInfoAt(Idx);
 700   StackInt->MergeValueInAsValue(OrigLI, OrigVNI, StackInt->getValNumInfo(0));
 701   DEBUG(dbgs() << "\tmerged orig valno " << OrigVNI->id << ": "
 702                << *StackInt << '\n');
 703
 704   // Already spilled everywhere.
 705   if (SVI.AllDefsAreReloads) {
 706     DEBUG(dbgs() << "\tno spill needed: " << SVI);
 707     ++NumOmitReloadSpill;
 708     return true;
 709   }
 710   // We are going to spill SVI.SpillVNI immediately after its def, so clear out
 711   // any later spills of the same value.
 712   eliminateRedundantSpills(SibLI, SVI.SpillVNI);
 713
 714   MachineBasicBlock *MBB = LIS.getMBBFromIndex(SVI.SpillVNI->def);
 715   MachineBasicBlock::iterator MII;
 716   if (SVI.SpillVNI->isPHIDef())
 717     MII = MBB->SkipPHIsAndLabels(MBB->begin());
 718   else {
 719     MachineInstr *DefMI = LIS.getInstructionFromIndex(SVI.SpillVNI->def);
 720     assert(DefMI && "Defining instruction disappeared");
 721     MII = DefMI;
 722     ++MII;
 723   }
 724   // Insert spill without kill flag immediately after def.
 725   TII.storeRegToStackSlot(*MBB, MII, SVI.SpillReg, false, StackSlot,
 726                           MRI.getRegClass(SVI.SpillReg), &TRI);
 727   --MII; // Point to store instruction.
 728   LIS.InsertMachineInstrInMaps(MII);
 729   DEBUG(dbgs() << "\thoisted: " << SVI.SpillVNI->def << '\t' << *MII);
 730
 731   ++NumSpills;
 732   ++NumHoists;
 733   return true;
 734 }
 735
 736 /// eliminateRedundantSpills - SLI:VNI is known to be on the stack. Remove any
 737 /// redundant spills of this value in SLI.reg and sibling copies.
 738 void InlineSpiller::eliminateRedundantSpills(LiveInterval &SLI, VNInfo *VNI) {
 739   assert(VNI && "Missing value");
 740   SmallVector<std::pair<LiveInterval*, VNInfo*>, 8> WorkList;
 741   WorkList.push_back(std::make_pair(&SLI, VNI));
 742   assert(StackInt && "No stack slot assigned yet.");
 743
 744   do {
 745     LiveInterval *LI;
 746     tie(LI, VNI) = WorkList.pop_back_val();
 747     unsigned Reg = LI->reg;
 748     DEBUG(dbgs() << "Checking redundant spills for "
 749                  << VNI->id << '@' << VNI->def << " in " << *LI << '\n');
 750
 751     // Regs to spill are taken care of.
 752     if (isRegToSpill(Reg))
 753       continue;
 754
 755     // Add all of VNI's live range to StackInt.
 756     StackInt->MergeValueInAsValue(*LI, VNI, StackInt->getValNumInfo(0));
 757     DEBUG(dbgs() << "Merged to stack int: " << *StackInt << '\n');
 758
 759     // Find all spills and copies of VNI.
 760     for (MachineRegisterInfo::use_nodbg_iterator UI = MRI.use_nodbg_begin(Reg);
 761          MachineInstr *MI = UI.skipInstruction();) {
 762       if (!MI->isCopy() && !MI->mayStore())
 763         continue;
 764       SlotIndex Idx = LIS.getInstructionIndex(MI);
 765       if (LI->getVNInfoAt(Idx) != VNI)
 766         continue;
 767
 768       // Follow sibling copies down the dominator tree.
 769       if (unsigned DstReg = isFullCopyOf(MI, Reg)) {
 770         if (isSibling(DstReg)) {
 771            LiveInterval &DstLI = LIS.getInterval(DstReg);
 772            VNInfo *DstVNI = DstLI.getVNInfoAt(Idx.getRegSlot());
 773            assert(DstVNI && "Missing defined value");
 774            assert(DstVNI->def == Idx.getRegSlot() && "Wrong copy def slot");
 775            WorkList.push_back(std::make_pair(&DstLI, DstVNI));
 776         }
 777         continue;
 778       }
 779
 780       // Erase spills.
 781       int FI;
 782       if (Reg == TII.isStoreToStackSlot(MI, FI) && FI == StackSlot) {
 783         DEBUG(dbgs() << "Redundant spill " << Idx << '\t' << *MI);
 784         // eliminateDeadDefs won't normally remove stores, so switch opcode.
 785         MI->setDesc(TII.get(TargetOpcode::KILL));
 786         DeadDefs.push_back(MI);
 787         ++NumSpillsRemoved;
 788         --NumSpills;
 789       }
 790     }
 791   } while (!WorkList.empty());
 792 }
 793
 794
 795 //===----------------------------------------------------------------------===//
 796 //                            Rematerialization
 797 //===----------------------------------------------------------------------===//
 798
 799 /// markValueUsed - Remember that VNI failed to rematerialize, so its defining
 800 /// instruction cannot be eliminated. See through snippet copies
 801 void InlineSpiller::markValueUsed(LiveInterval *LI, VNInfo *VNI) {
 802   SmallVector<std::pair<LiveInterval*, VNInfo*>, 8> WorkList;
 803   WorkList.push_back(std::make_pair(LI, VNI));
 804   do {
 805     tie(LI, VNI) = WorkList.pop_back_val();
 806     if (!UsedValues.insert(VNI))
 807       continue;
 808
 809     if (VNI->isPHIDef()) {
 810       MachineBasicBlock *MBB = LIS.getMBBFromIndex(VNI->def);
 811       for (MachineBasicBlock::pred_iterator PI = MBB->pred_begin(),
 812              PE = MBB->pred_end(); PI != PE; ++PI) {
 813         VNInfo *PVNI = LI->getVNInfoBefore(LIS.getMBBEndIdx(*PI));
 814         if (PVNI)
 815           WorkList.push_back(std::make_pair(LI, PVNI));
 816       }
 817       continue;
 818     }
 819
 820     // Follow snippet copies.
 821     MachineInstr *MI = LIS.getInstructionFromIndex(VNI->def);
 822     if (!SnippetCopies.count(MI))
 823       continue;
 824     LiveInterval &SnipLI = LIS.getInterval(MI->getOperand(1).getReg());
 825     assert(isRegToSpill(SnipLI.reg) && "Unexpected register in copy");
 826     VNInfo *SnipVNI = SnipLI.getVNInfoAt(VNI->def.getRegSlot(true));
 827     assert(SnipVNI && "Snippet undefined before copy");
 828     WorkList.push_back(std::make_pair(&SnipLI, SnipVNI));
 829   } while (!WorkList.empty());
 830 }
 831
 832 /// reMaterializeFor - Attempt to rematerialize before MI instead of reloading.
 833 bool InlineSpiller::reMaterializeFor(LiveInterval &VirtReg,
 834                                      MachineBasicBlock::iterator MI) {
 835   SlotIndex UseIdx = LIS.getInstructionIndex(MI).getRegSlot(true);
 836   VNInfo *ParentVNI = VirtReg.getVNInfoAt(UseIdx.getBaseIndex());
 837
 838   if (!ParentVNI) {
 839     DEBUG(dbgs() << "\tadding <undef> flags: ");
 840     for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 841       MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
 842       if (MO.isReg() && MO.isUse() && MO.getReg() == VirtReg.reg)
 843         MO.setIsUndef();
 844     }
 845     DEBUG(dbgs() << UseIdx << '\t' << *MI);
 846     return true;
 847   }
 848
 849   if (SnippetCopies.count(MI))
 850     return false;
 851
 852   // Use an OrigVNI from traceSiblingValue when ParentVNI is a sibling copy.
 853   LiveRangeEdit::Remat RM(ParentVNI);
 854   SibValueMap::const_iterator SibI = SibValues.find(ParentVNI);
 855   if (SibI != SibValues.end())
 856     RM.OrigMI = SibI->second.DefMI;
 857   if (!Edit->canRematerializeAt(RM, UseIdx, false)) {
 858     markValueUsed(&VirtReg, ParentVNI);
 859     DEBUG(dbgs() << "\tcannot remat for " << UseIdx << '\t' << *MI);
 860     return false;
 861   }
 862
 863   // If the instruction also writes VirtReg.reg, it had better not require the
 864   // same register for uses and defs.
 865   SmallVector<std::pair<MachineInstr*, unsigned>, 8> Ops;
 866   MIBundleOperands::RegInfo RI =
 867     MIBundleOperands(MI).analyzeVirtReg(VirtReg.reg, &Ops);
 868   if (RI.Tied) {
 869     markValueUsed(&VirtReg, ParentVNI);
 870     DEBUG(dbgs() << "\tcannot remat tied reg: " << UseIdx << '\t' << *MI);
 871     return false;
 872   }
 873
 874   // Before rematerializing into a register for a single instruction, try to
 875   // fold a load into the instruction. That avoids allocating a new register.
 876   if (RM.OrigMI->canFoldAsLoad() &&
 877       foldMemoryOperand(Ops, RM.OrigMI)) {
 878     Edit->markRematerialized(RM.ParentVNI);
 879     ++NumFoldedLoads;
 880     return true;
 881   }
 882
 883   // Alocate a new register for the remat.
 884   LiveInterval &NewLI = Edit->createFrom(Original);
 885   NewLI.markNotSpillable();
 886
 887   // Finally we can rematerialize OrigMI before MI.
 888   SlotIndex DefIdx = Edit->rematerializeAt(*MI->getParent(), MI, NewLI.reg, RM,
 889                                            TRI);
 890   DEBUG(dbgs() << "\tremat:  " << DefIdx << '\t'
 891                << *LIS.getInstructionFromIndex(DefIdx));
 892
 893   // Replace operands
 894   for (unsigned i = 0, e = Ops.size(); i != e; ++i) {
 895     MachineOperand &MO = MI->getOperand(Ops[i].second);
 896     if (MO.isReg() && MO.isUse() && MO.getReg() == VirtReg.reg) {
 897       MO.setReg(NewLI.reg);
 898       MO.setIsKill();
 899     }
 900   }
 901   DEBUG(dbgs() << "\t        " << UseIdx << '\t' << *MI);
 902
 903   VNInfo *DefVNI = NewLI.getNextValue(DefIdx, LIS.getVNInfoAllocator());
 904   NewLI.addRange(LiveRange(DefIdx, UseIdx.getRegSlot(), DefVNI));
 905   DEBUG(dbgs() << "\tinterval: " << NewLI << '\n');
 906   ++NumRemats;
 907   return true;
 908 }
 909
 910 /// reMaterializeAll - Try to rematerialize as many uses as possible,
 911 /// and trim the live ranges after.
 912 void InlineSpiller::reMaterializeAll() {
 913   // analyzeSiblingValues has already tested all relevant defining instructions.
 914   if (!Edit->anyRematerializable(AA))
 915     return;
 916
 917   UsedValues.clear();
 918
 919   // Try to remat before all uses of snippets.
 920   bool anyRemat = false;
 921   for (unsigned i = 0, e = RegsToSpill.size(); i != e; ++i) {
 922     unsigned Reg = RegsToSpill[i];
 923     LiveInterval &LI = LIS.getInterval(Reg);
 924     for (MachineRegisterInfo::use_nodbg_iterator
 925          RI = MRI.use_nodbg_begin(Reg);
 926          MachineInstr *MI = RI.skipBundle();)
 927       anyRemat |= reMaterializeFor(LI, MI);
 928   }
 929   if (!anyRemat)
 930     return;
 931
 932   // Remove any values that were completely rematted.
 933   for (unsigned i = 0, e = RegsToSpill.size(); i != e; ++i) {
 934     unsigned Reg = RegsToSpill[i];
 935     LiveInterval &LI = LIS.getInterval(Reg);
 936     for (LiveInterval::vni_iterator I = LI.vni_begin(), E = LI.vni_end();
 937          I != E; ++I) {
 938       VNInfo *VNI = *I;
 939       if (VNI->isUnused() || VNI->isPHIDef() || UsedValues.count(VNI))
 940         continue;
 941       MachineInstr *MI = LIS.getInstructionFromIndex(VNI->def);
 942       MI->addRegisterDead(Reg, &TRI);
 943       if (!MI->allDefsAreDead())
 944         continue;
 945       DEBUG(dbgs() << "All defs dead: " << *MI);
 946       DeadDefs.push_back(MI);
 947     }
 948   }
 949
 950   // Eliminate dead code after remat. Note that some snippet copies may be
 951   // deleted here.
 952   if (DeadDefs.empty())
 953     return;
 954   DEBUG(dbgs() << "Remat created " << DeadDefs.size() << " dead defs.\n");
 955   Edit->eliminateDeadDefs(DeadDefs, RegsToSpill);
 956
 957   // Get rid of deleted and empty intervals.
 958   for (unsigned i = RegsToSpill.size(); i != 0; --i) {
 959     unsigned Reg = RegsToSpill[i-1];
 960     if (!LIS.hasInterval(Reg)) {
 961       RegsToSpill.erase(RegsToSpill.begin() + (i - 1));
 962       continue;
 963     }
 964     LiveInterval &LI = LIS.getInterval(Reg);
 965     if (!LI.empty())
 966       continue;
 967     Edit->eraseVirtReg(Reg);
 968     RegsToSpill.erase(RegsToSpill.begin() + (i - 1));
 969   }
 970   DEBUG(dbgs() << RegsToSpill.size() << " registers to spill after remat.\n");
 971 }
 972
 973
 974 //===----------------------------------------------------------------------===//
 975 //                                 Spilling
 976 //===----------------------------------------------------------------------===//
 977
 978 /// If MI is a load or store of StackSlot, it can be removed.
 979 bool InlineSpiller::coalesceStackAccess(MachineInstr *MI, unsigned Reg) {
 980   int FI = 0;
 981   unsigned InstrReg = TII.isLoadFromStackSlot(MI, FI);
 982   bool IsLoad = InstrReg;
 983   if (!IsLoad)
 984     InstrReg = TII.isStoreToStackSlot(MI, FI);
 985
 986   // We have a stack access. Is it the right register and slot?
 987   if (InstrReg != Reg || FI != StackSlot)
 988     return false;
 989
 990   DEBUG(dbgs() << "Coalescing stack access: " << *MI);
 991   LIS.RemoveMachineInstrFromMaps(MI);
 992   MI->eraseFromParent();
 993
 994   if (IsLoad) {
 995     ++NumReloadsRemoved;
 996     --NumReloads;
 997   } else {
 998     ++NumSpillsRemoved;
 999     --NumSpills;
1000   }
1001
1002   return true;
1003 }
1004
1005 /// foldMemoryOperand - Try folding stack slot references in Ops into their
1006 /// instructions.
1007 ///
1008 /// @param Ops    Operand indices from analyzeVirtReg().
1009 /// @param LoadMI Load instruction to use instead of stack slot when non-null.
1010 /// @return       True on success.
1011 bool InlineSpiller::
1012 foldMemoryOperand(ArrayRef<std::pair<MachineInstr*, unsigned> > Ops,
1013                   MachineInstr *LoadMI) {
1014   if (Ops.empty())
1015     return false;
1016   // Don't attempt folding in bundles.
1017   MachineInstr *MI = Ops.front().first;
1018   if (Ops.back().first != MI || MI->isBundled())
1019     return false;
1020
1021   bool WasCopy = MI->isCopy();
1022   unsigned ImpReg = 0;
1023
1024   // TargetInstrInfo::foldMemoryOperand only expects explicit, non-tied
1025   // operands.
1026   SmallVector<unsigned, 8> FoldOps;
1027   for (unsigned i = 0, e = Ops.size(); i != e; ++i) {
1028     unsigned Idx = Ops[i].second;
1029     MachineOperand &MO = MI->getOperand(Idx);
1030     if (MO.isImplicit()) {
1031       ImpReg = MO.getReg();
1032       continue;
1033     }
1034     // FIXME: Teach targets to deal with subregs.
1035     if (MO.getSubReg())
1036       return false;
1037     // We cannot fold a load instruction into a def.
1038     if (LoadMI && MO.isDef())
1039       return false;
1040     // Tied use operands should not be passed to foldMemoryOperand.
1041     if (!MI->isRegTiedToDefOperand(Idx))
1042       FoldOps.push_back(Idx);
1043   }
1044
1045   MachineInstr *FoldMI =
1046                 LoadMI ? TII.foldMemoryOperand(MI, FoldOps, LoadMI)
1047                        : TII.foldMemoryOperand(MI, FoldOps, StackSlot);
1048   if (!FoldMI)
1049     return false;
1050   LIS.ReplaceMachineInstrInMaps(MI, FoldMI);
1051   MI->eraseFromParent();
1052
1053   // TII.foldMemoryOperand may have left some implicit operands on the
1054   // instruction.  Strip them.
1055   if (ImpReg)
1056     for (unsigned i = FoldMI->getNumOperands(); i; --i) {
1057       MachineOperand &MO = FoldMI->getOperand(i - 1);
1058       if (!MO.isReg() || !MO.isImplicit())
1059         break;
1060       if (MO.getReg() == ImpReg)
1061         FoldMI->RemoveOperand(i - 1);
1062     }
1063
1064   DEBUG(dbgs() << "\tfolded:  " << LIS.getInstructionIndex(FoldMI) << '\t'
1065                << *FoldMI);
1066   if (!WasCopy)
1067     ++NumFolded;
1068   else if (Ops.front().second == 0)
1069     ++NumSpills;
1070   else
1071     ++NumReloads;
1072   return true;
1073 }
1074
1075 /// insertReload - Insert a reload of NewLI.reg before MI.
1076 void InlineSpiller::insertReload(LiveInterval &NewLI,
1077                                  SlotIndex Idx,
1078                                  MachineBasicBlock::iterator MI) {
1079   MachineBasicBlock &MBB = *MI->getParent();
1080   TII.loadRegFromStackSlot(MBB, MI, NewLI.reg, StackSlot,
1081                            MRI.getRegClass(NewLI.reg), &TRI);
1082   --MI; // Point to load instruction.
1083   SlotIndex LoadIdx = LIS.InsertMachineInstrInMaps(MI).getRegSlot();
1084   DEBUG(dbgs() << "\treload:  " << LoadIdx << '\t' << *MI);
1085   VNInfo *LoadVNI = NewLI.getNextValue(LoadIdx, LIS.getVNInfoAllocator());
1086   NewLI.addRange(LiveRange(LoadIdx, Idx, LoadVNI));
1087   ++NumReloads;
1088 }
1089
1090 /// insertSpill - Insert a spill of NewLI.reg after MI.
1091 void InlineSpiller::insertSpill(LiveInterval &NewLI, const LiveInterval &OldLI,
1092                                 SlotIndex Idx, MachineBasicBlock::iterator MI) {
1093   MachineBasicBlock &MBB = *MI->getParent();
1094   TII.storeRegToStackSlot(MBB, ++MI, NewLI.reg, true, StackSlot,
1095                           MRI.getRegClass(NewLI.reg), &TRI);
1096   --MI; // Point to store instruction.
1097   SlotIndex StoreIdx = LIS.InsertMachineInstrInMaps(MI).getRegSlot();
1098   DEBUG(dbgs() << "\tspilled: " << StoreIdx << '\t' << *MI);
1099   VNInfo *StoreVNI = NewLI.getNextValue(Idx, LIS.getVNInfoAllocator());
1100   NewLI.addRange(LiveRange(Idx, StoreIdx, StoreVNI));
1101   ++NumSpills;
1102 }
1103
1104 /// spillAroundUses - insert spill code around each use of Reg.
1105 void InlineSpiller::spillAroundUses(unsigned Reg) {
1106   DEBUG(dbgs() << "spillAroundUses " << PrintReg(Reg) << '\n');
1107   LiveInterval &OldLI = LIS.getInterval(Reg);
1108
1109   // Iterate over instructions using Reg.
1110   for (MachineRegisterInfo::reg_iterator RegI = MRI.reg_begin(Reg);
1111        MachineInstr *MI = RegI.skipBundle();) {
1112
1113     // Debug values are not allowed to affect codegen.
1114     if (MI->isDebugValue()) {
1115       // Modify DBG_VALUE now that the value is in a spill slot.
1116       uint64_t Offset = MI->getOperand(1).getImm();
1117       const MDNode *MDPtr = MI->getOperand(2).getMetadata();
1118       DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
1119       if (MachineInstr *NewDV = TII.emitFrameIndexDebugValue(MF, StackSlot,
1120                                                            Offset, MDPtr, DL)) {
1121         DEBUG(dbgs() << "Modifying debug info due to spill:" << "\t" << *MI);
1122         MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
1123         MBB->insert(MBB->erase(MI), NewDV);
1124       } else {
1125         DEBUG(dbgs() << "Removing debug info due to spill:" << "\t" << *MI);
1126         MI->eraseFromParent();
1127       }
1128       continue;
1129     }
1130
1131     // Ignore copies to/from snippets. We'll delete them.
1132     if (SnippetCopies.count(MI))
1133       continue;
1134
1135     // Stack slot accesses may coalesce away.
1136     if (coalesceStackAccess(MI, Reg))
1137       continue;
1138
1139     // Analyze instruction.
1140     SmallVector<std::pair<MachineInstr*, unsigned>, 8> Ops;
1141     MIBundleOperands::RegInfo RI =
1142       MIBundleOperands(MI).analyzeVirtReg(Reg, &Ops);
1143
1144     // Find the slot index where this instruction reads and writes OldLI.
1145     // This is usually the def slot, except for tied early clobbers.
1146     SlotIndex Idx = LIS.getInstructionIndex(MI).getRegSlot();
1147     if (VNInfo *VNI = OldLI.getVNInfoAt(Idx.getRegSlot(true)))
1148       if (SlotIndex::isSameInstr(Idx, VNI->def))
1149         Idx = VNI->def;
1150
1151     // Check for a sibling copy.
1152     unsigned SibReg = isFullCopyOf(MI, Reg);
1153     if (SibReg && isSibling(SibReg)) {
1154       // This may actually be a copy between snippets.
1155       if (isRegToSpill(SibReg)) {
1156         DEBUG(dbgs() << "Found new snippet copy: " << *MI);
1157         SnippetCopies.insert(MI);
1158         continue;
1159       }
1160       if (RI.Writes) {
1161         // Hoist the spill of a sib-reg copy.
1162         if (hoistSpill(OldLI, MI)) {
1163           // This COPY is now dead, the value is already in the stack slot.
1164           MI->getOperand(0).setIsDead();
1165           DeadDefs.push_back(MI);
1166           continue;
1167         }
1168       } else {
1169         // This is a reload for a sib-reg copy. Drop spills downstream.
1170         LiveInterval &SibLI = LIS.getInterval(SibReg);
1171         eliminateRedundantSpills(SibLI, SibLI.getVNInfoAt(Idx));
1172         // The COPY will fold to a reload below.
1173       }
1174     }
1175
1176     // Attempt to fold memory ops.
1177     if (foldMemoryOperand(Ops))
1178       continue;
1179
1180     // Allocate interval around instruction.
1181     // FIXME: Infer regclass from instruction alone.
1182     LiveInterval &NewLI = Edit->createFrom(Reg);
1183     NewLI.markNotSpillable();
1184
1185     if (RI.Reads)
1186       insertReload(NewLI, Idx, MI);
1187
1188     // Rewrite instruction operands.
1189     bool hasLiveDef = false;
1190     for (unsigned i = 0, e = Ops.size(); i != e; ++i) {
1191       MachineOperand &MO = Ops[i].first->getOperand(Ops[i].second);
1192       MO.setReg(NewLI.reg);
1193       if (MO.isUse()) {
1194         if (!Ops[i].first->isRegTiedToDefOperand(Ops[i].second))
1195           MO.setIsKill();
1196       } else {
1197         if (!MO.isDead())
1198           hasLiveDef = true;
1199       }
1200     }
1201     DEBUG(dbgs() << "\trewrite: " << Idx << '\t' << *MI);
1202
1203     // FIXME: Use a second vreg if instruction has no tied ops.
1204     if (RI.Writes) {
1205       if (hasLiveDef)
1206         insertSpill(NewLI, OldLI, Idx, MI);
1207       else {
1208         // This instruction defines a dead value.  We don't need to spill it,
1209         // but do create a live range for the dead value.
1210         VNInfo *VNI = NewLI.getNextValue(Idx, LIS.getVNInfoAllocator());
1211         NewLI.addRange(LiveRange(Idx, Idx.getDeadSlot(), VNI));
1212       }
1213     }
1214
1215     DEBUG(dbgs() << "\tinterval: " << NewLI << '\n');
1216   }
1217 }
1218
1219 /// spillAll - Spill all registers remaining after rematerialization.
1220 void InlineSpiller::spillAll() {
1221   // Update LiveStacks now that we are committed to spilling.
1222   if (StackSlot == VirtRegMap::NO_STACK_SLOT) {
1223     StackSlot = VRM.assignVirt2StackSlot(Original);
1224     StackInt = &LSS.getOrCreateInterval(StackSlot, MRI.getRegClass(Original));
1225     StackInt->getNextValue(SlotIndex(), LSS.getVNInfoAllocator());
1226   } else
1227     StackInt = &LSS.getInterval(StackSlot);
1228
1229   if (Original != Edit->getReg())
1230     VRM.assignVirt2StackSlot(Edit->getReg(), StackSlot);
1231
1232   assert(StackInt->getNumValNums() == 1 && "Bad stack interval values");
1233   for (unsigned i = 0, e = RegsToSpill.size(); i != e; ++i)
1234     StackInt->MergeRangesInAsValue(LIS.getInterval(RegsToSpill[i]),
1235                                    StackInt->getValNumInfo(0));
1236   DEBUG(dbgs() << "Merged spilled regs: " << *StackInt << '\n');
1237
1238   // Spill around uses of all RegsToSpill.
1239   for (unsigned i = 0, e = RegsToSpill.size(); i != e; ++i)
1240     spillAroundUses(RegsToSpill[i]);
1241
1242   // Hoisted spills may cause dead code.
1243   if (!DeadDefs.empty()) {
1244     DEBUG(dbgs() << "Eliminating " << DeadDefs.size() << " dead defs\n");
1245     Edit->eliminateDeadDefs(DeadDefs, RegsToSpill);
1246   }
1247
1248   // Finally delete the SnippetCopies.
1249   for (unsigned i = 0, e = RegsToSpill.size(); i != e; ++i) {
1250     for (MachineRegisterInfo::reg_iterator RI = MRI.reg_begin(RegsToSpill[i]);
1251          MachineInstr *MI = RI.skipInstruction();) {
1252       assert(SnippetCopies.count(MI) && "Remaining use wasn't a snippet copy");
1253       // FIXME: Do this with a LiveRangeEdit callback.
1254       LIS.RemoveMachineInstrFromMaps(MI);
1255       MI->eraseFromParent();
1256     }
1257   }
1258
1259   // Delete all spilled registers.
1260   for (unsigned i = 0, e = RegsToSpill.size(); i != e; ++i)
1261     Edit->eraseVirtReg(RegsToSpill[i]);
1262 }
1263
1264 void InlineSpiller::spill(LiveRangeEdit &edit) {
1265   ++NumSpilledRanges;
1266   Edit = &edit;
1267   assert(!TargetRegisterInfo::isStackSlot(edit.getReg())
1268          && "Trying to spill a stack slot.");
1269   // Share a stack slot among all descendants of Original.
1270   Original = VRM.getOriginal(edit.getReg());
1271   StackSlot = VRM.getStackSlot(Original);
1272   StackInt = 0;
1273
1274   DEBUG(dbgs() << "Inline spilling "
1275                << MRI.getRegClass(edit.getReg())->getName()
1276                << ':' << edit.getParent() << "\nFrom original "
1277                << LIS.getInterval(Original) << '\n');
1278   assert(edit.getParent().isSpillable() &&
1279          "Attempting to spill already spilled value.");
1280   assert(DeadDefs.empty() && "Previous spill didn't remove dead defs");
1281
1282   collectRegsToSpill();
1283   analyzeSiblingValues();
1284   reMaterializeAll();
1285
1286   // Remat may handle everything.
1287   if (!RegsToSpill.empty())
1288     spillAll();
1289
1290   Edit->calculateRegClassAndHint(MF, Loops);
1291 }