lib/CodeGen/LiveInterval.cpp

   1 //===-- LiveInterval.cpp - Live Interval Representation -------------------===//
   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 LiveRange and LiveInterval classes.  Given some
  11 // numbering of each the machine instructions an interval [i, j) is said to be a
  12 // live interval for register v if there is no instruction with number j' > j
  13 // such that v is live at j' and there is no instruction with number i' < i such
  14 // that v is live at i'. In this implementation intervals can have holes,
  15 // i.e. an interval might look like [1,20), [50,65), [1000,1001).  Each
  16 // individual range is represented as an instance of LiveRange, and the whole
  17 // interval is represented as an instance of LiveInterval.
  18 //
  19 //===----------------------------------------------------------------------===//
  20
  21 #include "llvm/CodeGen/LiveInterval.h"
  22 #include "RegisterCoalescer.h"
  23 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  24 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  25 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
  26 #include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
  27 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  28 #include "llvm/Support/Debug.h"
  29 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  30 #include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
  31 #include <algorithm>
  32 using namespace llvm;
  33
  34 LiveInterval::iterator LiveInterval::find(SlotIndex Pos) {
  35   // This algorithm is basically std::upper_bound.
  36   // Unfortunately, std::upper_bound cannot be used with mixed types until we
  37   // adopt C++0x. Many libraries can do it, but not all.
  38   if (empty() || Pos >= endIndex())
  39     return end();
  40   iterator I = begin();
  41   size_t Len = ranges.size();
  42   do {
  43     size_t Mid = Len >> 1;
  44     if (Pos < I[Mid].end)
  45       Len = Mid;
  46     else
  47       I += Mid + 1, Len -= Mid + 1;
  48   } while (Len);
  49   return I;
  50 }
  51
  52 VNInfo *LiveInterval::createDeadDef(SlotIndex Def,
  53                                     VNInfo::Allocator &VNInfoAllocator) {
  54   assert(!Def.isDead() && "Cannot define a value at the dead slot");
  55   iterator I = find(Def);
  56   if (I == end()) {
  57     VNInfo *VNI = getNextValue(Def, VNInfoAllocator);
  58     ranges.push_back(LiveRange(Def, Def.getDeadSlot(), VNI));
  59     return VNI;
  60   }
  61   if (SlotIndex::isSameInstr(Def, I->start)) {
  62     assert(I->valno->def == I->start && "Inconsistent existing value def");
  63
  64     // It is possible to have both normal and early-clobber defs of the same
  65     // register on an instruction. It doesn't make a lot of sense, but it is
  66     // possible to specify in inline assembly.
  67     //
  68     // Just convert everything to early-clobber.
  69     Def = std::min(Def, I->start);
  70     if (Def != I->start)
  71       I->start = I->valno->def = Def;
  72     return I->valno;
  73   }
  74   assert(SlotIndex::isEarlierInstr(Def, I->start) && "Already live at def");
  75   VNInfo *VNI = getNextValue(Def, VNInfoAllocator);
  76   ranges.insert(I, LiveRange(Def, Def.getDeadSlot(), VNI));
  77   return VNI;
  78 }
  79
  80 // overlaps - Return true if the intersection of the two live intervals is
  81 // not empty.
  82 //
  83 // An example for overlaps():
  84 //
  85 // 0: A = ...
  86 // 4: B = ...
  87 // 8: C = A + B ;; last use of A
  88 //
  89 // The live intervals should look like:
  90 //
  91 // A = [3, 11)
  92 // B = [7, x)
  93 // C = [11, y)
  94 //
  95 // A->overlaps(C) should return false since we want to be able to join
  96 // A and C.
  97 //
  98 bool LiveInterval::overlapsFrom(const LiveInterval& other,
  99                                 const_iterator StartPos) const {
 100   assert(!empty() && "empty interval");
 101   const_iterator i = begin();
 102   const_iterator ie = end();
 103   const_iterator j = StartPos;
 104   const_iterator je = other.end();
 105
 106   assert((StartPos->start <= i->start || StartPos == other.begin()) &&
 107          StartPos != other.end() && "Bogus start position hint!");
 108
 109   if (i->start < j->start) {
 110     i = std::upper_bound(i, ie, j->start);
 111     if (i != ranges.begin()) --i;
 112   } else if (j->start < i->start) {
 113     ++StartPos;
 114     if (StartPos != other.end() && StartPos->start <= i->start) {
 115       assert(StartPos < other.end() && i < end());
 116       j = std::upper_bound(j, je, i->start);
 117       if (j != other.ranges.begin()) --j;
 118     }
 119   } else {
 120     return true;
 121   }
 122
 123   if (j == je) return false;
 124
 125   while (i != ie) {
 126     if (i->start > j->start) {
 127       std::swap(i, j);
 128       std::swap(ie, je);
 129     }
 130
 131     if (i->end > j->start)
 132       return true;
 133     ++i;
 134   }
 135
 136   return false;
 137 }
 138
 139 bool LiveInterval::overlaps(const LiveInterval &Other,
 140                             const CoalescerPair &CP,
 141                             const SlotIndexes &Indexes) const {
 142   assert(!empty() && "empty interval");
 143   if (Other.empty())
 144     return false;
 145
 146   // Use binary searches to find initial positions.
 147   const_iterator I = find(Other.beginIndex());
 148   const_iterator IE = end();
 149   if (I == IE)
 150     return false;
 151   const_iterator J = Other.find(I->start);
 152   const_iterator JE = Other.end();
 153   if (J == JE)
 154     return false;
 155
 156   for (;;) {
 157     // J has just been advanced to satisfy:
 158     assert(J->end >= I->start);
 159     // Check for an overlap.
 160     if (J->start < I->end) {
 161       // I and J are overlapping. Find the later start.
 162       SlotIndex Def = std::max(I->start, J->start);
 163       // Allow the overlap if Def is a coalescable copy.
 164       if (Def.isBlock() ||
 165           !CP.isCoalescable(Indexes.getInstructionFromIndex(Def)))
 166         return true;
 167     }
 168     // Advance the iterator that ends first to check for more overlaps.
 169     if (J->end > I->end) {
 170       std::swap(I, J);
 171       std::swap(IE, JE);
 172     }
 173     // Advance J until J->end >= I->start.
 174     do
 175       if (++J == JE)
 176         return false;
 177     while (J->end < I->start);
 178   }
 179 }
 180
 181 /// overlaps - Return true if the live interval overlaps a range specified
 182 /// by [Start, End).
 183 bool LiveInterval::overlaps(SlotIndex Start, SlotIndex End) const {
 184   assert(Start < End && "Invalid range");
 185   const_iterator I = std::lower_bound(begin(), end(), End);
 186   return I != begin() && (--I)->end > Start;
 187 }
 188
 189
 190 /// ValNo is dead, remove it.  If it is the largest value number, just nuke it
 191 /// (and any other deleted values neighboring it), otherwise mark it as ~1U so
 192 /// it can be nuked later.
 193 void LiveInterval::markValNoForDeletion(VNInfo *ValNo) {
 194   if (ValNo->id == getNumValNums()-1) {
 195     do {
 196       valnos.pop_back();
 197     } while (!valnos.empty() && valnos.back()->isUnused());
 198   } else {
 199     ValNo->markUnused();
 200   }
 201 }
 202
 203 /// RenumberValues - Renumber all values in order of appearance and delete the
 204 /// remaining unused values.
 205 void LiveInterval::RenumberValues(LiveIntervals &lis) {
 206   SmallPtrSet<VNInfo*, 8> Seen;
 207   valnos.clear();
 208   for (const_iterator I = begin(), E = end(); I != E; ++I) {
 209     VNInfo *VNI = I->valno;
 210     if (!Seen.insert(VNI))
 211       continue;
 212     assert(!VNI->isUnused() && "Unused valno used by live range");
 213     VNI->id = (unsigned)valnos.size();
 214     valnos.push_back(VNI);
 215   }
 216 }
 217
 218 /// extendIntervalEndTo - This method is used when we want to extend the range
 219 /// specified by I to end at the specified endpoint.  To do this, we should
 220 /// merge and eliminate all ranges that this will overlap with.  The iterator is
 221 /// not invalidated.
 222 void LiveInterval::extendIntervalEndTo(Ranges::iterator I, SlotIndex NewEnd) {
 223   assert(I != ranges.end() && "Not a valid interval!");
 224   VNInfo *ValNo = I->valno;
 225
 226   // Search for the first interval that we can't merge with.
 227   Ranges::iterator MergeTo = llvm::next(I);
 228   for (; MergeTo != ranges.end() && NewEnd >= MergeTo->end; ++MergeTo) {
 229     assert(MergeTo->valno == ValNo && "Cannot merge with differing values!");
 230   }
 231
 232   // If NewEnd was in the middle of an interval, make sure to get its endpoint.
 233   I->end = std::max(NewEnd, prior(MergeTo)->end);
 234
 235   // If the newly formed range now touches the range after it and if they have
 236   // the same value number, merge the two ranges into one range.
 237   if (MergeTo != ranges.end() && MergeTo->start <= I->end &&
 238       MergeTo->valno == ValNo) {
 239     I->end = MergeTo->end;
 240     ++MergeTo;
 241   }
 242
 243   // Erase any dead ranges.
 244   ranges.erase(llvm::next(I), MergeTo);
 245 }
 246
 247
 248 /// extendIntervalStartTo - This method is used when we want to extend the range
 249 /// specified by I to start at the specified endpoint.  To do this, we should
 250 /// merge and eliminate all ranges that this will overlap with.
 251 LiveInterval::Ranges::iterator
 252 LiveInterval::extendIntervalStartTo(Ranges::iterator I, SlotIndex NewStart) {
 253   assert(I != ranges.end() && "Not a valid interval!");
 254   VNInfo *ValNo = I->valno;
 255
 256   // Search for the first interval that we can't merge with.
 257   Ranges::iterator MergeTo = I;
 258   do {
 259     if (MergeTo == ranges.begin()) {
 260       I->start = NewStart;
 261       ranges.erase(MergeTo, I);
 262       return I;
 263     }
 264     assert(MergeTo->valno == ValNo && "Cannot merge with differing values!");
 265     --MergeTo;
 266   } while (NewStart <= MergeTo->start);
 267
 268   // If we start in the middle of another interval, just delete a range and
 269   // extend that interval.
 270   if (MergeTo->end >= NewStart && MergeTo->valno == ValNo) {
 271     MergeTo->end = I->end;
 272   } else {
 273     // Otherwise, extend the interval right after.
 274     ++MergeTo;
 275     MergeTo->start = NewStart;
 276     MergeTo->end = I->end;
 277   }
 278
 279   ranges.erase(llvm::next(MergeTo), llvm::next(I));
 280   return MergeTo;
 281 }
 282
 283 LiveInterval::iterator
 284 LiveInterval::addRangeFrom(LiveRange LR, iterator From) {
 285   SlotIndex Start = LR.start, End = LR.end;
 286   iterator it = std::upper_bound(From, ranges.end(), Start);
 287
 288   // If the inserted interval starts in the middle or right at the end of
 289   // another interval, just extend that interval to contain the range of LR.
 290   if (it != ranges.begin()) {
 291     iterator B = prior(it);
 292     if (LR.valno == B->valno) {
 293       if (B->start <= Start && B->end >= Start) {
 294         extendIntervalEndTo(B, End);
 295         return B;
 296       }
 297     } else {
 298       // Check to make sure that we are not overlapping two live ranges with
 299       // different valno's.
 300       assert(B->end <= Start &&
 301              "Cannot overlap two LiveRanges with differing ValID's"
 302              " (did you def the same reg twice in a MachineInstr?)");
 303     }
 304   }
 305
 306   // Otherwise, if this range ends in the middle of, or right next to, another
 307   // interval, merge it into that interval.
 308   if (it != ranges.end()) {
 309     if (LR.valno == it->valno) {
 310       if (it->start <= End) {
 311         it = extendIntervalStartTo(it, Start);
 312
 313         // If LR is a complete superset of an interval, we may need to grow its
 314         // endpoint as well.
 315         if (End > it->end)
 316           extendIntervalEndTo(it, End);
 317         return it;
 318       }
 319     } else {
 320       // Check to make sure that we are not overlapping two live ranges with
 321       // different valno's.
 322       assert(it->start >= End &&
 323              "Cannot overlap two LiveRanges with differing ValID's");
 324     }
 325   }
 326
 327   // Otherwise, this is just a new range that doesn't interact with anything.
 328   // Insert it.
 329   return ranges.insert(it, LR);
 330 }
 331
 332 /// extendInBlock - If this interval is live before Kill in the basic
 333 /// block that starts at StartIdx, extend it to be live up to Kill and return
 334 /// the value. If there is no live range before Kill, return NULL.
 335 VNInfo *LiveInterval::extendInBlock(SlotIndex StartIdx, SlotIndex Kill) {
 336   if (empty())
 337     return 0;
 338   iterator I = std::upper_bound(begin(), end(), Kill.getPrevSlot());
 339   if (I == begin())
 340     return 0;
 341   --I;
 342   if (I->end <= StartIdx)
 343     return 0;
 344   if (I->end < Kill)
 345     extendIntervalEndTo(I, Kill);
 346   return I->valno;
 347 }
 348
 349 /// removeRange - Remove the specified range from this interval.  Note that
 350 /// the range must be in a single LiveRange in its entirety.
 351 void LiveInterval::removeRange(SlotIndex Start, SlotIndex End,
 352                                bool RemoveDeadValNo) {
 353   // Find the LiveRange containing this span.
 354   Ranges::iterator I = find(Start);
 355   assert(I != ranges.end() && "Range is not in interval!");
 356   assert(I->containsRange(Start, End) && "Range is not entirely in interval!");
 357
 358   // If the span we are removing is at the start of the LiveRange, adjust it.
 359   VNInfo *ValNo = I->valno;
 360   if (I->start == Start) {
 361     if (I->end == End) {
 362       if (RemoveDeadValNo) {
 363         // Check if val# is dead.
 364         bool isDead = true;
 365         for (const_iterator II = begin(), EE = end(); II != EE; ++II)
 366           if (II != I && II->valno == ValNo) {
 367             isDead = false;
 368             break;
 369           }
 370         if (isDead) {
 371           // Now that ValNo is dead, remove it.
 372           markValNoForDeletion(ValNo);
 373         }
 374       }
 375
 376       ranges.erase(I);  // Removed the whole LiveRange.
 377     } else
 378       I->start = End;
 379     return;
 380   }
 381
 382   // Otherwise if the span we are removing is at the end of the LiveRange,
 383   // adjust the other way.
 384   if (I->end == End) {
 385     I->end = Start;
 386     return;
 387   }
 388
 389   // Otherwise, we are splitting the LiveRange into two pieces.
 390   SlotIndex OldEnd = I->end;
 391   I->end = Start;   // Trim the old interval.
 392
 393   // Insert the new one.
 394   ranges.insert(llvm::next(I), LiveRange(End, OldEnd, ValNo));
 395 }
 396
 397 /// removeValNo - Remove all the ranges defined by the specified value#.
 398 /// Also remove the value# from value# list.
 399 void LiveInterval::removeValNo(VNInfo *ValNo) {
 400   if (empty()) return;
 401   Ranges::iterator I = ranges.end();
 402   Ranges::iterator E = ranges.begin();
 403   do {
 404     --I;
 405     if (I->valno == ValNo)
 406       ranges.erase(I);
 407   } while (I != E);
 408   // Now that ValNo is dead, remove it.
 409   markValNoForDeletion(ValNo);
 410 }
 411
 412 /// join - Join two live intervals (this, and other) together.  This applies
 413 /// mappings to the value numbers in the LHS/RHS intervals as specified.  If
 414 /// the intervals are not joinable, this aborts.
 415 void LiveInterval::join(LiveInterval &Other,
 416                         const int *LHSValNoAssignments,
 417                         const int *RHSValNoAssignments,
 418                         SmallVector<VNInfo*, 16> &NewVNInfo,
 419                         MachineRegisterInfo *MRI) {
 420   verify();
 421
 422   // Determine if any of our live range values are mapped.  This is uncommon, so
 423   // we want to avoid the interval scan if not.
 424   bool MustMapCurValNos = false;
 425   unsigned NumVals = getNumValNums();
 426   unsigned NumNewVals = NewVNInfo.size();
 427   for (unsigned i = 0; i != NumVals; ++i) {
 428     unsigned LHSValID = LHSValNoAssignments[i];
 429     if (i != LHSValID ||
 430         (NewVNInfo[LHSValID] && NewVNInfo[LHSValID] != getValNumInfo(i))) {
 431       MustMapCurValNos = true;
 432       break;
 433     }
 434   }
 435
 436   // If we have to apply a mapping to our base interval assignment, rewrite it
 437   // now.
 438   if (MustMapCurValNos && !empty()) {
 439     // Map the first live range.
 440
 441     iterator OutIt = begin();
 442     OutIt->valno = NewVNInfo[LHSValNoAssignments[OutIt->valno->id]];
 443     for (iterator I = next(OutIt), E = end(); I != E; ++I) {
 444       VNInfo* nextValNo = NewVNInfo[LHSValNoAssignments[I->valno->id]];
 445       assert(nextValNo != 0 && "Huh?");
 446
 447       // If this live range has the same value # as its immediate predecessor,
 448       // and if they are neighbors, remove one LiveRange.  This happens when we
 449       // have [0,4:0)[4,7:1) and map 0/1 onto the same value #.
 450       if (OutIt->valno == nextValNo && OutIt->end == I->start) {
 451         OutIt->end = I->end;
 452       } else {
 453         // Didn't merge. Move OutIt to the next interval,
 454         ++OutIt;
 455         OutIt->valno = nextValNo;
 456         if (OutIt != I) {
 457           OutIt->start = I->start;
 458           OutIt->end = I->end;
 459         }
 460       }
 461     }
 462     // If we merge some live ranges, chop off the end.
 463     ++OutIt;
 464     ranges.erase(OutIt, end());
 465   }
 466
 467   // Remember assignements because val# ids are changing.
 468   SmallVector<unsigned, 16> OtherAssignments;
 469   for (iterator I = Other.begin(), E = Other.end(); I != E; ++I)
 470     OtherAssignments.push_back(RHSValNoAssignments[I->valno->id]);
 471
 472   // Update val# info. Renumber them and make sure they all belong to this
 473   // LiveInterval now. Also remove dead val#'s.
 474   unsigned NumValNos = 0;
 475   for (unsigned i = 0; i < NumNewVals; ++i) {
 476     VNInfo *VNI = NewVNInfo[i];
 477     if (VNI) {
 478       if (NumValNos >= NumVals)
 479         valnos.push_back(VNI);
 480       else
 481         valnos[NumValNos] = VNI;
 482       VNI->id = NumValNos++;  // Renumber val#.
 483     }
 484   }
 485   if (NumNewVals < NumVals)
 486     valnos.resize(NumNewVals);  // shrinkify
 487
 488   // Okay, now insert the RHS live ranges into the LHS.
 489   unsigned RangeNo = 0;
 490   for (iterator I = Other.begin(), E = Other.end(); I != E; ++I, ++RangeNo) {
 491     // Map the valno in the other live range to the current live range.
 492     I->valno = NewVNInfo[OtherAssignments[RangeNo]];
 493     assert(I->valno && "Adding a dead range?");
 494   }
 495   mergeIntervalRanges(Other);
 496
 497   verify();
 498 }
 499
 500 /// \brief Helper function for merging in another LiveInterval's ranges.
 501 ///
 502 /// This is a helper routine implementing an efficient merge of another
 503 /// LiveIntervals ranges into the current interval.
 504 ///
 505 /// \param LHSValNo If non-NULL, set as the new value number for every range
 506 ///                 from RHS which is merged into the LHS.
 507 /// \param RHSValNo If non-NULL, then only ranges in RHS whose original value
 508 ///                 number maches this value number will be merged into LHS.
 509 void LiveInterval::mergeIntervalRanges(const LiveInterval &RHS,
 510                                        VNInfo *LHSValNo,
 511                                        const VNInfo *RHSValNo) {
 512   if (RHS.empty())
 513     return;
 514
 515   // Ensure we're starting with a valid range. Note that we don't verify RHS
 516   // because it may have had its value numbers adjusted in preparation for
 517   // merging.
 518   verify();
 519
 520   // The strategy for merging these efficiently is as follows:
 521   //
 522   // 1) Find the beginning of the impacted ranges in the LHS.
 523   // 2) Create a new, merged sub-squence of ranges merging from the position in
 524   //    #1 until either LHS or RHS is exhausted. Any part of LHS between RHS
 525   //    entries being merged will be copied into this new range.
 526   // 3) Replace the relevant section in LHS with these newly merged ranges.
 527   // 4) Append any remaning ranges from RHS if LHS is exhausted in #2.
 528   //
 529   // We don't follow the typical in-place merge strategy for sorted ranges of
 530   // appending the new ranges to the back and then using std::inplace_merge
 531   // because one step of the merge can both mutate the original elements and
 532   // remove elements from the original. Essentially, because the merge includes
 533   // collapsing overlapping ranges, a more complex approach is required.
 534
 535   // We do an initial binary search to optimize for a common pattern: a large
 536   // LHS, and a very small RHS.
 537   const_iterator RI = RHS.begin(), RE = RHS.end();
 538   iterator LE = end(), LI = std::upper_bound(begin(), LE, *RI);
 539
 540   // Merge into NewRanges until one of the ranges is exhausted.
 541   SmallVector<LiveRange, 4> NewRanges;
 542
 543   // Keep track of where to begin the replacement.
 544   iterator ReplaceI = LI;
 545
 546   // If there are preceding ranges in the LHS, put the last one into NewRanges
 547   // so we can optionally extend it. Adjust the replacement point accordingly.
 548   if (LI != begin()) {
 549     ReplaceI = llvm::prior(LI);
 550     NewRanges.push_back(*ReplaceI);
 551   }
 552
 553   // Now loop over the mergable portions of both LHS and RHS, merging into
 554   // NewRanges.
 555   while (LI != LE && RI != RE) {
 556     // Skip incoming ranges with the wrong value.
 557     if (RHSValNo && RI->valno != RHSValNo) {
 558       ++RI;
 559       continue;
 560     }
 561
 562     // Select the first range. We pick the earliest start point, and then the
 563     // largest range.
 564     LiveRange R = *LI;
 565     if (*RI < R) {
 566       R = *RI;
 567       ++RI;
 568       if (LHSValNo)
 569         R.valno = LHSValNo;
 570     } else {
 571       ++LI;
 572     }
 573
 574     if (NewRanges.empty()) {
 575       NewRanges.push_back(R);
 576       continue;
 577     }
 578
 579     LiveRange &LastR = NewRanges.back();
 580     if (R.valno == LastR.valno) {
 581       // Try to merge this range into the last one.
 582       if (R.start <= LastR.end) {
 583         LastR.end = std::max(LastR.end, R.end);
 584         continue;
 585       }
 586     } else {
 587       // We can't merge ranges across a value number.
 588       assert(R.start >= LastR.end &&
 589              "Cannot overlap two LiveRanges with differing ValID's");
 590     }
 591
 592     // If all else fails, just append the range.
 593     NewRanges.push_back(R);
 594   }
 595   assert(RI == RE || LI == LE);
 596
 597   // Check for being able to merge into the trailing sequence of ranges on the LHS.
 598   if (!NewRanges.empty())
 599     for (; LI != LE && (LI->valno == NewRanges.back().valno &&
 600                         LI->start <= NewRanges.back().end);
 601          ++LI)
 602       NewRanges.back().end = std::max(NewRanges.back().end, LI->end);
 603
 604   // Replace the ranges in the LHS with the newly merged ones. It would be
 605   // really nice if there were a move-supporting 'replace' directly in
 606   // SmallVector, but as there is not, we pay the price of copies to avoid
 607   // wasted memory allocations.
 608   SmallVectorImpl<LiveRange>::iterator NRI = NewRanges.begin(),
 609                                        NRE = NewRanges.end();
 610   for (; ReplaceI != LI && NRI != NRE; ++ReplaceI, ++NRI)
 611     *ReplaceI = *NRI;
 612   if (NRI == NRE)
 613     ranges.erase(ReplaceI, LI);
 614   else
 615     ranges.insert(LI, NRI, NRE);
 616
 617   // And finally insert any trailing end of RHS (if we have one).
 618   for (; RI != RE; ++RI) {
 619     LiveRange R = *RI;
 620     if (LHSValNo)
 621       R.valno = LHSValNo;
 622     if (!ranges.empty() &&
 623         ranges.back().valno == R.valno && R.start <= ranges.back().end)
 624       ranges.back().end = std::max(ranges.back().end, R.end);
 625     else
 626       ranges.push_back(R);
 627   }
 628
 629   // Ensure we finished with a valid new sequence of ranges.
 630   verify();
 631 }
 632
 633 /// MergeRangesInAsValue - Merge all of the intervals in RHS into this live
 634 /// interval as the specified value number.  The LiveRanges in RHS are
 635 /// allowed to overlap with LiveRanges in the current interval, but only if
 636 /// the overlapping LiveRanges have the specified value number.
 637 void LiveInterval::MergeRangesInAsValue(const LiveInterval &RHS,
 638                                         VNInfo *LHSValNo) {
 639   mergeIntervalRanges(RHS, LHSValNo);
 640 }
 641
 642 /// MergeValueInAsValue - Merge all of the live ranges of a specific val#
 643 /// in RHS into this live interval as the specified value number.
 644 /// The LiveRanges in RHS are allowed to overlap with LiveRanges in the
 645 /// current interval, it will replace the value numbers of the overlaped
 646 /// live ranges with the specified value number.
 647 void LiveInterval::MergeValueInAsValue(const LiveInterval &RHS,
 648                                        const VNInfo *RHSValNo,
 649                                        VNInfo *LHSValNo) {
 650   mergeIntervalRanges(RHS, LHSValNo, RHSValNo);
 651 }
 652
 653 /// MergeValueNumberInto - This method is called when two value nubmers
 654 /// are found to be equivalent.  This eliminates V1, replacing all
 655 /// LiveRanges with the V1 value number with the V2 value number.  This can
 656 /// cause merging of V1/V2 values numbers and compaction of the value space.
 657 VNInfo* LiveInterval::MergeValueNumberInto(VNInfo *V1, VNInfo *V2) {
 658   assert(V1 != V2 && "Identical value#'s are always equivalent!");
 659
 660   // This code actually merges the (numerically) larger value number into the
 661   // smaller value number, which is likely to allow us to compactify the value
 662   // space.  The only thing we have to be careful of is to preserve the
 663   // instruction that defines the result value.
 664
 665   // Make sure V2 is smaller than V1.
 666   if (V1->id < V2->id) {
 667     V1->copyFrom(*V2);
 668     std::swap(V1, V2);
 669   }
 670
 671   // Merge V1 live ranges into V2.
 672   for (iterator I = begin(); I != end(); ) {
 673     iterator LR = I++;
 674     if (LR->valno != V1) continue;  // Not a V1 LiveRange.
 675
 676     // Okay, we found a V1 live range.  If it had a previous, touching, V2 live
 677     // range, extend it.
 678     if (LR != begin()) {
 679       iterator Prev = LR-1;
 680       if (Prev->valno == V2 && Prev->end == LR->start) {
 681         Prev->end = LR->end;
 682
 683         // Erase this live-range.
 684         ranges.erase(LR);
 685         I = Prev+1;
 686         LR = Prev;
 687       }
 688     }
 689
 690     // Okay, now we have a V1 or V2 live range that is maximally merged forward.
 691     // Ensure that it is a V2 live-range.
 692     LR->valno = V2;
 693
 694     // If we can merge it into later V2 live ranges, do so now.  We ignore any
 695     // following V1 live ranges, as they will be merged in subsequent iterations
 696     // of the loop.
 697     if (I != end()) {
 698       if (I->start == LR->end && I->valno == V2) {
 699         LR->end = I->end;
 700         ranges.erase(I);
 701         I = LR+1;
 702       }
 703     }
 704   }
 705
 706   // Now that V1 is dead, remove it.
 707   markValNoForDeletion(V1);
 708
 709   return V2;
 710 }
 711
 712 unsigned LiveInterval::getSize() const {
 713   unsigned Sum = 0;
 714   for (const_iterator I = begin(), E = end(); I != E; ++I)
 715     Sum += I->start.distance(I->end);
 716   return Sum;
 717 }
 718
 719 raw_ostream& llvm::operator<<(raw_ostream& os, const LiveRange &LR) {
 720   return os << '[' << LR.start << ',' << LR.end << ':' << LR.valno->id << ")";
 721 }
 722
 723 #if !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
 724 void LiveRange::dump() const {
 725   dbgs() << *this << "\n";
 726 }
 727 #endif
 728
 729 void LiveInterval::print(raw_ostream &OS) const {
 730   if (empty())
 731     OS << "EMPTY";
 732   else {
 733     for (LiveInterval::Ranges::const_iterator I = ranges.begin(),
 734            E = ranges.end(); I != E; ++I) {
 735       OS << *I;
 736       assert(I->valno == getValNumInfo(I->valno->id) && "Bad VNInfo");
 737     }
 738   }
 739
 740   // Print value number info.
 741   if (getNumValNums()) {
 742     OS << "  ";
 743     unsigned vnum = 0;
 744     for (const_vni_iterator i = vni_begin(), e = vni_end(); i != e;
 745          ++i, ++vnum) {
 746       const VNInfo *vni = *i;
 747       if (vnum) OS << " ";
 748       OS << vnum << "@";
 749       if (vni->isUnused()) {
 750         OS << "x";
 751       } else {
 752         OS << vni->def;
 753         if (vni->isPHIDef())
 754           OS << "-phi";
 755       }
 756     }
 757   }
 758 }
 759
 760 #if !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
 761 void LiveInterval::dump() const {
 762   dbgs() << *this << "\n";
 763 }
 764 #endif
 765
 766 #ifndef NDEBUG
 767 void LiveInterval::verify() const {
 768   for (const_iterator I = begin(), E = end(); I != E; ++I) {
 769     assert(I->start.isValid());
 770     assert(I->end.isValid());
 771     assert(I->start < I->end);
 772     assert(I->valno != 0);
 773     assert(I->valno == valnos[I->valno->id]);
 774     if (llvm::next(I) != E) {
 775       assert(I->end <= llvm::next(I)->start);
 776       if (I->end == llvm::next(I)->start)
 777         assert(I->valno != llvm::next(I)->valno);
 778     }
 779   }
 780 }
 781 #endif
 782
 783
 784 void LiveRange::print(raw_ostream &os) const {
 785   os << *this;
 786 }
 787
 788 unsigned ConnectedVNInfoEqClasses::Classify(const LiveInterval *LI) {
 789   // Create initial equivalence classes.
 790   EqClass.clear();
 791   EqClass.grow(LI->getNumValNums());
 792
 793   const VNInfo *used = 0, *unused = 0;
 794
 795   // Determine connections.
 796   for (LiveInterval::const_vni_iterator I = LI->vni_begin(), E = LI->vni_end();
 797        I != E; ++I) {
 798     const VNInfo *VNI = *I;
 799     // Group all unused values into one class.
 800     if (VNI->isUnused()) {
 801       if (unused)
 802         EqClass.join(unused->id, VNI->id);
 803       unused = VNI;
 804       continue;
 805     }
 806     used = VNI;
 807     if (VNI->isPHIDef()) {
 808       const MachineBasicBlock *MBB = LIS.getMBBFromIndex(VNI->def);
 809       assert(MBB && "Phi-def has no defining MBB");
 810       // Connect to values live out of predecessors.
 811       for (MachineBasicBlock::const_pred_iterator PI = MBB->pred_begin(),
 812            PE = MBB->pred_end(); PI != PE; ++PI)
 813         if (const VNInfo *PVNI = LI->getVNInfoBefore(LIS.getMBBEndIdx(*PI)))
 814           EqClass.join(VNI->id, PVNI->id);
 815     } else {
 816       // Normal value defined by an instruction. Check for two-addr redef.
 817       // FIXME: This could be coincidental. Should we really check for a tied
 818       // operand constraint?
 819       // Note that VNI->def may be a use slot for an early clobber def.
 820       if (const VNInfo *UVNI = LI->getVNInfoBefore(VNI->def))
 821         EqClass.join(VNI->id, UVNI->id);
 822     }
 823   }
 824
 825   // Lump all the unused values in with the last used value.
 826   if (used && unused)
 827     EqClass.join(used->id, unused->id);
 828
 829   EqClass.compress();
 830   return EqClass.getNumClasses();
 831 }
 832
 833 void ConnectedVNInfoEqClasses::Distribute(LiveInterval *LIV[],
 834                                           MachineRegisterInfo &MRI) {
 835   assert(LIV[0] && "LIV[0] must be set");
 836   LiveInterval &LI = *LIV[0];
 837
 838   // Rewrite instructions.
 839   for (MachineRegisterInfo::reg_iterator RI = MRI.reg_begin(LI.reg),
 840        RE = MRI.reg_end(); RI != RE;) {
 841     MachineOperand &MO = RI.getOperand();
 842     MachineInstr *MI = MO.getParent();
 843     ++RI;
 844     // DBG_VALUE instructions should have been eliminated earlier.
 845     LiveRangeQuery LRQ(LI, LIS.getInstructionIndex(MI));
 846     const VNInfo *VNI = MO.readsReg() ? LRQ.valueIn() : LRQ.valueDefined();
 847     // In the case of an <undef> use that isn't tied to any def, VNI will be
 848     // NULL. If the use is tied to a def, VNI will be the defined value.
 849     if (!VNI)
 850       continue;
 851     MO.setReg(LIV[getEqClass(VNI)]->reg);
 852   }
 853
 854   // Move runs to new intervals.
 855   LiveInterval::iterator J = LI.begin(), E = LI.end();
 856   while (J != E && EqClass[J->valno->id] == 0)
 857     ++J;
 858   for (LiveInterval::iterator I = J; I != E; ++I) {
 859     if (unsigned eq = EqClass[I->valno->id]) {
 860       assert((LIV[eq]->empty() || LIV[eq]->expiredAt(I->start)) &&
 861              "New intervals should be empty");
 862       LIV[eq]->ranges.push_back(*I);
 863     } else
 864       *J++ = *I;
 865   }
 866   LI.ranges.erase(J, E);
 867
 868   // Transfer VNInfos to their new owners and renumber them.
 869   unsigned j = 0, e = LI.getNumValNums();
 870   while (j != e && EqClass[j] == 0)
 871     ++j;
 872   for (unsigned i = j; i != e; ++i) {
 873     VNInfo *VNI = LI.getValNumInfo(i);
 874     if (unsigned eq = EqClass[i]) {
 875       VNI->id = LIV[eq]->getNumValNums();
 876       LIV[eq]->valnos.push_back(VNI);
 877     } else {
 878       VNI->id = j;
 879       LI.valnos[j++] = VNI;
 880     }
 881   }
 882   LI.valnos.resize(j);
 883 }