lib/CodeGen/PHIElimination.cpp

   1 //===-- PhiElimination.cpp - Eliminate PHI nodes by inserting copies ------===//
   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 pass eliminates machine instruction PHI nodes by inserting copy
  11 // instructions.  This destroys SSA information, but is the desired input for
  12 // some register allocators.
  13 //
  14 //===----------------------------------------------------------------------===//
  15
  16 #define DEBUG_TYPE "phielim"
  17 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
  18 #include "PHIEliminationUtils.h"
  19 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  20 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
  21 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  22 #include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
  23 #include "llvm/CodeGen/LiveVariables.h"
  24 #include "llvm/CodeGen/MachineDominators.h"
  25 #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
  26 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  27 #include "llvm/CodeGen/MachineLoopInfo.h"
  28 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  29 #include "llvm/IR/Function.h"
  30 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  31 #include "llvm/Support/Compiler.h"
  32 #include "llvm/Support/Debug.h"
  33 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  34 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  35 #include <algorithm>
  36 using namespace llvm;
  37
  38 static cl::opt<bool>
  39 DisableEdgeSplitting("disable-phi-elim-edge-splitting", cl::init(false),
  40                      cl::Hidden, cl::desc("Disable critical edge splitting "
  41                                           "during PHI elimination"));
  42
  43 static cl::opt<bool>
  44 SplitAllCriticalEdges("phi-elim-split-all-critical-edges", cl::init(false),
  45                       cl::Hidden, cl::desc("Split all critical edges during "
  46                                            "PHI elimination"));
  47
  48 namespace {
  49   class PHIElimination : public MachineFunctionPass {
  50     MachineRegisterInfo *MRI; // Machine register information
  51     LiveVariables *LV;
  52     LiveIntervals *LIS;
  53
  54   public:
  55     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
  56     PHIElimination() : MachineFunctionPass(ID) {
  57       initializePHIEliminationPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
  58     }
  59
  60     virtual bool runOnMachineFunction(MachineFunction &Fn);
  61     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const;
  62
  63   private:
  64     /// EliminatePHINodes - Eliminate phi nodes by inserting copy instructions
  65     /// in predecessor basic blocks.
  66     ///
  67     bool EliminatePHINodes(MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB);
  68     void LowerPHINode(MachineBasicBlock &MBB,
  69                       MachineBasicBlock::iterator LastPHIIt);
  70
  71     /// analyzePHINodes - Gather information about the PHI nodes in
  72     /// here. In particular, we want to map the number of uses of a virtual
  73     /// register which is used in a PHI node. We map that to the BB the
  74     /// vreg is coming from. This is used later to determine when the vreg
  75     /// is killed in the BB.
  76     ///
  77     void analyzePHINodes(const MachineFunction& Fn);
  78
  79     /// Split critical edges where necessary for good coalescer performance.
  80     bool SplitPHIEdges(MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB,
  81                        MachineLoopInfo *MLI);
  82
  83     // These functions are temporary abstractions around LiveVariables and
  84     // LiveIntervals, so they can go away when LiveVariables does.
  85     bool isLiveIn(unsigned Reg, MachineBasicBlock *MBB);
  86     bool isLiveOutPastPHIs(unsigned Reg, MachineBasicBlock *MBB);
  87
  88     typedef std::pair<unsigned, unsigned> BBVRegPair;
  89     typedef DenseMap<BBVRegPair, unsigned> VRegPHIUse;
  90
  91     VRegPHIUse VRegPHIUseCount;
  92
  93     // Defs of PHI sources which are implicit_def.
  94     SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> ImpDefs;
  95
  96     // Map reusable lowered PHI node -> incoming join register.
  97     typedef DenseMap<MachineInstr*, unsigned,
  98                      MachineInstrExpressionTrait> LoweredPHIMap;
  99     LoweredPHIMap LoweredPHIs;
 100   };
 101 }
 102
 103 STATISTIC(NumLowered, "Number of phis lowered");
 104 STATISTIC(NumCriticalEdgesSplit, "Number of critical edges split");
 105 STATISTIC(NumReused, "Number of reused lowered phis");
 106
 107 char PHIElimination::ID = 0;
 108 char& llvm::PHIEliminationID = PHIElimination::ID;
 109
 110 INITIALIZE_PASS_BEGIN(PHIElimination, "phi-node-elimination",
 111                       "Eliminate PHI nodes for register allocation",
 112                       false, false)
 113 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LiveVariables)
 114 INITIALIZE_PASS_END(PHIElimination, "phi-node-elimination",
 115                     "Eliminate PHI nodes for register allocation", false, false)
 116
 117 void PHIElimination::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
 118   AU.addPreserved<LiveVariables>();
 119   AU.addPreserved<SlotIndexes>();
 120   AU.addPreserved<LiveIntervals>();
 121   AU.addPreserved<MachineDominatorTree>();
 122   AU.addPreserved<MachineLoopInfo>();
 123   MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
 124 }
 125
 126 bool PHIElimination::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
 127   MRI = &MF.getRegInfo();
 128   LV = getAnalysisIfAvailable<LiveVariables>();
 129   LIS = getAnalysisIfAvailable<LiveIntervals>();
 130
 131   bool Changed = false;
 132
 133   // This pass takes the function out of SSA form.
 134   MRI->leaveSSA();
 135
 136   // Split critical edges to help the coalescer. This does not yet support
 137   // updating LiveIntervals, so we disable it.
 138   if (!DisableEdgeSplitting && (LV || LIS)) {
 139     MachineLoopInfo *MLI = getAnalysisIfAvailable<MachineLoopInfo>();
 140     for (MachineFunction::iterator I = MF.begin(), E = MF.end(); I != E; ++I)
 141       Changed |= SplitPHIEdges(MF, *I, MLI);
 142   }
 143
 144   // Populate VRegPHIUseCount
 145   analyzePHINodes(MF);
 146
 147   // Eliminate PHI instructions by inserting copies into predecessor blocks.
 148   for (MachineFunction::iterator I = MF.begin(), E = MF.end(); I != E; ++I)
 149     Changed |= EliminatePHINodes(MF, *I);
 150
 151   // Remove dead IMPLICIT_DEF instructions.
 152   for (SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>::iterator I = ImpDefs.begin(),
 153          E = ImpDefs.end(); I != E; ++I) {
 154     MachineInstr *DefMI = *I;
 155     unsigned DefReg = DefMI->getOperand(0).getReg();
 156     if (MRI->use_nodbg_empty(DefReg)) {
 157       if (LIS)
 158         LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(DefMI);
 159       DefMI->eraseFromParent();
 160     }
 161   }
 162
 163   // Clean up the lowered PHI instructions.
 164   for (LoweredPHIMap::iterator I = LoweredPHIs.begin(), E = LoweredPHIs.end();
 165        I != E; ++I) {
 166     if (LIS)
 167       LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(I->first);
 168     MF.DeleteMachineInstr(I->first);
 169   }
 170
 171   LoweredPHIs.clear();
 172   ImpDefs.clear();
 173   VRegPHIUseCount.clear();
 174
 175   return Changed;
 176 }
 177
 178 /// EliminatePHINodes - Eliminate phi nodes by inserting copy instructions in
 179 /// predecessor basic blocks.
 180 ///
 181 bool PHIElimination::EliminatePHINodes(MachineFunction &MF,
 182                                              MachineBasicBlock &MBB) {
 183   if (MBB.empty() || !MBB.front().isPHI())
 184     return false;   // Quick exit for basic blocks without PHIs.
 185
 186   // Get an iterator to the first instruction after the last PHI node (this may
 187   // also be the end of the basic block).
 188   MachineBasicBlock::iterator LastPHIIt =
 189     std::prev(MBB.SkipPHIsAndLabels(MBB.begin()));
 190
 191   while (MBB.front().isPHI())
 192     LowerPHINode(MBB, LastPHIIt);
 193
 194   return true;
 195 }
 196
 197 /// isImplicitlyDefined - Return true if all defs of VirtReg are implicit-defs.
 198 /// This includes registers with no defs.
 199 static bool isImplicitlyDefined(unsigned VirtReg,
 200                                 const MachineRegisterInfo *MRI) {
 201   for (MachineRegisterInfo::def_iterator DI = MRI->def_begin(VirtReg),
 202        DE = MRI->def_end(); DI != DE; ++DI)
 203     if (!DI->isImplicitDef())
 204       return false;
 205   return true;
 206 }
 207
 208 /// isSourceDefinedByImplicitDef - Return true if all sources of the phi node
 209 /// are implicit_def's.
 210 static bool isSourceDefinedByImplicitDef(const MachineInstr *MPhi,
 211                                          const MachineRegisterInfo *MRI) {
 212   for (unsigned i = 1; i != MPhi->getNumOperands(); i += 2)
 213     if (!isImplicitlyDefined(MPhi->getOperand(i).getReg(), MRI))
 214       return false;
 215   return true;
 216 }
 217
 218
 219 /// LowerPHINode - Lower the PHI node at the top of the specified block,
 220 ///
 221 void PHIElimination::LowerPHINode(MachineBasicBlock &MBB,
 222                                   MachineBasicBlock::iterator LastPHIIt) {
 223   ++NumLowered;
 224
 225   MachineBasicBlock::iterator AfterPHIsIt = std::next(LastPHIIt);
 226
 227   // Unlink the PHI node from the basic block, but don't delete the PHI yet.
 228   MachineInstr *MPhi = MBB.remove(MBB.begin());
 229
 230   unsigned NumSrcs = (MPhi->getNumOperands() - 1) / 2;
 231   unsigned DestReg = MPhi->getOperand(0).getReg();
 232   assert(MPhi->getOperand(0).getSubReg() == 0 && "Can't handle sub-reg PHIs");
 233   bool isDead = MPhi->getOperand(0).isDead();
 234
 235   // Create a new register for the incoming PHI arguments.
 236   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
 237   unsigned IncomingReg = 0;
 238   bool reusedIncoming = false;  // Is IncomingReg reused from an earlier PHI?
 239
 240   // Insert a register to register copy at the top of the current block (but
 241   // after any remaining phi nodes) which copies the new incoming register
 242   // into the phi node destination.
 243   const TargetInstrInfo *TII = MF.getTarget().getInstrInfo();
 244   if (isSourceDefinedByImplicitDef(MPhi, MRI))
 245     // If all sources of a PHI node are implicit_def, just emit an
 246     // implicit_def instead of a copy.
 247     BuildMI(MBB, AfterPHIsIt, MPhi->getDebugLoc(),
 248             TII->get(TargetOpcode::IMPLICIT_DEF), DestReg);
 249   else {
 250     // Can we reuse an earlier PHI node? This only happens for critical edges,
 251     // typically those created by tail duplication.
 252     unsigned &entry = LoweredPHIs[MPhi];
 253     if (entry) {
 254       // An identical PHI node was already lowered. Reuse the incoming register.
 255       IncomingReg = entry;
 256       reusedIncoming = true;
 257       ++NumReused;
 258       DEBUG(dbgs() << "Reusing " << PrintReg(IncomingReg) << " for " << *MPhi);
 259     } else {
 260       const TargetRegisterClass *RC = MF.getRegInfo().getRegClass(DestReg);
 261       entry = IncomingReg = MF.getRegInfo().createVirtualRegister(RC);
 262     }
 263     BuildMI(MBB, AfterPHIsIt, MPhi->getDebugLoc(),
 264             TII->get(TargetOpcode::COPY), DestReg)
 265       .addReg(IncomingReg);
 266   }
 267
 268   // Update live variable information if there is any.
 269   if (LV) {
 270     MachineInstr *PHICopy = std::prev(AfterPHIsIt);
 271
 272     if (IncomingReg) {
 273       LiveVariables::VarInfo &VI = LV->getVarInfo(IncomingReg);
 274
 275       // Increment use count of the newly created virtual register.
 276       LV->setPHIJoin(IncomingReg);
 277
 278       // When we are reusing the incoming register, it may already have been
 279       // killed in this block. The old kill will also have been inserted at
 280       // AfterPHIsIt, so it appears before the current PHICopy.
 281       if (reusedIncoming)
 282         if (MachineInstr *OldKill = VI.findKill(&MBB)) {
 283           DEBUG(dbgs() << "Remove old kill from " << *OldKill);
 284           LV->removeVirtualRegisterKilled(IncomingReg, OldKill);
 285           DEBUG(MBB.dump());
 286         }
 287
 288       // Add information to LiveVariables to know that the incoming value is
 289       // killed.  Note that because the value is defined in several places (once
 290       // each for each incoming block), the "def" block and instruction fields
 291       // for the VarInfo is not filled in.
 292       LV->addVirtualRegisterKilled(IncomingReg, PHICopy);
 293     }
 294
 295     // Since we are going to be deleting the PHI node, if it is the last use of
 296     // any registers, or if the value itself is dead, we need to move this
 297     // information over to the new copy we just inserted.
 298     LV->removeVirtualRegistersKilled(MPhi);
 299
 300     // If the result is dead, update LV.
 301     if (isDead) {
 302       LV->addVirtualRegisterDead(DestReg, PHICopy);
 303       LV->removeVirtualRegisterDead(DestReg, MPhi);
 304     }
 305   }
 306
 307   // Update LiveIntervals for the new copy or implicit def.
 308   if (LIS) {
 309     MachineInstr *NewInstr = std::prev(AfterPHIsIt);
 310     SlotIndex DestCopyIndex = LIS->InsertMachineInstrInMaps(NewInstr);
 311
 312     SlotIndex MBBStartIndex = LIS->getMBBStartIdx(&MBB);
 313     if (IncomingReg) {
 314       // Add the region from the beginning of MBB to the copy instruction to
 315       // IncomingReg's live interval.
 316       LiveInterval &IncomingLI = LIS->createEmptyInterval(IncomingReg);
 317       VNInfo *IncomingVNI = IncomingLI.getVNInfoAt(MBBStartIndex);
 318       if (!IncomingVNI)
 319         IncomingVNI = IncomingLI.getNextValue(MBBStartIndex,
 320                                               LIS->getVNInfoAllocator());
 321       IncomingLI.addSegment(LiveInterval::Segment(MBBStartIndex,
 322                                                   DestCopyIndex.getRegSlot(),
 323                                                   IncomingVNI));
 324     }
 325
 326     LiveInterval &DestLI = LIS->getInterval(DestReg);
 327     assert(DestLI.begin() != DestLI.end() &&
 328            "PHIs should have nonempty LiveIntervals.");
 329     if (DestLI.endIndex().isDead()) {
 330       // A dead PHI's live range begins and ends at the start of the MBB, but
 331       // the lowered copy, which will still be dead, needs to begin and end at
 332       // the copy instruction.
 333       VNInfo *OrigDestVNI = DestLI.getVNInfoAt(MBBStartIndex);
 334       assert(OrigDestVNI && "PHI destination should be live at block entry.");
 335       DestLI.removeSegment(MBBStartIndex, MBBStartIndex.getDeadSlot());
 336       DestLI.createDeadDef(DestCopyIndex.getRegSlot(),
 337                            LIS->getVNInfoAllocator());
 338       DestLI.removeValNo(OrigDestVNI);
 339     } else {
 340       // Otherwise, remove the region from the beginning of MBB to the copy
 341       // instruction from DestReg's live interval.
 342       DestLI.removeSegment(MBBStartIndex, DestCopyIndex.getRegSlot());
 343       VNInfo *DestVNI = DestLI.getVNInfoAt(DestCopyIndex.getRegSlot());
 344       assert(DestVNI && "PHI destination should be live at its definition.");
 345       DestVNI->def = DestCopyIndex.getRegSlot();
 346     }
 347   }
 348
 349   // Adjust the VRegPHIUseCount map to account for the removal of this PHI node.
 350   for (unsigned i = 1; i != MPhi->getNumOperands(); i += 2)
 351     --VRegPHIUseCount[BBVRegPair(MPhi->getOperand(i+1).getMBB()->getNumber(),
 352                                  MPhi->getOperand(i).getReg())];
 353
 354   // Now loop over all of the incoming arguments, changing them to copy into the
 355   // IncomingReg register in the corresponding predecessor basic block.
 356   SmallPtrSet<MachineBasicBlock*, 8> MBBsInsertedInto;
 357   for (int i = NumSrcs - 1; i >= 0; --i) {
 358     unsigned SrcReg = MPhi->getOperand(i*2+1).getReg();
 359     unsigned SrcSubReg = MPhi->getOperand(i*2+1).getSubReg();
 360     bool SrcUndef = MPhi->getOperand(i*2+1).isUndef() ||
 361       isImplicitlyDefined(SrcReg, MRI);
 362     assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(SrcReg) &&
 363            "Machine PHI Operands must all be virtual registers!");
 364
 365     // Get the MachineBasicBlock equivalent of the BasicBlock that is the source
 366     // path the PHI.
 367     MachineBasicBlock &opBlock = *MPhi->getOperand(i*2+2).getMBB();
 368
 369     // Check to make sure we haven't already emitted the copy for this block.
 370     // This can happen because PHI nodes may have multiple entries for the same
 371     // basic block.
 372     if (!MBBsInsertedInto.insert(&opBlock))
 373       continue;  // If the copy has already been emitted, we're done.
 374
 375     // Find a safe location to insert the copy, this may be the first terminator
 376     // in the block (or end()).
 377     MachineBasicBlock::iterator InsertPos =
 378       findPHICopyInsertPoint(&opBlock, &MBB, SrcReg);
 379
 380     // Insert the copy.
 381     MachineInstr *NewSrcInstr = 0;
 382     if (!reusedIncoming && IncomingReg) {
 383       if (SrcUndef) {
 384         // The source register is undefined, so there is no need for a real
 385         // COPY, but we still need to ensure joint dominance by defs.
 386         // Insert an IMPLICIT_DEF instruction.
 387         NewSrcInstr = BuildMI(opBlock, InsertPos, MPhi->getDebugLoc(),
 388                               TII->get(TargetOpcode::IMPLICIT_DEF),
 389                               IncomingReg);
 390
 391         // Clean up the old implicit-def, if there even was one.
 392         if (MachineInstr *DefMI = MRI->getVRegDef(SrcReg))
 393           if (DefMI->isImplicitDef())
 394             ImpDefs.insert(DefMI);
 395       } else {
 396         NewSrcInstr = BuildMI(opBlock, InsertPos, MPhi->getDebugLoc(),
 397                             TII->get(TargetOpcode::COPY), IncomingReg)
 398                         .addReg(SrcReg, 0, SrcSubReg);
 399       }
 400     }
 401
 402     // We only need to update the LiveVariables kill of SrcReg if this was the
 403     // last PHI use of SrcReg to be lowered on this CFG edge and it is not live
 404     // out of the predecessor. We can also ignore undef sources.
 405     if (LV && !SrcUndef &&
 406         !VRegPHIUseCount[BBVRegPair(opBlock.getNumber(), SrcReg)] &&
 407         !LV->isLiveOut(SrcReg, opBlock)) {
 408       // We want to be able to insert a kill of the register if this PHI (aka,
 409       // the copy we just inserted) is the last use of the source value. Live
 410       // variable analysis conservatively handles this by saying that the value
 411       // is live until the end of the block the PHI entry lives in. If the value
 412       // really is dead at the PHI copy, there will be no successor blocks which
 413       // have the value live-in.
 414
 415       // Okay, if we now know that the value is not live out of the block, we
 416       // can add a kill marker in this block saying that it kills the incoming
 417       // value!
 418
 419       // In our final twist, we have to decide which instruction kills the
 420       // register.  In most cases this is the copy, however, terminator
 421       // instructions at the end of the block may also use the value. In this
 422       // case, we should mark the last such terminator as being the killing
 423       // block, not the copy.
 424       MachineBasicBlock::iterator KillInst = opBlock.end();
 425       MachineBasicBlock::iterator FirstTerm = opBlock.getFirstTerminator();
 426       for (MachineBasicBlock::iterator Term = FirstTerm;
 427           Term != opBlock.end(); ++Term) {
 428         if (Term->readsRegister(SrcReg))
 429           KillInst = Term;
 430       }
 431
 432       if (KillInst == opBlock.end()) {
 433         // No terminator uses the register.
 434
 435         if (reusedIncoming || !IncomingReg) {
 436           // We may have to rewind a bit if we didn't insert a copy this time.
 437           KillInst = FirstTerm;
 438           while (KillInst != opBlock.begin()) {
 439             --KillInst;
 440             if (KillInst->isDebugValue())
 441               continue;
 442             if (KillInst->readsRegister(SrcReg))
 443               break;
 444           }
 445         } else {
 446           // We just inserted this copy.
 447           KillInst = std::prev(InsertPos);
 448         }
 449       }
 450       assert(KillInst->readsRegister(SrcReg) && "Cannot find kill instruction");
 451
 452       // Finally, mark it killed.
 453       LV->addVirtualRegisterKilled(SrcReg, KillInst);
 454
 455       // This vreg no longer lives all of the way through opBlock.
 456       unsigned opBlockNum = opBlock.getNumber();
 457       LV->getVarInfo(SrcReg).AliveBlocks.reset(opBlockNum);
 458     }
 459
 460     if (LIS) {
 461       if (NewSrcInstr) {
 462         LIS->InsertMachineInstrInMaps(NewSrcInstr);
 463         LIS->addSegmentToEndOfBlock(IncomingReg, NewSrcInstr);
 464       }
 465
 466       if (!SrcUndef &&
 467           !VRegPHIUseCount[BBVRegPair(opBlock.getNumber(), SrcReg)]) {
 468         LiveInterval &SrcLI = LIS->getInterval(SrcReg);
 469
 470         bool isLiveOut = false;
 471         for (MachineBasicBlock::succ_iterator SI = opBlock.succ_begin(),
 472              SE = opBlock.succ_end(); SI != SE; ++SI) {
 473           SlotIndex startIdx = LIS->getMBBStartIdx(*SI);
 474           VNInfo *VNI = SrcLI.getVNInfoAt(startIdx);
 475
 476           // Definitions by other PHIs are not truly live-in for our purposes.
 477           if (VNI && VNI->def != startIdx) {
 478             isLiveOut = true;
 479             break;
 480           }
 481         }
 482
 483         if (!isLiveOut) {
 484           MachineBasicBlock::iterator KillInst = opBlock.end();
 485           MachineBasicBlock::iterator FirstTerm = opBlock.getFirstTerminator();
 486           for (MachineBasicBlock::iterator Term = FirstTerm;
 487               Term != opBlock.end(); ++Term) {
 488             if (Term->readsRegister(SrcReg))
 489               KillInst = Term;
 490           }
 491
 492           if (KillInst == opBlock.end()) {
 493             // No terminator uses the register.
 494
 495             if (reusedIncoming || !IncomingReg) {
 496               // We may have to rewind a bit if we didn't just insert a copy.
 497               KillInst = FirstTerm;
 498               while (KillInst != opBlock.begin()) {
 499                 --KillInst;
 500                 if (KillInst->isDebugValue())
 501                   continue;
 502                 if (KillInst->readsRegister(SrcReg))
 503                   break;
 504               }
 505             } else {
 506               // We just inserted this copy.
 507               KillInst = std::prev(InsertPos);
 508             }
 509           }
 510           assert(KillInst->readsRegister(SrcReg) &&
 511                  "Cannot find kill instruction");
 512
 513           SlotIndex LastUseIndex = LIS->getInstructionIndex(KillInst);
 514           SrcLI.removeSegment(LastUseIndex.getRegSlot(),
 515                               LIS->getMBBEndIdx(&opBlock));
 516         }
 517       }
 518     }
 519   }
 520
 521   // Really delete the PHI instruction now, if it is not in the LoweredPHIs map.
 522   if (reusedIncoming || !IncomingReg) {
 523     if (LIS)
 524       LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(MPhi);
 525     MF.DeleteMachineInstr(MPhi);
 526   }
 527 }
 528
 529 /// analyzePHINodes - Gather information about the PHI nodes in here. In
 530 /// particular, we want to map the number of uses of a virtual register which is
 531 /// used in a PHI node. We map that to the BB the vreg is coming from. This is
 532 /// used later to determine when the vreg is killed in the BB.
 533 ///
 534 void PHIElimination::analyzePHINodes(const MachineFunction& MF) {
 535   for (MachineFunction::const_iterator I = MF.begin(), E = MF.end();
 536        I != E; ++I)
 537     for (MachineBasicBlock::const_iterator BBI = I->begin(), BBE = I->end();
 538          BBI != BBE && BBI->isPHI(); ++BBI)
 539       for (unsigned i = 1, e = BBI->getNumOperands(); i != e; i += 2)
 540         ++VRegPHIUseCount[BBVRegPair(BBI->getOperand(i+1).getMBB()->getNumber(),
 541                                      BBI->getOperand(i).getReg())];
 542 }
 543
 544 bool PHIElimination::SplitPHIEdges(MachineFunction &MF,
 545                                    MachineBasicBlock &MBB,
 546                                    MachineLoopInfo *MLI) {
 547   if (MBB.empty() || !MBB.front().isPHI() || MBB.isLandingPad())
 548     return false;   // Quick exit for basic blocks without PHIs.
 549
 550   const MachineLoop *CurLoop = MLI ? MLI->getLoopFor(&MBB) : 0;
 551   bool IsLoopHeader = CurLoop && &MBB == CurLoop->getHeader();
 552
 553   bool Changed = false;
 554   for (MachineBasicBlock::iterator BBI = MBB.begin(), BBE = MBB.end();
 555        BBI != BBE && BBI->isPHI(); ++BBI) {
 556     for (unsigned i = 1, e = BBI->getNumOperands(); i != e; i += 2) {
 557       unsigned Reg = BBI->getOperand(i).getReg();
 558       MachineBasicBlock *PreMBB = BBI->getOperand(i+1).getMBB();
 559       // Is there a critical edge from PreMBB to MBB?
 560       if (PreMBB->succ_size() == 1)
 561         continue;
 562
 563       // Avoid splitting backedges of loops. It would introduce small
 564       // out-of-line blocks into the loop which is very bad for code placement.
 565       if (PreMBB == &MBB && !SplitAllCriticalEdges)
 566         continue;
 567       const MachineLoop *PreLoop = MLI ? MLI->getLoopFor(PreMBB) : 0;
 568       if (IsLoopHeader && PreLoop == CurLoop && !SplitAllCriticalEdges)
 569         continue;
 570
 571       // LV doesn't consider a phi use live-out, so isLiveOut only returns true
 572       // when the source register is live-out for some other reason than a phi
 573       // use. That means the copy we will insert in PreMBB won't be a kill, and
 574       // there is a risk it may not be coalesced away.
 575       //
 576       // If the copy would be a kill, there is no need to split the edge.
 577       if (!isLiveOutPastPHIs(Reg, PreMBB) && !SplitAllCriticalEdges)
 578         continue;
 579
 580       DEBUG(dbgs() << PrintReg(Reg) << " live-out before critical edge BB#"
 581                    << PreMBB->getNumber() << " -> BB#" << MBB.getNumber()
 582                    << ": " << *BBI);
 583
 584       // If Reg is not live-in to MBB, it means it must be live-in to some
 585       // other PreMBB successor, and we can avoid the interference by splitting
 586       // the edge.
 587       //
 588       // If Reg *is* live-in to MBB, the interference is inevitable and a copy
 589       // is likely to be left after coalescing. If we are looking at a loop
 590       // exiting edge, split it so we won't insert code in the loop, otherwise
 591       // don't bother.
 592       bool ShouldSplit = !isLiveIn(Reg, &MBB) || SplitAllCriticalEdges;
 593
 594       // Check for a loop exiting edge.
 595       if (!ShouldSplit && CurLoop != PreLoop) {
 596         DEBUG({
 597           dbgs() << "Split wouldn't help, maybe avoid loop copies?\n";
 598           if (PreLoop) dbgs() << "PreLoop: " << *PreLoop;
 599           if (CurLoop) dbgs() << "CurLoop: " << *CurLoop;
 600         });
 601         // This edge could be entering a loop, exiting a loop, or it could be
 602         // both: Jumping directly form one loop to the header of a sibling
 603         // loop.
 604         // Split unless this edge is entering CurLoop from an outer loop.
 605         ShouldSplit = PreLoop && !PreLoop->contains(CurLoop);
 606       }
 607       if (!ShouldSplit)
 608         continue;
 609       if (!PreMBB->SplitCriticalEdge(&MBB, this)) {
 610         DEBUG(dbgs() << "Failed to split critical edge.\n");
 611         continue;
 612       }
 613       Changed = true;
 614       ++NumCriticalEdgesSplit;
 615     }
 616   }
 617   return Changed;
 618 }
 619
 620 bool PHIElimination::isLiveIn(unsigned Reg, MachineBasicBlock *MBB) {
 621   assert((LV || LIS) &&
 622          "isLiveIn() requires either LiveVariables or LiveIntervals");
 623   if (LIS)
 624     return LIS->isLiveInToMBB(LIS->getInterval(Reg), MBB);
 625   else
 626     return LV->isLiveIn(Reg, *MBB);
 627 }
 628
 629 bool PHIElimination::isLiveOutPastPHIs(unsigned Reg, MachineBasicBlock *MBB) {
 630   assert((LV || LIS) &&
 631          "isLiveOutPastPHIs() requires either LiveVariables or LiveIntervals");
 632   // LiveVariables considers uses in PHIs to be in the predecessor basic block,
 633   // so that a register used only in a PHI is not live out of the block. In
 634   // contrast, LiveIntervals considers uses in PHIs to be on the edge rather than
 635   // in the predecessor basic block, so that a register used only in a PHI is live
 636   // out of the block.
 637   if (LIS) {
 638     const LiveInterval &LI = LIS->getInterval(Reg);
 639     for (MachineBasicBlock::succ_iterator SI = MBB->succ_begin(),
 640          SE = MBB->succ_end(); SI != SE; ++SI) {
 641       if (LI.liveAt(LIS->getMBBStartIdx(*SI)))
 642         return true;
 643     }
 644     return false;
 645   } else {
 646     return LV->isLiveOut(Reg, *MBB);
 647   }
 648 }