lib/CodeGen/PreAllocSplitting.cpp

   1 //===-- PreAllocSplitting.cpp - Pre-allocation Interval Spltting Pass. ----===//
   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 machine instruction level pre-register allocation
  11 // live interval splitting pass. It finds live interval barriers, i.e.
  12 // instructions which will kill all physical registers in certain register
  13 // classes, and split all live intervals which cross the barrier.
  14 //
  15 //===----------------------------------------------------------------------===//
  16
  17 #define DEBUG_TYPE "pre-alloc-split"
  18 #include "VirtRegMap.h"
  19 #include "llvm/CodeGen/CalcSpillWeights.h"
  20 #include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
  21 #include "llvm/CodeGen/LiveStackAnalysis.h"
  22 #include "llvm/CodeGen/MachineDominators.h"
  23 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  24 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
  25 #include "llvm/CodeGen/MachineLoopInfo.h"
  26 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  27 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
  28 #include "llvm/CodeGen/RegisterCoalescer.h"
  29 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  30 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  31 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
  32 #include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
  33 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  34 #include "llvm/Support/Debug.h"
  35 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  36 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  37 #include "llvm/ADT/DepthFirstIterator.h"
  38 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
  39 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  40 using namespace llvm;
  41
  42 static cl::opt<int> PreSplitLimit("pre-split-limit", cl::init(-1), cl::Hidden);
  43 static cl::opt<int> DeadSplitLimit("dead-split-limit", cl::init(-1),
  44                                    cl::Hidden);
  45 static cl::opt<int> RestoreFoldLimit("restore-fold-limit", cl::init(-1),
  46                                      cl::Hidden);
  47
  48 STATISTIC(NumSplits, "Number of intervals split");
  49 STATISTIC(NumRemats, "Number of intervals split by rematerialization");
  50 STATISTIC(NumFolds, "Number of intervals split with spill folding");
  51 STATISTIC(NumRestoreFolds, "Number of intervals split with restore folding");
  52 STATISTIC(NumRenumbers, "Number of intervals renumbered into new registers");
  53 STATISTIC(NumDeadSpills, "Number of dead spills removed");
  54
  55 namespace {
  56   class PreAllocSplitting : public MachineFunctionPass {
  57     MachineFunction       *CurrMF;
  58     const TargetMachine   *TM;
  59     const TargetInstrInfo *TII;
  60     const TargetRegisterInfo* TRI;
  61     MachineFrameInfo      *MFI;
  62     MachineRegisterInfo   *MRI;
  63     SlotIndexes           *SIs;
  64     LiveIntervals         *LIs;
  65     LiveStacks            *LSs;
  66     VirtRegMap            *VRM;
  67
  68     // Barrier - Current barrier being processed.
  69     MachineInstr          *Barrier;
  70
  71     // BarrierMBB - Basic block where the barrier resides in.
  72     MachineBasicBlock     *BarrierMBB;
  73
  74     // Barrier - Current barrier index.
  75     SlotIndex     BarrierIdx;
  76
  77     // CurrLI - Current live interval being split.
  78     LiveInterval          *CurrLI;
  79
  80     // CurrSLI - Current stack slot live interval.
  81     LiveInterval          *CurrSLI;
  82
  83     // CurrSValNo - Current val# for the stack slot live interval.
  84     VNInfo                *CurrSValNo;
  85
  86     // IntervalSSMap - A map from live interval to spill slots.
  87     DenseMap<unsigned, int> IntervalSSMap;
  88
  89     // Def2SpillMap - A map from a def instruction index to spill index.
  90     DenseMap<SlotIndex, SlotIndex> Def2SpillMap;
  91
  92   public:
  93     static char ID;
  94     PreAllocSplitting()
  95       : MachineFunctionPass(&ID) {}
  96
  97     virtual bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF);
  98
  99     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
 100       AU.setPreservesCFG();
 101       AU.addRequired<SlotIndexes>();
 102       AU.addPreserved<SlotIndexes>();
 103       AU.addRequired<LiveIntervals>();
 104       AU.addPreserved<LiveIntervals>();
 105       AU.addRequired<LiveStacks>();
 106       AU.addPreserved<LiveStacks>();
 107       AU.addPreserved<RegisterCoalescer>();
 108       AU.addPreserved<CalculateSpillWeights>();
 109       if (StrongPHIElim)
 110         AU.addPreservedID(StrongPHIEliminationID);
 111       else
 112         AU.addPreservedID(PHIEliminationID);
 113       AU.addRequired<MachineDominatorTree>();
 114       AU.addRequired<MachineLoopInfo>();
 115       AU.addRequired<VirtRegMap>();
 116       AU.addPreserved<MachineDominatorTree>();
 117       AU.addPreserved<MachineLoopInfo>();
 118       AU.addPreserved<VirtRegMap>();
 119       MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
 120     }
 121
 122     virtual void releaseMemory() {
 123       IntervalSSMap.clear();
 124       Def2SpillMap.clear();
 125     }
 126
 127     virtual const char *getPassName() const {
 128       return "Pre-Register Allocaton Live Interval Splitting";
 129     }
 130
 131     /// print - Implement the dump method.
 132     virtual void print(raw_ostream &O, const Module* M = 0) const {
 133       LIs->print(O, M);
 134     }
 135
 136
 137   private:
 138
 139     MachineBasicBlock::iterator
 140       findSpillPoint(MachineBasicBlock*, MachineInstr*, MachineInstr*,
 141                      SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>&);
 142
 143     MachineBasicBlock::iterator
 144       findRestorePoint(MachineBasicBlock*, MachineInstr*, SlotIndex,
 145                      SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>&);
 146
 147     int CreateSpillStackSlot(unsigned, const TargetRegisterClass *);
 148
 149     bool IsAvailableInStack(MachineBasicBlock*, unsigned,
 150                             SlotIndex, SlotIndex,
 151                             SlotIndex&, int&) const;
 152
 153     void UpdateSpillSlotInterval(VNInfo*, SlotIndex, SlotIndex);
 154
 155     bool SplitRegLiveInterval(LiveInterval*);
 156
 157     bool SplitRegLiveIntervals(const TargetRegisterClass **,
 158                                SmallPtrSet<LiveInterval*, 8>&);
 159
 160     bool createsNewJoin(LiveRange* LR, MachineBasicBlock* DefMBB,
 161                         MachineBasicBlock* BarrierMBB);
 162     bool Rematerialize(unsigned vreg, VNInfo* ValNo,
 163                        MachineInstr* DefMI,
 164                        MachineBasicBlock::iterator RestorePt,
 165                        SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>& RefsInMBB);
 166     MachineInstr* FoldSpill(unsigned vreg, const TargetRegisterClass* RC,
 167                             MachineInstr* DefMI,
 168                             MachineInstr* Barrier,
 169                             MachineBasicBlock* MBB,
 170                             int& SS,
 171                             SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>& RefsInMBB);
 172     MachineInstr* FoldRestore(unsigned vreg,
 173                               const TargetRegisterClass* RC,
 174                               MachineInstr* Barrier,
 175                               MachineBasicBlock* MBB,
 176                               int SS,
 177                               SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>& RefsInMBB);
 178     void RenumberValno(VNInfo* VN);
 179     void ReconstructLiveInterval(LiveInterval* LI);
 180     bool removeDeadSpills(SmallPtrSet<LiveInterval*, 8>& split);
 181     unsigned getNumberOfNonSpills(SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>& MIs,
 182                                unsigned Reg, int FrameIndex, bool& TwoAddr);
 183     VNInfo* PerformPHIConstruction(MachineBasicBlock::iterator Use,
 184                                    MachineBasicBlock* MBB, LiveInterval* LI,
 185                                    SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>& Visited,
 186             DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 2> >& Defs,
 187             DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 2> >& Uses,
 188                                       DenseMap<MachineInstr*, VNInfo*>& NewVNs,
 189                                 DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*>& LiveOut,
 190                                 DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*>& Phis,
 191                                         bool IsTopLevel, bool IsIntraBlock);
 192     VNInfo* PerformPHIConstructionFallBack(MachineBasicBlock::iterator Use,
 193                                    MachineBasicBlock* MBB, LiveInterval* LI,
 194                                    SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>& Visited,
 195             DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 2> >& Defs,
 196             DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 2> >& Uses,
 197                                       DenseMap<MachineInstr*, VNInfo*>& NewVNs,
 198                                 DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*>& LiveOut,
 199                                 DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*>& Phis,
 200                                         bool IsTopLevel, bool IsIntraBlock);
 201 };
 202 } // end anonymous namespace
 203
 204 char PreAllocSplitting::ID = 0;
 205
 206 static RegisterPass<PreAllocSplitting>
 207 X("pre-alloc-splitting", "Pre-Register Allocation Live Interval Splitting");
 208
 209 const PassInfo *const llvm::PreAllocSplittingID = &X;
 210
 211 /// findSpillPoint - Find a gap as far away from the given MI that's suitable
 212 /// for spilling the current live interval. The index must be before any
 213 /// defs and uses of the live interval register in the mbb. Return begin() if
 214 /// none is found.
 215 MachineBasicBlock::iterator
 216 PreAllocSplitting::findSpillPoint(MachineBasicBlock *MBB, MachineInstr *MI,
 217                                   MachineInstr *DefMI,
 218                                   SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> &RefsInMBB) {
 219   MachineBasicBlock::iterator Pt = MBB->begin();
 220
 221   MachineBasicBlock::iterator MII = MI;
 222   MachineBasicBlock::iterator EndPt = DefMI
 223     ? MachineBasicBlock::iterator(DefMI) : MBB->begin();
 224
 225   while (MII != EndPt && !RefsInMBB.count(MII) &&
 226          MII->getOpcode() != TRI->getCallFrameSetupOpcode())
 227     --MII;
 228   if (MII == EndPt || RefsInMBB.count(MII)) return Pt;
 229
 230   while (MII != EndPt && !RefsInMBB.count(MII)) {
 231     // We can't insert the spill between the barrier (a call), and its
 232     // corresponding call frame setup.
 233     if (MII->getOpcode() == TRI->getCallFrameDestroyOpcode()) {
 234       while (MII->getOpcode() != TRI->getCallFrameSetupOpcode()) {
 235         --MII;
 236         if (MII == EndPt) {
 237           return Pt;
 238         }
 239       }
 240       continue;
 241     } else {
 242       Pt = MII;
 243     }
 244
 245     if (RefsInMBB.count(MII))
 246       return Pt;
 247
 248
 249     --MII;
 250   }
 251
 252   return Pt;
 253 }
 254
 255 /// findRestorePoint - Find a gap in the instruction index map that's suitable
 256 /// for restoring the current live interval value. The index must be before any
 257 /// uses of the live interval register in the mbb. Return end() if none is
 258 /// found.
 259 MachineBasicBlock::iterator
 260 PreAllocSplitting::findRestorePoint(MachineBasicBlock *MBB, MachineInstr *MI,
 261                                     SlotIndex LastIdx,
 262                                     SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> &RefsInMBB) {
 263   // FIXME: Allow spill to be inserted to the beginning of the mbb. Update mbb
 264   // begin index accordingly.
 265   MachineBasicBlock::iterator Pt = MBB->end();
 266   MachineBasicBlock::iterator EndPt = MBB->getFirstTerminator();
 267
 268   // We start at the call, so walk forward until we find the call frame teardown
 269   // since we can't insert restores before that.  Bail if we encounter a use
 270   // during this time.
 271   MachineBasicBlock::iterator MII = MI;
 272   if (MII == EndPt) return Pt;
 273
 274   while (MII != EndPt && !RefsInMBB.count(MII) &&
 275          MII->getOpcode() != TRI->getCallFrameDestroyOpcode())
 276     ++MII;
 277   if (MII == EndPt || RefsInMBB.count(MII)) return Pt;
 278   ++MII;
 279
 280   // FIXME: Limit the number of instructions to examine to reduce
 281   // compile time?
 282   while (MII != EndPt) {
 283     SlotIndex Index = LIs->getInstructionIndex(MII);
 284     if (Index > LastIdx)
 285       break;
 286
 287     // We can't insert a restore between the barrier (a call) and its
 288     // corresponding call frame teardown.
 289     if (MII->getOpcode() == TRI->getCallFrameSetupOpcode()) {
 290       do {
 291         if (MII == EndPt || RefsInMBB.count(MII)) return Pt;
 292         ++MII;
 293       } while (MII->getOpcode() != TRI->getCallFrameDestroyOpcode());
 294     } else {
 295       Pt = MII;
 296     }
 297
 298     if (RefsInMBB.count(MII))
 299       return Pt;
 300
 301     ++MII;
 302   }
 303
 304   return Pt;
 305 }
 306
 307 /// CreateSpillStackSlot - Create a stack slot for the live interval being
 308 /// split. If the live interval was previously split, just reuse the same
 309 /// slot.
 310 int PreAllocSplitting::CreateSpillStackSlot(unsigned Reg,
 311                                             const TargetRegisterClass *RC) {
 312   int SS;
 313   DenseMap<unsigned, int>::iterator I = IntervalSSMap.find(Reg);
 314   if (I != IntervalSSMap.end()) {
 315     SS = I->second;
 316   } else {
 317     SS = MFI->CreateSpillStackObject(RC->getSize(), RC->getAlignment());
 318     IntervalSSMap[Reg] = SS;
 319   }
 320
 321   // Create live interval for stack slot.
 322   CurrSLI = &LSs->getOrCreateInterval(SS, RC);
 323   if (CurrSLI->hasAtLeastOneValue())
 324     CurrSValNo = CurrSLI->getValNumInfo(0);
 325   else
 326     CurrSValNo = CurrSLI->getNextValue(SlotIndex(), 0, false,
 327                                        LSs->getVNInfoAllocator());
 328   return SS;
 329 }
 330
 331 /// IsAvailableInStack - Return true if register is available in a split stack
 332 /// slot at the specified index.
 333 bool
 334 PreAllocSplitting::IsAvailableInStack(MachineBasicBlock *DefMBB,
 335                                     unsigned Reg, SlotIndex DefIndex,
 336                                     SlotIndex RestoreIndex,
 337                                     SlotIndex &SpillIndex,
 338                                     int& SS) const {
 339   if (!DefMBB)
 340     return false;
 341
 342   DenseMap<unsigned, int>::const_iterator I = IntervalSSMap.find(Reg);
 343   if (I == IntervalSSMap.end())
 344     return false;
 345   DenseMap<SlotIndex, SlotIndex>::const_iterator
 346     II = Def2SpillMap.find(DefIndex);
 347   if (II == Def2SpillMap.end())
 348     return false;
 349
 350   // If last spill of def is in the same mbb as barrier mbb (where restore will
 351   // be), make sure it's not below the intended restore index.
 352   // FIXME: Undo the previous spill?
 353   assert(LIs->getMBBFromIndex(II->second) == DefMBB);
 354   if (DefMBB == BarrierMBB && II->second >= RestoreIndex)
 355     return false;
 356
 357   SS = I->second;
 358   SpillIndex = II->second;
 359   return true;
 360 }
 361
 362 /// UpdateSpillSlotInterval - Given the specified val# of the register live
 363 /// interval being split, and the spill and restore indicies, update the live
 364 /// interval of the spill stack slot.
 365 void
 366 PreAllocSplitting::UpdateSpillSlotInterval(VNInfo *ValNo, SlotIndex SpillIndex,
 367                                            SlotIndex RestoreIndex) {
 368   assert(LIs->getMBBFromIndex(RestoreIndex) == BarrierMBB &&
 369          "Expect restore in the barrier mbb");
 370
 371   MachineBasicBlock *MBB = LIs->getMBBFromIndex(SpillIndex);
 372   if (MBB == BarrierMBB) {
 373     // Intra-block spill + restore. We are done.
 374     LiveRange SLR(SpillIndex, RestoreIndex, CurrSValNo);
 375     CurrSLI->addRange(SLR);
 376     return;
 377   }
 378
 379   SmallPtrSet<MachineBasicBlock*, 4> Processed;
 380   SlotIndex EndIdx = LIs->getMBBEndIdx(MBB);
 381   LiveRange SLR(SpillIndex, EndIdx, CurrSValNo);
 382   CurrSLI->addRange(SLR);
 383   Processed.insert(MBB);
 384
 385   // Start from the spill mbb, figure out the extend of the spill slot's
 386   // live interval.
 387   SmallVector<MachineBasicBlock*, 4> WorkList;
 388   const LiveRange *LR = CurrLI->getLiveRangeContaining(SpillIndex);
 389   if (LR->end > EndIdx)
 390     // If live range extend beyond end of mbb, add successors to work list.
 391     for (MachineBasicBlock::succ_iterator SI = MBB->succ_begin(),
 392            SE = MBB->succ_end(); SI != SE; ++SI)
 393       WorkList.push_back(*SI);
 394
 395   while (!WorkList.empty()) {
 396     MachineBasicBlock *MBB = WorkList.back();
 397     WorkList.pop_back();
 398     if (Processed.count(MBB))
 399       continue;
 400     SlotIndex Idx = LIs->getMBBStartIdx(MBB);
 401     LR = CurrLI->getLiveRangeContaining(Idx);
 402     if (LR && LR->valno == ValNo) {
 403       EndIdx = LIs->getMBBEndIdx(MBB);
 404       if (Idx <= RestoreIndex && RestoreIndex < EndIdx) {
 405         // Spill slot live interval stops at the restore.
 406         LiveRange SLR(Idx, RestoreIndex, CurrSValNo);
 407         CurrSLI->addRange(SLR);
 408       } else if (LR->end > EndIdx) {
 409         // Live range extends beyond end of mbb, process successors.
 410         LiveRange SLR(Idx, EndIdx.getNextIndex(), CurrSValNo);
 411         CurrSLI->addRange(SLR);
 412         for (MachineBasicBlock::succ_iterator SI = MBB->succ_begin(),
 413                SE = MBB->succ_end(); SI != SE; ++SI)
 414           WorkList.push_back(*SI);
 415       } else {
 416         LiveRange SLR(Idx, LR->end, CurrSValNo);
 417         CurrSLI->addRange(SLR);
 418       }
 419       Processed.insert(MBB);
 420     }
 421   }
 422 }
 423
 424 /// PerformPHIConstruction - From properly set up use and def lists, use a PHI
 425 /// construction algorithm to compute the ranges and valnos for an interval.
 426 VNInfo*
 427 PreAllocSplitting::PerformPHIConstruction(MachineBasicBlock::iterator UseI,
 428                                        MachineBasicBlock* MBB, LiveInterval* LI,
 429                                        SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>& Visited,
 430              DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 2> >& Defs,
 431              DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 2> >& Uses,
 432                                        DenseMap<MachineInstr*, VNInfo*>& NewVNs,
 433                                  DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*>& LiveOut,
 434                                  DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*>& Phis,
 435                                            bool IsTopLevel, bool IsIntraBlock) {
 436   // Return memoized result if it's available.
 437   if (IsTopLevel && Visited.count(UseI) && NewVNs.count(UseI))
 438     return NewVNs[UseI];
 439   else if (!IsTopLevel && IsIntraBlock && NewVNs.count(UseI))
 440     return NewVNs[UseI];
 441   else if (!IsIntraBlock && LiveOut.count(MBB))
 442     return LiveOut[MBB];
 443
 444   // Check if our block contains any uses or defs.
 445   bool ContainsDefs = Defs.count(MBB);
 446   bool ContainsUses = Uses.count(MBB);
 447
 448   VNInfo* RetVNI = 0;
 449
 450   // Enumerate the cases of use/def contaning blocks.
 451   if (!ContainsDefs && !ContainsUses) {
 452     return PerformPHIConstructionFallBack(UseI, MBB, LI, Visited, Defs, Uses,
 453                                           NewVNs, LiveOut, Phis,
 454                                           IsTopLevel, IsIntraBlock);
 455   } else if (ContainsDefs && !ContainsUses) {
 456     SmallPtrSet<MachineInstr*, 2>& BlockDefs = Defs[MBB];
 457
 458     // Search for the def in this block.  If we don't find it before the
 459     // instruction we care about, go to the fallback case.  Note that that
 460     // should never happen: this cannot be intrablock, so use should
 461     // always be an end() iterator.
 462     assert(UseI == MBB->end() && "No use marked in intrablock");
 463
 464     MachineBasicBlock::iterator Walker = UseI;
 465     --Walker;
 466     while (Walker != MBB->begin()) {
 467       if (BlockDefs.count(Walker))
 468         break;
 469       --Walker;
 470     }
 471
 472     // Once we've found it, extend its VNInfo to our instruction.
 473     SlotIndex DefIndex = LIs->getInstructionIndex(Walker);
 474     DefIndex = DefIndex.getDefIndex();
 475     SlotIndex EndIndex = LIs->getMBBEndIdx(MBB);
 476
 477     RetVNI = NewVNs[Walker];
 478     LI->addRange(LiveRange(DefIndex, EndIndex, RetVNI));
 479   } else if (!ContainsDefs && ContainsUses) {
 480     SmallPtrSet<MachineInstr*, 2>& BlockUses = Uses[MBB];
 481
 482     // Search for the use in this block that precedes the instruction we care
 483     // about, going to the fallback case if we don't find it.
 484     MachineBasicBlock::iterator Walker = UseI;
 485     bool found = false;
 486     while (Walker != MBB->begin()) {
 487       --Walker;
 488       if (BlockUses.count(Walker)) {
 489         found = true;
 490         break;
 491       }
 492     }
 493
 494     if (!found)
 495       return PerformPHIConstructionFallBack(UseI, MBB, LI, Visited, Defs,
 496                                             Uses, NewVNs, LiveOut, Phis,
 497                                             IsTopLevel, IsIntraBlock);
 498
 499     SlotIndex UseIndex = LIs->getInstructionIndex(Walker);
 500     UseIndex = UseIndex.getUseIndex();
 501     SlotIndex EndIndex;
 502     if (IsIntraBlock) {
 503       EndIndex = LIs->getInstructionIndex(UseI).getDefIndex();
 504     } else
 505       EndIndex = LIs->getMBBEndIdx(MBB);
 506
 507     // Now, recursively phi construct the VNInfo for the use we found,
 508     // and then extend it to include the instruction we care about
 509     RetVNI = PerformPHIConstruction(Walker, MBB, LI, Visited, Defs, Uses,
 510                                     NewVNs, LiveOut, Phis, false, true);
 511
 512     LI->addRange(LiveRange(UseIndex, EndIndex, RetVNI));
 513
 514     // FIXME: Need to set kills properly for inter-block stuff.
 515     if (RetVNI->isKill(UseIndex)) RetVNI->removeKill(UseIndex);
 516     if (IsIntraBlock)
 517       RetVNI->addKill(EndIndex);
 518   } else if (ContainsDefs && ContainsUses) {
 519     SmallPtrSet<MachineInstr*, 2>& BlockDefs = Defs[MBB];
 520     SmallPtrSet<MachineInstr*, 2>& BlockUses = Uses[MBB];
 521
 522     // This case is basically a merging of the two preceding case, with the
 523     // special note that checking for defs must take precedence over checking
 524     // for uses, because of two-address instructions.
 525     MachineBasicBlock::iterator Walker = UseI;
 526     bool foundDef = false;
 527     bool foundUse = false;
 528     while (Walker != MBB->begin()) {
 529       --Walker;
 530       if (BlockDefs.count(Walker)) {
 531         foundDef = true;
 532         break;
 533       } else if (BlockUses.count(Walker)) {
 534         foundUse = true;
 535         break;
 536       }
 537     }
 538
 539     if (!foundDef && !foundUse)
 540       return PerformPHIConstructionFallBack(UseI, MBB, LI, Visited, Defs,
 541                                             Uses, NewVNs, LiveOut, Phis,
 542                                             IsTopLevel, IsIntraBlock);
 543
 544     SlotIndex StartIndex = LIs->getInstructionIndex(Walker);
 545     StartIndex = foundDef ? StartIndex.getDefIndex() : StartIndex.getUseIndex();
 546     SlotIndex EndIndex;
 547     if (IsIntraBlock) {
 548       EndIndex = LIs->getInstructionIndex(UseI).getDefIndex();
 549     } else
 550       EndIndex = LIs->getMBBEndIdx(MBB);
 551
 552     if (foundDef)
 553       RetVNI = NewVNs[Walker];
 554     else
 555       RetVNI = PerformPHIConstruction(Walker, MBB, LI, Visited, Defs, Uses,
 556                                       NewVNs, LiveOut, Phis, false, true);
 557
 558     LI->addRange(LiveRange(StartIndex, EndIndex, RetVNI));
 559
 560     if (foundUse && RetVNI->isKill(StartIndex))
 561       RetVNI->removeKill(StartIndex);
 562     if (IsIntraBlock) {
 563       RetVNI->addKill(EndIndex);
 564     }
 565   }
 566
 567   // Memoize results so we don't have to recompute them.
 568   if (!IsIntraBlock) LiveOut[MBB] = RetVNI;
 569   else {
 570     if (!NewVNs.count(UseI))
 571       NewVNs[UseI] = RetVNI;
 572     Visited.insert(UseI);
 573   }
 574
 575   return RetVNI;
 576 }
 577
 578 /// PerformPHIConstructionFallBack - PerformPHIConstruction fall back path.
 579 ///
 580 VNInfo*
 581 PreAllocSplitting::PerformPHIConstructionFallBack(MachineBasicBlock::iterator UseI,
 582                                        MachineBasicBlock* MBB, LiveInterval* LI,
 583                                        SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>& Visited,
 584              DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 2> >& Defs,
 585              DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 2> >& Uses,
 586                                        DenseMap<MachineInstr*, VNInfo*>& NewVNs,
 587                                  DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*>& LiveOut,
 588                                  DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*>& Phis,
 589                                            bool IsTopLevel, bool IsIntraBlock) {
 590   // NOTE: Because this is the fallback case from other cases, we do NOT
 591   // assume that we are not intrablock here.
 592   if (Phis.count(MBB)) return Phis[MBB];
 593
 594   SlotIndex StartIndex = LIs->getMBBStartIdx(MBB);
 595   VNInfo *RetVNI = Phis[MBB] =
 596     LI->getNextValue(SlotIndex(), /*FIXME*/ 0, false,
 597                      LIs->getVNInfoAllocator());
 598
 599   if (!IsIntraBlock) LiveOut[MBB] = RetVNI;
 600
 601   // If there are no uses or defs between our starting point and the
 602   // beginning of the block, then recursive perform phi construction
 603   // on our predecessors.
 604   DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*> IncomingVNs;
 605   for (MachineBasicBlock::pred_iterator PI = MBB->pred_begin(),
 606          PE = MBB->pred_end(); PI != PE; ++PI) {
 607     VNInfo* Incoming = PerformPHIConstruction((*PI)->end(), *PI, LI,
 608                                               Visited, Defs, Uses, NewVNs,
 609                                               LiveOut, Phis, false, false);
 610     if (Incoming != 0)
 611       IncomingVNs[*PI] = Incoming;
 612   }
 613
 614   if (MBB->pred_size() == 1 && !RetVNI->hasPHIKill()) {
 615     VNInfo* OldVN = RetVNI;
 616     VNInfo* NewVN = IncomingVNs.begin()->second;
 617     VNInfo* MergedVN = LI->MergeValueNumberInto(OldVN, NewVN);
 618     if (MergedVN == OldVN) std::swap(OldVN, NewVN);
 619
 620     for (DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*>::iterator LOI = LiveOut.begin(),
 621          LOE = LiveOut.end(); LOI != LOE; ++LOI)
 622       if (LOI->second == OldVN)
 623         LOI->second = MergedVN;
 624     for (DenseMap<MachineInstr*, VNInfo*>::iterator NVI = NewVNs.begin(),
 625          NVE = NewVNs.end(); NVI != NVE; ++NVI)
 626       if (NVI->second == OldVN)
 627         NVI->second = MergedVN;
 628     for (DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*>::iterator PI = Phis.begin(),
 629          PE = Phis.end(); PI != PE; ++PI)
 630       if (PI->second == OldVN)
 631         PI->second = MergedVN;
 632     RetVNI = MergedVN;
 633   } else {
 634     // Otherwise, merge the incoming VNInfos with a phi join.  Create a new
 635     // VNInfo to represent the joined value.
 636     for (DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*>::iterator I =
 637            IncomingVNs.begin(), E = IncomingVNs.end(); I != E; ++I) {
 638       I->second->setHasPHIKill(true);
 639       SlotIndex KillIndex(LIs->getMBBEndIdx(I->first), true);
 640       if (!I->second->isKill(KillIndex))
 641         I->second->addKill(KillIndex);
 642     }
 643   }
 644
 645   SlotIndex EndIndex;
 646   if (IsIntraBlock) {
 647     EndIndex = LIs->getInstructionIndex(UseI).getDefIndex();
 648   } else
 649     EndIndex = LIs->getMBBEndIdx(MBB);
 650   LI->addRange(LiveRange(StartIndex, EndIndex, RetVNI));
 651   if (IsIntraBlock)
 652     RetVNI->addKill(EndIndex);
 653
 654   // Memoize results so we don't have to recompute them.
 655   if (!IsIntraBlock)
 656     LiveOut[MBB] = RetVNI;
 657   else {
 658     if (!NewVNs.count(UseI))
 659       NewVNs[UseI] = RetVNI;
 660     Visited.insert(UseI);
 661   }
 662
 663   return RetVNI;
 664 }
 665
 666 /// ReconstructLiveInterval - Recompute a live interval from scratch.
 667 void PreAllocSplitting::ReconstructLiveInterval(LiveInterval* LI) {
 668   VNInfo::Allocator& Alloc = LIs->getVNInfoAllocator();
 669
 670   // Clear the old ranges and valnos;
 671   LI->clear();
 672
 673   // Cache the uses and defs of the register
 674   typedef DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 2> > RegMap;
 675   RegMap Defs, Uses;
 676
 677   // Keep track of the new VNs we're creating.
 678   DenseMap<MachineInstr*, VNInfo*> NewVNs;
 679   SmallPtrSet<VNInfo*, 2> PhiVNs;
 680
 681   // Cache defs, and create a new VNInfo for each def.
 682   for (MachineRegisterInfo::def_iterator DI = MRI->def_begin(LI->reg),
 683        DE = MRI->def_end(); DI != DE; ++DI) {
 684     Defs[(*DI).getParent()].insert(&*DI);
 685
 686     SlotIndex DefIdx = LIs->getInstructionIndex(&*DI);
 687     DefIdx = DefIdx.getDefIndex();
 688
 689     assert(!DI->isPHI() && "PHI instr in code during pre-alloc splitting.");
 690     VNInfo* NewVN = LI->getNextValue(DefIdx, 0, true, Alloc);
 691
 692     // If the def is a move, set the copy field.
 693     unsigned SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx;
 694     if (TII->isMoveInstr(*DI, SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx))
 695       if (DstReg == LI->reg)
 696         NewVN->setCopy(&*DI);
 697
 698     NewVNs[&*DI] = NewVN;
 699   }
 700
 701   // Cache uses as a separate pass from actually processing them.
 702   for (MachineRegisterInfo::use_iterator UI = MRI->use_begin(LI->reg),
 703        UE = MRI->use_end(); UI != UE; ++UI)
 704     Uses[(*UI).getParent()].insert(&*UI);
 705
 706   // Now, actually process every use and use a phi construction algorithm
 707   // to walk from it to its reaching definitions, building VNInfos along
 708   // the way.
 709   DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*> LiveOut;
 710   DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*> Phis;
 711   SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> Visited;
 712   for (MachineRegisterInfo::use_iterator UI = MRI->use_begin(LI->reg),
 713        UE = MRI->use_end(); UI != UE; ++UI) {
 714     PerformPHIConstruction(&*UI, UI->getParent(), LI, Visited, Defs,
 715                            Uses, NewVNs, LiveOut, Phis, true, true);
 716   }
 717
 718   // Add ranges for dead defs
 719   for (MachineRegisterInfo::def_iterator DI = MRI->def_begin(LI->reg),
 720        DE = MRI->def_end(); DI != DE; ++DI) {
 721     SlotIndex DefIdx = LIs->getInstructionIndex(&*DI);
 722     DefIdx = DefIdx.getDefIndex();
 723
 724     if (LI->liveAt(DefIdx)) continue;
 725
 726     VNInfo* DeadVN = NewVNs[&*DI];
 727     LI->addRange(LiveRange(DefIdx, DefIdx.getNextSlot(), DeadVN));
 728     DeadVN->addKill(DefIdx);
 729   }
 730
 731   // Update kill markers.
 732   for (LiveInterval::vni_iterator VI = LI->vni_begin(), VE = LI->vni_end();
 733        VI != VE; ++VI) {
 734     VNInfo* VNI = *VI;
 735     for (unsigned i = 0, e = VNI->kills.size(); i != e; ++i) {
 736       SlotIndex KillIdx = VNI->kills[i];
 737       if (KillIdx.isPHI())
 738         continue;
 739       MachineInstr *KillMI = LIs->getInstructionFromIndex(KillIdx);
 740       if (KillMI) {
 741         MachineOperand *KillMO = KillMI->findRegisterUseOperand(CurrLI->reg);
 742         if (KillMO)
 743           // It could be a dead def.
 744           KillMO->setIsKill();
 745       }
 746     }
 747   }
 748 }
 749
 750 /// RenumberValno - Split the given valno out into a new vreg, allowing it to
 751 /// be allocated to a different register.  This function creates a new vreg,
 752 /// copies the valno and its live ranges over to the new vreg's interval,
 753 /// removes them from the old interval, and rewrites all uses and defs of
 754 /// the original reg to the new vreg within those ranges.
 755 void PreAllocSplitting::RenumberValno(VNInfo* VN) {
 756   SmallVector<VNInfo*, 4> Stack;
 757   SmallVector<VNInfo*, 4> VNsToCopy;
 758   Stack.push_back(VN);
 759
 760   // Walk through and copy the valno we care about, and any other valnos
 761   // that are two-address redefinitions of the one we care about.  These
 762   // will need to be rewritten as well.  We also check for safety of the
 763   // renumbering here, by making sure that none of the valno involved has
 764   // phi kills.
 765   while (!Stack.empty()) {
 766     VNInfo* OldVN = Stack.back();
 767     Stack.pop_back();
 768
 769     // Bail out if we ever encounter a valno that has a PHI kill.  We can't
 770     // renumber these.
 771     if (OldVN->hasPHIKill()) return;
 772
 773     VNsToCopy.push_back(OldVN);
 774
 775     // Locate two-address redefinitions
 776     for (VNInfo::KillSet::iterator KI = OldVN->kills.begin(),
 777          KE = OldVN->kills.end(); KI != KE; ++KI) {
 778       assert(!KI->isPHI() &&
 779              "VN previously reported having no PHI kills.");
 780       MachineInstr* MI = LIs->getInstructionFromIndex(*KI);
 781       unsigned DefIdx = MI->findRegisterDefOperandIdx(CurrLI->reg);
 782       if (DefIdx == ~0U) continue;
 783       if (MI->isRegTiedToUseOperand(DefIdx)) {
 784         VNInfo* NextVN =
 785           CurrLI->findDefinedVNInfoForRegInt(KI->getDefIndex());
 786         if (NextVN == OldVN) continue;
 787         Stack.push_back(NextVN);
 788       }
 789     }
 790   }
 791
 792   // Create the new vreg
 793   unsigned NewVReg = MRI->createVirtualRegister(MRI->getRegClass(CurrLI->reg));
 794
 795   // Create the new live interval
 796   LiveInterval& NewLI = LIs->getOrCreateInterval(NewVReg);
 797
 798   for (SmallVector<VNInfo*, 4>::iterator OI = VNsToCopy.begin(), OE =
 799        VNsToCopy.end(); OI != OE; ++OI) {
 800     VNInfo* OldVN = *OI;
 801
 802     // Copy the valno over
 803     VNInfo* NewVN = NewLI.createValueCopy(OldVN, LIs->getVNInfoAllocator());
 804     NewLI.MergeValueInAsValue(*CurrLI, OldVN, NewVN);
 805
 806     // Remove the valno from the old interval
 807     CurrLI->removeValNo(OldVN);
 808   }
 809
 810   // Rewrite defs and uses.  This is done in two stages to avoid invalidating
 811   // the reg_iterator.
 812   SmallVector<std::pair<MachineInstr*, unsigned>, 8> OpsToChange;
 813
 814   for (MachineRegisterInfo::reg_iterator I = MRI->reg_begin(CurrLI->reg),
 815          E = MRI->reg_end(); I != E; ++I) {
 816     MachineOperand& MO = I.getOperand();
 817     SlotIndex InstrIdx = LIs->getInstructionIndex(&*I);
 818
 819     if ((MO.isUse() && NewLI.liveAt(InstrIdx.getUseIndex())) ||
 820         (MO.isDef() && NewLI.liveAt(InstrIdx.getDefIndex())))
 821       OpsToChange.push_back(std::make_pair(&*I, I.getOperandNo()));
 822   }
 823
 824   for (SmallVector<std::pair<MachineInstr*, unsigned>, 8>::iterator I =
 825        OpsToChange.begin(), E = OpsToChange.end(); I != E; ++I) {
 826     MachineInstr* Inst = I->first;
 827     unsigned OpIdx = I->second;
 828     MachineOperand& MO = Inst->getOperand(OpIdx);
 829     MO.setReg(NewVReg);
 830   }
 831
 832   // Grow the VirtRegMap, since we've created a new vreg.
 833   VRM->grow();
 834
 835   // The renumbered vreg shares a stack slot with the old register.
 836   if (IntervalSSMap.count(CurrLI->reg))
 837     IntervalSSMap[NewVReg] = IntervalSSMap[CurrLI->reg];
 838
 839   NumRenumbers++;
 840 }
 841
 842 bool PreAllocSplitting::Rematerialize(unsigned VReg, VNInfo* ValNo,
 843                                       MachineInstr* DefMI,
 844                                       MachineBasicBlock::iterator RestorePt,
 845                                     SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>& RefsInMBB) {
 846   MachineBasicBlock& MBB = *RestorePt->getParent();
 847
 848   MachineBasicBlock::iterator KillPt = BarrierMBB->end();
 849   if (!ValNo->isDefAccurate() || DefMI->getParent() == BarrierMBB)
 850     KillPt = findSpillPoint(BarrierMBB, Barrier, NULL, RefsInMBB);
 851   else
 852     KillPt = llvm::next(MachineBasicBlock::iterator(DefMI));
 853
 854   if (KillPt == DefMI->getParent()->end())
 855     return false;
 856
 857   TII->reMaterialize(MBB, RestorePt, VReg, 0, DefMI, TRI);
 858   SlotIndex RematIdx = LIs->InsertMachineInstrInMaps(prior(RestorePt));
 859
 860   ReconstructLiveInterval(CurrLI);
 861   RematIdx = RematIdx.getDefIndex();
 862   RenumberValno(CurrLI->findDefinedVNInfoForRegInt(RematIdx));
 863
 864   ++NumSplits;
 865   ++NumRemats;
 866   return true;
 867 }
 868
 869 MachineInstr* PreAllocSplitting::FoldSpill(unsigned vreg,
 870                                            const TargetRegisterClass* RC,
 871                                            MachineInstr* DefMI,
 872                                            MachineInstr* Barrier,
 873                                            MachineBasicBlock* MBB,
 874                                            int& SS,
 875                                     SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>& RefsInMBB) {
 876   // Go top down if RefsInMBB is empty.
 877   if (RefsInMBB.empty())
 878     return 0;
 879
 880   MachineBasicBlock::iterator FoldPt = Barrier;
 881   while (&*FoldPt != DefMI && FoldPt != MBB->begin() &&
 882          !RefsInMBB.count(FoldPt))
 883     --FoldPt;
 884
 885   int OpIdx = FoldPt->findRegisterDefOperandIdx(vreg, false);
 886   if (OpIdx == -1)
 887     return 0;
 888
 889   SmallVector<unsigned, 1> Ops;
 890   Ops.push_back(OpIdx);
 891
 892   if (!TII->canFoldMemoryOperand(FoldPt, Ops))
 893     return 0;
 894
 895   DenseMap<unsigned, int>::iterator I = IntervalSSMap.find(vreg);
 896   if (I != IntervalSSMap.end()) {
 897     SS = I->second;
 898   } else {
 899     SS = MFI->CreateSpillStackObject(RC->getSize(), RC->getAlignment());
 900   }
 901
 902   MachineInstr* FMI = TII->foldMemoryOperand(*MBB->getParent(),
 903                                              FoldPt, Ops, SS);
 904
 905   if (FMI) {
 906     LIs->ReplaceMachineInstrInMaps(FoldPt, FMI);
 907     FMI = MBB->insert(MBB->erase(FoldPt), FMI);
 908     ++NumFolds;
 909
 910     IntervalSSMap[vreg] = SS;
 911     CurrSLI = &LSs->getOrCreateInterval(SS, RC);
 912     if (CurrSLI->hasAtLeastOneValue())
 913       CurrSValNo = CurrSLI->getValNumInfo(0);
 914     else
 915       CurrSValNo = CurrSLI->getNextValue(SlotIndex(), 0, false,
 916                                          LSs->getVNInfoAllocator());
 917   }
 918
 919   return FMI;
 920 }
 921
 922 MachineInstr* PreAllocSplitting::FoldRestore(unsigned vreg,
 923                                              const TargetRegisterClass* RC,
 924                                              MachineInstr* Barrier,
 925                                              MachineBasicBlock* MBB,
 926                                              int SS,
 927                                      SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>& RefsInMBB) {
 928   if ((int)RestoreFoldLimit != -1 && RestoreFoldLimit == (int)NumRestoreFolds)
 929     return 0;
 930
 931   // Go top down if RefsInMBB is empty.
 932   if (RefsInMBB.empty())
 933     return 0;
 934
 935   // Can't fold a restore between a call stack setup and teardown.
 936   MachineBasicBlock::iterator FoldPt = Barrier;
 937
 938   // Advance from barrier to call frame teardown.
 939   while (FoldPt != MBB->getFirstTerminator() &&
 940          FoldPt->getOpcode() != TRI->getCallFrameDestroyOpcode()) {
 941     if (RefsInMBB.count(FoldPt))
 942       return 0;
 943
 944     ++FoldPt;
 945   }
 946
 947   if (FoldPt == MBB->getFirstTerminator())
 948     return 0;
 949   else
 950     ++FoldPt;
 951
 952   // Now find the restore point.
 953   while (FoldPt != MBB->getFirstTerminator() && !RefsInMBB.count(FoldPt)) {
 954     if (FoldPt->getOpcode() == TRI->getCallFrameSetupOpcode()) {
 955       while (FoldPt != MBB->getFirstTerminator() &&
 956              FoldPt->getOpcode() != TRI->getCallFrameDestroyOpcode()) {
 957         if (RefsInMBB.count(FoldPt))
 958           return 0;
 959
 960         ++FoldPt;
 961       }
 962
 963       if (FoldPt == MBB->getFirstTerminator())
 964         return 0;
 965     }
 966
 967     ++FoldPt;
 968   }
 969
 970   if (FoldPt == MBB->getFirstTerminator())
 971     return 0;
 972
 973   int OpIdx = FoldPt->findRegisterUseOperandIdx(vreg, true);
 974   if (OpIdx == -1)
 975     return 0;
 976
 977   SmallVector<unsigned, 1> Ops;
 978   Ops.push_back(OpIdx);
 979
 980   if (!TII->canFoldMemoryOperand(FoldPt, Ops))
 981     return 0;
 982
 983   MachineInstr* FMI = TII->foldMemoryOperand(*MBB->getParent(),
 984                                              FoldPt, Ops, SS);
 985
 986   if (FMI) {
 987     LIs->ReplaceMachineInstrInMaps(FoldPt, FMI);
 988     FMI = MBB->insert(MBB->erase(FoldPt), FMI);
 989     ++NumRestoreFolds;
 990   }
 991
 992   return FMI;
 993 }
 994
 995 /// SplitRegLiveInterval - Split (spill and restore) the given live interval
 996 /// so it would not cross the barrier that's being processed. Shrink wrap
 997 /// (minimize) the live interval to the last uses.
 998 bool PreAllocSplitting::SplitRegLiveInterval(LiveInterval *LI) {
 999   DEBUG(dbgs() << "Pre-alloc splitting " << LI->reg << " for " << *Barrier
1000                << "  result: ");
1001
1002   CurrLI = LI;
1003
1004   // Find live range where current interval cross the barrier.
1005   LiveInterval::iterator LR =
1006     CurrLI->FindLiveRangeContaining(BarrierIdx.getUseIndex());
1007   VNInfo *ValNo = LR->valno;
1008
1009   assert(!ValNo->isUnused() && "Val# is defined by a dead def?");
1010
1011   MachineInstr *DefMI = ValNo->isDefAccurate()
1012     ? LIs->getInstructionFromIndex(ValNo->def) : NULL;
1013
1014   // If this would create a new join point, do not split.
1015   if (DefMI && createsNewJoin(LR, DefMI->getParent(), Barrier->getParent())) {
1016     DEBUG(dbgs() << "FAILED (would create a new join point).\n");
1017     return false;
1018   }
1019
1020   // Find all references in the barrier mbb.
1021   SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> RefsInMBB;
1022   for (MachineRegisterInfo::reg_iterator I = MRI->reg_begin(CurrLI->reg),
1023          E = MRI->reg_end(); I != E; ++I) {
1024     MachineInstr *RefMI = &*I;
1025     if (RefMI->getParent() == BarrierMBB)
1026       RefsInMBB.insert(RefMI);
1027   }
1028
1029   // Find a point to restore the value after the barrier.
1030   MachineBasicBlock::iterator RestorePt =
1031     findRestorePoint(BarrierMBB, Barrier, LR->end, RefsInMBB);
1032   if (RestorePt == BarrierMBB->end()) {
1033     DEBUG(dbgs() << "FAILED (could not find a suitable restore point).\n");
1034     return false;
1035   }
1036
1037   if (DefMI && LIs->isReMaterializable(*LI, ValNo, DefMI))
1038     if (Rematerialize(LI->reg, ValNo, DefMI, RestorePt, RefsInMBB)) {
1039       DEBUG(dbgs() << "success (remat).\n");
1040       return true;
1041     }
1042
1043   // Add a spill either before the barrier or after the definition.
1044   MachineBasicBlock *DefMBB = DefMI ? DefMI->getParent() : NULL;
1045   const TargetRegisterClass *RC = MRI->getRegClass(CurrLI->reg);
1046   SlotIndex SpillIndex;
1047   MachineInstr *SpillMI = NULL;
1048   int SS = -1;
1049   if (!ValNo->isDefAccurate()) {
1050     // If we don't know where the def is we must split just before the barrier.
1051     if ((SpillMI = FoldSpill(LI->reg, RC, 0, Barrier,
1052                             BarrierMBB, SS, RefsInMBB))) {
1053       SpillIndex = LIs->getInstructionIndex(SpillMI);
1054     } else {
1055       MachineBasicBlock::iterator SpillPt =
1056         findSpillPoint(BarrierMBB, Barrier, NULL, RefsInMBB);
1057       if (SpillPt == BarrierMBB->begin()) {
1058         DEBUG(dbgs() << "FAILED (could not find a suitable spill point).\n");
1059         return false; // No gap to insert spill.
1060       }
1061       // Add spill.
1062
1063       SS = CreateSpillStackSlot(CurrLI->reg, RC);
1064       TII->storeRegToStackSlot(*BarrierMBB, SpillPt, CurrLI->reg, true, SS, RC);
1065       SpillMI = prior(SpillPt);
1066       SpillIndex = LIs->InsertMachineInstrInMaps(SpillMI);
1067     }
1068   } else if (!IsAvailableInStack(DefMBB, CurrLI->reg, ValNo->def,
1069                                  LIs->getZeroIndex(), SpillIndex, SS)) {
1070     // If it's already split, just restore the value. There is no need to spill
1071     // the def again.
1072     if (!DefMI) {
1073       DEBUG(dbgs() << "FAILED (def is dead).\n");
1074       return false; // Def is dead. Do nothing.
1075     }
1076
1077     if ((SpillMI = FoldSpill(LI->reg, RC, DefMI, Barrier,
1078                              BarrierMBB, SS, RefsInMBB))) {
1079       SpillIndex = LIs->getInstructionIndex(SpillMI);
1080     } else {
1081       // Check if it's possible to insert a spill after the def MI.
1082       MachineBasicBlock::iterator SpillPt;
1083       if (DefMBB == BarrierMBB) {
1084         // Add spill after the def and the last use before the barrier.
1085         SpillPt = findSpillPoint(BarrierMBB, Barrier, DefMI,
1086                                  RefsInMBB);
1087         if (SpillPt == DefMBB->begin()) {
1088           DEBUG(dbgs() << "FAILED (could not find a suitable spill point).\n");
1089           return false; // No gap to insert spill.
1090         }
1091       } else {
1092         SpillPt = llvm::next(MachineBasicBlock::iterator(DefMI));
1093         if (SpillPt == DefMBB->end()) {
1094           DEBUG(dbgs() << "FAILED (could not find a suitable spill point).\n");
1095           return false; // No gap to insert spill.
1096         }
1097       }
1098       // Add spill.
1099       SS = CreateSpillStackSlot(CurrLI->reg, RC);
1100       TII->storeRegToStackSlot(*DefMBB, SpillPt, CurrLI->reg, false, SS, RC);
1101       SpillMI = prior(SpillPt);
1102       SpillIndex = LIs->InsertMachineInstrInMaps(SpillMI);
1103     }
1104   }
1105
1106   // Remember def instruction index to spill index mapping.
1107   if (DefMI && SpillMI)
1108     Def2SpillMap[ValNo->def] = SpillIndex;
1109
1110   // Add restore.
1111   bool FoldedRestore = false;
1112   SlotIndex RestoreIndex;
1113   if (MachineInstr* LMI = FoldRestore(CurrLI->reg, RC, Barrier,
1114                                       BarrierMBB, SS, RefsInMBB)) {
1115     RestorePt = LMI;
1116     RestoreIndex = LIs->getInstructionIndex(RestorePt);
1117     FoldedRestore = true;
1118   } else {
1119     TII->loadRegFromStackSlot(*BarrierMBB, RestorePt, CurrLI->reg, SS, RC);
1120     MachineInstr *LoadMI = prior(RestorePt);
1121     RestoreIndex = LIs->InsertMachineInstrInMaps(LoadMI);
1122   }
1123
1124   // Update spill stack slot live interval.
1125   UpdateSpillSlotInterval(ValNo, SpillIndex.getUseIndex().getNextSlot(),
1126                           RestoreIndex.getDefIndex());
1127
1128   ReconstructLiveInterval(CurrLI);
1129
1130   if (!FoldedRestore) {
1131     SlotIndex RestoreIdx = LIs->getInstructionIndex(prior(RestorePt));
1132     RestoreIdx = RestoreIdx.getDefIndex();
1133     RenumberValno(CurrLI->findDefinedVNInfoForRegInt(RestoreIdx));
1134   }
1135
1136   ++NumSplits;
1137   DEBUG(dbgs() << "success.\n");
1138   return true;
1139 }
1140
1141 /// SplitRegLiveIntervals - Split all register live intervals that cross the
1142 /// barrier that's being processed.
1143 bool
1144 PreAllocSplitting::SplitRegLiveIntervals(const TargetRegisterClass **RCs,
1145                                          SmallPtrSet<LiveInterval*, 8>& Split) {
1146   // First find all the virtual registers whose live intervals are intercepted
1147   // by the current barrier.
1148   SmallVector<LiveInterval*, 8> Intervals;
1149   for (const TargetRegisterClass **RC = RCs; *RC; ++RC) {
1150     // FIXME: If it's not safe to move any instruction that defines the barrier
1151     // register class, then it means there are some special dependencies which
1152     // codegen is not modelling. Ignore these barriers for now.
1153     if (!TII->isSafeToMoveRegClassDefs(*RC))
1154       continue;
1155     std::vector<unsigned> &VRs = MRI->getRegClassVirtRegs(*RC);
1156     for (unsigned i = 0, e = VRs.size(); i != e; ++i) {
1157       unsigned Reg = VRs[i];
1158       if (!LIs->hasInterval(Reg))
1159         continue;
1160       LiveInterval *LI = &LIs->getInterval(Reg);
1161       if (LI->liveAt(BarrierIdx) && !Barrier->readsRegister(Reg))
1162         // Virtual register live interval is intercepted by the barrier. We
1163         // should split and shrink wrap its interval if possible.
1164         Intervals.push_back(LI);
1165     }
1166   }
1167
1168   // Process the affected live intervals.
1169   bool Change = false;
1170   while (!Intervals.empty()) {
1171     if (PreSplitLimit != -1 && (int)NumSplits == PreSplitLimit)
1172       break;
1173     LiveInterval *LI = Intervals.back();
1174     Intervals.pop_back();
1175     bool result = SplitRegLiveInterval(LI);
1176     if (result) Split.insert(LI);
1177     Change |= result;
1178   }
1179
1180   return Change;
1181 }
1182
1183 unsigned PreAllocSplitting::getNumberOfNonSpills(
1184                                   SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>& MIs,
1185                                   unsigned Reg, int FrameIndex,
1186                                   bool& FeedsTwoAddr) {
1187   unsigned NonSpills = 0;
1188   for (SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>::iterator UI = MIs.begin(), UE = MIs.end();
1189        UI != UE; ++UI) {
1190     int StoreFrameIndex;
1191     unsigned StoreVReg = TII->isStoreToStackSlot(*UI, StoreFrameIndex);
1192     if (StoreVReg != Reg || StoreFrameIndex != FrameIndex)
1193       NonSpills++;
1194
1195     int DefIdx = (*UI)->findRegisterDefOperandIdx(Reg);
1196     if (DefIdx != -1 && (*UI)->isRegTiedToUseOperand(DefIdx))
1197       FeedsTwoAddr = true;
1198   }
1199
1200   return NonSpills;
1201 }
1202
1203 /// removeDeadSpills - After doing splitting, filter through all intervals we've
1204 /// split, and see if any of the spills are unnecessary.  If so, remove them.
1205 bool PreAllocSplitting::removeDeadSpills(SmallPtrSet<LiveInterval*, 8>& split) {
1206   bool changed = false;
1207
1208   // Walk over all of the live intervals that were touched by the splitter,
1209   // and see if we can do any DCE and/or folding.
1210   for (SmallPtrSet<LiveInterval*, 8>::iterator LI = split.begin(),
1211        LE = split.end(); LI != LE; ++LI) {
1212     DenseMap<VNInfo*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> > VNUseCount;
1213
1214     // First, collect all the uses of the vreg, and sort them by their
1215     // reaching definition (VNInfo).
1216     for (MachineRegisterInfo::use_iterator UI = MRI->use_begin((*LI)->reg),
1217          UE = MRI->use_end(); UI != UE; ++UI) {
1218       SlotIndex index = LIs->getInstructionIndex(&*UI);
1219       index = index.getUseIndex();
1220
1221       const LiveRange* LR = (*LI)->getLiveRangeContaining(index);
1222       VNUseCount[LR->valno].insert(&*UI);
1223     }
1224
1225     // Now, take the definitions (VNInfo's) one at a time and try to DCE
1226     // and/or fold them away.
1227     for (LiveInterval::vni_iterator VI = (*LI)->vni_begin(),
1228          VE = (*LI)->vni_end(); VI != VE; ++VI) {
1229
1230       if (DeadSplitLimit != -1 && (int)NumDeadSpills == DeadSplitLimit)
1231         return changed;
1232
1233       VNInfo* CurrVN = *VI;
1234
1235       // We don't currently try to handle definitions with PHI kills, because
1236       // it would involve processing more than one VNInfo at once.
1237       if (CurrVN->hasPHIKill()) continue;
1238
1239       // We also don't try to handle the results of PHI joins, since there's
1240       // no defining instruction to analyze.
1241       if (!CurrVN->isDefAccurate() || CurrVN->isUnused()) continue;
1242
1243       // We're only interested in eliminating cruft introduced by the splitter,
1244       // is of the form load-use or load-use-store.  First, check that the
1245       // definition is a load, and remember what stack slot we loaded it from.
1246       MachineInstr* DefMI = LIs->getInstructionFromIndex(CurrVN->def);
1247       int FrameIndex;
1248       if (!TII->isLoadFromStackSlot(DefMI, FrameIndex)) continue;
1249
1250       // If the definition has no uses at all, just DCE it.
1251       if (VNUseCount[CurrVN].size() == 0) {
1252         LIs->RemoveMachineInstrFromMaps(DefMI);
1253         (*LI)->removeValNo(CurrVN);
1254         DefMI->eraseFromParent();
1255         VNUseCount.erase(CurrVN);
1256         NumDeadSpills++;
1257         changed = true;
1258         continue;
1259       }
1260
1261       // Second, get the number of non-store uses of the definition, as well as
1262       // a flag indicating whether it feeds into a later two-address definition.
1263       bool FeedsTwoAddr = false;
1264       unsigned NonSpillCount = getNumberOfNonSpills(VNUseCount[CurrVN],
1265                                                     (*LI)->reg, FrameIndex,
1266                                                     FeedsTwoAddr);
1267
1268       // If there's one non-store use and it doesn't feed a two-addr, then
1269       // this is a load-use-store case that we can try to fold.
1270       if (NonSpillCount == 1 && !FeedsTwoAddr) {
1271         // Start by finding the non-store use MachineInstr.
1272         SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>::iterator UI = VNUseCount[CurrVN].begin();
1273         int StoreFrameIndex;
1274         unsigned StoreVReg = TII->isStoreToStackSlot(*UI, StoreFrameIndex);
1275         while (UI != VNUseCount[CurrVN].end() &&
1276                (StoreVReg == (*LI)->reg && StoreFrameIndex == FrameIndex)) {
1277           ++UI;
1278           if (UI != VNUseCount[CurrVN].end())
1279             StoreVReg = TII->isStoreToStackSlot(*UI, StoreFrameIndex);
1280         }
1281         if (UI == VNUseCount[CurrVN].end()) continue;
1282
1283         MachineInstr* use = *UI;
1284
1285         // Attempt to fold it away!
1286         int OpIdx = use->findRegisterUseOperandIdx((*LI)->reg, false);
1287         if (OpIdx == -1) continue;
1288         SmallVector<unsigned, 1> Ops;
1289         Ops.push_back(OpIdx);
1290         if (!TII->canFoldMemoryOperand(use, Ops)) continue;
1291
1292         MachineInstr* NewMI =
1293                           TII->foldMemoryOperand(*use->getParent()->getParent(),
1294                                                  use, Ops, FrameIndex);
1295
1296         if (!NewMI) continue;
1297
1298         // Update relevant analyses.
1299         LIs->RemoveMachineInstrFromMaps(DefMI);
1300         LIs->ReplaceMachineInstrInMaps(use, NewMI);
1301         (*LI)->removeValNo(CurrVN);
1302
1303         DefMI->eraseFromParent();
1304         MachineBasicBlock* MBB = use->getParent();
1305         NewMI = MBB->insert(MBB->erase(use), NewMI);
1306         VNUseCount[CurrVN].erase(use);
1307
1308         // Remove deleted instructions.  Note that we need to remove them from
1309         // the VNInfo->use map as well, just to be safe.
1310         for (SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>::iterator II =
1311              VNUseCount[CurrVN].begin(), IE = VNUseCount[CurrVN].end();
1312              II != IE; ++II) {
1313           for (DenseMap<VNInfo*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> >::iterator
1314                VNI = VNUseCount.begin(), VNE = VNUseCount.end(); VNI != VNE;
1315                ++VNI)
1316             if (VNI->first != CurrVN)
1317               VNI->second.erase(*II);
1318           LIs->RemoveMachineInstrFromMaps(*II);
1319           (*II)->eraseFromParent();
1320         }
1321
1322         VNUseCount.erase(CurrVN);
1323
1324         for (DenseMap<VNInfo*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> >::iterator
1325              VI = VNUseCount.begin(), VE = VNUseCount.end(); VI != VE; ++VI)
1326           if (VI->second.erase(use))
1327             VI->second.insert(NewMI);
1328
1329         NumDeadSpills++;
1330         changed = true;
1331         continue;
1332       }
1333
1334       // If there's more than one non-store instruction, we can't profitably
1335       // fold it, so bail.
1336       if (NonSpillCount) continue;
1337
1338       // Otherwise, this is a load-store case, so DCE them.
1339       for (SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>::iterator UI =
1340            VNUseCount[CurrVN].begin(), UE = VNUseCount[CurrVN].end();
1341            UI != UE; ++UI) {
1342         LIs->RemoveMachineInstrFromMaps(*UI);
1343         (*UI)->eraseFromParent();
1344       }
1345
1346       VNUseCount.erase(CurrVN);
1347
1348       LIs->RemoveMachineInstrFromMaps(DefMI);
1349       (*LI)->removeValNo(CurrVN);
1350       DefMI->eraseFromParent();
1351       NumDeadSpills++;
1352       changed = true;
1353     }
1354   }
1355
1356   return changed;
1357 }
1358
1359 bool PreAllocSplitting::createsNewJoin(LiveRange* LR,
1360                                        MachineBasicBlock* DefMBB,
1361                                        MachineBasicBlock* BarrierMBB) {
1362   if (DefMBB == BarrierMBB)
1363     return false;
1364
1365   if (LR->valno->hasPHIKill())
1366     return false;
1367
1368   SlotIndex MBBEnd = LIs->getMBBEndIdx(BarrierMBB);
1369   if (LR->end < MBBEnd)
1370     return false;
1371
1372   MachineLoopInfo& MLI = getAnalysis<MachineLoopInfo>();
1373   if (MLI.getLoopFor(DefMBB) != MLI.getLoopFor(BarrierMBB))
1374     return true;
1375
1376   MachineDominatorTree& MDT = getAnalysis<MachineDominatorTree>();
1377   SmallPtrSet<MachineBasicBlock*, 4> Visited;
1378   typedef std::pair<MachineBasicBlock*,
1379                     MachineBasicBlock::succ_iterator> ItPair;
1380   SmallVector<ItPair, 4> Stack;
1381   Stack.push_back(std::make_pair(BarrierMBB, BarrierMBB->succ_begin()));
1382
1383   while (!Stack.empty()) {
1384     ItPair P = Stack.back();
1385     Stack.pop_back();
1386
1387     MachineBasicBlock* PredMBB = P.first;
1388     MachineBasicBlock::succ_iterator S = P.second;
1389
1390     if (S == PredMBB->succ_end())
1391       continue;
1392     else if (Visited.count(*S)) {
1393       Stack.push_back(std::make_pair(PredMBB, ++S));
1394       continue;
1395     } else
1396       Stack.push_back(std::make_pair(PredMBB, S+1));
1397
1398     MachineBasicBlock* MBB = *S;
1399     Visited.insert(MBB);
1400
1401     if (MBB == BarrierMBB)
1402       return true;
1403
1404     MachineDomTreeNode* DefMDTN = MDT.getNode(DefMBB);
1405     MachineDomTreeNode* BarrierMDTN = MDT.getNode(BarrierMBB);
1406     MachineDomTreeNode* MDTN = MDT.getNode(MBB)->getIDom();
1407     while (MDTN) {
1408       if (MDTN == DefMDTN)
1409         return true;
1410       else if (MDTN == BarrierMDTN)
1411         break;
1412       MDTN = MDTN->getIDom();
1413     }
1414
1415     MBBEnd = LIs->getMBBEndIdx(MBB);
1416     if (LR->end > MBBEnd)
1417       Stack.push_back(std::make_pair(MBB, MBB->succ_begin()));
1418   }
1419
1420   return false;
1421 }
1422
1423
1424 bool PreAllocSplitting::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
1425   CurrMF = &MF;
1426   TM     = &MF.getTarget();
1427   TRI    = TM->getRegisterInfo();
1428   TII    = TM->getInstrInfo();
1429   MFI    = MF.getFrameInfo();
1430   MRI    = &MF.getRegInfo();
1431   SIs    = &getAnalysis<SlotIndexes>();
1432   LIs    = &getAnalysis<LiveIntervals>();
1433   LSs    = &getAnalysis<LiveStacks>();
1434   VRM    = &getAnalysis<VirtRegMap>();
1435
1436   bool MadeChange = false;
1437
1438   // Make sure blocks are numbered in order.
1439   MF.RenumberBlocks();
1440
1441   MachineBasicBlock *Entry = MF.begin();
1442   SmallPtrSet<MachineBasicBlock*,16> Visited;
1443
1444   SmallPtrSet<LiveInterval*, 8> Split;
1445
1446   for (df_ext_iterator<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineBasicBlock*,16> >
1447          DFI = df_ext_begin(Entry, Visited), E = df_ext_end(Entry, Visited);
1448        DFI != E; ++DFI) {
1449     BarrierMBB = *DFI;
1450     for (MachineBasicBlock::iterator I = BarrierMBB->begin(),
1451            E = BarrierMBB->end(); I != E; ++I) {
1452       Barrier = &*I;
1453       const TargetRegisterClass **BarrierRCs =
1454         Barrier->getDesc().getRegClassBarriers();
1455       if (!BarrierRCs)
1456         continue;
1457       BarrierIdx = LIs->getInstructionIndex(Barrier);
1458       MadeChange |= SplitRegLiveIntervals(BarrierRCs, Split);
1459     }
1460   }
1461
1462   MadeChange |= removeDeadSpills(Split);
1463
1464   return MadeChange;
1465 }