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 char &llvm::PreAllocSplittingID = PreAllocSplitting::ID;
 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   } else if (ContainsDefs && ContainsUses) {
 516     SmallPtrSet<MachineInstr*, 2>& BlockDefs = Defs[MBB];
 517     SmallPtrSet<MachineInstr*, 2>& BlockUses = Uses[MBB];
 518
 519     // This case is basically a merging of the two preceding case, with the
 520     // special note that checking for defs must take precedence over checking
 521     // for uses, because of two-address instructions.
 522     MachineBasicBlock::iterator Walker = UseI;
 523     bool foundDef = false;
 524     bool foundUse = false;
 525     while (Walker != MBB->begin()) {
 526       --Walker;
 527       if (BlockDefs.count(Walker)) {
 528         foundDef = true;
 529         break;
 530       } else if (BlockUses.count(Walker)) {
 531         foundUse = true;
 532         break;
 533       }
 534     }
 535
 536     if (!foundDef && !foundUse)
 537       return PerformPHIConstructionFallBack(UseI, MBB, LI, Visited, Defs,
 538                                             Uses, NewVNs, LiveOut, Phis,
 539                                             IsTopLevel, IsIntraBlock);
 540
 541     SlotIndex StartIndex = LIs->getInstructionIndex(Walker);
 542     StartIndex = foundDef ? StartIndex.getDefIndex() : StartIndex.getUseIndex();
 543     SlotIndex EndIndex;
 544     if (IsIntraBlock) {
 545       EndIndex = LIs->getInstructionIndex(UseI).getDefIndex();
 546     } else
 547       EndIndex = LIs->getMBBEndIdx(MBB);
 548
 549     if (foundDef)
 550       RetVNI = NewVNs[Walker];
 551     else
 552       RetVNI = PerformPHIConstruction(Walker, MBB, LI, Visited, Defs, Uses,
 553                                       NewVNs, LiveOut, Phis, false, true);
 554
 555     LI->addRange(LiveRange(StartIndex, EndIndex, RetVNI));
 556   }
 557
 558   // Memoize results so we don't have to recompute them.
 559   if (!IsIntraBlock) LiveOut[MBB] = RetVNI;
 560   else {
 561     if (!NewVNs.count(UseI))
 562       NewVNs[UseI] = RetVNI;
 563     Visited.insert(UseI);
 564   }
 565
 566   return RetVNI;
 567 }
 568
 569 /// PerformPHIConstructionFallBack - PerformPHIConstruction fall back path.
 570 ///
 571 VNInfo*
 572 PreAllocSplitting::PerformPHIConstructionFallBack(MachineBasicBlock::iterator UseI,
 573                                        MachineBasicBlock* MBB, LiveInterval* LI,
 574                                        SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>& Visited,
 575              DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 2> >& Defs,
 576              DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 2> >& Uses,
 577                                        DenseMap<MachineInstr*, VNInfo*>& NewVNs,
 578                                  DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*>& LiveOut,
 579                                  DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*>& Phis,
 580                                            bool IsTopLevel, bool IsIntraBlock) {
 581   // NOTE: Because this is the fallback case from other cases, we do NOT
 582   // assume that we are not intrablock here.
 583   if (Phis.count(MBB)) return Phis[MBB];
 584
 585   SlotIndex StartIndex = LIs->getMBBStartIdx(MBB);
 586   VNInfo *RetVNI = Phis[MBB] =
 587     LI->getNextValue(SlotIndex(), /*FIXME*/ 0, false,
 588                      LIs->getVNInfoAllocator());
 589
 590   if (!IsIntraBlock) LiveOut[MBB] = RetVNI;
 591
 592   // If there are no uses or defs between our starting point and the
 593   // beginning of the block, then recursive perform phi construction
 594   // on our predecessors.
 595   DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*> IncomingVNs;
 596   for (MachineBasicBlock::pred_iterator PI = MBB->pred_begin(),
 597          PE = MBB->pred_end(); PI != PE; ++PI) {
 598     VNInfo* Incoming = PerformPHIConstruction((*PI)->end(), *PI, LI,
 599                                               Visited, Defs, Uses, NewVNs,
 600                                               LiveOut, Phis, false, false);
 601     if (Incoming != 0)
 602       IncomingVNs[*PI] = Incoming;
 603   }
 604
 605   if (MBB->pred_size() == 1 && !RetVNI->hasPHIKill()) {
 606     VNInfo* OldVN = RetVNI;
 607     VNInfo* NewVN = IncomingVNs.begin()->second;
 608     VNInfo* MergedVN = LI->MergeValueNumberInto(OldVN, NewVN);
 609     if (MergedVN == OldVN) std::swap(OldVN, NewVN);
 610
 611     for (DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*>::iterator LOI = LiveOut.begin(),
 612          LOE = LiveOut.end(); LOI != LOE; ++LOI)
 613       if (LOI->second == OldVN)
 614         LOI->second = MergedVN;
 615     for (DenseMap<MachineInstr*, VNInfo*>::iterator NVI = NewVNs.begin(),
 616          NVE = NewVNs.end(); NVI != NVE; ++NVI)
 617       if (NVI->second == OldVN)
 618         NVI->second = MergedVN;
 619     for (DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*>::iterator PI = Phis.begin(),
 620          PE = Phis.end(); PI != PE; ++PI)
 621       if (PI->second == OldVN)
 622         PI->second = MergedVN;
 623     RetVNI = MergedVN;
 624   } else {
 625     // Otherwise, merge the incoming VNInfos with a phi join.  Create a new
 626     // VNInfo to represent the joined value.
 627     for (DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*>::iterator I =
 628            IncomingVNs.begin(), E = IncomingVNs.end(); I != E; ++I) {
 629       I->second->setHasPHIKill(true);
 630     }
 631   }
 632
 633   SlotIndex EndIndex;
 634   if (IsIntraBlock) {
 635     EndIndex = LIs->getInstructionIndex(UseI).getDefIndex();
 636   } else
 637     EndIndex = LIs->getMBBEndIdx(MBB);
 638   LI->addRange(LiveRange(StartIndex, EndIndex, RetVNI));
 639
 640   // Memoize results so we don't have to recompute them.
 641   if (!IsIntraBlock)
 642     LiveOut[MBB] = RetVNI;
 643   else {
 644     if (!NewVNs.count(UseI))
 645       NewVNs[UseI] = RetVNI;
 646     Visited.insert(UseI);
 647   }
 648
 649   return RetVNI;
 650 }
 651
 652 /// ReconstructLiveInterval - Recompute a live interval from scratch.
 653 void PreAllocSplitting::ReconstructLiveInterval(LiveInterval* LI) {
 654   VNInfo::Allocator& Alloc = LIs->getVNInfoAllocator();
 655
 656   // Clear the old ranges and valnos;
 657   LI->clear();
 658
 659   // Cache the uses and defs of the register
 660   typedef DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 2> > RegMap;
 661   RegMap Defs, Uses;
 662
 663   // Keep track of the new VNs we're creating.
 664   DenseMap<MachineInstr*, VNInfo*> NewVNs;
 665   SmallPtrSet<VNInfo*, 2> PhiVNs;
 666
 667   // Cache defs, and create a new VNInfo for each def.
 668   for (MachineRegisterInfo::def_iterator DI = MRI->def_begin(LI->reg),
 669        DE = MRI->def_end(); DI != DE; ++DI) {
 670     Defs[(*DI).getParent()].insert(&*DI);
 671
 672     SlotIndex DefIdx = LIs->getInstructionIndex(&*DI);
 673     DefIdx = DefIdx.getDefIndex();
 674
 675     assert(!DI->isPHI() && "PHI instr in code during pre-alloc splitting.");
 676     VNInfo* NewVN = LI->getNextValue(DefIdx, 0, true, Alloc);
 677
 678     // If the def is a move, set the copy field.
 679     if (DI->isCopyLike() && DI->getOperand(0).getReg() == LI->reg)
 680       NewVN->setCopy(&*DI);
 681
 682     NewVNs[&*DI] = NewVN;
 683   }
 684
 685   // Cache uses as a separate pass from actually processing them.
 686   for (MachineRegisterInfo::use_iterator UI = MRI->use_begin(LI->reg),
 687        UE = MRI->use_end(); UI != UE; ++UI)
 688     Uses[(*UI).getParent()].insert(&*UI);
 689
 690   // Now, actually process every use and use a phi construction algorithm
 691   // to walk from it to its reaching definitions, building VNInfos along
 692   // the way.
 693   DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*> LiveOut;
 694   DenseMap<MachineBasicBlock*, VNInfo*> Phis;
 695   SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> Visited;
 696   for (MachineRegisterInfo::use_iterator UI = MRI->use_begin(LI->reg),
 697        UE = MRI->use_end(); UI != UE; ++UI) {
 698     PerformPHIConstruction(&*UI, UI->getParent(), LI, Visited, Defs,
 699                            Uses, NewVNs, LiveOut, Phis, true, true);
 700   }
 701
 702   // Add ranges for dead defs
 703   for (MachineRegisterInfo::def_iterator DI = MRI->def_begin(LI->reg),
 704        DE = MRI->def_end(); DI != DE; ++DI) {
 705     SlotIndex DefIdx = LIs->getInstructionIndex(&*DI);
 706     DefIdx = DefIdx.getDefIndex();
 707
 708     if (LI->liveAt(DefIdx)) continue;
 709
 710     VNInfo* DeadVN = NewVNs[&*DI];
 711     LI->addRange(LiveRange(DefIdx, DefIdx.getNextSlot(), DeadVN));
 712   }
 713 }
 714
 715 /// RenumberValno - Split the given valno out into a new vreg, allowing it to
 716 /// be allocated to a different register.  This function creates a new vreg,
 717 /// copies the valno and its live ranges over to the new vreg's interval,
 718 /// removes them from the old interval, and rewrites all uses and defs of
 719 /// the original reg to the new vreg within those ranges.
 720 void PreAllocSplitting::RenumberValno(VNInfo* VN) {
 721   SmallVector<VNInfo*, 4> Stack;
 722   SmallVector<VNInfo*, 4> VNsToCopy;
 723   Stack.push_back(VN);
 724
 725   // Walk through and copy the valno we care about, and any other valnos
 726   // that are two-address redefinitions of the one we care about.  These
 727   // will need to be rewritten as well.  We also check for safety of the
 728   // renumbering here, by making sure that none of the valno involved has
 729   // phi kills.
 730   while (!Stack.empty()) {
 731     VNInfo* OldVN = Stack.back();
 732     Stack.pop_back();
 733
 734     // Bail out if we ever encounter a valno that has a PHI kill.  We can't
 735     // renumber these.
 736     if (OldVN->hasPHIKill()) return;
 737
 738     VNsToCopy.push_back(OldVN);
 739
 740     // Locate two-address redefinitions
 741     for (MachineRegisterInfo::def_iterator DI = MRI->def_begin(CurrLI->reg),
 742          DE = MRI->def_end(); DI != DE; ++DI) {
 743       if (!DI->isRegTiedToUseOperand(DI.getOperandNo())) continue;
 744       SlotIndex DefIdx = LIs->getInstructionIndex(&*DI).getDefIndex();
 745       VNInfo* NextVN = CurrLI->findDefinedVNInfoForRegInt(DefIdx);
 746       if (std::find(VNsToCopy.begin(), VNsToCopy.end(), NextVN) !=
 747           VNsToCopy.end())
 748         Stack.push_back(NextVN);
 749     }
 750   }
 751
 752   // Create the new vreg
 753   unsigned NewVReg = MRI->createVirtualRegister(MRI->getRegClass(CurrLI->reg));
 754
 755   // Create the new live interval
 756   LiveInterval& NewLI = LIs->getOrCreateInterval(NewVReg);
 757
 758   for (SmallVector<VNInfo*, 4>::iterator OI = VNsToCopy.begin(), OE =
 759        VNsToCopy.end(); OI != OE; ++OI) {
 760     VNInfo* OldVN = *OI;
 761
 762     // Copy the valno over
 763     VNInfo* NewVN = NewLI.createValueCopy(OldVN, LIs->getVNInfoAllocator());
 764     NewLI.MergeValueInAsValue(*CurrLI, OldVN, NewVN);
 765
 766     // Remove the valno from the old interval
 767     CurrLI->removeValNo(OldVN);
 768   }
 769
 770   // Rewrite defs and uses.  This is done in two stages to avoid invalidating
 771   // the reg_iterator.
 772   SmallVector<std::pair<MachineInstr*, unsigned>, 8> OpsToChange;
 773
 774   for (MachineRegisterInfo::reg_iterator I = MRI->reg_begin(CurrLI->reg),
 775          E = MRI->reg_end(); I != E; ++I) {
 776     MachineOperand& MO = I.getOperand();
 777     SlotIndex InstrIdx = LIs->getInstructionIndex(&*I);
 778
 779     if ((MO.isUse() && NewLI.liveAt(InstrIdx.getUseIndex())) ||
 780         (MO.isDef() && NewLI.liveAt(InstrIdx.getDefIndex())))
 781       OpsToChange.push_back(std::make_pair(&*I, I.getOperandNo()));
 782   }
 783
 784   for (SmallVector<std::pair<MachineInstr*, unsigned>, 8>::iterator I =
 785        OpsToChange.begin(), E = OpsToChange.end(); I != E; ++I) {
 786     MachineInstr* Inst = I->first;
 787     unsigned OpIdx = I->second;
 788     MachineOperand& MO = Inst->getOperand(OpIdx);
 789     MO.setReg(NewVReg);
 790   }
 791
 792   // Grow the VirtRegMap, since we've created a new vreg.
 793   VRM->grow();
 794
 795   // The renumbered vreg shares a stack slot with the old register.
 796   if (IntervalSSMap.count(CurrLI->reg))
 797     IntervalSSMap[NewVReg] = IntervalSSMap[CurrLI->reg];
 798
 799   ++NumRenumbers;
 800 }
 801
 802 bool PreAllocSplitting::Rematerialize(unsigned VReg, VNInfo* ValNo,
 803                                       MachineInstr* DefMI,
 804                                       MachineBasicBlock::iterator RestorePt,
 805                                     SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>& RefsInMBB) {
 806   MachineBasicBlock& MBB = *RestorePt->getParent();
 807
 808   MachineBasicBlock::iterator KillPt = BarrierMBB->end();
 809   if (!ValNo->isDefAccurate() || DefMI->getParent() == BarrierMBB)
 810     KillPt = findSpillPoint(BarrierMBB, Barrier, NULL, RefsInMBB);
 811   else
 812     KillPt = llvm::next(MachineBasicBlock::iterator(DefMI));
 813
 814   if (KillPt == DefMI->getParent()->end())
 815     return false;
 816
 817   TII->reMaterialize(MBB, RestorePt, VReg, 0, DefMI, *TRI);
 818   SlotIndex RematIdx = LIs->InsertMachineInstrInMaps(prior(RestorePt));
 819
 820   ReconstructLiveInterval(CurrLI);
 821   RematIdx = RematIdx.getDefIndex();
 822   RenumberValno(CurrLI->findDefinedVNInfoForRegInt(RematIdx));
 823
 824   ++NumSplits;
 825   ++NumRemats;
 826   return true;
 827 }
 828
 829 MachineInstr* PreAllocSplitting::FoldSpill(unsigned vreg,
 830                                            const TargetRegisterClass* RC,
 831                                            MachineInstr* DefMI,
 832                                            MachineInstr* Barrier,
 833                                            MachineBasicBlock* MBB,
 834                                            int& SS,
 835                                     SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>& RefsInMBB) {
 836   // Go top down if RefsInMBB is empty.
 837   if (RefsInMBB.empty())
 838     return 0;
 839
 840   MachineBasicBlock::iterator FoldPt = Barrier;
 841   while (&*FoldPt != DefMI && FoldPt != MBB->begin() &&
 842          !RefsInMBB.count(FoldPt))
 843     --FoldPt;
 844
 845   int OpIdx = FoldPt->findRegisterDefOperandIdx(vreg);
 846   if (OpIdx == -1)
 847     return 0;
 848
 849   SmallVector<unsigned, 1> Ops;
 850   Ops.push_back(OpIdx);
 851
 852   if (!TII->canFoldMemoryOperand(FoldPt, Ops))
 853     return 0;
 854
 855   DenseMap<unsigned, int>::iterator I = IntervalSSMap.find(vreg);
 856   if (I != IntervalSSMap.end()) {
 857     SS = I->second;
 858   } else {
 859     SS = MFI->CreateSpillStackObject(RC->getSize(), RC->getAlignment());
 860   }
 861
 862   MachineInstr* FMI = TII->foldMemoryOperand(FoldPt, Ops, SS);
 863
 864   if (FMI) {
 865     LIs->ReplaceMachineInstrInMaps(FoldPt, FMI);
 866     FoldPt->eraseFromParent();
 867     ++NumFolds;
 868
 869     IntervalSSMap[vreg] = SS;
 870     CurrSLI = &LSs->getOrCreateInterval(SS, RC);
 871     if (CurrSLI->hasAtLeastOneValue())
 872       CurrSValNo = CurrSLI->getValNumInfo(0);
 873     else
 874       CurrSValNo = CurrSLI->getNextValue(SlotIndex(), 0, false,
 875                                          LSs->getVNInfoAllocator());
 876   }
 877
 878   return FMI;
 879 }
 880
 881 MachineInstr* PreAllocSplitting::FoldRestore(unsigned vreg,
 882                                              const TargetRegisterClass* RC,
 883                                              MachineInstr* Barrier,
 884                                              MachineBasicBlock* MBB,
 885                                              int SS,
 886                                      SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>& RefsInMBB) {
 887   if ((int)RestoreFoldLimit != -1 && RestoreFoldLimit == (int)NumRestoreFolds)
 888     return 0;
 889
 890   // Go top down if RefsInMBB is empty.
 891   if (RefsInMBB.empty())
 892     return 0;
 893
 894   // Can't fold a restore between a call stack setup and teardown.
 895   MachineBasicBlock::iterator FoldPt = Barrier;
 896
 897   // Advance from barrier to call frame teardown.
 898   while (FoldPt != MBB->getFirstTerminator() &&
 899          FoldPt->getOpcode() != TRI->getCallFrameDestroyOpcode()) {
 900     if (RefsInMBB.count(FoldPt))
 901       return 0;
 902
 903     ++FoldPt;
 904   }
 905
 906   if (FoldPt == MBB->getFirstTerminator())
 907     return 0;
 908   else
 909     ++FoldPt;
 910
 911   // Now find the restore point.
 912   while (FoldPt != MBB->getFirstTerminator() && !RefsInMBB.count(FoldPt)) {
 913     if (FoldPt->getOpcode() == TRI->getCallFrameSetupOpcode()) {
 914       while (FoldPt != MBB->getFirstTerminator() &&
 915              FoldPt->getOpcode() != TRI->getCallFrameDestroyOpcode()) {
 916         if (RefsInMBB.count(FoldPt))
 917           return 0;
 918
 919         ++FoldPt;
 920       }
 921
 922       if (FoldPt == MBB->getFirstTerminator())
 923         return 0;
 924     }
 925
 926     ++FoldPt;
 927   }
 928
 929   if (FoldPt == MBB->getFirstTerminator())
 930     return 0;
 931
 932   int OpIdx = FoldPt->findRegisterUseOperandIdx(vreg, true);
 933   if (OpIdx == -1)
 934     return 0;
 935
 936   SmallVector<unsigned, 1> Ops;
 937   Ops.push_back(OpIdx);
 938
 939   if (!TII->canFoldMemoryOperand(FoldPt, Ops))
 940     return 0;
 941
 942   MachineInstr* FMI = TII->foldMemoryOperand(FoldPt, Ops, SS);
 943
 944   if (FMI) {
 945     LIs->ReplaceMachineInstrInMaps(FoldPt, FMI);
 946     FoldPt->eraseFromParent();
 947     ++NumRestoreFolds;
 948   }
 949
 950   return FMI;
 951 }
 952
 953 /// SplitRegLiveInterval - Split (spill and restore) the given live interval
 954 /// so it would not cross the barrier that's being processed. Shrink wrap
 955 /// (minimize) the live interval to the last uses.
 956 bool PreAllocSplitting::SplitRegLiveInterval(LiveInterval *LI) {
 957   DEBUG(dbgs() << "Pre-alloc splitting " << LI->reg << " for " << *Barrier
 958                << "  result: ");
 959
 960   CurrLI = LI;
 961
 962   // Find live range where current interval cross the barrier.
 963   LiveInterval::iterator LR =
 964     CurrLI->FindLiveRangeContaining(BarrierIdx.getUseIndex());
 965   VNInfo *ValNo = LR->valno;
 966
 967   assert(!ValNo->isUnused() && "Val# is defined by a dead def?");
 968
 969   MachineInstr *DefMI = ValNo->isDefAccurate()
 970     ? LIs->getInstructionFromIndex(ValNo->def) : NULL;
 971
 972   // If this would create a new join point, do not split.
 973   if (DefMI && createsNewJoin(LR, DefMI->getParent(), Barrier->getParent())) {
 974     DEBUG(dbgs() << "FAILED (would create a new join point).\n");
 975     return false;
 976   }
 977
 978   // Find all references in the barrier mbb.
 979   SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> RefsInMBB;
 980   for (MachineRegisterInfo::reg_iterator I = MRI->reg_begin(CurrLI->reg),
 981          E = MRI->reg_end(); I != E; ++I) {
 982     MachineInstr *RefMI = &*I;
 983     if (RefMI->getParent() == BarrierMBB)
 984       RefsInMBB.insert(RefMI);
 985   }
 986
 987   // Find a point to restore the value after the barrier.
 988   MachineBasicBlock::iterator RestorePt =
 989     findRestorePoint(BarrierMBB, Barrier, LR->end, RefsInMBB);
 990   if (RestorePt == BarrierMBB->end()) {
 991     DEBUG(dbgs() << "FAILED (could not find a suitable restore point).\n");
 992     return false;
 993   }
 994
 995   if (DefMI && LIs->isReMaterializable(*LI, ValNo, DefMI))
 996     if (Rematerialize(LI->reg, ValNo, DefMI, RestorePt, RefsInMBB)) {
 997       DEBUG(dbgs() << "success (remat).\n");
 998       return true;
 999     }
1000
1001   // Add a spill either before the barrier or after the definition.
1002   MachineBasicBlock *DefMBB = DefMI ? DefMI->getParent() : NULL;
1003   const TargetRegisterClass *RC = MRI->getRegClass(CurrLI->reg);
1004   SlotIndex SpillIndex;
1005   MachineInstr *SpillMI = NULL;
1006   int SS = -1;
1007   if (!ValNo->isDefAccurate()) {
1008     // If we don't know where the def is we must split just before the barrier.
1009     if ((SpillMI = FoldSpill(LI->reg, RC, 0, Barrier,
1010                             BarrierMBB, SS, RefsInMBB))) {
1011       SpillIndex = LIs->getInstructionIndex(SpillMI);
1012     } else {
1013       MachineBasicBlock::iterator SpillPt =
1014         findSpillPoint(BarrierMBB, Barrier, NULL, RefsInMBB);
1015       if (SpillPt == BarrierMBB->begin()) {
1016         DEBUG(dbgs() << "FAILED (could not find a suitable spill point).\n");
1017         return false; // No gap to insert spill.
1018       }
1019       // Add spill.
1020
1021       SS = CreateSpillStackSlot(CurrLI->reg, RC);
1022       TII->storeRegToStackSlot(*BarrierMBB, SpillPt, CurrLI->reg, true, SS, RC,
1023                                TRI);
1024       SpillMI = prior(SpillPt);
1025       SpillIndex = LIs->InsertMachineInstrInMaps(SpillMI);
1026     }
1027   } else if (!IsAvailableInStack(DefMBB, CurrLI->reg, ValNo->def,
1028                                  LIs->getZeroIndex(), SpillIndex, SS)) {
1029     // If it's already split, just restore the value. There is no need to spill
1030     // the def again.
1031     if (!DefMI) {
1032       DEBUG(dbgs() << "FAILED (def is dead).\n");
1033       return false; // Def is dead. Do nothing.
1034     }
1035
1036     if ((SpillMI = FoldSpill(LI->reg, RC, DefMI, Barrier,
1037                              BarrierMBB, SS, RefsInMBB))) {
1038       SpillIndex = LIs->getInstructionIndex(SpillMI);
1039     } else {
1040       // Check if it's possible to insert a spill after the def MI.
1041       MachineBasicBlock::iterator SpillPt;
1042       if (DefMBB == BarrierMBB) {
1043         // Add spill after the def and the last use before the barrier.
1044         SpillPt = findSpillPoint(BarrierMBB, Barrier, DefMI,
1045                                  RefsInMBB);
1046         if (SpillPt == DefMBB->begin()) {
1047           DEBUG(dbgs() << "FAILED (could not find a suitable spill point).\n");
1048           return false; // No gap to insert spill.
1049         }
1050       } else {
1051         SpillPt = llvm::next(MachineBasicBlock::iterator(DefMI));
1052         if (SpillPt == DefMBB->end()) {
1053           DEBUG(dbgs() << "FAILED (could not find a suitable spill point).\n");
1054           return false; // No gap to insert spill.
1055         }
1056       }
1057       // Add spill.
1058       SS = CreateSpillStackSlot(CurrLI->reg, RC);
1059       TII->storeRegToStackSlot(*DefMBB, SpillPt, CurrLI->reg, false, SS, RC,
1060                                TRI);
1061       SpillMI = prior(SpillPt);
1062       SpillIndex = LIs->InsertMachineInstrInMaps(SpillMI);
1063     }
1064   }
1065
1066   // Remember def instruction index to spill index mapping.
1067   if (DefMI && SpillMI)
1068     Def2SpillMap[ValNo->def] = SpillIndex;
1069
1070   // Add restore.
1071   bool FoldedRestore = false;
1072   SlotIndex RestoreIndex;
1073   if (MachineInstr* LMI = FoldRestore(CurrLI->reg, RC, Barrier,
1074                                       BarrierMBB, SS, RefsInMBB)) {
1075     RestorePt = LMI;
1076     RestoreIndex = LIs->getInstructionIndex(RestorePt);
1077     FoldedRestore = true;
1078   } else {
1079     TII->loadRegFromStackSlot(*BarrierMBB, RestorePt, CurrLI->reg, SS, RC, TRI);
1080     MachineInstr *LoadMI = prior(RestorePt);
1081     RestoreIndex = LIs->InsertMachineInstrInMaps(LoadMI);
1082   }
1083
1084   // Update spill stack slot live interval.
1085   UpdateSpillSlotInterval(ValNo, SpillIndex.getUseIndex().getNextSlot(),
1086                           RestoreIndex.getDefIndex());
1087
1088   ReconstructLiveInterval(CurrLI);
1089
1090   if (!FoldedRestore) {
1091     SlotIndex RestoreIdx = LIs->getInstructionIndex(prior(RestorePt));
1092     RestoreIdx = RestoreIdx.getDefIndex();
1093     RenumberValno(CurrLI->findDefinedVNInfoForRegInt(RestoreIdx));
1094   }
1095
1096   ++NumSplits;
1097   DEBUG(dbgs() << "success.\n");
1098   return true;
1099 }
1100
1101 /// SplitRegLiveIntervals - Split all register live intervals that cross the
1102 /// barrier that's being processed.
1103 bool
1104 PreAllocSplitting::SplitRegLiveIntervals(const TargetRegisterClass **RCs,
1105                                          SmallPtrSet<LiveInterval*, 8>& Split) {
1106   // First find all the virtual registers whose live intervals are intercepted
1107   // by the current barrier.
1108   SmallVector<LiveInterval*, 8> Intervals;
1109   for (const TargetRegisterClass **RC = RCs; *RC; ++RC) {
1110     // FIXME: If it's not safe to move any instruction that defines the barrier
1111     // register class, then it means there are some special dependencies which
1112     // codegen is not modelling. Ignore these barriers for now.
1113     if (!TII->isSafeToMoveRegClassDefs(*RC))
1114       continue;
1115     const std::vector<unsigned> &VRs = MRI->getRegClassVirtRegs(*RC);
1116     for (unsigned i = 0, e = VRs.size(); i != e; ++i) {
1117       unsigned Reg = VRs[i];
1118       if (!LIs->hasInterval(Reg))
1119         continue;
1120       LiveInterval *LI = &LIs->getInterval(Reg);
1121       if (LI->liveAt(BarrierIdx) && !Barrier->readsRegister(Reg))
1122         // Virtual register live interval is intercepted by the barrier. We
1123         // should split and shrink wrap its interval if possible.
1124         Intervals.push_back(LI);
1125     }
1126   }
1127
1128   // Process the affected live intervals.
1129   bool Change = false;
1130   while (!Intervals.empty()) {
1131     if (PreSplitLimit != -1 && (int)NumSplits == PreSplitLimit)
1132       break;
1133     LiveInterval *LI = Intervals.back();
1134     Intervals.pop_back();
1135     bool result = SplitRegLiveInterval(LI);
1136     if (result) Split.insert(LI);
1137     Change |= result;
1138   }
1139
1140   return Change;
1141 }
1142
1143 unsigned PreAllocSplitting::getNumberOfNonSpills(
1144                                   SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>& MIs,
1145                                   unsigned Reg, int FrameIndex,
1146                                   bool& FeedsTwoAddr) {
1147   unsigned NonSpills = 0;
1148   for (SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>::iterator UI = MIs.begin(), UE = MIs.end();
1149        UI != UE; ++UI) {
1150     int StoreFrameIndex;
1151     unsigned StoreVReg = TII->isStoreToStackSlot(*UI, StoreFrameIndex);
1152     if (StoreVReg != Reg || StoreFrameIndex != FrameIndex)
1153       ++NonSpills;
1154
1155     int DefIdx = (*UI)->findRegisterDefOperandIdx(Reg);
1156     if (DefIdx != -1 && (*UI)->isRegTiedToUseOperand(DefIdx))
1157       FeedsTwoAddr = true;
1158   }
1159
1160   return NonSpills;
1161 }
1162
1163 /// removeDeadSpills - After doing splitting, filter through all intervals we've
1164 /// split, and see if any of the spills are unnecessary.  If so, remove them.
1165 bool PreAllocSplitting::removeDeadSpills(SmallPtrSet<LiveInterval*, 8>& split) {
1166   bool changed = false;
1167
1168   // Walk over all of the live intervals that were touched by the splitter,
1169   // and see if we can do any DCE and/or folding.
1170   for (SmallPtrSet<LiveInterval*, 8>::iterator LI = split.begin(),
1171        LE = split.end(); LI != LE; ++LI) {
1172     DenseMap<VNInfo*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> > VNUseCount;
1173
1174     // First, collect all the uses of the vreg, and sort them by their
1175     // reaching definition (VNInfo).
1176     for (MachineRegisterInfo::use_iterator UI = MRI->use_begin((*LI)->reg),
1177          UE = MRI->use_end(); UI != UE; ++UI) {
1178       SlotIndex index = LIs->getInstructionIndex(&*UI);
1179       index = index.getUseIndex();
1180
1181       const LiveRange* LR = (*LI)->getLiveRangeContaining(index);
1182       VNUseCount[LR->valno].insert(&*UI);
1183     }
1184
1185     // Now, take the definitions (VNInfo's) one at a time and try to DCE
1186     // and/or fold them away.
1187     for (LiveInterval::vni_iterator VI = (*LI)->vni_begin(),
1188          VE = (*LI)->vni_end(); VI != VE; ++VI) {
1189
1190       if (DeadSplitLimit != -1 && (int)NumDeadSpills == DeadSplitLimit)
1191         return changed;
1192
1193       VNInfo* CurrVN = *VI;
1194
1195       // We don't currently try to handle definitions with PHI kills, because
1196       // it would involve processing more than one VNInfo at once.
1197       if (CurrVN->hasPHIKill()) continue;
1198
1199       // We also don't try to handle the results of PHI joins, since there's
1200       // no defining instruction to analyze.
1201       if (!CurrVN->isDefAccurate() || CurrVN->isUnused()) continue;
1202
1203       // We're only interested in eliminating cruft introduced by the splitter,
1204       // is of the form load-use or load-use-store.  First, check that the
1205       // definition is a load, and remember what stack slot we loaded it from.
1206       MachineInstr* DefMI = LIs->getInstructionFromIndex(CurrVN->def);
1207       int FrameIndex;
1208       if (!TII->isLoadFromStackSlot(DefMI, FrameIndex)) continue;
1209
1210       // If the definition has no uses at all, just DCE it.
1211       if (VNUseCount[CurrVN].size() == 0) {
1212         LIs->RemoveMachineInstrFromMaps(DefMI);
1213         (*LI)->removeValNo(CurrVN);
1214         DefMI->eraseFromParent();
1215         VNUseCount.erase(CurrVN);
1216         ++NumDeadSpills;
1217         changed = true;
1218         continue;
1219       }
1220
1221       // Second, get the number of non-store uses of the definition, as well as
1222       // a flag indicating whether it feeds into a later two-address definition.
1223       bool FeedsTwoAddr = false;
1224       unsigned NonSpillCount = getNumberOfNonSpills(VNUseCount[CurrVN],
1225                                                     (*LI)->reg, FrameIndex,
1226                                                     FeedsTwoAddr);
1227
1228       // If there's one non-store use and it doesn't feed a two-addr, then
1229       // this is a load-use-store case that we can try to fold.
1230       if (NonSpillCount == 1 && !FeedsTwoAddr) {
1231         // Start by finding the non-store use MachineInstr.
1232         SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>::iterator UI = VNUseCount[CurrVN].begin();
1233         int StoreFrameIndex;
1234         unsigned StoreVReg = TII->isStoreToStackSlot(*UI, StoreFrameIndex);
1235         while (UI != VNUseCount[CurrVN].end() &&
1236                (StoreVReg == (*LI)->reg && StoreFrameIndex == FrameIndex)) {
1237           ++UI;
1238           if (UI != VNUseCount[CurrVN].end())
1239             StoreVReg = TII->isStoreToStackSlot(*UI, StoreFrameIndex);
1240         }
1241         if (UI == VNUseCount[CurrVN].end()) continue;
1242
1243         MachineInstr* use = *UI;
1244
1245         // Attempt to fold it away!
1246         int OpIdx = use->findRegisterUseOperandIdx((*LI)->reg, false);
1247         if (OpIdx == -1) continue;
1248         SmallVector<unsigned, 1> Ops;
1249         Ops.push_back(OpIdx);
1250         if (!TII->canFoldMemoryOperand(use, Ops)) continue;
1251
1252         MachineInstr* NewMI = TII->foldMemoryOperand(use, Ops, FrameIndex);
1253
1254         if (!NewMI) continue;
1255
1256         // Update relevant analyses.
1257         LIs->RemoveMachineInstrFromMaps(DefMI);
1258         LIs->ReplaceMachineInstrInMaps(use, NewMI);
1259         (*LI)->removeValNo(CurrVN);
1260
1261         DefMI->eraseFromParent();
1262         use->eraseFromParent();
1263         VNUseCount[CurrVN].erase(use);
1264
1265         // Remove deleted instructions.  Note that we need to remove them from
1266         // the VNInfo->use map as well, just to be safe.
1267         for (SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>::iterator II =
1268              VNUseCount[CurrVN].begin(), IE = VNUseCount[CurrVN].end();
1269              II != IE; ++II) {
1270           for (DenseMap<VNInfo*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> >::iterator
1271                VNI = VNUseCount.begin(), VNE = VNUseCount.end(); VNI != VNE;
1272                ++VNI)
1273             if (VNI->first != CurrVN)
1274               VNI->second.erase(*II);
1275           LIs->RemoveMachineInstrFromMaps(*II);
1276           (*II)->eraseFromParent();
1277         }
1278
1279         VNUseCount.erase(CurrVN);
1280
1281         for (DenseMap<VNInfo*, SmallPtrSet<MachineInstr*, 4> >::iterator
1282              VI = VNUseCount.begin(), VE = VNUseCount.end(); VI != VE; ++VI)
1283           if (VI->second.erase(use))
1284             VI->second.insert(NewMI);
1285
1286         ++NumDeadSpills;
1287         changed = true;
1288         continue;
1289       }
1290
1291       // If there's more than one non-store instruction, we can't profitably
1292       // fold it, so bail.
1293       if (NonSpillCount) continue;
1294
1295       // Otherwise, this is a load-store case, so DCE them.
1296       for (SmallPtrSet<MachineInstr*, 4>::iterator UI =
1297            VNUseCount[CurrVN].begin(), UE = VNUseCount[CurrVN].end();
1298            UI != UE; ++UI) {
1299         LIs->RemoveMachineInstrFromMaps(*UI);
1300         (*UI)->eraseFromParent();
1301       }
1302
1303       VNUseCount.erase(CurrVN);
1304
1305       LIs->RemoveMachineInstrFromMaps(DefMI);
1306       (*LI)->removeValNo(CurrVN);
1307       DefMI->eraseFromParent();
1308       ++NumDeadSpills;
1309       changed = true;
1310     }
1311   }
1312
1313   return changed;
1314 }
1315
1316 bool PreAllocSplitting::createsNewJoin(LiveRange* LR,
1317                                        MachineBasicBlock* DefMBB,
1318                                        MachineBasicBlock* BarrierMBB) {
1319   if (DefMBB == BarrierMBB)
1320     return false;
1321
1322   if (LR->valno->hasPHIKill())
1323     return false;
1324
1325   SlotIndex MBBEnd = LIs->getMBBEndIdx(BarrierMBB);
1326   if (LR->end < MBBEnd)
1327     return false;
1328
1329   MachineLoopInfo& MLI = getAnalysis<MachineLoopInfo>();
1330   if (MLI.getLoopFor(DefMBB) != MLI.getLoopFor(BarrierMBB))
1331     return true;
1332
1333   MachineDominatorTree& MDT = getAnalysis<MachineDominatorTree>();
1334   SmallPtrSet<MachineBasicBlock*, 4> Visited;
1335   typedef std::pair<MachineBasicBlock*,
1336                     MachineBasicBlock::succ_iterator> ItPair;
1337   SmallVector<ItPair, 4> Stack;
1338   Stack.push_back(std::make_pair(BarrierMBB, BarrierMBB->succ_begin()));
1339
1340   while (!Stack.empty()) {
1341     ItPair P = Stack.back();
1342     Stack.pop_back();
1343
1344     MachineBasicBlock* PredMBB = P.first;
1345     MachineBasicBlock::succ_iterator S = P.second;
1346
1347     if (S == PredMBB->succ_end())
1348       continue;
1349     else if (Visited.count(*S)) {
1350       Stack.push_back(std::make_pair(PredMBB, ++S));
1351       continue;
1352     } else
1353       Stack.push_back(std::make_pair(PredMBB, S+1));
1354
1355     MachineBasicBlock* MBB = *S;
1356     Visited.insert(MBB);
1357
1358     if (MBB == BarrierMBB)
1359       return true;
1360
1361     MachineDomTreeNode* DefMDTN = MDT.getNode(DefMBB);
1362     MachineDomTreeNode* BarrierMDTN = MDT.getNode(BarrierMBB);
1363     MachineDomTreeNode* MDTN = MDT.getNode(MBB)->getIDom();
1364     while (MDTN) {
1365       if (MDTN == DefMDTN)
1366         return true;
1367       else if (MDTN == BarrierMDTN)
1368         break;
1369       MDTN = MDTN->getIDom();
1370     }
1371
1372     MBBEnd = LIs->getMBBEndIdx(MBB);
1373     if (LR->end > MBBEnd)
1374       Stack.push_back(std::make_pair(MBB, MBB->succ_begin()));
1375   }
1376
1377   return false;
1378 }
1379
1380
1381 bool PreAllocSplitting::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
1382   CurrMF = &MF;
1383   TM     = &MF.getTarget();
1384   TRI    = TM->getRegisterInfo();
1385   TII    = TM->getInstrInfo();
1386   MFI    = MF.getFrameInfo();
1387   MRI    = &MF.getRegInfo();
1388   SIs    = &getAnalysis<SlotIndexes>();
1389   LIs    = &getAnalysis<LiveIntervals>();
1390   LSs    = &getAnalysis<LiveStacks>();
1391   VRM    = &getAnalysis<VirtRegMap>();
1392
1393   bool MadeChange = false;
1394
1395   // Make sure blocks are numbered in order.
1396   MF.RenumberBlocks();
1397
1398   MachineBasicBlock *Entry = MF.begin();
1399   SmallPtrSet<MachineBasicBlock*,16> Visited;
1400
1401   SmallPtrSet<LiveInterval*, 8> Split;
1402
1403   for (df_ext_iterator<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineBasicBlock*,16> >
1404          DFI = df_ext_begin(Entry, Visited), E = df_ext_end(Entry, Visited);
1405        DFI != E; ++DFI) {
1406     BarrierMBB = *DFI;
1407     for (MachineBasicBlock::iterator I = BarrierMBB->begin(),
1408            E = BarrierMBB->end(); I != E; ++I) {
1409       Barrier = &*I;
1410       const TargetRegisterClass **BarrierRCs =
1411         Barrier->getDesc().getRegClassBarriers();
1412       if (!BarrierRCs)
1413         continue;
1414       BarrierIdx = LIs->getInstructionIndex(Barrier);
1415       MadeChange |= SplitRegLiveIntervals(BarrierRCs, Split);
1416     }
1417   }
1418
1419   MadeChange |= removeDeadSpills(Split);
1420
1421   return MadeChange;
1422 }