lib/CodeGen/RegAllocGreedy.cpp

   1 //===-- RegAllocGreedy.cpp - greedy register allocator --------------------===//
   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 defines the RAGreedy function pass for register allocation in
  11 // optimized builds.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #define DEBUG_TYPE "regalloc"
  16 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
  17 #include "AllocationOrder.h"
  18 #include "InterferenceCache.h"
  19 #include "LiveDebugVariables.h"
  20 #include "RegAllocBase.h"
  21 #include "SpillPlacement.h"
  22 #include "Spiller.h"
  23 #include "SplitKit.h"
  24 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  25 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
  26 #include "llvm/CodeGen/CalcSpillWeights.h"
  27 #include "llvm/CodeGen/EdgeBundles.h"
  28 #include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
  29 #include "llvm/CodeGen/LiveRangeEdit.h"
  30 #include "llvm/CodeGen/LiveRegMatrix.h"
  31 #include "llvm/CodeGen/LiveStackAnalysis.h"
  32 #include "llvm/CodeGen/MachineBlockFrequencyInfo.h"
  33 #include "llvm/CodeGen/MachineDominators.h"
  34 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
  35 #include "llvm/CodeGen/MachineLoopInfo.h"
  36 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  37 #include "llvm/CodeGen/RegAllocRegistry.h"
  38 #include "llvm/CodeGen/VirtRegMap.h"
  39 #include "llvm/PassAnalysisSupport.h"
  40 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  41 #include "llvm/Support/Debug.h"
  42 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  43 #include "llvm/Support/Timer.h"
  44 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  45 #include <queue>
  46
  47 using namespace llvm;
  48
  49 STATISTIC(NumGlobalSplits, "Number of split global live ranges");
  50 STATISTIC(NumLocalSplits,  "Number of split local live ranges");
  51 STATISTIC(NumEvicted,      "Number of interferences evicted");
  52
  53 static cl::opt<SplitEditor::ComplementSpillMode>
  54 SplitSpillMode("split-spill-mode", cl::Hidden,
  55   cl::desc("Spill mode for splitting live ranges"),
  56   cl::values(clEnumValN(SplitEditor::SM_Partition, "default", "Default"),
  57              clEnumValN(SplitEditor::SM_Size,  "size",  "Optimize for size"),
  58              clEnumValN(SplitEditor::SM_Speed, "speed", "Optimize for speed"),
  59              clEnumValEnd),
  60   cl::init(SplitEditor::SM_Partition));
  61
  62 static RegisterRegAlloc greedyRegAlloc("greedy", "greedy register allocator",
  63                                        createGreedyRegisterAllocator);
  64
  65 namespace {
  66 class RAGreedy : public MachineFunctionPass,
  67                  public RegAllocBase,
  68                  private LiveRangeEdit::Delegate {
  69
  70   // context
  71   MachineFunction *MF;
  72
  73   // analyses
  74   SlotIndexes *Indexes;
  75   MachineBlockFrequencyInfo *MBFI;
  76   MachineDominatorTree *DomTree;
  77   MachineLoopInfo *Loops;
  78   EdgeBundles *Bundles;
  79   SpillPlacement *SpillPlacer;
  80   LiveDebugVariables *DebugVars;
  81
  82   // state
  83   OwningPtr<Spiller> SpillerInstance;
  84   std::priority_queue<std::pair<unsigned, unsigned> > Queue;
  85   unsigned NextCascade;
  86
  87   // Live ranges pass through a number of stages as we try to allocate them.
  88   // Some of the stages may also create new live ranges:
  89   //
  90   // - Region splitting.
  91   // - Per-block splitting.
  92   // - Local splitting.
  93   // - Spilling.
  94   //
  95   // Ranges produced by one of the stages skip the previous stages when they are
  96   // dequeued. This improves performance because we can skip interference checks
  97   // that are unlikely to give any results. It also guarantees that the live
  98   // range splitting algorithm terminates, something that is otherwise hard to
  99   // ensure.
 100   enum LiveRangeStage {
 101     /// Newly created live range that has never been queued.
 102     RS_New,
 103
 104     /// Only attempt assignment and eviction. Then requeue as RS_Split.
 105     RS_Assign,
 106
 107     /// Attempt live range splitting if assignment is impossible.
 108     RS_Split,
 109
 110     /// Attempt more aggressive live range splitting that is guaranteed to make
 111     /// progress.  This is used for split products that may not be making
 112     /// progress.
 113     RS_Split2,
 114
 115     /// Live range will be spilled.  No more splitting will be attempted.
 116     RS_Spill,
 117
 118     /// There is nothing more we can do to this live range.  Abort compilation
 119     /// if it can't be assigned.
 120     RS_Done
 121   };
 122
 123   static const char *const StageName[];
 124
 125   // RegInfo - Keep additional information about each live range.
 126   struct RegInfo {
 127     LiveRangeStage Stage;
 128
 129     // Cascade - Eviction loop prevention. See canEvictInterference().
 130     unsigned Cascade;
 131
 132     RegInfo() : Stage(RS_New), Cascade(0) {}
 133   };
 134
 135   IndexedMap<RegInfo, VirtReg2IndexFunctor> ExtraRegInfo;
 136
 137   LiveRangeStage getStage(const LiveInterval &VirtReg) const {
 138     return ExtraRegInfo[VirtReg.reg].Stage;
 139   }
 140
 141   void setStage(const LiveInterval &VirtReg, LiveRangeStage Stage) {
 142     ExtraRegInfo.resize(MRI->getNumVirtRegs());
 143     ExtraRegInfo[VirtReg.reg].Stage = Stage;
 144   }
 145
 146   template<typename Iterator>
 147   void setStage(Iterator Begin, Iterator End, LiveRangeStage NewStage) {
 148     ExtraRegInfo.resize(MRI->getNumVirtRegs());
 149     for (;Begin != End; ++Begin) {
 150       unsigned Reg = (*Begin)->reg;
 151       if (ExtraRegInfo[Reg].Stage == RS_New)
 152         ExtraRegInfo[Reg].Stage = NewStage;
 153     }
 154   }
 155
 156   /// Cost of evicting interference.
 157   struct EvictionCost {
 158     unsigned BrokenHints; ///< Total number of broken hints.
 159     float MaxWeight;      ///< Maximum spill weight evicted.
 160
 161     EvictionCost(unsigned B = 0) : BrokenHints(B), MaxWeight(0) {}
 162
 163     bool operator<(const EvictionCost &O) const {
 164       if (BrokenHints != O.BrokenHints)
 165         return BrokenHints < O.BrokenHints;
 166       return MaxWeight < O.MaxWeight;
 167     }
 168   };
 169
 170   // splitting state.
 171   OwningPtr<SplitAnalysis> SA;
 172   OwningPtr<SplitEditor> SE;
 173
 174   /// Cached per-block interference maps
 175   InterferenceCache IntfCache;
 176
 177   /// All basic blocks where the current register has uses.
 178   SmallVector<SpillPlacement::BlockConstraint, 8> SplitConstraints;
 179
 180   /// Global live range splitting candidate info.
 181   struct GlobalSplitCandidate {
 182     // Register intended for assignment, or 0.
 183     unsigned PhysReg;
 184
 185     // SplitKit interval index for this candidate.
 186     unsigned IntvIdx;
 187
 188     // Interference for PhysReg.
 189     InterferenceCache::Cursor Intf;
 190
 191     // Bundles where this candidate should be live.
 192     BitVector LiveBundles;
 193     SmallVector<unsigned, 8> ActiveBlocks;
 194
 195     void reset(InterferenceCache &Cache, unsigned Reg) {
 196       PhysReg = Reg;
 197       IntvIdx = 0;
 198       Intf.setPhysReg(Cache, Reg);
 199       LiveBundles.clear();
 200       ActiveBlocks.clear();
 201     }
 202
 203     // Set B[i] = C for every live bundle where B[i] was NoCand.
 204     unsigned getBundles(SmallVectorImpl<unsigned> &B, unsigned C) {
 205       unsigned Count = 0;
 206       for (int i = LiveBundles.find_first(); i >= 0;
 207            i = LiveBundles.find_next(i))
 208         if (B[i] == NoCand) {
 209           B[i] = C;
 210           Count++;
 211         }
 212       return Count;
 213     }
 214   };
 215
 216   /// Candidate info for for each PhysReg in AllocationOrder.
 217   /// This vector never shrinks, but grows to the size of the largest register
 218   /// class.
 219   SmallVector<GlobalSplitCandidate, 32> GlobalCand;
 220
 221   enum { NoCand = ~0u };
 222
 223   /// Candidate map. Each edge bundle is assigned to a GlobalCand entry, or to
 224   /// NoCand which indicates the stack interval.
 225   SmallVector<unsigned, 32> BundleCand;
 226
 227 public:
 228   RAGreedy();
 229
 230   /// Return the pass name.
 231   virtual const char* getPassName() const {
 232     return "Greedy Register Allocator";
 233   }
 234
 235   /// RAGreedy analysis usage.
 236   virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const;
 237   virtual void releaseMemory();
 238   virtual Spiller &spiller() { return *SpillerInstance; }
 239   virtual void enqueue(LiveInterval *LI);
 240   virtual LiveInterval *dequeue();
 241   virtual unsigned selectOrSplit(LiveInterval&,
 242                                  SmallVectorImpl<LiveInterval*>&);
 243
 244   /// Perform register allocation.
 245   virtual bool runOnMachineFunction(MachineFunction &mf);
 246
 247   static char ID;
 248
 249 private:
 250   bool LRE_CanEraseVirtReg(unsigned);
 251   void LRE_WillShrinkVirtReg(unsigned);
 252   void LRE_DidCloneVirtReg(unsigned, unsigned);
 253
 254   float calcSpillCost();
 255   bool addSplitConstraints(InterferenceCache::Cursor, float&);
 256   void addThroughConstraints(InterferenceCache::Cursor, ArrayRef<unsigned>);
 257   void growRegion(GlobalSplitCandidate &Cand);
 258   float calcGlobalSplitCost(GlobalSplitCandidate&);
 259   bool calcCompactRegion(GlobalSplitCandidate&);
 260   void splitAroundRegion(LiveRangeEdit&, ArrayRef<unsigned>);
 261   void calcGapWeights(unsigned, SmallVectorImpl<float>&);
 262   bool shouldEvict(LiveInterval &A, bool, LiveInterval &B, bool);
 263   bool canEvictInterference(LiveInterval&, unsigned, bool, EvictionCost&);
 264   void evictInterference(LiveInterval&, unsigned,
 265                          SmallVectorImpl<LiveInterval*>&);
 266
 267   unsigned tryAssign(LiveInterval&, AllocationOrder&,
 268                      SmallVectorImpl<LiveInterval*>&);
 269   unsigned tryEvict(LiveInterval&, AllocationOrder&,
 270                     SmallVectorImpl<LiveInterval*>&, unsigned = ~0u);
 271   unsigned tryRegionSplit(LiveInterval&, AllocationOrder&,
 272                           SmallVectorImpl<LiveInterval*>&);
 273   unsigned tryBlockSplit(LiveInterval&, AllocationOrder&,
 274                          SmallVectorImpl<LiveInterval*>&);
 275   unsigned tryInstructionSplit(LiveInterval&, AllocationOrder&,
 276                                SmallVectorImpl<LiveInterval*>&);
 277   unsigned tryLocalSplit(LiveInterval&, AllocationOrder&,
 278     SmallVectorImpl<LiveInterval*>&);
 279   unsigned trySplit(LiveInterval&, AllocationOrder&,
 280                     SmallVectorImpl<LiveInterval*>&);
 281 };
 282 } // end anonymous namespace
 283
 284 char RAGreedy::ID = 0;
 285
 286 #ifndef NDEBUG
 287 const char *const RAGreedy::StageName[] = {
 288     "RS_New",
 289     "RS_Assign",
 290     "RS_Split",
 291     "RS_Split2",
 292     "RS_Spill",
 293     "RS_Done"
 294 };
 295 #endif
 296
 297 // Hysteresis to use when comparing floats.
 298 // This helps stabilize decisions based on float comparisons.
 299 const float Hysteresis = 0.98f;
 300
 301
 302 FunctionPass* llvm::createGreedyRegisterAllocator() {
 303   return new RAGreedy();
 304 }
 305
 306 RAGreedy::RAGreedy(): MachineFunctionPass(ID) {
 307   initializeLiveDebugVariablesPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 308   initializeSlotIndexesPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 309   initializeLiveIntervalsPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 310   initializeSlotIndexesPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 311   initializeRegisterCoalescerPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 312   initializeMachineSchedulerPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 313   initializeCalculateSpillWeightsPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 314   initializeLiveStacksPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 315   initializeMachineDominatorTreePass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 316   initializeMachineLoopInfoPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 317   initializeVirtRegMapPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 318   initializeLiveRegMatrixPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 319   initializeEdgeBundlesPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 320   initializeSpillPlacementPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 321 }
 322
 323 void RAGreedy::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
 324   AU.setPreservesCFG();
 325   AU.addRequired<MachineBlockFrequencyInfo>();
 326   AU.addPreserved<MachineBlockFrequencyInfo>();
 327   AU.addRequired<AliasAnalysis>();
 328   AU.addPreserved<AliasAnalysis>();
 329   AU.addRequired<LiveIntervals>();
 330   AU.addPreserved<LiveIntervals>();
 331   AU.addRequired<SlotIndexes>();
 332   AU.addPreserved<SlotIndexes>();
 333   AU.addRequired<LiveDebugVariables>();
 334   AU.addPreserved<LiveDebugVariables>();
 335   AU.addRequired<LiveStacks>();
 336   AU.addPreserved<LiveStacks>();
 337   AU.addRequired<CalculateSpillWeights>();
 338   AU.addRequired<MachineDominatorTree>();
 339   AU.addPreserved<MachineDominatorTree>();
 340   AU.addRequired<MachineLoopInfo>();
 341   AU.addPreserved<MachineLoopInfo>();
 342   AU.addRequired<VirtRegMap>();
 343   AU.addPreserved<VirtRegMap>();
 344   AU.addRequired<LiveRegMatrix>();
 345   AU.addPreserved<LiveRegMatrix>();
 346   AU.addRequired<EdgeBundles>();
 347   AU.addRequired<SpillPlacement>();
 348   MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
 349 }
 350
 351
 352 //===----------------------------------------------------------------------===//
 353 //                     LiveRangeEdit delegate methods
 354 //===----------------------------------------------------------------------===//
 355
 356 bool RAGreedy::LRE_CanEraseVirtReg(unsigned VirtReg) {
 357   if (VRM->hasPhys(VirtReg)) {
 358     Matrix->unassign(LIS->getInterval(VirtReg));
 359     return true;
 360   }
 361   // Unassigned virtreg is probably in the priority queue.
 362   // RegAllocBase will erase it after dequeueing.
 363   return false;
 364 }
 365
 366 void RAGreedy::LRE_WillShrinkVirtReg(unsigned VirtReg) {
 367   if (!VRM->hasPhys(VirtReg))
 368     return;
 369
 370   // Register is assigned, put it back on the queue for reassignment.
 371   LiveInterval &LI = LIS->getInterval(VirtReg);
 372   Matrix->unassign(LI);
 373   enqueue(&LI);
 374 }
 375
 376 void RAGreedy::LRE_DidCloneVirtReg(unsigned New, unsigned Old) {
 377   // Cloning a register we haven't even heard about yet?  Just ignore it.
 378   if (!ExtraRegInfo.inBounds(Old))
 379     return;
 380
 381   // LRE may clone a virtual register because dead code elimination causes it to
 382   // be split into connected components. The new components are much smaller
 383   // than the original, so they should get a new chance at being assigned.
 384   // same stage as the parent.
 385   ExtraRegInfo[Old].Stage = RS_Assign;
 386   ExtraRegInfo.grow(New);
 387   ExtraRegInfo[New] = ExtraRegInfo[Old];
 388 }
 389
 390 void RAGreedy::releaseMemory() {
 391   SpillerInstance.reset(0);
 392   ExtraRegInfo.clear();
 393   GlobalCand.clear();
 394 }
 395
 396 void RAGreedy::enqueue(LiveInterval *LI) {
 397   // Prioritize live ranges by size, assigning larger ranges first.
 398   // The queue holds (size, reg) pairs.
 399   const unsigned Size = LI->getSize();
 400   const unsigned Reg = LI->reg;
 401   assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg) &&
 402          "Can only enqueue virtual registers");
 403   unsigned Prio;
 404
 405   ExtraRegInfo.grow(Reg);
 406   if (ExtraRegInfo[Reg].Stage == RS_New)
 407     ExtraRegInfo[Reg].Stage = RS_Assign;
 408
 409   if (ExtraRegInfo[Reg].Stage == RS_Split) {
 410     // Unsplit ranges that couldn't be allocated immediately are deferred until
 411     // everything else has been allocated.
 412     Prio = Size;
 413   } else {
 414     // Everything is allocated in long->short order. Long ranges that don't fit
 415     // should be spilled (or split) ASAP so they don't create interference.
 416     Prio = (1u << 31) + Size;
 417
 418     // Boost ranges that have a physical register hint.
 419     if (VRM->hasKnownPreference(Reg))
 420       Prio |= (1u << 30);
 421   }
 422
 423   Queue.push(std::make_pair(Prio, ~Reg));
 424 }
 425
 426 LiveInterval *RAGreedy::dequeue() {
 427   if (Queue.empty())
 428     return 0;
 429   LiveInterval *LI = &LIS->getInterval(~Queue.top().second);
 430   Queue.pop();
 431   return LI;
 432 }
 433
 434
 435 //===----------------------------------------------------------------------===//
 436 //                            Direct Assignment
 437 //===----------------------------------------------------------------------===//
 438
 439 /// tryAssign - Try to assign VirtReg to an available register.
 440 unsigned RAGreedy::tryAssign(LiveInterval &VirtReg,
 441                              AllocationOrder &Order,
 442                              SmallVectorImpl<LiveInterval*> &NewVRegs) {
 443   Order.rewind();
 444   unsigned PhysReg;
 445   while ((PhysReg = Order.next()))
 446     if (!Matrix->checkInterference(VirtReg, PhysReg))
 447       break;
 448   if (!PhysReg || Order.isHint())
 449     return PhysReg;
 450
 451   // PhysReg is available, but there may be a better choice.
 452
 453   // If we missed a simple hint, try to cheaply evict interference from the
 454   // preferred register.
 455   if (unsigned Hint = MRI->getSimpleHint(VirtReg.reg))
 456     if (Order.isHint(Hint)) {
 457       DEBUG(dbgs() << "missed hint " << PrintReg(Hint, TRI) << '\n');
 458       EvictionCost MaxCost(1);
 459       if (canEvictInterference(VirtReg, Hint, true, MaxCost)) {
 460         evictInterference(VirtReg, Hint, NewVRegs);
 461         return Hint;
 462       }
 463     }
 464
 465   // Try to evict interference from a cheaper alternative.
 466   unsigned Cost = TRI->getCostPerUse(PhysReg);
 467
 468   // Most registers have 0 additional cost.
 469   if (!Cost)
 470     return PhysReg;
 471
 472   DEBUG(dbgs() << PrintReg(PhysReg, TRI) << " is available at cost " << Cost
 473                << '\n');
 474   unsigned CheapReg = tryEvict(VirtReg, Order, NewVRegs, Cost);
 475   return CheapReg ? CheapReg : PhysReg;
 476 }
 477
 478
 479 //===----------------------------------------------------------------------===//
 480 //                         Interference eviction
 481 //===----------------------------------------------------------------------===//
 482
 483 /// shouldEvict - determine if A should evict the assigned live range B. The
 484 /// eviction policy defined by this function together with the allocation order
 485 /// defined by enqueue() decides which registers ultimately end up being split
 486 /// and spilled.
 487 ///
 488 /// Cascade numbers are used to prevent infinite loops if this function is a
 489 /// cyclic relation.
 490 ///
 491 /// @param A          The live range to be assigned.
 492 /// @param IsHint     True when A is about to be assigned to its preferred
 493 ///                   register.
 494 /// @param B          The live range to be evicted.
 495 /// @param BreaksHint True when B is already assigned to its preferred register.
 496 bool RAGreedy::shouldEvict(LiveInterval &A, bool IsHint,
 497                            LiveInterval &B, bool BreaksHint) {
 498   bool CanSplit = getStage(B) < RS_Spill;
 499
 500   // Be fairly aggressive about following hints as long as the evictee can be
 501   // split.
 502   if (CanSplit && IsHint && !BreaksHint)
 503     return true;
 504
 505   return A.weight > B.weight;
 506 }
 507
 508 /// canEvictInterference - Return true if all interferences between VirtReg and
 509 /// PhysReg can be evicted.  When OnlyCheap is set, don't do anything
 510 ///
 511 /// @param VirtReg Live range that is about to be assigned.
 512 /// @param PhysReg Desired register for assignment.
 513 /// @param IsHint  True when PhysReg is VirtReg's preferred register.
 514 /// @param MaxCost Only look for cheaper candidates and update with new cost
 515 ///                when returning true.
 516 /// @returns True when interference can be evicted cheaper than MaxCost.
 517 bool RAGreedy::canEvictInterference(LiveInterval &VirtReg, unsigned PhysReg,
 518                                     bool IsHint, EvictionCost &MaxCost) {
 519   // It is only possible to evict virtual register interference.
 520   if (Matrix->checkInterference(VirtReg, PhysReg) > LiveRegMatrix::IK_VirtReg)
 521     return false;
 522
 523   // Find VirtReg's cascade number. This will be unassigned if VirtReg was never
 524   // involved in an eviction before. If a cascade number was assigned, deny
 525   // evicting anything with the same or a newer cascade number. This prevents
 526   // infinite eviction loops.
 527   //
 528   // This works out so a register without a cascade number is allowed to evict
 529   // anything, and it can be evicted by anything.
 530   unsigned Cascade = ExtraRegInfo[VirtReg.reg].Cascade;
 531   if (!Cascade)
 532     Cascade = NextCascade;
 533
 534   EvictionCost Cost;
 535   for (MCRegUnitIterator Units(PhysReg, TRI); Units.isValid(); ++Units) {
 536     LiveIntervalUnion::Query &Q = Matrix->query(VirtReg, *Units);
 537     // If there is 10 or more interferences, chances are one is heavier.
 538     if (Q.collectInterferingVRegs(10) >= 10)
 539       return false;
 540
 541     // Check if any interfering live range is heavier than MaxWeight.
 542     for (unsigned i = Q.interferingVRegs().size(); i; --i) {
 543       LiveInterval *Intf = Q.interferingVRegs()[i - 1];
 544       assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Intf->reg) &&
 545              "Only expecting virtual register interference from query");
 546       // Never evict spill products. They cannot split or spill.
 547       if (getStage(*Intf) == RS_Done)
 548         return false;
 549       // Once a live range becomes small enough, it is urgent that we find a
 550       // register for it. This is indicated by an infinite spill weight. These
 551       // urgent live ranges get to evict almost anything.
 552       //
 553       // Also allow urgent evictions of unspillable ranges from a strictly
 554       // larger allocation order.
 555       bool Urgent = !VirtReg.isSpillable() &&
 556         (Intf->isSpillable() ||
 557          RegClassInfo.getNumAllocatableRegs(MRI->getRegClass(VirtReg.reg)) <
 558          RegClassInfo.getNumAllocatableRegs(MRI->getRegClass(Intf->reg)));
 559       // Only evict older cascades or live ranges without a cascade.
 560       unsigned IntfCascade = ExtraRegInfo[Intf->reg].Cascade;
 561       if (Cascade <= IntfCascade) {
 562         if (!Urgent)
 563           return false;
 564         // We permit breaking cascades for urgent evictions. It should be the
 565         // last resort, though, so make it really expensive.
 566         Cost.BrokenHints += 10;
 567       }
 568       // Would this break a satisfied hint?
 569       bool BreaksHint = VRM->hasPreferredPhys(Intf->reg);
 570       // Update eviction cost.
 571       Cost.BrokenHints += BreaksHint;
 572       Cost.MaxWeight = std::max(Cost.MaxWeight, Intf->weight);
 573       // Abort if this would be too expensive.
 574       if (!(Cost < MaxCost))
 575         return false;
 576       // Finally, apply the eviction policy for non-urgent evictions.
 577       if (!Urgent && !shouldEvict(VirtReg, IsHint, *Intf, BreaksHint))
 578         return false;
 579     }
 580   }
 581   MaxCost = Cost;
 582   return true;
 583 }
 584
 585 /// evictInterference - Evict any interferring registers that prevent VirtReg
 586 /// from being assigned to Physreg. This assumes that canEvictInterference
 587 /// returned true.
 588 void RAGreedy::evictInterference(LiveInterval &VirtReg, unsigned PhysReg,
 589                                  SmallVectorImpl<LiveInterval*> &NewVRegs) {
 590   // Make sure that VirtReg has a cascade number, and assign that cascade
 591   // number to every evicted register. These live ranges than then only be
 592   // evicted by a newer cascade, preventing infinite loops.
 593   unsigned Cascade = ExtraRegInfo[VirtReg.reg].Cascade;
 594   if (!Cascade)
 595     Cascade = ExtraRegInfo[VirtReg.reg].Cascade = NextCascade++;
 596
 597   DEBUG(dbgs() << "evicting " << PrintReg(PhysReg, TRI)
 598                << " interference: Cascade " << Cascade << '\n');
 599
 600   // Collect all interfering virtregs first.
 601   SmallVector<LiveInterval*, 8> Intfs;
 602   for (MCRegUnitIterator Units(PhysReg, TRI); Units.isValid(); ++Units) {
 603     LiveIntervalUnion::Query &Q = Matrix->query(VirtReg, *Units);
 604     assert(Q.seenAllInterferences() && "Didn't check all interfererences.");
 605     ArrayRef<LiveInterval*> IVR = Q.interferingVRegs();
 606     Intfs.append(IVR.begin(), IVR.end());
 607   }
 608
 609   // Evict them second. This will invalidate the queries.
 610   for (unsigned i = 0, e = Intfs.size(); i != e; ++i) {
 611     LiveInterval *Intf = Intfs[i];
 612     // The same VirtReg may be present in multiple RegUnits. Skip duplicates.
 613     if (!VRM->hasPhys(Intf->reg))
 614       continue;
 615     Matrix->unassign(*Intf);
 616     assert((ExtraRegInfo[Intf->reg].Cascade < Cascade ||
 617             VirtReg.isSpillable() < Intf->isSpillable()) &&
 618            "Cannot decrease cascade number, illegal eviction");
 619     ExtraRegInfo[Intf->reg].Cascade = Cascade;
 620     ++NumEvicted;
 621     NewVRegs.push_back(Intf);
 622   }
 623 }
 624
 625 /// tryEvict - Try to evict all interferences for a physreg.
 626 /// @param  VirtReg Currently unassigned virtual register.
 627 /// @param  Order   Physregs to try.
 628 /// @return         Physreg to assign VirtReg, or 0.
 629 unsigned RAGreedy::tryEvict(LiveInterval &VirtReg,
 630                             AllocationOrder &Order,
 631                             SmallVectorImpl<LiveInterval*> &NewVRegs,
 632                             unsigned CostPerUseLimit) {
 633   NamedRegionTimer T("Evict", TimerGroupName, TimePassesIsEnabled);
 634
 635   // Keep track of the cheapest interference seen so far.
 636   EvictionCost BestCost(~0u);
 637   unsigned BestPhys = 0;
 638   unsigned OrderLimit = Order.getOrder().size();
 639
 640   // When we are just looking for a reduced cost per use, don't break any
 641   // hints, and only evict smaller spill weights.
 642   if (CostPerUseLimit < ~0u) {
 643     BestCost.BrokenHints = 0;
 644     BestCost.MaxWeight = VirtReg.weight;
 645
 646     // Check of any registers in RC are below CostPerUseLimit.
 647     const TargetRegisterClass *RC = MRI->getRegClass(VirtReg.reg);
 648     unsigned MinCost = RegClassInfo.getMinCost(RC);
 649     if (MinCost >= CostPerUseLimit) {
 650       DEBUG(dbgs() << RC->getName() << " minimum cost = " << MinCost
 651                    << ", no cheaper registers to be found.\n");
 652       return 0;
 653     }
 654
 655     // It is normal for register classes to have a long tail of registers with
 656     // the same cost. We don't need to look at them if they're too expensive.
 657     if (TRI->getCostPerUse(Order.getOrder().back()) >= CostPerUseLimit) {
 658       OrderLimit = RegClassInfo.getLastCostChange(RC);
 659       DEBUG(dbgs() << "Only trying the first " << OrderLimit << " regs.\n");
 660     }
 661   }
 662
 663   Order.rewind();
 664   while (unsigned PhysReg = Order.nextWithDups(OrderLimit)) {
 665     if (TRI->getCostPerUse(PhysReg) >= CostPerUseLimit)
 666       continue;
 667     // The first use of a callee-saved register in a function has cost 1.
 668     // Don't start using a CSR when the CostPerUseLimit is low.
 669     if (CostPerUseLimit == 1)
 670      if (unsigned CSR = RegClassInfo.getLastCalleeSavedAlias(PhysReg))
 671        if (!MRI->isPhysRegUsed(CSR)) {
 672          DEBUG(dbgs() << PrintReg(PhysReg, TRI) << " would clobber CSR "
 673                       << PrintReg(CSR, TRI) << '\n');
 674          continue;
 675        }
 676
 677     if (!canEvictInterference(VirtReg, PhysReg, false, BestCost))
 678       continue;
 679
 680     // Best so far.
 681     BestPhys = PhysReg;
 682
 683     // Stop if the hint can be used.
 684     if (Order.isHint())
 685       break;
 686   }
 687
 688   if (!BestPhys)
 689     return 0;
 690
 691   evictInterference(VirtReg, BestPhys, NewVRegs);
 692   return BestPhys;
 693 }
 694
 695
 696 //===----------------------------------------------------------------------===//
 697 //                              Region Splitting
 698 //===----------------------------------------------------------------------===//
 699
 700 /// addSplitConstraints - Fill out the SplitConstraints vector based on the
 701 /// interference pattern in Physreg and its aliases. Add the constraints to
 702 /// SpillPlacement and return the static cost of this split in Cost, assuming
 703 /// that all preferences in SplitConstraints are met.
 704 /// Return false if there are no bundles with positive bias.
 705 bool RAGreedy::addSplitConstraints(InterferenceCache::Cursor Intf,
 706                                    float &Cost) {
 707   ArrayRef<SplitAnalysis::BlockInfo> UseBlocks = SA->getUseBlocks();
 708
 709   // Reset interference dependent info.
 710   SplitConstraints.resize(UseBlocks.size());
 711   float StaticCost = 0;
 712   for (unsigned i = 0; i != UseBlocks.size(); ++i) {
 713     const SplitAnalysis::BlockInfo &BI = UseBlocks[i];
 714     SpillPlacement::BlockConstraint &BC = SplitConstraints[i];
 715
 716     BC.Number = BI.MBB->getNumber();
 717     Intf.moveToBlock(BC.Number);
 718     BC.Entry = BI.LiveIn ? SpillPlacement::PrefReg : SpillPlacement::DontCare;
 719     BC.Exit = BI.LiveOut ? SpillPlacement::PrefReg : SpillPlacement::DontCare;
 720     BC.ChangesValue = BI.FirstDef.isValid();
 721
 722     if (!Intf.hasInterference())
 723       continue;
 724
 725     // Number of spill code instructions to insert.
 726     unsigned Ins = 0;
 727
 728     // Interference for the live-in value.
 729     if (BI.LiveIn) {
 730       if (Intf.first() <= Indexes->getMBBStartIdx(BC.Number))
 731         BC.Entry = SpillPlacement::MustSpill, ++Ins;
 732       else if (Intf.first() < BI.FirstInstr)
 733         BC.Entry = SpillPlacement::PrefSpill, ++Ins;
 734       else if (Intf.first() < BI.LastInstr)
 735         ++Ins;
 736     }
 737
 738     // Interference for the live-out value.
 739     if (BI.LiveOut) {
 740       if (Intf.last() >= SA->getLastSplitPoint(BC.Number))
 741         BC.Exit = SpillPlacement::MustSpill, ++Ins;
 742       else if (Intf.last() > BI.LastInstr)
 743         BC.Exit = SpillPlacement::PrefSpill, ++Ins;
 744       else if (Intf.last() > BI.FirstInstr)
 745         ++Ins;
 746     }
 747
 748     // Accumulate the total frequency of inserted spill code.
 749     if (Ins)
 750       StaticCost += Ins * SpillPlacer->getBlockFrequency(BC.Number);
 751   }
 752   Cost = StaticCost;
 753
 754   // Add constraints for use-blocks. Note that these are the only constraints
 755   // that may add a positive bias, it is downhill from here.
 756   SpillPlacer->addConstraints(SplitConstraints);
 757   return SpillPlacer->scanActiveBundles();
 758 }
 759
 760
 761 /// addThroughConstraints - Add constraints and links to SpillPlacer from the
 762 /// live-through blocks in Blocks.
 763 void RAGreedy::addThroughConstraints(InterferenceCache::Cursor Intf,
 764                                      ArrayRef<unsigned> Blocks) {
 765   const unsigned GroupSize = 8;
 766   SpillPlacement::BlockConstraint BCS[GroupSize];
 767   unsigned TBS[GroupSize];
 768   unsigned B = 0, T = 0;
 769
 770   for (unsigned i = 0; i != Blocks.size(); ++i) {
 771     unsigned Number = Blocks[i];
 772     Intf.moveToBlock(Number);
 773
 774     if (!Intf.hasInterference()) {
 775       assert(T < GroupSize && "Array overflow");
 776       TBS[T] = Number;
 777       if (++T == GroupSize) {
 778         SpillPlacer->addLinks(makeArrayRef(TBS, T));
 779         T = 0;
 780       }
 781       continue;
 782     }
 783
 784     assert(B < GroupSize && "Array overflow");
 785     BCS[B].Number = Number;
 786
 787     // Interference for the live-in value.
 788     if (Intf.first() <= Indexes->getMBBStartIdx(Number))
 789       BCS[B].Entry = SpillPlacement::MustSpill;
 790     else
 791       BCS[B].Entry = SpillPlacement::PrefSpill;
 792
 793     // Interference for the live-out value.
 794     if (Intf.last() >= SA->getLastSplitPoint(Number))
 795       BCS[B].Exit = SpillPlacement::MustSpill;
 796     else
 797       BCS[B].Exit = SpillPlacement::PrefSpill;
 798
 799     if (++B == GroupSize) {
 800       ArrayRef<SpillPlacement::BlockConstraint> Array(BCS, B);
 801       SpillPlacer->addConstraints(Array);
 802       B = 0;
 803     }
 804   }
 805
 806   ArrayRef<SpillPlacement::BlockConstraint> Array(BCS, B);
 807   SpillPlacer->addConstraints(Array);
 808   SpillPlacer->addLinks(makeArrayRef(TBS, T));
 809 }
 810
 811 void RAGreedy::growRegion(GlobalSplitCandidate &Cand) {
 812   // Keep track of through blocks that have not been added to SpillPlacer.
 813   BitVector Todo = SA->getThroughBlocks();
 814   SmallVectorImpl<unsigned> &ActiveBlocks = Cand.ActiveBlocks;
 815   unsigned AddedTo = 0;
 816 #ifndef NDEBUG
 817   unsigned Visited = 0;
 818 #endif
 819
 820   for (;;) {
 821     ArrayRef<unsigned> NewBundles = SpillPlacer->getRecentPositive();
 822     // Find new through blocks in the periphery of PrefRegBundles.
 823     for (int i = 0, e = NewBundles.size(); i != e; ++i) {
 824       unsigned Bundle = NewBundles[i];
 825       // Look at all blocks connected to Bundle in the full graph.
 826       ArrayRef<unsigned> Blocks = Bundles->getBlocks(Bundle);
 827       for (ArrayRef<unsigned>::iterator I = Blocks.begin(), E = Blocks.end();
 828            I != E; ++I) {
 829         unsigned Block = *I;
 830         if (!Todo.test(Block))
 831           continue;
 832         Todo.reset(Block);
 833         // This is a new through block. Add it to SpillPlacer later.
 834         ActiveBlocks.push_back(Block);
 835 #ifndef NDEBUG
 836         ++Visited;
 837 #endif
 838       }
 839     }
 840     // Any new blocks to add?
 841     if (ActiveBlocks.size() == AddedTo)
 842       break;
 843
 844     // Compute through constraints from the interference, or assume that all
 845     // through blocks prefer spilling when forming compact regions.
 846     ArrayRef<unsigned> NewBlocks = makeArrayRef(ActiveBlocks).slice(AddedTo);
 847     if (Cand.PhysReg)
 848       addThroughConstraints(Cand.Intf, NewBlocks);
 849     else
 850       // Provide a strong negative bias on through blocks to prevent unwanted
 851       // liveness on loop backedges.
 852       SpillPlacer->addPrefSpill(NewBlocks, /* Strong= */ true);
 853     AddedTo = ActiveBlocks.size();
 854
 855     // Perhaps iterating can enable more bundles?
 856     SpillPlacer->iterate();
 857   }
 858   DEBUG(dbgs() << ", v=" << Visited);
 859 }
 860
 861 /// calcCompactRegion - Compute the set of edge bundles that should be live
 862 /// when splitting the current live range into compact regions.  Compact
 863 /// regions can be computed without looking at interference.  They are the
 864 /// regions formed by removing all the live-through blocks from the live range.
 865 ///
 866 /// Returns false if the current live range is already compact, or if the
 867 /// compact regions would form single block regions anyway.
 868 bool RAGreedy::calcCompactRegion(GlobalSplitCandidate &Cand) {
 869   // Without any through blocks, the live range is already compact.
 870   if (!SA->getNumThroughBlocks())
 871     return false;
 872
 873   // Compact regions don't correspond to any physreg.
 874   Cand.reset(IntfCache, 0);
 875
 876   DEBUG(dbgs() << "Compact region bundles");
 877
 878   // Use the spill placer to determine the live bundles. GrowRegion pretends
 879   // that all the through blocks have interference when PhysReg is unset.
 880   SpillPlacer->prepare(Cand.LiveBundles);
 881
 882   // The static split cost will be zero since Cand.Intf reports no interference.
 883   float Cost;
 884   if (!addSplitConstraints(Cand.Intf, Cost)) {
 885     DEBUG(dbgs() << ", none.\n");
 886     return false;
 887   }
 888
 889   growRegion(Cand);
 890   SpillPlacer->finish();
 891
 892   if (!Cand.LiveBundles.any()) {
 893     DEBUG(dbgs() << ", none.\n");
 894     return false;
 895   }
 896
 897   DEBUG({
 898     for (int i = Cand.LiveBundles.find_first(); i>=0;
 899          i = Cand.LiveBundles.find_next(i))
 900     dbgs() << " EB#" << i;
 901     dbgs() << ".\n";
 902   });
 903   return true;
 904 }
 905
 906 /// calcSpillCost - Compute how expensive it would be to split the live range in
 907 /// SA around all use blocks instead of forming bundle regions.
 908 float RAGreedy::calcSpillCost() {
 909   float Cost = 0;
 910   ArrayRef<SplitAnalysis::BlockInfo> UseBlocks = SA->getUseBlocks();
 911   for (unsigned i = 0; i != UseBlocks.size(); ++i) {
 912     const SplitAnalysis::BlockInfo &BI = UseBlocks[i];
 913     unsigned Number = BI.MBB->getNumber();
 914     // We normally only need one spill instruction - a load or a store.
 915     Cost += SpillPlacer->getBlockFrequency(Number);
 916
 917     // Unless the value is redefined in the block.
 918     if (BI.LiveIn && BI.LiveOut && BI.FirstDef)
 919       Cost += SpillPlacer->getBlockFrequency(Number);
 920   }
 921   return Cost;
 922 }
 923
 924 /// calcGlobalSplitCost - Return the global split cost of following the split
 925 /// pattern in LiveBundles. This cost should be added to the local cost of the
 926 /// interference pattern in SplitConstraints.
 927 ///
 928 float RAGreedy::calcGlobalSplitCost(GlobalSplitCandidate &Cand) {
 929   float GlobalCost = 0;
 930   const BitVector &LiveBundles = Cand.LiveBundles;
 931   ArrayRef<SplitAnalysis::BlockInfo> UseBlocks = SA->getUseBlocks();
 932   for (unsigned i = 0; i != UseBlocks.size(); ++i) {
 933     const SplitAnalysis::BlockInfo &BI = UseBlocks[i];
 934     SpillPlacement::BlockConstraint &BC = SplitConstraints[i];
 935     bool RegIn  = LiveBundles[Bundles->getBundle(BC.Number, 0)];
 936     bool RegOut = LiveBundles[Bundles->getBundle(BC.Number, 1)];
 937     unsigned Ins = 0;
 938
 939     if (BI.LiveIn)
 940       Ins += RegIn != (BC.Entry == SpillPlacement::PrefReg);
 941     if (BI.LiveOut)
 942       Ins += RegOut != (BC.Exit == SpillPlacement::PrefReg);
 943     if (Ins)
 944       GlobalCost += Ins * SpillPlacer->getBlockFrequency(BC.Number);
 945   }
 946
 947   for (unsigned i = 0, e = Cand.ActiveBlocks.size(); i != e; ++i) {
 948     unsigned Number = Cand.ActiveBlocks[i];
 949     bool RegIn  = LiveBundles[Bundles->getBundle(Number, 0)];
 950     bool RegOut = LiveBundles[Bundles->getBundle(Number, 1)];
 951     if (!RegIn && !RegOut)
 952       continue;
 953     if (RegIn && RegOut) {
 954       // We need double spill code if this block has interference.
 955       Cand.Intf.moveToBlock(Number);
 956       if (Cand.Intf.hasInterference())
 957         GlobalCost += 2*SpillPlacer->getBlockFrequency(Number);
 958       continue;
 959     }
 960     // live-in / stack-out or stack-in live-out.
 961     GlobalCost += SpillPlacer->getBlockFrequency(Number);
 962   }
 963   return GlobalCost;
 964 }
 965
 966 /// splitAroundRegion - Split the current live range around the regions
 967 /// determined by BundleCand and GlobalCand.
 968 ///
 969 /// Before calling this function, GlobalCand and BundleCand must be initialized
 970 /// so each bundle is assigned to a valid candidate, or NoCand for the
 971 /// stack-bound bundles.  The shared SA/SE SplitAnalysis and SplitEditor
 972 /// objects must be initialized for the current live range, and intervals
 973 /// created for the used candidates.
 974 ///
 975 /// @param LREdit    The LiveRangeEdit object handling the current split.
 976 /// @param UsedCands List of used GlobalCand entries. Every BundleCand value
 977 ///                  must appear in this list.
 978 void RAGreedy::splitAroundRegion(LiveRangeEdit &LREdit,
 979                                  ArrayRef<unsigned> UsedCands) {
 980   // These are the intervals created for new global ranges. We may create more
 981   // intervals for local ranges.
 982   const unsigned NumGlobalIntvs = LREdit.size();
 983   DEBUG(dbgs() << "splitAroundRegion with " << NumGlobalIntvs << " globals.\n");
 984   assert(NumGlobalIntvs && "No global intervals configured");
 985
 986   // Isolate even single instructions when dealing with a proper sub-class.
 987   // That guarantees register class inflation for the stack interval because it
 988   // is all copies.
 989   unsigned Reg = SA->getParent().reg;
 990   bool SingleInstrs = RegClassInfo.isProperSubClass(MRI->getRegClass(Reg));
 991
 992   // First handle all the blocks with uses.
 993   ArrayRef<SplitAnalysis::BlockInfo> UseBlocks = SA->getUseBlocks();
 994   for (unsigned i = 0; i != UseBlocks.size(); ++i) {
 995     const SplitAnalysis::BlockInfo &BI = UseBlocks[i];
 996     unsigned Number = BI.MBB->getNumber();
 997     unsigned IntvIn = 0, IntvOut = 0;
 998     SlotIndex IntfIn, IntfOut;
 999     if (BI.LiveIn) {
1000       unsigned CandIn = BundleCand[Bundles->getBundle(Number, 0)];
1001       if (CandIn != NoCand) {
1002         GlobalSplitCandidate &Cand = GlobalCand[CandIn];
1003         IntvIn = Cand.IntvIdx;
1004         Cand.Intf.moveToBlock(Number);
1005         IntfIn = Cand.Intf.first();
1006       }
1007     }
1008     if (BI.LiveOut) {
1009       unsigned CandOut = BundleCand[Bundles->getBundle(Number, 1)];
1010       if (CandOut != NoCand) {
1011         GlobalSplitCandidate &Cand = GlobalCand[CandOut];
1012         IntvOut = Cand.IntvIdx;
1013         Cand.Intf.moveToBlock(Number);
1014         IntfOut = Cand.Intf.last();
1015       }
1016     }
1017
1018     // Create separate intervals for isolated blocks with multiple uses.
1019     if (!IntvIn && !IntvOut) {
1020       DEBUG(dbgs() << "BB#" << BI.MBB->getNumber() << " isolated.\n");
1021       if (SA->shouldSplitSingleBlock(BI, SingleInstrs))
1022         SE->splitSingleBlock(BI);
1023       continue;
1024     }
1025
1026     if (IntvIn && IntvOut)
1027       SE->splitLiveThroughBlock(Number, IntvIn, IntfIn, IntvOut, IntfOut);
1028     else if (IntvIn)
1029       SE->splitRegInBlock(BI, IntvIn, IntfIn);
1030     else
1031       SE->splitRegOutBlock(BI, IntvOut, IntfOut);
1032   }
1033
1034   // Handle live-through blocks. The relevant live-through blocks are stored in
1035   // the ActiveBlocks list with each candidate. We need to filter out
1036   // duplicates.
1037   BitVector Todo = SA->getThroughBlocks();
1038   for (unsigned c = 0; c != UsedCands.size(); ++c) {
1039     ArrayRef<unsigned> Blocks = GlobalCand[UsedCands[c]].ActiveBlocks;
1040     for (unsigned i = 0, e = Blocks.size(); i != e; ++i) {
1041       unsigned Number = Blocks[i];
1042       if (!Todo.test(Number))
1043         continue;
1044       Todo.reset(Number);
1045
1046       unsigned IntvIn = 0, IntvOut = 0;
1047       SlotIndex IntfIn, IntfOut;
1048
1049       unsigned CandIn = BundleCand[Bundles->getBundle(Number, 0)];
1050       if (CandIn != NoCand) {
1051         GlobalSplitCandidate &Cand = GlobalCand[CandIn];
1052         IntvIn = Cand.IntvIdx;
1053         Cand.Intf.moveToBlock(Number);
1054         IntfIn = Cand.Intf.first();
1055       }
1056
1057       unsigned CandOut = BundleCand[Bundles->getBundle(Number, 1)];
1058       if (CandOut != NoCand) {
1059         GlobalSplitCandidate &Cand = GlobalCand[CandOut];
1060         IntvOut = Cand.IntvIdx;
1061         Cand.Intf.moveToBlock(Number);
1062         IntfOut = Cand.Intf.last();
1063       }
1064       if (!IntvIn && !IntvOut)
1065         continue;
1066       SE->splitLiveThroughBlock(Number, IntvIn, IntfIn, IntvOut, IntfOut);
1067     }
1068   }
1069
1070   ++NumGlobalSplits;
1071
1072   SmallVector<unsigned, 8> IntvMap;
1073   SE->finish(&IntvMap);
1074   DebugVars->splitRegister(Reg, LREdit.regs());
1075
1076   ExtraRegInfo.resize(MRI->getNumVirtRegs());
1077   unsigned OrigBlocks = SA->getNumLiveBlocks();
1078
1079   // Sort out the new intervals created by splitting. We get four kinds:
1080   // - Remainder intervals should not be split again.
1081   // - Candidate intervals can be assigned to Cand.PhysReg.
1082   // - Block-local splits are candidates for local splitting.
1083   // - DCE leftovers should go back on the queue.
1084   for (unsigned i = 0, e = LREdit.size(); i != e; ++i) {
1085     LiveInterval &Reg = *LREdit.get(i);
1086
1087     // Ignore old intervals from DCE.
1088     if (getStage(Reg) != RS_New)
1089       continue;
1090
1091     // Remainder interval. Don't try splitting again, spill if it doesn't
1092     // allocate.
1093     if (IntvMap[i] == 0) {
1094       setStage(Reg, RS_Spill);
1095       continue;
1096     }
1097
1098     // Global intervals. Allow repeated splitting as long as the number of live
1099     // blocks is strictly decreasing.
1100     if (IntvMap[i] < NumGlobalIntvs) {
1101       if (SA->countLiveBlocks(&Reg) >= OrigBlocks) {
1102         DEBUG(dbgs() << "Main interval covers the same " << OrigBlocks
1103                      << " blocks as original.\n");
1104         // Don't allow repeated splitting as a safe guard against looping.
1105         setStage(Reg, RS_Split2);
1106       }
1107       continue;
1108     }
1109
1110     // Other intervals are treated as new. This includes local intervals created
1111     // for blocks with multiple uses, and anything created by DCE.
1112   }
1113
1114   if (VerifyEnabled)
1115     MF->verify(this, "After splitting live range around region");
1116 }
1117
1118 unsigned RAGreedy::tryRegionSplit(LiveInterval &VirtReg, AllocationOrder &Order,
1119                                   SmallVectorImpl<LiveInterval*> &NewVRegs) {
1120   unsigned NumCands = 0;
1121   unsigned BestCand = NoCand;
1122   float BestCost;
1123   SmallVector<unsigned, 8> UsedCands;
1124
1125   // Check if we can split this live range around a compact region.
1126   bool HasCompact = calcCompactRegion(GlobalCand.front());
1127   if (HasCompact) {
1128     // Yes, keep GlobalCand[0] as the compact region candidate.
1129     NumCands = 1;
1130     BestCost = HUGE_VALF;
1131   } else {
1132     // No benefit from the compact region, our fallback will be per-block
1133     // splitting. Make sure we find a solution that is cheaper than spilling.
1134     BestCost = Hysteresis * calcSpillCost();
1135     DEBUG(dbgs() << "Cost of isolating all blocks = " << BestCost << '\n');
1136   }
1137
1138   Order.rewind();
1139   while (unsigned PhysReg = Order.next()) {
1140     // Discard bad candidates before we run out of interference cache cursors.
1141     // This will only affect register classes with a lot of registers (>32).
1142     if (NumCands == IntfCache.getMaxCursors()) {
1143       unsigned WorstCount = ~0u;
1144       unsigned Worst = 0;
1145       for (unsigned i = 0; i != NumCands; ++i) {
1146         if (i == BestCand || !GlobalCand[i].PhysReg)
1147           continue;
1148         unsigned Count = GlobalCand[i].LiveBundles.count();
1149         if (Count < WorstCount)
1150           Worst = i, WorstCount = Count;
1151       }
1152       --NumCands;
1153       GlobalCand[Worst] = GlobalCand[NumCands];
1154       if (BestCand == NumCands)
1155         BestCand = Worst;
1156     }
1157
1158     if (GlobalCand.size() <= NumCands)
1159       GlobalCand.resize(NumCands+1);
1160     GlobalSplitCandidate &Cand = GlobalCand[NumCands];
1161     Cand.reset(IntfCache, PhysReg);
1162
1163     SpillPlacer->prepare(Cand.LiveBundles);
1164     float Cost;
1165     if (!addSplitConstraints(Cand.Intf, Cost)) {
1166       DEBUG(dbgs() << PrintReg(PhysReg, TRI) << "\tno positive bundles\n");
1167       continue;
1168     }
1169     DEBUG(dbgs() << PrintReg(PhysReg, TRI) << "\tstatic = " << Cost);
1170     if (Cost >= BestCost) {
1171       DEBUG({
1172         if (BestCand == NoCand)
1173           dbgs() << " worse than no bundles\n";
1174         else
1175           dbgs() << " worse than "
1176                  << PrintReg(GlobalCand[BestCand].PhysReg, TRI) << '\n';
1177       });
1178       continue;
1179     }
1180     growRegion(Cand);
1181
1182     SpillPlacer->finish();
1183
1184     // No live bundles, defer to splitSingleBlocks().
1185     if (!Cand.LiveBundles.any()) {
1186       DEBUG(dbgs() << " no bundles.\n");
1187       continue;
1188     }
1189
1190     Cost += calcGlobalSplitCost(Cand);
1191     DEBUG({
1192       dbgs() << ", total = " << Cost << " with bundles";
1193       for (int i = Cand.LiveBundles.find_first(); i>=0;
1194            i = Cand.LiveBundles.find_next(i))
1195         dbgs() << " EB#" << i;
1196       dbgs() << ".\n";
1197     });
1198     if (Cost < BestCost) {
1199       BestCand = NumCands;
1200       BestCost = Hysteresis * Cost; // Prevent rounding effects.
1201     }
1202     ++NumCands;
1203   }
1204
1205   // No solutions found, fall back to single block splitting.
1206   if (!HasCompact && BestCand == NoCand)
1207     return 0;
1208
1209   // Prepare split editor.
1210   LiveRangeEdit LREdit(&VirtReg, NewVRegs, *MF, *LIS, VRM, this);
1211   SE->reset(LREdit, SplitSpillMode);
1212
1213   // Assign all edge bundles to the preferred candidate, or NoCand.
1214   BundleCand.assign(Bundles->getNumBundles(), NoCand);
1215
1216   // Assign bundles for the best candidate region.
1217   if (BestCand != NoCand) {
1218     GlobalSplitCandidate &Cand = GlobalCand[BestCand];
1219     if (unsigned B = Cand.getBundles(BundleCand, BestCand)) {
1220       UsedCands.push_back(BestCand);
1221       Cand.IntvIdx = SE->openIntv();
1222       DEBUG(dbgs() << "Split for " << PrintReg(Cand.PhysReg, TRI) << " in "
1223                    << B << " bundles, intv " << Cand.IntvIdx << ".\n");
1224       (void)B;
1225     }
1226   }
1227
1228   // Assign bundles for the compact region.
1229   if (HasCompact) {
1230     GlobalSplitCandidate &Cand = GlobalCand.front();
1231     assert(!Cand.PhysReg && "Compact region has no physreg");
1232     if (unsigned B = Cand.getBundles(BundleCand, 0)) {
1233       UsedCands.push_back(0);
1234       Cand.IntvIdx = SE->openIntv();
1235       DEBUG(dbgs() << "Split for compact region in " << B << " bundles, intv "
1236                    << Cand.IntvIdx << ".\n");
1237       (void)B;
1238     }
1239   }
1240
1241   splitAroundRegion(LREdit, UsedCands);
1242   return 0;
1243 }
1244
1245
1246 //===----------------------------------------------------------------------===//
1247 //                            Per-Block Splitting
1248 //===----------------------------------------------------------------------===//
1249
1250 /// tryBlockSplit - Split a global live range around every block with uses. This
1251 /// creates a lot of local live ranges, that will be split by tryLocalSplit if
1252 /// they don't allocate.
1253 unsigned RAGreedy::tryBlockSplit(LiveInterval &VirtReg, AllocationOrder &Order,
1254                                  SmallVectorImpl<LiveInterval*> &NewVRegs) {
1255   assert(&SA->getParent() == &VirtReg && "Live range wasn't analyzed");
1256   unsigned Reg = VirtReg.reg;
1257   bool SingleInstrs = RegClassInfo.isProperSubClass(MRI->getRegClass(Reg));
1258   LiveRangeEdit LREdit(&VirtReg, NewVRegs, *MF, *LIS, VRM, this);
1259   SE->reset(LREdit, SplitSpillMode);
1260   ArrayRef<SplitAnalysis::BlockInfo> UseBlocks = SA->getUseBlocks();
1261   for (unsigned i = 0; i != UseBlocks.size(); ++i) {
1262     const SplitAnalysis::BlockInfo &BI = UseBlocks[i];
1263     if (SA->shouldSplitSingleBlock(BI, SingleInstrs))
1264       SE->splitSingleBlock(BI);
1265   }
1266   // No blocks were split.
1267   if (LREdit.empty())
1268     return 0;
1269
1270   // We did split for some blocks.
1271   SmallVector<unsigned, 8> IntvMap;
1272   SE->finish(&IntvMap);
1273
1274   // Tell LiveDebugVariables about the new ranges.
1275   DebugVars->splitRegister(Reg, LREdit.regs());
1276
1277   ExtraRegInfo.resize(MRI->getNumVirtRegs());
1278
1279   // Sort out the new intervals created by splitting. The remainder interval
1280   // goes straight to spilling, the new local ranges get to stay RS_New.
1281   for (unsigned i = 0, e = LREdit.size(); i != e; ++i) {
1282     LiveInterval &LI = *LREdit.get(i);
1283     if (getStage(LI) == RS_New && IntvMap[i] == 0)
1284       setStage(LI, RS_Spill);
1285   }
1286
1287   if (VerifyEnabled)
1288     MF->verify(this, "After splitting live range around basic blocks");
1289   return 0;
1290 }
1291
1292
1293 //===----------------------------------------------------------------------===//
1294 //                         Per-Instruction Splitting
1295 //===----------------------------------------------------------------------===//
1296
1297 /// tryInstructionSplit - Split a live range around individual instructions.
1298 /// This is normally not worthwhile since the spiller is doing essentially the
1299 /// same thing. However, when the live range is in a constrained register
1300 /// class, it may help to insert copies such that parts of the live range can
1301 /// be moved to a larger register class.
1302 ///
1303 /// This is similar to spilling to a larger register class.
1304 unsigned
1305 RAGreedy::tryInstructionSplit(LiveInterval &VirtReg, AllocationOrder &Order,
1306                               SmallVectorImpl<LiveInterval*> &NewVRegs) {
1307   // There is no point to this if there are no larger sub-classes.
1308   if (!RegClassInfo.isProperSubClass(MRI->getRegClass(VirtReg.reg)))
1309     return 0;
1310
1311   // Always enable split spill mode, since we're effectively spilling to a
1312   // register.
1313   LiveRangeEdit LREdit(&VirtReg, NewVRegs, *MF, *LIS, VRM, this);
1314   SE->reset(LREdit, SplitEditor::SM_Size);
1315
1316   ArrayRef<SlotIndex> Uses = SA->getUseSlots();
1317   if (Uses.size() <= 1)
1318     return 0;
1319
1320   DEBUG(dbgs() << "Split around " << Uses.size() << " individual instrs.\n");
1321
1322   // Split around every non-copy instruction.
1323   for (unsigned i = 0; i != Uses.size(); ++i) {
1324     if (const MachineInstr *MI = Indexes->getInstructionFromIndex(Uses[i]))
1325       if (MI->isFullCopy()) {
1326         DEBUG(dbgs() << "    skip:\t" << Uses[i] << '\t' << *MI);
1327         continue;
1328       }
1329     SE->openIntv();
1330     SlotIndex SegStart = SE->enterIntvBefore(Uses[i]);
1331     SlotIndex SegStop  = SE->leaveIntvAfter(Uses[i]);
1332     SE->useIntv(SegStart, SegStop);
1333   }
1334
1335   if (LREdit.empty()) {
1336     DEBUG(dbgs() << "All uses were copies.\n");
1337     return 0;
1338   }
1339
1340   SmallVector<unsigned, 8> IntvMap;
1341   SE->finish(&IntvMap);
1342   DebugVars->splitRegister(VirtReg.reg, LREdit.regs());
1343   ExtraRegInfo.resize(MRI->getNumVirtRegs());
1344
1345   // Assign all new registers to RS_Spill. This was the last chance.
1346   setStage(LREdit.begin(), LREdit.end(), RS_Spill);
1347   return 0;
1348 }
1349
1350
1351 //===----------------------------------------------------------------------===//
1352 //                             Local Splitting
1353 //===----------------------------------------------------------------------===//
1354
1355
1356 /// calcGapWeights - Compute the maximum spill weight that needs to be evicted
1357 /// in order to use PhysReg between two entries in SA->UseSlots.
1358 ///
1359 /// GapWeight[i] represents the gap between UseSlots[i] and UseSlots[i+1].
1360 ///
1361 void RAGreedy::calcGapWeights(unsigned PhysReg,
1362                               SmallVectorImpl<float> &GapWeight) {
1363   assert(SA->getUseBlocks().size() == 1 && "Not a local interval");
1364   const SplitAnalysis::BlockInfo &BI = SA->getUseBlocks().front();
1365   ArrayRef<SlotIndex> Uses = SA->getUseSlots();
1366   const unsigned NumGaps = Uses.size()-1;
1367
1368   // Start and end points for the interference check.
1369   SlotIndex StartIdx =
1370     BI.LiveIn ? BI.FirstInstr.getBaseIndex() : BI.FirstInstr;
1371   SlotIndex StopIdx =
1372     BI.LiveOut ? BI.LastInstr.getBoundaryIndex() : BI.LastInstr;
1373
1374   GapWeight.assign(NumGaps, 0.0f);
1375
1376   // Add interference from each overlapping register.
1377   for (MCRegUnitIterator Units(PhysReg, TRI); Units.isValid(); ++Units) {
1378     if (!Matrix->query(const_cast<LiveInterval&>(SA->getParent()), *Units)
1379           .checkInterference())
1380       continue;
1381
1382     // We know that VirtReg is a continuous interval from FirstInstr to
1383     // LastInstr, so we don't need InterferenceQuery.
1384     //
1385     // Interference that overlaps an instruction is counted in both gaps
1386     // surrounding the instruction. The exception is interference before
1387     // StartIdx and after StopIdx.
1388     //
1389     LiveIntervalUnion::SegmentIter IntI =
1390       Matrix->getLiveUnions()[*Units] .find(StartIdx);
1391     for (unsigned Gap = 0; IntI.valid() && IntI.start() < StopIdx; ++IntI) {
1392       // Skip the gaps before IntI.
1393       while (Uses[Gap+1].getBoundaryIndex() < IntI.start())
1394         if (++Gap == NumGaps)
1395           break;
1396       if (Gap == NumGaps)
1397         break;
1398
1399       // Update the gaps covered by IntI.
1400       const float weight = IntI.value()->weight;
1401       for (; Gap != NumGaps; ++Gap) {
1402         GapWeight[Gap] = std::max(GapWeight[Gap], weight);
1403         if (Uses[Gap+1].getBaseIndex() >= IntI.stop())
1404           break;
1405       }
1406       if (Gap == NumGaps)
1407         break;
1408     }
1409   }
1410
1411   // Add fixed interference.
1412   for (MCRegUnitIterator Units(PhysReg, TRI); Units.isValid(); ++Units) {
1413     const LiveInterval &LI = LIS->getRegUnit(*Units);
1414     LiveInterval::const_iterator I = LI.find(StartIdx);
1415     LiveInterval::const_iterator E = LI.end();
1416
1417     // Same loop as above. Mark any overlapped gaps as HUGE_VALF.
1418     for (unsigned Gap = 0; I != E && I->start < StopIdx; ++I) {
1419       while (Uses[Gap+1].getBoundaryIndex() < I->start)
1420         if (++Gap == NumGaps)
1421           break;
1422       if (Gap == NumGaps)
1423         break;
1424
1425       for (; Gap != NumGaps; ++Gap) {
1426         GapWeight[Gap] = HUGE_VALF;
1427         if (Uses[Gap+1].getBaseIndex() >= I->end)
1428           break;
1429       }
1430       if (Gap == NumGaps)
1431         break;
1432     }
1433   }
1434 }
1435
1436 /// tryLocalSplit - Try to split VirtReg into smaller intervals inside its only
1437 /// basic block.
1438 ///
1439 unsigned RAGreedy::tryLocalSplit(LiveInterval &VirtReg, AllocationOrder &Order,
1440                                  SmallVectorImpl<LiveInterval*> &NewVRegs) {
1441   assert(SA->getUseBlocks().size() == 1 && "Not a local interval");
1442   const SplitAnalysis::BlockInfo &BI = SA->getUseBlocks().front();
1443
1444   // Note that it is possible to have an interval that is live-in or live-out
1445   // while only covering a single block - A phi-def can use undef values from
1446   // predecessors, and the block could be a single-block loop.
1447   // We don't bother doing anything clever about such a case, we simply assume
1448   // that the interval is continuous from FirstInstr to LastInstr. We should
1449   // make sure that we don't do anything illegal to such an interval, though.
1450
1451   ArrayRef<SlotIndex> Uses = SA->getUseSlots();
1452   if (Uses.size() <= 2)
1453     return 0;
1454   const unsigned NumGaps = Uses.size()-1;
1455
1456   DEBUG({
1457     dbgs() << "tryLocalSplit: ";
1458     for (unsigned i = 0, e = Uses.size(); i != e; ++i)
1459       dbgs() << ' ' << Uses[i];
1460     dbgs() << '\n';
1461   });
1462
1463   // If VirtReg is live across any register mask operands, compute a list of
1464   // gaps with register masks.
1465   SmallVector<unsigned, 8> RegMaskGaps;
1466   if (Matrix->checkRegMaskInterference(VirtReg)) {
1467     // Get regmask slots for the whole block.
1468     ArrayRef<SlotIndex> RMS = LIS->getRegMaskSlotsInBlock(BI.MBB->getNumber());
1469     DEBUG(dbgs() << RMS.size() << " regmasks in block:");
1470     // Constrain to VirtReg's live range.
1471     unsigned ri = std::lower_bound(RMS.begin(), RMS.end(),
1472                                    Uses.front().getRegSlot()) - RMS.begin();
1473     unsigned re = RMS.size();
1474     for (unsigned i = 0; i != NumGaps && ri != re; ++i) {
1475       // Look for Uses[i] <= RMS <= Uses[i+1].
1476       assert(!SlotIndex::isEarlierInstr(RMS[ri], Uses[i]));
1477       if (SlotIndex::isEarlierInstr(Uses[i+1], RMS[ri]))
1478         continue;
1479       // Skip a regmask on the same instruction as the last use. It doesn't
1480       // overlap the live range.
1481       if (SlotIndex::isSameInstr(Uses[i+1], RMS[ri]) && i+1 == NumGaps)
1482         break;
1483       DEBUG(dbgs() << ' ' << RMS[ri] << ':' << Uses[i] << '-' << Uses[i+1]);
1484       RegMaskGaps.push_back(i);
1485       // Advance ri to the next gap. A regmask on one of the uses counts in
1486       // both gaps.
1487       while (ri != re && SlotIndex::isEarlierInstr(RMS[ri], Uses[i+1]))
1488         ++ri;
1489     }
1490     DEBUG(dbgs() << '\n');
1491   }
1492
1493   // Since we allow local split results to be split again, there is a risk of
1494   // creating infinite loops. It is tempting to require that the new live
1495   // ranges have less instructions than the original. That would guarantee
1496   // convergence, but it is too strict. A live range with 3 instructions can be
1497   // split 2+3 (including the COPY), and we want to allow that.
1498   //
1499   // Instead we use these rules:
1500   //
1501   // 1. Allow any split for ranges with getStage() < RS_Split2. (Except for the
1502   //    noop split, of course).
1503   // 2. Require progress be made for ranges with getStage() == RS_Split2. All
1504   //    the new ranges must have fewer instructions than before the split.
1505   // 3. New ranges with the same number of instructions are marked RS_Split2,
1506   //    smaller ranges are marked RS_New.
1507   //
1508   // These rules allow a 3 -> 2+3 split once, which we need. They also prevent
1509   // excessive splitting and infinite loops.
1510   //
1511   bool ProgressRequired = getStage(VirtReg) >= RS_Split2;
1512
1513   // Best split candidate.
1514   unsigned BestBefore = NumGaps;
1515   unsigned BestAfter = 0;
1516   float BestDiff = 0;
1517
1518   const float blockFreq = SpillPlacer->getBlockFrequency(BI.MBB->getNumber());
1519   SmallVector<float, 8> GapWeight;
1520
1521   Order.rewind();
1522   while (unsigned PhysReg = Order.next()) {
1523     // Keep track of the largest spill weight that would need to be evicted in
1524     // order to make use of PhysReg between UseSlots[i] and UseSlots[i+1].
1525     calcGapWeights(PhysReg, GapWeight);
1526
1527     // Remove any gaps with regmask clobbers.
1528     if (Matrix->checkRegMaskInterference(VirtReg, PhysReg))
1529       for (unsigned i = 0, e = RegMaskGaps.size(); i != e; ++i)
1530         GapWeight[RegMaskGaps[i]] = HUGE_VALF;
1531
1532     // Try to find the best sequence of gaps to close.
1533     // The new spill weight must be larger than any gap interference.
1534
1535     // We will split before Uses[SplitBefore] and after Uses[SplitAfter].
1536     unsigned SplitBefore = 0, SplitAfter = 1;
1537
1538     // MaxGap should always be max(GapWeight[SplitBefore..SplitAfter-1]).
1539     // It is the spill weight that needs to be evicted.
1540     float MaxGap = GapWeight[0];
1541
1542     for (;;) {
1543       // Live before/after split?
1544       const bool LiveBefore = SplitBefore != 0 || BI.LiveIn;
1545       const bool LiveAfter = SplitAfter != NumGaps || BI.LiveOut;
1546
1547       DEBUG(dbgs() << PrintReg(PhysReg, TRI) << ' '
1548                    << Uses[SplitBefore] << '-' << Uses[SplitAfter]
1549                    << " i=" << MaxGap);
1550
1551       // Stop before the interval gets so big we wouldn't be making progress.
1552       if (!LiveBefore && !LiveAfter) {
1553         DEBUG(dbgs() << " all\n");
1554         break;
1555       }
1556       // Should the interval be extended or shrunk?
1557       bool Shrink = true;
1558
1559       // How many gaps would the new range have?
1560       unsigned NewGaps = LiveBefore + SplitAfter - SplitBefore + LiveAfter;
1561
1562       // Legally, without causing looping?
1563       bool Legal = !ProgressRequired || NewGaps < NumGaps;
1564
1565       if (Legal && MaxGap < HUGE_VALF) {
1566         // Estimate the new spill weight. Each instruction reads or writes the
1567         // register. Conservatively assume there are no read-modify-write
1568         // instructions.
1569         //
1570         // Try to guess the size of the new interval.
1571         const float EstWeight = normalizeSpillWeight(blockFreq * (NewGaps + 1),
1572                                  Uses[SplitBefore].distance(Uses[SplitAfter]) +
1573                                  (LiveBefore + LiveAfter)*SlotIndex::InstrDist);
1574         // Would this split be possible to allocate?
1575         // Never allocate all gaps, we wouldn't be making progress.
1576         DEBUG(dbgs() << " w=" << EstWeight);
1577         if (EstWeight * Hysteresis >= MaxGap) {
1578           Shrink = false;
1579           float Diff = EstWeight - MaxGap;
1580           if (Diff > BestDiff) {
1581             DEBUG(dbgs() << " (best)");
1582             BestDiff = Hysteresis * Diff;
1583             BestBefore = SplitBefore;
1584             BestAfter = SplitAfter;
1585           }
1586         }
1587       }
1588
1589       // Try to shrink.
1590       if (Shrink) {
1591         if (++SplitBefore < SplitAfter) {
1592           DEBUG(dbgs() << " shrink\n");
1593           // Recompute the max when necessary.
1594           if (GapWeight[SplitBefore - 1] >= MaxGap) {
1595             MaxGap = GapWeight[SplitBefore];
1596             for (unsigned i = SplitBefore + 1; i != SplitAfter; ++i)
1597               MaxGap = std::max(MaxGap, GapWeight[i]);
1598           }
1599           continue;
1600         }
1601         MaxGap = 0;
1602       }
1603
1604       // Try to extend the interval.
1605       if (SplitAfter >= NumGaps) {
1606         DEBUG(dbgs() << " end\n");
1607         break;
1608       }
1609
1610       DEBUG(dbgs() << " extend\n");
1611       MaxGap = std::max(MaxGap, GapWeight[SplitAfter++]);
1612     }
1613   }
1614
1615   // Didn't find any candidates?
1616   if (BestBefore == NumGaps)
1617     return 0;
1618
1619   DEBUG(dbgs() << "Best local split range: " << Uses[BestBefore]
1620                << '-' << Uses[BestAfter] << ", " << BestDiff
1621                << ", " << (BestAfter - BestBefore + 1) << " instrs\n");
1622
1623   LiveRangeEdit LREdit(&VirtReg, NewVRegs, *MF, *LIS, VRM, this);
1624   SE->reset(LREdit);
1625
1626   SE->openIntv();
1627   SlotIndex SegStart = SE->enterIntvBefore(Uses[BestBefore]);
1628   SlotIndex SegStop  = SE->leaveIntvAfter(Uses[BestAfter]);
1629   SE->useIntv(SegStart, SegStop);
1630   SmallVector<unsigned, 8> IntvMap;
1631   SE->finish(&IntvMap);
1632   DebugVars->splitRegister(VirtReg.reg, LREdit.regs());
1633
1634   // If the new range has the same number of instructions as before, mark it as
1635   // RS_Split2 so the next split will be forced to make progress. Otherwise,
1636   // leave the new intervals as RS_New so they can compete.
1637   bool LiveBefore = BestBefore != 0 || BI.LiveIn;
1638   bool LiveAfter = BestAfter != NumGaps || BI.LiveOut;
1639   unsigned NewGaps = LiveBefore + BestAfter - BestBefore + LiveAfter;
1640   if (NewGaps >= NumGaps) {
1641     DEBUG(dbgs() << "Tagging non-progress ranges: ");
1642     assert(!ProgressRequired && "Didn't make progress when it was required.");
1643     for (unsigned i = 0, e = IntvMap.size(); i != e; ++i)
1644       if (IntvMap[i] == 1) {
1645         setStage(*LREdit.get(i), RS_Split2);
1646         DEBUG(dbgs() << PrintReg(LREdit.get(i)->reg));
1647       }
1648     DEBUG(dbgs() << '\n');
1649   }
1650   ++NumLocalSplits;
1651
1652   return 0;
1653 }
1654
1655 //===----------------------------------------------------------------------===//
1656 //                          Live Range Splitting
1657 //===----------------------------------------------------------------------===//
1658
1659 /// trySplit - Try to split VirtReg or one of its interferences, making it
1660 /// assignable.
1661 /// @return Physreg when VirtReg may be assigned and/or new NewVRegs.
1662 unsigned RAGreedy::trySplit(LiveInterval &VirtReg, AllocationOrder &Order,
1663                             SmallVectorImpl<LiveInterval*>&NewVRegs) {
1664   // Ranges must be Split2 or less.
1665   if (getStage(VirtReg) >= RS_Spill)
1666     return 0;
1667
1668   // Local intervals are handled separately.
1669   if (LIS->intervalIsInOneMBB(VirtReg)) {
1670     NamedRegionTimer T("Local Splitting", TimerGroupName, TimePassesIsEnabled);
1671     SA->analyze(&VirtReg);
1672     unsigned PhysReg = tryLocalSplit(VirtReg, Order, NewVRegs);
1673     if (PhysReg || !NewVRegs.empty())
1674       return PhysReg;
1675     return tryInstructionSplit(VirtReg, Order, NewVRegs);
1676   }
1677
1678   NamedRegionTimer T("Global Splitting", TimerGroupName, TimePassesIsEnabled);
1679
1680   SA->analyze(&VirtReg);
1681
1682   // FIXME: SplitAnalysis may repair broken live ranges coming from the
1683   // coalescer. That may cause the range to become allocatable which means that
1684   // tryRegionSplit won't be making progress. This check should be replaced with
1685   // an assertion when the coalescer is fixed.
1686   if (SA->didRepairRange()) {
1687     // VirtReg has changed, so all cached queries are invalid.
1688     Matrix->invalidateVirtRegs();
1689     if (unsigned PhysReg = tryAssign(VirtReg, Order, NewVRegs))
1690       return PhysReg;
1691   }
1692
1693   // First try to split around a region spanning multiple blocks. RS_Split2
1694   // ranges already made dubious progress with region splitting, so they go
1695   // straight to single block splitting.
1696   if (getStage(VirtReg) < RS_Split2) {
1697     unsigned PhysReg = tryRegionSplit(VirtReg, Order, NewVRegs);
1698     if (PhysReg || !NewVRegs.empty())
1699       return PhysReg;
1700   }
1701
1702   // Then isolate blocks.
1703   return tryBlockSplit(VirtReg, Order, NewVRegs);
1704 }
1705
1706
1707 //===----------------------------------------------------------------------===//
1708 //                            Main Entry Point
1709 //===----------------------------------------------------------------------===//
1710
1711 unsigned RAGreedy::selectOrSplit(LiveInterval &VirtReg,
1712                                  SmallVectorImpl<LiveInterval*> &NewVRegs) {
1713   // First try assigning a free register.
1714   AllocationOrder Order(VirtReg.reg, *VRM, RegClassInfo);
1715   if (unsigned PhysReg = tryAssign(VirtReg, Order, NewVRegs))
1716     return PhysReg;
1717
1718   LiveRangeStage Stage = getStage(VirtReg);
1719   DEBUG(dbgs() << StageName[Stage]
1720                << " Cascade " << ExtraRegInfo[VirtReg.reg].Cascade << '\n');
1721
1722   // Try to evict a less worthy live range, but only for ranges from the primary
1723   // queue. The RS_Split ranges already failed to do this, and they should not
1724   // get a second chance until they have been split.
1725   if (Stage != RS_Split)
1726     if (unsigned PhysReg = tryEvict(VirtReg, Order, NewVRegs))
1727       return PhysReg;
1728
1729   assert(NewVRegs.empty() && "Cannot append to existing NewVRegs");
1730
1731   // The first time we see a live range, don't try to split or spill.
1732   // Wait until the second time, when all smaller ranges have been allocated.
1733   // This gives a better picture of the interference to split around.
1734   if (Stage < RS_Split) {
1735     setStage(VirtReg, RS_Split);
1736     DEBUG(dbgs() << "wait for second round\n");
1737     NewVRegs.push_back(&VirtReg);
1738     return 0;
1739   }
1740
1741   // If we couldn't allocate a register from spilling, there is probably some
1742   // invalid inline assembly. The base class wil report it.
1743   if (Stage >= RS_Done || !VirtReg.isSpillable())
1744     return ~0u;
1745
1746   // Try splitting VirtReg or interferences.
1747   unsigned PhysReg = trySplit(VirtReg, Order, NewVRegs);
1748   if (PhysReg || !NewVRegs.empty())
1749     return PhysReg;
1750
1751   // Finally spill VirtReg itself.
1752   NamedRegionTimer T("Spiller", TimerGroupName, TimePassesIsEnabled);
1753   LiveRangeEdit LRE(&VirtReg, NewVRegs, *MF, *LIS, VRM, this);
1754   spiller().spill(LRE);
1755   setStage(NewVRegs.begin(), NewVRegs.end(), RS_Done);
1756
1757   if (VerifyEnabled)
1758     MF->verify(this, "After spilling");
1759
1760   // The live virtual register requesting allocation was spilled, so tell
1761   // the caller not to allocate anything during this round.
1762   return 0;
1763 }
1764
1765 bool RAGreedy::runOnMachineFunction(MachineFunction &mf) {
1766   DEBUG(dbgs() << "********** GREEDY REGISTER ALLOCATION **********\n"
1767                << "********** Function: " << mf.getName() << '\n');
1768
1769   MF = &mf;
1770   if (VerifyEnabled)
1771     MF->verify(this, "Before greedy register allocator");
1772
1773   RegAllocBase::init(getAnalysis<VirtRegMap>(),
1774                      getAnalysis<LiveIntervals>(),
1775                      getAnalysis<LiveRegMatrix>());
1776   Indexes = &getAnalysis<SlotIndexes>();
1777   MBFI = &getAnalysis<MachineBlockFrequencyInfo>();
1778   DomTree = &getAnalysis<MachineDominatorTree>();
1779   SpillerInstance.reset(createInlineSpiller(*this, *MF, *VRM));
1780   Loops = &getAnalysis<MachineLoopInfo>();
1781   Bundles = &getAnalysis<EdgeBundles>();
1782   SpillPlacer = &getAnalysis<SpillPlacement>();
1783   DebugVars = &getAnalysis<LiveDebugVariables>();
1784
1785   SA.reset(new SplitAnalysis(*VRM, *LIS, *Loops));
1786   SE.reset(new SplitEditor(*SA, *LIS, *VRM, *DomTree, *MBFI));
1787   ExtraRegInfo.clear();
1788   ExtraRegInfo.resize(MRI->getNumVirtRegs());
1789   NextCascade = 1;
1790   IntfCache.init(MF, Matrix->getLiveUnions(), Indexes, LIS, TRI);
1791   GlobalCand.resize(32);  // This will grow as needed.
1792
1793   allocatePhysRegs();
1794   releaseMemory();
1795   return true;
1796 }