lib/CodeGen/RegAllocLocal.cpp

   1 //===-- RegAllocLocal.cpp - A BasicBlock generic 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 register allocator allocates registers to a basic block at a time,
  11 // attempting to keep values in registers and reusing registers as appropriate.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #define DEBUG_TYPE "regalloc"
  16 #include "llvm/BasicBlock.h"
  17 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
  18 #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
  19 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  20 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  21 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
  22 #include "llvm/CodeGen/RegAllocRegistry.h"
  23 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  24 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  25 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  26 #include "llvm/Support/Debug.h"
  27 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  28 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  29 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  30 #include "llvm/ADT/IndexedMap.h"
  31 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
  32 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
  33 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  34 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  35 #include <algorithm>
  36 using namespace llvm;
  37
  38 STATISTIC(NumStores, "Number of stores added");
  39 STATISTIC(NumLoads , "Number of loads added");
  40
  41 static RegisterRegAlloc
  42   localRegAlloc("local", "local register allocator",
  43                 createLocalRegisterAllocator);
  44
  45 namespace {
  46   class RALocal : public MachineFunctionPass {
  47   public:
  48     static char ID;
  49     RALocal() : MachineFunctionPass(&ID), StackSlotForVirtReg(-1) {}
  50   private:
  51     const TargetMachine *TM;
  52     MachineFunction *MF;
  53     const TargetRegisterInfo *TRI;
  54     const TargetInstrInfo *TII;
  55
  56     // StackSlotForVirtReg - Maps virtual regs to the frame index where these
  57     // values are spilled.
  58     IndexedMap<int, VirtReg2IndexFunctor> StackSlotForVirtReg;
  59
  60     // Virt2PhysRegMap - This map contains entries for each virtual register
  61     // that is currently available in a physical register.
  62     IndexedMap<unsigned, VirtReg2IndexFunctor> Virt2PhysRegMap;
  63
  64     unsigned &getVirt2PhysRegMapSlot(unsigned VirtReg) {
  65       return Virt2PhysRegMap[VirtReg];
  66     }
  67
  68     // PhysRegsUsed - This array is effectively a map, containing entries for
  69     // each physical register that currently has a value (ie, it is in
  70     // Virt2PhysRegMap).  The value mapped to is the virtual register
  71     // corresponding to the physical register (the inverse of the
  72     // Virt2PhysRegMap), or 0.  The value is set to 0 if this register is pinned
  73     // because it is used by a future instruction, and to -2 if it is not
  74     // allocatable.  If the entry for a physical register is -1, then the
  75     // physical register is "not in the map".
  76     //
  77     std::vector<int> PhysRegsUsed;
  78
  79     // PhysRegsUseOrder - This contains a list of the physical registers that
  80     // currently have a virtual register value in them.  This list provides an
  81     // ordering of registers, imposing a reallocation order.  This list is only
  82     // used if all registers are allocated and we have to spill one, in which
  83     // case we spill the least recently used register.  Entries at the front of
  84     // the list are the least recently used registers, entries at the back are
  85     // the most recently used.
  86     //
  87     std::vector<unsigned> PhysRegsUseOrder;
  88
  89     // Virt2LastUseMap - This maps each virtual register to its last use
  90     // (MachineInstr*, operand index pair).
  91     IndexedMap<std::pair<MachineInstr*, unsigned>, VirtReg2IndexFunctor>
  92     Virt2LastUseMap;
  93
  94     std::pair<MachineInstr*,unsigned>& getVirtRegLastUse(unsigned Reg) {
  95       assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg) && "Illegal VirtReg!");
  96       return Virt2LastUseMap[Reg];
  97     }
  98
  99     // VirtRegModified - This bitset contains information about which virtual
 100     // registers need to be spilled back to memory when their registers are
 101     // scavenged.  If a virtual register has simply been rematerialized, there
 102     // is no reason to spill it to memory when we need the register back.
 103     //
 104     BitVector VirtRegModified;
 105
 106     // UsedInMultipleBlocks - Tracks whether a particular register is used in
 107     // more than one block.
 108     BitVector UsedInMultipleBlocks;
 109
 110     void markVirtRegModified(unsigned Reg, bool Val = true) {
 111       assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg) && "Illegal VirtReg!");
 112       Reg -= TargetRegisterInfo::FirstVirtualRegister;
 113       if (Val)
 114         VirtRegModified.set(Reg);
 115       else
 116         VirtRegModified.reset(Reg);
 117     }
 118
 119     bool isVirtRegModified(unsigned Reg) const {
 120       assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg) && "Illegal VirtReg!");
 121       assert(Reg - TargetRegisterInfo::FirstVirtualRegister < VirtRegModified.size()
 122              && "Illegal virtual register!");
 123       return VirtRegModified[Reg - TargetRegisterInfo::FirstVirtualRegister];
 124     }
 125
 126     void AddToPhysRegsUseOrder(unsigned Reg) {
 127       std::vector<unsigned>::iterator It =
 128         std::find(PhysRegsUseOrder.begin(), PhysRegsUseOrder.end(), Reg);
 129       if (It != PhysRegsUseOrder.end())
 130         PhysRegsUseOrder.erase(It);
 131       PhysRegsUseOrder.push_back(Reg);
 132     }
 133
 134     void MarkPhysRegRecentlyUsed(unsigned Reg) {
 135       if (PhysRegsUseOrder.empty() ||
 136           PhysRegsUseOrder.back() == Reg) return;  // Already most recently used
 137
 138       for (unsigned i = PhysRegsUseOrder.size(); i != 0; --i)
 139         if (areRegsEqual(Reg, PhysRegsUseOrder[i-1])) {
 140           unsigned RegMatch = PhysRegsUseOrder[i-1];       // remove from middle
 141           PhysRegsUseOrder.erase(PhysRegsUseOrder.begin()+i-1);
 142           // Add it to the end of the list
 143           PhysRegsUseOrder.push_back(RegMatch);
 144           if (RegMatch == Reg)
 145             return;    // Found an exact match, exit early
 146         }
 147     }
 148
 149   public:
 150     virtual const char *getPassName() const {
 151       return "Local Register Allocator";
 152     }
 153
 154     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
 155       AU.setPreservesCFG();
 156       AU.addRequiredID(PHIEliminationID);
 157       AU.addRequiredID(TwoAddressInstructionPassID);
 158       MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
 159     }
 160
 161   private:
 162     /// runOnMachineFunction - Register allocate the whole function
 163     bool runOnMachineFunction(MachineFunction &Fn);
 164
 165     /// AllocateBasicBlock - Register allocate the specified basic block.
 166     void AllocateBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB);
 167
 168
 169     /// areRegsEqual - This method returns true if the specified registers are
 170     /// related to each other.  To do this, it checks to see if they are equal
 171     /// or if the first register is in the alias set of the second register.
 172     ///
 173     bool areRegsEqual(unsigned R1, unsigned R2) const {
 174       if (R1 == R2) return true;
 175       for (const unsigned *AliasSet = TRI->getAliasSet(R2);
 176            *AliasSet; ++AliasSet) {
 177         if (*AliasSet == R1) return true;
 178       }
 179       return false;
 180     }
 181
 182     /// getStackSpaceFor - This returns the frame index of the specified virtual
 183     /// register on the stack, allocating space if necessary.
 184     int getStackSpaceFor(unsigned VirtReg, const TargetRegisterClass *RC);
 185
 186     /// removePhysReg - This method marks the specified physical register as no
 187     /// longer being in use.
 188     ///
 189     void removePhysReg(unsigned PhysReg);
 190
 191     /// spillVirtReg - This method spills the value specified by PhysReg into
 192     /// the virtual register slot specified by VirtReg.  It then updates the RA
 193     /// data structures to indicate the fact that PhysReg is now available.
 194     ///
 195     void spillVirtReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator MI,
 196                       unsigned VirtReg, unsigned PhysReg);
 197
 198     /// spillPhysReg - This method spills the specified physical register into
 199     /// the virtual register slot associated with it.  If OnlyVirtRegs is set to
 200     /// true, then the request is ignored if the physical register does not
 201     /// contain a virtual register.
 202     ///
 203     void spillPhysReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *I,
 204                       unsigned PhysReg, bool OnlyVirtRegs = false);
 205
 206     /// assignVirtToPhysReg - This method updates local state so that we know
 207     /// that PhysReg is the proper container for VirtReg now.  The physical
 208     /// register must not be used for anything else when this is called.
 209     ///
 210     void assignVirtToPhysReg(unsigned VirtReg, unsigned PhysReg);
 211
 212     /// isPhysRegAvailable - Return true if the specified physical register is
 213     /// free and available for use.  This also includes checking to see if
 214     /// aliased registers are all free...
 215     ///
 216     bool isPhysRegAvailable(unsigned PhysReg) const;
 217
 218     /// getFreeReg - Look to see if there is a free register available in the
 219     /// specified register class.  If not, return 0.
 220     ///
 221     unsigned getFreeReg(const TargetRegisterClass *RC);
 222
 223     /// getReg - Find a physical register to hold the specified virtual
 224     /// register.  If all compatible physical registers are used, this method
 225     /// spills the last used virtual register to the stack, and uses that
 226     /// register. If NoFree is true, that means the caller knows there isn't
 227     /// a free register, do not call getFreeReg().
 228     unsigned getReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *MI,
 229                     unsigned VirtReg, bool NoFree = false);
 230
 231     /// reloadVirtReg - This method transforms the specified virtual
 232     /// register use to refer to a physical register.  This method may do this
 233     /// in one of several ways: if the register is available in a physical
 234     /// register already, it uses that physical register.  If the value is not
 235     /// in a physical register, and if there are physical registers available,
 236     /// it loads it into a register: PhysReg if that is an available physical
 237     /// register, otherwise any physical register of the right class.
 238     /// If register pressure is high, and it is possible, it tries to fold the
 239     /// load of the virtual register into the instruction itself.  It avoids
 240     /// doing this if register pressure is low to improve the chance that
 241     /// subsequent instructions can use the reloaded value.  This method
 242     /// returns the modified instruction.
 243     ///
 244     MachineInstr *reloadVirtReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *MI,
 245                                 unsigned OpNum, SmallSet<unsigned, 4> &RRegs,
 246                                 unsigned PhysReg);
 247
 248     /// ComputeLocalLiveness - Computes liveness of registers within a basic
 249     /// block, setting the killed/dead flags as appropriate.
 250     void ComputeLocalLiveness(MachineBasicBlock& MBB);
 251
 252     void reloadPhysReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator &I,
 253                        unsigned PhysReg);
 254   };
 255   char RALocal::ID = 0;
 256 }
 257
 258 /// getStackSpaceFor - This allocates space for the specified virtual register
 259 /// to be held on the stack.
 260 int RALocal::getStackSpaceFor(unsigned VirtReg, const TargetRegisterClass *RC) {
 261   // Find the location Reg would belong...
 262   int SS = StackSlotForVirtReg[VirtReg];
 263   if (SS != -1)
 264     return SS;          // Already has space allocated?
 265
 266   // Allocate a new stack object for this spill location...
 267   int FrameIdx = MF->getFrameInfo()->CreateSpillStackObject(RC->getSize(),
 268                                                             RC->getAlignment());
 269
 270   // Assign the slot...
 271   StackSlotForVirtReg[VirtReg] = FrameIdx;
 272   return FrameIdx;
 273 }
 274
 275
 276 /// removePhysReg - This method marks the specified physical register as no
 277 /// longer being in use.
 278 ///
 279 void RALocal::removePhysReg(unsigned PhysReg) {
 280   PhysRegsUsed[PhysReg] = -1;      // PhyReg no longer used
 281
 282   std::vector<unsigned>::iterator It =
 283     std::find(PhysRegsUseOrder.begin(), PhysRegsUseOrder.end(), PhysReg);
 284   if (It != PhysRegsUseOrder.end())
 285     PhysRegsUseOrder.erase(It);
 286 }
 287
 288
 289 /// spillVirtReg - This method spills the value specified by PhysReg into the
 290 /// virtual register slot specified by VirtReg.  It then updates the RA data
 291 /// structures to indicate the fact that PhysReg is now available.
 292 ///
 293 void RALocal::spillVirtReg(MachineBasicBlock &MBB,
 294                            MachineBasicBlock::iterator I,
 295                            unsigned VirtReg, unsigned PhysReg) {
 296   assert(VirtReg && "Spilling a physical register is illegal!"
 297          " Must not have appropriate kill for the register or use exists beyond"
 298          " the intended one.");
 299   DEBUG(dbgs() << "  Spilling register " << TRI->getName(PhysReg)
 300                << " containing %reg" << VirtReg);
 301
 302   if (!isVirtRegModified(VirtReg)) {
 303     DEBUG(dbgs() << " which has not been modified, so no store necessary!");
 304     std::pair<MachineInstr*, unsigned> &LastUse = getVirtRegLastUse(VirtReg);
 305     if (LastUse.first)
 306       LastUse.first->getOperand(LastUse.second).setIsKill();
 307   } else {
 308     // Otherwise, there is a virtual register corresponding to this physical
 309     // register.  We only need to spill it into its stack slot if it has been
 310     // modified.
 311     const TargetRegisterClass *RC = MF->getRegInfo().getRegClass(VirtReg);
 312     int FrameIndex = getStackSpaceFor(VirtReg, RC);
 313     DEBUG(dbgs() << " to stack slot #" << FrameIndex);
 314     // If the instruction reads the register that's spilled, (e.g. this can
 315     // happen if it is a move to a physical register), then the spill
 316     // instruction is not a kill.
 317     bool isKill = !(I != MBB.end() && I->readsRegister(PhysReg));
 318     TII->storeRegToStackSlot(MBB, I, PhysReg, isKill, FrameIndex, RC);
 319     ++NumStores;   // Update statistics
 320   }
 321
 322   getVirt2PhysRegMapSlot(VirtReg) = 0;   // VirtReg no longer available
 323
 324   DEBUG(dbgs() << '\n');
 325   removePhysReg(PhysReg);
 326 }
 327
 328
 329 /// spillPhysReg - This method spills the specified physical register into the
 330 /// virtual register slot associated with it.  If OnlyVirtRegs is set to true,
 331 /// then the request is ignored if the physical register does not contain a
 332 /// virtual register.
 333 ///
 334 void RALocal::spillPhysReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *I,
 335                            unsigned PhysReg, bool OnlyVirtRegs) {
 336   if (PhysRegsUsed[PhysReg] != -1) {            // Only spill it if it's used!
 337     assert(PhysRegsUsed[PhysReg] != -2 && "Non allocable reg used!");
 338     if (PhysRegsUsed[PhysReg] || !OnlyVirtRegs)
 339       spillVirtReg(MBB, I, PhysRegsUsed[PhysReg], PhysReg);
 340   } else {
 341     // If the selected register aliases any other registers, we must make
 342     // sure that one of the aliases isn't alive.
 343     for (const unsigned *AliasSet = TRI->getAliasSet(PhysReg);
 344          *AliasSet; ++AliasSet)
 345       if (PhysRegsUsed[*AliasSet] != -1 &&     // Spill aliased register.
 346           PhysRegsUsed[*AliasSet] != -2)       // If allocatable.
 347           if (PhysRegsUsed[*AliasSet])
 348             spillVirtReg(MBB, I, PhysRegsUsed[*AliasSet], *AliasSet);
 349   }
 350 }
 351
 352
 353 /// assignVirtToPhysReg - This method updates local state so that we know
 354 /// that PhysReg is the proper container for VirtReg now.  The physical
 355 /// register must not be used for anything else when this is called.
 356 ///
 357 void RALocal::assignVirtToPhysReg(unsigned VirtReg, unsigned PhysReg) {
 358   assert(PhysRegsUsed[PhysReg] == -1 && "Phys reg already assigned!");
 359   // Update information to note the fact that this register was just used, and
 360   // it holds VirtReg.
 361   PhysRegsUsed[PhysReg] = VirtReg;
 362   getVirt2PhysRegMapSlot(VirtReg) = PhysReg;
 363   AddToPhysRegsUseOrder(PhysReg);   // New use of PhysReg
 364 }
 365
 366
 367 /// isPhysRegAvailable - Return true if the specified physical register is free
 368 /// and available for use.  This also includes checking to see if aliased
 369 /// registers are all free...
 370 ///
 371 bool RALocal::isPhysRegAvailable(unsigned PhysReg) const {
 372   if (PhysRegsUsed[PhysReg] != -1) return false;
 373
 374   // If the selected register aliases any other allocated registers, it is
 375   // not free!
 376   for (const unsigned *AliasSet = TRI->getAliasSet(PhysReg);
 377        *AliasSet; ++AliasSet)
 378     if (PhysRegsUsed[*AliasSet] >= 0) // Aliased register in use?
 379       return false;                    // Can't use this reg then.
 380   return true;
 381 }
 382
 383
 384 /// getFreeReg - Look to see if there is a free register available in the
 385 /// specified register class.  If not, return 0.
 386 ///
 387 unsigned RALocal::getFreeReg(const TargetRegisterClass *RC) {
 388   // Get iterators defining the range of registers that are valid to allocate in
 389   // this class, which also specifies the preferred allocation order.
 390   TargetRegisterClass::iterator RI = RC->allocation_order_begin(*MF);
 391   TargetRegisterClass::iterator RE = RC->allocation_order_end(*MF);
 392
 393   for (; RI != RE; ++RI)
 394     if (isPhysRegAvailable(*RI)) {       // Is reg unused?
 395       assert(*RI != 0 && "Cannot use register!");
 396       return *RI; // Found an unused register!
 397     }
 398   return 0;
 399 }
 400
 401
 402 /// getReg - Find a physical register to hold the specified virtual
 403 /// register.  If all compatible physical registers are used, this method spills
 404 /// the last used virtual register to the stack, and uses that register.
 405 ///
 406 unsigned RALocal::getReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *I,
 407                          unsigned VirtReg, bool NoFree) {
 408   const TargetRegisterClass *RC = MF->getRegInfo().getRegClass(VirtReg);
 409
 410   // First check to see if we have a free register of the requested type...
 411   unsigned PhysReg = NoFree ? 0 : getFreeReg(RC);
 412
 413   // If we didn't find an unused register, scavenge one now!
 414   if (PhysReg == 0) {
 415     assert(!PhysRegsUseOrder.empty() && "No allocated registers??");
 416
 417     // Loop over all of the preallocated registers from the least recently used
 418     // to the most recently used.  When we find one that is capable of holding
 419     // our register, use it.
 420     for (unsigned i = 0; PhysReg == 0; ++i) {
 421       assert(i != PhysRegsUseOrder.size() &&
 422              "Couldn't find a register of the appropriate class!");
 423
 424       unsigned R = PhysRegsUseOrder[i];
 425
 426       // We can only use this register if it holds a virtual register (ie, it
 427       // can be spilled).  Do not use it if it is an explicitly allocated
 428       // physical register!
 429       assert(PhysRegsUsed[R] != -1 &&
 430              "PhysReg in PhysRegsUseOrder, but is not allocated?");
 431       if (PhysRegsUsed[R] && PhysRegsUsed[R] != -2) {
 432         // If the current register is compatible, use it.
 433         if (RC->contains(R)) {
 434           PhysReg = R;
 435           break;
 436         } else {
 437           // If one of the registers aliased to the current register is
 438           // compatible, use it.
 439           for (const unsigned *AliasIt = TRI->getAliasSet(R);
 440                *AliasIt; ++AliasIt) {
 441             if (RC->contains(*AliasIt) &&
 442                 // If this is pinned down for some reason, don't use it.  For
 443                 // example, if CL is pinned, and we run across CH, don't use
 444                 // CH as justification for using scavenging ECX (which will
 445                 // fail).
 446                 PhysRegsUsed[*AliasIt] != 0 &&
 447
 448                 // Make sure the register is allocatable.  Don't allocate SIL on
 449                 // x86-32.
 450                 PhysRegsUsed[*AliasIt] != -2) {
 451               PhysReg = *AliasIt;    // Take an aliased register
 452               break;
 453             }
 454           }
 455         }
 456       }
 457     }
 458
 459     assert(PhysReg && "Physical register not assigned!?!?");
 460
 461     // At this point PhysRegsUseOrder[i] is the least recently used register of
 462     // compatible register class.  Spill it to memory and reap its remains.
 463     spillPhysReg(MBB, I, PhysReg);
 464   }
 465
 466   // Now that we know which register we need to assign this to, do it now!
 467   assignVirtToPhysReg(VirtReg, PhysReg);
 468   return PhysReg;
 469 }
 470
 471
 472 /// reloadVirtReg - This method transforms the specified virtual
 473 /// register use to refer to a physical register.  This method may do this in
 474 /// one of several ways: if the register is available in a physical register
 475 /// already, it uses that physical register.  If the value is not in a physical
 476 /// register, and if there are physical registers available, it loads it into a
 477 /// register: PhysReg if that is an available physical register, otherwise any
 478 /// register.  If register pressure is high, and it is possible, it tries to
 479 /// fold the load of the virtual register into the instruction itself.  It
 480 /// avoids doing this if register pressure is low to improve the chance that
 481 /// subsequent instructions can use the reloaded value.  This method returns
 482 /// the modified instruction.
 483 ///
 484 MachineInstr *RALocal::reloadVirtReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *MI,
 485                                      unsigned OpNum,
 486                                      SmallSet<unsigned, 4> &ReloadedRegs,
 487                                      unsigned PhysReg) {
 488   unsigned VirtReg = MI->getOperand(OpNum).getReg();
 489
 490   // If the virtual register is already available, just update the instruction
 491   // and return.
 492   if (unsigned PR = getVirt2PhysRegMapSlot(VirtReg)) {
 493     MarkPhysRegRecentlyUsed(PR);       // Already have this value available!
 494     MI->getOperand(OpNum).setReg(PR);  // Assign the input register
 495     if (!MI->isDebugValue())
 496       getVirtRegLastUse(VirtReg) = std::make_pair(MI, OpNum);
 497     return MI;
 498   }
 499
 500   // Otherwise, we need to fold it into the current instruction, or reload it.
 501   // If we have registers available to hold the value, use them.
 502   const TargetRegisterClass *RC = MF->getRegInfo().getRegClass(VirtReg);
 503   // If we already have a PhysReg (this happens when the instruction is a
 504   // reg-to-reg copy with a PhysReg destination) use that.
 505   if (!PhysReg || !TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(PhysReg) ||
 506       !isPhysRegAvailable(PhysReg))
 507     PhysReg = getFreeReg(RC);
 508   int FrameIndex = getStackSpaceFor(VirtReg, RC);
 509
 510   if (PhysReg) {   // Register is available, allocate it!
 511     assignVirtToPhysReg(VirtReg, PhysReg);
 512   } else {         // No registers available.
 513     // Force some poor hapless value out of the register file to
 514     // make room for the new register, and reload it.
 515     PhysReg = getReg(MBB, MI, VirtReg, true);
 516   }
 517
 518   markVirtRegModified(VirtReg, false);   // Note that this reg was just reloaded
 519
 520   DEBUG(dbgs() << "  Reloading %reg" << VirtReg << " into "
 521                << TRI->getName(PhysReg) << "\n");
 522
 523   // Add move instruction(s)
 524   TII->loadRegFromStackSlot(MBB, MI, PhysReg, FrameIndex, RC);
 525   ++NumLoads;    // Update statistics
 526
 527   MF->getRegInfo().setPhysRegUsed(PhysReg);
 528   MI->getOperand(OpNum).setReg(PhysReg);  // Assign the input register
 529   getVirtRegLastUse(VirtReg) = std::make_pair(MI, OpNum);
 530
 531   if (!ReloadedRegs.insert(PhysReg)) {
 532     std::string msg;
 533     raw_string_ostream Msg(msg);
 534     Msg << "Ran out of registers during register allocation!";
 535     if (MI->isInlineAsm()) {
 536       Msg << "\nPlease check your inline asm statement for invalid "
 537            << "constraints:\n";
 538       MI->print(Msg, TM);
 539     }
 540     llvm_report_error(Msg.str());
 541   }
 542   for (const unsigned *SubRegs = TRI->getSubRegisters(PhysReg);
 543        *SubRegs; ++SubRegs) {
 544     if (!ReloadedRegs.insert(*SubRegs)) {
 545       std::string msg;
 546       raw_string_ostream Msg(msg);
 547       Msg << "Ran out of registers during register allocation!";
 548       if (MI->isInlineAsm()) {
 549         Msg << "\nPlease check your inline asm statement for invalid "
 550              << "constraints:\n";
 551         MI->print(Msg, TM);
 552       }
 553       llvm_report_error(Msg.str());
 554     }
 555   }
 556
 557   return MI;
 558 }
 559
 560 /// isReadModWriteImplicitKill - True if this is an implicit kill for a
 561 /// read/mod/write register, i.e. update partial register.
 562 static bool isReadModWriteImplicitKill(MachineInstr *MI, unsigned Reg) {
 563   for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 564     MachineOperand& MO = MI->getOperand(i);
 565     if (MO.isReg() && MO.getReg() == Reg && MO.isImplicit() &&
 566         MO.isDef() && !MO.isDead())
 567       return true;
 568   }
 569   return false;
 570 }
 571
 572 /// isReadModWriteImplicitDef - True if this is an implicit def for a
 573 /// read/mod/write register, i.e. update partial register.
 574 static bool isReadModWriteImplicitDef(MachineInstr *MI, unsigned Reg) {
 575   for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 576     MachineOperand& MO = MI->getOperand(i);
 577     if (MO.isReg() && MO.getReg() == Reg && MO.isImplicit() &&
 578         !MO.isDef() && MO.isKill())
 579       return true;
 580   }
 581   return false;
 582 }
 583
 584 // precedes - Helper function to determine with MachineInstr A
 585 // precedes MachineInstr B within the same MBB.
 586 static bool precedes(MachineBasicBlock::iterator A,
 587                      MachineBasicBlock::iterator B) {
 588   if (A == B)
 589     return false;
 590
 591   MachineBasicBlock::iterator I = A->getParent()->begin();
 592   while (I != A->getParent()->end()) {
 593     if (I == A)
 594       return true;
 595     else if (I == B)
 596       return false;
 597
 598     ++I;
 599   }
 600
 601   return false;
 602 }
 603
 604 /// ComputeLocalLiveness - Computes liveness of registers within a basic
 605 /// block, setting the killed/dead flags as appropriate.
 606 void RALocal::ComputeLocalLiveness(MachineBasicBlock& MBB) {
 607   MachineRegisterInfo& MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
 608   // Keep track of the most recently seen previous use or def of each reg,
 609   // so that we can update them with dead/kill markers.
 610   DenseMap<unsigned, std::pair<MachineInstr*, unsigned> > LastUseDef;
 611   for (MachineBasicBlock::iterator I = MBB.begin(), E = MBB.end();
 612        I != E; ++I) {
 613     if (I->isDebugValue())
 614       continue;
 615     for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 616       MachineOperand& MO = I->getOperand(i);
 617       // Uses don't trigger any flags, but we need to save
 618       // them for later.  Also, we have to process these
 619       // _before_ processing the defs, since an instr
 620       // uses regs before it defs them.
 621       if (MO.isReg() && MO.getReg() && MO.isUse()) {
 622         LastUseDef[MO.getReg()] = std::make_pair(I, i);
 623
 624
 625         if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(MO.getReg())) continue;
 626
 627         const unsigned* Aliases = TRI->getAliasSet(MO.getReg());
 628         if (Aliases) {
 629           while (*Aliases) {
 630             DenseMap<unsigned, std::pair<MachineInstr*, unsigned> >::iterator
 631               alias = LastUseDef.find(*Aliases);
 632
 633             if (alias != LastUseDef.end() && alias->second.first != I)
 634               LastUseDef[*Aliases] = std::make_pair(I, i);
 635
 636             ++Aliases;
 637           }
 638         }
 639       }
 640     }
 641
 642     for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 643       MachineOperand& MO = I->getOperand(i);
 644       // Defs others than 2-addr redefs _do_ trigger flag changes:
 645       //   - A def followed by a def is dead
 646       //   - A use followed by a def is a kill
 647       if (MO.isReg() && MO.getReg() && MO.isDef()) {
 648         DenseMap<unsigned, std::pair<MachineInstr*, unsigned> >::iterator
 649           last = LastUseDef.find(MO.getReg());
 650         if (last != LastUseDef.end()) {
 651           // Check if this is a two address instruction.  If so, then
 652           // the def does not kill the use.
 653           if (last->second.first == I &&
 654               I->isRegTiedToUseOperand(i))
 655             continue;
 656
 657           MachineOperand& lastUD =
 658                       last->second.first->getOperand(last->second.second);
 659           if (lastUD.isDef())
 660             lastUD.setIsDead(true);
 661           else
 662             lastUD.setIsKill(true);
 663         }
 664
 665         LastUseDef[MO.getReg()] = std::make_pair(I, i);
 666       }
 667     }
 668   }
 669
 670   // Live-out (of the function) registers contain return values of the function,
 671   // so we need to make sure they are alive at return time.
 672   if (!MBB.empty() && MBB.back().getDesc().isReturn()) {
 673     MachineInstr* Ret = &MBB.back();
 674     for (MachineRegisterInfo::liveout_iterator
 675          I = MF->getRegInfo().liveout_begin(),
 676          E = MF->getRegInfo().liveout_end(); I != E; ++I)
 677       if (!Ret->readsRegister(*I)) {
 678         Ret->addOperand(MachineOperand::CreateReg(*I, false, true));
 679         LastUseDef[*I] = std::make_pair(Ret, Ret->getNumOperands()-1);
 680       }
 681   }
 682
 683   // Finally, loop over the final use/def of each reg
 684   // in the block and determine if it is dead.
 685   for (DenseMap<unsigned, std::pair<MachineInstr*, unsigned> >::iterator
 686        I = LastUseDef.begin(), E = LastUseDef.end(); I != E; ++I) {
 687     MachineInstr* MI = I->second.first;
 688     unsigned idx = I->second.second;
 689     MachineOperand& MO = MI->getOperand(idx);
 690
 691     bool isPhysReg = TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(MO.getReg());
 692
 693     // A crude approximation of "live-out" calculation
 694     bool usedOutsideBlock = isPhysReg ? false :
 695           UsedInMultipleBlocks.test(MO.getReg() -
 696                                     TargetRegisterInfo::FirstVirtualRegister);
 697     if (!isPhysReg && !usedOutsideBlock)
 698       for (MachineRegisterInfo::reg_iterator UI = MRI.reg_begin(MO.getReg()),
 699            UE = MRI.reg_end(); UI != UE; ++UI)
 700         // Two cases:
 701         // - used in another block
 702         // - used in the same block before it is defined (loop)
 703         if (UI->getParent() != &MBB ||
 704             (MO.isDef() && UI.getOperand().isUse() && precedes(&*UI, MI))) {
 705           UsedInMultipleBlocks.set(MO.getReg() -
 706                                    TargetRegisterInfo::FirstVirtualRegister);
 707           usedOutsideBlock = true;
 708           break;
 709         }
 710
 711     // Physical registers and those that are not live-out of the block
 712     // are killed/dead at their last use/def within this block.
 713     if (isPhysReg || !usedOutsideBlock) {
 714       if (MO.isUse()) {
 715         // Don't mark uses that are tied to defs as kills.
 716         if (!MI->isRegTiedToDefOperand(idx))
 717           MO.setIsKill(true);
 718       } else
 719         MO.setIsDead(true);
 720     }
 721   }
 722 }
 723
 724 void RALocal::AllocateBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
 725   // loop over each instruction
 726   MachineBasicBlock::iterator MII = MBB.begin();
 727
 728   DEBUG({
 729       const BasicBlock *LBB = MBB.getBasicBlock();
 730       if (LBB)
 731         dbgs() << "\nStarting RegAlloc of BB: " << LBB->getName();
 732     });
 733
 734   // Add live-in registers as active.
 735   for (MachineBasicBlock::livein_iterator I = MBB.livein_begin(),
 736          E = MBB.livein_end(); I != E; ++I) {
 737     unsigned Reg = *I;
 738     MF->getRegInfo().setPhysRegUsed(Reg);
 739     PhysRegsUsed[Reg] = 0;            // It is free and reserved now
 740     AddToPhysRegsUseOrder(Reg);
 741     for (const unsigned *SubRegs = TRI->getSubRegisters(Reg);
 742          *SubRegs; ++SubRegs) {
 743       if (PhysRegsUsed[*SubRegs] != -2) {
 744         AddToPhysRegsUseOrder(*SubRegs);
 745         PhysRegsUsed[*SubRegs] = 0;  // It is free and reserved now
 746         MF->getRegInfo().setPhysRegUsed(*SubRegs);
 747       }
 748     }
 749   }
 750
 751   ComputeLocalLiveness(MBB);
 752
 753   // Otherwise, sequentially allocate each instruction in the MBB.
 754   while (MII != MBB.end()) {
 755     MachineInstr *MI = MII++;
 756     const TargetInstrDesc &TID = MI->getDesc();
 757     DEBUG({
 758         dbgs() << "\nStarting RegAlloc of: " << *MI;
 759         dbgs() << "  Regs have values: ";
 760         for (unsigned i = 0; i != TRI->getNumRegs(); ++i)
 761           if (PhysRegsUsed[i] != -1 && PhysRegsUsed[i] != -2)
 762             dbgs() << "[" << TRI->getName(i)
 763                    << ",%reg" << PhysRegsUsed[i] << "] ";
 764         dbgs() << '\n';
 765       });
 766
 767     // Determine whether this is a copy instruction.  The cases where the
 768     // source or destination are phys regs are handled specially.
 769     unsigned SrcCopyReg, DstCopyReg, SrcCopySubReg, DstCopySubReg;
 770     unsigned SrcCopyPhysReg = 0U;
 771     bool isCopy = TII->isMoveInstr(*MI, SrcCopyReg, DstCopyReg,
 772                                    SrcCopySubReg, DstCopySubReg);
 773     if (isCopy && TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(SrcCopyReg))
 774       SrcCopyPhysReg = getVirt2PhysRegMapSlot(SrcCopyReg);
 775
 776     // Loop over the implicit uses, making sure that they are at the head of the
 777     // use order list, so they don't get reallocated.
 778     if (TID.ImplicitUses) {
 779       for (const unsigned *ImplicitUses = TID.ImplicitUses;
 780            *ImplicitUses; ++ImplicitUses)
 781         MarkPhysRegRecentlyUsed(*ImplicitUses);
 782     }
 783
 784     SmallVector<unsigned, 8> Kills;
 785     for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 786       MachineOperand& MO = MI->getOperand(i);
 787       if (MO.isReg() && MO.isKill()) {
 788         if (!MO.isImplicit())
 789           Kills.push_back(MO.getReg());
 790         else if (!isReadModWriteImplicitKill(MI, MO.getReg()))
 791           // These are extra physical register kills when a sub-register
 792           // is defined (def of a sub-register is a read/mod/write of the
 793           // larger registers). Ignore.
 794           Kills.push_back(MO.getReg());
 795       }
 796     }
 797
 798     // If any physical regs are earlyclobber, spill any value they might
 799     // have in them, then mark them unallocatable.
 800     // If any virtual regs are earlyclobber, allocate them now (before
 801     // freeing inputs that are killed).
 802     if (MI->isInlineAsm()) {
 803       for (unsigned i = 0; i != MI->getNumOperands(); ++i) {
 804         MachineOperand& MO = MI->getOperand(i);
 805         if (MO.isReg() && MO.isDef() && MO.isEarlyClobber() &&
 806             MO.getReg()) {
 807           if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(MO.getReg())) {
 808             unsigned DestVirtReg = MO.getReg();
 809             unsigned DestPhysReg;
 810
 811             // If DestVirtReg already has a value, use it.
 812             if (!(DestPhysReg = getVirt2PhysRegMapSlot(DestVirtReg)))
 813               DestPhysReg = getReg(MBB, MI, DestVirtReg);
 814             MF->getRegInfo().setPhysRegUsed(DestPhysReg);
 815             markVirtRegModified(DestVirtReg);
 816             getVirtRegLastUse(DestVirtReg) =
 817                    std::make_pair((MachineInstr*)0, 0);
 818             DEBUG(dbgs() << "  Assigning " << TRI->getName(DestPhysReg)
 819                          << " to %reg" << DestVirtReg << "\n");
 820             MO.setReg(DestPhysReg);  // Assign the earlyclobber register
 821           } else {
 822             unsigned Reg = MO.getReg();
 823             if (PhysRegsUsed[Reg] == -2) continue;  // Something like ESP.
 824             // These are extra physical register defs when a sub-register
 825             // is defined (def of a sub-register is a read/mod/write of the
 826             // larger registers). Ignore.
 827             if (isReadModWriteImplicitDef(MI, MO.getReg())) continue;
 828
 829             MF->getRegInfo().setPhysRegUsed(Reg);
 830             spillPhysReg(MBB, MI, Reg, true); // Spill any existing value in reg
 831             PhysRegsUsed[Reg] = 0;            // It is free and reserved now
 832             AddToPhysRegsUseOrder(Reg);
 833
 834             for (const unsigned *SubRegs = TRI->getSubRegisters(Reg);
 835                  *SubRegs; ++SubRegs) {
 836               if (PhysRegsUsed[*SubRegs] != -2) {
 837                 MF->getRegInfo().setPhysRegUsed(*SubRegs);
 838                 PhysRegsUsed[*SubRegs] = 0;  // It is free and reserved now
 839                 AddToPhysRegsUseOrder(*SubRegs);
 840               }
 841             }
 842           }
 843         }
 844       }
 845     }
 846
 847     // If a DBG_VALUE says something is located in a spilled register,
 848     // change the DBG_VALUE to be undef, which prevents the register
 849     // from being reloaded here.  Doing that would change the generated
 850     // code, unless another use immediately follows this instruction.
 851     if (MI->isDebugValue() &&
 852         MI->getNumOperands()==3 && MI->getOperand(0).isReg()) {
 853       unsigned VirtReg = MI->getOperand(0).getReg();
 854       if (VirtReg && TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(VirtReg) &&
 855           !getVirt2PhysRegMapSlot(VirtReg))
 856         MI->getOperand(0).setReg(0U);
 857     }
 858
 859     // Get the used operands into registers.  This has the potential to spill
 860     // incoming values if we are out of registers.  Note that we completely
 861     // ignore physical register uses here.  We assume that if an explicit
 862     // physical register is referenced by the instruction, that it is guaranteed
 863     // to be live-in, or the input is badly hosed.
 864     //
 865     SmallSet<unsigned, 4> ReloadedRegs;
 866     for (unsigned i = 0; i != MI->getNumOperands(); ++i) {
 867       MachineOperand& MO = MI->getOperand(i);
 868       // here we are looking for only used operands (never def&use)
 869       if (MO.isReg() && !MO.isDef() && MO.getReg() && !MO.isImplicit() &&
 870           TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(MO.getReg()))
 871         MI = reloadVirtReg(MBB, MI, i, ReloadedRegs,
 872                            isCopy ? DstCopyReg : 0);
 873     }
 874
 875     // If this instruction is the last user of this register, kill the
 876     // value, freeing the register being used, so it doesn't need to be
 877     // spilled to memory.
 878     //
 879     for (unsigned i = 0, e = Kills.size(); i != e; ++i) {
 880       unsigned VirtReg = Kills[i];
 881       unsigned PhysReg = VirtReg;
 882       if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(VirtReg)) {
 883         // If the virtual register was never materialized into a register, it
 884         // might not be in the map, but it won't hurt to zero it out anyway.
 885         unsigned &PhysRegSlot = getVirt2PhysRegMapSlot(VirtReg);
 886         PhysReg = PhysRegSlot;
 887         PhysRegSlot = 0;
 888       } else if (PhysRegsUsed[PhysReg] == -2) {
 889         // Unallocatable register dead, ignore.
 890         continue;
 891       } else {
 892         assert((!PhysRegsUsed[PhysReg] || PhysRegsUsed[PhysReg] == -1) &&
 893                "Silently clearing a virtual register?");
 894       }
 895
 896       if (PhysReg) {
 897         DEBUG(dbgs() << "  Last use of " << TRI->getName(PhysReg)
 898                      << "[%reg" << VirtReg <<"], removing it from live set\n");
 899         removePhysReg(PhysReg);
 900         for (const unsigned *SubRegs = TRI->getSubRegisters(PhysReg);
 901              *SubRegs; ++SubRegs) {
 902           if (PhysRegsUsed[*SubRegs] != -2) {
 903             DEBUG(dbgs()  << "  Last use of "
 904                           << TRI->getName(*SubRegs) << "[%reg" << VirtReg
 905                           <<"], removing it from live set\n");
 906             removePhysReg(*SubRegs);
 907           }
 908         }
 909       }
 910     }
 911
 912     // Loop over all of the operands of the instruction, spilling registers that
 913     // are defined, and marking explicit destinations in the PhysRegsUsed map.
 914     for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 915       MachineOperand& MO = MI->getOperand(i);
 916       if (MO.isReg() && MO.isDef() && !MO.isImplicit() && MO.getReg() &&
 917           !MO.isEarlyClobber() &&
 918           TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(MO.getReg())) {
 919         unsigned Reg = MO.getReg();
 920         if (PhysRegsUsed[Reg] == -2) continue;  // Something like ESP.
 921         // These are extra physical register defs when a sub-register
 922         // is defined (def of a sub-register is a read/mod/write of the
 923         // larger registers). Ignore.
 924         if (isReadModWriteImplicitDef(MI, MO.getReg())) continue;
 925
 926         MF->getRegInfo().setPhysRegUsed(Reg);
 927         spillPhysReg(MBB, MI, Reg, true); // Spill any existing value in reg
 928         PhysRegsUsed[Reg] = 0;            // It is free and reserved now
 929         AddToPhysRegsUseOrder(Reg);
 930
 931         for (const unsigned *SubRegs = TRI->getSubRegisters(Reg);
 932              *SubRegs; ++SubRegs) {
 933           if (PhysRegsUsed[*SubRegs] != -2) {
 934             MF->getRegInfo().setPhysRegUsed(*SubRegs);
 935             PhysRegsUsed[*SubRegs] = 0;  // It is free and reserved now
 936             AddToPhysRegsUseOrder(*SubRegs);
 937           }
 938         }
 939       }
 940     }
 941
 942     // Loop over the implicit defs, spilling them as well.
 943     if (TID.ImplicitDefs) {
 944       for (const unsigned *ImplicitDefs = TID.ImplicitDefs;
 945            *ImplicitDefs; ++ImplicitDefs) {
 946         unsigned Reg = *ImplicitDefs;
 947         if (PhysRegsUsed[Reg] != -2) {
 948           spillPhysReg(MBB, MI, Reg, true);
 949           AddToPhysRegsUseOrder(Reg);
 950           PhysRegsUsed[Reg] = 0;            // It is free and reserved now
 951         }
 952         MF->getRegInfo().setPhysRegUsed(Reg);
 953         for (const unsigned *SubRegs = TRI->getSubRegisters(Reg);
 954              *SubRegs; ++SubRegs) {
 955           if (PhysRegsUsed[*SubRegs] != -2) {
 956             AddToPhysRegsUseOrder(*SubRegs);
 957             PhysRegsUsed[*SubRegs] = 0;  // It is free and reserved now
 958             MF->getRegInfo().setPhysRegUsed(*SubRegs);
 959           }
 960         }
 961       }
 962     }
 963
 964     SmallVector<unsigned, 8> DeadDefs;
 965     for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 966       MachineOperand& MO = MI->getOperand(i);
 967       if (MO.isReg() && MO.isDead())
 968         DeadDefs.push_back(MO.getReg());
 969     }
 970
 971     // Okay, we have allocated all of the source operands and spilled any values
 972     // that would be destroyed by defs of this instruction.  Loop over the
 973     // explicit defs and assign them to a register, spilling incoming values if
 974     // we need to scavenge a register.
 975     //
 976     for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 977       MachineOperand& MO = MI->getOperand(i);
 978       if (MO.isReg() && MO.isDef() && MO.getReg() &&
 979           !MO.isEarlyClobber() &&
 980           TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(MO.getReg())) {
 981         unsigned DestVirtReg = MO.getReg();
 982         unsigned DestPhysReg;
 983
 984         // If DestVirtReg already has a value, use it.
 985         if (!(DestPhysReg = getVirt2PhysRegMapSlot(DestVirtReg))) {
 986           // If this is a copy try to reuse the input as the output;
 987           // that will make the copy go away.
 988           // If this is a copy, the source reg is a phys reg, and
 989           // that reg is available, use that phys reg for DestPhysReg.
 990           // If this is a copy, the source reg is a virtual reg, and
 991           // the phys reg that was assigned to that virtual reg is now
 992           // available, use that phys reg for DestPhysReg.  (If it's now
 993           // available that means this was the last use of the source.)
 994           if (isCopy &&
 995               TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(SrcCopyReg) &&
 996               isPhysRegAvailable(SrcCopyReg)) {
 997             DestPhysReg = SrcCopyReg;
 998             assignVirtToPhysReg(DestVirtReg, DestPhysReg);
 999           } else if (isCopy &&
1000               TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(SrcCopyReg) &&
1001               SrcCopyPhysReg && isPhysRegAvailable(SrcCopyPhysReg) &&
1002               MF->getRegInfo().getRegClass(DestVirtReg)->
1003                                contains(SrcCopyPhysReg)) {
1004             DestPhysReg = SrcCopyPhysReg;
1005             assignVirtToPhysReg(DestVirtReg, DestPhysReg);
1006           } else
1007             DestPhysReg = getReg(MBB, MI, DestVirtReg);
1008         }
1009         MF->getRegInfo().setPhysRegUsed(DestPhysReg);
1010         markVirtRegModified(DestVirtReg);
1011         getVirtRegLastUse(DestVirtReg) = std::make_pair((MachineInstr*)0, 0);
1012         DEBUG(dbgs() << "  Assigning " << TRI->getName(DestPhysReg)
1013                      << " to %reg" << DestVirtReg << "\n");
1014         MO.setReg(DestPhysReg);  // Assign the output register
1015       }
1016     }
1017
1018     // If this instruction defines any registers that are immediately dead,
1019     // kill them now.
1020     //
1021     for (unsigned i = 0, e = DeadDefs.size(); i != e; ++i) {
1022       unsigned VirtReg = DeadDefs[i];
1023       unsigned PhysReg = VirtReg;
1024       if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(VirtReg)) {
1025         unsigned &PhysRegSlot = getVirt2PhysRegMapSlot(VirtReg);
1026         PhysReg = PhysRegSlot;
1027         assert(PhysReg != 0);
1028         PhysRegSlot = 0;
1029       } else if (PhysRegsUsed[PhysReg] == -2) {
1030         // Unallocatable register dead, ignore.
1031         continue;
1032       }
1033
1034       if (PhysReg) {
1035         DEBUG(dbgs()  << "  Register " << TRI->getName(PhysReg)
1036                       << " [%reg" << VirtReg
1037                       << "] is never used, removing it from live set\n");
1038         removePhysReg(PhysReg);
1039         for (const unsigned *AliasSet = TRI->getAliasSet(PhysReg);
1040              *AliasSet; ++AliasSet) {
1041           if (PhysRegsUsed[*AliasSet] != -2) {
1042             DEBUG(dbgs()  << "  Register " << TRI->getName(*AliasSet)
1043                           << " [%reg" << *AliasSet
1044                           << "] is never used, removing it from live set\n");
1045             removePhysReg(*AliasSet);
1046           }
1047         }
1048       }
1049     }
1050
1051     // Finally, if this is a noop copy instruction, zap it.  (Except that if
1052     // the copy is dead, it must be kept to avoid messing up liveness info for
1053     // the register scavenger.  See pr4100.)
1054     if (TII->isMoveInstr(*MI, SrcCopyReg, DstCopyReg,
1055                          SrcCopySubReg, DstCopySubReg) &&
1056         SrcCopyReg == DstCopyReg && DeadDefs.empty())
1057       MBB.erase(MI);
1058   }
1059
1060   MachineBasicBlock::iterator MI = MBB.getFirstTerminator();
1061
1062   // Spill all physical registers holding virtual registers now.
1063   for (unsigned i = 0, e = TRI->getNumRegs(); i != e; ++i)
1064     if (PhysRegsUsed[i] != -1 && PhysRegsUsed[i] != -2) {
1065       if (unsigned VirtReg = PhysRegsUsed[i])
1066         spillVirtReg(MBB, MI, VirtReg, i);
1067       else
1068         removePhysReg(i);
1069     }
1070
1071 #if 0
1072   // This checking code is very expensive.
1073   bool AllOk = true;
1074   for (unsigned i = TargetRegisterInfo::FirstVirtualRegister,
1075            e = MF->getRegInfo().getLastVirtReg(); i <= e; ++i)
1076     if (unsigned PR = Virt2PhysRegMap[i]) {
1077       cerr << "Register still mapped: " << i << " -> " << PR << "\n";
1078       AllOk = false;
1079     }
1080   assert(AllOk && "Virtual registers still in phys regs?");
1081 #endif
1082
1083   // Clear any physical register which appear live at the end of the basic
1084   // block, but which do not hold any virtual registers.  e.g., the stack
1085   // pointer.
1086   PhysRegsUseOrder.clear();
1087 }
1088
1089 /// runOnMachineFunction - Register allocate the whole function
1090 ///
1091 bool RALocal::runOnMachineFunction(MachineFunction &Fn) {
1092   DEBUG(dbgs() << "Machine Function\n");
1093   MF = &Fn;
1094   TM = &Fn.getTarget();
1095   TRI = TM->getRegisterInfo();
1096   TII = TM->getInstrInfo();
1097
1098   PhysRegsUsed.assign(TRI->getNumRegs(), -1);
1099
1100   // At various places we want to efficiently check to see whether a register
1101   // is allocatable.  To handle this, we mark all unallocatable registers as
1102   // being pinned down, permanently.
1103   {
1104     BitVector Allocable = TRI->getAllocatableSet(Fn);
1105     for (unsigned i = 0, e = Allocable.size(); i != e; ++i)
1106       if (!Allocable[i])
1107         PhysRegsUsed[i] = -2;  // Mark the reg unallocable.
1108   }
1109
1110   // initialize the virtual->physical register map to have a 'null'
1111   // mapping for all virtual registers
1112   unsigned LastVirtReg = MF->getRegInfo().getLastVirtReg();
1113   StackSlotForVirtReg.grow(LastVirtReg);
1114   Virt2PhysRegMap.grow(LastVirtReg);
1115   Virt2LastUseMap.grow(LastVirtReg);
1116   VirtRegModified.resize(LastVirtReg+1-TargetRegisterInfo::FirstVirtualRegister);
1117   UsedInMultipleBlocks.resize(LastVirtReg+1-TargetRegisterInfo::FirstVirtualRegister);
1118
1119   // Loop over all of the basic blocks, eliminating virtual register references
1120   for (MachineFunction::iterator MBB = Fn.begin(), MBBe = Fn.end();
1121        MBB != MBBe; ++MBB)
1122     AllocateBasicBlock(*MBB);
1123
1124   StackSlotForVirtReg.clear();
1125   PhysRegsUsed.clear();
1126   VirtRegModified.clear();
1127   UsedInMultipleBlocks.clear();
1128   Virt2PhysRegMap.clear();
1129   Virt2LastUseMap.clear();
1130   return true;
1131 }
1132
1133 FunctionPass *llvm::createLocalRegisterAllocator() {
1134   return new RALocal();
1135 }