lib/CodeGen/RegAllocLocal.cpp

   1 //===-- RegAllocLocal.cpp - A BasicBlock generic register allocator -------===//
   2 //
   3 // This register allocator allocates registers to a basic block at a time,
   4 // attempting to keep values in registers and reusing registers as appropriate.
   5 //
   6 //===----------------------------------------------------------------------===//
   7
   8 #define DEBUG_TYPE "regalloc"
   9 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
  10 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
  11 #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
  12 #include "llvm/CodeGen/SSARegMap.h"
  13 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  14 #include "llvm/CodeGen/LiveVariables.h"
  15 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  16 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  17 #include "Support/CommandLine.h"
  18 #include "Support/Debug.h"
  19 #include "Support/Statistic.h"
  20 #include <iostream>
  21
  22 namespace {
  23   Statistic<> NumSpilled ("ra-local", "Number of registers spilled");
  24   Statistic<> NumReloaded("ra-local", "Number of registers reloaded");
  25   cl::opt<bool> DisableKill("no-kill", cl::Hidden,
  26                             cl::desc("Disable register kill in local-ra"));
  27
  28   class RA : public MachineFunctionPass {
  29     const TargetMachine *TM;
  30     MachineFunction *MF;
  31     const MRegisterInfo *RegInfo;
  32     LiveVariables *LV;
  33
  34     // StackSlotForVirtReg - Maps virtual regs to the frame index where these
  35     // values are spilled.
  36     std::map<unsigned, int> StackSlotForVirtReg;
  37
  38     // Virt2PhysRegMap - This map contains entries for each virtual register
  39     // that is currently available in a physical register.
  40     //
  41     std::map<unsigned, unsigned> Virt2PhysRegMap;
  42
  43     // PhysRegsUsed - This map contains entries for each physical register that
  44     // currently has a value (ie, it is in Virt2PhysRegMap).  The value mapped
  45     // to is the virtual register corresponding to the physical register (the
  46     // inverse of the Virt2PhysRegMap), or 0.  The value is set to 0 if this
  47     // register is pinned because it is used by a future instruction.
  48     //
  49     std::map<unsigned, unsigned> PhysRegsUsed;
  50
  51     // PhysRegsUseOrder - This contains a list of the physical registers that
  52     // currently have a virtual register value in them.  This list provides an
  53     // ordering of registers, imposing a reallocation order.  This list is only
  54     // used if all registers are allocated and we have to spill one, in which
  55     // case we spill the least recently used register.  Entries at the front of
  56     // the list are the least recently used registers, entries at the back are
  57     // the most recently used.
  58     //
  59     std::vector<unsigned> PhysRegsUseOrder;
  60
  61     // VirtRegModified - This bitset contains information about which virtual
  62     // registers need to be spilled back to memory when their registers are
  63     // scavenged.  If a virtual register has simply been rematerialized, there
  64     // is no reason to spill it to memory when we need the register back.
  65     //
  66     std::vector<bool> VirtRegModified;
  67
  68     void markVirtRegModified(unsigned Reg, bool Val = true) {
  69       assert(Reg >= MRegisterInfo::FirstVirtualRegister && "Illegal VirtReg!");
  70       Reg -= MRegisterInfo::FirstVirtualRegister;
  71       if (VirtRegModified.size() <= Reg) VirtRegModified.resize(Reg+1);
  72       VirtRegModified[Reg] = Val;
  73     }
  74
  75     bool isVirtRegModified(unsigned Reg) const {
  76       assert(Reg >= MRegisterInfo::FirstVirtualRegister && "Illegal VirtReg!");
  77       assert(Reg - MRegisterInfo::FirstVirtualRegister < VirtRegModified.size()
  78              && "Illegal virtual register!");
  79       return VirtRegModified[Reg - MRegisterInfo::FirstVirtualRegister];
  80     }
  81
  82     void MarkPhysRegRecentlyUsed(unsigned Reg) {
  83       assert(!PhysRegsUseOrder.empty() && "No registers used!");
  84       if (PhysRegsUseOrder.back() == Reg) return;  // Already most recently used
  85
  86       for (unsigned i = PhysRegsUseOrder.size(); i != 0; --i)
  87         if (areRegsEqual(Reg, PhysRegsUseOrder[i-1])) {
  88           unsigned RegMatch = PhysRegsUseOrder[i-1];       // remove from middle
  89           PhysRegsUseOrder.erase(PhysRegsUseOrder.begin()+i-1);
  90           // Add it to the end of the list
  91           PhysRegsUseOrder.push_back(RegMatch);
  92           if (RegMatch == Reg)
  93             return;    // Found an exact match, exit early
  94         }
  95     }
  96
  97   public:
  98     virtual const char *getPassName() const {
  99       return "Local Register Allocator";
 100     }
 101
 102     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
 103       if (!DisableKill)
 104         AU.addRequired<LiveVariables>();
 105       AU.addRequiredID(PHIEliminationID);
 106       MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
 107     }
 108
 109   private:
 110     /// runOnMachineFunction - Register allocate the whole function
 111     bool runOnMachineFunction(MachineFunction &Fn);
 112
 113     /// AllocateBasicBlock - Register allocate the specified basic block.
 114     void AllocateBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB);
 115
 116
 117     /// areRegsEqual - This method returns true if the specified registers are
 118     /// related to each other.  To do this, it checks to see if they are equal
 119     /// or if the first register is in the alias set of the second register.
 120     ///
 121     bool areRegsEqual(unsigned R1, unsigned R2) const {
 122       if (R1 == R2) return true;
 123       if (const unsigned *AliasSet = RegInfo->getAliasSet(R2))
 124         for (unsigned i = 0; AliasSet[i]; ++i)
 125           if (AliasSet[i] == R1) return true;
 126       return false;
 127     }
 128
 129     /// getStackSpaceFor - This returns the frame index of the specified virtual
 130     /// register on the stack, allocating space if necessary.
 131     int getStackSpaceFor(unsigned VirtReg, const TargetRegisterClass *RC);
 132
 133     /// removePhysReg - This method marks the specified physical register as no
 134     /// longer being in use.
 135     ///
 136     void removePhysReg(unsigned PhysReg);
 137
 138     /// spillVirtReg - This method spills the value specified by PhysReg into
 139     /// the virtual register slot specified by VirtReg.  It then updates the RA
 140     /// data structures to indicate the fact that PhysReg is now available.
 141     ///
 142     void spillVirtReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator &I,
 143                       unsigned VirtReg, unsigned PhysReg);
 144
 145     /// spillPhysReg - This method spills the specified physical register into
 146     /// the virtual register slot associated with it.
 147     ///
 148     void spillPhysReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator &I,
 149                       unsigned PhysReg);
 150
 151     /// assignVirtToPhysReg - This method updates local state so that we know
 152     /// that PhysReg is the proper container for VirtReg now.  The physical
 153     /// register must not be used for anything else when this is called.
 154     ///
 155     void assignVirtToPhysReg(unsigned VirtReg, unsigned PhysReg);
 156
 157     /// liberatePhysReg - Make sure the specified physical register is available
 158     /// for use.  If there is currently a value in it, it is either moved out of
 159     /// the way or spilled to memory.
 160     ///
 161     void liberatePhysReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator &I,
 162                          unsigned PhysReg);
 163
 164     /// isPhysRegAvailable - Return true if the specified physical register is
 165     /// free and available for use.  This also includes checking to see if
 166     /// aliased registers are all free...
 167     ///
 168     bool isPhysRegAvailable(unsigned PhysReg) const;
 169
 170     /// getFreeReg - Look to see if there is a free register available in the
 171     /// specified register class.  If not, return 0.
 172     ///
 173     unsigned getFreeReg(const TargetRegisterClass *RC);
 174
 175     /// getReg - Find a physical register to hold the specified virtual
 176     /// register.  If all compatible physical registers are used, this method
 177     /// spills the last used virtual register to the stack, and uses that
 178     /// register.
 179     ///
 180     unsigned getReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator &I,
 181                     unsigned VirtReg);
 182
 183     /// reloadVirtReg - This method loads the specified virtual register into a
 184     /// physical register, returning the physical register chosen.  This updates
 185     /// the regalloc data structures to reflect the fact that the virtual reg is
 186     /// now alive in a physical register, and the previous one isn't.
 187     ///
 188     unsigned reloadVirtReg(MachineBasicBlock &MBB,
 189                            MachineBasicBlock::iterator &I, unsigned VirtReg);
 190
 191     void reloadPhysReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator &I,
 192                        unsigned PhysReg);
 193   };
 194 }
 195
 196
 197 /// getStackSpaceFor - This allocates space for the specified virtual register
 198 /// to be held on the stack.
 199 int RA::getStackSpaceFor(unsigned VirtReg, const TargetRegisterClass *RC) {
 200   // Find the location Reg would belong...
 201   std::map<unsigned, int>::iterator I =StackSlotForVirtReg.lower_bound(VirtReg);
 202
 203   if (I != StackSlotForVirtReg.end() && I->first == VirtReg)
 204     return I->second;          // Already has space allocated?
 205
 206   // Allocate a new stack object for this spill location...
 207   int FrameIdx = MF->getFrameInfo()->CreateStackObject(RC);
 208
 209   // Assign the slot...
 210   StackSlotForVirtReg.insert(I, std::make_pair(VirtReg, FrameIdx));
 211   return FrameIdx;
 212 }
 213
 214
 215 /// removePhysReg - This method marks the specified physical register as no
 216 /// longer being in use.
 217 ///
 218 void RA::removePhysReg(unsigned PhysReg) {
 219   PhysRegsUsed.erase(PhysReg);      // PhyReg no longer used
 220
 221   std::vector<unsigned>::iterator It =
 222     std::find(PhysRegsUseOrder.begin(), PhysRegsUseOrder.end(), PhysReg);
 223   assert(It != PhysRegsUseOrder.end() &&
 224          "Spilled a physical register, but it was not in use list!");
 225   PhysRegsUseOrder.erase(It);
 226 }
 227
 228
 229 /// spillVirtReg - This method spills the value specified by PhysReg into the
 230 /// virtual register slot specified by VirtReg.  It then updates the RA data
 231 /// structures to indicate the fact that PhysReg is now available.
 232 ///
 233 void RA::spillVirtReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator &I,
 234                       unsigned VirtReg, unsigned PhysReg) {
 235   if (!VirtReg && DisableKill) return;
 236   assert(VirtReg && "Spilling a physical register is illegal!"
 237          " Must not have appropriate kill for the register or use exists beyond"
 238          " the intended one.");
 239   DEBUG(std::cerr << "  Spilling register " << RegInfo->getName(PhysReg);
 240         std::cerr << " containing %reg" << VirtReg;
 241         if (!isVirtRegModified(VirtReg))
 242         std::cerr << " which has not been modified, so no store necessary!");
 243
 244   // Otherwise, there is a virtual register corresponding to this physical
 245   // register.  We only need to spill it into its stack slot if it has been
 246   // modified.
 247   if (isVirtRegModified(VirtReg)) {
 248     const TargetRegisterClass *RC = MF->getSSARegMap()->getRegClass(VirtReg);
 249     int FrameIndex = getStackSpaceFor(VirtReg, RC);
 250     DEBUG(std::cerr << " to stack slot #" << FrameIndex);
 251     RegInfo->storeRegToStackSlot(MBB, I, PhysReg, FrameIndex, RC);
 252     ++NumSpilled;   // Update statistics
 253   }
 254   Virt2PhysRegMap.erase(VirtReg);   // VirtReg no longer available
 255
 256   DEBUG(std::cerr << "\n");
 257   removePhysReg(PhysReg);
 258 }
 259
 260
 261 /// spillPhysReg - This method spills the specified physical register into the
 262 /// virtual register slot associated with it.
 263 ///
 264 void RA::spillPhysReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator &I,
 265                       unsigned PhysReg) {
 266   std::map<unsigned, unsigned>::iterator PI = PhysRegsUsed.find(PhysReg);
 267   if (PI != PhysRegsUsed.end()) {             // Only spill it if it's used!
 268     spillVirtReg(MBB, I, PI->second, PhysReg);
 269   } else if (const unsigned *AliasSet = RegInfo->getAliasSet(PhysReg)) {
 270     // If the selected register aliases any other registers, we must make
 271     // sure that one of the aliases isn't alive...
 272     for (unsigned i = 0; AliasSet[i]; ++i) {
 273       PI = PhysRegsUsed.find(AliasSet[i]);
 274       if (PI != PhysRegsUsed.end())     // Spill aliased register...
 275         spillVirtReg(MBB, I, PI->second, AliasSet[i]);
 276     }
 277   }
 278 }
 279
 280
 281 /// assignVirtToPhysReg - This method updates local state so that we know
 282 /// that PhysReg is the proper container for VirtReg now.  The physical
 283 /// register must not be used for anything else when this is called.
 284 ///
 285 void RA::assignVirtToPhysReg(unsigned VirtReg, unsigned PhysReg) {
 286   assert(PhysRegsUsed.find(PhysReg) == PhysRegsUsed.end() &&
 287          "Phys reg already assigned!");
 288   // Update information to note the fact that this register was just used, and
 289   // it holds VirtReg.
 290   PhysRegsUsed[PhysReg] = VirtReg;
 291   Virt2PhysRegMap[VirtReg] = PhysReg;
 292   PhysRegsUseOrder.push_back(PhysReg);   // New use of PhysReg
 293 }
 294
 295
 296 /// isPhysRegAvailable - Return true if the specified physical register is free
 297 /// and available for use.  This also includes checking to see if aliased
 298 /// registers are all free...
 299 ///
 300 bool RA::isPhysRegAvailable(unsigned PhysReg) const {
 301   if (PhysRegsUsed.count(PhysReg)) return false;
 302
 303   // If the selected register aliases any other allocated registers, it is
 304   // not free!
 305   if (const unsigned *AliasSet = RegInfo->getAliasSet(PhysReg))
 306     for (unsigned i = 0; AliasSet[i]; ++i)
 307       if (PhysRegsUsed.count(AliasSet[i])) // Aliased register in use?
 308         return false;                      // Can't use this reg then.
 309   return true;
 310 }
 311
 312
 313 /// getFreeReg - Look to see if there is a free register available in the
 314 /// specified register class.  If not, return 0.
 315 ///
 316 unsigned RA::getFreeReg(const TargetRegisterClass *RC) {
 317   // Get iterators defining the range of registers that are valid to allocate in
 318   // this class, which also specifies the preferred allocation order.
 319   TargetRegisterClass::iterator RI = RC->allocation_order_begin(*MF);
 320   TargetRegisterClass::iterator RE = RC->allocation_order_end(*MF);
 321
 322   for (; RI != RE; ++RI)
 323     if (isPhysRegAvailable(*RI)) {       // Is reg unused?
 324       assert(*RI != 0 && "Cannot use register!");
 325       return *RI; // Found an unused register!
 326     }
 327   return 0;
 328 }
 329
 330
 331 /// liberatePhysReg - Make sure the specified physical register is available for
 332 /// use.  If there is currently a value in it, it is either moved out of the way
 333 /// or spilled to memory.
 334 ///
 335 void RA::liberatePhysReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator &I,
 336                          unsigned PhysReg) {
 337   // FIXME: This code checks to see if a register is available, but it really
 338   // wants to know if a reg is available BEFORE the instruction executes.  If
 339   // called after killed operands are freed, it runs the risk of reallocating a
 340   // used operand...
 341 #if 0
 342   if (isPhysRegAvailable(PhysReg)) return;  // Already available...
 343
 344   // Check to see if the register is directly used, not indirectly used through
 345   // aliases.  If aliased registers are the ones actually used, we cannot be
 346   // sure that we will be able to save the whole thing if we do a reg-reg copy.
 347   std::map<unsigned, unsigned>::iterator PRUI = PhysRegsUsed.find(PhysReg);
 348   if (PRUI != PhysRegsUsed.end()) {
 349     unsigned VirtReg = PRUI->second;   // The virtual register held...
 350
 351     // Check to see if there is a compatible register available.  If so, we can
 352     // move the value into the new register...
 353     //
 354     const TargetRegisterClass *RC = RegInfo->getRegClass(PhysReg);
 355     if (unsigned NewReg = getFreeReg(RC)) {
 356       // Emit the code to copy the value...
 357       RegInfo->copyRegToReg(MBB, I, NewReg, PhysReg, RC);
 358
 359       // Update our internal state to indicate that PhysReg is available and Reg
 360       // isn't.
 361       Virt2PhysRegMap.erase(VirtReg);
 362       removePhysReg(PhysReg);  // Free the physreg
 363
 364       // Move reference over to new register...
 365       assignVirtToPhysReg(VirtReg, NewReg);
 366       return;
 367     }
 368   }
 369 #endif
 370   spillPhysReg(MBB, I, PhysReg);
 371 }
 372
 373
 374 /// getReg - Find a physical register to hold the specified virtual
 375 /// register.  If all compatible physical registers are used, this method spills
 376 /// the last used virtual register to the stack, and uses that register.
 377 ///
 378 unsigned RA::getReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator &I,
 379                     unsigned VirtReg) {
 380   const TargetRegisterClass *RC = MF->getSSARegMap()->getRegClass(VirtReg);
 381
 382   // First check to see if we have a free register of the requested type...
 383   unsigned PhysReg = getFreeReg(RC);
 384
 385   // If we didn't find an unused register, scavenge one now!
 386   if (PhysReg == 0) {
 387     assert(!PhysRegsUseOrder.empty() && "No allocated registers??");
 388
 389     // Loop over all of the preallocated registers from the least recently used
 390     // to the most recently used.  When we find one that is capable of holding
 391     // our register, use it.
 392     for (unsigned i = 0; PhysReg == 0; ++i) {
 393       assert(i != PhysRegsUseOrder.size() &&
 394              "Couldn't find a register of the appropriate class!");
 395
 396       unsigned R = PhysRegsUseOrder[i];
 397       // If the current register is compatible, use it.
 398       if (RegInfo->getRegClass(R) == RC) {
 399         PhysReg = R;
 400         break;
 401       } else {
 402         // If one of the registers aliased to the current register is
 403         // compatible, use it.
 404         if (const unsigned *AliasSet = RegInfo->getAliasSet(R))
 405           for (unsigned a = 0; AliasSet[a]; ++a)
 406             if (RegInfo->getRegClass(AliasSet[a]) == RC) {
 407               PhysReg = AliasSet[a];    // Take an aliased register
 408               break;
 409             }
 410       }
 411     }
 412
 413     assert(PhysReg && "Physical register not assigned!?!?");
 414
 415     // At this point PhysRegsUseOrder[i] is the least recently used register of
 416     // compatible register class.  Spill it to memory and reap its remains.
 417     spillPhysReg(MBB, I, PhysReg);
 418   }
 419
 420   // Now that we know which register we need to assign this to, do it now!
 421   assignVirtToPhysReg(VirtReg, PhysReg);
 422   return PhysReg;
 423 }
 424
 425
 426 /// reloadVirtReg - This method loads the specified virtual register into a
 427 /// physical register, returning the physical register chosen.  This updates the
 428 /// regalloc data structures to reflect the fact that the virtual reg is now
 429 /// alive in a physical register, and the previous one isn't.
 430 ///
 431 unsigned RA::reloadVirtReg(MachineBasicBlock &MBB,
 432                            MachineBasicBlock::iterator &I,
 433                            unsigned VirtReg) {
 434   std::map<unsigned, unsigned>::iterator It = Virt2PhysRegMap.find(VirtReg);
 435   if (It != Virt2PhysRegMap.end()) {
 436     MarkPhysRegRecentlyUsed(It->second);
 437     return It->second;               // Already have this value available!
 438   }
 439
 440   unsigned PhysReg = getReg(MBB, I, VirtReg);
 441
 442   const TargetRegisterClass *RC = MF->getSSARegMap()->getRegClass(VirtReg);
 443   int FrameIndex = getStackSpaceFor(VirtReg, RC);
 444
 445   markVirtRegModified(VirtReg, false);   // Note that this reg was just reloaded
 446
 447   DEBUG(std::cerr << "  Reloading %reg" << VirtReg << " into "
 448                   << RegInfo->getName(PhysReg) << "\n");
 449
 450   // Add move instruction(s)
 451   RegInfo->loadRegFromStackSlot(MBB, I, PhysReg, FrameIndex, RC);
 452   ++NumReloaded;    // Update statistics
 453   return PhysReg;
 454 }
 455
 456
 457
 458 void RA::AllocateBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
 459   // loop over each instruction
 460   MachineBasicBlock::iterator I = MBB.begin();
 461   for (; I != MBB.end(); ++I) {
 462     MachineInstr *MI = *I;
 463     const TargetInstrDescriptor &TID = TM->getInstrInfo().get(MI->getOpcode());
 464     DEBUG(std::cerr << "\nStarting RegAlloc of: " << *MI;
 465           std::cerr << "  Regs have values: ";
 466           for (std::map<unsigned, unsigned>::const_iterator
 467                  I = PhysRegsUsed.begin(), E = PhysRegsUsed.end(); I != E; ++I)
 468              std::cerr << "[" << RegInfo->getName(I->first)
 469                        << ",%reg" << I->second << "] ";
 470           std::cerr << "\n");
 471
 472     // Loop over the implicit uses, making sure that they are at the head of the
 473     // use order list, so they don't get reallocated.
 474     if (const unsigned *ImplicitUses = TID.ImplicitUses)
 475       for (unsigned i = 0; ImplicitUses[i]; ++i)
 476         MarkPhysRegRecentlyUsed(ImplicitUses[i]);
 477
 478     // Get the used operands into registers.  This has the potential to spill
 479     // incoming values if we are out of registers.  Note that we completely
 480     // ignore physical register uses here.  We assume that if an explicit
 481     // physical register is referenced by the instruction, that it is guaranteed
 482     // to be live-in, or the input is badly hosed.
 483     //
 484     for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i)
 485       if (MI->getOperand(i).opIsUse() && MI->getOperand(i).isVirtualRegister()){
 486         unsigned VirtSrcReg = MI->getOperand(i).getAllocatedRegNum();
 487         unsigned PhysSrcReg = reloadVirtReg(MBB, I, VirtSrcReg);
 488         MI->SetMachineOperandReg(i, PhysSrcReg);  // Assign the input register
 489       }
 490
 491     if (!DisableKill) {
 492       // If this instruction is the last user of anything in registers, kill the
 493       // value, freeing the register being used, so it doesn't need to be
 494       // spilled to memory.
 495       //
 496       for (LiveVariables::killed_iterator KI = LV->killed_begin(MI),
 497              KE = LV->killed_end(MI); KI != KE; ++KI) {
 498         unsigned VirtReg = KI->second;
 499         unsigned PhysReg = VirtReg;
 500         if (VirtReg >= MRegisterInfo::FirstVirtualRegister) {
 501           std::map<unsigned, unsigned>::iterator I =
 502             Virt2PhysRegMap.find(VirtReg);
 503           assert(I != Virt2PhysRegMap.end());
 504           PhysReg = I->second;
 505           Virt2PhysRegMap.erase(I);
 506         }
 507
 508         if (PhysReg) {
 509           DEBUG(std::cerr << "  Last use of " << RegInfo->getName(PhysReg)
 510                       << "[%reg" << VirtReg <<"], removing it from live set\n");
 511           removePhysReg(PhysReg);
 512         }
 513       }
 514     }
 515
 516     // Loop over all of the operands of the instruction, spilling registers that
 517     // are defined, and marking explicit destinations in the PhysRegsUsed map.
 518     for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i)
 519       if ((MI->getOperand(i).opIsDefOnly() ||
 520            MI->getOperand(i).opIsDefAndUse()) &&
 521           MI->getOperand(i).isPhysicalRegister()) {
 522         unsigned Reg = MI->getOperand(i).getAllocatedRegNum();
 523         spillPhysReg(MBB, I, Reg);        // Spill any existing value in the reg
 524         PhysRegsUsed[Reg] = 0;            // It is free and reserved now
 525         PhysRegsUseOrder.push_back(Reg);
 526       }
 527
 528     // Loop over the implicit defs, spilling them as well.
 529     if (const unsigned *ImplicitDefs = TID.ImplicitDefs)
 530       for (unsigned i = 0; ImplicitDefs[i]; ++i) {
 531         unsigned Reg = ImplicitDefs[i];
 532         spillPhysReg(MBB, I, Reg);
 533         PhysRegsUseOrder.push_back(Reg);
 534         PhysRegsUsed[Reg] = 0;            // It is free and reserved now
 535       }
 536
 537     // Okay, we have allocated all of the source operands and spilled any values
 538     // that would be destroyed by defs of this instruction.  Loop over the
 539     // implicit defs and assign them to a register, spilling incoming values if
 540     // we need to scavenge a register.
 541     //
 542     for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i)
 543       if ((MI->getOperand(i).opIsDefOnly() || MI->getOperand(i).opIsDefAndUse())
 544           && MI->getOperand(i).isVirtualRegister()) {
 545         unsigned DestVirtReg = MI->getOperand(i).getAllocatedRegNum();
 546         unsigned DestPhysReg;
 547
 548         // If DestVirtReg already has a value, forget about it.  Why doesn't
 549         // getReg do this right?
 550         std::map<unsigned, unsigned>::iterator DestI =
 551           Virt2PhysRegMap.find(DestVirtReg);
 552         if (DestI != Virt2PhysRegMap.end()) {
 553           unsigned PhysReg = DestI->second;
 554           Virt2PhysRegMap.erase(DestI);
 555           removePhysReg(PhysReg);
 556         }
 557
 558         if (TM->getInstrInfo().isTwoAddrInstr(MI->getOpcode()) && i == 0) {
 559           // must be same register number as the first operand
 560           // This maps a = b + c into b += c, and saves b into a's spot
 561           assert(MI->getOperand(1).isRegister()  &&
 562                  MI->getOperand(1).getAllocatedRegNum() &&
 563                  MI->getOperand(1).opIsUse() &&
 564                  "Two address instruction invalid!");
 565           DestPhysReg = MI->getOperand(1).getAllocatedRegNum();
 566
 567           liberatePhysReg(MBB, I, DestPhysReg);
 568           assignVirtToPhysReg(DestVirtReg, DestPhysReg);
 569         } else {
 570           DestPhysReg = getReg(MBB, I, DestVirtReg);
 571         }
 572         markVirtRegModified(DestVirtReg);
 573         MI->SetMachineOperandReg(i, DestPhysReg);  // Assign the output register
 574       }
 575
 576     if (!DisableKill) {
 577       // If this instruction defines any registers that are immediately dead,
 578       // kill them now.
 579       //
 580       for (LiveVariables::killed_iterator KI = LV->dead_begin(MI),
 581              KE = LV->dead_end(MI); KI != KE; ++KI) {
 582         unsigned VirtReg = KI->second;
 583         unsigned PhysReg = VirtReg;
 584         if (VirtReg >= MRegisterInfo::FirstVirtualRegister) {
 585           std::map<unsigned, unsigned>::iterator I =
 586             Virt2PhysRegMap.find(VirtReg);
 587           assert(I != Virt2PhysRegMap.end());
 588           PhysReg = I->second;
 589           Virt2PhysRegMap.erase(I);
 590         }
 591
 592         if (PhysReg) {
 593           DEBUG(std::cerr << "  Register " << RegInfo->getName(PhysReg)
 594                           << " [%reg" << VirtReg
 595                           << "] is never used, removing it frame live list\n");
 596           removePhysReg(PhysReg);
 597         }
 598       }
 599     }
 600   }
 601
 602   // Rewind the iterator to point to the first flow control instruction...
 603   const TargetInstrInfo &TII = TM->getInstrInfo();
 604   I = MBB.end();
 605   while (I != MBB.begin() && TII.isTerminatorInstr((*(I-1))->getOpcode()))
 606     --I;
 607
 608   // Spill all physical registers holding virtual registers now.
 609   while (!PhysRegsUsed.empty())
 610     if (unsigned VirtReg = PhysRegsUsed.begin()->second)
 611       spillVirtReg(MBB, I, VirtReg, PhysRegsUsed.begin()->first);
 612     else
 613       removePhysReg(PhysRegsUsed.begin()->first);
 614
 615   for (std::map<unsigned, unsigned>::iterator I = Virt2PhysRegMap.begin(),
 616          E = Virt2PhysRegMap.end(); I != E; ++I)
 617     std::cerr << "Register still mapped: " << I->first << " -> "
 618               << I->second << "\n";
 619
 620   assert(Virt2PhysRegMap.empty() && "Virtual registers still in phys regs?");
 621   assert(PhysRegsUseOrder.empty() && "Physical regs still allocated?");
 622 }
 623
 624
 625 /// runOnMachineFunction - Register allocate the whole function
 626 ///
 627 bool RA::runOnMachineFunction(MachineFunction &Fn) {
 628   DEBUG(std::cerr << "Machine Function " << "\n");
 629   MF = &Fn;
 630   TM = &Fn.getTarget();
 631   RegInfo = TM->getRegisterInfo();
 632
 633   if (!DisableKill)
 634     LV = &getAnalysis<LiveVariables>();
 635
 636   // Loop over all of the basic blocks, eliminating virtual register references
 637   for (MachineFunction::iterator MBB = Fn.begin(), MBBe = Fn.end();
 638        MBB != MBBe; ++MBB)
 639     AllocateBasicBlock(*MBB);
 640
 641   StackSlotForVirtReg.clear();
 642   VirtRegModified.clear();
 643   return true;
 644 }
 645
 646 FunctionPass *createLocalRegisterAllocator() {
 647   return new RA();
 648 }