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   assert((VirtReg || DisableKill) && "Spilling a physical register is illegal!"
 236          " Must not have appropriate kill for the register or use exists beyond"
 237          " the intended one.");
 238   DEBUG(std::cerr << "  Spilling register " << RegInfo->getName(PhysReg);
 239         std::cerr << " containing %reg" << VirtReg;
 240         if (!isVirtRegModified(VirtReg))
 241         std::cerr << " which has not been modified, so no store necessary!");
 242
 243   // Otherwise, there is a virtual register corresponding to this physical
 244   // register.  We only need to spill it into its stack slot if it has been
 245   // modified.
 246   if (isVirtRegModified(VirtReg)) {
 247     const TargetRegisterClass *RC = MF->getSSARegMap()->getRegClass(VirtReg);
 248     int FrameIndex = getStackSpaceFor(VirtReg, RC);
 249     DEBUG(std::cerr << " to stack slot #" << FrameIndex);
 250     RegInfo->storeRegToStackSlot(MBB, I, PhysReg, FrameIndex, RC);
 251     ++NumSpilled;   // Update statistics
 252   }
 253   Virt2PhysRegMap.erase(VirtReg);   // VirtReg no longer available
 254
 255   DEBUG(std::cerr << "\n");
 256   removePhysReg(PhysReg);
 257 }
 258
 259
 260 /// spillPhysReg - This method spills the specified physical register into the
 261 /// virtual register slot associated with it.
 262 ///
 263 void RA::spillPhysReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator &I,
 264                       unsigned PhysReg) {
 265   std::map<unsigned, unsigned>::iterator PI = PhysRegsUsed.find(PhysReg);
 266   if (PI != PhysRegsUsed.end()) {             // Only spill it if it's used!
 267     spillVirtReg(MBB, I, PI->second, PhysReg);
 268   } else if (const unsigned *AliasSet = RegInfo->getAliasSet(PhysReg)) {
 269     // If the selected register aliases any other registers, we must make
 270     // sure that one of the aliases isn't alive...
 271     for (unsigned i = 0; AliasSet[i]; ++i) {
 272       PI = PhysRegsUsed.find(AliasSet[i]);
 273       if (PI != PhysRegsUsed.end())     // Spill aliased register...
 274         spillVirtReg(MBB, I, PI->second, AliasSet[i]);
 275     }
 276   }
 277 }
 278
 279
 280 /// assignVirtToPhysReg - This method updates local state so that we know
 281 /// that PhysReg is the proper container for VirtReg now.  The physical
 282 /// register must not be used for anything else when this is called.
 283 ///
 284 void RA::assignVirtToPhysReg(unsigned VirtReg, unsigned PhysReg) {
 285   assert(PhysRegsUsed.find(PhysReg) == PhysRegsUsed.end() &&
 286          "Phys reg already assigned!");
 287   // Update information to note the fact that this register was just used, and
 288   // it holds VirtReg.
 289   PhysRegsUsed[PhysReg] = VirtReg;
 290   Virt2PhysRegMap[VirtReg] = PhysReg;
 291   PhysRegsUseOrder.push_back(PhysReg);   // New use of PhysReg
 292 }
 293
 294
 295 /// isPhysRegAvailable - Return true if the specified physical register is free
 296 /// and available for use.  This also includes checking to see if aliased
 297 /// registers are all free...
 298 ///
 299 bool RA::isPhysRegAvailable(unsigned PhysReg) const {
 300   if (PhysRegsUsed.count(PhysReg)) return false;
 301
 302   // If the selected register aliases any other allocated registers, it is
 303   // not free!
 304   if (const unsigned *AliasSet = RegInfo->getAliasSet(PhysReg))
 305     for (unsigned i = 0; AliasSet[i]; ++i)
 306       if (PhysRegsUsed.count(AliasSet[i])) // Aliased register in use?
 307         return false;                      // Can't use this reg then.
 308   return true;
 309 }
 310
 311
 312 /// getFreeReg - Look to see if there is a free register available in the
 313 /// specified register class.  If not, return 0.
 314 ///
 315 unsigned RA::getFreeReg(const TargetRegisterClass *RC) {
 316   // Get iterators defining the range of registers that are valid to allocate in
 317   // this class, which also specifies the preferred allocation order.
 318   TargetRegisterClass::iterator RI = RC->allocation_order_begin(*MF);
 319   TargetRegisterClass::iterator RE = RC->allocation_order_end(*MF);
 320
 321   for (; RI != RE; ++RI)
 322     if (isPhysRegAvailable(*RI)) {       // Is reg unused?
 323       assert(*RI != 0 && "Cannot use register!");
 324       return *RI; // Found an unused register!
 325     }
 326   return 0;
 327 }
 328
 329
 330 /// liberatePhysReg - Make sure the specified physical register is available for
 331 /// use.  If there is currently a value in it, it is either moved out of the way
 332 /// or spilled to memory.
 333 ///
 334 void RA::liberatePhysReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator &I,
 335                          unsigned PhysReg) {
 336   // FIXME: This code checks to see if a register is available, but it really
 337   // wants to know if a reg is available BEFORE the instruction executes.  If
 338   // called after killed operands are freed, it runs the risk of reallocating a
 339   // used operand...
 340 #if 0
 341   if (isPhysRegAvailable(PhysReg)) return;  // Already available...
 342
 343   // Check to see if the register is directly used, not indirectly used through
 344   // aliases.  If aliased registers are the ones actually used, we cannot be
 345   // sure that we will be able to save the whole thing if we do a reg-reg copy.
 346   std::map<unsigned, unsigned>::iterator PRUI = PhysRegsUsed.find(PhysReg);
 347   if (PRUI != PhysRegsUsed.end()) {
 348     unsigned VirtReg = PRUI->second;   // The virtual register held...
 349
 350     // Check to see if there is a compatible register available.  If so, we can
 351     // move the value into the new register...
 352     //
 353     const TargetRegisterClass *RC = RegInfo->getRegClass(PhysReg);
 354     if (unsigned NewReg = getFreeReg(RC)) {
 355       // Emit the code to copy the value...
 356       RegInfo->copyRegToReg(MBB, I, NewReg, PhysReg, RC);
 357
 358       // Update our internal state to indicate that PhysReg is available and Reg
 359       // isn't.
 360       Virt2PhysRegMap.erase(VirtReg);
 361       removePhysReg(PhysReg);  // Free the physreg
 362
 363       // Move reference over to new register...
 364       assignVirtToPhysReg(VirtReg, NewReg);
 365       return;
 366     }
 367   }
 368 #endif
 369   spillPhysReg(MBB, I, PhysReg);
 370 }
 371
 372
 373 /// getReg - Find a physical register to hold the specified virtual
 374 /// register.  If all compatible physical registers are used, this method spills
 375 /// the last used virtual register to the stack, and uses that register.
 376 ///
 377 unsigned RA::getReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator &I,
 378                     unsigned VirtReg) {
 379   const TargetRegisterClass *RC = MF->getSSARegMap()->getRegClass(VirtReg);
 380
 381   // First check to see if we have a free register of the requested type...
 382   unsigned PhysReg = getFreeReg(RC);
 383
 384   // If we didn't find an unused register, scavenge one now!
 385   if (PhysReg == 0) {
 386     assert(!PhysRegsUseOrder.empty() && "No allocated registers??");
 387
 388     // Loop over all of the preallocated registers from the least recently used
 389     // to the most recently used.  When we find one that is capable of holding
 390     // our register, use it.
 391     for (unsigned i = 0; PhysReg == 0; ++i) {
 392       assert(i != PhysRegsUseOrder.size() &&
 393              "Couldn't find a register of the appropriate class!");
 394
 395       unsigned R = PhysRegsUseOrder[i];
 396       // If the current register is compatible, use it.
 397       if (RegInfo->getRegClass(R) == RC) {
 398         PhysReg = R;
 399         break;
 400       } else {
 401         // If one of the registers aliased to the current register is
 402         // compatible, use it.
 403         if (const unsigned *AliasSet = RegInfo->getAliasSet(R))
 404           for (unsigned a = 0; AliasSet[a]; ++a)
 405             if (RegInfo->getRegClass(AliasSet[a]) == RC) {
 406               PhysReg = AliasSet[a];    // Take an aliased register
 407               break;
 408             }
 409       }
 410     }
 411
 412     assert(PhysReg && "Physical register not assigned!?!?");
 413
 414     // At this point PhysRegsUseOrder[i] is the least recently used register of
 415     // compatible register class.  Spill it to memory and reap its remains.
 416     spillPhysReg(MBB, I, PhysReg);
 417   }
 418
 419   // Now that we know which register we need to assign this to, do it now!
 420   assignVirtToPhysReg(VirtReg, PhysReg);
 421   return PhysReg;
 422 }
 423
 424
 425 /// reloadVirtReg - This method loads the specified virtual register into a
 426 /// physical register, returning the physical register chosen.  This updates the
 427 /// regalloc data structures to reflect the fact that the virtual reg is now
 428 /// alive in a physical register, and the previous one isn't.
 429 ///
 430 unsigned RA::reloadVirtReg(MachineBasicBlock &MBB,
 431                            MachineBasicBlock::iterator &I,
 432                            unsigned VirtReg) {
 433   std::map<unsigned, unsigned>::iterator It = Virt2PhysRegMap.find(VirtReg);
 434   if (It != Virt2PhysRegMap.end()) {
 435     MarkPhysRegRecentlyUsed(It->second);
 436     return It->second;               // Already have this value available!
 437   }
 438
 439   unsigned PhysReg = getReg(MBB, I, VirtReg);
 440
 441   const TargetRegisterClass *RC = MF->getSSARegMap()->getRegClass(VirtReg);
 442   int FrameIndex = getStackSpaceFor(VirtReg, RC);
 443
 444   markVirtRegModified(VirtReg, false);   // Note that this reg was just reloaded
 445
 446   DEBUG(std::cerr << "  Reloading %reg" << VirtReg << " into "
 447                   << RegInfo->getName(PhysReg) << "\n");
 448
 449   // Add move instruction(s)
 450   RegInfo->loadRegFromStackSlot(MBB, I, PhysReg, FrameIndex, RC);
 451   ++NumReloaded;    // Update statistics
 452   return PhysReg;
 453 }
 454
 455
 456
 457 void RA::AllocateBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
 458   // loop over each instruction
 459   MachineBasicBlock::iterator I = MBB.begin();
 460   for (; I != MBB.end(); ++I) {
 461     MachineInstr *MI = *I;
 462     const TargetInstrDescriptor &TID = TM->getInstrInfo().get(MI->getOpcode());
 463     DEBUG(std::cerr << "\nStarting RegAlloc of: " << *MI;
 464           std::cerr << "  Regs have values: ";
 465           for (std::map<unsigned, unsigned>::const_iterator
 466                  I = PhysRegsUsed.begin(), E = PhysRegsUsed.end(); I != E; ++I)
 467              std::cerr << "[" << RegInfo->getName(I->first)
 468                        << ",%reg" << I->second << "] ";
 469           std::cerr << "\n");
 470
 471     // Loop over the implicit uses, making sure that they are at the head of the
 472     // use order list, so they don't get reallocated.
 473     if (const unsigned *ImplicitUses = TID.ImplicitUses)
 474       for (unsigned i = 0; ImplicitUses[i]; ++i)
 475         MarkPhysRegRecentlyUsed(ImplicitUses[i]);
 476
 477     // Get the used operands into registers.  This has the potiential to spill
 478     // incoming values if we are out of registers.  Note that we completely
 479     // ignore physical register uses here.  We assume that if an explicit
 480     // physical register is referenced by the instruction, that it is guaranteed
 481     // to be live-in, or the input is badly hosed.
 482     //
 483     for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i)
 484       if (MI->getOperand(i).opIsUse() && MI->getOperand(i).isVirtualRegister()){
 485         unsigned VirtSrcReg = MI->getOperand(i).getAllocatedRegNum();
 486         unsigned PhysSrcReg = reloadVirtReg(MBB, I, VirtSrcReg);
 487         MI->SetMachineOperandReg(i, PhysSrcReg);  // Assign the input register
 488       }
 489
 490     if (!DisableKill) {
 491       // If this instruction is the last user of anything in registers, kill the
 492       // value, freeing the register being used, so it doesn't need to be
 493       // spilled to memory.
 494       //
 495       for (LiveVariables::killed_iterator KI = LV->killed_begin(MI),
 496              KE = LV->killed_end(MI); KI != KE; ++KI) {
 497         unsigned VirtReg = KI->second;
 498         unsigned PhysReg = VirtReg;
 499         if (VirtReg >= MRegisterInfo::FirstVirtualRegister) {
 500           std::map<unsigned, unsigned>::iterator I =
 501             Virt2PhysRegMap.find(VirtReg);
 502           assert(I != Virt2PhysRegMap.end());
 503           PhysReg = I->second;
 504           Virt2PhysRegMap.erase(I);
 505         }
 506
 507         if (PhysReg) {
 508           DEBUG(std::cerr << "  Last use of " << RegInfo->getName(PhysReg)
 509                       << "[%reg" << VirtReg <<"], removing it from live set\n");
 510           removePhysReg(PhysReg);
 511         }
 512       }
 513     }
 514
 515     // Loop over all of the operands of the instruction, spilling registers that
 516     // are defined, and marking explicit destinations in the PhysRegsUsed map.
 517     for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i)
 518       if ((MI->getOperand(i).opIsDefOnly() ||
 519            MI->getOperand(i).opIsDefAndUse()) &&
 520           MI->getOperand(i).isPhysicalRegister()) {
 521         unsigned Reg = MI->getOperand(i).getAllocatedRegNum();
 522         spillPhysReg(MBB, I, Reg);        // Spill any existing value in the reg
 523         PhysRegsUsed[Reg] = 0;            // It is free and reserved now
 524         PhysRegsUseOrder.push_back(Reg);
 525       }
 526
 527     // Loop over the implicit defs, spilling them as well.
 528     if (const unsigned *ImplicitDefs = TID.ImplicitDefs)
 529       for (unsigned i = 0; ImplicitDefs[i]; ++i) {
 530         unsigned Reg = ImplicitDefs[i];
 531         spillPhysReg(MBB, I, Reg);
 532         PhysRegsUseOrder.push_back(Reg);
 533         PhysRegsUsed[Reg] = 0;            // It is free and reserved now
 534       }
 535
 536     // Okay, we have allocated all of the source operands and spilled any values
 537     // that would be destroyed by defs of this instruction.  Loop over the
 538     // implicit defs and assign them to a register, spilling incoming values if
 539     // we need to scavenge a register.
 540     //
 541     for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i)
 542       if ((MI->getOperand(i).opIsDefOnly() || MI->getOperand(i).opIsDefAndUse())
 543           && MI->getOperand(i).isVirtualRegister()) {
 544         unsigned DestVirtReg = MI->getOperand(i).getAllocatedRegNum();
 545         unsigned DestPhysReg;
 546
 547         // If DestVirtReg already has a value, forget about it.  Why doesn't
 548         // getReg do this right?
 549         std::map<unsigned, unsigned>::iterator DestI =
 550           Virt2PhysRegMap.find(DestVirtReg);
 551         if (DestI != Virt2PhysRegMap.end()) {
 552           unsigned PhysReg = DestI->second;
 553           Virt2PhysRegMap.erase(DestI);
 554           removePhysReg(PhysReg);
 555         }
 556
 557         if (TM->getInstrInfo().isTwoAddrInstr(MI->getOpcode()) && i == 0) {
 558           // must be same register number as the first operand
 559           // This maps a = b + c into b += c, and saves b into a's spot
 560           assert(MI->getOperand(1).isRegister()  &&
 561                  MI->getOperand(1).getAllocatedRegNum() &&
 562                  MI->getOperand(1).opIsUse() &&
 563                  "Two address instruction invalid!");
 564           DestPhysReg = MI->getOperand(1).getAllocatedRegNum();
 565
 566           liberatePhysReg(MBB, I, DestPhysReg);
 567           assignVirtToPhysReg(DestVirtReg, DestPhysReg);
 568         } else {
 569           DestPhysReg = getReg(MBB, I, DestVirtReg);
 570         }
 571         markVirtRegModified(DestVirtReg);
 572         MI->SetMachineOperandReg(i, DestPhysReg);  // Assign the output register
 573       }
 574
 575     if (!DisableKill) {
 576       // If this instruction defines any registers that are immediately dead,
 577       // kill them now.
 578       //
 579       for (LiveVariables::killed_iterator KI = LV->dead_begin(MI),
 580              KE = LV->dead_end(MI); KI != KE; ++KI) {
 581         unsigned VirtReg = KI->second;
 582         unsigned PhysReg = VirtReg;
 583         if (VirtReg >= MRegisterInfo::FirstVirtualRegister) {
 584           std::map<unsigned, unsigned>::iterator I =
 585             Virt2PhysRegMap.find(VirtReg);
 586           assert(I != Virt2PhysRegMap.end());
 587           PhysReg = I->second;
 588           Virt2PhysRegMap.erase(I);
 589         }
 590
 591         if (PhysReg) {
 592           DEBUG(std::cerr << "  Register " << RegInfo->getName(PhysReg)
 593                           << " [%reg" << VirtReg
 594                           << "] is never used, removing it frame live list\n");
 595           removePhysReg(PhysReg);
 596         }
 597       }
 598     }
 599   }
 600
 601   // Rewind the iterator to point to the first flow control instruction...
 602   const TargetInstrInfo &TII = TM->getInstrInfo();
 603   I = MBB.end();
 604   while (I != MBB.begin() && TII.isTerminatorInstr((*(I-1))->getOpcode()))
 605     --I;
 606
 607   // Spill all physical registers holding virtual registers now.
 608   while (!PhysRegsUsed.empty())
 609     spillVirtReg(MBB, I, PhysRegsUsed.begin()->second,
 610                  PhysRegsUsed.begin()->first);
 611
 612   for (std::map<unsigned, unsigned>::iterator I = Virt2PhysRegMap.begin(),
 613          E = Virt2PhysRegMap.end(); I != E; ++I)
 614     std::cerr << "Register still mapped: " << I->first << " -> "
 615               << I->second << "\n";
 616
 617   assert(Virt2PhysRegMap.empty() && "Virtual registers still in phys regs?");
 618   assert(PhysRegsUseOrder.empty() && "Physical regs still allocated?");
 619 }
 620
 621
 622 /// runOnMachineFunction - Register allocate the whole function
 623 ///
 624 bool RA::runOnMachineFunction(MachineFunction &Fn) {
 625   DEBUG(std::cerr << "Machine Function " << "\n");
 626   MF = &Fn;
 627   TM = &Fn.getTarget();
 628   RegInfo = TM->getRegisterInfo();
 629
 630   if (!DisableKill)
 631     LV = &getAnalysis<LiveVariables>();
 632
 633   // Loop over all of the basic blocks, eliminating virtual register references
 634   for (MachineFunction::iterator MBB = Fn.begin(), MBBe = Fn.end();
 635        MBB != MBBe; ++MBB)
 636     AllocateBasicBlock(*MBB);
 637
 638   StackSlotForVirtReg.clear();
 639   VirtRegModified.clear();
 640   return true;
 641 }
 642
 643 Pass *createLocalRegisterAllocator() {
 644   return new RA();
 645 }